L’ISOLAMENTO SOLIDO DEL TRASFORMATORE
La vita del trasformatore è fortemente influenzata dalle condizioni dell’isolamento, che può rappresentare il punto di maggior debolezza. Dal momento che la carta isolante può subire dei danni irreversibili, è quindidi estrema importanza effettuare una corretta manutenzione al sistema di isolamento.
Fattori di degradazione del sistema isolante carta-olio
- Calore: a temperature elevate, la reazione chimica subisce una accelerazione
Un aumento di 8° significa ridurre la vita della carta del 50%
- Ossigeno: ad una maggiore quantità di ossigeno corrisponderà una velocità di reazione dell’olio
Valori decuplicati alla stessa temperatura se l’ossigeno è < 300 ppm
- Acqua: raddoppiare il contenuto di umidità equivale a dimezzare la vita del trasformatore
Il contenuto di umidità della carta isolante è centinaia di volte maggiore di quello dell’olio
- Sottoprodotti dell’ossidazione dell’olio: Acidi, Alcoli, Aldeidi, Epossidi, Chetoni, Perossidi e Saponi
La carta isolante ha una certa affinità con acidi, perossidi e altri prodotti dell’ossidazione
Requisiti degli oli isolanti
Le tre principali funzioni che devono essere svolte dagli oli isolanti sono:
- Funzione di Isolamento, l’olio deve avere una elevata forza dielettrica e un basso fattore di dissipazione dielettrica per resistere agli stress elettrici che si verificano durante il servizio
- Funzioni di Dissipazione di Calore (Raffreddamento), viscosità e punto di scorrimento devono essere sufficientemente bassi da garantireuna buona circolazione dell’olio anche in situazioni di basse temperature
- Funzione di Spegnimento dell’Arco, l’olio necessita di una combinazione di elevata forza dielettrica, bassa viscosità ed elevato punto di infiammabilità per poter fornire un isolamento sufficiente ed un raffreddamento in grado di garantire l’estinzione dell’arco
Umidità nell’olio
- L’acqua che si trova frequentemente sul fondo dei serbatoi del trasformatore è di solito poco pericolosa. E’ anche possibile trovare acqua in sospensione nell’olio (disciolta), ma il vero problema si manifesta solo in presenza di contaminanti polari dissolti nell’olio, ai quali l’acqua può aderire.
- L’acqua dissolta nell’olio migrerà nella cellulosa col variare della temperatura (e la temperatura dipende dal carico). La migrazione dell’acqua tra l’olio e la carta di cellulosa potrà raggiungere un equilibrio
- Nel punto di equilibrio la concentrazione di umidità nella carta sarà centinaia di volte maggiore di quella nell’olio. Il contenuto di umidità nell’olio può essere misurato con test di laboratorio.
Formazione di morchie nell’olio
- Con il processo di ossidazione, che si avvia all’introduzione dell’olio nel trasformatore, inizia anche il deterioramento
- A causa dell’umidità e di altre sostanze estranee, dopo che il trasformatore è stato energizzato, si verifica poi la contaminazione
- Idrocarburi instabili e altri fattori come umidità, calore, vibrazione e stress elettrici conducono l’olio isolante alla sua ultima fase di degradazione: la formazione delle morchie. Le morchie attaccano l’isolamento solido e possono ridurre l’effetto del raffreddamento. Si dispongono in strati la cui durezza dipende dall’utilizzo della macchina e dalla carenza di manutenzione. Nel trasformatore energizzato le morchie sono dovute alla presenza di ossigeno che può provenire dall’esterno o anche dalla degradazione della carta Kraft da isolamento.
La probabilità di accumulo di morchie aumenta se l’olio presenta un aumento nel numero di neutralizzazione (acidità), una caduta di tensione interfacciale (viscosità) e scurimento del colore dell’olio con ispessimento dello stesso.
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