Un’analisi accurata dei gas è fondamentale per il funzionamento sicuro dei quadri elettrici isolati in gas. Nelle reali condizioni di esercizio, tuttavia, le misure non vengono mai effettuate in un ambiente di laboratorio ideale. La temperatura ambiente, le variazioni della pressione di esercizio e le condizioni ambientali mutevoli possono influenzare il comportamento dei sensori e quindi il risultato finale. Per questo motivo la compensazione della temperatura nell’analisi del gas SF6 non è solo un dettaglio tecnico, ma un fattore determinante per una diagnostica affidabile.
L’analizzatore di gas GA11 di WIKA è stato progettato specificamente per fornire risultati stabili e riproducibili anche in condizioni operative variabili. Combina sensori con compensazione della temperatura, correzione del gas reale e un’architettura di sensori digitali per migliorare la ripetibilità delle misure nelle applicazioni di media e alta tensione.
Perché la temperatura è un fattore critico nell’analisi dei gas
I quadri elettrici sono installati in ambienti soggetti a variazioni stagionali e operative. Queste condizioni influiscono sui principali parametri di misura, come l’umidità, la purezza del gas e i prodotti di decomposizione. In assenza di una compensazione adeguata, i segnali dei sensori possono variare in funzione della temperatura ambiente, rendendo più complessa la valutazione dello stato del gas. WIKA evidenzia che il GA11 affronta questa problematica attraverso sensori con compensazione della temperatura e procedure di misura basate su criteri di stabilità.
Questo aspetto è particolarmente rilevante nelle attività di assistenza e manutenzione. Se le misure effettuate in condizioni ambientali differenti non sono confrontabili, l’analisi delle tendenze nel tempo risulta limitata. Un analizzatore di gas moderno deve quindi ridurre al minimo l’influenza delle variazioni di temperatura sui risultati di misura.
Architettura dei sensori e intervallo di calibrazione esteso
Confronto dei valori di SO2 misurati prima e dopo la compensazione della temperatura nel GA11.
Una parte fondamentale della compensazione della temperatura nell’analisi dei gas SF6 è l’architettura del sensore sottostante. Il GA11 è tarato su un intervallo di temperatura da -10 °C a +50 °C, che consente una stabilità dell’accuratezza del sensore anche al di fuori delle condizioni ideali di laboratorio e lungo l’intero campo operativo dello strumento.
I sensori elettrochimici utilizzati per i prodotti di decomposizione come SO2, HF, H2S e CO sono sottoposti a compensazione continua della temperatura. Questo è importante perché la risposta dei sensori elettrochimici varia con la temperatura. Senza correzione, il segnale misurato potrebbe aumentare o diminuire semplicemente a causa di un cambiamento delle condizioni ambientali, e non perché il gas sia effettivamente cambiato.
La figura 1 illustra questo effetto con una misura di 19,9 ppm di SO2: prima della compensazione della temperatura, il valore misurato varia con la temperatura; dopo la compensazione, il segnale risulta molto più stabile e rappresentativo della reale condizione del gas.
Anche il sensore acustico utilizzato per la misura della purezza è dipendente dalla temperatura, poiché la velocità del suono varia con la densità del gas e quindi con la temperatura. Ogni sensore è pertanto abbinato a una tabella di calibrazione individuale.
In pratica, questo significa che il GA11 non si limita a misurare e visualizzare: corregge attivamente in tempo reale gli effetti della temperatura sui sensori.
Confronto tra i punti di fusione del ghiaccio in SF₆ (a sinistra) e nell’aria (a destra).
Correzione del gas reale per la misura dell’umidità più accurata
L’analisi dell’umidità nei gas isolanti è un altro ambito in cui assunzioni semplificate possono generare risultati fuorvianti. La pressione e la composizione del gas influenzano entrambe il comportamento del punto di rugiada e del punto di brina. Il GA11 misura quindi l’umidità direttamente alla pressione del sistema e tiene conto del comportamento fisico reale del gas.
La figura 2 evidenzia questa differenza confrontando il comportamento di fusione di uno strato di ghiaccio in SF6 e in aria. Mentre il punto di fusione in aria è vicino a 0,01 °C, nell’SF6 si sposta verso un intervallo significativamente più elevato a causa della formazione di idrati. Questo è il motivo per cui la misura dell’umidità in SF6 non può basarsi semplicemente su assunzioni derivate dall’aria.
