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La misura delle scariche parziali nelle macchine elettriche rotanti
| Generalità
Le scariche parziali (o PD Partial Discharges) sono piccole scariche elettriche incomplete che si verificano in presenza di vacuoli, ovvero sacche d’aria in differenti posizioni all’interno dell’isolamento statorico. I vacuoli possono essere riconducibili al processo di lavorazione, al deterioramento termico, a movimenti delle barre dello statore durante il funzionamento per stress di esercizio. Mentre l’isolamento degrada, il numero e l’ampiezza delle scariche parziali aumentano. Anche se l’ampiezza degli impulsi PD non può essere correlata direttamente alla vita rimanente dell’avvolgimento, un incremento o raddoppio dell’ampiezza degli impulsi PD all’incirca ogni sei mesi indica che è in corso un rapido deterioramento.
Letteralmente il termine "Scariche Parziali" significa che un dielettrico è
localmente sollecitato da un gradiente superiore alla sua rigidità dielettrica. |
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La misura di questi segnali avviene attraverso l’installazione di sistemi di accoppiamento (in generale condensatori) che consentono di identificare i parametri speciali che caratterizzano le scariche parziali e precisamente:
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Ampiezza degli impulsi PD correlata alla dimensione o volume dei vacuoli
Numero degli impulsi PD correlato al numero di vacuoli o difetti
Polarità degli impulsi PD correlata alla posizione dei vacuoli nello spessore
dell’isolamento
Posizione degli impulsi PD in relazione alla tensione fase-terra correlata alla posizione dei difetti nella cava o nell’avvolgimento terminale (testata)
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Schema inserzione a 6 coupler per generatori BUS
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La presenza di due terne di condensatori di accoppiamento (Cm e Cs) è in relazione alla tecnologia di misura sviluppata. Misurando il diverso tempo di transito dei segnali determinato dalla diversa disposizione dei condensatori sulle sbarre e connessioni di macchina, è possibile discriminare i segnali provenienti da attività di scariche parziali interni alla macchina dai disturbi provenienti dalla rete.
La misura viene effettuata durante il normale funzionamento della macchina,
periodicamente o in modo continuo, acquisendo i segnali provenienti dai coupler di accoppiamento con lo strumento TGA-B
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L’unità di misura TGA/B/SB svolge le seguenti funzioni
Discriminazione automatica dei segnali utili delle scariche parziali nel campo
della frequenza da 5 a 350 MHz
Classificazione per livello, fase, polarità e frequenza dell’attività di
scariche parziali presente in ogni avvolgimento statorico
Elaborazione numerica e grafica bidimensionale e tridimensionale di valutazione delle condizioni del dielettrico
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Il sistema di misura TGA-B, può essere utilizzato per un controllo periodico ogni 4-6 mesi oppure come sistema di diagnostica on-line. Anche per i motori asincroni la soluzione è pressoché analoga con l’unica differenza che è installato un solo condensatore per fase in corrispondenza della morsettiera del motore utilizzando l’attenuazione introdotta dal cavo a MT per i disturbi esterni.
Interpretazione ed elaborazione dati
Usando gli indici caratteristici che il sistema di misura calcola sulla base dei dati acquisiti, l’individuazione della tendenza diventa semplice ed efficace. L’acquisizione di dati con parametri operativi differenti può concorrere a determinare le condizioni dell’avvolgimento dello statore.
Presentazione dei dati
Per ciascun test PD, tramite l’utilizzo del software Advanced View
vengono generati due tipi di grafici, che analizzano rispettivamente l’altezza
degli impulsi e la fase degli impulsi.
Analisi dell’ampiezza degli impulsi
Il primo tipo di grafico è un diagramma di distribuzione a due dimensioni (2D), che riporta il numero di scariche parziali per secondo in funzione dell’ampiezza (altezza) degli impulsi PD. L’asse orizzontale è una rappresentazione lineare dell’altezza degli impulsi, mentre l’asse verticale è una rappresentazione logaritmica del numero di impulsi per secondo.
Quanto più numerosi sono gli impulsi PD per secondo, tanto più diffuso sarà il deterioramento dell’isolamento; e quanto maggiore è l’ampiezza delle scariche parziali, tanto più grave sarà il deterioramento. Uno spostamento nel tempo delle linee del tracciato verso l’angolo superiore destro del grafico indica che l’avvolgimento si sta deteriorando rapidamente. Nel grafico sono riportate sia
le attività PD positive (xxx, colore rosso), sia le attività PD negative (ooo,
colore verde); il confronto tra attività positiva e negativa indica se
l’attività PD è all’interno dell’isolamento oppure all’esterno del muro isolante
verso ferro.
Schede acquisizione
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Grafico per l’analisi della fase, ampiezza degli impulsi
E posizione scariche parziali positive e negative
Documentazione correlata
Brochure generale misure scariche parziali online e offline(pdf)
Brochure generale diagnostica predittiva macchine rotanti(pdf)
Sistema di monitoraggio scariche parziali in real-time(pdf)
Sensori per la misura di scariche parziali sotto bietta(pdf)
Sensori accoppiatori per la misura di scariche parziali(pdf)
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