ITBO20100017A1 - Procedimento diagnostico ed apparato per valutare la condizione di isolamento di un'apparecchiatura elettrica isolata in olio. - Google Patents

Description

PROCEDIMENTO DIAGNOSTICO ED APPARATO PER VALUTARE LA CONDIZIONE DI ISOLAMENTO DI UN'APPARECCHIATURA ELETTRICA ISOLATA IN OLIO

La presente invenzione ha per oggetto un procedimento diagnostico ed un apparato per valutare la condizione di isolamento di un'apparecchiatura elettrica isolata in olio.

In particolare, la presente invenzione si riferisce alla valutazione diagnostica di trasformatori elettrici isolati in olio. Nell'ambito dei trasformatori per medie o alte tensioni, Ã ̈ infatti frequente l'impiego di olio per l'isolamento dei trasformatori.

Sono utilizzati da tempo apparati diagnostici per valutare la condizione di isolamento di un trasformatore (o di altre apparecchiature elettriche in media e alta tensione) isolato in olio basati su una tecnica, cosiddetta DGA (dissolved gas analysis), di valutazione della concentrazione di gas disciolti nell'olio.

L'analisi DGA si basa sulla rilevazione della concentrazione di predeterminate tipologie di gas disciolti nell'olio di isolamento per derivare un'indicazione diagnostica sulla condizione di isolamento dello stesso trasformatore, vale a dire per derivare un'indicazione sulla sorgente che genera gas nell'olio.

In particolare la DGA prevede di analizzare la concentrazione di una pluralità di tipologie di gas, tra i quali idrogeno, metano, etano, etilene, acetilene, monossido di carbonio ed anidride carbonica.

Sono note diverse tecniche che rientrano nell'accezione di DGA, ad esempio il metodo del triangolo di Duval o l'applicazione delle tecniche basate sulla norma IEC 60599.

Utilizzando le tecniche note relative alla DGA per diagnosticare la condizione di isolamento di un trasformatore a parità di valori di concentrazione di gas nell'olio rilevati si ottengono indicazioni diagnostiche spesso discordanti, a seconda della specifica tecnica utilizzata. Infatti, tali tecniche sono spesso tra loro discordanti (in termini di criteri interpretativi dei dati raccolti al fine di identificare la sorgente dei gas rilevati nell'olio).

Pertanto, un primo inconveniente degli apparati diagnostici e dei procedimenti di tipo noto basati su tecniche DGA Ã ̈ che spesso vengono derivate indicazioni diagnostiche poco affidabili.

In questa luce, si osservi che l'affidabilità delle indicazioni diagnostiche degli apparati diagnostici per i trasformatori, ma più in generale per qualsiasi apparecchiatura elettrica, à ̈ di importanza cruciale poiché il personale tecnico utilizza tali indicazioni diagnostiche per programmare gli interventi di manutenzione e/o per intervenire prontamente sull'apparecchiatura elettrica in modo da ripristinarne la condizione ottimale di isolamento.

Un secondo inconveniente degli apparati diagnostici di tipo noto basati sulla DGA à ̈ relativo alla necessità di identificare le sorgenti del gas disciolto nell'olio, con capacità di discernere le diverse possibili sorgenti in modo affidabile.

Infatti, le tecniche DGA note non consentono di identificare in modo semplice e affidabile se non un numero alquanto ridotto di tipologie di sorgenti.

In effetti, le tecniche note, per l'identificazione di molte delle tipologie di sorgenti, prevedono la rilevazione di tipi di gas presenti in concentrazioni particolarmente esigue. Ciò comporta una riduzione dell'affidabilità di tali tecniche e una complicazione e un aumento dei costi del sistema di rilevazione dei gas stessi .

Pertanto, gli apparati diagnostici basati su DGA sono in grado di fornire indicazioni diagnostiche utilizzabili per identificare solo poche delle sorgenti (cause di degrado) che provocano la formazione di gas in un trasformatore .

Inoltre, si osservi che gli apparati diagnostici basati su tecniche DGA più avanzati prevedono di stimare il valore di concentrazione del gas nell'olio, che verrà utilizzato nella successiva analisi DGA, in funzione del valore rilevato all'interno di una camera di misurazione separata dal contenitore dell'olio da una membrana permeabile al gas.

Tale camera di misurazione riceve attraverso la membrana una parte del gas presente nell'olio.

In tali apparati diagnostici sono impiegati uno o più sensori all'interno della camera di misurazione per misurare il valore di concentrazione del gas nella camera di misurazione stessa.

Un errore nella stima del valore di concentrazione di un gas disciolto nell'olio rischia di compromettere l'esito della successiva DGA, la quale conseguentemente fornisce un'indicazione diagnostica errata o nella peggiore delle ipotesi non rileva un eventuale fonte di degrado dell'isolamento dell'apparecchiatura elettrica.

Ciò pone un problema per quanto riguarda la correttezza della stima della concentrazione di gas nell'olio in funzione della rilevazione del gas nella camera di rilevazione; infatti, il passaggio del gas dall'olio alla camera di rilevazione richiede un tempo relativamente lungo (transitorio di permeazione attraverso la membrana); ciò introduce un errore nella stima della concentrazione.

Pertanto, un ulteriore inconveniente di tali apparati diagnostici à ̈ che non sono robusti e sono soggetti ad errori grossolani, in quanto la concentrazione di gas stimata (utilizzata nei vari criteri diagnostico noti) rischia di essere sbagliata (specialmente durante i transitori successivi alla formazione del gas nell'olio) .

Va osservato che il gas presente nell'olio viene prodotto (generalmente) da scariche elettriche, denominate scariche parziali, aventi luogo nell'olio di isolamento o in altre parti dell'isolamento dell'apparecchiatura elettrica.

Nell'ambito delle apparecchiature elettriche sottoposte a medie o alte tensioni à ̈ infatti noto il fenomeno delle scariche parziali (partial discharge).

Una scarica parziale à ̈ una scarica elettrica che interessa una porzione limitata di un isolante di un sistema elettrico, pertanto essa non provoca il guasto immediato del sistema, ma provoca, in generale, un suo progressivo degrado.

Dunque, le scariche parziali hanno, per loro natura, uno sviluppo limitato sostanzialmente a un difetto del sistema isolante.

Si osservi che i segnali delle scariche parziali vengono rilevati e analizzati ai fini diagnostici, nel caso delle apparecchiature elettriche con isolanti solidi o gassosi.

Tuttavia, nel caso delle apparecchiature elettriche isolate in olio, le tecniche di analisi delle scariche parziali (PDA) non sono utilizzate.

Infatti, l'isolamento in olio à ̈ auto ripristinante, per cui i difetti (sorgenti di scariche parziali) tipici degli isolamenti in olio sono soggetti a modificarsi e addirittura a scomparire nel corso del tempo.

A ciò si aggiunga che la rilevazione delle scariche parziali sui trasformatori in olio sono particolarmente inficiate da disturbi e quindi non consentono di applicare le tecniche di interpretazione normalmente utilizzate per le scariche rilevate su apparecchiature con isolanti solidi.

Scopo del presente trovato à ̈ rendere disponibile un procedimento ed un apparato diagnostico per valutare la condizione di isolamento di un'apparecchiatura elettrica isolata in olio, che superino gli inconvenienti delle tecniche note sopra citate.

In particolare, Ã ̈ scopo del presente trovato mettere a disposizione un procedimento ed un apparato diagnostico per valutare la condizione di isolamento di un'apparecchiatura elettrica isolata in olio, in grado di fornire informazioni diagnostiche affidabili e precise sulla condizione di isolamento dell'apparecchiatura elettrica stessa.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ proporre un procedimento diagnostico ed un apparato per valutare la condizione di isolamento di un trasformatore isolato in olio, che siano in grado di identificare in modo semplice e affidabile un elevato numero di difetti dell'isolamento del trasformatore stesso.

Detti scopi sono pienamente raggiunti dal procedimento e dall'apparato oggetto del presente trovato, che si caratterizzano per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate.

In particolare, il procedimento oggetto del presente trovato comprende le seguenti fasi:

- rilevamento della concentrazione di un gas disciolto nell'olio di isolamento dell'apparecchiatura elettrica; - derivazione di almeno un parametro di concentrazione correlato alla concentrazione di gas rilevata in un intervallo di tempo di acquisizione prestabilito.

