Il “Degrado carte isolanti” è un processo irreversibile che tuttavia si può prevenire o mitigare attraverso specifiche azioni.
Predisponendo opportune pratiche operative, (es.: il controllo analitico dell’olio, il trattamento dell’olio e delle carte, la gestione del profilo di carico, il raffreddamento della macchina), è possibile ridurre la probabilità di guasto e prolungare la vita operativa del trasformatore in esame. Nel caso il trasformatore appartenga ad una famiglia di apparecchiature affette da guasto per la stessa criticità, si possono definire delle pratiche operative ad hoc ottimizzando i vari fattori critici (metaforicamente è come suggerire una dieta personalizzata unita a maggiore attività fisica ad un soggetto diabetico).
Il costo di sostituzione di un trasformatore elevatore (GSU) da 250 MVA, 400 kV, può aggirarsi intorno ai 2.000.000 €, questo importo comprende il fuori servizio, lo svuotamento della carica d’olio, la logistica per lo smaltimento dei rifiuti. l’acquisizione di un trasformatore nuovo (e dell’olio nuovo), il trasporto, l’installazione ed i test.
Azioni di prevenzione nel corso del ciclo di vita del trasformatore
- Monitorare gli indicatori sintomatici (vd. sintomi poco sopra). Nel caso si manifestino i primi sintomi della criticità, come ad esempio un elevato tasso di invecchiamento delle carte su un trasformatore con meno di 10 anni di vita, è possibile predire scientificamente che la macchina, a parità di condizioni di esercizio, avrà un ciclo di vita decisamente inferiore a quello atteso e che quindi sia opportuno pianificare nei successivi 3/5 anni una profonda revisione del trasformatore o, più probabilmente, la sua sostituzione. In questa condizione si raccomanda di aumentare la frequenza delle analisi degli indicatori sintomatici al fine di monitorarne i trend.
- Eseguire opportuni trattamenti dell’olio al fine di ridurre i fattori critici ed in particolare al fine di mantenere bassa l’umidità negli isolanti solidi così come l’acidità, l’ossigeno e lo sludge e ridurre eventuali effetti catalizzanti come i metalli nell’olio.
Tra le azioni suggerite vi sono:
Trattamento fisico
Depolarizzazione
Si tratta di un processo che viene eseguito sul posto, mantenendo il trasformatore in servizio (e sotto carico) senza necessità di svuotarlo. Questo intervento si esegue con delle Unità Modulari di Decontaminazione (DMU) realizzate appositamente da Sea Marconi. Il trasformatore viene collegato alla DMU mediante tubazioni flessibili; l’olio degradato viene aspirato dalla parte bassa del trasformatore, finisce poi nella DMU che lo scalda, lo filtra, lo degasa, lo deumidifica e lo depolarizza per poi pomparlo nella parte alta del trasformatore. Si crea così un circuito chiuso e passaggio dopo passaggio i composti di degrado vengono rimossi ed allo stesso tempo l’olio ritorna in condizioni ottimali. (approfondisci)
Ad esempio la IEC 60422 considera il parametro acidità critico se > 0,15, > 0,20, > 0,30 mgKOH/goil a seconda delle diverse categorie di trasformatori. Tuttavia, già ad acidità comprese fra 0,07 e 0,10 mgKOH/goil si sono evidenziati fenomeni di corrosione da metalli disciolti (C4) e pericolose formazioni di sludge. Sarebbe quindi opportuno intervenire con un trattamento di depolarizzazione prima che l’olio raggiunga le soglie di acidità indicate e che contribuisca alla riduzione della vita termica delle carte isolanti.
Applicazione delle cartucce per la deumidificazione del trasformatore
Cambio dell'olio
L’olio di impregnazione non può essere drenato totalmente (tipicamente il 10-15% rimane all’interno del trasformatore assorbito dalle carte, circa il 6-7%, e negli interstizi e punti morti della macchina), di conseguenza, in caso di cambio dell’olio, l’olio nuovo di riempimento viene contaminato da quello vecchio non drenato
Valutare eventuali criticità legate alla compatibilità/miscibilità, conseguenti all’impiego di liquidi diversi da quello di impregnazione originale.
- Si raccomanda inoltre di modificare le pratiche di manutenzione per quanto concerne:
- la stesura di requisiti di acquisto sia degli oli sia delle apparecchiature elettriche per le specifiche applicazioni con particolare riguardo ai criteri di progettazione/dimensionamento
- l’accettazione degli oli e delle apparecchiature impiegando le migliori pratiche di supervisione e controllo, in conformità alle metodiche prescritte. Richiedere al fornitore un certificato di conformità delle proprietà dell’olio e delle carte isolanti
- Si raccomanda di aggiornare le informazioni strategiche attraverso un “inventario dinamico” degli oli e dei trasformatori, con indicazione dei valori dei marker sintomatici..
In caso di guasto ad un trasformatore gemello, si raccomanda un’ispezione interna del trasformatore in analisi. Infatti dal prelievo di campioni di carta, dalla successiva analisi di laboratorio e dall’interpretazione dei risultati, è possibile individuare le cause del guasto e prevenire lo stesso evento sulle macchine della stessa famiglia. Proprio su queste ultime si consiglia inoltre di eseguire un’investigazione approfondita che includa anche test di natura elettrica e termica al fine di individuare eventuali difetti di progettazione o costruzione del trasformatore.
Quali sono le azioni di prevenzione su apparecchiature elettriche con liquidi isolanti diversi da quelli minerali?
Per quanto riguarda gli oli esteri naturali e gli esteri sintetici le azioni di prevenzione sono le stesse, tuttavia si consiglia di scegliere le contromisure dopo attente valutazioni in termini di costo-beneficio, costo-efficacia e di impatto ambientale (biodegradabilità e sicurezza antincendio). Per gli oli siliconici in esercizio i trattamenti raccomandati dalla norma (IEC 60944:1988) sono “trattamento sotto vuoto e filtrazione” e “setacci molecolari e filtrazione”.
