In questo articolo descriveremo il processo di disidratazione dell’olio del trasformatore. Leggerai del pericolo dell’umidità nell’olio isolante, che tipo di umidità può esserci e imparerai i metodi più efficienti per rimuovere tale umidità.

Gli attuali standard di test dell’olio per trasformatori regolano i parametri primari e le proprietà del liquido, come il colore dell’olio del trasformatore, che è giallo chiaro per l’olio nuovo non utilizzato. Con il tempo il colore cambia, il che significa che la qualità e le proprietà dell’olio si degradano. Inoltre, sono necessari test sull’acidità dell’olio del trasformatore, nonché la misurazione del contenuto di umidità, la rigidità dielettrica e i test del fattore di dissipazione.

Ciascuno dei parametri degrada nel tempo quando viene utilizzato in un trasformatore a causa di carichi operativi pesanti (alta temperatura, elevata intensità del campo elettromagnetico, ecc.) e della presenza di impurità, come acqua, gas, particolato, fanghi, ecc. La domanda è: come restituire le proprietà di un buon olio per trasformatori?

Il pericolo dell’acqua

L’acqua nell’olio del trasformatore porta a una serie di conseguenze indesiderabili:

• – ridotta rigidità dielettrica e stabilità alle scariche parziali;
• – invecchiamento intensivo della carta isolante;
• – accelerazione dell’ossidazione dell’olio;
• – maggiore formazione di carbonio con arco elettrico;
• – aumento della corrosione delle parti metalliche del trasformatore causata dall’olio;
• – ridotta fluidità dell’olio alle temperature più elevate.

Questi possono essere evitati mediante un controllo programmato del contenuto di umidità e disidratazione dell’olio del trasformatore.

Come l’acqua penetra nell’olio del trasformatore

Esistono due modi in cui l’acqua può penetrare nell’olio. Il primo è l’atmosfera. La seconda è l’acqua dell’isolamento in cellulosa e dell’olio, che si forma a causa dei processi di invecchiamento. Se il trasformatore viene costantemente utilizzato a pieno carico, il suo sistema di isolamento invecchierà in circa 20-30 anni. Durante questo periodo fino allo 0,5-0,75% del peso dell’isolante verrà rilasciato sotto forma di acqua.

L’acqua nell’olio del trasformatore può presentarsi in una delle seguenti forme:

• acqua depositata sul fondo della vasca di raffreddamento (acqua libera). Non influenza la rigidità dielettrica, ma è comunque indesiderabile, perché significa che nell’olio è presente anche acqua disciolta;
• l’acqua disciolta riduce significativamente la rigidità dielettrica dell’olio (di solito entra nell’olio dall’atmosfera);
• – l’acqua legata è uno dei primi indicatori dell’invecchiamento dell’olio, essendo uno dei risultati dell’ossidazione dell’olio. A temperature elevate dovute al riscaldamento del trasformatore, l’acqua legata si trasforma in vapore;
• l’acqua emulsionata è una miscela di olio per trasformatori con goccioline d’acqua submicroscopiche, che non possono essere separate dall’olio mediante riscaldamento, sedimentazione o filtrazione.

Disidratazione dell’olio del trasformatore deve ridurre la concentrazione dell’acqua a livelli consentiti per l’uso continuativo del fluido dielettrico e riportare la rigidità dielettrica dell’olio ai parametri prestazionali richiesti.

Test del contenuto di umidità dell’olio del trasformatore

Test dell’olio del trasformatore viene eseguita sia per il prodotto nuovo che per l’olio rigenerato. Il contenuto di acqua fa parte dei test in entrambi i casi.

Conoscere la quantità di acqua contenuta nell’olio è indicativa della sua qualità e fornisce informazioni sulle cause del deterioramento della rigidità dielettrica dell’olio e degli isolamenti solidi.

La concentrazione massima consentita di acqua nell’olio del trasformatore dipende dal tipo di apparecchiatura; in media non sono consentiti più di 10-20 ppm (grammi per tonnellata). Rilevare quantità così piccole di acqua non è semplice e i metodi utilizzati per i test devono essere estremamente precisi e sensibili. Concentrazioni più elevate di acqua possono causare guasti al trasformatore disidratazione dell’olio del trasformatore è una misura obbligatoria.

Alcuni dei metodi più comuni per misurare la quantità di acqua nell’olio del trasformatore sono:

• Filtrazione KF;
• gas cromatografia;
• spettrometria di massa;
• il metodo dell’idruro di calcio;
• spettroscopia fotoacustica.

Disidratazione dell’olio del trasformatore: metodi di base

In precedenza, il più comune disidratazione dell’olio del trasformatore i processi erano la centrifugazione e la filtrazione. Nel primo caso, la forza centrifuga separa il mezzo trattato in più strati. Le centrifughe possono rimuovere solo acqua emulsionata. Ciò non è sufficiente, quindi il processo viene solitamente utilizzato solo come fase preliminare della purificazione dell’olio. Inoltre, le centrifughe sono piuttosto assetate di energia.

Anche il passaggio dell’olio attraverso le filtropresse presenta i suoi limiti, in particolare una bassa velocità di lavorazione, la necessità di cambiare frequentemente i mezzi filtranti e il contatto dell’olio con l’aria, che provoca l’ossidazione.

L’utilizzo di unità assorbenti zeolitiche migliora significativamente la rigidità dielettrica dell’olio e la qualità dell’olio disidratazione dell’olio del trasformatore. GlobeCore produce il MCU unità di zeolite di tipo, progettate per varie velocità di lavorazione. Questa unità disidrata l’olio facendolo passare attraverso setacci molecolari in cartucce assorbenti riempite con zeolite granulata.

L’utilizzo della zeolite per la disidratazione dell’olio dei trasformatori ha dimostrato la sua elevata efficienza. Un solo ciclo attraverso un’unità MCU può migliorare la rigidità dielettrica dell’olio del trasformatore da 8-10 a 50 kV.

Un altro metodo efficace di disidratazione dell’olio del trasformatore implica alta temperatura e vuoto. Innanzitutto, l’olio viene riscaldato; l’olio caldo passa in una camera a vuoto. L’influenza combinata della temperatura e del vuoto provoca un’intensa emissione di acqua e gas dall’olio, che si distribuisce come una pellicola sottile sulle superfici all’interno della camera a vuoto. Il principio del calore e del vuoto viene utilizzato per la disidratazione dell’olio del trasformatore nei GlobeCore Unità CMM. Questo tipo di attrezzatura è più efficiente e affidabile delle centrifughe. Inoltre consuma 3-4 volte meno energia elettrica.