1. i guasti nei cavi elettrici, sistemi di

1.
1.1
I GUASTI NEI CAVI ELETTRICI, SISTEMI DI
LOCALIZZAZIONE
Introduzione
I cavi elettrici, utilizzati per il trasporto dell’energia elettrica, sono l’elemento più vulnerabile
del sistema di distribuzione giacché sono sottoposti, durante l’esercizio, a sollecitazioni di
tipo elettrico oppure meccanico con conseguenti possibili guasti.
Poiché il numero di guasti che si verificano in essi risulta relativamente elevato, è evidente
l’importanza dei sistemi di localizzazione dei guasti stessi. Questi, infatti, consentono di
determinare con sufficiente rapidità il punto di guasto evitando costosi tentativi
d’individuazione, ad esempio con scavi, e limitando i tempi di disservizio.
A seguire si descrivono delle possibili cause di guasto e si esaminano le varie tecniche di
ricerca.
1.2
Tipi e Cause di guasto
Le linee aeree sono le più soggette a guasti di varia natura, e più risentono delle avverse
condizioni meteorologiche.
Tipi di guasto:

Permanenti: uno o più conduttori a terra, cortocircuiti, interruzioni del circuito: non è
possibile la richiusura del circuito;

Guasti in A.T: : linea “caduta” in contatto con il terreno anche se non materialmente con
conseguente arco: anche in questo caso non è possibile la richiusura del circuito;

Guasti transitori: collasso dell’isolamento per fulmini o per onde di sovratensione: le
protezioni distanziometriche e gli interruttori intervengono tempestivamente in modo da
evitare danneggiamenti degli isolatori: è possibile la richiusura;

Guasti latenti: deterioramento dell’isolamento che riduce il margine d’isolamento
previsto: è necessario localizzare il guasto per una preventiva manutenzione.
Effetti dannosi dei guasti:
pag. 2

Meccanici: sollecitazioni anomale sugli ancoraggi di sbarre, conduttori ed avvolgimenti;

Termici: fusione di conduttori ed incendi;

Deterioramento dei dielettrici: indebolimento e carbonizzazione localizzata che possono
provocare ulteriori guasti.
Il percorso di un cavo per sistemi di distribuzione elettrica viene diviso in due zone, una detta
di terminazione che indica l’inizio e fine cavo, l’altra è lungo il cavo.
Nel primo caso, zone di terminazione, le cause di guasto possono essere:

Invecchiamento dei morsetti di giunzione;

Migrazione della massa isolante all’interno della terminazione stessa (anche indicata
come corrosione dell’isolante).
Nel secondo caso, lungo il cavo, le cause di guasto possono essere:

Surriscaldamento;

Incendio;

Degradazione meccanica e chimica;

Ambiente radioattivo;

Fulmini;

Arborescenze (“alberi”);

Difetti di costruzione.
Surriscaldamento
Il surriscaldamento può portare ad un guasto a volte non evidente esternamente, tra i
conduttori o verso terra, per deterioramento dell’isolamento. Il surriscaldamento può avvenire
per sovraccarico della linea, corto circuito, punti caldi, mutuo riscaldamento, cattive
caratteristiche del suolo.
Incendio
I guasti dovuti ad esposizione al fuoco si presentano particolarmente pericolosi quando i cavi
forniscono energia a circuiti essenziali, come dispositivi di comando o impianti
d’illuminazione d’emergenza. Il più delle volte in condizioni di incendio è richiesto che il
cavo possa comunque funzionare anche per tempi di durata fino a tre ore. In queste condizioni
pag. 3
sono utilizzati speciali cavi, con isolamenti di gomma siliconica e l’aggiunta di speciali
additivi per ridurre al minimo l’emissione di gas e fumi tossici o corrosivi.
Degradazione meccanica
La degradazione meccanica è una delle cause principali di guasto, che può avvenire, secondo
la gravità del danno, dopo mesi o anni. Se la guaina è stata forata, l’umidità può essere
lentamente assorbita dall’isolamento, fino a che la resistenza si abbassa tanto da provocare il
guasto.
Il guasto può avvenire in alternativa per deterioramento elettrico, causato dalla deformazione
del dielettrico o dalla fessurazione della carta. I guasti più frequenti e più difficili da prevenire
sono quelli provocati da scavi in zone con cavi interrati, ad esempio in strade, dei quali, non è
sempre disponibile una documentazione topografica attendibile. Nelle planimetrie delle reti
occorre includere la sezione dei conduttori, il tipo di isolamento, le profondità anormali, le
protezioni speciali (come lastre di acciaio), le capacità (per localizzare i circuiti aperti).
Quando si programma un lavoro di scavo, la fonte principale d’informazione è data dalle
registrazioni delle condutture principali di ogni società di distribuzione. Tuttavia queste
registrazioni a volte non sono attendibili (nel caso di vecchi tracciati, cambiamenti nei limiti
degli edifici o nei livelli del terreno) e, anche se utili, da sole sono insufficienti per localizzare
piccole parti dell’impianto. Incidenti causati da terzi ai cavi elettrici possono provocare danno
alle apparecchiature e al personale, lunghe interruzioni dell’alimentazione e del lavoro in
corso, considerevoli spese di riparazione. Gli strumenti di localizzazione sono quindi
importanti non solo per la ricerca dei guasti, ma anche per la determinazione del tracciato.
La degradazione meccanica può avvenire anche per cedimenti del terreno (alcune parti dei
sistemi di cavi sono in trazione, altre in compressione), in zone di scarico dei rottami, o casi di
cavi presi e tirati da dispositivi meccanici.
Ne risulta un movimento dei conduttori interni e delle guaine dei cavi, che mettono in trazione
le rispettive giunzioni in resina.
A volte si forma un arco che brucia l’isolamento e provoca un guasto tra i conduttori o verso
terra.
La degradazione si ha anche per lavori di posa o di giunzioni fatti con poche precauzioni o
scarsa abilità. Una piombatura difettosa porta a giunti umidi nei raccordi interrati, mentre
giunti mal montati permettono l’ingresso d’acqua nell’isolamento. Conduttori mal centrati
possono provocare la fuoriuscita del composto dal nastro. Guasti nei giunti possono essere
provocati da nastri umidi o sporchi (in particolare questi non devono venire a contatto con
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limatura metallica), oppure da un riempimento mal eseguito di resina nel manicotto (si
possono formare vuoti).
Un’altra causa di degradazione meccanica è la vibrazione continua che provoca la frattura
intercristallina della guaina e quindi l’ingresso d’umidità, per esempio rotture per fatica in
guaine di cavi posti sotto ad una linea ferroviaria. Casi di degradazione meccanica del cavo
sono anche attacchi di animali e di sostanze chimiche che riducono la vita dell’isolamento
elettrico da molti anni a, in casi estremi, poche ore. La degradazione chimica può avvenire per
l’uso di fluidi antitarlo, isolanti termici, acido nitrico.
Fulmini
I fulmini possono danneggiare le guaine e lo schermo del cavo, che in casi importanti è
protetto mediante conduttori aventi la funzione di schermo. Quando un fulmine colpisce un
cavo, fora quasi certamente la sua guaina esterna, mentre la corrente del fulmine stesso può
bruciare completamente lo schermo metallico (se di durata elevata), o provocare una tensione
elevata tra questo ed il conduttore, causando un guasto completo nella guaina interna.
Quando la corrente (I) del fulmine penetra nel suolo, il campo elettrico (e) nel terreno alla
distanza (r) dal punto di penetrazione stesso è dato da:
e( r ) 
I
2r 2
(2.1)
dove ρ è la resistività del terreno stesso in ohm-metro. Se il gradiente di tensione di cedimento
del suolo è e0, il cedimento stesso avviene fino a che e(r) = e0 o per una distanza.
 I 
r0  

 2e0 
1
(2.2)
2
A seguire si formula l’ipotesi che i vari tipi di terreno abbiano resistività variante fra 100 e
1000 Ωm. Si dimostra che la corrente massima per ρ = 100 Ωm è 216 kA e che il massimo
raggio di ionizzazione nel terreno è 1,85 m, corrispondente ad un gradiente di cedimento
minimo di circa 106 V/m. Il raggio r0 non è necessariamente uguale alla distanza attraverso
cui la penetrazione del fulmine provoca un arco verso un cavo vicino. Le scariche possono
pag. 5
avvenire in varie direzioni, oltre r0. Si dimostra anche che la distanza d’arco è superiore a 2 r0
e inferiore a 3 r0. Poiché il massimo valore di r0 è 1,85 m (rm), la massima distanza d’arco
verso un cavo interrato è 5,5 m (3 r0). Così un cavo interrato a più di 5,5 m sotto la superficie,
avrebbe la minima suscettibilità alla scarica diretta. Un cerchio di raggio 5,5 m dal punto di
ubicazione del cavo può intersecare la superficie del terreno, come mostra la fig. 1.2, la
corrispondente area ab intersecata è la zona suscettibile al fulmine per il cavo. Per proteggere
il cavo, devono essere installati dei fili di schermo per intercettare la corrente del fulmine
penetrata nella suddetta zona, oppure ubicare il cavo ad una distanza dalla superficie superiore
a 5,5 m.
Fig. 1.2: zona ab suscettibile al fulmine
Un esempio di determinazione della posizione del filo di schermatura è riportato in fig. 2.2,
ove il cavo interrato ha una profondità inferiore di 3 r0. Nell’esempio il cavo è interrato a 4,5
m sotto la superficie, con la zona suscettibile ab di circa 6,5 m. La superficie tratteggiata della
figura è l’intersezione dei cerchi aventi raggio 3,7 m (2 r0 equivalente alla minima distanza
d’arco) e centrati nei punti a’ e b’, i più lontani dalla zona ab. Un solo filo di schermo posto
entro l’area tratteggiata è sufficiente a proteggere il cavo poiché ogni punto nella zona
suscettibile è entro 3,7 m da questo filo.
pag. 6
Fig. 2.2: Schermo ad un solo filo.
La guaina esterna dei cavi di media tensione può essere danneggiata da particolari tipi di
terreno durante la posa, per lavori di scavo, per umidità o correnti da e verso terra.
Quando i cavi sono messi a terra da una sola parte, nello schermo che è isolato verso terra la
corrente induce una tensione, che può provocare una perforazione della guaina sintetica.
L’effetto della corrente verso terra è una sollecitazione termica locale con conseguente sede di
guasto.
Alberi
Le arborescenze o alberi sono costituiti da insiemi di canali molto sottili che si sviluppano
nell’isolamento sotto l’influenza del campo elettrico; la loro moltiplicazione può portare nel
tempo ad una diminuzione della rigidità dielettrica, e di conseguenza, ad una riduzione della
vita dei cavi. I principali fattori che possono influenzare il processo sono: l’antiossidante
usato per proteggere il polietilene; i prodotti risultanti dalla corrosione acquosa di una parte
metallica del cavo; la soluzione acquosa suscettibile di propagarsi nell’isolante del cavo.
Si possono distinguere i seguenti tipi d’alberi:

