L’azienda SONEL S.A. offre un’ampia gamma di strumenti per la misurazione della resistenza di isolamento. I modelli ultramoderni offerti ai clienti più esigenti del settore dell’energia sono il Sonel MIC-10k1, con una tensione di prova fino a 10 kV e un campo di misura fino a 40 TΩ di resistenza.

Tutti i modelli prodotti da SONEL S.A. dispongono di 3 prese di misura, descritte come R_ISO+ , G -guard e R_ISO-. Quando si misura la resistenza di isolamento utilizzando solo il terminale positivo R_IOS+ e il terminale negativo R_IOS-, il sistema di misura del misuratore è influenzato sia dalla corrente che attraversa l’intera sezione del materiale isolante, nota come corrente trasversale, sia dalla corrente che scorre lungo la superficie del materiale, nota come corrente superficiale. A questo punto, va detto che la corrente totale è composta dalla corrente di carica della capacità, dalla corrente di assorbimento e dalla già citata corrente di dispersione, su cui ci concentreremo. La corrente che scorre all’interno dell’isolante dipende principalmente dal materiale di cui è composto il dielettrico. La corrente che scorre sul lato superficiale del materiale isolante dipende dal grado di contaminazione e di umidità dell’isolamento. Le immagini che seguono illustrano questo fenomeno. Viene mostrato un isolatore in porcellana, coperto con uno strato di salamoia sulla superficie per simulare la contaminazione e l’umidità. Una volta attivata la tensione di prova di 10kV e la funzione di bruciatura impostata sul misuratore Sonel MIC-10k1, sulla superficie dell’isolatore è stato possibile osservare delle scariche superficiali incomplete. I bagliori blu-viola e gialli e i caratteristici crepitii dimostrano che lungo la superficie dell’isolatore scorreva una corrente superficiale.

Fig. 1. La corrente che scorre dentro e sull’isolamento

Per identificare la posizione della scarica da grandi distanze, ad esempio sugli isolatori delle linee aeere BT, è possibile utilizzare la telecamera per scariche a corona Sonel UV-260 ad alta sensibilità, che è in grado di registrare scariche incomplete anche in assenza di emissioni luminose e sonore, quando il gradiente del potenziale non supera un valore che consentirebbe la rottura e la formazione di un arco elettrico o le scariche superficiali sopra citate.

Fig. 2.   Foto realizzata con una fotocamera digitale

Fig. 3. Foto realizzata con la fotocamera Sonel UV-260

Utilizzando il metodo di misurazione classico a due fili, il valore della corrente di dispersione totale misurata dal misuratore era I_L= 21,9 µA mentre la resistenza Riso= 467 MΩ. Dopo aver avvolto il filo di rame a metà dell’isolatore e agganciato un terzo filo di misura, la cosiddetta “protezione”, la corrente di superficie veniva in gran parte eliminata dalla misurazione, scorrendo al di fuori del circuito di misura dell’amperometro del tester. La resistenza misurata è stata quindi Riso= 907 GΩ e la corrente di dispersione superficiale totale è stata limitata a I_L= 9,08 nA.

Fig. 4. Misura a 2 fili sull’isolatore sporco

Fig. 5. Misura a 3 fili sull’isolatore sporco

Il valore della corrente che scorreva sulla superficie dell’isolatore può essere facilmente determinato:

Questo semplice esperimento dimostra come la corrente superficiale, che dipende dall’umidità e dalla sporcizia dell’isolamento, possa falsare i risultati della resistenza misurata e di conseguenza essere il motivo di una decisione ingiustificata, spesso costosa, di sostituire il componente isolante elettrico.

Dopo aver pulito l’isolatore, le misurazioni sono state ripetute utilizzando 2 e 3 puntali.

Fig. 6. Misura a 2 fili sull’isolatore pulito

Fig. 7. Misura a 3 fili sull’isolatore pulito

Dopo la pulizia dell’isolatore, il valore della resistenza per la misura a 2 fili era  Riso= 290 GΩ e la corrente di dispersione raggiungeva I_L= 36,5 nA. Quando il filo guard è stato collegato Riso > 40 TΩ con un valore di corrente di dispersione di I_L< 0,01nA, a dimostrazione del fatto che si sarebbe potuto prestare maggiore attenzione alla pulizia e all’asciugatura più accurata della superficie dell’isolatore.

Quando si effettuano misure di resistenza di isolamento, è opportuno applicare alcuni consigli pratici che hanno un impatto diretto sull’affidabilità dei risultati ottenuti:

• mantenere la polarità negativa al conduttore di lavoro per ridurre l’influenza delle interferenze esterne e per tenere conto del fenomeno dell’elettroendoosmosi,
• collegare la sonda ST-1 e registrare il valore di temperatura che sarà necessario per determinare il fattore di compensazione della temperatura dei risultati ottenuti, cioè fino a 20°C per isolatori, cavi, trasformatori e fino a 40°C per le macchine rotanti,
• utilizzare un filo di protezione (guard) per escludere la corrente di dispersione superficiale, che dipende dal grado di contaminazione e umidità della superficie dell’isolamento,
• in ambienti con forti interferenze elettromagnetiche, utilizzare il filtro disponibile nel misuratore,
• posizionare i puntali a distanza l’uno dall’altro e senza contatto con oggetti o terra per ridurre la possibilità di presenza di di correnti di dispersione nei puntali,
• acquistando un tester di isolamento, assicurarsi che sia da 10 kV e che possa misurare una resistenza di 40 TΩ o superiore,
•  assicurarsi che il circuito sia scarico al termine del test. Lo strumento spegnerà il LED giallo che segnala la presenza di tensione e visualizzerà l’informazione sulla scarica dell’oggetto.

L’ispezione regolare dello stato di isolamento delle apparecchiature è una prevenzione delle scosse elettriche.  È bene tenerlo presente, perché dai suoi risultati dipendono la salute e la vita dell’uomo.

Prodotti di cui all’articolo: