Passivatori (additivi passivanti) e potenziali rischi ambientali

8 novembre 2007

Da quando il problema della corrosività degli oli ha iniziato a generare numerosi guasti nel mondo, coinvolgendo trasformatori e reattori shunt di grande potenza, sono state condotte un numero elevatissimo di prove per determinare il grado di corrosività dell’olio contenuto in macchine costruite negli ultimi 10-15 anni (sia oggetto di guasti che non).
In moltissimi casi è stata riscontrata la presenza di zolfo corrosivo, qualunque sia stato il metodo impiegato per la sua determinazione.

In altri casi è emerso che l’olio, sebbene superi la prova DIN 51353 o anche la prova ASTM D1275 come previsto dalle ultime due edizioni della norma IEC 60422, risulti corrosivo (anche ai massimi livelli) prolungando, ad esempio , il metodo ASTM a 48 ore (anziché le 19 ore precedentemente previste).

Ovvie le preoccupazioni che ne sono derivate tra i gestori delle reti elettriche.
Quale immediata risposta al problema nel mondo, su proposta dei fornitori di oli, si sta facendo un sempre più largo impiego di passivatori metallici che, se additivati all’olio, neutralizzano la corrosività degli stessi.
Tuttavia l’impiego dei passivatori non elimina i danni che lo stesso olio può aver prodotto in precedenza, principalmente in corrispondenza delle carte che, avendo intrappolato solfuro di rame, sono state oggetto di più rapidi processi di invecchiamento, perdendo in misura più o meno importante le loro proprietà dielettriche.
Il passivatore più largamente utilizzato è commercialmente conosciuto con il nome di Irgamet 39.
Tipicamente vengono aggiunti 100 ppm di Irgamet 39 nella massa dell’olio da passivare. I passivatori possono avere anche effetti positivi sulla stabilità all’ossidazione e proprio a tale scopo nel passato sono stati largamente usati i “benzotriazoli” (BTA).

Si calcola che negli ultimi due anni molte centinaia di trasformatori siano stati trattati con passivatori, quale contromisura al problema dello zolfo corrosivo. Sempre nel citato Report del WG 32-A2 della CIGRE è indicato, come esempio, che in Brasile siano stati passivati gli oli isolanti presenti in 218 reattori shunt di grande potenza attualmente in servizio (con interessamento di alcuni milioni di litri di olio minerale). Cita sempre la CIGRE che tuttavia cinque di questi reattori (a livello mondiale i casi sono invece almeno il doppio) abbiano subito successivi guasti irreversibili a pochi mesi di distanza dal trattamento di passivazione.
Inoltre, i passivatori aggiunti tendono nel tempo a degradarsi – in funzione delle temperature di esercizio – trasformandosi in altre sostanze, secondo meccanismi ancora non del tutto chiariti, perdendo la loro efficacia. Le grandi quantità di olio minerale che nel mondo si stanno trattando con passivatori, la loro certa degradazione all’interno dell’olio con formazione di prodotti di decomposizione, dovrebbe indurre una più severa restrizione d’uso delle stesse sostanze sino a quando non vengano condotti attendibili studi sui possibili effetti tossici e ambientali dei prodotti di decomposizione che si possono essere venuti a formare.

Se infatti è vero che tali passivatori (Irgamet 39) hanno avuto impieghi anche nel passato (ma in condizioni diverse) senza che siano noti incidenti, è altrettanto vero che i prodotti di decomposizione che possono formarsi nel tempo, con una contaminazione dell’intera massa d’olio, in trasformatori di grande potenza e in alta tensione sono ignoti e certamente diversificati in funzione delle cause che li hanno prodotti: surriscaldamenti, scariche parziali, archi elettrici a diverse temperature (con processi di pirolisi) ecc.

Va a questo punto ricordato che il tema dei passivatori e degli additivi in genere è oggetto della norma IEC 60666 {“Determination of anti-oxidant additives in insulating oils”, edizione 1979), anch’essa in corso di revisione nell’ambito delle attività del TC10 dell’IEC. Nella revisione di questa norma, in ambito del Gruppo di lavoro IEC incaricato, si è voluto apportare anche una modifica al titolo che dovrebbe essere trasformato in “Detection and determination of specified additives in mineral insulating oils“: con ciò è evidente che la portata della norma IEC 60666 non sarà più limitata ai soli additivi antiossidanti ma agli additivi in genere. E infatti, nel Committee Draft che il Gruppo di lavoro IEC ha fatto circolare nel gennaio 2007 sono indicati i metodi di prova per la determinazione della presenza dei passivatori (relativi allo zolfo corrosivo), quali Irgamet39.
Con riferimento poi ai recenti studi che hanno messo in evidenza che alcuni produttori di olio per trasformatori potrebbero aver aggiunto nel passato particolari sostanze a base di zolfo (DBDS) per aumentarne la stabilità all’ossidazione, in ambito internazionale IEC, si è recentemente avviata una discussione alquanto viva circa l’opportunità o meno di inserire nella nuova revisione della IEC 60666, anche i metodi per la determinazione di tale sostanza (il DBDS), che – se aggiunta agli oli – a tutti gli effetti sarebbe da classificarsi come un additivo e che, tra l’altro, risulta estremamente pericolosa(formazione di zolfo corrosivo).
Altre posizioni mirano invece a non riportare un metodo per la determinazione del DBDS nella IEC 60666, ma invece ne vogliono proibire l’uso come additivo per gli oli minerali nella norma IEC 60296 di successiva revisione (IEC 60296: “Oli minerali isolanti per trasformatori e per apparecchiature elettriche”).

Massimo Pompili
Università degli Studi di Roma “Sapienza ” – IEC/TC 10 Secretary

Fabio Scatiggio
Terna spa

Vander Tumiatti
SEA Marconi






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