Detto procedimento si caratterizza per il fatto di comprendere ulteriormente le seguenti fasi:

- rilevamento di impulsi elettrici relativi a scariche elettriche parziali aventi luogo nell'apparecchiatura elettrica e generanti detti impulsi;

derivazione di almeno un parametro di scarica correlato alle scariche parziali rilevate contestualmente a detto intervallo di tempo di acquisizione prestabilito;

- derivazione di una indicazione diagnostica circa la condizione di isolamento dell'apparecchiatura elettrica, in funzione dei valori derivati per detti parametro di concentrazione e di scarica.

L'apparato oggetto del presente trovato à ̈ provvisto di un dispositivo di rilevazione della concentrazione di un gas disciolto nell'olio di isolamento dell'apparecchiatura elettrica.

Tale apparato si caratterizza per il fatto che comprende, in combinazione: un modulo di rilevazione di impulsi elettrici relativi a scariche elettriche parziali aventi luogo nell'apparecchiatura elettrica e generanti detti impulsi; una unità di elaborazione, collegata al dispositivo ed al modulo di rilevazione di impulsi elettrici e predisposta a derivare almeno un parametro di concentrazione correlato alla concentrazione di gas rilevata ed almeno un parametro di scarica correlato alle scariche parziali e a derivare una indicazione diagnostica circa la condizione di isolamento dell'apparecchiatura elettrica, in funzione dei valori derivati per detti parametro di concentrazione e di scarica.

Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di una preferita forma realizzativa, illustrata a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno, in cui:

- la figura 1 illustra schematicamente un dispositivo secondo il presente trovato;

- la figura 2 illustra un diagramma di flusso relativo al procedimento secondo il presente trovato.

Nelle figure si à ̈ indicato con 11 un apparato diagnostico per valutare la condizione di isolamento di un'apparecchiatura 3 elettrica isolata in olio 2.

In generale, tale apparecchiatura 3 elettrica à ̈ una qualunque apparecchiatura elettrica (per alte o medie tensioni) isolata in olio, per esempio un trasformatore, un cavo, un interruttore.

Tuttavia, il presente trovato à ̈ diretto, in particolare, a un apparato diagnostico per valutare la condizione di isolamento di un trasformatore isolato in olio.

Pertanto, nella descrizione seguente l'apparecchiatura 3 sarà un trasformatore.

Tuttavia, ciò non va inteso come una limitazione della portata del presente trovato, in quanto tale apparato 11 à ̈ associabile anche ad altre tipologie di apparecchiature elettriche, ad esempio ad un cavo o ad una qualsivoglia apparecchiatura elettrica isolata in olio.

L'olio 2 del trasformatore à ̈ contenuto all'interno di un contenitore 7, nel seguito indicato come contenitore 7 dell'olio 2.

L'apparato diagnostico 11 Ã ̈ provvisto di un dispositivo I per rilevare la concentrazione di gas disciolti nell'olio .

II dispositivo 1 comprende, secondo una preferita forma di realizzazione, una membrana 5 permeabile al gas, interposta tra il contenitore 7 dell'olio 2 ed una camera 4 di misurazione per consentire il passaggio di gas dal contenitore 7 dell'olio alla camera 4 di misurazione.

II dispositivo 1 comprende inoltre un sensore 6 disposto nella camera 4 di misurazione per rilevare un valore di concentrazione dei gas nella camera 4 di misurazione ed una centralina 8.

Tale sensore 6 à ̈ in grado di rilevare la concentrazione di una o più predeterminate tipologie di gas.

In particolare, il dispositivo 1 Ã ̈ configurato per rilevare almeno un gas appartenente al seguente elenco:

- monossido di carbonio, nel seguito indicato anche come CO;

- idrogeno, nel seguito indicato anche come H2.

Preferibilmente, il dispositivo 1 Ã ̈ configurato per rilevare entrambi i gas dell'elenco precedente.

In alternativa ad un unico sensore 6 il dispositivo 1 può comprendere più sensori, ciascuno destinato a rilevare la concentrazione di una predeterminata tipologia di gas.

Il dispositivo 1 comprende una centralina 8 (ovvero un processore o qualsiasi altro mezzi di elaborazione) collegata elettricamente con il sensore 6 per ricevere da quest'ultimo un segnale corrispondente al/ai valore/i di concentrazione della/e predeterminata/e tipologia/e di gas rilevato/i all'interno della camera 4 di misurazione .

La centralina 8 comprende, preferibilmente ma non limitatamente, un modulo di memorizzazione (non illustrato) ed un modulo di elaborazione (anch'esso non illustrato) collegato funzionalmente con il modulo di memorizzazione.

La centralina 8 individua mezzi 9 di elaborazione configurati a derivare un valore stimato di concentrazione del gas nell'olio 2, in funzione del valore di un corrispondente valore di concentrazione di gas rilevato all'interno della camera 4 di misurazione. Preferibilmente, il dispositivo 1 comprende altresì un temporizzatore, collegato alla centralina 8 e destinato a generare un segnale utilizzabile dal modulo di elaborazione della centralina 8 per generare (e memorizzare) istanti di rilevazione corrispondenti alle rilevazioni effettuate dal sensore 6 in successione; inoltre, il temporizzatore à ̈ collegato alla centralina 8 per consentire una pluralità di rilevazioni (del valore di concentrazione di gas nella camera 4 di misurazione) effettuate in successione ad istanti di rilevazione prefissati .

Il modulo di memorizzazione della centralina 8 Ã ̈ destinato a memorizzare i valori di concentrazione di gas acquisiti dal sensore 6.

La centralina 8 associa un'informazione temporale, secondo tecniche di tipo noto, a ciascun valore acquisito di concentrazione del gas nella camera 4 di misurazione, ricavata ad esempio dal temporizzatore e relativa all'istante di acquisizione di tale valore di concentrazione del gas.

Ad esempio, la centralina 8 può memorizzare direttamente nel modulo di memorizzazione, per ciascun valore di concentrazione del gas rilevato nella camera 4 di misurazione, l'informazione temporale riguardo all'istante di acquisizione di tale valore; e/o può ordinare i valori di concentrazione del gas nella camera 4 di misurazione acquisiti in una predeterminata sequenza ed utilizzare un passo di campionamento predeterminato.

Verrà descritto nel seguito il funzionamento del dispositivo 1 per derivare la concentrazione di un gas disciolto nell'olio 2 di isolamento elettrico.

Nel seguito verrà indicato con:

- ti un istante temporale;

- Xi il valore di concentrazione di un predeterminato gas all'interno della camera 4 di misurazione rilevato dal sensore 6 all'istante temporale ti;

- Yi il valore stimato di concentrazione del gas nell'olio calcolato mediante la centralina 8;

- t un predeterminato intervallo di tempo;

- x un predeterminato intervallo di variazione della concentrazione del gas all'interno della camera 4 di misurazione preferibilmente nel predeterminato intervallo di tempo t ;

- K il numero di rilevazioni effettuate (nell'intervallo temporale di rilevazione, non inferiore a t ) .

Nel seguito verrà fatto esplicito riferimento al rilevamento della concentrazione di una tipologia di gas generica all'interno della camera 4 di misurazione.

Pertanto, il procedimento proposto può essere utilizzato per rilevare la concentrazione di qualsiasi gas (nonché di una pluralità di gas) all'interno della camera 4 di misurazione e stimare il relativo valore di concentrazione nell'olio 2.

La centralina elettronica 8 acquisisce dal sensore 6, in un predeterminato intervallo di tempo T (dove T à ̈ non inferiore a t ) , una pluralità di valori (Xi, X2,...,Xk) di concentrazione di una predeterminata tipologia di gas all'interno della camera 4 di misurazione.

Preferibilmente, il predeterminato intervallo di tempo t à ̈ di circa 24 ore.

Preferibilmente, i valori di concentrazione rilevati all'interno della camera 4 di misurazione (Xi, X2,...,Xk) sono acquisiti ad intervalli di tempo prestabiliti.

In particolare, preferibilmente ma non limitatamente, i valori (Xi, X2,...,Xk) di concentrazione del gas rilevati all'interno della camera 4 di misurazione sono spaziati da un intervallo di tempo costante, vale a dire che tali valori (Xi, X2,...,Xk) di concentrazione sono acquisiti preferibilmente dalla centralina 8 con un passo di campionamento costante.

