Guasti Negli Avvolgimenti Di Statore

GUASTI NEGLI AVVOLGIMENTI DI STATORE (3 parte)

Lucia FROSINILucia FROSINI

Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Universit di PaviaE-mail: [email protected]

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Indice

L. Frosini

Indice

Caratteristiche degli isolanti;

Rigidit dielettrica;

Scariche parziali;

Effetto corona;

Modello dellisolamento;Modello dell isolamento;

Misura del fattore di potenza o del tan-delta;

Power factor tip-up;

AC Hipot test;

DC Hipot test.

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Caratteristiche degli isolanti

L. Frosini


I materiali dielettrici, sottoposti allazione di un campo elettrico, sipolarizzano con unintensit che risulta direttamente proporzionale alpolarizzano con un intensit che risulta direttamente proporzionale alvalore del campo elettrico stesso.

Per polarizzazione si intende la deformazione elettrica delle singolePer polarizzazione si intende la deformazione elettrica delle singolemolecole del materiale, ossia lo spostamento delle cariche elettricheallinterno delle singole molecole nella direzione del campo.all interno delle singole molecole nella direzione del campo.

+Q -Q Questi spostamenti di cariche elettricheQ Q-+ -+ -+ -+-+ -+ -+ -+-+ -+ -+ -++ + + +

sono paragonabili agli spostamenti delleparticelle di un mezzo elastico sottol d f d f

d [m]

-+ -+ -+ -+-+ -+ -+ -+

lazione di forze deformanti.

3V


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Le forze elettriche di polarizzazione sono equilibrate dalle forze direazione interna molecolare che collegano le cariche elettriche dellereazione interna molecolare che collegano le cariche elettriche dellesingole molecole, allo stesso modo in cui le forze di deformazione di unmezzo elastico sono equilibrate dalle forze di reazione elastica del mezzo.mezzo elastico sono equilibrate dalle forze di reazione elastica del mezzo.

Se le forze elettriche di polarizzazione raggiungono valori tali da nonessere pi equilibrate dalle forze di reazione interna molecolare, si ha ilessere pi equilibrate dalle forze di reazione interna molecolare, si ha ilfenomeno della scarica disruptiva con perforazione del dielettrico,analogo al fenomeno di rottura di un mezzo elastico sollecitato da forzedeformanti superiori a quelle di reazione elastica del mezzo.

Quindi, arrivati ad un certo valore del campo elettrico, il materialedielettrico perde le sue caratteristiche isolanti, cos come un corpoelastico si rompe se sottoposto a una sollecitazione meccanica eccessiva.

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Infatti, a un aumento dellintensit del campo elettrico corrisponde unaumento delle forze elettriche di polarizzazione che sollecitano gliaumento delle forze elettriche di polarizzazione che sollecitano glielettroni periferici dellatomo.

Quando le forze di reazione interna molecolare che tengono legati gliQuando le forze di reazione interna molecolare, che tengono legati glielettroni periferici al loro nucleo, non riescono pi ad equilibrare quelledovute al campo elettrico esterno, gli elettroni sfuggono allazione deldovute al campo elettrico esterno, gli elettroni sfuggono all azione delloro nucleo diventando liberi e determinando quindi nella massa delmateriale una corrente elettrica.

Questa corrente, producendosi pressoch istantaneamente, vienedenominata scarica elettrica. Essa tale da creare effetti termici eluminosi notevoli e da portare alla temporanea o permanente perditadelle caratteristiche isolanti del materiale, a seconda del tipo di materiale

d ll i d di f

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e della vastit e durata di questo fenomeno.

Rigidit dielettrica

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Rigidit dielettrica

Il valore dellintensit del campo elettrico corrispondente alla tensione discarica denominato rigidit dielettrica e si esprime in V/m oppure inscarica denominato rigidit dielettrica e si esprime in V/m oppure, inunit pratiche, in kV/mm o kV/cm.

