Il presente Rapporto è parte integrante della documentazione delle attività di Ricerca di Sistema previste dal “Piano Annuale di Realizzazione 2008” prot. CESI RICERCA 08002569 (Aprile 2008) nell’ambito del progetto “Tecniche di valutazione delle condizioni, della vita e delle funzionalità residue di componenti elettrici mediante metodiche sotto tensione” (Area “Trasmissione e Distribuzione”) e costituisce Rapporto aggiuntivo per il Deliverable 2.3. Un sistema per la valutazione delle condizioni di componenti in servizio si realizza mediante l’utilizzo di tecniche diagnostiche atte ad evidenziare l’insorgere di anomalie durante l’esercizio stesso. Gli apparecchi con isolamento impregnato in olio, di cui i trasformatori sono la componente più importante, sono soggetti ad una serie di fenomeni che possono portare al degrado del sistema di isolamento che risulta composto dal fluido isolante, normalmente olio minerale, e da componenti solidi, costituiti da carta e cartogeno. Per valutare gli effetti di degrado di tali componenti si utilizzano diversi sistemi diagnostici di tipo non invasivo, sia in linea sia fuori linea, in grado di fornire informazioni sull’alterazione delle proprietà dielettriche, sull’incremento della velocità di ossidazione, sull’accumulo di acqua nella carta/cartogeno, sull’attacco chimico da parte del fluido sulle parti attive. L’obiettivo dell’attività di ricerca descritta nel presente rapporto è stato quello di analizzare le cause di degrado degli isolanti solidi del sistema carta olio e di individuare le metodologie diagnostiche in grado di valutare lo stato del degrado stesso. Le principali cause di degrado analizzate sono state l’accumulo di acqua e di particolati nelle carte/cartogeno e la successiva fase di rottura del polimero cellulosico. Per ottenere indicazioni sull’evolvere di tali fenomeni durante la vita del componente, fino ad ora, si sono utilizzati metodi di controllo di tipo indiretto che permettono, attraverso l’analisi del fluido di raffreddamento (olio minerale), di ottenere informazioni sulla presenza di umidità, furani e alcuni gas disciolti, come CO e CO 2 , che possono essere correlati con le condizioni di degrado dell’isolamento stesso. Ad oggi con l’evolvere di sistemi di misura sempre più sofisticati si è in grado di effettuare misure elettriche in campo che forniscono in modo diretto indicazioni su quelle grandezze elettriche che sono un indicatore delle condizioni generali del sistema isolante. In particolare tali metodi di misura, di recente applicazione su componenti in servizio, come il rilievo delle correnti di polarizzazione e depolarizzazione (metodo PDC) e l’analisi in frequenza del fattore di perdita del sistema isolante (metodo FDS), permettono di ottenere, attraverso opportuni software dedicati, indicazioni sulla conduttività dell’olio e sul contenuto di acqua nella carta. Nel corso dell’attività i due metodi sopra citati sono stati applicati in una serie di prove sperimentali sia in laboratorio, sia in campo su componenti in servizio, per valutare l’affidabilità e la ripetibilità delle misure stesse oltre che l’influenza delle condizioni ambientali (es. il variare della temperatura). Attualmente riveste particolare interesse la valutazione del degrado del sistema isolante dovuto alla presenza di zolfo corrosivo con conseguente di accumulo di particolato, formazione di solfuro di rame, nella carta isolante; si è quindi proceduto allo studio e la messa a punto di metodologie di prove in grado di fornire indicatori diagnostici significativi. Sono state avviate campagne di misura su campioni, invecchiati in modo accelerato, per valutare la possibilità di utilizzare alcune metodologie di misura sia mediante prove dirette non invasive, sia, in alternativa, attraverso metodi indiretti.

Nel corso della fase sperimentale sono emersi risultati significativi sulle metodologie di misura ed in particolare si è arrivati alla messa a punto di una procedura di prova in grado di evidenziare l’evolvere del fenomeno in ambiente controllato.