Test e misure sulle linee ad alta tensione

Se i Volt aumentano ci si può affidare agli strumenti che Haefely Test produce da 110 anni a Basilea con requisiti di affidabilità e precisione elevatissimi

L’ultimo “General Purpose Electronic Test and Measurement Instruments – Global Strategic Business Report” pubblicato la scorsa estate da Electronics.ca Publications pronostica un futuro roseo per gli strumenti di test e misura con una crescita trainata dalle applicazioni dove sono indispensabili eccezionali doti di precisione e affidabilità.

Fig. 1 – Ha già compiuto 110 anni la società fondata a Basilea da Emil Haefely con la missione di realizzare soluzioni di misura sulle linee ad alta tensione

Nonostante che l’ambiente applicativo prevalente sarà com’è intuibile la verifica dei prodotti per le comunicazioni mobili 4G, ci saranno comunque numerosi settori applicativi nei quali sarà indispensabile assicurare la massima qualità di servizio e molti riguarderanno proprio il trasporto e la distribuzione dell’energia elettrica a livello geografico e metropolitano. In altre parole, la qualità dei Volt diventerà sempre più preziosa e in particolare per le tensioni elevate sono sempre più indispensabili quegli strumenti capaci di garantire un eccezionale grado di precisione e ripetitività alle misure.

Oggi l’energia viene trasportata a 380 kV per centinaia di km e sono già numerosi gli impianti realizzati nel mondo con tensioni di 600 e 800 kV e percorsi di un migliaio di km, ma è stata anche già superata la soglia dei 1000 kV, o un milione di Volt, 1 MV. Ciò significa che per caratterizzate al meglio questi impianti occorrono strumenti di test capaci di lavorare ad almeno il doppio di questi valori ossia a 2 MV con una potenza di qualche milione di Watt. D’altro canto, sull’accuratezza e soprattutto sull’affidabilità di queste linee entrano in gioco molti fattori fra cui il perfetto isolamento dei supporti, la presenza di aria umida, il rischio di scariche elettrostatiche o di archi voltaici ed è perciò indispensabile verificarne il corretto funzionamento con gli strumenti più adatti.

Oltre un secolo di test

Haefely Test AG è stata fondata nel 1904 a Basilea da Emil Haefely che brevettò una tecnica di isolamento degli elettrodi ottimizzata per le misure sugli elevati voltaggi delle applicazioni elettrotecniche di quel tempo.

Fig. 2 – Il set di diagnosi d’isolamento portatile Midas micro2883 per misure di dissipazione e capacità sulle linee fino a 12 kV con precisione di 1×10-4 ±0,5% sul fattore tan δ

Negli anni è cresciuta notevolmente mantenendo gli stessi elevatissimi requisiti di qualità notoriamente comuni alla maggior parte delle industrie svizzere e poi effettuando svariate acquisizioni fra cui alcuni storici brand già noti per la precisione dei rispettivi apparecchi di test ovvero Tettex Instruments fondata da Paul Muller nel 1945 per collaudare i trasformatori ad alta potenza, Robinson Instruments fondata nel 1960 da F.C. Robinson pioniere nella rivelazione degli impulsi di scarica a elevata energia e Hipotronics fondata nel 1962 da Stanley Peschel come acronimo di High Potential Electronics perché depositaria di numerosi brevetti di misura sull’alta tensione sia in continua sia in alternata. Haefely e Hipotronics sono confluite dal 1999 nella divisione Special Technologies Platform del gruppo Hubbell con sede a Shelton nel Connecticut (nei dintorni a nord di New York) e da allora condividono il marchio.

Set per diagnosi sul campo

Fra le novità Haefely troviamo il set di diagnosi d’isolamento Tettex Midas micro 2883 realizzato in una valigetta portatile dotata di ruote e maniglia con un peso totale di 25 kg. È ideale per le misure sul campo del fattore di perdita dielettrica tan δ, della dissipazione di potenza e della capacità nelle linee a media e alta tensione. La portata in tensione è di 12 kV mentre la frequenza della corrente alternata può variare da 15 a 400 Hz.