Ciò vantaggiosamente semplifica la successiva elaborazione da parte della centralina 8 degli stessi valori di concentrazione rilevati.

I valori (Xi, X2,...,Xk) di concentrazione rilevati all'interno della camera 4 di misurazione sono spaziati preferibilmente da un intervallo temporale di 15-25 minuti, più preferibilmente da un valore di circa venti minuti.

Tuttavia, in accordo con la presente invenzione, i valori (Xi, X2,...,Xk) di concentrazione rilevati all'interno della camera 4 di misurazione possono anche essere spaziati da intervalli di tempo prestabiliti non costanti, vale a dire che tali valori (Xi, X2,...,Xk) di concentrazione sono acquisiti dalla centralina 8 con un passo di campionamento predeterminato non costante.

La centralina 8 verifica, ad ogni nuova acquisizione di un valore di concentrazione Xi nella camera 4 di misurazione, se (f,-?,)>?, vale a dire se à ̈ trascorso o meno il predeterminato intervallo di tempo t di tempo a partire dal primo campione acquisito Xi, come illustrato nel blocco A del diagramma schematico di figura 2.

Pertanto, si osservi che l'intervallo temporale T di acquisizione, pari a tk-ti, Ã ̈ non inferiore a detto predeterminato intervallo di tempo t .

Il primo valore acquisito dopo il periodo t , Xk, viene confrontato, preferibilmente ma non limitatamente, con il primo valore acquisito Xi.

In alternativa, il primo valore acquisito Xk dopo il predeterminato intervallo di tempo t , può essere confrontato con uno o con più di uno dei valori Xi÷Xk-i precedentemente acquisiti.

Tale confronto à ̈ un confronto del tipo a soglia, vale a dire che la differenza (Xk-Xi) à ̈ confrontata con un predeterminato intervallo x di variazione della concentrazione del gas all'interno della camera 4 di misurazione .

Se tale differenza (Xk-Xi) à ̈ superiore al predeterminato intervallo x di variazione della concentrazione del gas all'interno della camera 4 di misurazione, la derivazione del valore stimato per la concentrazione del gas nell'olio Yk corrispondente al valore Xk à ̈ effettuata mediante una funzione non lineare del valore Xk e dei valori precedentemente rilevati (Xi, X2,...,Xk-i) di concentrazione del gas nella camera 4 di misurazione, vale a dire mediante una funzione non lineare del tipo Yk=f (Xi, X2 , . Xk) .

Si osservi che à ̈ anche previsto che tale controllo sia effettuato per qualsiasi altro valore Xi acquisito successivamente al primo (Xi), secondo le modalità descritte sopra.

Il superamento del predeterminato intervallo x di variazione della concentrazione del gas all'interno della camera 4 di misurazione à ̈ infatti indice di una variazione in corso, più o meno repentina, nella concentrazione del gas nell'olio 2 dell'apparecchiatura elettrica 3 e quindi di un transitorio in atto di trasferimento di gas all'interno della membrana 5.

In tali condizioni à ̈ fortemente probabile che non sia stato ancora raggiunto un equilibrio tra la concentrazione del gas nell'olio 2 e la concentrazione del gas all'interno della camera 4 di misurazione, a causa della dinamica del fenomeno di passaggio del gas dall'olio 2 alla camera 4 di misurazione attraverso la membrana 5.

Tale funzione non lineare à ̈ altresì utilizzata per stimare la concentrazione del gas nell'olio per tutti i valori di concentrazione rilevati (Xi, X2,....) successivi al primo (dopo che si sia riscontrato che tale differenza (Xi-Xi) à ̈ superiore al predeterminato valore x) .

Preferibilmente, detta funzione non lineare (che lega una concentrazione di un gas prestabilito rilevato nella camera 4 alla corrispondente concentrazione del medesimo gas nell'olio 2 del contenitore 7) Ã ̈ la funzione riportata nel seguito a titolo esemplificativo relativamente al valore Xk di concentrazione di gas acquisito nella camera 4 di misurazione.

„ (k-1,i

-<R>dh I dt

e<4>X (t )erfc( . ^ je"<11>' (Χ,-Χ,β^ )

Yk = vW RdX(T ,P)erfc(-J—) erfc{ ,- -)

Dove :

- X(Tg,P) à ̈ il coefficiente di solubilità di Ostwald, funzione della temperatura e della pressione.

- erfc{ jL=r) Ã ̈ la funzione di errore complementare.

- Rd e Di sono costanti sperimentali, calcolate in base al polimero della membrana.

Il calcolo del valore stimato di concentrazione del gas nell'olio Yk viene eseguito dalla centralina 8, in particolare dal modulo di elaborazione.

Vantaggiosamente, detta funzione non lineare tiene conto :

della dinamica del processo di diffusione del gas attraverso la membrana 5, il quale processo di diffusione à ̈ piuttosto lento;

-del processo di assorbimento e di de-assorbimento del gas attraverso la membrana 5.

Pertanto, tale funzione non lineare tiene conto del transitorio di permea zione del gas attraverso la membrana 5 nel predeterminato intervallo di tempo t .

Dunque, il dispositivo 1 consente vantaggiosamente di derivare, con un'elevata accuratezza, il valore di concentrazione del gas nell'olio 2; in particolare il dispositivo 1 consente di ottenere una buona stima della concentrazione del gas nell'olio 2 anche per transitori del sistema gas-olio piuttosto lenti.

Inoltre, il dispositivo 1 vantaggiosamente non richiede complicate calibrazioni per correlare il valore Xk (ovvero qualsiasi valore Xi rilevato) di concentrazione del gas all'interno della camera 4 di misurazione con il valore di concentrazione di gas nell'olio come avveniva per i dispositivi di tipo noto.

Ciò riduce il tempo per la messa a punto del dispositivo 1 e diminuisce inoltre il rischio di sottostimare il valore di concentrazione di gas nell'olio, in particolare quando il sistema gas-olio à ̈ lontano dall'equilibrio termodinamico.

Inoltre, se i gas raggiungono all'interno della camera 4 di misurazione la condizione di saturazione, à ̈ possibile evacuarli almeno parzialmente senza compromettere l'affidabilità delle misure di concentrazione del gas eseguite dal dispositivo 1.

Infatti, anche se successivamente all'evacuazione dei gas si innescano transitori di trasferimento dei gas attraverso la membrana 5, il dispositivo 1 Ã ̈ in grado di stimare correttamente il valore di concentrazione del gas dell'olio tramite la funzione non lineare.

II procedimento di derivazione della concentrazione di un gas disciolto in un olio prevede preferibilmente, nel caso la centralina 8 rilevi che (Xk-Xi) Ã ̈ inferiore al predeterminato valore ovvero intervallo x (ovvero nel caso in cui Xi-Xi sia inferiore a x , per ciascun i compreso tra 2 e k) di variazione della concentrazione del gas all'interno della camera 4 di misurazione, di derivare il valore stimato per la concentrazione del gas nell'olio corrispondente al valore Xi mediante una funzione semplificata lineare relativa al valore di concentrazione Xi, vale a dire mediante una funzione lineare del tipo Yi=f(Xi).

Infatti, il mancato superamento del predeterminato intervallo x di variazione della concentrazione del gas all'interno della camera 4 di misurazione à ̈ indice di una situazione di bassa variazione della concentrazione del gas all'interno dell'olio 2 dell'apparecchiatura 3 elettrica, vale a dire che à ̈ indice di una condizione di sostanziale equilibrio del sistema gas-olio.

Dunque, quando non viene superato il predeterminato valore ovvero intervallo x di variazione della concentrazione, il dispositivo 1 utilizza detta funzione lineare per diminuire vantaggiosamente il carico computazionale della centralina 8 e semplificare il calcolo del valore stimato di concentrazione di gas nell'olio.

Riportiamo nel seguito la funzione lineare preferibilmente utilizzata per il calcolo del valore stimato Yi di concentrazione del gas nell'olio a partire dal valore rilevato Xi di concentrazione del gas nella camera 4 di misurazione.

YÌ=X(Tg,P)*Xi

Dove :

-À(Tg,P) à ̈ il coefficiente di solubilità di Ostwald.

Il procedimento per derivare la concentrazione di un gas disciolto in un olio, illustrato schematicamente in figura 2, à ̈ preferibilmente attuato con una logica FIFO (ossia il primo dato che entra à ̈ il primo dato a uscire dal blocco) con riferimento al blocco C.

