Monitoraggio continuo delle scariche parziali per macchine rotanti in media e alta tensione
Per seguire lo stato dell'isolamento statorico di un motore o generatore in media o alta tensione senza fermarlo serve un monitor continuo di scariche parziali che correli inoltre ogni lettura con temperatura, carico e umidità di quel momento. L'RMM lo fa con 15 canali di scariche parziali per modulo acquisiti simultaneamente, una dinamica di 70 dB (da 3 mV a 10 V) senza regolazione del guadagno e una banda da 1 MHz a 20 MHz, oltre a ingressi per sei temperature di avvolgimento, tre correnti di carico, tre tensioni e sei segnali 4-20 mA. Funziona senza PC collegato, conserva fino a due anni di dati e lavora anche su macchine alimentate da azionamenti a frequenza variabile.
Dati principali dell'RMM
- Acquisizione: 15 canali di scariche parziali per modulo ad acquisizione simultanea, con uno o due moduli opzionali da 15 canali; l'RMM accetta sensori di qualsiasi marca, compresi quelli già installati sulla macchina.
- Misura: dinamica di 70 dB, da 3 mV a 10 V, senza regolazione del guadagno; banda di misura da 1 MHz a 20 MHz; risoluzione di fase di 7,5° e 32 finestre di ampiezza.
- Grandezze di esercizio: ingressi per 6 temperature di avvolgimento (RTD), 3 correnti di carico, 3 tensioni e 6 segnali 4-20 mA definiti dall'utente; ogni sistema base comprende un TA ausiliario e sensori di umidità e temperatura ambiente.
- Area di rilevamento: condensatori di accoppiamento vicino ai morsetti e modulo RTD-PD, che capta attraverso le RTD la scarica prodotta in profondità nell'avvolgimento.
- Versioni e analisi: sistemi base per generatore idroelettrico, turboalternatore o motore; analisi della firma di corrente per rilevare barre rotoriche rotte nelle macchine a induzione; adatto a macchine con azionamento a frequenza variabile.
- Dati e comunicazioni: fino a 2 anni in memoria FIFO (8 MB interni) e funzionamento autonomo senza PC; Ethernet, USB e RS-485 con ModBus di serie e DNP-3 su richiesta.
- Alimentazione e montaggio: 90-264 V CA (47-63 Hz) o 100-300 V CC; da -40 a 70 °C; montaggio autonomo, su pannello, in custodia NEMA 4X o in custodia per aree pericolose in acciaio inox 316 (Classe I Div. 1 B, C, D; Classe II Div. 1 E, F, G; Classe I Zona 1 IIB T4), quest'ultima da -20 a 40 °C.
Vantaggi
Tendenza invece di istantanea
La misura periodica mostra lo stato dell'isolamento nel giorno della prova. Il monitoraggio continuo mostra come evolve, ed è questo che permette di programmare un intervento prima che il guasto si manifesti. L'apparecchio conserva fino a due anni di dati in memoria FIFO.
Scariche e grandezze di esercizio insieme
Sono disponibili ingressi per sei temperature di avvolgimento, tre correnti di carico, tre tensioni e sei segnali 4-20 mA definiti dall'utente, così l'attività di scarica può essere correlata a ciò che la macchina stava facendo.
Funzionamento autonomo
Il monitor lavora da solo, senza alcun computer collegato, e continua a comunicare attraverso le interfacce integrate: può quindi restare installato in permanenza in un impianto che non disponga di una rete di manutenzione dedicata.
Applicazioni
- Turboalternatori e generatori idroelettrici nelle centrali.
- Grandi motori in media e alta tensione a servizio di processi critici.
- Macchine alimentate da azionamenti a frequenza variabile.
- Rilevamento di barre rotoriche rotte nelle macchine a induzione mediante analisi della firma di corrente.
- Installazioni in aree pericolose, con la versione in custodia antideflagrante.
Rilevamento su tutto l'avvolgimento
I condensatori di accoppiamento captano l'attività di scarica in prossimità dei morsetti della macchina. Il modulo RTD-PD raggiunge la scarica prodotta in profondità nell'avvolgimento, dove i rilevatori di temperatura rispondono già al suo contenuto in alta frequenza. Usate insieme, le due tecniche ampliano l'area di rilevamento, e per qualsiasi macchina si raccomanda di monitorare quattro parametri da correlare con le scariche parziali: temperatura dell'avvolgimento, temperatura ambiente, umidità relativa e corrente di carico. Dove la macchina disponga già di condensatori di accoppiamento, i sensori esistenti possono essere riutilizzati: questo abbrevia le attività di messa in servizio e riduce al minimo il fermo impianto.
Risultati e software
I risultati sono presentati in tutti i formati impiegati nel settore: diagrammi risolti in fase bidimensionali e tridimensionali, la vista polare sul cerchio di fase, la distribuzione delle ampiezze degli impulsi e l'andamento nel tempo di ciascuna grandezza, con più canali confrontati sulla stessa schermata. Il software di dashboard configura lo strumento, scarica e archivia i dati e mette a disposizione gli strumenti di analisi.
Specifiche e montaggio
- 15 canali di scariche parziali per modulo, acquisiti simultaneamente.
- Dinamica di 70 dB, da 3 mV a 10 V, senza regolazione del guadagno.
- Banda di misura da 1 MHz a 20 MHz e risoluzione di fase di 7,5°.
- Interfacce Ethernet, USB e RS-485, con ModBus di serie e DNP-3 su richiesta.
- Alimentazione da 90 a 264 V CA a (47-63) Hz, oppure da 100 a 300 V CC.
- Montaggio autonomo, su pannello, in custodia o in area pericolosa, quest'ultimo in acciaio inox 316.
Domande frequenti
Perché sorvegliare in continuo le scariche parziali di un motore in alta tensione?
Secondo studi dell'IEEE, fino al 40 % dei guasti di origine elettrica dei motori in alta tensione è dovuto all'isolamento dello statore, soprattutto per scariche parziali negli avvolgimenti e nei cavi. Una misura periodica mostra solo lo stato nel giorno della prova; l'RMM registra l'andamento in continuo e conserva fino a due anni di dati, così l'intervento si può programmare prima del guasto.
Quanti set di condensatori di accoppiamento servono sulla macchina?
Su turboalternatori, piccoli generatori idroelettrici e motori si usano di norma due set: uno ai morsetti di linea e uno nel condotto sbarre a fasi isolate, distanti almeno 2 m per la misura a tempo di arrivo. I grandi generatori idroelettrici richiedono spesso da due a quattro set, uno per gruppo di fasi in parallelo, con lunghezze dei cavi coassiali regolate. L'RMM lavora con i sensori già installati.
Il Dynamic Ratings RMM è un apparecchio prodotto da Dynamic Ratings e distribuito da Amperis.
