Olio per trasformatori viene utilizzato nelle apparecchiature ad alta tensione come mezzo isolante a causa della sua maggiore rigidità dielettrica rispetto ai gas, ad esempio.

Tuttavia, durante l’uso, gli oli possono subire un guasto, il che significa perdere la capacità di resistere ad alte tensioni. Un guasto comporta il rischio di guasto di apparecchiature elettriche costose: trasformatori, cavi riempiti d’olio, condensatori, interruttori, scaricatori, ecc. Per prevenire un guasto, un controllo per i dielettrici liquidi viene eseguita allo scopo di misurare la tensione di rottura. In questo articolo discuteremo di come si verifica una rottura dei dielettrici liquidi, perché la tensione di rottura diminuisce e come purificazione e controllo dell’olio del trasformatore vengono effettuati.

Rottura dei dielettrici liquidi

La rottura dei dielettrici liquidi è un fenomeno complesso ancora in fase di studio. Una delle principali teorie sull’insorgenza è la seguente. Se un’alta tensione viene applicata a lungo al dielettrico (olio) e l’olio contiene impurità, queste impurità vengono polarizzate e combinate in catene che si estendono lungo le linee di forza elettromagnetiche. Le catene diventano un canale attraverso il quale scorre la corrente elettrica. La corrente riscalda il liquido adiacente al canale finché non inizia a bollire e si verifica una rottura attraverso il canale del gas formato.

Negli oli completamente purificati, può verificarsi una rottura a causa della ionizzazione per impatto delle molecole. Dopo un guasto, le proprietà di isolamento elettrico dell’olio vengono ripristinate, ma di norma la sua qualità si deteriora visibilmente.

Tensione di rottura dell’olio del trasformatore

Verificare le proprietà dielettriche dell’olio si effettua mediante prelievo di campioni e successiva analisi degli stessi con determinazione della tensione di breakdown, tangente di perdita dielettrica, permittività dielettrica, ecc.

La tensione di rottura è la tensione minima applicata alla quale si forma un canale conduttivo nel dielettrico. La tensione di rottura viene solitamente misurata in kilovolt.

Viene utilizzato anche un altro parametro simile, la rigidità dielettrica (tensione di rottura). Fisicamente, la rigidità dielettrica è la tensione che deve essere applicata a un campione per assicurarne la rottura, divisa per lo spessore del campione. La rigidità dielettrica è misurata in kilovolt per millimetro.

Quali fattori influenzano la tensione di rottura dell’olio del trasformatore?

La tensione di rottura è un parametro molto sensibile nell’olio per trasformatori, perché può essere influenzato da vari fattori. Questi includono:

• Contaminazione con impurità meccaniche e umidità. Più sporco è l’olio, minore è la sua tensione di rottura.
• Viscosità. Insieme a una diminuzione della viscosità dell’olio del trasformatore, diminuisce anche la tensione di rottura.
• Temperatura. Con l’aumentare della temperatura, la tensione di rottura dell’olio diminuisce. Quando si applica la tensione dell’impulso, questa relazione è poco pronunciata. Per gli oli profondamente purificati, la relazione tra tensione di rottura e temperatura dell’olio è di natura complessa.
• Pressione. Con l’aumentare della pressione, la tensione di rottura aumenta, il che si spiega con un aumento della pressione nelle bolle di gas. La relazione è più pronunciata nell’olio tecnicamente puro.
• Durata dell’esposizione alla tensione. Più a lungo dura l’esposizione dell’olio alla tensione, minore è la tensione di rottura. La relazione diventa più debole negli oli più profondamente purificati.
• Forma e area degli elettrodi, distanza tra gli elettrodi. Con diverse forme di elettrodi, vengono creati campi di diversi gradi di eterogeneità e maggiore è il coefficiente di eterogeneità, minore è la tensione di rottura. Con l’aumentare dell’area degli elettrodi, la tensione di rottura diminuisce e con un aumento della distanza tra gli elettrodi aumenta.

Prova di rottura dell’olio del trasformatore

Prova di rottura dell’olio del trasformatore viene eseguita in laboratorio, ma se è disponibile l’attrezzatura necessaria la tensione di rottura può essere misurata vicino al trasformatore.

Controllo della rottura dell’olio del trasformatore viene eseguito in conformità con gli standard applicabili. Questi possono essere sia standard nazionali dei paesi in cui vengono utilizzati i trasformatori sia standard internazionali. Vengono utilizzati prevalentemente i tester BDV IEC-60296 e i tester BDV ASTM.