La rigidit dielettrica di un materiale funzione di diversi fattori tra cui:La rigidit dielettrica di un materiale funzione di diversi fattori tra cui:

lomogeneit e la purezza del materiale,

l idit l t tlumidit e la temperatura,

il tipo di sollecitazione (andamento e durata del campo elettrico).

Quindi la rigidit dielettrica non una vera e propria costante delmateriale, ma un parametro indicativo circa le possibilit che il materialeha di resistere ai campi elettriciha di resistere ai campi elettrici.

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Rigidit dielettrica

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Rigidit dielettrica

In particolare, la rigidit dielettrica diminuisce notevolmente col cresceredella temperatura e della durata della tensione applicatadella temperatura e della durata della tensione applicata.

La rigidit dielettrica degli oli minerali diminuisce notevolmente anche conpiccole tracce di umiditpiccole tracce di umidit.

I valori di rigidit dielettrica dei gas pi comuni sono simili a quellodellaria e crescono proporzionalmente ai valori di densitdell aria e crescono proporzionalmente ai valori di densit.

In pratica, lisolamento delle macchine e degli impianti si proporziona imodo che la massima differenza di potenziale a cui sottoposto lisolantemodo che la massima differenza di potenziale a cui sottoposto l isolantenelle normali condizioni di impiego risulti minore della met della rigiditdielettrica dellisolante e tanto pi bassa quanto maggiore il grado dip q gg gsicurezza che si desidera.

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Rigidit dielettrica e scariche parziali

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Rigidit dielettrica e scariche parziali

Valori indicativi della rigidit dielettrica:

Aria 3 kV/mm

Olio minerale 20 kV/mm

Porcellana 30 kV/mm

Polietilene 40 kV/mm

Mica 100 kV/mm

Essendo la rigidit dielettrica dellaria inferiore a quella di qualunqueisolante non gassoso, chiaro che in presenza di vacuoli allinternodellisolante (tra conduttore ad alta tensione e ferro a potenziale di terra)

possono verificarsi scariche parziali, che interessano cio solo unaparte dello spessore dellisolamento e non provocano la scarica totale, mapossono accelerare il deterioramento del materiale isolante

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possono accelerare il deterioramento del materiale isolante.

Effetto corona

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Effetto corona

Un caso particolare di scarica dato dalleffetto corona: questofenomeno si presenta quando laria che circonda un conduttore perde infenomeno si presenta quando l aria che circonda un conduttore perde, invicinanza della sua superficie, le caratteristiche isolanti.

Ci avviene quando lintensit del campo elettrico supera il valore dellaCi avviene quando l intensit del campo elettrico supera il valore dellarigidit dielettrica dellaria.

Il fenomeno prende il nome di corona perch attorno al conduttore Il fenomeno prende il nome di corona perch attorno al conduttore talvolta visibile una corona luminosa dovuta alla ionizzazione dellaria.

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Scarica parziale

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Scarica parziale

Secondo la norma CEI 42-3:

Una scarica parziale una scarica elettrica che interessa solo una partedel dielettrico esistente fra due conduttori.

Q i h i i i di i iQueste scariche possono presentarsi in zone sia adiacenti sia nonadiacenti ad un conduttore.

L i h i li i i t d d tt t l ltLe scariche parziali in gas intorno ad un conduttore sono talvoltadenominate effetto corona. Questo termine non deve essere impiegatoper altre forme di scariche parziali per altre forme di scariche parziali.

Una scarica parziale pu prodursi nei vacuoli di un isolamento solido, inbolle gassose nei liquidi isolanti o fra strati dielettrici di caratteristichebolle gassose nei liquidi isolanti o fra strati dielettrici di caratteristichediverse.

Essa pu anche verificarsi su punte o spigoli acuti di superfici metalliche.

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Essa pu anche verificarsi su punte o spigoli acuti di superfici metalliche.