Infatti, il primo valore Yi di concentrazione di gas nell'olio stimato dalla centralina mediante il calcolo con la funzione lineare o quella non lineare corrisponde preferibilmente al primo valore Xi di concentrazione del gas acquisito nella camera 4 di misurazione, e così via per i rimanenti valori.

Dalla descrizione sopraesposta, resta definito un Procedimento per derivare la concentrazione di un gas disciolto in un olio 2 di isolamento elettrico di un'apparecchiatura elettrica, comprendente le seguenti fasi:

- predisposizione di una membrana 5 permeabile al gas, interposta tra un contenitore 7 dell'olio 2 e una camera 4 di misurazione ricevente una parte di detto gas attraverso la membrana 5;

- rilevamento del valore di concentrazione del gas nella camera 4 di misurazione;

- derivazione di un valore stimato di concentrazione del gas nell'olio 2, in funzione del valore rilevato, caratterizzato dal fatto che

- il rilevamento prevede una pluralità di rilevamenti ad istanti di rilevazione successivi dei valori di concentrazione del gas nella camera 4 di misurazione; - la derivazione prevede un calcolo del valore stimato per la concentrazione del gas nell'olio 2 in uno di tali istanti di rilevazione prescelto, secondo una funzione non lineare dei valori rilevati in detto istante di rilevazione prescelto e in uno o più degli istanti di rilevazione precedenti a quello prescelto.

Preferìbilmente, la pluralità di rilevamenti ad istanti di rilevazione successivi sono effettuati in un intervallo di tempo prestabilito, nell'ambito del quale le rilevazioni sono ordinabili in una sequenza da una prima rilevazione a un'ultima rilevazione.

Il procedimento comprende preferibilmente, dopo almeno uno dei rilevamenti successivi al primo, un confronto tra il valore rilevato in detto rilevamento e almeno uno dei valori precedenti della pluralità di valori rilevati.

La derivazione del valore stimato per la concentrazione del gas nell'olio 2 corrispondente a detto rilevamento à ̈ effettuata con una modalità selezionata in funzione di detto confronto, tra le seguenti alternative:

- un calcolo secondo una funzione non lineare dei valori rilevati in detto istante di rilevazione prescelto e uno o più degli istanti di rilevazione precedenti a quello prescelto, o

- un calcolo semplificato, secondo una funzione lineare del valore rilevato in detto istante prescelto.

Si osservi che, preferibilmente, il calcolo del valore stimato per la concentrazione del gas nell'olio in detto istante di rilevazione prescelto avviene secondo una funzione non lineare dei valori rilevati in detto istante di rilevazione prescelto e in tutti gli istanti di rilevazione precedenti a quello prescelto.

Secondo il presente trovato, l'apparato diagnostico 11 comprende ulteriormente un modulo 10 di rilevazione di impulsi elettrici relativi a scariche elettriche parziali (nel seguito indicate anche come PD, abbreviando l'espressione Partial Discharges) aventi luogo nell'apparato 3 (in particolare nel trasformatore 3), ed un'unità di elaborazione 12.

Si osservi che à ̈ previsto di integrare la centralina 8 e l'unità di elaborazione 12 in un'unica unità di elaborazione; in ogni caso la centralina 8 e l'unità di elaborazione 12 definiscono detti mezzi 9 di elaborazione.

In particolare ma non necessariamente, il modulo 10 di rilevazione di impulsi elettrici à ̈ di tipo elettrico (in alternativa può essere per esempio di tipo ottico o acustico); il modulo 10 di rilevazione à ̈ configurato per misurare gli impulsi di corrente che percorrono un circuito di rilevazione accoppiato con il sistema elettrico del trasformatore 3.

L'unità 12 di elaborazione à ̈ collegata al dispositivo 1 ed al modulo 10 di rilevazione delle scariche parziali. Tale unità 12 di elaborazione (integrata alla centralina 8 o ad essa collegata) à ̈ predisposta a derivare almeno un parametro di concentrazione correlato alla concentrazione di gas rilevata in un intervallo di tempo di acquisizione prestabilito ed almeno un parametro di scarica correlato alle scariche parziali rilevate contestualmente al medesimo intervallo di tempo di acquisizione .

In particolare, per quanto riguarda l'espressione "contestualmente" si precisa quanto segue.

Con l'espressione "contestualmente" si intende che le scariche elettriche a cui à ̈ correlato il parametro di scarica possono essere rilevate nel medesimo intervallo di tempo di acquisizione in cui à ̈ rilevata la concentrazione di gas o immediatamente prima o dopo tale intervallo di tempo, vale a dire che le scariche non devono necessariamente essere acquisite nel medesimo intervallo di tempo in cui vengono acquisite le concentrazioni di gas, ma possono anche essere acquisite prima o dopo tale intervallo di tempo purché i tempi di rilevazione del gas e delle PD siano sufficientemente vicini da assicurare che i dati misurati relativamente alle concentrazioni di gas e ai segnali delle PD siano pertinenti alle medesime sorgenti.

Infatti, si osservi che un difetto dell'isolamento dell'apparecchiatura 3, in generale, Ã ̈ contemporaneamente sorgente di gas e sorgente di scariche elettriche parziali (in effetti spesso sono le scariche stesse che, avvenendo nell'olio o nell'isolante cartaceo dell'apparecchiatura elettrica, generano il gas).

L'unità 12 di elaborazione comprende un modulo di identificazione (non illustrato) connettibile ad un archivio di dati contenente valori di riferimento di indicatori prestabiliti relativi ad un insieme di dati costituito da almeno detti parametri di concentrazione e di scarica.

Tali valori di riferimento di indicatori prestabiliti contenuti nell'archivio sono valori caratteristici di categorie prestabilite di sorgenti generanti le scariche parziali e/o il gas disciolto nell'olio.

Il modulo di identificazione à ̈ programmato per operare un confronto di un insieme di dati, formato dai valori di detti parametri di concentrazione e di scarica derivati dall'unità 12 di elaborazione, con i dati contenuti nell'archivio, per attribuire tale insieme di dati ad una o più categorie delle prestabilite sorgenti di scariche parziali e/o di gas disciolto nell<7>olio.

Preferibilmente, l'apparato 11 comprende altresì mezzi di visualizzazione (non illustrati), ad esempio un display, collegati all'unità 12 di elaborazione e destinati a visualizzare 1'indicazione diagnostica relativa alle sorgenti di scariche parziali e/o di gas disciolto nell'olio identificate.

Verrà descritto nel seguito il funzionamento dell'apparato diagnostico 11.

Il dispositivo 1 rileva la concentrazione di almeno un gas disciolto nell'olio di isolamento dell'apparecchiatura 3 elettrica (secondo le modalità descritte sopra).

In particolare, il dispositivo 1 rileva le concentrazioni di CO e di H2 nell'olio in un intervallo di tempo prestabilito e trasmette tali concentrazioni all'unità 12 di elaborazione.

L'unità 12 di elaborazione deriva, in funzione della concentrazione dell'almeno un gas disciolto nell'olio rilevata, almeno un parametro di concentrazione.

Preferibilmente, l'unità 12 di elaborazione deriva i due parametri di concentrazione seguenti:

- il valore di concentrazione di CO nell'olio;

- ed il valore di concentrazione nell'olio di H2.

Il modulo 10 di rilevamento rileva gli impulsi elettrici relativi a scariche elettriche parziali aventi luogo nel trasformatore e generanti gli impulsi.

In particolare si presuppone che il trasformatore sia sottoposto a tensione alternata alternata; in questa luce, à ̈ possibile attribuire a ciascun impulso elettrico {di scarica parziale) rilevato il valore di un parametro di fase, dato dalla fase (ovvero dal valore) della tensione applicata al trasformatore (ovvero all'apparecchiatura 3 elettrica) all'istante in cui l'impulso à ̈ rilevato.

L'unità 12 di elaborazione estrae preferibilmente per ciascun impulso rilevato il valore di parametri correlati alla forma d'onda dell'impulso.

In particolare, l'unità 12 di elaborazione deriva, per ciascuno degli impulsi rilevati:

-il valore di un parametro di ampiezza, correlato all'ampiezza dell'impulso rilevato

-il valore di un parametro di fase, rappresentativo del valore assunto negli istanti di rilevazione degli impulsi da una tensione elettrica alternata applicata all'apparato elettrico;

- il valore di un primo parametro di forma W, correlato al contenuto in frequenza dell'impulso;

- ed il valore di un secondo parametro di forma T, correlato alla durata temporale dell'impulso.