“alberi elettrici” (o “alberi di scarica”, o “alberi di tensione”) sono canali vuoti
permanenti derivati da scariche parziali, nei quali un movimento veloce d’elettroni
distrugge il materiale isolante. Un’altra forma d’alberi elettrici sono i cosiddetti “alberi a
farfalla”, che si possono formare nei punti difettosi all’interno dell’isolamento. La loro
lunghezza è limitata e sono meno pericolosi degli alberi che partono dalle superfici
delimitanti. In ogni caso lo sviluppo d’alberi di scarica è favorito da cavità, inclusioni,
materiali estranei, sporgenze negli schermi o acqua, in pratica da difetti nel materiale
dielettrico. Gli alberi elettrici partono da punti di guasto dove il campo elettrico è
concentrato.
pag. 7
Albero elettrico di 2,0 mm proveniente
dallo schermo estruso del conduttore

Ingrandimento
“alberi d’acqua” sono generati durante l’applicazione di un campo elettrico alternato alla
presenza d’acqua. Essi si differenziano dagli alberi elettrici perché si formano molto
lentamente, spariscono all’essiccazione e possono verificarsi anche in campi elettrici
deboli. Dopo l’essiccazione essi possono riapparire se riscaldati alla presenza d’acqua. Lo
sviluppo d’alberi nel polietilene ed etilene propilene reticolati è più lento che nel
polietilene non reticolato. Il polietilene non reticolato non ha, fra i cristalli e le zone
amorfe, delle superfici delimitanti che facilitano la penetrazione d’acqua; inoltre si
suppone che i prodotti della reticolazione ancora presenti nel materiale isolante abbiano
effetti stabilizzanti. Si dovranno prevedere danneggiamenti dei cavi, quando gli alberi
d’acqua si sono sviluppati per circa la metà della distanza d’isolamento e si trasformano
poi in alberi elettrici.
Albero d’acqua interessato da luce
riflessa

“alberi elettrochimici” si sviluppano quando dell’acqua arricchita di ioni penetra
nell’isolamento e gli ioni vi si depositano. A differenza degli alberi d’acqua, questi alberi
non scompaiono quando si riscalda il materiale.

“alberi chimici” sono corti, molto folti, scuri. Essi non scompaiono quando si riscalda
l’isolamento e si formano azione chimica.
pag. 8
Albero elettrochimico di 5,6 mm con
frange toccanti lo schermo estruso del
conduttore
Ingrandimento
La formazione e propagazione di un albero è il risultato di un cedimento dielettrico. Infatti, la
formazione d’alberi può iniziare da una discontinuità microscopica o submicroscopica nel
dielettrico.
Questo porta a un cedimento elettrico, che con eventi ripetitivi produce un’azione erosiva,
qualche volta chiamata “effetto di picchio” a causa del bombardamento elettronico. Questo
bombardamento è il risultato della disgregazione del polimero fino ai prodotti gassosi, anche
se l’energia è così bassa da poter essere difficilmente rivelata.
Un’altra causa della formazione di alberi è quella della presenza d’acqua che sotto l’influenza
di campi in corrente alternata, anche di entità relativamente piccola, agisce sugli idrocarburi
cristallini (ad esempio il polietilene ed il polietilene reticolato) come un cuneo in un tronco
(che viene spaccato in fuscelli).
1.3
Localizzazione dei guasti nei cavi di energia
Gli inconvenienti che si verificano nei cavi si presentano in modi talmente differenti che non
esiste un singolo metodo o un singolo apparecchio di misura adatto ad un’applicazione
universale per i diversi impianti (alta, media e bassa tensione) che utilizzano cavi d’energia.
L’attività di localizzazione guasti su cavi elettrici si può suddividere in quattro fasi:
a) Analisi del guasto;
b) Ricerca preventiva;
c) Localizzazione preliminare;
pag. 9
d) Localizzazione precisa o topografica.
Analisi del guasto.
Se possibile, occorre dapprima fare prove di controllo per individuare eventuali difetti di
strumenti o di connessioni, nonché errori di funzionamento.
Il guasto deve essere “caratterizzato” secondo i suoi parametri elettrici, mediante misure
effettuate da uno o più terminali.
Una volta che il circuito guasto è stato identificato, esso viene disalimentato, salvo rare
eccezioni. L’isolamento della sezione difettosa è automatico se i cavi hanno una loro
protezione, altrimenti possono essere necessarie prove d’isolamento o d’alta tensione. Il
circuito viene sezionato per una lunghezza più corta possibile ed isolato a tutte le
terminazioni. Si procede poi all’ispezione delle estremità e, se nulla è apparente, vengono
effettuate prove di continuità dei conduttori. Per avere dati preliminari validi per la
localizzazione del guasto occorre tenere conto, oltre delle caratteristiche elettriche di questo,
anche dell’effetto di derivazioni intermedie, trasformatori, apparecchiature, avvolgimenti di
macchine.
pag. 10
I guasti nei cavi elettrici sono costituiti da danni ai conduttori, al loro isolamento, o qualche
volta ad entrambi (fig. 3.2). Questo dà luogo ad uno o più dei seguenti quattro tipi di
condizioni:
1) un circuito aperto, o guasto di conduttore interrotto;
2) un conduttore resistivo, o guasto di resistenza elevata in serie;
3) un cortocircuito, o guasto tra conduttore e conduttore;
4) un circuito a terra, o guasto di conduttore verso terra.
A1
A2
B1
B2
C1
C2
G1
G2
D1
D2
E1
E2
F1
F2
G1
G2
Fig. 3.2: Tipici guasti dei cavi. A è un conduttore sano; B è un circuito aperto; C è un
circuito a terra; G rappresenta uno schermo, o guaina, o un condotto; D ha un
guasto di conduttore resistivo; E ed F sono cortocircuitati; F è anche aperto.
Quando si verifica una qualsiasi di queste condizioni può essere fatto un esame con
misurazioni elettriche da uno o più terminali.
Ad eccezione del circuito aperto, tutti i guasti ed il ritorno a terra presentano una resistenza di
valore finito, che deve essere riconosciuta come un elemento nel percorso del guasto stesso.
Sia il circuito aperto sia il conduttore resistivo sono classificati come guasti serie e possono
essere caratterizzati rilevando qualsiasi variazione rispetto alla normale resistenza del
conduttore. I guasti serie sono poco frequenti. La maggiore percentuale è costituita da corto
pag. 11
circuirti e da guasti a terra, che sono classificati come guasti derivazione e che possono essere
valutati misurando qualsiasi variazione rispetto al normale nell’isolamento del conduttore.
Un guasto derivazione è normalmente annunciato dall’intervento del dispositivo di protezione
prima che il guasto stesso progredisca troppo lontano, o può essere scoperto da una prova di
routine di alta tensione che dà luogo al cedimento dell’isolamento.
In entrambi i casi rimane di solito una considerevole resistenza nel percorso in derivazione, e
questo fatto spiega la maggior parte delle difficoltà che si incontrano con la strumentazione di
localizzazione del guasto.
Fondamentalmente, tutti i sistemi di localizzazione del guasto applicano un segnale al cavo in
esame e poi rilevano l’effetto del segnale stesso sul guasto. Parlando in generale, eccetto che
non avvenga il cedimento dell’isolamento, più alta è la resistenza del guasto, più alta sarà la
tensione di prova richiesta o più alta sarà la sensibilità richiesta agli strumenti di
localizzazione del guasto stesso.
La valutazione di questa resistenza di guasto è una guida importante alla caratteristica del
guasto ed ai risultati che si devono aspettare dai vari sistemi. Se avviene il cedimento
dell’isolamento, la resistenza si avvicina a zero e la sensibilità richiesta agli strumenti di
localizzazione varia in modo inverso al livello della tensione di cedimento, che è un’altra
importante guida alla caratteristica del guasto.
Questo valore dovrebbe essere misurato quando è disponibile l’apparecchiatura di prova
d’alta tensione, poiché molti guasti d’arco possono essere caratterizzati solo in rapporto al
loro livello di tensione di cedimento. Un simile guasto richiede solo l’utilizzo di sistemi d’alta
tensione. L’importanza di un’attenta caratterizzazione del guasto all’inizio, permette di evitare
molti passi falsi nelle operazioni.
La caratterizzazione di un guasto è normalmente compiuta con l’aiuto di un megaohmetro.
Vengono effettuate le seguenti prove:

Resistenza d’isolamento fra ogni conduttore e terra;

Resistenza d’isolamento fra ogni coppia di conduttori;

Resistenza di ogni conduttore con le estremità lontane cortocircuitate.
In quest’ultima prova sono richiesti i valori effettivi di resistenza.
Questi, confrontati con i valori calcolati, offrono (salvo il caso di conduttori interrotti) un utile
controllo approssimato della lunghezza e della sezione. Se i risultati delle prove di resistenza
sono imprevisti, un controllo all’estremità lontana può rivelare connessioni scadenti o un
cortocircuito.
pag. 12
Ricerca preventiva
Le connessioni di guasto possono essere ad alto o a basso valore ohmico. Si possono avere
anche combinazioni dei suddetti tipi di guasto. Quando la resistenza di guasto è
sufficientemente alta, alcuni guasti non saranno rivelati da sistemi in bassa tensione. Pertanto
i guasti su cavi ad alto valore ohmico ed i guasti intermittenti debbono essere oggetto a volte,
di un’apposita ricerca preventiva.
Essa avviene mediante la trasformazione di una resistenza di guasto ad alto valore ohmico, in
una resistenza a basso valore ohmico.
In passato tale trasformazione veniva effettuata tramite bruciatura del guasto attraverso un
generatore di corrente continua ad elevata potenza (fig. 4.2). Nel processo di bruciatura si
applicava una tensione abbastanza alta da provocare la scarica, possibilmente fino a 250 V in
alternata e fino a 25 kV in continua (associata a correnti fra 500 mA e 5 A). La corrente di
bruciatura carbonizza l’isolamento fino a che la resistenza veniva ridotta a valori inferiori
all’impedenza d’onda del cavo, permettendo l’utilizzo dell’apparecchiatura ecometrica come
se il guasto fosse di bassa resistenza.
Fig. 4.2: Bruciatore a risonanza.
Al giorno d’oggi, c’è la tendenza ad usare il metodo dell’arco elettrico ad impulsi, con il
doppio vantaggio che si può fare a meno di un’apparecchiatura e soprattutto il guasto resta ad
alta resistenza e senza il rischio di applicare tensione alta a tutte le parti del cavo sollecitando
punti deboli, che sono potenziali punti di guasto.
pag. 13
Il metodo dell’arco elettrico ad impulsi trasforma solo momentaneamente il guasto ad alta
resistenza in un guasto a bassa resistenza creando nel guasto un arco elettrico, dovuto alle
scariche di un generatore di impulsi alta tensione.
L’invio, in contemporanea, nel cavo dei due impulsi, quello dell’ecometro e quello del
generatore, permette di visualizzare, sullo schermo dell’ecometro, due tracce. Dalla differenza
delle due tracce (ecogramma sullo schermo) è possibile individuare la distanza del guasto dal
punto d’inizio cavo.
Localizzazione preliminare.
Essa consiste nell’effettuare misurazioni ad uno o ad entrambi i terminali del conduttore. Il
sistema è detto perciò “su terminali”. La localizzazione preliminare deve essere soprattutto
rapida. In genere è sufficiente una precisione media dell’ordine del percento.
Una misura più precisa sarebbe in ogni caso affetta da errori allorché si giunga a trasferire sul
tracciato effettivo del cavo la distanza calcolata.
Esempi d’errori sono: errori sulla lunghezza esatta del cavo; errore sulla lunghezza degli
“anelli” all’entrata delle sottostazioni; errore sulla determinazione del tracciato esatto del
cavo; errori sulla variabilità di posa del cavo. Per questa localizzazione preliminare, rapida e
di precisione media, si potranno perciò utilizzare apparecchi semplici, efficaci e di facile
manipolazione.
Tra i diversi principi, su cui si basano i sistemi di localizzazione, si ricorda quello della
modifica del circuito elettrico originata dal guasto (percorso attraverso il guasto, da cui deriva
l’uso del Ponte di Wheastone o dei metodi analoghi) e quello della modifica delle
caratteristiche elettriche del cavo nel punto di guasto (metodo basato sul cambiamento
d’impedenza). Più in la ci occuperemo dei seguenti sistemi di localizzazione su terminali:

Sistemi di risonanza in corrente alternata (§ 1.4.2);

Sistema basato sul cambiamento d’impedenza (dell’eco; delle onde stazionarie; dell’onda
generata dal guasto) (§ 1.4.3);

Sistemi a ponte (§ 1.4.4);

Sistema del rapporto fra cadute di tensione (§1.4.5).
pag. 14
Localizzazione precisa.
Essa viene fatta lungo il cavo per determinare, all’interno della zona di incertezza relativa alla
localizzazione preliminare (esempio una decina di metri), la posizione esatta del guasto da
indicare sulla pianta topografica dell’impianto in prova.
Questo sistema di localizzazione sul posto, detto anche “su traccia”, è il solo modo per
eliminare le cause d’errori parassiti. L’apparecchiatura “su traccia” invia un segnale al
conduttore, che produce un disturbo elettrico o acustico nel punto di guasto (sotto forma di
modifica del segnale originario o di un nuovo segnale, entrambi localizzati). Un operatore si
muove lungo il circuito fino a rilevare il disturbo (fig. 5.2).
Fig. 5.2: Sistemi su traccia
In seguito saranno descritti i seguenti sistemi su traccia:

Sistema del campo magnetico (§ 2.5.1);

Sistema del disturbo minimo (§ 2.5.2);

Sistema della tensione ad impulso (rumore esplosivo) (§ 2.5.3);

Sistema del gradiente di terra (§ 2.5.4).
Tra i suddetti sistemi su terminali e sistemi su traccia indicati, quelli in uso sono:
pag. 15

Sistema dell’eco che può essere usato in qualsiasi situazione di guasto in impianti d’alta,
media e bassa tensione;

Sistema della tensione ad impulso (e derivati) specifico per impianti di media tensione
ma che offre, in alcuni casi, buoni risultati anche su impianti d’alta e bassa tensione;

Sistema delle onde stazionarie utile solo per impianti alta tensione;

Sistema del campo magnetico utile per qualsiasi tipo d’impianto.
Negli impianti in condotti, un guasto si intende localizzato quando è isolato fra due punti di
accesso, così che il cavo può essere sostituito.
In altri impianti, il guasto si intende localizzato quando è conosciuta la sua posizione precisa,
così che esso può essere esposto per la riparazione.
1.4
Sistemi di localizzazione preliminare
La fase di localizzazione preliminare è anche detta prelocalizzazione o localizzazione su
terminale.
I sistemi utilizzati nella prelocalizzazione, secondo la tipologia dell’impianto, della struttura
dei cavi e dal tipo di guasto, sono: sistemi di risonanza in corrente alternata; sistemi dell’eco
ad impulso; sistema dell’eco a modulazione di frequenza; sistemi delle onde stazionarie;
sistema dell’onda generata dal guasto; sistemi a ponte; sistema del rapporto fra cadute di
tensione.
1.4.1
Sistemi di risonanza in corrente alternata
La distanza del punto di guasto da un terminale del cavo viene determinata misurando il
valore di frequenza in base al quale avviene la risonanza. Una bobina ad alta tensione
forma, con la capacità del cavo, un circuito risonante a 50 Hz (fig.6.2).
La bobina ad alta tensione è accoppiata ad una seconda bobina (alimentata in bassa
tensione) mediante un nucleo magnetico regolabile, la tensione sinusoidale tra
conduttore e guaina del cavo dipende in maniera limitata dal rapporto spire delle bobine
e principalmente dalle caratteristiche dell’accoppiamento.
pag. 16
Fig. 6.2: Schema dell’apparecchio d’innesco in A.T. secondo il sistema di risonanza in c.a.
Ne deriva che la tensione può essere modificata mediante la sintonizzazione della
bobina d’alta tensione, munita di prese, e il nucleo regolabile.
Un altro metodo, analogo al precedente prevede l’impiego di un generatore di onde
sinusoidali a frequenza variabile; la distanza di guasto da un terminale di un conduttore
aperto, cortocircuitato o collegato a terra, viene determinata misurando la frequenza in
cui avviene la risonanza sul conduttore stesso.
Questa distanza di guasto dx è espressa da:
dx 
f
d
fx
dove f è la frequenza di risonanza di un conduttore identico senza guasto, che è
proporzionale alla velocità di propagazione e può essere ottenuta dal costruttore del
conduttore; fx è la frequenza di risonanza del conduttore guasto, ottenuta misurando la
risonanza attraverso il generatore; d è la lunghezza totale del conduttore.
pag. 17
1.4.2
Sistemi basati sul cambiamento d’impedenza
Una linea omogenea (ad esempio un cavo) può essere rappresentata dai suoi parametri
caratteristici quali resistenza serie, induttanza serie, capacità parallelo, conduttanza
parallelo e fattore di perdita. La propagazione di un segnale nel cavo è regolata da questi
parametri e da un’altra caratteristica del cavo stesso, che l’impedenza caratteristica (o
impedenza d’onda) “Z0”.
Trascurando le perdite nel cavo, l’impedenza caratteristica può essere espressa con la
seguente formula:
Z0