Fig. 3 – L’On-Site Cable Test Set Haefely Hipotronics RSKF consente di verificare la posa e la messa in servizio dei cavi nelle applicazioni di trasporto della potenza elettrica da 132 fino a 320 kV

La capacità a 12 kV viene misurata fino a 47 nF a 50 Hz e fino a 39 nF a 60 Hz con un’accuratezza sulle misure di capacità di 0,01 pF ±0,3% mentre la precisione sulle misure del rapporto fra dissipazione e potenza ossia sul fattore tan δ/cos φ è di 1×10^-4 ±0,5%. Inoltre, la risoluzione in tensione è di 1 V, in corrente è di 0,1 µA e in potenza è di 0,1 mW. A bordo ci sono le connessioni standard Ethernet e USB e c’è la possibilità di memorizzare in una chiavetta le misure eseguite nei formati XML e CSV. L’interfaccia utente offre un comodo display a colori da 7” dove si possono selezionare le tre modalità operative “basic”, “guide” e “advanced”.

 

La prima è per le misure più comuni da effettuare rapidamente mentre nella seconda l’operatore viene guidato a scegliere la configurazione di test più adatta alle condizioni elettromagnetiche presenti. La terza si usa invece per definire delle sequenze di test specifiche per particolari eventi. La sicurezza è garantita dalla certificazione MIL-STD-810G e, inoltre, lo strumento si può abbinare all’analizzatore Winding Analyzer 2293 che consente di verificare le condizioni dell’aria nell’ambiente in modo tale da scegliere la configurazione di test più adatta sul 2883.

Misure sulle linee di potenza

Il nuovo set di cavi per i test di tensione sul campo On-Site Cable Test Set RSKF è fornito con una famiglia completa di attrezzature fra cui alcuni utili convertitori di frequenza, alcuni induttori di protezione o Variable Frequency Reactor e diversi tipi di connettori. Il nuovo Variable Frequency Resonant Test System RSKF è essenziale per verificare la posa e messa in servizio dei cavi nelle applicazioni di trasporto della potenza elettrica con tratte tipiche di 20 km e con frequenza per la corrente alternata che va da 20 a 300 Hz. Ci sono otto modelli di cavi con caratteristiche che offrono una tenuta su tratte che vanno da 4,5 fino a 17 km, una garanzia di trasporto e gestione delle tensioni che vanno da 132 fino a 320 kV e una capacità intrinseca che va da 0,9 a 3,4 µF.

Fig. 4 – Il Modular Partial Discharge & Radio Interference Voltage Detector DDX9121b consente di testare le scariche parziali che possono danneggiare gli impianti proprio a causa della loro irregolarità

Nuovissimo è il sistema modulare di misura delle scariche parziali DDX9121b che consente di misurare quelle scariche elettriche capaci di interessare selettivamente solo alcuni dei materiali dielettrici presenti negli impianti e perciò a causa della loro irregolare dislocazione possono persino generare altre sorgenti di scariche parziali soprattutto superficiali o a corona ma spesso abbastanza forti per danneggiare gli interruttori e/o i connettori provocando nel caso peggiore degli incendi. Il Modular Partial Discharge (PD) & Radio Interference Voltage (RIV) Detector DDX9121b è modulare perché se ne possono affiancare fino a nove e formare una piattaforma di test a nove canali con quattro ingressi per canale per un totale di 36 misure simultanee.

L’interfaccia utente consente di visualizzare tutte le misure con un colore diverso ed evidenziare lo stato del segnale, la banda di frequenza (fra 30 kHz e 1,5 MHz), l’intensità e la fase (con risoluzione di 0,35°) delle PD nonché il livello della tensione fino a +140 Vac e fino a ±200 Vdc (con errore entro ±1%) per ogni canale d’ingresso scegliendo in modo intuitivo i parametri di misura e la configurazione dei test.

Massimo Fiorini

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