Per la derivazione dei suddetti parametri di forma T e W, si osservi che l'unità 12 di elaborazione à ̈ preferibilmente programmata per operare secondo quanto segue:

- il primo parametro di forma W viene derivato come deviazione standard dell'impulso di scarica parziale valutata nel dominio delle frequenze;

- il secondo parametro di forma T viene derivato come deviazione standard dell'impulso di scarica parziale valutata nel dominio dei tempi.

L'unità di elaborazione genera pertanto un insieme di dati comprendente, per ciascuno degli impulsi rilevati, il valore dei suddetti parametri di forma T e W, del parametro di ampiezza, correlato all'ampiezza dell'impulso rilevato, e il valore del parametro di fase, rappresentativo del valore assunto negli istanti di rilevazione degli impulsi da una tensione elettrica alternata applicata all'apparato elettrico.

Preferibilmente, l'unità 12 di elaborazione elabora tale insieme di dati per attribuire l'attività delle scariche parziali relative a detto insieme di dati a una o più categorie correlate alla natura della sorgente delle scariche parziali, preferibilmente selezionate tra le seguenti categorie:

-interna,

-superficiale,

-e corona.

Si precisa che con l'espressione "correlate alla natura della sorgente delle scariche parziali" si intende che dette categorie sono rappresentative della distribuzione del campo elettrico all'interno della regione di spazio (del difetto generante le scariche parziali) in cui avvengono le PD; infatti, si osservi che l'attività delle scariche parziali (ossia la dimensione, la fase e la successione temporale delle scariche parziali aventi luogo in successione in un intervallo temporale di riferimento) à ̈ strettamente correlata alla distribuzione del campo elettrico nella regione in cui avvengono le scariche .

La categoria interna à ̈ relativa ad un'attività di scariche parziali che avvengono nei gap di aria delimitati da superfici dielettriche, o dielettrici solidi ed elettrodi metallici, e che hanno una componente significativa del campo elettrico ortogonale alle superfici (gap fissi).

La categoria superficiale à ̈ relativa ad un'attività di scariche parziali che interessano la superficie di materiali isolanti solidi e/o liquidi, e che hanno una componente significativa del campo elettrico tangenziale alle superfici di scarica.

La categoria corona à ̈ relativa ad un'attività di scariche parziali che avvengono nell'aria a partire da un elemento appuntito.

Preferibilmente, l'unità 12 di elaborazione confronta i dati dell'insieme comprendente i parametri di ampiezza e fase degli impulsi rilevati con dati di riferimento contenuti in un archivio e relativi a valori di riferimento assunti da detti parametri di ampiezza e di fase per le categorie sopracitate di sorgenti generanti scariche parziali (vale a dire interna, superficiale e corona) .

Si osservi che la attribuzione dell'attività di scarica rilevata (ovvero l'attribuzione di detto insieme di dati rilevato) a tali categorie interno / superficiale / corona avviene attraverso una elaborazione dei dati relativi alla fase e all'ampiezza delle scariche rilevate; preferibilmente, tale elaborazione consiste in una valutazione del tracciato fase-ampiezza associato a detto insieme di dati; in particolare, tale valutazione viene effettuata preferibilmente mediante un motore di inferenza fuzzy.

L'attribuzione dell'insieme di dati comprendente i parametri di ampiezza e fase degli impulsi rilevati a dette categorie di sorgenti di scariche parziali costituisce un parametro di scarica.

Preferibilmente, l'unità 12 di elaborazione deriva i seguenti parametri di scarica:

- un'indicazione di presenza o assenza di scariche parziali nell'apparecchiatura 3 (ovvero nel trasformatore);

un'indicazione di presenza di scariche parziali intermittenti nell'apparecchiatura 3 (ovvero nel trasformatore);

un'attribuzione delle scariche parziali rilevate (ovvero a insiemi di dati relativi a una pluralità di PD rilevate) alle categorie interna, superficiali e corona. Dunque, l'unità 12 di elaborazione definisce detto modulo di identificazione della tipologia di difetto dell'isolamento dell'apparecchiatura generante le scariche parziali e/o i gas disciolti nell'olio.

Il modulo di identificazione dell'unità 12 di elaborazione confronta l'insieme di dati formato dai valori derivati dei parametri di concentrazione e di scarica con i valori di riferimento di indicatori prestabiliti relativi a detti parametri di concentrazione e di scarica contenuti nell'archivio, per attribuire tale insieme di dati ad una o più predeterminate categorie di sorgenti di scariche parziali e/o gas.

Ciò consente di identificare la tipologia di sorgente generante le scariche parziali e/o il gas disciolto nell'olio tra una o più predeterminate categorie di sorgenti di scariche parziali e/o gas.

In particolare, nel seguito ci si riferirà al caso in cui l'apparecchiatura 3 sia costituita da un trasformatore.

L'apparato diagnostico 11 à ̈ configurato per identificare le (ovvero una o più delle) sorgenti generanti scariche parziale e/o gas disciolto nell'olio in un trasformatore riportate nel seguito:

- surriscaldamento del trasformatore;

- archi elettrici in un nucleo del trasformatore;

- difetti in un isolamento cartaceo del trasformatore; - scariche elettriche sviluppantisi nell'olio a partire da un elettrodo di alta tensione del trasformatore;

scariche elettriche in zone scarsamente impregnate all'interno del trasformatore;

- bolle nell'olio;

- scariche sviluppantisi lungo una superficie esterna dell'isolamento del trasformatore.

L'unità 12 di elaborazione attribuisce l'insieme di dati dei parametri di concentrazione e di scarica derivati alla categoria di surriscaldamento del trasformatore se il valore di concentrazione nell'olio di CO à ̈ superiore al corrispondente valore di riferimento, presente nell'archivio di dati, e in assenza di scariche parziali nel trasformatore.

Il predeterminato valore di riferimento per la concentrazione di CO presente nell'archivio tiene conto della concentrazione di CO nell'olio in condizioni operative ottimali del trasformatore, vale a dire quando non vi à ̈ un surriscaldamento dello stesso trasformatore. Preferibilmente, il predeterminato valore di riferimento per la concentrazione di CO presente nell'archivio à ̈ 1500 ppm.

Più preferibilmente, il predeterminato valore di riferimento per la concentrazione di CO presente nell'archivio à ̈ 400 ppm.

L'unità 12 di elaborazione attribuisce l'insieme di dati dei parametri di concentrazione e di scarica derivati alla categoria degli archi elettrici in un nucleo del trasformatore se il valore di concentrazione nell'olio di H2 à ̈ superiore ad un corrispondente primo valore di riferimento, corrispondente ad una concentrazione "alta" di H2, e in assenza di scariche parziali.

Preferibilmente, il corrispondente primo valore di riferimento per la concentrazione di H2 corrispondente ad una concentrazione di H2 "alta" Ã ̈ 10000 ppm.

Tale corrispondente primo valore di riferimento à ̈ relativo ad una concentrazione di H2 nell'olio "alta". L'unità 12 di elaborazione attribuisce l'insieme di dati dei parametri di concentrazione e di scarica derivati alla categoria delle scariche elettriche sviluppantisi nell'olio a partire da un elettrodo di alta tensione del trasformatore se il valore di concentrazione nell'olio di H2 à ̈ superiore al corrispondente primo valore di riferimento, corrispondente ad una concentrazione di H2 "alta", e in presenza di un'attività di scariche parziali attribuita alla categoria corona.

Preferibilmente, il corrispondente primo valore di riferimento per la concentrazione di H2 corrispondente ad una concentrazione "alta" Ã ̈ 10000 ppm.

L'unità 12 di elaborazione può utilizzare come ulteriori parametri di scarica anche i parametri di forma T e W per attribuire l'insieme di dati alla categoria delle scariche elettriche sviluppantisi nell'olio a partire da un elettrodo di alta tensione per derivare con una maggiore affidabilità l'indicazione diagnostica.

Infatti il citati parametri di forma T e W derivati hanno rispettivamente valori superiori ad un predeterminato valore di riferimento (T "alto") ed inferiori ad un predeterminato valore di riferimento (W "basso") quando la sorgente di scariche parziali e/o gas sono scariche elettriche sviluppantisi nell'olio a partire da un elettrodo di alta tensione.

