Per migliorare l’affidabilità della rete elettrica, devono essere identificati i suoi punti deboli e, una volta selezionati, devono essere resi disponibili strumenti e metodi per il monitoraggio continuativo degli elementi individuati. Tra gli elementi più facilmente soggetti a guasto, vi sono i giunti dei cavi interrati;
essi sono infatti spesso realizzati in ambienti angusti, caratterizzati dalla presenza di materiali polverulenti, che possono essere inavvertitamente inseriti nel giunto durante la realizzazione, andando a creare quindi un difetto nella struttura dell’oggetto che potrebbe portarli al guasto; un possibile guasto può causare la
mancanza di fornitura di energia e quindi causare danni rilevanti sia dal punto di vista tecnico che economico al distributore di energia.
Il cedimento dielettrico dei giunti è spesso causato dalle impurità aggiunte inavvertitamente durante l’installazione che causano scariche parziali nel dielettrico. Pian piano, queste scariche erodono il materiale isolante interposto tra il conduttore centrale e lo schermo metallico. Questa erosione viene chiamata treeing. Una volta che il difetto l’intero strato di materiale isolante, il cavo viene sottoposto a una scarica distruttiva che porta alla messa fuori servizio dell’intero cavo. Oggigiorno, i metodi diagnostici presenti sul mercato (sia sensori sia algoritmi) non permettono né il monitoraggio continuativo delle scariche parziali nei cavi, né la loro localizzazione. Conseguentemente, anche l’evoluzione del difetto nel tempo non può essere monitorata.
Lo scopo di questo lavoro è quindi rendere disponibili un metodo e un sensore per la localizzazione del difetto nei giunti. Tale metodologia prevede l’adozione di un monitoraggio continuativo, in modo da poter ricostruire l’evoluzione del difetto nel tempo. Questo aspetto è cruciale per stimare lo stato di salute del
giunto, e definire una strategia di sostituzione dei giunti con difetti, prevenendo il fuori servizio del cavo a causa di guasto. A tale scopo l’algoritmo e il sistema di misura sono stati validati su due giunti reali, realizzati in collaborazione con Unareti S.p.A.: uno è stato prodotto a regola d’arte, l’altro, con un difetto noto, è stato sottoposto a sollecitazioni meccaniche. I due giunti sono stati alimentati e monitorati continuamente per 4 mesi ognuno. I risultati mostrano come il sensore e l’algoritmo sviluppato consentano di misurare le scariche parziali dovute ai difetti dei giunti e abbia consentito di localizzare le posizioni del difetto. I risultati sono stati inoltre confermati dall’ispezione visiva del giunto a valle delle prove: è infatti stato possibile constatare visivamente l’erosione del materiale dielettrico dovuta alle scariche parziali presenti nel punto indicato dalla localizzazione.