Le righe che seguono vengono fuori da appunti e materiale didattico di uno stage formativo a cui ho partecipato quando l'azienda per cui lavoravo mi ha mandato a seguire delle manutenzioni in siti ENI. L'argomento apparentemente potrebbe sembrare di una certa banalità, ho visto però passare tantissimi ragazzi che in campo non avevano la minima idea di cosa fare, parlando anche di una semplice prova di isolamento tra due conduttori; l'articolo porebbe quindi non interessare ai più esperti, come potrebbe essere sicuramente utile per chi di esperienza ne ha ancora poca.

Per garantire il loro funzionamento nella massima sicurezza, impianti e apparecchiature elettriche devono rispettare determinate caratteristiche di isolamento.La verifica, di tale parametro si effettua a mezzo di strumenti con una elevata impedenza di ingresso, per far si che lo strumento stesso influisca il meno possibile sul risultato della misura.

La qualità dell’isolamento nel corso del tempo subisce alterazioni dovute alle sollecitazioni elettriche e meccaniche a cui sono sottoposte le apparecchiature.

Questo fenomeno riduce la resistività elettrica dei materiali isolanti, facendo si che le correnti di dispersione aumentino in modo che possono causare gravi incidenti a persone, e fermi inaspettati dei processi industriali.

Oltre alle misure effettuate in fase di controllo su materiali nuovi e/o rigenerati, verificare periodicamente l’isolamento, permette preventivamente di evitare questo tipo di incidenti e permette di rilevare il degrado precoce delle caratteristiche dell’isolamento prima che possa essere troppo tardi (“manutenzione preventiva”).

Bisogna fare distinzione tra la misura della resistenza di isolamento e la prova di tenuta dielettrica: spesso le due prove sono confuse l’una con l’altra.

La prova di tenuta dielettrica

rappresenta la capacità di un isolante di sopportare una sovratensione di media durata senza produrre una scarica verso terra (un fulmine o un difetto sulla linea di trasmissione dell’energia). L’obiettivo di questa prova consiste nel verificare che i materiali siano costruiti secondo le norme e gli standard più appropriati e che siano state rispettate le distanze di isolamento.

Di solito questa prova si effettua applicando una tensionein alternata, ma è possibile utilizzare anche una tensione in continua. L’apparecchio idoneo a questo tipodi misura è il dielettrometro. Il risultato ottenuto è un valore di tensione il più delle volte espresso in kV, e può essere più o meno distruttivo a seconda dei livelli di test (prove di qualità o manutenzione).

Il test dielettrico viene eseguito quindi su apparecchiaturenuove o ricondizionate.

La misura della resistenza d’isolamento

non è una verifica distruttiva nelle normali condizioni di test. Viene eseguita applicando una tensione in continua di valore inferiore al test dielettrico, ottenendo un risultato espresso in resistenza. Questo valore di resistenza esprime tutta la qualità dell’isolamento fra due elementi conduttori. La sua natura non distruttiva la rende particolarmente adatta al controllo dell’invecchiamento degli isolanti durante il normale periodo di esercizio di un’apparecchiatura o di un impianto elettrico. Questa misura si effettua mediante un controllore d’isolamento chiamato anche megaohmmetro.

Funzionamento difettoso e isolamento

La misura d’isolamento trova applicazione nella manutenzione preventiva, che verifica le possibili cause di degrado delle prestazioni della resistenza di isolamento, permette quindi di intervenire con le procedure necessarie sui materiali e le apparecchiature.

E’ possibile evidenziare cinque gruppi di difetti, che a seconda della gravità, indicano il rischio d’incidenti precedentemente illustrati.

Stress d’origine elettrica: Principalmente correlati a fenomeni di sovratensionee sottotensione.

Stress d’origine meccanica: Principalmente localizzati durante le frequenti manovre di marcia/arresto, oppure dovuti ai difetti d’equilibratura delle macchine rotanti e l’insieme delle sollecitazioni sui cavi ed impianti.

Stress d’origine chimica: Le prestazioni dell’isolamento dei materiali è compromessa dalla vicinanza di prodotti chimici, oli, vapori corrosivi e polvere.

Stress correlati alle variazionidi temperatura: Durante gli stress meccanici dovuti alle sequenze dimarcia/arresto delle apparecchiature, le temperature estreme comportano dilatazioni e/o contrazioni che compromettono le caratteristiche degli isolanti, comportando un fattore d’invecchiamento dei materiali.

Contaminazioni ambientali: Lo sviluppo di muffe e lo stoccaggio dei materiali in ambienti umidi e caldi, partecipano al deterioramento delle caratteristiche d’isolamento dei materiali e degli impianti.

Grafico guasti.JPG

I difetti dell’isolamento spesso correlati ad eventi eccezionali (es.: inondazioni, ecc) o a fattori di degrado (es.: stoccaggio, ecc.), permarranno fin dalla prima messa in servizio dell’impianto, amplificandosi talvolta per creare, a lungo termine ed in assenza di controllo, situazioni potenzialmente critiche sul piano della sicurezza degli utilizzatori e sul piano della continuità operativa dell’impianto. La manutenzione periodica dell’isolamento di un impianto o di un materiale permette quindi di controllare tale degrado e d’intervenire prima del guasto completo ed irreversibile.

L'argomento sarà esteso in una seconda parte.