Movimentazione e trasporto del trasformatore

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• Danni che possono sorgere e come identificarli

Seri danni possono essere causati ai trasformatori quando sono soggetti a condizioni di trasporto difficili, come ad esempio problemi durante il trasporto marittimo o una strada dissestata durante il trasporto su strada. Sebbene sia noto che la spedizione in queste condizioni provocherà vibrazioni e piccoli urti negli imballi e nelle apparecchiature, è anche noto che se l’imballaggio e il fissaggio del materiale non vengono eseguiti adeguatamente, l’ampiezza di tali vibrazioni e urti può causare non visibili danni che possono ulteriormente portare a un guasto dell’apparecchiatura.

Va sottolineato che questo scritto non intende essere un documento di approfondimento su questi problemi perché generalmente noti; tuttavia, poiché purtroppo è ancora frequente lo scenario che i trasformatori arrivino al sito con danni visibili o nascosti causati da procedure di imballaggio, movimentazione o trasporto improprie; l’articolo si propone di ribadire tali problematiche e sensibilizzare sulle procedure volte a prevenirle.

Per questo motivo, non si può sottolineare abbastanza quanto sia importante attirare l’attenzione di produttori, società di logistica e trasporti, appaltatori e proprietari di trasformatori su questo problema e sulle relative conseguenze. Per prevenire le cause che portano al danneggiamento e alla distruzione, è necessario eseguire alcune prove speciali durante i Factory Acceptance Test (FAT). Come quelli definiti nella norma IEC 60076-1 [3]. IEEE C57.12.90 [4]. IEEE C57.152 [5] e IEC 60137 [6], quindi ripeterli durante i test di accettazione del sito (SAT) ogni volta che le condizioni di movimentazione e trasporto indicano un potenziale danno.

I test speciali consigliati per questo scopo includono quanto segue:

• Misurazione dell’analisi della risposta in frequenza (SFRA)
• Misura di 8 (perdite dielettriche) delle boccole
• Determinazione delle capacità tra avvolgimenti e avvolgimenti verso terra
• Misura della resistenza di isolamento CC tra gli avvolgimenti e gli avvolgimenti verso terra
• Misurazione della resistenza di isolamento CC da nucleo a terra e telaio da nucleo a terra
• Prove di corrente di eccitazione monofase
• Prove di bilanciamento magnetico

La movimentazione e il trasporto del trasformatore possono causare danni interni al trasformatore e ai suoi componenti che a volte possono anche portare al guasto del trasformatore

I risultati dei test ottenuti durante FAT e SAT devono essere confrontati e devono essere tratte conclusioni su possibili danni ai trasformatori. Sebbene sia stato fatto riferimento agli standard IEC e IEEE, gli standard IEC costituiscono la base per questo articolo considerando che sono standard internazionali utilizzati in tutto il mondo; rispetto agli standard IEEE che sono standard statunitensi utilizzati solo in pochi paesi.

• Problemi e danni

I trasformatori con potenza nominale elevata e per tensioni superiori a 123 kV vengono generalmente trasportati senza l’olio (il loro serbatoio è riempito con azoto o aria secca), e senza le boccole, il conservatore e l’apparecchiatura di raffreddamento. Shock meccanici al di sopra dei limiti di progetto o di circa 3 g (g sta per l’accelerazione gravitazionale di circa 9,8 m/s2 e 3 g è la forza equivalente a tre volte l’accelerazione gravitazionale) possono causare danni visibili e/o nascosti ai trasformatori come il seguente:

• I danni visibili includono, ma non sono limitati a, graffi nel rivestimento protettivo superficiale e nella finitura del serbatoio, siano essi solo zincatura a caldo o verniciatura, che prima o poi porteranno alla corrosione (vedi Figura 1), perdite di azoto , e crepe e scheggiature esterne, anche contaminazione, nelle boccole.
• Comuni danni occulti all’interno del trasformatore, che possono influire negativamente sull’affidabilità del trasformatore e le cui conseguenze possono manifestarsi solo dopo un tempo indefinito

dopo l’energizzazione, includere:

• Distorsione geometrica dell’avvolgimento/anima. A causa del movimento della parte attiva, l’isolamento tra le spire può essere abraso, provocando un cortocircuito e danni agli avvolgimenti che possono verificarsi successivamente durante il funzionamento;
• Perdita della pressione di bloccaggio della bobina. Le vibrazioni meccaniche possono causare la perdita della pressione di serraggio degli avvolgimenti, portando infine al collasso degli avvolgimenti in caso di guasti elettrici
• Contaminazione dell’olio (derivante dal degrado dell’isolamento degli avvolgimenti);
• Potrebbe essere compromessa una distanza di sicurezza tra il serbatoio e la parte attiva;
• La messa a terra involontaria del nucleo o del telaio del nucleo che può causare gas durante il funzionamento.

Oltre ai danni fisici, un imballaggio errato e procedure di trasporto specifiche possono causare altri tipi di danni, in particolare la contaminazione dell’olio o l’isolamento degli avvolgimenti con acqua, umidità, polvere e altri contaminanti. Queste contaminazioni comporteranno un invecchiamento prematuro dei materiali isolanti, il che significa che la loro rigidità dielettrica sarà ridotta con la corrispondente diminuzione della vita utile del trasformatore e/o gravi guasti.

Per verificare se i trasformatori sono stati soggetti a impatti meccanici eccessivi, si consiglia di utilizzare registratori di impatto (o shock) durante
trasporto del trasformatore per valutare l’entità di questi shock meccanici (Figura 2).

• Prove per rilevare danni meccanici

La norma IEC 60076-1 [3] definisce prove speciali che possono essere utilizzate per identificare potenziali danni derivanti da impatti meccanici eccessivi o da una certa contaminazione. Questi sono i seguenti:

• Misurazione dell’analisi della risposta in frequenza (SFRA)
• Misura dell’abbronzatura (perdite dielettriche) delle boccole
• Determinazione delle capacità degli avvolgimenti verso terra e tra gli avvolgimenti
• Determinazione della resistenza di isolamento DC tra avvolgimenti e avvolgimenti verso terra
• Questo standard definisce anche le procedure di prova e i criteri di accettazione.

Per valutare la possibilità di cricche interne o contaminazione nelle boccole dei trasformatori, è necessario eseguire sei prove tan per rilevare le perdite dielettriche del materiale isolante, note anche come fattore di dissipazione. Tuttavia, mentre la corrente che passa attraverso un isolante ideale è capacitiva (JC), i veri isolanti non hanno il 100% di purezza. Ciò significa che la corrente che passa attraverso l’isolamento ha anche una componente resistiva (IR), indicando che l’isolamento ha perdite che sono rappresentate da un 8, essendo c5 l’angolo mostrato in Figura 3.

La corrente resistiva deriva da impurità o danni nell’isolante e la rigidità dielettrica è inversamente proporzionale
a questa corrente.

Quindi, con l’aumento di esso, aumenteranno anche le perdite, il che significa che la rigidità dielettrica dell’isolante diminuirà.

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Comunicato stampa: rivista Transformer