Preferibilmente, il predeterminato valore di riferimento sopracitato per T Ã ̈ 5mS, mentre il predeterminato valore di riferimento per W Ã ̈ lMhz.

I valori di riferimento sopracitati per T e W (5ms e 1 Mhz) sono validi quando i segnali relativi agli impulsi elettrici sono condotti con una banda passante tipica di un accoppiatore capacitivo.

L'unità 12 di elaborazione attribuisce l'insieme di dati dei parametri di concentrazione e di scarica derivati alla categoria dei difetti nell' isolamento cartaceo del trasformatore se il valore di concentrazione nell'olio di H2 à ̈ superiore ad un corrispondente valore di riferimento relativo ad una concentrazione di H2 nell'olio "bassa", ed in presenza di scariche parziali intermittenti .

Preferibilmente, il corrispondente valore di riferimento per la concentrazione di H2 corrispondente ad una concentrazione di H2 "bassa" Ã ̈ 200 ppm.

L'unità 12 di elaborazione attribuisce l'insieme di dati dei parametri di concentrazione e di scarica derivati alla categoria delle scariche elettriche in zone scarsamente impregnate all'interno del trasformatore se il valore di concentrazione nell'olio di H2 à ̈ superiore al corrispondente valore di riferimento, relativo ad una concentrazione di H2 nell'olio "alta", ed in presenza di un'attività di scariche parziali attribuita alla categoria interna e/o superficiale.

L'unità 12 di elaborazione può utilizzare come ulteriori parametri di scarica anche i parametri di forma T e W per attribuire l'insieme di dati alla categoria delle scariche elettriche in zone scarsamente impregnate all'interno del trasformatore delle scariche elettriche sviluppantisi nell'olio a partire da un elettrodo di alta tensione per derivare con una maggiore affidabilità l'indicazione diagnostica.

Infatti i citati parametri di forma T e W derivati hanno valori rispettivamente superiori ad un predeterminato valore di riferimento ed inferiori ad un predeterminato valore di riferimento quando la sorgente di scariche parziali e/o gas sono scariche elettriche in zone scarsamente impregnate all'interno del trasformatore. Preferibilmente, il predeterminato valore di riferimento sopracitato per T Ã ̈ 5mS, mentre il predeterminato valore di riferimento per W Ã ̈ lMhz.

I valori di riferimento sopracitati per T e W (5ms e 1 Mhz) sono validi quando i segnali relativi agli impulsi elettrici sono condotti con una banda passante tipica di un accoppiatore capacitivo.

L'unità 12 di elaborazione attribuisce l'insieme di dati dei parametri di concentrazione e di scarica derivati alla categoria delle bolle nell'olio del trasformatore se il valore di concentrazione nell'olio di H2 à ̈ inferiore al corrispondente valore di riferimento, relativo ad una concentrazione di H2 nell'olio "bassa", ed in presenza di un'attività di scariche parziali attribuita alla categoria interna e/o superficiale.

Preferibilmente, il valore di riferimento per la concentrazione di tìz corrispondente ad una concentrazione di H2 "bassa" à ̈ 200 ppm

Inoltre, quando l'unità 12 di elaborazione attribuisce l'insieme di dati dei parametri di concentrazione e di scarica derivati alla categoria delle bolle nell'olio, il grado di appartenenza dell'insieme di dati comprendente i parametri di scarica alle categorie correlate alla natura della sorgente delle scariche parziali (interna, superficiale, corona) à ̈ più elevato per la categoria interna.

L'unità 12 di elaborazione attribuisce l'insieme di dati dei parametri di concentrazione e di scarica derivati alla categoria delle scariche elettriche sviluppantisi lungo una superficie esterna dell'isolamento del trasformatore se il valore di concentrazione nell'olio di H2 à ̈ inferiore ad un primo corrispondente valore di riferimento, relativo ad una concentrazione di H2 nell'olio "alta" e superiore ad un secondo corrispondente valore di riferimento relativo ad una concentrazione di H2 nell'olio "bassa", ed in presenza di un'attività di scariche parziali attribuita alla categoria interna e/o superficiale.

Preferibilmente, il primo valore di riferimento per la concentrazione di H2 corrispondente ad una concentrazione di H2 "alta" Ã ̈ 10000 ppm il secondo valore di riferimento per la concentrazione di H2 corrispondente ad una concentrazione di H2 "bassa" Ã ̈ 200 ppm.

Inoltre, quando l'unità 12 di elaborazione attribuisce l'insieme di dati dei parametri di concentrazione e di scarica derivati alla categoria delle scariche elettriche sviluppantisi lungo una superficie esterna dell'isolamento del trasformatore, il grado di appartenenza dell'insieme di dati comprendente i parametri di scarica alle categorie correlate alla natura della sorgente delle scariche parziali (interna, superficiale, corona) à ̈ più elevato per la categoria superficiale.

La tabella 1 seguente riporta l'attribuzione delle sorgenti generanti scariche parziali e/o gas in funzione dei valori del/i parametro/i di concentrazione e del/i parametro/i di scarica, mediante il procedimento diagnostico e l'apparato diagnostico oggetto del presente trovato.

Hz

Tabella 1

L'unità 12 di elaborazione 11 può comprendere ulteriormente un modulo di filtraggio, ovvero un filtro, configurabile per selezionare solo una parte degli impulsi elettrici relativi a scariche parziali rilevate nell'intervallo di tempo di acquisizione in modo da derivare il parametro di scarica solo sulla parte selezionata di scariche parziali.

Il filtro consente ad esempio all'unità 12 di elaborazione di derivare uno o più parametri di scarica correlati alle scariche parziali escludendo scariche elettriche derivanti da predeterminate tipologie di disturbi, in modo da derivare vantaggiosamente parametri di scarica più affidabili ed immuni a disturbi.

L'apparato diagnostico 11 vantaggiosamente consente di ottenere indicazioni diagnostiche altamente affidabili circa lo stato di isolamento di un'apparecchiatura elettrica, in particolare di un trasformatore.

Tale apparato diagnostico 11 infatti deriva un'indicazione diagnostica circa la condizione di isolamento di un'apparecchiatura elettrica combinando la DGA con la PDA.

Pertanto l'apparato 11 proposto consente à ̈ particolarmente robusto rispetto alle incertezze relative ai dati rilevati, sia per quanto riguarda la DGA, sia per quanto riguarda la PDA.

Infatti, secondo il presente trovato, per effettuare una diagnosi affidabile (con ottima capacità di discernimento della tipologia di difetto) à ̈ sufficiente rilevare i gas (CO e 3⁄4) aventi concentrazioni più elevate (e quindi particolarmente semplici e affidabili da rilevare) e derivare indicazioni sulla natura delle sorgenti di PD.

Tale apparato diagnostico consente inoltre vantaggiosamente, rispetto agli apparati diagnostici di tipo noto basati sulla DGA, di ottenere un maggior numero di indicazioni diagnostiche rilevando la concentrazione nell'olio di un numero inferiore di gas, con ovvi vantaggi in termini di costi dell'apparato diagnostico e di affidabilità di funzionamento dello stesso apparato.

Inoltre eventuali errori di stima della concentrazione di uno o più gas nell'olio non riducono in maniera significativa l'affidabilità delle indicazioni diagnostiche derivate dall'apparato 11, al contrario di quanto avviene invece nelle soluzioni DGA di tipo noto; infatti le informazioni diagnostiche sono derivate utilizzando almeno un parametro di concentrazione ottenuto dalla DGA ed almeno un parametro di scarica ottenuto dalla PDA.

Pertanto l'apparato diagnostico 11 può essere vantaggiosamente provvisto di sensori per rilevare la concentrazione di gas nell'olio meno precisi ed accurati di quelli degli apparati diagnostici di tipo noto basati sulla DGA, con ovvi vantaggi in termini economici.

Un ulteriore vantaggio della presente invenzione à ̈ quello di fornire un apparato diagnostico 11 in grado di identificare in un trasformatore una pluralità di sorgenti generanti scariche parziali e/o gas disciolto nell'olio, con particolare capacità di discernimento di tali sorgenti, senza che ciò comporti una complicazione dell'apparato .