Scariche parziali interne

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Scariche parziali interne

Ricordando come fatto lisolamento verso massa di un avvolgimento dii id ifi ibili i i f i istatore, possiamo identificare tre possibili zone in cui possono formarsi i

vacuoli tra conduttori di rame e nucleo in ferro:

Conduttore di rame

Vacuolo tra rame e isolamento

Isolamento

Vacuolo tra isolamento e ferro

Vacuolo interno allisolamento

Nucleo in ferro

Vacuolo tra isolamento e ferro

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Modello dellisolamento

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Modello dell isolamento

Vediamo come modellizzare un sistema di isolamento.

Se lisolamento di un cavo o di una bobina (nel caso si considerilavvolgimento di statore di una macchina elettrica rotante) privo didifetti idealmente si comporta come un condensatoredifetti, idealmente si comporta come un condensatore.

In un condensatore la tensione e la corrente sono sfasate tra loro di 90 ela corrente totalmente capacitivala corrente totalmente capacitiva.

Se ci sono delle impurit o dei vacuoli nellisolamento, la resistenza non pi infinita e si ha una componente di corrente resistiva attraversopi infinita e si ha una componente di corrente resistiva attraversolisolamento.

Di conseguenza la tensione e la corrente saranno sfasate tra loro di unDi conseguenza la tensione e la corrente saranno sfasate tra loro di unangolo inferiore a 90.

Langolo tra tensione e corrente pertanto indicativo della

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Langolo tra tensione e corrente pertanto indicativo dellacontaminazione dellisolamento e quindi della sua qualit e affidabilit.

Modello dellisolamento

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Modello dell isolamento

IT = IC + IR

ICIR

IIT = IC + IR

IC

V

IRV

Come misura della qualit dellisolamento si possono utilizzare:

cos (fattore di potenza dellisolamento, power factor, PF);

tan (angolo di perdita, fattore di dissipazione).

Per piccoli valori di , le misure di tan e cos forniscono risultati simili.

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p ,

Misura del fattore di potenza

L. FrosiniIC IT = IC + IR


La misura del fattore di potenza dellisolamento di una macchina elettrica

IR V

rotante una prova non distruttiva in tensione alternata (AC) che si pueseguire solo fuori linea.

t d i di tt d t i ti i h i li un metodo indiretto per determinare se sono presenti scariche parziali(PD) nellisolamento e, pi in generale, per determinare la qualitdellisolamentodell isolamento.

Poich le PD sono sintomo di molti meccanismi di deterioramentodellisolamento degli avvolgimenti in alta tensione questa prova pudell isolamento degli avvolgimenti in alta tensione, questa prova pufornire informazioni riguardo guasti potenziali degli avvolgimenti.

Questa prova utilizzata oltre che durante la manutenzione fuori lineaQuesta prova utilizzata, oltre che durante la manutenzione fuori linea,anche dai costruttori come test di controllo qualit per assicurare unaappropriata impregnazione di resina epossidica e poliestere.

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L. FrosiniIC IT = IC + IR


La misura del fattore di potenza eseguita a tensioni incrementali

IR V

partendo da una tensione inferiore a quella che pu provocare le scaricheparziali e continuando fino al valore nominale della tensione di linea(rated line to ground voltage) della macchina( rated line-to-ground voltage ) della macchina.

Lavvolgimento di statore deve essere isolato e il neutro separato in modoche ogni fase possa essere provata individualmenteche ogni fase possa essere provata individualmente.

Ogni fase viene provata verso terra e quindi rispetto alla fase adiacente.

La misura del fattore di potenza utilizzata anche per provare lecondizioni dellisolamento dei cavi in generalecondizioni dell isolamento dei cavi in generale.

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Fattore di potenza a bassa tensione

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Fattore di potenza a bassa tensione

Il fattore di potenza misurato al 20-25% della tensione nominale unindicatore delle perdite intrinseche del dielettrico e delle sue condizionigenerali.

