miércoles, 25 de enero de 2017

Ensayos dieléctricos de Transformadores




Los presentes ensayos dieléctricos para Transformadores están basados en la norma IEC 60076 – 3 e IEC 60076 – 11 y forman parte de los ensayos denominados “individuales”.

1.- Ensayo dieléctrico por tensión aplicada

1.1.- Definición

Tensión aplicada: se trata de la tensión monofásica que se aplica a uno de los devanados del transformador, estando los demás conectados a masa.

1.2.- Descripción del ensayo

El ensayo por tensión aplicada debe llevarse a cabo con una tensión alterna monofásica de forma sinusoidal y que tenga la frecuencia adecuada, es decir, por lo menos igual al 80% de la frecuencia nominal.

La tensión de ensayo debe ajustarse al siguiente cuadro, teniendo en cuenta la clase de aislamiento especificada del transformador, siempre que el fabricante y el comprador no hayan acordado ningún valor en concreto.

La plena tensión de ensayo debe aplicarse durante 60 segundos entre el devanado sometido a prueba, y todas las bornas de los demás devanados, el circuito magnético, el chasis o la envolvente del transformador, conectados juntos a tierra.

El ensayo será satisfactorio si no se produce ninguna caída de la tensión durante el ensayo.


Tabla 1: Tensiones soportadas asignadas para arrollamientos de transformador con tensión más elevada para el material con Um ≤ 170 kV. Serie I basada en la práctica europea 
(IEC 60076-3, Tabla 2)


Tabla 2: Tensiones soportadas asignadas para arrollamientos de transformador con tensión más elevada para el material, con Um ≤ 169 kV. Serie II basada en la práctica de Norteamérica 
(IEC 60076-3, Tabla 3)

1.3.- Función del ensayo

Comprobar la resistencia dieléctrica de todos los devanados del transformador, a frecuencia industrial (50 Hz), con respecto a la masa y a los demás devanados.

El esquema de principio del transformador queda modificado de la siguiente forma:


Figura 1: Esquema de principio del ensayo dieléctrico por tensión aplicada

1.4.- Modalidades

El ensayo por tensión aplicada se realiza con una tensión monofásica de 50 Hz, cuya amplitud fija la norma en función de la clase de aislamiento del transformador.

La tensión se aplica sucesivamente a cada devanado durante 60 s., estando todas las bornas de los demás devanados y las partes metálicas conectadas a tierra.

La medida de la tensión se realiza directamente utilizando un puente divisor de tensión o un transformador de tensión.

1.5.- Esquema de montaje


Transformador de tensión: relación de transformación = 1.000.

Figura 2: esquema de montaje para el ensayo dieléctrico por tensión aplicada

2.- Ensayo dieléctrico por tensión inducida

2.1.- Definiciones
  • Aislamiento uniforme de un devanado de transformador: es el aislamiento de un devanado en el que todas las extremidades conectadas a las bornas del transformador tienen la misma tensión a la frecuencia industrial.
  • Tensión Um: es la tensión más elevada de una red a la que puede conectarse el devanado, teniendo en cuenta su aislamiento. En la práctica, se refiere a la tensión de aislamiento del transformador.
2.2.- Descripción del ensayo

El tipo de ensayo por tensión inducida depende básicamente del tipo de devanado del transformador.

El ensayo por tensión inducida que se describe en esta norma indica que debe aplicarse, a las bornas de un devanado del transformador, una tensión alterna próxima a la forma sinusoidal.

La tensión de ensayo debe ser igual al doble del valor de la tensión asignada, y no debe sobrepasar la tensión asignada  de resistencia de corta duración a frecuencia industrial (ver tablas 1 y 2), entre bornas de línea de un devanado trifásico.

La frecuencia de ensayo debe ser superior a la frecuencia nominal para evitar saturaciones (corriente magnetizante excesiva).

A no ser que se especifique lo contrario, la duración del ensayo a plena tensión será de 60 segundos para cualquier frecuencia de ensayo que sea inferior o igual al doble de la frecuencia asignada.

Cuando la frecuencia de ensayo sea superior al doble de la frecuencia asignada, la duración del ensayo será de:

[120 x (frecuencia asignada / frecuencia de ensayo)] segundos, con un mínimo de 15 s.

El ensayo de un devanado trifásico se efectúa preferentemente con tensiones trifásicas equilibradas inducidas en las 3 fases del devanado. Si el devanado tiene neutro accesible, éste puede conectarse a tierra durante el ensayo. El ensayo por tensión inducida será satisfactorio si no se produce ninguna caída de la tensión de ensayo.

