Quali sono i guasti più comuni nei trasformatori?
I guasti comuni nei trasformatori possono derivare da vari fattori, tra cui problemi elettrici, meccanici e ambientali. Un guasto frequente è la rottura dell’isolamento degli avvolgimenti, che può verificarsi a causa di surriscaldamento, stress elettrico eccessivo o invecchiamento dei materiali isolanti. Questo guasto può portare a cortocircuiti o guasti a terra all’interno degli avvolgimenti, influenzando le prestazioni del trasformatore e causando potenzialmente danni. Un altro problema comune è l’accumulo di umidità nell’olio del trasformatore o nell’isolamento, che può degradare le proprietà dell’isolamento e portare a una riduzione della rigidità dielettrica o a scariche parziali. Possono verificarsi anche guasti meccanici come collegamenti allentati, morsetti rotti o boccole danneggiate, che compromettono l’integrità strutturale e le prestazioni elettriche del trasformatore. La manutenzione regolare, compresi test della resistenza di isolamento, analisi dell’olio e ispezioni visive, aiuta a identificare e mitigare questi guasti comuni per garantire un funzionamento affidabile del trasformatore.
La causa più comune di guasto del trasformatore è lo stress termico, derivante principalmente da sovraccarico o raffreddamento inadeguato. Quando un trasformatore è soggetto a correnti che superano la sua capacità nominale o funziona a temperature ambiente elevate, è possibile che si accumuli calore eccessivo all’interno degli avvolgimenti e dell’isolamento. Questo stress termico accelera l’invecchiamento dei materiali isolanti, riduce la rigidità dielettrica e può portare a rotture dell’isolamento o cortocircuiti. Il sovraccarico, temporaneo o prolungato, provoca un surriscaldamento che può degradare nel tempo i componenti del trasformatore. Il corretto dimensionamento dei trasformatori in base ai carichi previsti, la garanzia di un’adeguata ventilazione e raffreddamento e il monitoraggio delle temperature operative sono fondamentali per prevenire guasti legati allo stress termico e prolungare la durata della vita del trasformatore.
I guasti nei trasformatori di corrente (CT) comportano in genere problemi relativi alla precisione, all’integrità dell’isolamento e all’integrità meccanica. I guasti comuni includono misurazioni imprecise dovute a cortocircuiti interni o circuiti aperti negli avvolgimenti del trasformatore di corrente, che possono portare a letture errate nei relè di protezione o nei sistemi di misurazione. Difetti di isolamento, come la rottura dei materiali isolanti o l’ingresso di umidità, possono compromettere le prestazioni e la precisione del CT. Guasti meccanici, come collegamenti allentati, terminali rotti o danni fisici, possono compromettere l’integrità strutturale e la continuità elettrica del TA. Test e manutenzione regolari, inclusi test della resistenza di isolamento, test del rapporto e ispezioni visive, aiutano a rilevare e risolvere questi guasti per garantire un funzionamento affidabile dei trasformatori di corrente negli impianti elettrici.
I guasti nel nucleo del trasformatore possono manifestarsi in diversi modi, influenzando l’efficienza e le prestazioni del trasformatore. Un guasto comune è la rottura dell’isolamento del nucleo, in cui i materiali isolanti tra le laminazioni del nucleo si degradano nel tempo, portando ad un aumento delle correnti parassite e delle perdite del nucleo. Questo guasto può ridurre l’efficienza del trasformatore e aumentare le temperature di esercizio. Un altro problema sono i danni meccanici al nucleo, come la deformazione o la distorsione dei lamierini del nucleo dovuti a stress meccanico o forze magnetiche, che possono influenzare la distribuzione del flusso magnetico e l’efficienza del trasformatore. I difetti del nucleo possono includere anche bulloni o morsetti del nucleo allentati, che possono causare vibrazioni meccaniche o rumore durante il funzionamento. Ispezioni e test regolari, comprese ispezioni visive e misurazioni della resistenza di isolamento del nucleo, aiutano a rilevare e mitigare questi guasti per mantenere l’affidabilità e le prestazioni del trasformatore.
Il controllo dei guasti in un trasformatore prevede diverse tecniche diagnostiche per identificare potenziali problemi e garantire un funzionamento affidabile. L’ispezione visiva è il primo passo, esaminando il trasformatore per rilevare segni di danni fisici, perdite di olio o surriscaldamento. Il test della resistenza di isolamento misura la resistenza di isolamento tra gli avvolgimenti e tra gli avvolgimenti e la terra, rilevando la rottura dell’isolamento o l’ingresso di umidità. Il test del fattore di potenza valuta le condizioni dei materiali isolanti e rileva la contaminazione o gli effetti dell’invecchiamento. L’analisi dei gas disciolti (DGA) dell’olio del trasformatore identifica i gas generati dalla rottura dell’isolamento o dal surriscaldamento, indicando potenziali guasti interni. L’analisi della risposta in frequenza (FRA) misura la risposta del trasformatore a varie frequenze per rilevare il movimento dell’avvolgimento o guasti meccanici. Questi test diagnostici, condotti regolarmente come parte dei programmi di manutenzione preventiva, aiutano a valutare lo stato del trasformatore, a identificare tempestivamente i guasti e a implementare azioni correttive per prevenire guasti e garantire un funzionamento affidabile.