Negli ultimi anni, una maggiore attenzione alle politiche di sicurezza e di tutela dell’ambiente ha indirizzato gli operatori e le utility verso nuove soluzioni “green” di trasformatori di potenza immersi in olio isolante, estere (naturale o sintetico). I trasformatori di potenza isolati in olio estere possono essere spinti a operare a temperature più elevate, con evidenti vantaggi in termini di sovraccarico.

Tuttavia, i meccanismi di degradazione del sistema isolante in carta oleata, soprattutto in condizioni di funzionamento gravose del trasformatore, sono ancora poco studiati ed è necessario individuare tecniche e dispositivi idonei per il monitoraggio dei sottoprodotti della degradazione della carta negli oli esteri (umidità e furani).

Nelle reti di media tensione, dove i trasformatori a secco e in resina sono più diffusi, l’indagine sui metodi diagnostici adatti a rilevare il degrado dell’isolamento solido è ancora oggi un campo di ricerca aperto. Le attività descritte in questo rapporto sono finalizzate ad approfondire le tematiche avviate nel precedente progetto.

Per quanto riguarda i trasformatori in olio, le attività si sono concentrate sullo sviluppo di nuovi sistemi diagnostici, basati su metodi dielettrici e ottico-chimici, per studiare gli effetti sul sistema isolante carta-estere dell’invecchiamento termico, che saranno riprodotti in un circuito di prova allestito presso i laboratori RSE. In questo progetto è stata dimostrata l’efficacia di un sensore ottico per la misurazione del 2-FAL nell’olio isolante in flusso.

Questo risultato rende possibile l’installazione del sensore nel circuito sperimentale all’interno di una linea di ricircolo dell’olio, simulando la circolazione forzata dell’olio di raffreddamento dei trasformatori. Inoltre, in vista dell’applicazione in uno scenario reale, sono state analizzate la risposta ottica e l’interazione tra il polimero a stampo molecolare (MIP) e l’analita in presenza di diverse temperature dell’olio.

L’analisi ha preso in considerazione un intervallo di temperature rappresentativo delle fluttuazioni ambientali subite dai componenti di un trasformatore, come il vaso di espansione e la linea di raffreddamento, durante il funzionamento. L’influenza della temperatura dell’olio è risultata trascurabile e non sembra alterare i parametri di interazione tra il MIP e il 2-FAL nell’intervallo di temperature testato.

Per quanto riguarda la diagnostica dei guasti nei trasformatori in resina, l’uso di sensori di vibrazione e l’analisi dei dati vibrazionali attraverso metodi di apprendimento supervisionato si sono dimostrati strumenti efficaci per classificare e prevedere l’invecchiamento accelerato dell’isolamento dei trasformatori in resina solida. In particolare, gli esperimenti condotti su diversi trasformatori hanno confermato la ripetibilità dei risultati.