L
C
dove L è l’induttanza per ogni chilometro di lunghezza del cavo, mentre C è la capacità
per ogni chilometro di lunghezza del cavo. In generale si può affermare che in tutti i
punti di un cavo in cui si riscontra una deviazione dall’impedenza caratteristica “Z0” per
discontinuità o disomogeneità, deve verificarsi una riflessione del segnale.
Una parte dell’energia trasmessa nella linea sarà riflessa verso la sorgente, una parte
proseguirà la sua propagazione e una parte sarà dissipata nella zona del cambiamento
d’impedenza. La grandezza della riflessione è in proporzione dell’entità della
deviazione dell’impedenza caratteristica nel punto di guasto e viene data dal fattore di
riflessione “r”:
r  Zx  Z
Zx  Z
dove Z è l’impedenza caratteristica del cavo e Zx è l’impedenza caratteristica del punto
di guasto. Dall’equazione si ricava che il fattore di riflessione può assumere sia valori
positivi che negativi. Se si ha Zx = ∞ cioè un’interruzione totale, “r” è positivo; se Zx = 0
“r” è negativo. Questo significa che, nel caso di un’interruzione di potenza, il segnale
trasmesso viene riflesso con concordanza di fase, invece nel caso di un cortocircuito o
di un circuito a terra, si ha inversione di fase.
I sistemi basati sul cambiamento dell’impedenza caratteristica sono:
pag. 18

Sistema dell’eco ad impulso;

Sistema dell’eco a modulazione di frequenza;

Sistema ad onde stazionarie;

Sistema dell’onda generata dal guasto.
Sistema dell’eco ad impulso.
Il metodo è adatto alla rivelazione di cortocircuiti, punti a terra, interruzioni, guasti di
resistenza elevata in serie. Si sottopone il cavo a brevi impulsi elettrici (impulsi di
tensione a fronte ripida) di forma e durata dipendenti dal cavo in esame. Questi impulsi
vengono riflessi nel punto di guasto. Viene misurato il tempo di propagazione
dell’impulso dal terminale di trasmissione fino al terminale stesso, dopo la riflessione
nel punto di guasto. Da questa misurazione è possibile determinare la distanza del
guasto quando si conosca la velocità di propagazione dell’impulso “v”. Essa, per i cavi
d’alta e bassa tensione, è considerata di 150 ÷ 170 m/μsec (un valore rilevato su cavi
estrusi è di 164 m/μsec). Per la determinazione della distanza dal guasto, vi sono diversi
tipi di valutazione, con riferimento alla fig. 7.2, in cui la sorgente trasmittente è un
generatore ad impulso regolabile ed il tempo di riflessione è misurato su un
oscilloscopio, posto all’estremità terminale vicina, avente un’opportuna base del tempo,
su cui sono rivelati sia il segnale d’impulso al terminale sia l’impulso di guasto.
Interruzione di linea
Impulso
trasmesso
Impulso
riflesso
Corto circuito
pag. 19
Generatore
d’impulsi
Oscilloscopio
Fig. 7.2: Sistema dell’eco ad impulso
È possibile calcolare la distanza “d”del punto di guasto sulla base della velocità di
propagazione dell’impulso “v” e della misurazione del tempo “tx” di propagazione
dell’impulso stesso fino al punto di guasto e ritorno. Si ha, infatti, l’equazione:
dx

v  tx
2
Quando la velocità di propagazione non è nota, essa può essere ottenuta dal fabbricante,
o può essere trovata con la misurazione del tempo di riflessione d’impulso su un
pag. 20
campione integro di lunghezza nota dello stesso cavo, normalmente fra i terminali, con
la stessa equazione.
Oppure, in questo caso, si può usare l’equazione:
dx  d  t x
t
dove “d” è la lunghezza nota del campione e “t” il tempo misurato per la distanza “d” e
ritorno.
Normalmente il campione è un conduttore integro nel cavo guasto o in un altro cavo
dello stesso percorso, nel qual caso entrambe le prove possono essere effettuate dallo
stesso terminale. Quando il percorso del cavo ha solo un conduttore disponibile, o
quando tutti i conduttori sono guasti, ma è nota la distanza originale fra i terminali, si
può usare l’equazione:
dx  d 
tx
tx  ty
dove “ty” è il tempo misurato dal terminale opposto, e ritorno. Perché la discontinuità
dell’impedenza sia sensibile, la resistenza di guasto deve avere un valore nettamente
diverso dal valore dell’impedenza caratteristica del cavo. Nel caso di cavi a media
tensione normali l’impedenza caratteristica è compresa normalmente tra 50 e 100 Ω, ma
può variare considerevolmente secondo il tipo, lo stato e l’età dell’isolante del cavo. Si
dovrà dunque “condizionare” il guasto per riportarlo, sia al caso di conduttore non
interrotto con resistenza (di guasto) inferiore a qualche decina di ohm, sia al caso di
conduttore interrotto con resistenza (di guasto) al di fuori del campo 50 Ω ÷ 100 Ω. Il
metodo presenta le seguenti caratteristiche peculiari:

rappresentazione sullo schermo dell’ecometro della totalità o di una sezione
qualunque dell’ecogramma del cavo;

come detto, l’ecogramma mostra tutte le particolarità del cavo, come scatole di
giunzione, di derivazione, ecc.;
pag. 21

gli impulsi riflessi sono dei segnali tipici per ciascun genere di discontinuità o di
difetto del cavo;

