Cosa fare in caso di anomalie nei dati di monitoraggio delle scariche parziali dei trasformatori? Analisi spettrale e metodi di diagnosi dei guasti

• Distinguere il vero dal falso: In caso di anomalie nei dati di monitoraggio delle scariche parziali, occorre innanzitutto escludere la presenza di interferenze: l'ambiente elettromagnetico delle sottostazioni è complesso e i sensori potrebbero reagire a segnali di interferenza esterni anziché alle effettive scariche parziali.
• Verifica incrociata multisensore: Il segnale rilevato da un singolo sensore non è sufficiente per confermare la presenza di scariche parziali; il dato acquista valore diagnostico solo quando due o più sensori di tipo diverso rilevano un segnale nello stesso intervallo di tempo
• Confronto tra mappe genetiche: Confrontare il tracciato PRPD del segnale anomalo con le caratteristiche dei tracciati standard dei tipi di scarica tipici, per determinare a quale tipo di scarica appartiene e il suo grado di gravità
• Analisi dei trend: Un singolo evento anomalo può essere un fenomeno transitorio, mentre il ripetersi di tali eventi costituisce un segnale di guasto — è necessario monitorare costantemente l'andamento dell'ampiezza e della frequenza delle scariche

1. Cause comuni di anomalie dei dati

2. Processo diagnostico

2.1 Fase 1: Risoluzione dei problemi relativi alle apparecchiature

Verificare lo stato dell'autocontrollo del sistema: controllare che i sensori siano collegati correttamente e che l'unità di acquisizione non presenti allarmi di guasto. Per i sensori a ultrasuoni, verificare che il gel di accoppiamento non sia secco o si sia staccato. Per i sensori di corrente ad alta frequenza, verificare che il fissaggio non sia allentato. Verificare che i collegamenti dei cavi e la messa a terra siano affidabili.

2.2 Fase 2: Analisi delle caratteristiche del segnale

Osservare la distribuzione di fase del segnale: è correlata alla frequenza di rete? Le scariche parziali reali presentano una relazione di fase fissa con la tensione di rete, mentre i segnali casuali sono molto probabilmente disturbi. Osservare i parametri caratteristici del segnale: distribuzione dell'ampiezza, frequenza di ripetizione, forma d'onda degli impulsi, ecc. I diversi tipi di scariche parziali e di disturbi presentano differenze significative in questi aspetti.

2.3 Fase 3: Verifica incrociata multisensore

Se solo un singolo sensore rileva un segnale mentre gli altri non reagiscono, è molto probabile che si tratti di un'interferenza locale nelle vicinanze del sensore. Se due o più sensori di tipo diverso rilevano un segnale con le stesse caratteristiche nello stesso intervallo di tempo, l'affidabilità aumenta notevolmente.

2.4 Fase 4: Conferma del trend

Un singolo segnale o un segnale sporadico, per quanto forte, non può essere considerato di per sé un guasto. È necessario osservare una serie di cicli di rilevamento; solo se il segnale si manifesta in ogni ciclo e la sua ampiezza o frequenza mostra una tendenza all'aumento, si può confermare che si sta sviluppando un vero e proprio scaricamento parziale.

2.5 Fase 5: Elaborazione di un piano di risposta

Il livello di risposta va determinato in base al tipo e alla gravità delle scariche parziali: le scariche a corona possono essere inserite nel programma di manutenzione programmata; le scariche interne richiedono un monitoraggio più frequente; le scariche superficiali richiedono l'organizzazione di interventi di manutenzione a breve termine; le scariche sospese richiedono l'arresto immediato dell'impianto per gli interventi necessari.

3. Diagnosi dei guasti tramite diagrammi tipici

3.1 Il segnale dello spettro è denso e simmetrico tra la metà positiva e quella negativa

I segnali sono distribuiti in modo denso sia nel primo che nel terzo quadrante delle semionde positive e negative, con ampiezza media. Ciò indica una scarica interna, ovvero le tipiche scariche parziali generate dagli interstizi presenti all'interno del materiale isolante. Se la tendenza rimane stabile, è possibile continuare il funzionamento e monitorare regolarmente; se invece si osserva un aumento dell'ampiezza o della frequenza, è necessario programmare un intervento di manutenzione.

3.2 I segnali dello spettro si concentrano nella zona dei picchi di tensione

Il segnale si concentra in prossimità dei picchi della tensione di rete (circa a 90° e 270°), con ampiezza ridotta ma elevata frequenza di ripetizione. Queste caratteristiche indicano la presenza di scariche a corona, solitamente causate da punte metalliche interne o da spigoli vivi. Sebbene il rischio a breve termine sia limitato, è opportuno includere nella manutenzione programmata l'individuazione delle fonti di concentrazione del campo elettrico.

3.3 Presenza di segnali con ampiezza elevata e fase stretta nel diagramma

Il segnale è concentrato in un determinato intervallo di fase e l'ampiezza della scarica è notevolmente superiore rispetto agli altri segnali. Questa caratteristica indica una scarica in sospensione, ovvero una scarica che si verifica tra un componente metallico non correttamente messo a terra e un componente adiacente in presenza di un campo elettrico alternato. Si tratta del tipo di scarica parziale più pericoloso, per cui è necessario provvedere al più presto alla messa fuori servizio, all'ispezione e alla riparazione.

4. Domande frequenti

4.1 D: Cosa fare se sul grafico compaiono segnali che sembrano essere di scarica parziale, ma non è possibile determinarne il tipo?

Risposta: Innanzitutto, verificare se il rilevamento è stato effettuato simultaneamente da più sensori, quindi utilizzare la funzione di autodiagnostica del sistema per ottenere una valutazione preliminare. Se permangono dubbi, inviare i grafici e i dati al team tecnico del fornitore per un'analisi a distanza. In caso di forte sospetto, è possibile programmare un'interruzione dell'alimentazione per eseguire una prova tradizionale di scariche parziali e ottenere una conferma definitiva.

4.2 Domanda: Come si interpretano congiuntamente i dati relativi alle scariche parziali e quelli della cromatografia in fase liquida?

Risposta: Se il rilevatore di scariche parziali rileva segnali di scarica ma l'acetilene nell'olio non presenta un aumento, è possibile che le scariche parziali siano in fase iniziale e che l'acetilene nell'olio non abbia ancora reagito. Se le scariche parziali e l'acetilene nel gas cromatografico dell'olio aumentano contemporaneamente, significa che la scarica ha raggiunto un livello di energia elevato e deve essere risolta al più presto. Se non si rilevano anomalie nelle scariche parziali ma l'acetilene nel gas cromatografico dell'olio aumenta, è possibile che vi sia una schermatura tra il punto di scarica e il sensore, oppure che vi siano altre cause anomale.

4.3 Domanda: Come si distinguono sul grafico le interferenze esterne e la localizzazione reale?

Risposta: I segnali di disturbo esterni non presentano solitamente una relazione di fase fissa rispetto alla frequenza di rete, ma si manifestano in posizioni di fase diverse nei vari cicli. Le scariche parziali reali hanno invece una relazione di fase fissa con la tensione di rete e si manifestano in intervalli di fase identici o simili per più cicli consecutivi.

4.4 Domanda: Cosa significa l'aumento della velocità di crescita dei segnali di scariche parziali?

Risposta: Una crescita lenta e costante (da alcuni mesi a un anno) indica solitamente un invecchiamento graduale dell'isolamento. Una crescita rapida e accelerata (da alcune settimane a alcuni mesi) può indicare che un difetto locale si sta espandendo rapidamente. La comparsa improvvisa di segnali di ampia ampiezza spesso indica l'insorgere di un nuovo problema strutturale (come una scarica di sospensione causata da un allentamento meccanico), che richiede un intervento immediato.

4.5 Domanda: I dati relativi alle scariche parziali sono anomali, ma la cromatografia dell'olio e la temperatura sono nella norma. È necessario interrompere il funzionamento?

Risposta: Non è necessariamente necessario interrompere immediatamente il funzionamento, ma è opportuno passare a una modalità di monitoraggio intensificato. Tra i tre metodi di monitoraggio, quello delle scariche parziali è solitamente quello che reagisce per primo. Il fatto che la cromatografia dell'olio e la temperatura non abbiano ancora reagito non significa che non ci sia un guasto, ma solo che il guasto potrebbe trovarsi in una fase iniziale. La decisione va presa in base all'andamento: se il segnale di scariche parziali è in rapida crescita, anche se la cromatografia dell'olio e la temperatura non hanno ancora reagito, si dovrebbe prendere in considerazione la possibilità di programmare una manutenzione.

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