U l tt bil di PF b t i i h il i t diUn valore accettabile di PF a bassa tensione assicura che il sistema diisolamento stato costruito con materiali a basse perdite, impregnatocorrettamente e non contaminato: fornisce quindi informazioni anchecorrettamente e non contaminato: fornisce quindi informazioni ancheriguardo il contenuto di umidit, il grado generale di pulizia e la correttamanutenzione dellisolamento.

Un elevato valore del fattore di potenza a bassa tensione pu essereanche causato da un cattivo contatto del rivestimento semiconduttivodelle bobine con il nucleo di statore.

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Fattore di potenza ad alta tensione

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Fattore di potenza ad alta tensione

A basse tensioni, il fattore di potenza indipendente dalla tensione.

Tuttavia, aumentando la tensione attraverso lisolamento, se sonopresenti vacuoli, si verificheranno alcune scariche parziali.

Queste scariche producono calore, luce, rumore e quindi consumanoenergia.

Di conseguenza, in una bobina con isolamento delaminato (per esempiodovuto a surriscaldamento per lungo periodo), quando aumenta latensione si hanno scariche parziali e quindi il fattore di potenza aumentatensione si hanno scariche parziali e quindi il fattore di potenza aumentaoltre il livello normale a causa delle perdite nel dielettrico, poich lascarica parziale costituisce una componente addizionale di perditascarica parziale costituisce una componente addizionale di perditanellisolamento.

Maggiore lenergia consumata dalle scariche parziali, maggiore

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Maggiore l energia consumata dalle scariche parziali, maggiore laumento del fattore di potenza.

Power factor tip-up

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Power factor tip up

Il power factor tip-up definito come la differenza tra il fattore dipotenza misurato al 100% della tensione di linea e quello misurato al25% della tensione di linea:

tip-up = PF100% - PF25%

PF100% = 10%

PF100% = 2%

Pi alto il tip-up, maggiore lenergia consumata dalle scariche parziali.gg g

Misurando il fattore di potenza per diversi valori di tensione, possibileindividuare il valore di tensione a cui iniziano a prodursi le scariche

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parziali.

Power factor tip-up

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Power factor tip up

Spesso il fattore di potenza e quindi il tip-up sono espressi in percentuale.

Il power factor tip-up sensibile alla quantit di vacuoli contenuti nelsistema di isolamento.

Come valori indicativi, un isolamento di una bobina con pochi vacuoli puavere PF = 2% a tensione nominale, mentre un isolamento con molti

li PF 5 10% t i i lvacuoli pu avere PF = 510% a tensione nominale.Un numero elevato di vacuoli pu essere dovuto a una scarsa qualitdella costruzione del sistema di isolamento e del processo didella costruzione del sistema di isolamento e del processo diimpregnazione, allinvecchiamento della nastratura o del materialelegante del sistema di isolamento a un difettoso o deterioratolegante del sistema di isolamento, a un difettoso o deterioratorivestimento semiconduttivo.

A sua volta, la presenza di un numero elevato di vacuoli provoca scariche

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A sua volta, la presenza di un numero elevato di vacuoli provoca scaricheparziali, che a loro volta danneggiano i materiali leganti.

Esempi di misura del fattore di potenza

L. Frosini


Nella figura seguente sono riportati i risultati delle misure effettuate su unisolamento impregnato in resina epossidica di un turbo-generatore da15,4 MVA a 13,8 kV che stato riavvolto dopo aver verificato valoritroppo elevati sia del fattore di potenza a bassa tensione sia del tip uptroppo elevati sia del fattore di potenza a bassa tensione, sia del tip-up,dovuti alla presenza di scariche parziali.