l’interpretazione dell’ecogramma si può fare con l’aiuto di un disegno di posa del
cavo confrontando l’ubicazione delle scatole di giunzione e di derivazione ai
segnali dati dall’ecogramma.
Poiché questo metodo misura discontinuità dell’impedenza caratteristica, esso è addotto
a rilevare guasti radicali dove la resistenza rimane relativamente elevata, com’è il caso
di un danno fisico allo schermo o all’isolamento. L’ingresso dell’acqua nella zona
interessata sono rapidamente rilevati per la diminuzione di impedenza dovuta al
cambiamento netto della costante dielettrica.
Nell’ecogramma visibile sullo schermo dell’ecometro, cortocircuiti, terre a resistenza
elevata e discontinuità di capacità sono rivelate come impulsi verso il basso;
interruzioni, elevata resistenza del conduttore e discontinuità induttive sono rivelate
come impulsi verso l’alto. Le corrispondenti misure di distanza sono indipendenti dalla
sezione del cavo.
Il requisito principale di questo metodo è che sia costante la velocità di propagazione
del conduttore, che dipende dalla geometria e dal mezzo dielettrico. Perciò, in caso di
variazione della struttura del cavo, occorre effettuare un’opportuna conversione. La
precisione della localizzazione del guasto è limitata soprattutto dalla larghezza di banda
del sistema, che fa distorcere l’impulso trasmesso. Essa è ridotta da sovrapposizione
d’impulsi provenienti da discontinuità adiacenti e dalla degradazione dell’impulso
riflesso che, essendo funzione delle proprietà d’attenuazione e di dispersione del
conduttore, aumenta con la lunghezza del conduttore stesso. Questo metodo può essere
applicato a qualsiasi installazione del cavo avente distanza uniforme fra il conduttore ed
il percorso di ritorno. Ciò avviene con i conduttori schermati coassiali, quelli paralleli in
piano, quelli spiralizzati. L’applicazione può essere estesa in molti casi a posa alla
rinfusa in condotti, o passerelle, o solchi, nonostante l’assenza di una traccia di
riferimento netta. La misura non è invalidata dall’esistenza di derivazioni, poiché vi e
un’immagine visiva di tutte le discontinuità, con la loro ubicazione.
Il metodo è usato nella localizzazione preventiva per l’univocità dei suoi risultati. Esso
viene adottato anche per la localizzazione dei guasti ad alto valore ohmico od
intermittenti, congiuntamente al sistema della tensione ad impulso. È rapido, versatile e,
benché relativamente costoso, è uno dei metodi su terminali più usato nella
localizzazione di guasti in cavi sotterranei d’alta tensione, cavi di comando, telefonici,
di media e bassa tensione in linee aeree.
pag. 22
Sistema dell’eco a modulazione di frequenza
Il metodo aggiunge ai vantaggi del tipo ad impulso, quello di avere un migliore rapporto
segnale/rumore, permettendo la rivelazione di guasti a distanze maggiori. In esso il
trasmettitore (fig 8.2) invia un’onda continua, modulata in frequenza da un elemento di
controllo non lineare, alla linea d’energia attraverso un opportuno sistema di
accoppiamento.
In caso di guasto (o altra discontinuità) ad una distanza “dx” dall’estremità di partenza,
al ricevitore giungerà un segnale riflesso, dopo un tempo proporzionale a “dx”.
Fig. 8.2: Sistema dell’eco a modulazione di frequenza.
Sistema delle onde stazionarie
Il sistema è usato per rilevamento di interruzioni del circuito di guasti a bassa
impedenza in derivazione (cortocircuito o guasto a terra). Se un generatore invia in un
cavo una tensione sinusoidale ad alta frequenza, si ha una propagazione d’onde fino al
punto di discontinuità, dove una parte dell’energia è riflessa (una parte prosegue).
L’onda riflessa sarà in opposizione di fase se ZD = 0, mentre sarà in concordanza di fase
se ZD = ∞ con l’onda incidente. La configurazione totale della distribuzione delle
tensioni lungo il cavo consiste alla fine in una somma d’onde elementari costituite
ciascuna da due onde che si muovono in senso opposto. Per certe frequenze si arriva ad
una concordanza di fase delle onde elementari all’entrata del cavo e la curva
d’inviluppo si stabilizza. Si ha allora la fig. 9.2, con una cresta di tensione all’uscita del
pag. 23
generatore e si stabilisce tra il generatore ed il punto di discontinuità, un numero pari
(ZD = ∞) o dispari (ZD = 0) di quarti d’onda.
Perciò si ha in generale:
x  ( 2n  k ) 
4
o
f  ( 2n  k ) v
4x
Con k = 0 per ZD = ∞; k = 1 per ZD = 0; v = velocità di propagazione nel cavo.
Differenziando si ha:
f  2  n  v
4x
Per due frequenze (f e f’ separate di ∆f) consecutive (∆n = 1) originanti una cresta di
tensione all’uscita del generatore, si ha allora:
x
v
2  f
pag. 24
Fig. 9.2: Sistema delle onde stazionarie.
Si misurano le frequenze cui avviene la risonanza nel conduttore. Mentre il generatore è
un oscillatore a lunga banda variabile, il rivelatore è un voltmetro avente una
corrispondente risposta alla frequenza. Dall’equazione si nota che la differenza di
frequenza è inversamente proporzionale alla distanza del guasto.
Quando la velocità di propagazione non è nota, essa può essere ottenuta dal fabbricante
del cavo o può essere trovata con la stessa equazione dopo misure su un campione
integro della stessa frequenza del cavo, normalmente fra i terminali.
pag. 25
La distanza x può anche essere calcolata con le seguenti equazioni (3.2) e (4.2),
eliminando v per confronto.
x
f 2  L
f 1
(3.2)
dove ∆f2 = differenziale per il campione di cavo integro della stessa lunghezza L
= differenziale per il cavo guasto.
∆f 1
Normalmente il campione è un cavo integro nel cavo guasto o in un altro cavo nello
stesso percorso, nel qual caso entrambe le prove possono essere effettuate dallo stesso
terminale.
Quando il cavo ha un solo conduttore disponibile, o quando tutti i conduttori sono
guasti, ma è nota la distanza originale fra i terminali, si può usare l’equazione (4.2).
x
f 2  L
f 1  f 2
(4.2)
dove ∆f2 = differenziale relativo al terminale opposto (lunghezza L – x). Il vantaggio di
questo sistema è che può essere applicato a qualsiasi genere di guasto.
In ogni modo, la discriminazione dei picchi di risonanza è molto dipendente dal valore
dello scostamento della resistenza di guasto dall’impedenza caratteristica. Nei circuiti
aperti (aventi resistenza infinita), o nei cortocircuiti e guasti a terra (aventi resistenza di
guasto nulla), i picchi sono relativamente distinti. Sfortunatamente, questi picchi
diventano meno pronunciati in proporzione alla presenza di qualsiasi resistenza, e
scompaiono quando la resistenza attraverso il guasto o nella terminazione si avvicina
all’impedenza caratteristica del cavo. Anche la presenza di discontinuità, come
giunzioni, derivazioni o guasti serie genera riflessioni d’interferenza. Per evitare queste
riflessioni dall’estremità lontana del cavo, si collega questa ad una resistenza non
induttiva di valore uguale all’impedenza caratteristica del cavo stesso, naturalmente
l’estremità deve essere raggiungibile e nota. La precisione del sistema dipende dalla
pag. 26
soluzione del generatore di segnale e dalla sensibilità del rivelatore di picco. Questo
sistema può essere applicato a qualsiasi installazione di cavo avente una distanza
uniforme fra il conduttore ed il percorso di ritorno. Questo avviene con i conduttori
schermati coassiali, quelli paralleli distanziati, quelli spiralizzati. L’applicazione non è
possibile per qualsiasi variazione nella struttura del cavo, sempre che non si faccia una
conversione per la diversa velocità di propagazione. Il sistema non è molto usato,
perché richiede molto tempo ed e invalidato facilmente da valori tipici di resistenze di
guasto relative a normali cortocircuiti o guasto a terra.
Sistema dell’onda generata dal guasto
Il sistema si avvale dell’onda iniziale generata da un guasto, che fa scattare un
dispositivo a tempo all’estremità terminale del conduttore ed è riflessa indietro lungo il
conduttore stesso verso il guasto. L’onda è poi riflessa dal guasto ed aziona ancora il
dispositivo a tempo all’estremità terminale. Il tempo registrato è proporzionale a due
volte la distanza dal guasto. Una limitazione è la necessità di alimentare la linea; inoltre
il dispositivo a tempo può essere fatto scattare da falsi impulsi sulla linea stessa.
1.4.3
Sistemi a ponte
I metodi dei sistemi a ponte derivano dalla disposizione classica del ponte di
Wheatstone con alcune modifiche dettate dal particolare tipo di misura che si deve
eseguire.
Un sistema a ponte, chiamato ponte di Murray, è rappresentato in figura 10.2.
Il metodo richiede un conduttore di ritorno della stessa lunghezza e sezione del
conduttore difettoso, con il circuito di figura viene determinata la distanza x da un
terminale al punto di guasto su un conduttore mediante la condizione di equilibrio del
ponte di Wheastone, in cui i due conduttori collegati costituiscono due dei bracci con il
punto di giunzione nel guasto stesso:
R1  r( x )
R 2 r( 2 L  x )
(5.2)
Dove r(x) è la resistenza del tratto di cavo x, r(2L – x) è la resistenza del tratto di cavo
2L – x, L è la lunghezza dell’intero cavo. Dalla (5.2) si ricava la distanza x, che è
proporzionale alla resistenza del conduttore, con:
pag. 27
x
R1  2 L
R1  R 2
( L è noto)
R1 e R2 sono le resistenze variabili del ponte necessarie per annullare l’indicazione dello
strumento G, nella lunghezza 2L è compresa anche quella del ponticello C.
Fig. 10.2: Anelli di Murray.
pag. 28
1.4.4
Sistema del rapporto fra cadute di tensione
In questo metodo (fig. 11.2), la distanza del punto di cortocircuito o di guasto a terra, è
determinato mediante la misura della caduta di tensione attraverso i conduttori dai
terminali, quando è inviata una corrente costante ed è nota la distanza fra i terminali
stessi.
Fig. 11.2: Sistema del rapporto fra cadute di tensione.
La corrente costante fluisce da un terminale a un ponticello ottenuto collegando il
conduttore guasto a un conduttore integro al terminale opposto, e la tensione è misurata
con un voltmetro. Questo sistema sfrutta il fatto che il conduttore ha una resistenza
uniforme per unità di lunghezza e che la distanza d1 dal guasto di cortocircuito può
essere calcolata con l’equazione:
d1 
V 1( d 1  d 2 )
V1 V2
dove V1 = caduta di tensione fra i conduttori al terminale vicino
d1 + d2 = distanza fra i terminali
V1 + V2 = somma delle cadute di tensione fra i conduttori ad entrambi i terminali.
pag. 29
Similmente, la distanza d1 da un terminale a un guasto a terra può essere calcolata
dall’equazione:
d1 
V 3( d 1  d 2 )
V3 V4
dove V3 = caduta di tensione fra il conduttore e la terra da un terminale
V3 + V4 = caduta di tensione da entrambi i terminali.
Quando il conduttore integro usato per chiudere il circuito ha una lunghezza nota, le
misure per un conduttore a terra si possono effettuare da un solo terminale. Allora la
distanza d1 dal terminale vicino al punto di terra è data dall’equazione:
d 1  V 3 ( 2d 1  2d 2  l )
V5
dove V5 = caduta di tensione dal conduttore integro
2d1 + 2d2 + l = lunghezza totale del circuito, equivalete a due volte la distanza fra i
terminali più la lunghezza del ponticello.
Normalmente il ponticello collega il conduttore guasto ad un conduttore integro della
stessa sezione e lunghezza nello stesso cavo o in un cavo separato dello stesso percorso.
Qualsiasi collegamento usato per chiudere il circuito deve avere una lunghezza nota e la
stessa sezione. Quando il cavo ha solo un conduttore disponibile o quando tutti i
conduttori sono guasti, ma è nota la distanza originale fra i terminali, può essere usato
un conduttore separato posto temporaneamente lungo il precorso di quello guasto.
Questo metodo si può utilizzare solo quando entrambe le terminazioni sono accessibili,
si conosca preventivamente la lunghezza del cavo e tale lunghezza non eccessiva
altrimenti le ulteriori spese per stendere un cavo aggiuntivo non giustificano l’utilizzo di
tale metodo. Sono questi, sommata alla precisione del sistema, dipendente molto dal
rapporto fra la resistenza di guasto e la resistenza del conduttore, ad utilizzare poco tale
metodo.
pag. 30
1.5
Sistemi di localizzazione precisa
I sistemi di localizzazione precisa sono utilizzati per individuare il punto topografico del
guasto all’interno della zona d’incertezza relativa alla prelocalizzazione. I sistemi di
localizzazione precisa, detti anche “su traccia”, richiedono un tempo maggiore e sono:

sistema del campo magnetico con corrente alternata;

sistema del campo magnetico con correte continua (interrotta);

sistema del campo magnetico ad impulso di capacità;

sistema del disturbo minimo;

sistema della tensione ad impulso;

