Una partial discharge (scarica parziale) è una scarica elettrica incompleta, un flusso di elettroni, che si verifica tra due corpi isolati a diverso potenziale, nel punto del sistema in cui l'intensità del campo elettrico supera il valore limite del campo stesso di quella porzione del materiale isolante.
Normalmente avviene a causa del materiale termoindurente utilizzato nei sistemi d’isolamento delle macchine elettriche, quando questo presenta delle sacche d’aria in diverse posizioni all’interno dell’isolamento statorico.
Queste sacche d’aria, o vacuoli, possono essere riconducibili a:
- deterioramento termico
- processo di lavorazione
- stress di esercizio (durante i movimenti delle barre dello statore)
Mana mano che l’isolamento peggiora, il numero e l’ampiezza delle scariche parziali aumentano, pertanto un incremento di questi in poco tempo è indice che è in corso un veloce deterioramento.
I danni dovuti a questo tipo di deterioramento portano in futuro ad un accumulo di carbonio e quindi al guasto dell’isolante. La misura di questi segnali è importante quindi per evitare e prevenire ulteriori danni.
Per individuare una partial discharge si notano i danni esistono diversi strumenti, in particolare l’analisi avviene attraverso l’installazione di strumenti che consentono di identificare tra l’altro:
- l’ampiezza e il numero delle scariche correlati alla dimensione delle sacche d’aria
- la polarità degli impulsi in relazione alle tensioni transitorie verso terra
Esempi di funzionamento di un sistema di misura di partial discharge
La misura viene effettuata durante il funzionamento della macchina, inserendo una sonda all'esterno del quadro in servizio che acquisisce i segnali provenienti da altri apparecchi montati il loco e usando determinati sistemi di misura è in grado di individuare eventuali problematiche e rilevare le effettive condizioni dell’avvolgimento dello statore.
Ad esempio, durante un test simultaneo di partial discharge, uno o più operatori sono a disposizione per eseguire misurazioni su ciascun accessorio simultaneamente. Sensori e unità di acquisizione (uno per ogni 3/6 fasi) sono interconnesse attraverso un anello in fibra ottica. Le acquisizioni sono memorizzati nella memoria interna del dispositivo e possono essere scaricati in una fase successiva in totale sicurezza.
La diagnosi delle scariche parziali è importante al fine di valutare il materiale e il suo stato di integrità, proprio per questo motivo i test si effettuano quando la macchina è in funzione per verificare immediatamente eventuali anomalie riconducibili allo stato di deterioramento.
La successiva analisi dei dati rilevati risulta essere forse la fase fondamentale, perché restituisce un quadro preciso dello stato del componente e soprattutto può fornire una stima della sua durata di vita.