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L. Frosini


Nella figura seguente si possono osservare gli effetti di una correttamanutenzione (pulizia) sulle tre fasi di un isolamento impregnato in resinaepossidica di un turbo-generatore da 46,5 MW a 13,8 kV che presentavavalori elevati del fattore di potenza a 2 kV dovuti a contaminazionevalori elevati del fattore di potenza a 2 kV, dovuti a contaminazionedellisolamento.

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Fattore di potenza e tan-delta

L. FrosiniIC

I

IT = IC + IR

VFattore di potenza e tan delta

Per la misura del fattore di potenza o del tan-delta si possono utilizzareanche strumenti a frequenza molto bassa (Very low frequency VLF): in

IR V

anche strumenti a frequenza molto bassa ( Very low frequency , VLF): inquesto modo si riducono la corrente e la potenza necessarie per provareun carico altamente capacitivo.un carico altamente capacitivo.

Supponiamo di voler provare a 20 kV lisolamento di un cavo o di unavvolgimento avente una capacit di 1 F.avvolgimento avente una capacit di 1 F.

La sua reattanza a 50 Hz :

fXC = 1/2fC = 1/(2*50*0,000001) = 3185

Di conseguenza, saranno necessarie una corrente e una potenza pari a:

IC = V/XC = 6,3 A P = VI = 125600 VA

Quindi sar necessario un trasformatore da 160 kVA: 1110 mm

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Quindi sar necessario un trasformatore da 160 kVA:

1150 mm670 mm


L. FrosiniIC

I

IT = IC + IR


Per provare lo stesso cavo a una frequenza di 0,1 Hz si ha:

IR V

XC = 1/2fC = 1/(2*0,1*0,000001) = 1,6 M

IC = V/XC = 13 mA P = VI = 250 VAQuindi sar necessaria una potenza 500 volte inferiore

Inoltre, lampiezza del tan-delta aumenta al diminuire della frequenza,rendendo pi semplici le misure:

C / C

tan =I /I = 1/2fCR

potenza 500 volte inferiore.

rendendo pi semplici le misure: tan =IR/IC = 1/2fCR

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L. FrosiniIC

I

IT = IC + IR


La misura del fattore di potenza o del tan-delta pu quindi essereutilizzata come strumento di manutenzione se eseguita regolarmente a

IR V

utilizzata come strumento di manutenzione se eseguita regolarmente aintervalli periodici (es. una volta allanno).

La prima misura infatti poco significativa perch complicata dallaLa prima misura infatti poco significativa, perch complicata dallapresenza di carburo di silicio (SiC) nel rivestimento semi-conduttivo.

Questultimo presenta elevata resistenza a bassa tensione ma resistenzaQuest ultimo presenta elevata resistenza a bassa tensione, ma resistenzarelativamente bassa a tensione nominale, per cui possibile misurare untip-up del 2-3% anche in isolamenti privi di difetti.p p p

Misurando periodicamente il tip-up, se questo aumenta rispetto al livelloiniziale, probabile che lavvolgimento presenti una significativa attivit di, p g p gscariche parziali.

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L. FrosiniIC

I

IT = IC + IR


Il fattore di potenza o il tan-delta forniscono una valutazione della qualitdellisolamento provato ma non sono in grado di localizzare eventuali

IR V

dell isolamento provato, ma non sono in grado di localizzare eventualidifetti n di stabilire se lentit dei difetti pi o meno elevata.

Questo tipo di misura relativamente semplice da eseguire e menoQuesto tipo di misura relativamente semplice da eseguire e menocostosa rispetto alla misura delle scariche parziali: il costo dello strumento nellordine dei 35000 e non necessaria la presenza di personale nell ordine dei 35000 e non necessaria la presenza di personaleesperto.

Lo stesso tipo di strumento pup pessere utilizzato per lAC Hipot test.

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Misura del tan-delta

L. FrosiniIC

I

IT = IC + IR

VMisura del tan delta IR V

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AC Hipot test

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AC Hipot test

Per Hipot test si intende lapplicazione una elevata tensione (HighPotential) ad un avvolgimento o ad un cavoPotential ) ad un avvolgimento o ad un cavo.