sistema del gradiente di terra.
1.5.1
Sistema del campo magnetico
Il metodo prevede la trasmissione di un segnale sul cavo. I metodi per produrre tale segnale su
traccia sono: 1) metodo con corrente alternata; 2) metodo con corrente continua interrotta 3)
metodo ad impulso di capacità. In tali metodi i segnali vengono trasmessi da un terminale
lungo il cavo, fino a raggiungere il guasto, da cui ritornano con il risultato di cambiare il
livello del segnale applicato, o la sua direzione, o entrambi, a seconda dell’installazione.
Questo cambiamento è rilevato da un ricevitore che intercetta il campo magnetico concentrico
lungo l’asse del cavo e indicato da una deviazione sullo strumento indicatore, (nel metodo con
corrente alternata, anche da un livello di rumore audio mentre nel metodo ad impulso
capacitivo anche da un effetto acustico). Il segnale su traccia è applicato a un conduttore a
terra, dove la sorgente di segnale è connessa fra il conduttore ed il percorso di ritorno a terra.
Tale connessione è più efficace quando una porzione della corrente è dispersa dal punto di
guasto attraverso la terra o altri percorsi di terra. Questo riduce la cancellazione del campo
magnetico da parte del segnale di ritorno come capita con conduttori schermati concentrici,
cavo neutro concentrico, o anche con un solo collegamento di terra se qualcuno di questi
dovesse portare una porzione della corrente di ritorno.
pag. 31
1) Metodo in corrente alternata.
Il sistema è usato per la localizzazione di guasti con impedenza inferiore a 100 Ω nei
cavi non schermati di alta, media e bassa tensione: fase – fase, trifase, fase – fase –
pag. 32
terra, trifase – terra. Per mezzo di un generatore di audiofrequenze (frequenze intorno al
1 kHz e a volte intorno 10 kHz) viene inviata una corrente alternata nel cavo (con
connessione galvanica o accoppiamento elettromagnetico), dove sviluppa un campo
magnetico alternato. Per la rivelazione del campo, si usa una bobina ricercatrice, nella
quale viene indotta una tensione mediante il “taglio” degli avvolgimenti con le linee di
forza. La tensione viene amplificata mediante un ricevitore fortemente selettivo e
portata a uno strumento di misura, che dà l’indicazione. Oltre a questa segnalazione
ottica, si ha una segnalazione acustica percepibile con una cuffia. Per la rivelazione di
un guasto tra conduttori (principale applicazione del sistema) la corrente viene fatta
passare in un conduttore, attraversare il guasto e fatta ritornare nel secondo conduttore. I
campi delle due correnti di andata e ritorno tendono ad annullarsi, ma la risultante è
sufficiente a dare un segnale senza amplificazione quando, ad esempio, si ponga sul
cavo una piccola bobina collegata alle cuffie. Nell’esecuzione normale il sistema ad una
sola bobina non è generalmente adatto alla localizzazione di guasti monofasi verso terra,
quando la guaina metallica del cavo è connessa a terra ad entrambe le estremità, infatti,
la corrente di ritorno si divide nella guaina alla posizione del guasto, ai cui lati non si
ottiene alcun cambiamento di segnale. Si osserva che, per le correnti fluenti in un cavo
con guasto fra conduttore e guaina, la corrente prima del guasto ha una componente in
fase (resistiva) dovuta alla resistenza del guasto ed una componente a in anticipo di
novanta gradi (capacitiva) dovuta alla capacità sulla lunghezza totale del cavo. Oltre il
guasto, la corrente è puramente capacitiva. In questa situazione si hanno le seguenti
variabili: la frequenza impiegata, la lunghezza del cavo, la lunghezza del cavo dopo il
guasto, la messa a terra della guaina che impone la densità della corrente di ritorno in
qualsiasi punto della guaina, il grado d’eccentricità del conduttore entro qualsiasi punto
della guaina. Pertanto, con le suddette difficoltà, è spesso necessario usare due bobine,
in linea con il tracciato del cavo o perpendicolare rispetto ad esso, con distanza
reciproca regolabile e connesse in modo da dare la differenza vettoriale delle tensioni
indotte in esse (vedere la fig. 5.2). Quando entrambe le bobine sono poste prima o dopo
il guasto, producono lo stesso segnale dallo stesso campo magnetico, perciò il segnale
risultante è nullo.
pag. 33
Se però una bobina è posta prima del guasto ed una dopo, esse ricevono segnali diversi
in fase (e spesso in ampiezza), cosi che il vettore differenza è rivelato in modo fine dallo
strumento indicatore. Per questo, come l’operatore cammina sopra il guasto, viene
rivelato un picco del segnale. Quest’ultimo può indebolirsi o scomparire completamente
per un improvviso aumento della profondità del cavo, una copertura protettiva in
acciaio, un percorso in condotto con derivazione. Esempi di casi in cui si usa una sola
bobina sono: metodo del minimo e un caso particolare del metodo della spiralizzazione
descritti nel § 3.3.5.
La frequenza è normalmente abbastanza alta per evitare interferenze da armoniche a
frequenza industriale, benché qualche volta il segnale dello stesso circuito di potenza
eccitato possa essere usato direttamente per tracciare il percorso, quando esso è il solo
circuito nelle vicinanze, o per localizzare un guasto anche in presenza di altri circuiti
eccitati. La rivelazione del segnale in un cavo direttamente interrato subisce, seppure
raramente, la presenza di elementi metallici adiacenti (come tubazioni, guard rails di
strade, sbarre di cemento armato, o schermi di altri cavi), che diventano sede di una
corrente considerevole in parallelo con il conduttore guasto, creando casi altre direzioni
e richiedendo una cura particolare per tracciare il percorso e localizzare il guasto.
Generalmente, i risultati ottenuti dipendono dalla resistenza di guasto, che non dovrebbe
essere superiore a 50 kΩ per la localizzazione del campo magnetico e non superiore a
500 kΩ per la localizzazione a gradiente di terra mediante le apparecchiature disponibili
in commercio.
L’apparecchiatura per la localizzazione precisa dei guasti in cavi interrati consiste in
una trasmittente generatrice di segnali a 1,03 kHz o 9,8 kHz lungo il cavo, di un
ricevitore e di una sonda, altamente sensibile, che permette di rivelare questi segnali
elettrici attraverso il terreno, l’asfalto, o le pavimentazioni in cemento (ved. § 3.3.4).
L’uso di tale apparecchiatura richiede la messa fuori servizio del circuito da controllare;
nel caso di guasti fra le fasi o fra le fasi e il neutro, i due terminali del trasmettitore
vanno fissati ai conduttori in esame e/o allo schermo; per guasti fase – terra, la seconda
terminazione va posta a terra. Quindi si ha un adattamento automatico dell’entità del
segnale all’impedenza del circuito. Una volta raggiunta la messa a punto, si può
procedere alla localizzazione del guasto. Ciò si effettua mediante una sonda e un
piccolo ricevitore che riproduce il segnale a impulsi attraverso un altoparlante o cuffia,
mentre uno strumento misura le variazioni d’intensità. L’estremità della sonda contiene
uno speciale elemento sensibile al campo indotto sopra il cavo. Percorrendo il tracciato,
nel caso di guasto fra le fasi o fra le fasi e il neutro, il punto esatto dell’anomalia è
indicato da un picco pronunciato del segnale, seguito da una rapida caduta; il punto
pag. 34
esatto di un guasto verso terra è invece rivelato dalla totale scomparsa del segnale. In
conclusione, l’operatore può trovare il punto di guasto semplicemente camminando
secondo il percorso del cavo o anche manovrando la sonda su un veicolo.
2) Metodo con corrente continua
Secondo l’installazione, sono usate varie forme di segnali in corrente continua. Vi sono
sorgenti in corrente continua a bassa o alta tensione che, in funzione del loro progetto,
generano una tensione continua o periodicamente interrotta. Benché non vi sia un livello
di rumore audio, i segnali su traccia in corrente continua hanno il vantaggio di poter
rivelare tanto la direzione del segnale quanto la sua ampiezza. Questo, aggiunto al fatto
che è disponibile allo stesso costo una maggiore potenza d’uscita, rende il segnale su
traccia in corrente continua più pratico per molte applicazioni.
Per circuiti secondari non schermati direttamente sotterrati, il rivelatore del gradiente di
tensione adoperante sonde di terra, è usato sia con corrente continua o impulso, che
riduce il ciclo di servizio della sorgente. Il metodo con alta tensione corrente continua
ad impulso è usato anche per cavi primari con guaina di piombo, con rivelatori di
campo magnetico o a gradiente di tensione.
3) Metodo ad impulso di capacità
Con i metodi su traccia a corrente alternata e corrente continua, la tensione richiesta per
sviluppare segnali attraverso la massima resistenza di guasto riscontrabile, può imporre
severe sollecitazioni dielettriche sul cavo. Questo problema è risolto con il segnale ad
impulso di capacità, facente uso di una serie periodica di onde d’alta tensione. Data la
brevità dell’onda, è impiegato un rivelatore addizionale per indicare l’energia netta
rivelata, piuttosto che il picco di tensione. Per cavi direttamente sotterrati, è aggiunto un
terzo rivelatore per il “colpo” acustico generato nel guasto. L’impulso è generato dalla
scarica di un condensatore e per la sua breve durata può avere una tensione molto
maggiore di quella degli altri segnali su traccia, senza pericolo di sollecitare
eccessivamente l’isolamento integro. Questo consente che le correnti conseguenti sono
molto più facili da rivelare ed è anche possibile raggiungere il livello di cedimento del
guasto; ciò corrisponde ad una scarica nello spazio vuoto del circuito equivalente, il
guasto agisce come un cortocircuito e le localizzazioni divengono indipendenti dalla
resistenza del guasto stesso.
pag. 35
Per tali sistemi di localizzazione il rivelatore di campo capta l’ampiezza del campo
magnetico risultante del segnale trasmesso è ritornato, parte attraverso la terra e parte
sullo schermo, se presente. Il rilevatore consiste in un’appropriata bobina sonda
connessa a un ricevitore avente uno strumento indicatore e, per il rumore audio, in un
altoparlante o cuffia. Per il segnale in corrente alternata, il ricevitore risponde ad una
frequenza scelta e lo strumento mantiene una deflessione continua nella stessa
direzione. Per i segnali con corrente continua intermittente e quelli ad impulso di
capacità, l’indicatore risponde ad ogni impulso. Si usano due tipi di bobine, secondo il
tipo d’installazione. Una è a forma di campana prevista per essere portata sulla
superficie del terreno. Essa è utile per il tracciamento del percorso e la localizzazione
del guasto in installazioni poste direttamente sotto terra. L’altra bobina è prevista per
essere applicata manualmente attorno alla circonferenza della guaina del cavo. Essa è
utile per isolare un guasto fra due punti d’accesso nelle installazioni in condotto. In
entrambi i casi, il successo dipende normalmente dal fatto che i conduttori non siano
schermati ad eccezione dei tipi con guaina di piombo e di quelli coassiali con neutro
concentrico nudo. Infatti, con i conduttori schermati singolarmente, la maggior parte
della corrente di ritorno a terra è coassiale al conduttore, con l’effetto di cancellare il
segnale trasmesso. Nei cavi con guaina di piombo a molti conduttori il guasto è
localizzato quando si ha perdita dell’effetto eccentrico (o asimmetrico) e dei periodici
cambiamenti nel livello di segnale dovuti alla disposizione del conduttore sede del
segnale stesso, rispetto all’asse del cavo. Nei cavi con guaina non metallica a molti
conduttori il guasto è localizzato dalla perdita del livello del segnale, con o senza la
perdita dell’effetto “asimmetrico”. Nei cavi a conduttore singolo il guasto è localizzato,
se in modo completo, dalla perdita del livello di segnale. Nei cavi con guaina di piombo
ed in quelli con neutro concentrico nudo, l’effetto coassiale può essere ovviato per
mezzo di una derivazione esterna posta al di sopra della bobina di guaina per
ponticellare una parte della corrente della guaina stessa e captare così un segnale
proporzionale alla corrente del conduttore. L’utilità del sonda dipende dalla su