2.3.- Función del ensayo

Este ensayo permite detectar uno o varios fallos entre las espiras de los devanados (Por ejemplo: fallo entre y , y , o un fallo entre fases.


Figura 3: Esquema de principio del ensayo dieléctrico por tensión inducida

2.4.- Modalidades

Estando abierto el devanado MT, el devanado BT se alimenta a 2 x Unominal. Para evitar que se sature el circuito magnético del transformador, la frecuencia utilizada para el ensayo será de 200 Hz o 150 Hz, dependiendo de la plataforma que se utilice.

La duración máxima del ensayo es:

(120 x 50) / 200 = 30 s. con una frecuencia de ensayo de 200 Hz.
(120 x 50 / 150 = 40 s. con una frecuencia de ensayo de 150 Hz.

2.5.- Esquema de montaje

Se considera que el transformador funciona correctamente cuando no se produce ninguna caída de tensión o desviación amperimétrica.


Figura 4: Esquema de montaje del ensayo dieléctrico por tensión inducida



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sábado, 21 de enero de 2017

Causas de averías en cables con aislamiento seco (y Parte 3ª)



Soluciones para evitar las lesiones en cables durante el tendido

No cabe duda que la mejor solución es ejercer un mayor control sobre el contratista que realiza el tendido, el inspector deberá controlar que los trabajos de manipulación de bobinas, tendido y disposición de cables así como la confección de empalmes y terminales sea la adecuada y verifique que se utiliza la herramienta, maquinaria y metodología adecuadas para cada caso.

Controles recomendados durante la obra y el tendido del cable:

A continuación se describen los hitos recomendados para la aceptación de la línea

Durante la Obra civil 
  • Antes del cierre de las zanjas: dimensiones, comprobación tubos y separadores. 
  • Durante el cierre de la zanja: comprobación de cintas de señalización y/o placas.
  • Después del cierre de zanjas y después del hormigonado.: Comprobación arquetas y finales de tubos (Tapones y continuidad de los tubos).
  • En galerías: verificación de bandejas, soportes y distancias.
Durante el tendido cable
  • Previo al tendido: exigencia de documento certificado de paso del mandril por cada tubo integrante de las canalizaciones entubadas. Verificación del material y maquinaria de tendido a utilizar en el tendido por parte del contratista.
  • Tras el tendido: certificado de gráficas de esfuerzos sometidos a cada cable durante el tendido y por tramo.
Durante el Conexionado eléctrico
  • Empalme y/o terminación verificación de la ejecución (por lo menos se deberá asistir a la ejecución de al menos uno de cada)
  • Verificación de la identificación de líneas en extremos.
  • Revisión de todas las puestas a tierra, antes de proceder a los ensayos de recepción.
Ensayos de recepción de la línea

Una vez que la instalación ha sido concluida, es necesario comprobar que el sistema nuevo de cable y accesorios cumple con los requisitos  mínimos de calidad y seguridad por lo  que  se realizaran y mantendrá la siguiente secuencia de ensayos de recepción:

Verificaciones
y
ensayos
Baja tensión
(BT)
Alta Tensión
(AT)
Redes tensión ≤ 1 kV
Redes tensión
> 1 kV ≤ 30 kV
Redes tensión
>30 kV ≤ 66 kV
Nueva
En servicio
Nueva
En servicio
Nueva
En servicio
Condiciones generales
X
X
X
X
X
X
Verificación de continuidad y Orden de fases
X

X

X

Colocación de etiquetas de identificación del cable y circuito
X
X
X
X
X
X
Medida de la resistencia de aislamiento
X





Ensayo de rigidez dieléctrica del aislamiento en cables de BT.
X
X




Medida de la continuidad y resistencia óhmica de la pantalla.


X

X

Ensayo de rigidez dieléctrica de la cubierta.


X
X
X
X
Ensayo de tensión en corriente alterna.


X

X

Ensayo de descargas parciales.


X
X*
X
X*
Ensayo de capacidad.




X


* A requerimiento o necesidad en el caso de que diera fallo en el ensayo de rigidez de la cubierta.

