Prova della guaina dei cavi con BAUR
La localizzazione dei guasti nelle guaine è necessaria per poter impedire danni e guasti al cavo. Il processo di riparazione dei cavi di una rete comprende il riconoscimento tempestivo dei guasti nella guaina nonché la loro localizzazione ed eliminazione per evitare che si verifichino condizioni peggiori. Questo avviene anzitutto mediante una prova della guaina del cavo, con successiva prelocalizzazione dei guasti con misurazione a ponte secondo il principio di Murray e Glaser e infine con la localizzazione precisa. Questi processi sono supportati dall’apparecchio automatico BAUR per la prova delle guaine e la localizzazione dei guasti resistivi nei cavi shirla.
Riconoscere i guasti nelle guaine dei cavi mediante una prova
Fra le cause più frequenti dei guasti nei cavi vi sono danni alla guaina esterna dei cavi. Si tratta quasi sempre di danni che consentono una penetrazione d’acqua e che nel tempo riducono la qualità del materiale isolante fino al suo completo degrado.
Soprattutto nei cavi a media e alta tensione, questi difetti della guaina favoriscono inoltre la crescita di alberi d’acqua (water tree), che a loro volta portano ad un guasto del cavo. Ai fini di preservare il buono stato del cavo è essenziale eliminare i guasti nelle guaine, perché è inutile eseguire un’attività di diagnostica complessa fintanto che i punti deboli possono continuare a crescere a causa dei danni alle guaine.
Nel caso di una prova della guaina, sulla schermatura del cavo viene applicata per un intervallo di tempo di un minuto una tensione di prova fino a 10 kV e viene misurata la corrente di dispersione a terra. L’importante è separare la schermatura del cavo su entrambe le estremità dalla messa a terra per l’intera durata della misura, altrimenti la corrente di prova prenderebbe direttamente la via verso la messa a terra e il guasto effettivo viene cortocircuitato. Le correnti di dispersione misurate si differenziano in base al materiale e all’età della guaina esterna, alla lunghezza del cavo e al numero dei giunti. Pertanto è richiesta una buona conoscenza del cavo e una certa esperienza. Un potenziale problema sussiste non appena la corrente di dispersione passa dal campo dei µA a quello dei mA oppure aumenta in modo brusco ad es. durante la prova
Prelocalizzazione dei guasti nelle guaine
Se durante la prova è stata rilevata una corrente di dispersione più alta che indica un guasto nella guaina del cavo, il guasto deve essere eliminato il più velocemente possibile. Per la localizzazione dei guasti nelle guaine o dei guasti sensibili al terreno non è adatta la tecnica della misura della riflessione, in quanto per questi tipi di guasto il terreno non rappresenta un conduttore di ritorno utilizzabile.
Per la prelocalizzazione di un guasto nella guaina del cavo sono adatti soprattutto i metodi della misurazione a ponte. Questi si basano sul metodo della proporzione, nel quale la resistenza viene rilevata a monte e a valle di un punto di guasto e i valori vengono messi in rapporto fra loro. Questa prelocalizzazione viene effettuata con tensione continua sulla tratta del cavo separata dalla rete e attivata.
Lo BAUR shirla consente misurazioni a ponte secondo il principio di Murray o di Glaser. Entrambi i principi si basano sul ponte di Wheatstone, nel quale due punti del circuito di misura devono essere compensati allo stesso potenziale, in modo tale che un dispositivo di misura (in passato un galvanometro) collegato al centro fra questi due punti non segnali il passaggio di corrente. Il ponte si trova quindi in condizione di equilibrio.
Le misure vengono eseguite in modo completamente automatico da BAUR shirla. L’utilizzatore deve immettere soltanto la tensione massima, la lunghezza, il materiale e le sezioni delle tratte note, e collegare i cavi di prova all’oggetto in prova. Al termine della misura, la distanza del guasto viene visualizzata sul display.
shirla
Apparecchio portatile per la prova della guaina
Localizzazione precisa dei guasti nelle guaine
La prelocalizzazione descritta fornisce come risultato la distanza dal guasto. Poiché tuttavia un cavo interrato non scorre mai diritto, la posizione del guasto è nota solo in modo approssimativo. Anche nel caso di una precisione di prelocalizzazione secondo la tecnica di misura dello 0,1% o superiore, la differenza prevista rispetto alla posizione geografica effettiva può essere anche di ±10%. Questo in un cavo lungo 1 km potrebbe significare che il guasto si trova in un raggio di 200 metri.
La localizzazione precisa serve per eliminare questa imprecisione attraverso la tecnica di misura e ridurre al minimo gli scavi necessari. A tal fine, nella schermatura difettosa viene alimentata una tensione continua temporizzata e la tensione viene poi misurata in loco con uno speciale voltometro mediante picchetti di terra come elettrodi di misura. La temporizzazione consente un migliore riconoscimento del segnale, ma elimina anche guasti causati da effetti galvanici o altre tensioni presenti nel terreno.
Il sistema di localizzazione precisa protrac® serve, tra l’altro, per la localizzazione precisa dei guasti nei cavi e nelle guaine. Grazie all’utilizzo di tecnologie all’avanguardia, protrac® consente di localizzare la posizione del guasto in modo particolarmente rapido e preciso. L’innovativo concetto di elaborazione del segnale a due stadi garantisce una sensibilità estremamente elevata, alta precisione e la massima soppressione dei rumori di sottofondo.
Durante la localizzazione precisa con il protrac®, le sonde della tensione di passo (SVP), in combinazione con l’unità di comando CU e una fonte di alta tensione, servono per la localizzazione dei guasti nelle guaine dei cavi.
Il principio della localizzazione precisa è semplice: l’oscillazione del voltometro punta in direzione del guasto e la tensione misurata continua ad aumentare man mano che ci si avvicina al guasto. Poco prima di raggiungere il punto di guasto, la tensione aumenta fortemente e poi torna a zero non appena i picchetti di terra sono simmetrici su entrambi i lati del guasto. In questo modo viene localizzata anche la posizione esatta del guasto nella guaina del cavo.
Kit Tensione di passo protrac®
Ricerca di guasti nelle guaine con tensione di passo
Caso di esempio del cavo HVDC
La localizzazione dei guasti nelle guaine con ponte di misura è adatta per diverse tipologie di cavi. Questa consente di misurare persino cavi lunghi centinaia di chilometri. È il caso del collegamento HVDC da 450 kV in corrente continua tra la Norvegia e l’Olanda.
Su questo cavo lungo 580 km, con l’ausilio di un apparecchio BAUR e della misurazione a ponte secondo il metodo Murray è stato possibile localizzare un guasto nella guaina!
Il guasto nella guaina è stato misurato all’incirca all’altezza di Esbjerg. La prelocalizzazione relativamente precisa del guasto nel cavo sottomarino lungo 580 km ha semplificato e accelerato la localizzazione precisa del guasto.