La prova, da eseguirsi fuori linea, finalizzata a trovare grossi difettinellavvolgimento applicando una tensione pi alta di quella a cuinell avvolgimento applicando una tensione pi alta di quella a cuilavvolgimento normalmente sottoposto quando in servizio.

Lidea che se lavvolgimento supera la prova ad alta tensione una voltaL idea che se l avvolgimento supera la prova ad alta tensione, una voltaritornato in servizio, probabilmente non si guaster a breve termine acausa dellinvecchiamento dellisolante.

Se lavvolgimento fallisce la prova ad alta tensione, necessario ripararloo riavvolgerlo, poich lisolamento contro massa stato perforato.g , p p

Questa prova utilizzata sempre come collaudo prima della messa inservizio di avvolgimenti nuovi o riavvolti, talvolta anche come prova in

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g pfase di manutenzione.

AC Hipot test in manutenzione

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Il problema di utilizzare lAC Hipot test come prova durante le revisioniperiodiche in fase di manutenzione che lavvolgimento pu guastarsi eperiodiche in fase di manutenzione che l avvolgimento pu guastarsi equindi occorre sostituire o lisolamento perforato, o la bobina conlisolamento perforato, o lintero avvolgimento.l isolamento perforato, o l intero avvolgimento.

Tutte queste alternative sono molto costose e comportano un ritardo nelrimettere la macchina in servizio.rimettere la macchina in servizio.

Poich lAC Hipot test pu essere distruttivo e ritardare il ritorno inservizio della macchina, molte aziende decidono di non utilizzarlo durante,la manutenzione.

La giustificazione che lAC Hipot test pu causare un guasto cheg p p gpotrebbe non accadere per un lungo periodo di funzionamento dellamacchina, avendo come conseguenza un riavvolgimento o una

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riparazione significativa prima che questi siano realmente necessari.


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Tuttavia, per alcune macchine critiche un guasto in servizio pu provocareun danno maggiore alla produzione rispetto a quello provocato da unun danno maggiore alla produzione rispetto a quello provocato da unguasto durante un AC Hipot test in manutenzione.

Per esempio un guasto in servizio di un motore critico in una raffineria diPer esempio, un guasto in servizio di un motore critico in una raffineria dipetrolio pu fermare la produzione per giorni o settimane, con un costo dialmeno un milione di euro al giorno.almeno un milione di euro al giorno.

Inoltre, un guasto in servizio pu provocare ulteriori danni alla macchina,come ad esempio un danno al nucleo di statore, con conseguenti costi dip , griparazione molto pi elevati rispetto a quelli del solo avvolgimento.

Quindi, la decisione di impiegare lAC Hipot test in manutenzione dipendeQ , p g p pda quanto critica la macchina per limpianto, dalla disponibilit di partidi ricambio, e dalla filosofia dei gestori dellimpianto per evitare fermate

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inaspettate dellimpianto.

AC Hipot test

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AC Hipot test

Durante il collaudo, lampiezza della tensione da applicare :

2*E + 1 kV

dove E il valore efficace della tensione nominale fase-fase di statore.

In manutenzione, lampiezza della tensione da applicare :

1,251,5*EAlcuni sostengono che questa prova invecchia lisolamento, perchlapplicazione di una tensione elevata pu provocare scariche parziali, lequali tendono a degradare le componenti organiche dellisolamentocontro massa, riducendone la sua vita. Tuttavia, i calcoli indicano che ildeterioramento dellisolamento dovuto a un minuto di applicazione di unadeterioramento dell isolamento dovuto a un minuto di applicazione di unatensione pari a 1,5*E equivale a circa 10 giorni di tensione nominaleapplicata durante il normale servizio. Quindi, la vita di un avvolgimento

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applicata durante il normale servizio. Quindi, la vita di un avvolgimentoche costruito per durare 30 anni non significativamente ridotta.