Se expone a continuación la ITC 05 completa sobre Verificaciones e Inspecciones en Líneas eléctricas del (RLAT) Reglamento español sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en líneas eléctricas de alta tensión:
Instrucción Técnica Complementaria ITC-LAT 05
VERIFICACIONES E INSPECCIONES
0. ÍNDICE
1. PRESCRIPCIONES GENERALES
2. VERIFICACIÓN E INSPECCIÓN DE LAS LÍNEAS ELÉCTRICAS PROPIEDAD DE EMPRESAS DE TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
3. VERIFICACIÓN E INSPECCIÓN DE LAS LÍNEAS ELÉCTRICAS QUE NO SEAN PROPIEDAD DE EMPRESAS DE TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
4. CLASIFICACIÓN DE DEFECTOS
1. PRESCRIPCIONES GENERALES
La presente instrucción tiene por objeto desarrollar las previsiones del Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en líneas eléctricas de alta tensión, en relación con las verificaciones e inspecciones previas a la puesta en servicio, o periódicas de las líneas eléctricas de alta tensión.
Las empresas de transporte o distribución o los técnicos titulados competentes que realicen actividades de verificación y los organismos de control que realicen actividades de inspección deberán disponer de los mismos medios técnicos indicados en el anexo 1 de esta instrucción.
2. VERIFICACIÓN E INSPECCIÓN DE LAS LÍNEAS ELÉCTRICAS PROPIEDAD DE EMPRESAS DE TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
2.1 Verificación
Las verificaciones previas a la puesta en servicio de las líneas eléctricas de alta tensión deberán ser realizadas por el titular de la instalación o por personal delegado por el mismo.
Se efectuarán los ensayos previos a la puesta en servicio que establezcan las normas de obligado cumplimiento. En cualquier caso para líneas eléctricas con conductores aislados con pantalla se efectuarán, al menos, los ensayos de comprobación del aislamiento principal y de la cubierta. En las líneas aéreas y en las subterráneas con cables aislados instalados en galerías visitables, se realizarán, además, los ensayos de la medida de resistencia del circuito de puesta a tierra y, en el caso que corresponda, medida de las tensiones de contacto.
Las líneas eléctricas de alta tensión serán objeto de verificaciones periódicas, al menos una vez cada tres años, realizando las comprobaciones que permitan conocer el estado de los diferentes componentes de las mismas. Las verificaciones se podrán sustituir por planes concertados con el órgano competente de la Administración, que garanticen que la línea está correctamente mantenida.
Como resultado de una verificación previa o periódica, la empresa titular emitirá un acta de verificación, en la cual figurarán los datos de identificación de la línea y posible relación de defectos, planes de corrección y, en su caso, observaciones al respecto.
La empresa titular mantendrá una copia del acta de verificación a disposición del órgano competente de la Administración. El acta de verificación podrá ser enviada mediante una transmisión electrónica.
2.2 Inspección
Los órganos competentes de la Administración podrán efectuar, por sí mismos o a través de terceros, inspecciones sistemáticas mediante control por muestreo estadístico.
3. VERIFICACIÓN E INSPECCIÓN DE LAS LÍNEAS ELÉCTRICAS QUE NO SEAN PROPIEDAD DE EMPRESAS DE TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA
Todas las líneas deben ser objeto de una verificación previa a la puesta en servicio y de una inspección periódica, al menos cada tres años. Para las líneas de tensión nominal menor o igual a 30 kV la inspección periódica puede ser sustituida por una verificación periódica. Las líneas de tensión nominal superior a 30 kV deberán ser objeto, también, de una inspección inicial antes de su puesta en servicio.
Las verificaciones previas a la puesta en servicio de las líneas eléctricas de alta tensión deberán ser realizadas por las empresas instaladoras autorizadas que las ejecuten.
Sin perjuicio de las atribuciones que, en cualquier caso, ostenta la Administración pública, los agentes que lleven a cabo las inspecciones de las líneas eléctricas de alta tensión de tensión nominal mayor de 30 kV deberán tener la condición de organismos de control, según lo establecido en el Real Decreto 2200/1995, de 28 de diciembre, acreditados para este campo reglamentario.
Las verificaciones periódicas de líneas eléctricas de tensión nominal no superior a 30 kV podrán ser realizadas por técnicos titulados con competencias en este ámbito que dispongan de un certificado de cualificación individual, expedido por una entidad de certificación de personas acreditada, de acuerdo con el Real Decreto 2200/1995, de 28 de diciembre, y según la norma UNE-EN-ISO/IEC 17024. El certificado de cualificación individual se renovará, al menos, cada tres años. Asimismo, el técnico titulado encargado de la verificación no podrá haber participado ni en la redacción del proyecto, ni en la dirección de obra, ni estar vinculado con el mantenimiento de la línea.