È anche previsto che l'apparato diagnostico impieghi un motore di inferenza fuzzy operante sul parametro di concentrazione e di scarica per derivare la citata indicazione diagnostica.

Tale motore di inferenza consente di attribuire l'insieme di dati, formato da valori di concentrazione e di scarica, ad una di dette categorie di sorgenti di scariche parziali e/o gas utilizzando predeterminate regole applicate al/ai parametro/i di concentrazione e di scarica.

Ciò consente vantaggiosamente di derivare indicazioni diagnostiche ancora più accurate e provviste di una indicazione circa la sicurezza (ovvero l'incertezza) sull'indicazione fornita, cui si fa riferimento solitamente col termine "likelihood".

Ulteriori forme di realizzazione dell'apparato diagnostico prevedono di derivare indicazioni diagnostiche circa la condizione di isolamento del trasformatore in base ad un insieme di dati costituito da una combinazione di uno o più parametri di concentrazione e di uno o più parametri di scarica tra quelli esposti in precedenza.

In ogni caso, tale insieme di dati comprendenti almeno un parametro di concentrazione ed uno di scarica deve contenere un combinazione di parametri di concentrazione e di scarica da cui deve essere identificabile almeno una tra le sorgenti di scariche elettriche e/o gas esposte in precedenza.

Inoltre l'apparato 11 può derivare ulteriori parametri di concentrazione e di scarica per migliorare l'affidabilità delle indicazioni diagnostiche da essi derivate o per consentire di fornire ulteriori indicazioni diagnostiche rispetto a quelle descritte in precedenza.

Dalla descrizione sopraesposta risulta definito altresì un procedimento diagnostico per valutare la condizione di isolamento di un'apparecchiatura 3 elettrica isolata in olio 2, comprendente le seguenti fasi:

- rilevamento della concentrazione di almeno un gas disciolto nell'olio 2 di isolamento dell'apparecchiatura 3 elettrica;

- derivazione di almeno un parametro di concentrazione correlato alla concentrazione di gas rilevata in un intervallo di tempo di acquisizione prestabilito,

- rilevamento di impulsi elettrici relativi a scariche elettriche parziali aventi luogo nell'apparecchiatura 3 elettrica e generanti detti impulsi;

derivazione di almeno un parametro di scarica correlato alle scariche parziali rilevate contestualmente a detto intervallo di tempo di acquisizione prestabilito;

- derivazione di una indicazione diagnostica circa la condizione di isolamento dell'apparecchiatura 3 elettrica, in funzione dei valori derivati per detti parametri di concentrazione e di scarica, in combinazione.

Preferibilmente, il procedimento prevede che la fase di derivazione della indicazione diagnostica comprenda le seguenti fasi:

- predisposizione di un archivio di dati contenente valori di riferimento di indicatori prestabiliti relativi a un insieme di dati costituito da almeno detti parametri di concentrazione e di scarica, detti valori di riferimento essendo caratteristici di categorie prestabilite di sorgenti generanti le scariche parziali e/o detto gas disciolto nell'olio;

- confronto di un insieme di dati, formato da valori di detti parametri di concentrazione e di scarica derivati, con i dati contenuti nell'archivio, per attribuire detto insieme di dati a una o più di dette categorie di sorgenti, identificando così la tipologia di sorgente generante le scariche parziali e/o il gas disciolto nell'olio.

Secondo un ulteriore forma di attuazione del procedimento diagnostico, il confronto di un insieme di dati, formato da valori di detti parametri di concentrazione e di scarica derivati, con i dati contenuti nell'archivio, Ã ̈ eseguito per rendere disponibile un segnale circa la condizione di isolamento dell'apparecchiatura 3 elettrica.

Tale segnale può comprendere ad esempio un'informazione circa lo stato dell'isolamento (ad esempio un semaforo che assume il valore verde se lo stato di isolamento à ̈ in buone condizioni o rosso se lo stato di isolamento non à ̈ in buone condizioni ed à ̈ necessario intervenire sull'apparecchiatura elettrica) oppure può comprendere un'informazione circa l'intervento da eseguire sul trasformatore.

Inoltre, secondo un'ulteriore forma di attuazione del procedimento diagnostico, la fase di derivazione di un'indicazione diagnostica prevede l'impiego di un motore di inferenza fuzzy operante sul citato almeno un parametro di concentrazione e sull'almeno un parametro di scarica per derivare la citata indicazione diagnostica.

