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1 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento Problematica delle prove I laboratori che si occupano di ricerca e.

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1 1 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento Problematica delle prove I laboratori che si occupano di ricerca e sviluppo di componenti per questo campo di tensioni richiedono normalmente generatori con tensioni nominali di kV in alternata kV in continua kV ad impulso Grossi investimenti in termini di apparecchiature ed opere civili

2 2 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento.

3 3 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento Sistemi 420 kV 1000 kV in alternata Continua ???? kV ad impulso Laboratori comunque di grosse dimensioni generatori + oggetto in prova

4 4 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento Tensioni continue Prove su tutte quelle parti degli impianti che DC Misure di resistenza d'isolamento Prove nelle quali si vuole sollecitare il dielettrico senza che esso sia interessato da forti correnti Applicazioni industriali (raggi X, elettrostatica etc.) Tensioni alternate a frequenze industriali Prove su tutte le macchine e componenti per AC. Esse sono le più largamente utilizzate, anche per la loro più comune disponibilità.

5 5 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento Tensioni alternate ad alta ( o bassa) frequenza Sono usate solo in pochi casi particolari. Generatore di Tesla Generatori tensioni alternate f< 1 Hz Tensioni transitorie Esse intendono rappresentare i fenomeni transitori esistenti nelle reti. Le più comuni sono le tensioni ad impulso che riproducono le sovratensioni di origine atmosferica e quelle di manovra.

6 6 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento Normalmente, nellambito delle prove, la tipologia delle tensioni non è intercambiabile. In DC la distribuzione di campo dipende dalla resistività del materiale In AC dalla permittività dei materiali Con tensioni impulsive problemi particolari soprattutto in presenza di avvolgimenti

7 7 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento NORMATIVA PER LE PROVE DIELETTRICHE IEC – High-voltage test techniques - Part 1: General definitions and test requirements IEC High voltage test techniques - Part 2: Measuring systems IEC High-voltage test techniques - Part 3: Definitions and requirements for on-site testing IEC High current test techniques - Definitions and requirements for test currents and measuring systems

8 8 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento TENSIONI IMPULSIVE Per simulare questo tipo di sollecitazioni, allo scopo sia di studiare il comportamento di isolamenti in queste condizioni sia di effettuare i vari tipi di prove di omologazione, vengono utilizzate in laboratorio le tensioni dette comunemente ad impulso, ossia tensioni transitorie unidirezionali che raggiungono il massimo in tempi molto brevi (µs o al massimo qualche centinaio di µs) e poi scendono più lentamente fino a zero.

9 9 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento Hanno andamento nel tempo del tipo di quello rappresentato in figura e possono essere ottenute in laboratorio fino a valori massimi estremamente elevati. Onda impulsiva doppio-esponeziale

10 10 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento L'onda di tensione di questo tipo, che ha andamento doppio esponenziale, viene generalmente caratterizzata dal suo valore massimo V M, dalla durata T 1 del fronte, tempo in cui la tensione sale da zero al valore massimo, e dalla durata T 2 della coda sino all'emivalore, tempo in cui la tensione si riduce a metà del suo valore massimo. I tempi vengono espressi in microsecondi e l'onda viene normalmente designata "onda T 1 /T 2 ". Per le definizioni si fa riferimento alla IEC

11 11 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento Prove dielettriche hanno notevole impatto economico Rischio concreto di danneggiamento apparecchiatura Necessità di prove riproducibili Prove dovrebbero essere anche rappresentative Normalizzazione in ambito internazionale sulla base di una serie di studi sulle tipologie di sovratensioni significative per quanto riguarda le fulminazioni e le sovratensioni di manovra

12 12 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento IMPULSI DI FULMINAZIONE 1,2/ 50 µs IMPULSI DI MANOVRA 250/2500 µs I primi vengono usati anche per prove EMC (prova di surge)

13 13 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento Tempi che intervengono sono di almeno tre ordini di grandezza sotto quelli dellalternata (µs invece di ms) In qualche caso necessità di considerare i componenti a costanti distribuite (in 1 µs una perturbazione elettromagnetica percorre circa 300 m) Importanza degli elementi parassiti (L e C) dei circuiti Problemi derivanti dal fatto che i circuiti per alte tensioni sono estesi ed i componenti hanno dimensioni notevoli.

14 14 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento Determinazione dei parametri convenzionali di un impulso di fulminazione T1 = 1,67 T

15 15 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento v(t) = · (e-t/ 2 - e-t/ 1 )

16 16 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento Per onde di fulminazione Impulsi con queste caratteristiche non possono essere prodotti con trasformatori ma si richiedono circuiti particolari Costanti di tempo così brevi si possono ottenere con la scarica di condensatori. Schema utilizzato generatore di Marx (Erwin)

17 17 Università degli studi di Padova Dipartimento di ingegneria elettrica G.Pesavento SCHEMA DI PRINCIPIO Rf = resistenza di fronte R2 = resistenza di coda C2 = condensatore di fronte (comprende anche la capacità del carico)


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