sensibilità base. Uno strumento idoneo deve avere una regolazione del guadagno per
aggiustare la sensibilità seguendo un largo campo delle condizioni di segnale.
Nell’ultimo decennio l’evoluzione tecnologica ha combinato il complesso, bobina sonda
e ricevitore, in una sola unità piccola e versatile con indicatori digitali.
pag. 36
1.5.2
Sistema del disturbo minimo
Il sistema del disturbo minimo fa uso di una sola bobina sonda e viene impiegato per la
localizzazione precisa di guasti a terra (conduttore – guaina) a impedenza nulla. Quando
il generatore di audiofrequenze è connesso la cavo guasto ed alla guaina di protezione
del cavo, vi è una componente del campo magnetico originata attorno all’asse di questo
ponte di connessione, per esempio perpendicolare all’asse del campo principale.
Nel punto di guasto si verifica cosi un disturbo del normale andamento delle linee del
campo, dovuto al flusso di corrente dal conduttore del cavo alla guaina (fig. 12.2). Per
comprendere il principio di localizzazione, basta considerare che una bobina sonda
posta in linea con un cavo percorso da una corrente di audiofrequenze produce un
segnale minimo (questo fenomeno è spesso usato per determinare il tracciato esatto di
un cavo e avere conferma di curve e di derivazioni). Prima di raggiungere il punto di
guasto sul percorso, il minimo, sull’indicatore del ricevitore, capita normalmente, ma
come ci si approssima al guasto, il minimo comincia a presentarsi con un angolo
rispetto alla linea del cavo, ritornando al normale dopo il guasto.
Fig. 12.2: Sistema del minimo disturbo.
Dopo il punto di guasto, nella maggior parte dei casi si ha nuovamente il campo senza
variazioni.
pag. 37
Per il buon risultato di questo sistema è importante che lo stesso sia preceduto da una
localizzazione preliminare, tanto più che disturbi nell’andamento delle linee del campo
possono essere provocati anche da muffole o da altre parti ferrose che si trovano nel
terreno, come ad esempio incroci di tubazioni. Se il sistema ha insuccesso, si può
seguire il cavo nel modo normale, per esempio con una bobina ricercatrice verticale, ma
in questo caso occorre controllare con molta cura l’intensità e l’inclinazione del minimo
ogni 50 – 70 cm (con ricevitore dotato d’indicazione visiva regolabile). Scrivendo poi i
minimi su pietre, pavimentazioni o pali vicini, si può spesso notare che il minimo è più
basso nel punto di guasto.
1.5.3
Sistema della tensione ad impulso (rumore esplosivo)
Questo sistema viene impiegato per la localizzazione di guasti ad alto valore ohmico e
di guasti intermittenti. Esso è adatto in particolare alla rivelazione di guasti di
cortocircuito e principalmente di guasti non lineari (con arco) in cavi sotterranei.
Mediante un’onda ad impulso, viene scaricata un’energia elevata tra il conduttore
guasto e la terra. Si genera cosi un arco attraverso l’aria nel punto di guasto, che riscalda
l’aria stessa immediatamente sovrastante e libera poi l’energia con un rumore esplosivo
(fig. 13.2).
Fig. 13.2: Sistema della tensione ad impulso. HV – generatore di onde ad impulso.
pag. 38
L’intensità del rumore dipende dall’ampiezza e dalla durata dell’impulso di corrente. Il
rumore è tanto più forte quanto più grande è l’energia accumulata nel condensatore e
quanto più vicino all’inizio del cavo si trova il punto di guasto. La natura periodica della
scarica fa distinguere questo rumore da eventuali disturbi dell’ambiente.
Le onde ad impulso sono prodotte dalla scarica brusca di una capacità (condensatori del
generatore di onde ad impulso, generalmente a tensione 15 ÷ 25 kV, o capacità del cavo
di una fase senza guasto). Per un guasto verso massa di un conduttore, si collega questo
alla armatura del condensatore opposto a quella di terra e quest’ultima alla guaina di
terra del cavo. Per una interruzione di un conduttore, si collega una estremità di questo
ad un’armatura del condensatore e l’altra estremità all’armatura di terra, attraverso la
terra del cavo. La scarica è realizzata con un semplice spinterometro. A causa della forte
corrente transitoria di scarica, la guaina del cavo assume un valore momentaneamente
elevato, tale da fare apparire a volte false scariche in alcuni collegamenti a massa. Di
conseguenza, occorre anche verificare che non vengano danneggiate le apparecchiature
collegate, come relè e trasformatori.
Il funzionamento consiste nel caricare il condensatore d’impulsi “C” mediante una
sorgente di tensione continua, generalmente a polarità negativa, attraverso la resistenza
interna. Il tempo di carica del condensatore “tL” può esprimersi approssimativamente
come quattro o cinque volte la costante di tempo “τ = CRi”. In questo tempo il
condensatore ha raggiunto la sua piena tensione di carica. L’energia elettrica accumulata
nel condensatore dipende dai valori della capacità e della tensione e si calcola, come
noto, con l’espressione:
2
E  C U
2
Il cavo guasto viene poi connesso al condensatore attraverso lo spinterometro. Non
appena la tensione ha raggiunto il valore di scarica, si ha una scarica d’arco sullo
spinterometro. Quest’arco ha un valore ohmico molto basso e scarica in breve tempo il
condensatore ad impulsi sul cavo; un’onda d’impulso interessa il cavo e lo percorre.
pag. 39
Questo sistema di localizzazione è poco utilizzato, per le difficoltà nella ricerca dello
“scoppio” conseguente alla scarica quando si tratti di percorsi del cavo molto lunghi.
Quando non è possibile utilizzare altri metodi si risolve il problema utilizzando
ecometro che rileva l’impulso riflesso. Infatti, dopo la scarica dell’onda ad impulso nel
punto di guasto, si libera un’onda riflessa di polarità inversa che ritorna all’inizio del
cavo, dove può essere rilevata.
1.5.4
Sistema del gradiente di terra
Il sistema è usato per la localizzazione di guasti in guaine isolanti, di cortocircuiti fase –
terra e guasti, soprattutto con resistenza non lineare, in cavi non armati (ad esempio un
cavo di bassa tensione senza guaina o un cavo per telecomunicazione aventi un
conduttore in contatto con la terra). Nei cavi armati possono essere rivelati guasti per
contatto a massa ovvero guasti della guaina (ad esempio una guaina metallica isolata a
contatto con la terra in un punto). Per questi guasti è relativamente facile la
localizzazione precisa, ma difficile la prelocalizzazione o localizzazione su terminali (ad
esempio il sistema dell’eco ad impulso non può essere usato perché invece di un
elettrodo, si ha l’intero corpo di terra). Occorre provare la guaina regolarmente,
localizzare e riparare i danni.
La localizzazione precisa di questi guasti si effettuata con il sistema del gradiente di
terra. Tale sistema comporta l’applicazione di parecchie centinaia o parecchie migliaia
di volt fra conduttore/guaina e la terra, ove viene inserita un’asta isolante con elettrodo.
A questa fluiscono indietro le correnti risultanti dal punto di guasto, con percorsi radiali
dal punto stesso. Le correnti danno luogo in superficie a un gradiente di tensione,
rilevabile con sonde (ad esempio una coppia di altre aste isolanti con elettrodi) collegate
con cavo a un rivelatore del gradiente stesso e a un dispositivo indicatore (strumento,
diffusore audio, oscilloscopio). Dall’andamento particolare del gradiente si può dedurre
il corrispondente punto di guasto. Per migliorare la localizzazione si può effettuare
anche un’altra prova a novanta gradi rispetto l’asse del cavo.
pag. 40
Il sistema è molto efficace, per quanto abbia le seguenti limitazioni. La sensibilità di
misura diminuisce per i cavi armati ed è funzione del potenziale di terra, che dipende a
sua volta dalla profondità del cavo, dalla distanza del guasto, dalla distanza fra le due
sonde e dalla distorsione del cammino della corrente (per le variazioni della resistività
di terra). Inoltre le aste non possono essere inserite in certe superfici, come cemento
armato o catrame (nel quale possono essere praticati fori).
Fig. 14.2: Sistema del gradiente di terra con alimentazione in corrente continua.
La figura 14.2, relativa ad un circuito in corrente continua, mostra l’andamento del
gradiente di tensione (le linee tratteggiate indicano il flusso della corrente di ritorno).
Gli operatori procedono lungo il tracciato con due sonde ed un galvanometro a lettura
centrale. Si nota un cambio di polarità appena viene superato il punto di guasto, la cui
localizzazione precisa può avvenire entro trenta centimetri. La presenza nel terreno di
correnti di dispersione, fa spostare l’indice del galvanometro in un senso o nell’altro di
certi valori costanti. A ciò si ovvia controllando automaticamente in modo asimmetrico
l’uscita alta tensione della sorgente in corrente continua (ad esempio 1 s di passaggio e
3 s di interruzione).
pag. 41
1.6
Sistemi di telecontrollo: supporto per l’attività di localizzazione guasti
Attualmente la distribuzione continua d’energia elettrica è di notevole importanza. Basti
pensare che in tutti i settori, dall’industria alle grandi reti di comunicazione, dalle strutture
ospedalieri ai servizi, c’è la presenza di apparati (calcolatori, sale operatorie, impianti di
sorveglianza, segnaletica di sicurezza stradale, impianti termici, ecc) che necessitano
d’alimentazione continua. Quindi un disservizio prolungato nella rete elettrica rappresenta un
grosso danno per il fornitore e, ancora più grave, per gli utenti.
Oggi l’obiettivo dell’attività di localizzazione guasti su cavi elettrici è quello di ridurre i tempi
d’intervento, causa anche dell’aumento dei costi per lavoro straordinario.
Un aiuto sostanziale e importante per tale obiettivo viene introdotto dai sistemi di
telecontrollo delle cabine secondarie della distribuzione elettrica.
In una situazione di crescente liberalizzazione competitiva del mercato, gli enti elettrici si
stanno preparando per offrire una sempre maggiore qualità del servizio e quindi capacità
competitiva. I sistemi di telecontrollo dell’ultima generazione permettono di realizzare
efficaci soluzioni per ottimizzare il carico della rete, migliorare la capacità di utilizzo degli
impianti e offrire in definitiva un miglior servizio all’utenza. Tra le molte società produttrici
di sistemi di telecontrollo, la SELTA, leader nel settore, ha acquisito un contratto per la
fornitura di sofisticati sistemi per la gestione della rete di distribuzione elettrica dell’Enel che
comprende circa quarantamila cabine su tutto il territorio nazionale. La fornitura ha lo scopo
di migliorare le capacità di controllo a distanza della rete, con una gestione capillare e in
tempo reale, contribuendo cosi a minimizzare le conseguenze di malfunzionamento e i rischi
di prolungate interruzioni del servizio.
I sistemi di telecontrollo sono dotati di software dedicato anche alla gestione degli impianti
elettrici, dalle cabine di consegna fino alla distribuzione locale. Il sistema fornisce, in tempo
reale, lo stato degli apparati controllati ed i loro parametri di funzionamento oltre ad eseguire
l’archiviazione di tutti i dati di gestione e delle grandezze elettriche più rilevanti. L’utilizzo,
talmente semplificato da non richiedere alcuna nozione informatica né personale
specializzato, consente interventi in caso di guasti mirati e puntuali. Infatti, in caso di guasto
su una linea con telecontrollo le quattro fasi di localizzazione guasti, descritti in precedenza,
si riducono all’unica fase che è quella della localizzazione precisa grazie alla conoscenza
preventiva (linea e conduttore guasto, grandezze elettriche registrate, ecc) ottenuta dal
telecontrollo.
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In questa tipologia d’impianto, il passaggio da quattro ad una sola fase dell’attività di
localizzazione guasti su cavi elettrici riduce di molto i tempi e costi d’intervento.
In generale un sistema di telecontrollo, secondo la tipologia della rete di distribuzione elettrica
sotto controllo, è costituito da uno o più centri di Supervisione e da innumerevoli apparati
periferici.
Le applicazioni del sistema di telecontrollo sono:

Monitoraggio della rete elettrica di media tensione;

Telecontrollo delle cabine secondarie di distribuzione elettrica;

Selezione automatica dei tronchi di linea media tensione interessata da guasti permanenti;

Supporto ai sistemi di segnalazione guasti e al rilevo della qualità del servizio;

Impianti industriali con complessità o che rivestano particolare importanza;

Impianti in cui sia indispensabile una monitorizzazione continua;
Il sistema di Supervisione integra in un unico elaboratore le funzioni di:

Acquisizione dati: gestione dinamica della banca dati; gestione allarmi e comandi;
gestione stampe; creazione banche dati di tipo storico;

Interfaccia operatore: rappresentazione delle informazioni con uso estensivo di grafica a
colori, di finestre tipo Windows e di numerose modalità di accesso e presentazione dati
(fig. 15.2);

Interfacciamento alla rete di comunicazione: rete telefonica commutata o dedicata; rete
mobile GSM o DCS 1800; rete ISDN; rete radio.
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Fig. 15.2: Esempio di finestra Windows per interfaccia operatore.
Le funzioni svolte dagli apparati periferici sono riassunte in:

Interfaccia con gli organi presenti nelle cabine;

Rilevazione dello stato degli interruttori motorizzati e diagnostica di apparato;

Acquisizione e memorizzazione degli interventi dei dispositivi rilevatori di guasto;

Invio dei dati raccolti alla postazione centrale di supervisione;

Inoltro verso il campo dei comandi ricevuti dal centro.
pag. 44
1.7
Termografia per una localizzazione guasti preventiva.
È molto difficile quantificare l’esatto costo di un guasto o di un fuori servizio di un impianto
come è altrettanto difficile valutare i benefici della manutenzione preventiva. Però non è
difficile quantificare la perdita produttiva dovuta alla fermata dell’impianto che, in molti casi,
raggiunge valori elevati. Questo è la principale motivazione per cui l’attività di localizzazione
guasti su linee elettriche, oltre ad interventi post-guasto, procede alla manutenzione
preventiva nel campo della distribuzione elettrica.
La componente determinante nella manutenzione preventiva è la termografia infrarossa con
campi di misura e lunghezza d’onda di lavoro specifici. Per indagine termografica si intende
una indagine finalizzata a fornire una immagine della remissività naturale di un corpo. In
questo caso si intende una misura delle temperature superficiali del mezzo indagato. La
radiazione elettromagnetica è un mezzo di trasmissione dell’energia sotto forma di onde
aventi entrambe le componenti elettriche e magnetiche. La sequenza ordinata delle onde
elettromagnetiche secondo la loro lunghezza d’onda o frequenza è chiamata “spettro
elettromagnetico” (fig. 16.2).
RAGGI γ
RAGGI x
1 A°
ULTRAVIOL.
1 A°
VISIBILE
INFRAROSSO ONDE RADIO
0,75 μm
0,4 μm
1 mm
Lunghezza d’onda
IR VICINO
0,75 μm
IR MEDIO
2 μm
IR LONTANO
5,6 μm
IR ESTREMO
15 μm
1 mm
Lunghezza d’onda
Fig. 16.2: Spettro elettromagnetico
La banda infrarossa (IR), genericamente associata al calore, perché il calore è il suo effetto
più facilmente rilevabile, viene a sua volta suddiviso in altre quattro “sottobande” di minore
ampiezza e di limiti fissati arbitrariamente. La banda di frequenze interessata dalla
termografia è compresa tra 2 μm e12 μm.
pag. 45
Dato che un corpo emette ed assorbe radiazioni infrarosse in funzione della propria
temperatura, si ricorre a dispositivi sensibili alle radiazioni infrarosse (IR) per ottenere
immagini in bianco e nero o in falsi colori. Il grado di grigio o la sfumatura del colore sono
strettamente legati alla temperatura ed alle proprietà della superficie degli oggetti esaminati. Il
sistema termografico è costituito da una telecamera (fig. 17.2) con rivelatore all’infrarosso, un
monitor e da un computer per l’elaborazione delle immagini.
Fig. 17.2: Telecamera utilizzata nel sistema termografico
Un controllo ad infrarossi dedicato all’impianto elettrico consente di identificare le anomalie
causate dall’azione tra corrente e resistenza. La presenza di un punto caldo all’interno di un
circuito causato da un collegamento corroso (fig.18.2), ossidato (fig. 19.2) oppure allentato
(fig. 20.2), o ancora, al malfunzionamento del componente in questione (fig. 21.2). La
termografia applicata nelle sottostazioni offre il principale vantaggio di operare a distanza,
cioè in modo non invasivo, e con impianti sotto tensione.
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Nei circuiti in bassa tensione (quadri elettrici, distribuzione, bordo macchina, punti di
diramazione delle linee, ecc) la termografia mette in luce le più piccole dispersioni di energia
termica che provocano l’invecchiamento e il degrado dell’isolamento delle apparecchiature.
Fig. 18.2: Punto caldo per collegamento corroso.
Fig. 19.2: Punto caldo per contattore ossidato nella fase centrale.
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Fig. 20.2: Morsettiera con conduttore mal serrato
Fig. 21.2: Fusibili a coltello in sovratemperatura
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La diagnostica termografica, applicata alle linee e sottostazioni elettriche, consente di dare un
apporto determinante nella gestione dei sistemi ed in particolare la diagnostica preventiva alla
manutenzione offre un notevole contributo alla prevenzione delle avarie ed al contenimento
dei costi di riparazione. L’efficacia del metodo offre vantaggi economici notevoli in quanto
contribuisce ad assicurare il conseguimento della “funzione” di un sistema oltre che verificare
l’integrità del sistema stesso. Il trasformatore dell’immagine presenta delle anomalie che, in
un ragionevole periodo di tempo, condurranno alla perdita d’integrità dell’impianto ed alla
“perdita della funzione” che è quella di assicurare un servizio.
pag. 49