DC Hipot test

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DC Hipot test

Un altro tipo di Hipot test effettuato in tensione continua (DC).

Si tratta sempre di una prova passa-non passa.

La differenza che in DC la caduta di tensione attraverso i componentid lli l di d d ll l i i i i l d di idellisolamento dipende dalla loro resistivit, per cui la caduta di tensionesar inferiore attraverso i componenti con minore resistenza.

Al t i i AC l d t di t i tt i tAl contrario, in AC la caduta di tensione attraverso ciascun componentedipende dalla sua capacit (ossia dalla sua costante dielettrica).

Q i di l di t ib i di t i tt li l t Quindi, la distribuzione di tensione attraverso lisolamento pu esserecompletamente diversa durante la prova in DC rispetto a quella in AC.

Nei sistemi di isolamento pi vecchi in mica asfalto questa differenza Nei sistemi di isolamento pi vecchi, in mica-asfalto, questa differenza meno pronunciata a causa del valore finito della resistenza dovutoallassorbimento di umidit.

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all assorbimento di umidit.

DC Hipot test

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DC Hipot test

Nei sistemi di isolamento pi nuovi, in mica-resina epossidica, laresistenza praticamente infinita perci possibile che difetti ancheresistenza praticamente infinita, perci possibile che difetti anchesignificativi dellisolamento non provochino la perforazione del dielettricocon il DC Hipot test, mentre potrebbero essere individuati con lAC Hipotcon il DC Hipot test, mentre potrebbero essere individuati con l AC Hipottest, a causa della maggior uniformit della distribuzione di tensioneattraverso lisolamento.

Per gli avvolgimenti moderni, lAC Hipot test produce una distribuzione disforzi elettrici attraverso lisolamento uguale a quella che si ha durante lenormali operazioni della macchina in servizio.

Di conseguenza, per i moderni avvolgimenti risulta pi efficace lAC Hipottest rispetto al DC.

LAC Hipot test richiede per apparecchiature pi costose rispetto al DC.

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DC Hipot test

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DC Hipot test

Il DC Hipot test deve essere effettuato a una tensione 1,7 volte maggioredella tensione utilizzata per lAC Hipot testdella tensione utilizzata per l AC Hipot test.

Se utilizzato in manutenzione, il DC Hipot test deve essere effettuato auna tensione pari a di quella applicata in fase di collaudouna tensione pari a di quella applicata in fase di collaudo.

Quindi, per un avvolgimento di statore a tensione nominale 13,8 kV si ha:

t i di i tt i 1 7*(2*13 8 1) 48 6 kVtensione di prova in accettazione: 1,7*(2*13,8+1) = 48,6 kV;

tensione di prova in manutenzione: 0,75*48,6 = 36,5 kV

Il DC Hipot test non provoca invecchiamento dellisolamento poich raroche si verifichino scariche parziali in tensione continua.

Fanno eccezione i cavi che possono essere stati contaminati dallacqua,come per esempio gli avvolgimenti di statore con raffreddamento direttoad acqua e i cavi interrati

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ad acqua e i cavi interrati.

DC Hipot test convenzionale

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Nel DC Hipot test convenzionale, un appropriato alimentatore di potenzain DC connesso allavvolgimento o attraverso linterruttore di macchinain DC connesso all avvolgimento, o attraverso l interruttore di macchinao attraverso i suoi terminali.

La tensione viene elevata velocemente al valore desiderato e mantenutaLa tensione viene elevata velocemente al valore desiderato e mantenutaper 1 o 5 minuti.

Successivamente la tensione viene velocemente abbassata eSuccessivamente, la tensione viene velocemente abbassata elavvolgimento viene collegato a terra.

