Il sistema di pompaggio a vuoto è un componente fondamentale dell'attrezzatura nella produzione e manutenzione dei trasformatori di potenza. La sua funzione principale è creare e mantenere un vuoto spinto all'interno della vasca del trasformatore, un processo essenziale per garantire l'affidabilità, l'efficienza e le prestazioni a lungo termine del trasformatore. Questo processo è coinvolto in due fasi chiave: disidratazione e degasaggio dell'isolamento e impregnazione dell'isolante solido.
1. Disidratazione e degasaggio dell'isolamento
La parte attiva del nucleo di un trasformatore (avvolgimenti e nucleo) è immersa in olio isolante, che funge sia da isolante elettrico che da refrigerante. Tuttavia, sia l’isolamento solido (principalmente carta di cellulosa e cartone pressato) che l’olio stesso sono igroscopici, nel senso che assorbono naturalmente l’umidità dall’atmosfera. La presenza anche di piccole quantità di umidità e gas disciolti è altamente dannosa.
· Debolezza elettrica: l'umidità riduce drasticamente la rigidità dielettrica dell'olio isolante e dell'isolamento solido. Ciò rende il trasformatore suscettibile a scariche parziali e completa rottura dielettrica, portando a guasti catastrofici.
· Invecchiamento accelerato: l'acqua agisce come catalizzatore per l'invecchiamento termico della carta di cellulosa, facendola diventare fragile e perdere le sue proprietà isolanti molto più velocemente, accorciando la vita operativa del trasformatore.
Il sistema di pompaggio del vuoto risolve questo problema sottoponendo l'intero serbatoio del trasformatore a un vuoto profondo per un periodo prolungato. A questa bassa pressione, il punto di ebollizione dell'acqua si abbassa notevolmente, provocando la vaporizzazione e l'estrazione dell'umidità intrappolata all'interno dell'isolamento solido. Allo stesso tempo, anche tutti i gas disciolti (come ossigeno e azoto) vengono rimossi dal petrolio e dai materiali solidi. Ciò lascia il sistema di isolamento interno asciutto e privo di gas-.
2. Impregnazione dell'isolamento solido
Dopo che il serbatoio è completamente disidratato, il passaggio cruciale successivo è riempirlo con olio isolante. Ciò non può essere fatto a pressione atmosferica. Il sistema di pompaggio del vuoto continua a funzionare, creando un vuoto sopra l'olio e, cosa più importante, all'interno dei pori microscopici dell'isolamento in cellulosa.
Successivamente viene immesso nel serbatoio l'olio degasato e disidratato. Poiché all'interno dei pori dell'isolamento esiste un vuoto, l'olio viene letteralmente "risucchiato" in ogni piccolo spazio, impregnando completamente la carta e il cartone pressato. Questa perfetta impregnazione è fondamentale perché elimina eventuali sacche d'aria residue che potrebbero portare a scariche parziali. Garantisce che l'olio e l'isolamento solido funzionino come un unico sistema dielettrico unificato con la massima resistenza.
In sintesi, il sistema di pompaggio a vuoto è il cuore pulsante del processo di essiccazione del trasformatore e di riempimento dell'olio-. Non è esagerato affermare che la qualità del vuoto raggiunto determina direttamente la capacità del trasformatore di resistere alle sollecitazioni elettriche e la sua durata di servizio prevista. Senza questo passaggio cruciale, i trasformatori sarebbero molto più soggetti a guasti e avrebbero una vita operativa notevolmente più breve.