3.1 Verificaciones
3.1.1 Verificación inicial previa a la puesta en servicio.
Se efectuarán los ensayos previos a la puesta en servicio que establezcan las normas de obligado cumplimiento. En cualquier caso, para líneas eléctricas con conductores aislados con pantalla se efectuarán, al menos, los ensayos de comprobación del aislamiento principal y de la cubierta.
En las líneas aéreas y en las subterráneas con cables aislados instalados en galerías visitables, se realizarán, además, los ensayos de la medida de resistencia del circuito de puesta a tierra y, en el caso que corresponda, medida de las tensiones de contacto. 
3.1.2 Verificaciones periódicas.
Para líneas eléctricas con conductores aislados con pantalla se efectuarán, al menos, los ensayos de comprobación del aislamiento principal y de la cubierta. En las líneas aéreas y en las subterráneas con cables aislados instalados en galerías visitables, se realizarán, además, los ensayos de la medida de resistencia del circuito de puesta a tierra y, en el caso que corresponda, medida de las tensiones de contacto.
3.2 Inspecciones
3.2.1 Inspección inicial.
En la inspección inicial se comprobará que los ensayos a realizar por la empresa instaladora autorizada, correspondientes a las verificaciones previas a la puesta en servicio, se ejecutan correctamente, con los medios técnicos apropiados y en correcto estado de calibración, así como el resultado obtenido es satisfactorio. También se comprobará que existe coincidencia entre las condiciones reales de tendido con las condiciones de cálculo del proyecto.
3.2.2 Inspección periódica.
Para líneas eléctricas con conductores aislados con pantalla se efectuarán, al menos, los ensayos de comprobación del aislamiento principal y de la cubierta. En las líneas aéreas y en las subterráneas con cables aislados instalados en galerías visitables, se realizarán, además, los ensayos de la medida de resistencia del circuito de puesta a tierra y, en el caso que corresponda, medida de las tensiones de contacto.
3.3 Procedimientos de inspección y verificación
Las inspecciones y verificaciones de las instalaciones se realizarán sobre la base de las prescripciones que establezca la norma de aplicación y, en su caso, de lo especificado en el proyecto, aplicando los criterios para la clasificación de defectos que se relacionan en el apartado siguiente.
3.3.1 Procedimiento de inspección inicial o periódica.
La empresa instaladora autorizada que haya ejecutado la instalación o la responsable del mantenimiento, según se trate de inspecciones iniciales o periódicas, deberá asistir al organismo de control para la realización de las pruebas y ensayos necesarios.
Como resultado de la inspección, el agente encargado de la inspección emitirá un certificado de inspección, en el cual figurarán los datos de identificación de la línea y la posible relación de defectos, con su clasificación, y la calificación de la línea, así como el registro de las últimas operaciones de mantenimiento realizadas por la empresa, responsable del mantenimiento de la línea.
3.3.2 Procedimiento de verificación periódica.
La empresa responsable del mantenimiento podrá asistir al técnico titulado competente para la realización de las pruebas y ensayos necesarios.
Como resultado de la verificación, el técnico titulado competente encargado de la verificación emitirá un acta de verificación, en la cual figurarán los datos de identificación de la línea y la posible relación de defectos, con su clasificación, y la calificación de la línea, así como el registro de las últimas operaciones de mantenimiento realizadas por la empresa responsable del mantenimiento de la línea.
3.3.3 Calificación de una línea.
La calificación de una línea, como resultado de una inspección o verificación, podrá ser:
a) Favorable: Cuando no se determine la existencia de ningún defecto muy grave o grave. En este caso, los posibles defectos leves se anotarán para constancia del titular.
b) Condicionada: Cuando se detecte la existencia de, al menos, un defecto grave o defecto leve procedente de otra inspección anterior que no se haya corregido. En este caso:
b.1) Las líneas nuevas que sean objeto de esta calificación no podrán ser puestas en servicio en tanto no se hayan corregido los defectos indicados y puedan obtener la calificación de favorable.
b.2) A las líneas ya en servicio se les fijará un plazo para proceder a su corrección, que no podrá superar los seis meses. Transcurrido dicho plazo sin haberse subsanado los defectos, el organismo de control o el técnico titulado competente encargado de la verificación, según corresponda, deberá remitir el certificado con la calificación negativa al órgano competente de la Administración.
c) Negativa: Cuando se observe, al menos, un defecto muy grave. En este caso:
c.1) Las nuevas líneas no podrán entrar en servicio, en tanto no se hayan corregido los defectos indicados y puedan obtener la calificación de favorable.
c.2) A las líneas ya en servicio se les emitirá certificado negativo, que se remitirá inmediatamente, por el organismo de control o el técnico titulado competente encargado de la verificación, según corresponda, al órgano competente de la Administración,
4. CLASIFICACIÓN DE DEFECTOS
Los defectos en las instalaciones se clasificarán en: defectos muy graves, defectos graves y defectos leves.
4.1 Defecto muy grave
Es todo aquél que la razón o la experiencia determina que constituye un peligro inmediato para la seguridad de las personas o los bienes.
Se consideran tales los incumplimientos de las medidas de seguridad que pueden provocar el desencadenamiento de los peligros que se pretenden evitar con tales medidas, en relación con:
a) Reducción de distancias de seguridad.
b) Reducción de distancias de cruzamientos y paralelismos.
c) Falta de continuidad del circuito de tierra.
d) Tensiones de contacto superiores a los valores límites admisibles.
4.2 Defecto grave
Es el que no supone un peligro inmediato para la seguridad de las personas o de los bienes, pero puede serlo al originarse un fallo en la instalación. También se incluye dentro de esta clasificación, el defecto que pueda reducir de modo sustancial la capacidad de utilización de la instalación eléctrica.
Dentro de este grupo, y con carácter no exhaustivo, se consideran los siguientes defectos graves:
a) Falta de conexiones equipotenciales, cuando éstas fueran requeridas.
b) Degradación importante del aislamiento.
c) Falta de protección adecuada contra cortocircuitos y sobrecargas en los conductores, en función de la intensidad máxima admisible en los mismos, de acuerdo con sus características y condiciones de instalación.
d) Defectos en la conexión de los conductores de protección a las masas, cuando estas conexiones fueran preceptivas.
e) Sección insuficiente de los cables y circuitos de tierras.
f) Existencia de partes o puntos de la línea cuya defectuosa ejecución o mantenimiento pudiera ser origen de averías o daños.
g) Naturaleza o características no adecuadas de los conductores utilizados.
h) Empleo de equipos y materiales que no se ajusten a las especificaciones vigentes.
i) Ampliaciones o modificaciones de una instalación que no se hubieran tramitado según lo establecido en la ITC-LAT 04.
j) No coincidencia entre las condiciones reales de tendido con las condiciones de cálculo del proyecto (aplicable a líneas aéreas).
k) La sucesiva reiteración o acumulación de defectos leves.
4.3 Defecto leve
Es todo aquel que no supone peligro para las personas o los bienes, no perturba el funcionamiento de la línea y en el que la desviación respecto de lo reglamentado no tiene valor significativo para el uso efectivo o el funcionamiento de la línea.
ANEXO
MEDIOS TÉCNICOS MÍNIMOS REQUERIDOS PARA LA VERIFICACIÓN O INSPECCIÓN DE LINEAS ELÉCTRICAS DE ALTA TENSIÓN
1. MEDIOS TÉCNICOS
1.1 Equipos.
En este apartado se detallan los equipos de medida y ensayo mínimos. Para ciertas verificaciones que requieran equipos y medios especiales, los ensayos y medidas podrán ser subcontratados a laboratorios acreditados según la UNE-EN-ISO/IEC 17025.
1.1.1 Telurómetro
1.1.2 Medidor de aislamiento de, al menos, 10 kV.
1.1.3 Pértiga detectora de la tensión correspondiente a la categoría solicitada.
1.1.4 Multímetro o tenaza, para las siguientes magnitudes.
a) Tensión alterna y continua hasta 500 V.
b) Intensidad alterna y continua hasta 20 A.
c) Resistencia.
1.1.5 Ohmímetro con fuente de intensidad de continua de 50 A.
1.1.6 Medidor de tensiones de paso y contacto con fuente de intensidad de 50 A como mínimo.
1.1.7 Cámara termográfica.
1.1.8 Equipo verificador de la continuidad de conductores.
1.1.9 Prismáticos de, al menos, 8 aumentos.
Los equipos se mantendrán en correcto estado de funcionamiento y calibración. Cuando se subcontraten ensayos y medidas especiales, el agente encargado de la verificación o inspección comprobará el correcto estado de calibración de los equipos.
1.2 Equipos y medios de protección individual.
Estarán de acuerdo con la normativa vigente y las necesidades de la instalación.

Diagrama resumen de Gestión de defectos de líneas eléctricas según ITC LAT 05


FUENTES:

Iberdrola: MT 2.33.11.- Red subterránea  manipulación de bobinas, tendido y disposición de cables subterráneos hasta 66 kV.
Iberdrola: MT 2.33.15.- Red subterránea de AT y BT comprobación de cables subterráneos.
FACEL: Averías en cables de MT con aislamiento seco.
Daniel Scanagatta: Diagnósticos de cables subterráneos de Media Tensión de Distribución.
Endesa Distribución: Curso Mantenimiento de Redes de Distribución Eléctrica
ITC LAT 05: Verificaciones e Inspecciones



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