Partial discharge: cos’è e perché monitorarla

Una partial discharge (scarica parziale) è un flusso veloce di elettroni che si verifica tra due corpi isolati a diverso potenziale.

L’attività di una partial discharge normalmente si verifica a causa del materiale termoindurente utilizzato nei sistemi di isolamento delle macchine elettriche, nel punto del sistema in cui l’intensità del campo elettrico supera la rigidità dielettrica di quella porzione del materiale isolante.

Una scarica parziale emette energia sotto forma di:

• emissioni elettromagnetiche (onde radio, luce e calore)
• emissioni acustiche, negli intervalli udibili e ultrasuoni
• ossido di azoto

Partial discharge e tensioni transitorie verso terra (TEV)

Le scariche parziali in quadri elettrici con involucro metallico inducono sulla loro superficie piccoli impulsi di tensione, denominati tensioni transitorie verso terra (Transient Earth Voltage = TEV). Questo fenomeno genera onde elettromagnetiche nella gamma di frequenza radio, pertanto per rilevarle è necessario un sensore acustico che, per l’effetto corona, può individuarle prima che si verifichino danni all’isolante. I danni sulla superficie degli isolanti ad alta tensione producono, infatti, un fenomeno chiamato ‘tracking’, che col tempo causa depositi di carbonio e porta successivamente ad un guasto dell’isolante.

Il segnale può viaggiare attraverso i materiali o componenti isolanti. La maggioranza degli impulsi elettromagnetici prodotti da una partial discharge sono condotte via dal metallo circostante, ma una piccola percentuale urto contro la superficie interna dell’involucro. Questi impulsi di carica sono stati scoperti presso EA Tecnologia nel 1970 dal dottor John Reeves, che li ha nominato tensioni transitorie verso terra e ha stabilito che questi segnali sono direttamente proporzionali alla condizione di isolamento per tutte le apparecchiature dello stesso tipo, misurato allo stesso punto. Questa scoperta produsse una tecnica potente per un controllo non invasivo dei materiali isolanti.

Perché monitorare le partial discharges
Dal punto di vista pratico, l’attività di una partial discharge può essere rilevata con un metodo non intrusivo inserendo una sonda all’esterno del quadro mentre è in servizio. La misurazione e l’analisi diagnostica delle scariche parziali serve a valutare l’integrità del materiale, pertanto fondamentale è che i test siano svolti durante il funzionamento della macchina per indentificare potenziali fenomeni di deterioramento.