Il presente rapporto si inserisce nell’ambito del progetto SISTEL, svolto con la collaborazione di Enel.Hydro. Tale progetto ha come finalità la definizione di criteri e linee guida per la verifica strutturale degli impianti della rete di trasporto e di distribuzione dell’energia elettrica sottoposti a sollecitazioni dinamiche quali eventi sismici o corto circuito. Le attività inerenti il progetto sono state raggruppate secondo le fasi esecutive seguenti: • l’individuazione dello stato dell’arte della normativa e della reportistica a livello nazionale ed internazionale (EC, IEC, IEEE) relativamente ai principali aspetti che hanno rilevanza nella definizione ed analisi della affidabilità dei componenti di stazione a fronte di sollecitazioni sismiche (severità del sisma, scelta dei siti di installazione di impianto, progettazione antisismica) • l’individuazione di criteri per il controllo e la verifica di componenti sottoposti in servizio a sollecitazioni sismiche, e loro validazione sperimentale • la definizione di linee guida per la progettazione, il controllo e la verifica sismica di componenti di impianti elettrici, in vista della stesura di prescrizioni tecniche ad essi relativi • la raccolta di dati significativi del comportamento sismico di componenti di stazione A T e l’allestimento di una banca dati di riferimento da utilizzare anche per consultazione rapida in caso di ispezioni in campo sullo stato strutturale dei componenti installati. Il presente rapporto riguarda la seconda fase sopracitata e presenta i risultati delle attività sperimentali svolte su un insieme di trasformatori di misura per stazioni elettriche AT a 245 kV. Tale tipologia di apparecchiature è stata selezionata per le sue caratteristiche geometriche e costruttive, che la rendono di particolare interesse per gli scopi prefissati nella presente indagine, avendo associate curve di "fragility" a maggior probabilità di rischio di rottura, come sintetizzato nel rapporto PEC08-005, e come emerge dall’analisi dei danni verificati in occasione di terremoti recenti. Sono stati indagati i due aspetti principali del comportamento del componente elettrico: quello strutturale e quello funzionale elettrico. Considerando gli aspetti di sicurezza associati al rischio di rottura di elementi in porcellana dei componenti elettrici, 1’indagine sperimentale è stata finalizzata alla caratterizzazione del loro comportamento strutturale a fronte di sollecitazioni di tipo sismico prodotte in laboratorio, attraverso il rilievo di parametri correlati con lo stato strutturale del materiale e la ricerca di valori di criticità da attribuire ai parametri diagnostici. Per la valutazione degli scostamenti delle caratteristiche dinamiche, da prevedersi in campo su componenti installati, si è scelto ed utilizzato una tecnica non distruttiva di facile e rapido impiego, in abbinamento ad un sistema ottico, che determina le caratteristiche modali mediante eccitazione impulsiva applicata con un martelletto calibrato. L’esame delle apparecchiature è previsto venga effettuato mediante confronto e analisi tendenziale dei valori dei parametri caratteristici della dinamica della struttura, tipicamente frequenza di oscillazione e amplificazione/smorzamento. I dati iniziali a cui riferire gli eventuali scostamenti possono essere prodotti mediante rilievi su componenti considerati campione e/o analisi numerica che estrapola risultati sperimentali raccolti in una banca dati di riferimento.

L ‘applicabilità di tale metodo sperimentale è stata vali data mediante il confronto con tecniche più tradizionali, con eccitazione sinusoidale, che richiedono il più impegnativo impiego di estensimetri o accelerometri I risultati della indagine sul comportamento strutturale portano alla seguente sintesi. Una unità ha subito rottura nel corso delle prove sismiche a livello 0,8g. Le altre non hanno manifestato danni strutturali riscontrabili a vista. Nel corso delle tre fasi di prova sismica, rispettivamente ai livelli di severità 0,25g, 0,5g e 0,8g, si sono notati comportamenti diversi, che hanno portato in genere a variazioni della prima frequenza di risonanza. Tale variabilità, oltre che ad una naturale dispersione dei valori, va attribuita al diverso stato di invecchiamento dei componenti al momento dell’inizio delle sollecitazioni sismiche. Le prove di sollecitazione meccanica su tavola vibrante, effettuate presso ISMES, sono state alternate da misure di caratterizzazione funzionale elettrica dei componenti, effettuate a cura CESI, consistenti in misura di rapporto, di dissipazione dielettrica, di tenuta dielettrica e di caratterizzazione geometrica Tab. 1 -Sintesi dei risultati delle prove e misure condotte su/le 6 unità sottoposte a verifica sismica. Confronto del comportamento funzionale prima e dopo le so/leciatzioni sismiche. 1 Fig. 1- Esempio di risultati ottenuti dalla analisi infrequenza della impedenza dell’avvolgimento delle unità di trasformatori di misura esaminati. Confronto tra la risposta rilevata. prima e dopo I’ applicazione delle sollecitazioni sismiche. dell’avvolgimento interno all’involucro di porcellana mediante analisi in frequenza della impedenza dell’avvolgimento. Una sintesi dei risultati ottenuti è riportata nella Tab. 1 e Fig. 1.

L’esame di tali risultati porta a concludere che dal punto di vista elettrico non si evidenzia, in generale, una sostanziale differenza del comportamento delle unità prima e dopo il sisma, rilevabile mediante misure di tipo elettrico convenzionale, quale la tenuta dielettrica a f.i. o ad impulso, l’errore e la capacità interna. Una deviazione dei valori misurati è stata invece riscontrata nella misura delle scariche parziali effettuata sul trasformatore di tensione TV2, che ha evidenziato un sostanziale aumento di attività, che è passata dagli iniziali 10 pC a più di 800 pC. Per quanto riguarda invece l’analisi in frequenza si sono presentate le deviazioni riportate in Fig. l, relative rispettivamente al trasformatore di tensione TV2 e al trasformatore di corrente TA2. Le risposte associate alle altre unità provate non hanno invece presentato variazione apprezzabile nel passaggio attraverso la sollecitazione sismica. Dalla combinazione dei risultati ottenuti, sembrerebbe potersi affermare che 1’unità TV2 è quella che maggiormente presenta segnali di variazione nei parametri diagnostici impiegati. Tuttavia, l’esperienza acquisita in questa fase di indagine non sembra sufficiente per consentire di trarre considerazioni conclusive, sia perché altri parametri fondamentali per l’esercizio, quale la tenuta dielettrica, non hanno mostrato segni di cedimento funzionale anche per questo componente, sia perché ci si trova di fronte a tecniche, quale la FRA, ancora in fase di apprendimento interpretativo. Non può essere esclusa, comunque, la considerazione che il soddisfacente comportamento funzionale riscontrato anche dopo la sollecitazione sismica possa essere attribuibile ai margini progettuali dei componenti indagati, e che tali margini possano essersi ridotti a seguito della sollecitazione imposta, al punto da produrre, con il naturale degrado associabile alla vita di esercizio, un comportamento inferiore a quello atteso. Purtroppo il quesito rimane al momento senza risposta, non essendo stata prevista una indagine di funzionalità sul lungo periodo. Il dettaglio delle verifiche effettuate è riportato nei documenti allegati e riscontrabile nei rapporti di prova citati a riferimento. Link al documento di riferimento: A0-022923-b.pdf