All'interno del trasformatore c'è anche una "protezione di sicurezza": un relè a gas

In un sistema energetico ampio e complesso, i trasformatori sono come cuori stabili, che forniscono energia giorno e notte. Molti sanno che all'esterno del trasformatore sono presenti dispositivi di protezione "espliciti" come termometri e valvole limitatrici di pressione. Tuttavia, sul tubo di collegamento tra il serbatoio dell'olio del trasformatore e il conservatore dell'olio si nasconde spesso un componente poco appariscente ma cruciale: il relè del gas (Gas Relay), che nel settore viene spesso chiamato "relè del gas".

Pur essendo di piccole dimensioni, costituisce la prima linea di difesa contro i guasti interni del trasformatore ed è conosciuta come la “protezione di sicurezza” all'interno del trasformatore. Questo guardiano non richiede un'alimentazione esterna e fa affidamento solo sulla sua squisita struttura meccanica e fisica per rilevare anomalie nelle primissime fasi di guasto e proteggere la sicurezza della rete elettrica.

I. Cos'è un relè gas?

Il relè gas è essenzialmente un dispositivo di rilevamento del flusso di olio e di gas, installato appositamente sulla tubazione di collegamento tra il serbatoio dell'olio e il conservatore dell'olio (espansore) del trasformatore immerso nell'olio.

La sua responsabilità principale è monitorare se si verifica un improvviso cambiamento nel flusso di gas o olio all'interno del trasformatore a causa di un guasto, emettere un allarme prima che arrivi il pericolo e persino interrompere direttamente l'alimentazione elettrica quando necessario per evitare l'espansione dell'incidente.

Consideralo come una combinazione di "rilevatore di fumo + interruttore automatico" per un trasformatore.

II. Come funzionano le "guardie giurate"?

I relè del gas vengono solitamente installati sul tubo di collegamento tra il serbatoio dell'olio principale del trasformatore e il conservatore dell'olio (cuscino dell'olio). Il suo principio di funzionamento ha origine da uno speciale fenomeno fisico quando si verifica un guasto interno del trasformatore: quando all'interno del trasformatore si verifica un surriscaldamento locale, un invecchiamento dell'isolamento o una leggera scarica, l'olio isolante e il materiale isolante solido si decompongono termicamente, rilasciando gas caratteristici come idrogeno e metano.

Questi gas formano bolle nell'olio e salgono lentamente lungo il tubo inclinato. Man mano che attraversano il relè del gas, si accumulano gradualmente nella camera del gas superiore del relè. All'aumentare del volume del gas, il livello dell'olio all'interno del relè inizia a scendere e il galleggiante (o la tazza aperta) che originariamente galleggiava sulla superficie dell'olio perde galleggiabilità e affonda. Quando l'accumulo di gas raggiunge una soglia prestabilita (solitamente da 250 a 300 centimetri cubi), il galleggiante avvicina il magnete interno al contatto reed, provocandone la chiusura. A questo punto la sala controllo riceverà il segnale di “allarme gas leggero”. È come il primo sussurro del tutore, che ricorda al personale operativo e di manutenzione che il trasformatore potrebbe avere un guasto minore e che il campionamento del gas, l'analisi e la risoluzione dei problemi devono essere eseguiti in modo tempestivo.

III. Perché si chiama "Guardia di Sicurezza"?

L’importanza dei relè a gas si riflette principalmente nei seguenti aspetti:

1. La “prima persona” che risponde ai difetti

Rispetto alla protezione delle grandezze elettriche come corrente e tensione, i relè a gas possono rilevare prima i cambiamenti fisici all'interno del trasformatore, in particolare quei guasti precoci che non hanno ancora causato cambiamenti significativi nella corrente. Spesso può avvisare tempestivamente di un incidente fin dal suo inizio.

2. Reattivo e affidabile

Che si tratti di un lento accumulo di gas o di un improvviso flusso di olio ad alta velocità, il relè del gas può rispondere di conseguenza. Finché l'installazione è corretta e l'impostazione è ragionevole, è quasi immune da interferenze elettriche esterne e ha un'elevata affidabilità operativa.

3. Ridurre le perdite dovute a incidenti

Poiché possono emettere un segnale o scattare direttamente nella fase iniziale di un guasto, i relè a gas riducono efficacemente il grado di danno alle apparecchiature e la portata delle interruzioni di corrente, riducendo significativamente i costi di manutenzione e l'impatto sociale. Si può dire che sia una barriera fondamentale per proteggere il trasformatore da danni devastanti

IV. Dettagli che non possono essere ignorati durante il funzionamento e la manutenzione

Sebbene il relè gas sia molto affidabile, il suo normale funzionamento non può essere separato dalla gestione standardizzata del funzionamento e della manutenzione:

Calibrazione regolare: verificare se l'azione di contatto è precisa e se la tenuta è buona per evitare malfunzionamenti o rifiuti dovuti ad attaccamento o perdite d'aria.

Prestare attenzione ai segnali di gas leggero: una volta che si verifica un allarme di gas leggero, è necessario raccogliere immediatamente campioni di olio per l'analisi dei gas disciolti (DGA) per trovare la causa principale del guasto, anziché semplicemente ripristinare l'allarme.

Scarico dopo nuova messa in funzione o revisione: Dopo la prima messa in funzione o dopo la revisione, il trasformatore deve essere completamente scaricato secondo normativa per evitare che residui d'aria causino false segnalazioni dal relè gas.

V. Conclusione

Nell'intero sistema di alimentazione, nonostante il relè gas sia solo un “piccolo accessorio” sul trasformatore, esso tutela sempre la sicurezza interna del trasformatore. Non solo può catturare acutamente le prime sottili anomalie, ma anche interrompere decisamente l'alimentazione nei momenti critici, incarnando davvero il valore di "quattro o due mosse su mille sterline".

La prossima volta che passi davanti a una sottostazione e vedi quei grandi trasformatori in silenzio, potresti anche dire questo nella tua mente:

"Non preoccuparti, all'interno c'è una 'guardia di sicurezza' di turno."