Il trovato così concepito à ̈ suscettibile di evidente applicazione industriale; può essere altresì oggetto di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; tutti i dettagli possono essere sostituiti, inoltre, da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento diagnostico per valutare la condizione di isolamento di un'apparecchiatura (3) elettrica isolata in olio (2), comprendente le seguenti fasi: - rilevamento della concentrazione di almeno un gas disciolto nell'olio (2) di isolamento dell'apparecchiatura (3) elettrica; - derivazione di almeno un parametro di concentrazione correlato alla concentrazione di gas rilevata in un intervallo di tempo di acquisizione prestabilito, caratterizzato dal fatto che comprende ulteriormente le seguenti fasi: - rilevamento di impulsi elettrici relativi a scariche elettriche parziali aventi luogo nell'apparecchiatura (3) elettrica e generanti detti impulsi; derivazione di almeno un parametro di scarica correlato alle scariche parziali rilevate contestualmente a detto intervallo di tempo di acquisizione prestabilito; - derivazione di una indicazione diagnostica circa la condizione di isolamento dell'apparecchiatura (3) elettrica, in funzione dei valori derivati per detti parametri di concentrazione e di scarica, in combinazione .
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di derivazione della indicazione diagnostica comprende le seguenti fasi: - predisposizione di un archivio di dati contenente valori di riferimento di indicatori prestabiliti relativi a un insieme di dati costituito da almeno detti parametri di concentrazione e di scarica, detti valori di riferimento essendo caratteristici di categorie prestabilite di sorgenti generanti le scariche parziali e/o detto gas disciolto nell'olio; - confronto di un insieme di dati, formato da valori di detti parametri di concentrazione e di scarica derivati, con i dati contenuti nell'archivio, per attribuire detto insieme di dati a una o più di dette categorie di sorgenti, per rendere disponibile un segnale circa la condizione di isolamento dell'apparecchiatura (3) elettrica.
3. 3 . Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di derivazione della indicazione diagnostica comprende le seguenti fasi: - predisposizione di un archivio di dati contenente valori di riferimento di indicatori prestabiliti relativi a un insieme di dati costituito da almeno detti parametri di concentrazione e di scarica, detti valori di riferimento essendo caratteristici di categorie prestabilite di sorgenti generanti le scariche parziali e/o detto gas disciolto nell'olio; - confronto di un insieme di dati, formato da valori di detti parametri di concentrazione e di scarica derivati, con i dati contenuti nell'archivio, per attribuire detto insieme di dati a una o più di dette categorie di sorgenti, identificando così la tipologia di sorgente generante le scariche parziali e/o il gas disciolto nell'olio.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, in cui detta apparecchiatura elettrica à ̈ un trasformatore, e dette categorie prestabilite di sorgenti generanti le scariche parziali e/o detto gas disciolto nell'olio comprendono una o più delle categorie del seguente elenco: - surriscaldamento del trasformatore; - archi elettrici in un nucleo del trasformatore; - difetti in un isolamento cartaceo del trasformatore; - scariche elettriche sviluppantisi nell'olio a partire da un elettrodo di alta tensione del trasformatore; scariche elettriche in zone scarsamente impregnate all'interno del trasformatore; - bolle nell'olio; - scariche sviluppantisi lungo una superficie esterna dell'isolamento del trasformatore.
5. 5 . Procedimento secondo la rivendicazione 4, comprendente la derivazione di una concentrazione di CO nell'olio, costituente detto almeno un parametro di concentrazione, e di una indicazione di una presenza o assenza di scariche parziali rilevate nel trasformatore, costituente detto almeno un parametro di scarica, l'insieme di dati rilevati essendo attribuito alla categoria del surriscaldamento del trasformatore se il valore di concentrazione nell'olio di CO Ã ̈ superiore a un corrispondente valore di riferimento e in assenza di scariche parziali.
6. 6. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 5, comprendente la derivazione di una concentrazione di H2nell'olio (2), costituente detto almeno un parametro di concentrazione, e di una indicazione di una presenza o assenza di scariche parziali rilevate nel trasformatore, costituente detto almeno un parametro di scarica, l'insieme di dati rilevati essendo attribuito alla categoria degli archi elettrici in un nucleo del trasformatore se il valore di concentrazione nell'olio di H2 Ã ̈ superiore a un corrispondente valore di riferimento e in assenza di scariche parziali.
7. 7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6, , comprendente la derivazione di una concentrazione dì H2 nell'olio (2), costituente detto almeno un parametro di concentrazione, e di una indicazione di una presenza di scariche parziali intermittenti nel trasformatore, costituente detto almeno un parametro di scarica, l'insieme di dati rilevati essendo attribuito alla categoria dei difetti in un isolamento cartaceo del trasformatore se il valore di concentrazione nell'olio di H2 à ̈ superiore a un corrispondente valore di riferimento ed in presenza di scariche parziali intermittenti.
8. 8. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 7, in cui la fase di derivazione dei parametri di scarica comprende: - una generazione di un insieme di dati comprendente, per ciascuno degli impulsi rilevati, il valore di un parametro di ampiezza, correlato all'ampiezza dell'impulso rilevato, e il valore di un parametro di fase, rappresentativo del valore assunto negli istanti di rilevazione degli impulsi da una tensione elettrica alternata applicata all'apparato elettrico, e un'elaborazione di detto insieme di dati per attribuire l'attività di scariche parziali relative a detto insieme di dati a una o più categorie correlate alla natura della sorgente delle scariche parziali, selezionate tra le seguenti categorie: interna, superficiale e corona, detta attribuzione a dette categorie di sorgenti di scariche parziali costituendo detto almeno un parametro di scarica.
9. 9. Procedimento secondo la rivendicazione 8, comprendente la derivazione di una concentrazione di H2 nell'olio (2), costituente detto almeno un parametro di concentrazione, 1'insieme di dati rilevati essendo attribuito alla categoria delle scariche elettriche sviluppantisi nell'olio a partire da un elettrodo di alta tensione del trasformatore se il valore di concentrazione nell'olio di Hz à ̈ superiore a un corrispondente valore di riferimento e in presenza di un'attività di scariche parziali attribuita alla categoria corona.
10. 10. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 9, comprendente la derivazione di una concentrazione di H2nell'olio (2), costituente detto almeno un parametro di concentrazione, l'insieme di dati rilevati essendo attribuito alla categoria delle scariche elettriche in zone scarsamente impregnate all'interno del trasformatore del trasformatore se il valore di concentrazione nell'olio di H2 à ̈ superiore a un corrispondente valore di riferimento e in presenza di un'attività di scariche parziali attribuita alla categoria superficiale o corona.
11. 11. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 10, comprendente la derivazione di una concentrazione di H2 nell'olio (2), costituente detto almeno un parametro di concentrazione, l'insieme di dati rilevati essendo attribuito alla categoria delle bolle nell'olio del trasformatore se il valore di concentrazione nell'olio di H2 à ̈ inferiore a un corrispondente valore di riferimento e in presenza di un'attività di scariche parziali attribuita alla categoria superficiale o corona.
12. 12. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 11, comprendente la derivazione di una concentrazione di H2 nell'olio (2), costituente detto almeno un parametro di concentrazione, l'insieme di dati rilevati essendo attribuito alla categoria delle scariche sviluppantisi lungo una superficie esterna dell'isolamento del trasformatore se il valore di concentrazione nell'olio di H2 à ̈ inferiore a un corrispondente primo valore di riferimento e superiore ad un corrispondente secondo valore di riferimento inferiore al citato primo valore di riferimento, ed in presenza di un'attività di scariche parziali attribuita alla categoria superficiale o corona.
13. 13. Procedimento secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la fase di derivazione di un'indicazione diagnostica prevede l'impiego di un motore di inferenza fuzzy operante sul citato almeno un parametro di concentrazione e sull'almeno almeno un parametro di scarica per derivare la citata indicazione diagnostica.
14. 14. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase di rilevare la concentrazione di un gas disciolto nell'olio di isolamento dell'apparecchiatura elettrica comprende le fasi di: - predisposizione di una membrana (5) permeabile al gas, interposta tra un contenitore (7) dell'olio (2) e una camera (4) di misurazione ricevente una parte di detto gas attraverso la membrana (5); - rilevare una pluralità di rilevamenti ad istanti di rilevazione successivi di valori di concentrazione del gas nella camera (4) di misurazione separata dal contenitore dell'olio mediante la membrana (5) permeabile; - derivazione di un valore di concentrazione del gas nell'olio (2)in uno di tali istanti di rilevazione prescelto secondo una funzione non lineare dei valori rilevati in detto istante di rilevazione prescelto e in uno o più degli istanti di rilevazione precedenti a quello prescelto.
15. 15. Apparato diagnostico (11) per valutare la condizione di isolamento di un'apparecchiatura (3) elettrica isolata in olio (2), provvisto di un dispositivo (1) di rilevazione della concentrazione almeno di un gas disciolto nell'olio (2) di isolamento dell'apparecchiatura (3) elettrica, caratterizzato dal fatto che comprende, in combinazione: - un modulo (10) di rilevazione di impulsi elettrici relativi a scariche elettriche parziali aventi luogo nell'apparecchiatura (3) elettrica e generanti detti impulsi; - una unità di elaborazione (12), collegata a detto dispositivo (1) ed al modulo (10) di rilevazione di impulsi elettrici e predisposta a derivare almeno un parametro di concentrazione correlato alla concentrazione di gas ed almeno un parametro di scarica correlato alle scariche parziali e a derivare una indicazione diagnostica circa la condizione di isolamento dell'apparecchiatura (3) elettrica, in funzione dei valori derivati per detti almeno un parametro di concentrazione ed almeno un parametro di scarica.
16. 16. Apparato secondo la rivendicazione 15, comprendente un modulo di identificazione connettibile ad un archivio di dati contenente valori di riferimento di indicatori prestabiliti relativi a un insieme di dati costituito da almeno detti parametri di concentrazione e di scarica, detti valori di riferimento essendo caratteristici di categorie prestabilite di sorgenti generanti le scariche parziali e/o detto gas disciolto nell'olio, detto modulo di identificazione essendo programmato per operare un confronto di un insieme di dati, formato dai valori di detti parametri di concentrazione e di scarica derivati, con i dati contenuti nell'archivio, per attribuire detto insieme di dati ad una o più di dette categorie di sorgenti, identificando così la tipologia di sorgente generante le scariche parziali e/o il gas disciolto nell'olio .
17. 17. Apparato secondo la rivendicazione 16, in cui detta apparecchiatura elettrica à ̈ un trasformatore, ed il modulo di identificazione à ̈ configurato per identificare una o più delle categorie del seguente elenco di dette categorie prestabilite di sorgenti generanti le scariche parziali e/o detto gas disciolto nell'olio: - surriscaldamento del trasformatore; - archi elettrici in un nucleo del trasformatore; - difetti in un isolamento cartaceo del trasformatore; - scariche elettriche sviluppantisi nell'olio a partire da un elettrodo di alta tensione del trasformatore; scariche elettriche in zone scarsamente impregnate all'interno del trasformatore; - bolle nell'olio; - scariche sviluppantisi lungo una superficie esterna dell'isolamento del trasformatore.
18. 18. Apparato secondo una delle rivendicazioni da 15 a 17, in cui detto dispositivo (1) comprende: - una membrana (5) permeabile al gas, interposta tra un contenitore (7) dell'olio (2) ed una camera (4) di misurazione ricevente una parte di detto gas attraverso la membrana (5); - un sensore (6) disposto nella camera (4) di misurazione per rilevare un valore di concentrazione del gas nella camera (4) di misurazione; - una centralina (8) collegata al sensore (6) per derivare un valore stimato di concentrazione del gas nell'olio, in funzione del valore rilevato nella camera (4) di misurazione, caratterizzato dal fatto che la centralina (8) à ̈ predisposta per effettuare una pluralità di rilevamenti ad istanti di rilevazione successivi dei valori di concentrazione del gas nella camera (4) di misurazione e calcolare il valore stimato per la concentrazione del gas nell'olio in uno di tali istanti di rilevazione prescelto, secondo una funzione non lineare dei valori rilevati in detto istante di rilevazione prescelto e in uno o più degli istanti di rilevazione precedenti a quello prescelto.