Tipologie di guasti comuni e contromisure per i trasformatori di corrente (CT)

I. Circuito aperto secondario

Il circuito aperto secondario è il guasto più pericoloso del TC e richiede la massima vigilanza. In condizioni normali di funzionamento, il secondario del TC è vicino alla condizione di cortocircuito. Una volta aperto, l'intera corrente primaria diventa la corrente di magnetizzazione, portando il nucleo in profonda saturazione e inducendo una tensione estremamente alta sui terminali secondari, che può facilmente perforare l'isolamento o mettere in pericolo il personale.

Sintomi — Ronzio forte o vibrazioni anomale dal corpo del TC; scintille al terminale aperto; amperometri o wattmetri collegati che segnano zero o oscillano in modo erratico; nei casi più gravi, fumo e surriscaldamento.

Contromisure

1. Segnalare immediatamente al dispacciatore e ritirare gli schemi di protezione che potrebbero malfunzionare a causa del circuito aperto (ad esempio, la protezione differenziale).
2. Ridurre il più possibile la corrente di carico primaria per abbassare la tensione indotta nel circuito secondario.
3. Il personale di manutenzione deve indossare stivali e guanti isolanti, stare su un tappeto isolante e utilizzare utensili adeguatamente isolati per cortocircuitare in sicurezza il secondario presso i terminali di prova dedicati vicino al TC.
4. Se l'anomalia persiste dopo il cortocircuito, o se si sospetta un circuito aperto interno al TC, disalimentare l'unità senza indugio e predisporre la riparazione.

II. Deterioramento dell'isolamento interno e surriscaldamento

Questo tipo di guasto è altamente insidioso e cumulativo, spesso causato da difetti di fabbricazione, prolungata infiltrazione di umidità, sovraccarico o picchi di corrente di cortocircuito esterni. L'invecchiamento dell'isolamento e le scariche parziali erodono progressivamente l'apparecchiatura e possono eventualmente portare a un cedimento o a un'esplosione.

Sintomi — L'analisi dei gas disciolti (DGA) mostra livelli anormalmente elevati di gas caratteristici (idrogeno, idrocarburi totali, acetilene); l'involucro diventa caldo, emette fumo o odore di bruciato; dall'interno si sentono scoppiettii di scarica.

Contromisure

1. Se i risultati dei test sull'olio superano gravemente i limiti o se compaiono fumo, incendio o altri difetti critici, richiedere immediatamente la disalimentazione e l'isolamento.
2. Non tirare mai un sezionatore per isolare il guasto (i sezionatori non hanno capacità di spegnimento dell'arco e possono causare un arco di cortocircuito); utilizzare sempre un interruttore per interrompere l'alimentazione.
3. Se è scoppiato un incendio, utilizzare estintori a polvere secca, estintori a CO₂ o sabbia asciutta. Gli estintori a base d'acqua sono severamente vietati.

III. Saturazione del nucleo e degrado della precisione

Quando il carico secondario è troppo elevato, la corrente di cortocircuito del sistema è eccessiva o il materiale del nucleo è scadente, il circuito magnetico del TC può saturarsi. Ciò distorce la forma d'onda della corrente in uscita, compromettendo gravemente la precisione di misurazione e l'affidabilità della protezione.

Sintomi — Misurazione dell'energia imprecisa e perdite di linea anomale; i relè di protezione malfunzionano o non intervengono.

Contromisure

1. Verificare che il carico secondario sia entro l'intervallo nominale; evitare di far operare il TC in prossimità della saturazione per periodi prolungati.
2. Eseguire test periodici delle caratteristiche di eccitazione, test del rapporto e test dell'angolo di fase per valutare lo stato di magnetizzazione.
3. Se necessario, smagnetizzare il nucleo o sostituire il TC con uno avente una maggiore resistenza alla saturazione e un carico nominale maggiore.

IV. Contatto difettoso e anomalie del circuito secondario

Le vibrazioni, la dilatazione e contrazione termica o un'installazione impropria possono allentare o corrodere i morsetti, aumentando la resistenza di contatto, generando calore e interrompendo la trasmissione del segnale.

Sintomi — Il sistema di acquisizione dati segnala un allarme di "perdita di corrente"; il segnale di uscita è instabile; i collegamenti mostrano surriscaldamento visibile, scolorimento o archi elettrici.

Contromisure

1. Ispezionare e serrare i morsetti allentati in loco; pulire le superfici di contatto ossidate o corrose.
2. Utilizzare cavi e morsetti di alta qualità; eseguire regolarmente la termografia a infrarossi per rilevare punti caldi nei collegamenti.
3. Per i guasti all'interno di relè o altri componenti che non possono essere gestiti direttamente, mettere prima in corto circuito il secondario del TC, quindi segnalare il problema a personale qualificato.

Trasformatore di corrente incapsulato in resina a bassa tensione (BT)

V. Danni meccanici e invecchiamento ambientale

L'esposizione prolungata ad alte temperature, alta umidità o ambienti contaminati, oppure sollecitazioni non uniformi durante l'installazione, possono causare deformazioni strutturali, crepe nella fusione e degrado dell'isolamento.

Sintomi — Involucro danneggiato; flashover superficiale; resistenza di isolamento significativamente ridotta.

Contromisure

1. Mantenere l'ambiente operativo del TC pulito e asciutto; installare riscaldatori deumidificatori all'interno dell'armadio quando necessario.
2. Attuare rigorosamente le prove preventive (misurazione della resistenza di isolamento, prova di scarica parziale, prova di tenuta a tensione alternata) per rilevare il deterioramento dell'isolamento in fase precoce.
3. Sostituire tempestivamente l'unità se si riscontrano gravi danni meccanici o un degrado dell'isolamento oltre i limiti accettabili.

Riepilogo

Il funzionamento sicuro dei trasformatori di corrente influisce direttamente sulla stabilità del sistema elettrico. La regola cardine nella manutenzione quotidiana è "il secondario del TC non deve mai essere aperto". Deve essere stabilito un sistema di difesa multilivello che combini ispezioni di routine, test periodici e analisi dei dati: i controlli visivi e la termografia a infrarossi rilevano le anomalie superficiali, mentre i test di isolamento, il rilevamento delle scariche parziali e l'analisi dei gas disciolti (DGA) prevedono con precisione i difetti interni. Solo passando dalla "riparazione post-guasto" all'"azione preventiva" si possono eliminare i punti ciechi e garantire il funzionamento sicuro, affidabile ed economico della rete.

Modificato da: Garca