Tester di guasto dell’olio

GlobeCore fornisce standard di qualità globali per le apparecchiature nel settore della manutenzione dei trasformatori, compresi i tester di dielettrico liquido da laboratorio. Tester di rottura dell’olio TOR-80 è annoverato tra loro. Funziona secondo il principio dell’aumento graduale della tensione sull’avvolgimento secondario di un trasformatore ad alta tensione da zero al valore massimo oa un valore al quale si verifica un guasto dielettrico. Il tempo di spegnimento dell’alta tensione dopo il guasto non supera i quattro microsecondi. Secondo questo indicatore, TOR-80 unità di prova dell’olio del trasformatore supera tutti gli strumenti esistenti con finalità simili. L’olio contenuto nella cella di misura non ha il tempo di bruciare al di sotto e di cambiare la sua composizione chimica, il che fornisce condizioni uguali per misurazioni ripetute.

In termini di altre caratteristiche e parametri, il migliore GlobeCore Test BDV non è inferiore a nessuno dei ben noti equivalenti. Nelle impostazioni TOR-80, è possibile selezionare uno qualsiasi degli standard applicabili per i metodi di test elettrici (IEC 60156, ASTM D877, ecc.). Anche se lo standard è cambiato nel tempo, l’utente può apportare rapidamente le modifiche necessarie e continuare a testare l’olio secondo l’algoritmo pertinente. Perciò, poco costoso GlobeCore Test BDV può essere utilizzato in qualsiasi paese del mondo. Inoltre, mediante questo strumento vengono testati dielettrici liquidi di varia origine con tensione di rottura non superiore a 80 kilovolt, realizzati a base di petrolio, oli vegetali o derivati ​​sintetici.

Lo strumento è di dimensioni compatte: 49 centimetri di larghezza, 32 centimetri di lunghezza e 30 centimetri di altezza, ed è dotato di maniglie incorporate per mezzo delle quali può essere spostato all’interno del laboratorio o facilmente trasportato da una stanza all’altra. Il processo di test della rottura dell’olio è semplice. Un addetto del laboratorio elettrico deve collegare il dispositivo alla rete elettrica, inserire la cella di misura, riempirla di olio, selezionare lo standard richiesto e avviare il processo premendo l’apposito pulsante. TOR-80 Test BDV farà il resto da solo in modalità automatica, e il risultato della prima misurazione della tensione di rottura verrà successivamente visualizzato in kilovolt dopo cinque minuti.

La tolleranza delle misurazioni della tensione di rottura dopo un ciclo di test non supera l’uno percento. Questa precisione è ottenuta grazie alle tecnologie sviluppate da GlobeCore e nuovi standard di settore.

Allo stesso tempo, lo strumento rimane comodo e praticabile. Se necessario, i risultati della misurazione possono essere stampati mediante una stampante termica integrata, oppure l’array di dati accumulati può essere trasferito utilizzando un’unità flash USB dalla memoria non volatile interna a un computer per la successiva elaborazione statistica e visualizzazione.

Se vengono seguite le regole operative, l’uso di TOR-80 è sicuro per il personale di laboratorio. Il coperchio superiore non solo protegge i campioni e la zona operativa dalla contaminazione, ma è anche dotato di un monitor di posizione. Quando il coperchio è in posizione “aperto”, l’aumento della tensione di prova viene bloccato e si impedisce una scossa elettrica.

Prima di essere inviati ai laboratori delle società elettriche, tutti gli strumenti vengono controllati per la conformità ai requisiti tecnici e alle specifiche testando i campioni di olio reale con almeno 900 misurazioni effettuate per loro che equivalgono a 150 cicli di prova, nonché mediante verifica utilizzando kilovoltmetri ad alta precisione.

Test dell’olio con il nuovo strumento TOR prodotto da GlobeCore consente di rilevare una caduta di tensione di rottura critica e prendere una decisione rapida per cambiare o purificare l’olio. 

Test BDV a flusso continuo

Oltre alle analisi di laboratorio, la possibilità di rilevare la tensione di rottura dell’olio online, cioè senza prelevare campioni, è di interesse pratico per i proprietari di trasformatori e le organizzazioni di assistenza. GlobeCore produce un tester BDV online, o meglio TOR-5, l’intero sistema diagnostico che consente di rilevare i parametri importanti dell’olio per trasformatori. TOR-5 è installato vicino al trasformatore e ad esso collegato. Dopo aver collegato lo strumento, l’olio viene continuamente fatto circolare in un circuito chiuso attraverso i sensori. I sensori misurano importanti parametri dell’olio. Oltre al fatto che questi parametri sono intrinsecamente dati diagnostici, sulla base di essi vengono calcolati anche gli indicatori aggiuntivi che forniscono informazioni più complete sulla condizione dell’olio del trasformatore online. Uno degli indicatori di stima è la tensione di rottura dell’olio.

Tutti i parametri misurati e calcolati vengono accumulati una volta al minuto e sono disponibili per la visualizzazione e l’analisi in una speciale applicazione web che può essere aperta in qualsiasi parte del mondo con accesso a Internet.