Un importante elemento distintivo del GA11 è che i valori di correzione per N2 (aria), SF6 e CO2 sono memorizzati direttamente nel concetto di sensore. Questo approccio a calibrazioni multiple aiuta a compensare il fatto che il comportamento del punto di brina e del punto di rugiada differisce in modo significativo tra questi gas. Il concetto supporta inoltre una misura affidabile dell’umidità nei gas isolanti alternativi, nei quali i metodi classici con specchio del punto di rugiada possono diventare inadeguati perché singoli componenti del gas possono condensare.
Questo rende la compensazione della temperatura nell’analisi dei gas SF6 molto più di una semplice routine di correzione elettronica. Diventa parte di un concetto di misura più ampio che collega il rilevamento dell’umidità, le condizioni di pressione e il comportamento fisico specifico del gas.
Valori di misura stabili nelle applicazioni sul campo
La ripetibilità dei risultati non dipende esclusivamente dalla tecnologia dei sensori, ma anche dal processo di misura. Il GA11 abbina l’architettura digitale dei sensori a una procedura di misura automatizzata che rileva quando i valori hanno raggiunto una stabilità sufficiente. Il software supporta l’operatore nel determinare il termine della misura, riducendo l’influenza dell’utilizzatore e la necessità di ripetere le analisi. WIKA indica questo approccio basato su criteri di stabilità come una caratteristica distintiva del GA11.
Per i tecnici di manutenzione e i gestori di rete, ciò si traduce in una maggiore affidabilità delle misure durante le attività di servizio, messa in servizio e analisi delle condizioni operative.
Decisioni operative basate su risultati riproducibili
Nel contesto della manutenzione dei quadri elettrici, risultati di misura non coerenti possono comportare costi aggiuntivi e decisioni non ottimali. Valori riproducibili e documentabili facilitano la valutazione dello stato del gas. WIKA posiziona il GA11 come strumento per un’analisi del gas orientata alle norme, in linea con i requisiti delle IEC 60376 e IEC 60480 per il controllo della qualità dei gas isolanti. A seconda della configurazione, lo strumento consente la misura di fino a sei componenti, dispone di un touchscreen da 10″ per un utilizzo intuitivo ed è idoneo al trasporto aereo senza restrizioni IATA grazie al concetto di alimentazione a batteria.
Ne risulta un processo di analisi del gas adatto alle condizioni operative reali, progettato per offrire risultati affidabili e facilmente documentabili.
Conclusione
La compensazione della temperatura nell’analisi del gas SF6 è un fattore determinante per ottenere misure affidabili al di fuori del laboratorio. Con il GA11, WIKA integra un’ampia calibrazione dei sensori, la compensazione della temperatura in tempo reale, la correzione del gas reale per la misura dell’umidità e il rilevamento automatico della stabilità in un unico strumento. Questo rende l’analizzatore particolarmente indicato per applicazioni di servizio e manutenzione in cui sono richiesti dati di qualità del gas riproducibili e coerenti.
Note
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FAQ
1. Perché la compensazione della temperatura è importante nell’analisi del gas SF6?
La temperatura influisce sul comportamento dei sensori utilizzati per la misura di umidità, purezza e prodotti di decomposizione. La compensazione consente di ridurre l’influenza delle condizioni ambientali sui risultati. Nel GA11, WIKA implementa questo principio attraverso sensori compensati in temperatura e una calibrazione estesa da -10 °C a +50 °C.
2. In che modo il GA11 migliora la misura dell’umidità?
Il GA11 misura l’umidità alla pressione di esercizio e applica la correzione del gas reale. Secondo WIKA, questo approccio è necessario perché il comportamento dell’acqua nell’SF6 differisce da quello nell’aria. Per questo motivo, sono integrati valori di correzione specifici per diversi gas.
3. Qual è il ruolo dell’architettura digitale dei sensori nel GA11?
L’architettura digitale dei sensori consente di integrare una logica di misura che rileva automaticamente la stabilità dei valori. Il software supporta la conclusione della misura, contribuendo a ridurre l’influenza dell’operatore.
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