Per la diagnosi della criticità “Depositi insolubili (sludge)”, Sea Marconi impiega la propria metrica diagnostica, nella fattispecie:
si interpretano i segni visuali sul trasformatore (e quelli da eventuale ispezione interna);
mediante l’analisi dell’olio si vanno a identificare gli indicatori sintomatici ed i loro valori caratteristici;
I limiti della proprietà “sedimenti e sludge” indicati nella IEC 60422, cioè 0,02%, sono da intendersi come “raccomandati”
grazie alla banca dati si studia l’anamnesi familiare o soggettiva (alla ricerca ad esempio di difetti e/o guasti su macchine gemelle);
si prendono in esame e si monitorano i fattori di incertezza, la velocità e l’evoluzione nel tempo (trend) degli indicatori sintomatici durante la fasi del ciclo di vita;
in base alla valutazione di questi fattori chiave la criticità specifica viene classificata in termini di tipo e priorità, definendo allo stesso tempo tipo e priorità delle azioni correttive.
Cambiando il fluido isolante cambiano le valutazioni diagnostiche sui processi di degrado. Negli esteri naturali ad esempio gli additivi possono arrivare fino al 5% in massa (0,3% negli oli minerali), di conseguenza i loro sottoprodotti di degrado sono indicatori determinanti
Esempio reale
Anno costruzione: 1978
Tensione: 400 kV, Potenza: 250 MVA
Massa totale trasformatore: 220.000 Kg
50.000 Kg di olio minerale a base paraffinica non inibito
acidità totale di 0,25 mgKOH/golio (valore “poor” rispetto a tab. 5 IEC 60422),
fattore dissipazione dielettrica = 0,27 (valore “poor” rispetto a tab. 5 IEC 60422)
tensione interfacciale = 20 mN/m (valore “poor” rispetto a tab. 5 IEC 60422)
rame disciolto = 0,97 mg/Kg (valore “poor” rispetto a tab. 5 IEC 60422)
colore= 6 dark (valore “poor” rispetto a tab. 5 IEC 60422)
agli indicatori del degrado dell’olio sopra elencati, si aggiungono quelli che identificano il degrado delle carte
CO2 => 16.500 µl/l (superiore al valore tipico, indice “high ageing rate” 98° percentile)
2FAL= > 6,5 mg/Kg (superiore al valore tipico, indice “high ageing rate” 98° percentile)
metanolo = 1.200 µg/Kg (superiore al valore tipico della famiglia di trasformatore)
etanolo = 300 µg/Kg (superiore al valore tipico della famiglia di trasformatore)
Il DP di questo trasformatore si è ridotto in 35 anni da 1000 a 200, inteso come valore medio, che corrisponde convenzionalmente alla fine della vita termica. Parallelamente si stima una perdita di massa della carta del 25%, il suo peso è infatti passato da 2.500 Kg iniziali a 1.875 Kg.
Le carte isolanti sono impregnate con olio paraffinico non inibito. Al termine del ciclo di impregnazione (tipicamente sotto vuoto, 60-80 °C, e almeno 72 ore) la carta kraft arriva ad impregnarsi di olio fino al 150-180% della sua massa iniziale, con un range di peso compreso fra 2.812 Kg e 3.375 Kg (rispetto a 1.875 kg a secco).
L’olio di impregnazione non può essere drenato totalmente, tipicamente il 10-15% rimane all’interno del trasformatore assorbito dalle carte e negli interstizi e punti morti della macchina. Ciò significa che in caso di cambio dell’olio, l’olio nuovo di riempimento verrebbe contaminato da quello vecchio non drenato.
625 Kg (perdita peso carta) – 103,125 Kg – parte volatile stimata equivalente a quella dell’acqua = circa 418 Kg, che è lo sludge derivante dalla carta.
Attraverso la prova dei “sedimenti e sludge” sull’olio è possibile misurare una quantità di sludge pari al 0,2% in massa (dell’olio), che su 50.000 Kg di olio, significa avere circa 100 Kg di sludge derivante dal degrado dell’olio stesso.
Lo sludge totale è dato dunque dalla somma dello sludge derivante dalla carta (418 Kg) e quello derivante dall’olio (100 Kg), cioè circa 518 Kg, che si depositano in modo non omogeneo sul fondo della cassa, sulle parti isolanti solide e sui condotti di circolazione dell’olio. Si è sperimentalmente dimostrato che i depositi di sludge riducono la capacità di raffreddamento degli avvolgimenti, incrementando la temperatura locale fino a 6-8 °C e conseguentemente raddoppiando la velocità di degrado delle carte secondo la nota legge di Arrhenius. Questa criticità ha un rilevante impatto sulla riduzione della vita termica residua del trasformatore e richiede azioni tempestive ed efficaci di prevenzione e mitigazione del rischio.
Per analogia è quanto accade alle persone: l’accumulo di grasso in alcune parti nel sistema circolatorio determina un peggioramento della qualità della vita del soggetto ed una riduzione della vita attesa.