Se linterruttore si chiude molto probabilmente avvenuta unaSe l interruttore si chiude, molto probabilmente avvenuta unaperforazione dellisolamento, con conseguente caduta a zero dellaresistenza dellisolamento e passaggio di corrente infinita.p gg

Poich lalimentazione non pu fornire una corrente infinita, linterruttoresi chiude e questa unindicazione che lavvolgimento ha fallito la prova

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q g ped necessaria una riparazione o sostituzione dello stesso.


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Il DC Hipot test convenzionale non fornisce molte informazionidiagnostiche sebbene sia possibile misurare la corrente in DC dopo 1 o 5diagnostiche, sebbene sia possibile misurare la corrente in DC dopo 1 o 5minuti di applicazione della tensione di prova.

Se si tiene sotto controllo questo valore della corrente negli anni unaSe si tiene sotto controllo questo valore della corrente negli anni, unatendenza in aumento indica che si sta verificando una contaminazionedellisolamento.dell isolamento.

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Step-stress DC Hipot test

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Step stress DC Hipot test

Un altro tipo di DC Hipot test consiste nellaumentare la tensione agradini per esempio di 1 kV ciascuno tenendo ciascun livello di tensionegradini, per esempio di 1 kV ciascuno, tenendo ciascun livello di tensioneper un minuto, misurando la corrente in DC alla fine di ciascun gradino(quando la corrente capacitiva andata a zero) e facendo il grafico della(quando la corrente capacitiva andata a zero) e facendo il grafico dellacorrente rispetto alla tensione.

Idealmente il grafico dovrebbe essere una curva leggermente crescente.Idealmente il grafico dovrebbe essere una curva leggermente crescente.

Tuttavia, talvolta la corrente cresce brutalmente oltre un certo valore ditensione. Questo pu essere sintomo del fatto che lisolamento vicinoQ palla perforazione. Se il collaudatore agisce rapidamente, la prova puessere terminata prima che accada una perforazione completadellisolamento.

Comunque, se la tensione alla quale viene individuata la salita di corrente

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inferiore alla tensione nominale, c un elevato rischio di riportare inservizio lavvolgimento senza opportune riparazioni.

DC Ramp Hipot test

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DC Ramp Hipot test

Una terza possibilit per effettuare il DC Hipot test consistenellaumentare dolcemente e linearmente la tensione con un tassonell aumentare dolcemente e linearmente la tensione con un tassocostante, per esempio di 1 o 2 kV al minuto. La corrente rispetto allatensione viene automaticamente visualizzata su un grafico.tensione viene automaticamente visualizzata su un grafico.

La corrente capacitiva costante e pu essere facilmente ignorata.

Il vantaggio di questo test che rappresenta il metodo pi sensibile perIl vantaggio di questo test che rappresenta il metodo pi sensibile perindividuare quando accade la salita improvvisa della corrente.

Di conseguenza questo metodo quello che rende pi semplice evitareDi conseguenza, questo metodo quello che rende pi semplice evitarela perforazione dellisolamento.

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DC Hipot test

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DC Hipot test

Fondamentalmente il DC Hipot test non un test diagnostico che fornisceun indicatore delle condizioni dellisolamentoun indicatore delle condizioni dell isolamento.

Piuttosto, un test passa-non passa, in cui un avvolgimento gravementedeteriorato falliscedeteriorato fallisce.

Tuttavia, la corrente in DC misurata a ogni prova pu fornireunindicazione qualitativa della condizione dellisolamento pi di quantoun indicazione qualitativa della condizione dell isolamento, pi di quantofacciano le misure della resistenza dellisolamento (IR) e dellindice dipolarizzazione (PI).p ( )

Tuttavia, occorre prestare attenzione al fatto che la corrente strettamente dipendente dalla temperatura dellavvolgimento ep p gdallumidit atmosferica.

Quindi, in alcuni casi lanalisi dei grafici della corrente rilevati di anno in

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Q ganno risulta di difficile interpretazione.

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