Introduzione
Un relè Buchholz è un dispositivo di protezione per trasformatori elettrici. Nei trasformatori elettrici con conservatore, un relè a gas o relè Buchholz è installato tra il serbatoio del conservatore e il serbatoio principale. I relè a gas svolgono due funzioni, mentre un relè Buchholz ne ha tre. Il relè Buchholz prende il nome dal suo inventore, Max Buchholz.
Posizione del Relè Buchholz sul Trasformatore
Componenti del Buchholz
I relè Buchholz sono solitamente dotati di due galleggianti e una piastra deflettrice. I galleggianti sono posizionati in alto e in basso all'interno dell'alloggiamento del relè. La piastra deflettrice è collegata a un perno che attraversa verticalmente l'alloggiamento del relè.
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Componenti del Relè Buchholz (modello 3D basato sul design di Mibos.com)
Funzionamento dei Relè Buchholz
Il video qui sotto è un estratto dal nostro Corso Video Online di Introduzione ai Trasformatori Elettrici.
Guasto 1: Piccoli Guasti Elettrici
Operatore: Galleggiante Superiore
Effetto: Allarme
Piccoli guasti elettrici all'interno del serbatoio del trasformatore riscaldano il liquido isolante e creano piccole bolle di gas. Queste bolle salgono in cima al serbatoio e passano al relè Buchholz. Il gas non può attraversare il relè, quindi si accumula lentamente all'interno dell'alloggiamento del relè, spostando il liquido isolante. Se il guasto persiste, il volume del gas diventa così grande che il galleggiante superiore scende (galleggia sul liquido) attivando un allarme.
Guasto 2: Basso Livello di Liquido Isolante
Operatore: Galleggiante Inferiore
Effetto: Allarme e Spegnimento Una significativa riduzione del liquido isolante all'interno del trasformatore potrebbe portare a un guasto catastrofico. Per prevenire ciò, il relè Buchholz spegnerà il trasformatore se viene rilevato un basso livello di liquido. Un calo del livello del liquido sarà inizialmente rilevato dal galleggiante superiore che attiverà un allarme mentre il livello del liquido nel relè scende. Se il livello continua a scendere, il galleggiante inferiore scenderà e il trasformatore si spegnerà.
Guasto 3: Grandi Guasti Elettrici
Operatore: Piastra Deflettrice
Effetto: Spegnimento
Un grande guasto elettrico genera un grande volume di gas che sposta un grande volume di liquido all'interno del serbatoio del trasformatore. Poiché non c'è spazio per questo liquido spostato, il liquido isolante si muove verso il serbatoio del conservatore ad alta velocità (onda di pressione/shock). Il movimento improvviso del liquido attraverso il relè fa ruotare la piastra deflettrice, che attiva un interruttore e/o spinge il galleggiante inferiore verso il basso, spegnendo il trasformatore.
Sommario dei Guasti e degli Operatori
Piccoli Guasti Elettrici = Galleggiante superiore scende. Galleggiante inferiore nessun movimento. Piastra deflettrice nessun movimento.
Basso Livello di Liquido Isolante = Galleggiante superiore scende. Galleggiante inferiore scende. Piastra deflettrice nessun movimento.
Grandi Guasti Elettrici = Galleggiante superiore forse scende. Galleggiante inferiore scende. Piastra deflettrice spinge il galleggiante inferiore verso il basso.
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Funzionamento dei Relè Buchholz
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Qual è la differenza tra un relè a gas e un relè Buchholz?
I relè a gas operano in base alla quantità di gas generata da piccoli e/o grandi guasti elettrici, non misurano il livello del liquido del trasformatore. I relè Buchholz operano in base alla quantità di gas generata da piccoli guasti elettrici, grandi guasti elettrici e il livello del liquido isolante del trasformatore.
Guasti Generali
Guasti generali all'interno del trasformatore possono anche portare uno o più degli operatori all'interno del relè a causare allarmi o spegnimenti. Qualunque sia la ragione del guasto, tutti gli allarmi e gli spegnimenti devono essere completamente investigati. Se il trasformatore si è spento, la ragione di questo spegnimento deve essere accertata prima che il trasformatore venga rimesso in servizio.
Ragioni dei Guasti
Piccoli guasti elettrici potrebbero essere causati da correnti parassite, surriscaldamento locale, scariche parziali, o, condizioni del liquido isolante scadenti.
Grandi guasti elettrici sono più probabilmente dovuti a guasti avvolgimento-avvolgimento, guasti fase-fase, o guasti a terra.
Una riduzione del livello del liquido isolante è più probabilmente dovuta a perdite dal serbatoio del trasformatore o dalle tubazioni e appendici associate. Guarnizioni, sigilli, giunti e saldature sono i soliti punti di perdita.
Test e Manutenzione
È normalmente possibile testare gli operatori del galleggiante pompando aria nella camera del galleggiante per spostare il liquido, il che fa cadere i galleggianti. La piastra deflettrice può essere testata ruotando un'asta, o una leva a mano, montata sulla cassa del relè. La condizione degli interruttori elettrici stessi può essere controllata misurando la resistenza utilizzando un multimetro standard.
Nota: Alcune persone disapprovano il pompaggio di aria nella camera del galleggiante per testare il relè, sebbene sia l'esperienza dell'autore che ci siano tante persone a favore della procedura quanto contro. Ci sono pro e contro, ma questi sono discussi nel corso di Manutenzione dei Trasformatori saVRee e sono al di fuori dell'ambito di questo articolo.
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Risorse Aggiuntive
https://owlcation.com/stem/How-does-a-Buchholz-relay-work
https://www.electricaleasy.com/2014/06/buchholz-relay-construction-working.html