Consideraciones
sobre los riesgos de perforación dieléctrica de los aislamientos durante los
ensayos
Durante los ensayos a 50 Hz , 0,1
Hz o en corriente continua, los aislamientos están sometidos a una tensión
superior a la de servicio y, si existe un defecto en algún punto del devanado,
puede manifestarse bruscamente por una perforación dieléctrica.
Las tensiones de ensayo que se utilizan
para máquinas envejecidas no son, sin embargo, más que algo más elevadas que
las que el devanado soporta en servicio, contrariamente a lo que podría parecer
a primera vista. Efectivamente, en servicio normal la tensión eficaz entre cada
barra de una fase y una barra de otra fase alojada en la misma ranura o
adyacente a ella fuera de las ranuras es Un, durante los ensayos estas
tensiones son:
· Ensayos dieléctricos a 50 Hz:
Valor eficaz de la tensión
= 1,5 Un = 150% de la tensión de
servicio.
Ensayos
dieléctricos a 0,1 Hz:
· Valor eficaz de la tensión =
1,8 Un, la tensión de servicio que
equivale a 1,87/1,25 Un = 150% de
la tensión de servicio.
· Ensayos dieléctricos en c.c.:
Valor
de la tensión = 2,4 Un, que equivale a 2,4/1,6
Un a 50 Hz = 150% de la tensión de servicio.
· Trazado de la curva “corriente de fuga-tensión
aplicada” en c.c.:
Valor de la
tensión = 2 Un, que equivale a 2/1,6 Un a 50 Hz = 125%
de la tensión de servicio.
Este margen que
se utiliza sirve como garantía de que si el devanado ha soportado dichas
tensiones con éxito, no se presentará ningún fallo de aislamiento en servicio
durante un cierto número de años después de realizados los ensayos. Téngase en
cuenta también, que el devanado va a seguir después su proceso de
envejecimiento y que, además, puede verse sometido a sobretensiones
transitorias por maniobra de interruptores o por rayo, y es preciso asegurar
con los ensayos que va a soportar estas condiciones en lo sucesivo hasta la
nueva revisión que se realice.
Como se ha
indicado anteriormente, el ensayo en tensión continua para el trazado de la
curva “Corriente de fuga-tensión aplicadas” permite detectar puntos débiles del
devanado por aumento brusco de la pendiente de la curva,. No obstante, los
defectos situados en puntos que no están separados de masa por un camino
parcialmente conductor, como una capa de polvo o barniz semiconductor, no son
generalmente detectables por este procedimiento. Así ocurre, por ejemplo, con
la mayoría de los defectos situados en el interior de las ranuras, los cuales
afortunadamente son los menos frecuentes. En estos casos, la existencia de un
defecto se manifiesta por una perforación dieléctrica, sin que antes haya
podido preverse este suceso por la forma de la curva que se va trazando.
Por las razones
expuestas, es aconsejable realizar los ensayos en una época adecuada, siendo
preferible hacerlo cuando se proceda a una revisión general del grupo
turbina-alternador; esto permitirá también disponer de tiempo suficiente para
hacer una inspección visual detallada o una limpieza del devanado, si fuera
necesario. En este caso si se produjera una perforación durante las pruebas, se
dispondría de tiempo para hacer las reparaciones oportunas.
Las
perforaciones dieléctricas en tensión continua producen una huella mínima en el
aislamiento, pues la energía puesta en juego es muy pequeña; los generadores de
corriente continua utilizados dan, como máximo, una corriente de 1 a 5 mA en
cortocircuito. Esto da lugar a que, según la localización y tipo de defecto,
una máquina pueda a veces ponerse en servicio después de una perforación
durante el ensayo de corriente continua, sin que el riesgo de avería en
servicio sea elevado. Por ejemplo, si se trata de un defecto que da lugar a un
mantenimiento de la tensión de perforación en sucesivas aplicaciones de la
tensión de ensayo y está situado próximo al neutro, es muy posible que pueda
permitir un funcionamiento normal de la máquina durante cierto tiempo, al menos
hasta que el defecto no haya empeorado por haberse contaminado la zona en que
está situado.
Según la
localización y tipo de defectos esta tensión de cebado en las sucesivas
aplicaciones de tensión evoluciona de manera distinta:
- Si se trata de una grieta en el aislamiento dentro de las ranuras que afecte a todo el espesor, la tensión de cebado en la segunda, tercera, etc…aplicaciones de tensión, es ligeramente inferior a la primera y su disminución es muy lenta.
- Si es una grieta dentro de las ranuras sin afectar a todo el espesor del devanado, la segunda aplicación de tensión da una tensión de cebado del orden del 40 al 50% de la primera y las sucesivas aplicaciones de tensión mantienen, con ligeras diferencias, este valor.
- Si es un defecto fuera de las ranuras y está unido a la masa a través de una capa de barniz semiconductor o suciedad, las tensiones de cebado en sucesivas aplicaciones de la tensión son cada vez menores, pues por efecto del paso de la corriente, la resistencia del camino semiconductor disminuye cada vez más. A veces, después de varios cebados el defecto se convierte en un cortocircuito franco.
Cuando una perforación se produce
durante un ensayo, es conveniente localizar el punto defectuoso para valorar su
importancia y facilitar su reparación. Esto puede hacerse en la mayor parte de
los casos observando el destello producido por la propia perforación. Una vez
localizado, se deberá valorar el riesgo que presenta este defecto como posible
causa posterior de una perforación si la máquina se pone en servicio. Lo más
prudente es, sin embargo, proceder a una reparación inmediata de la bobina
dañada; si la perforación se produce fuera de las ranuras es posible en ciertos
casos reparar la bobina sin necesidad de extraerla.
Una vez localizado el defecto, se
debe aislar la bobina correspondiente y hacer un ensayo dieléctrico en
corriente continua en el resto del devanado, al objeto de descubrir otros
posibles puntos defectuosos y hacer las reparaciones convenientes también en
ellos.
FUENTE:
ASINEL: Mantenimiento eléctrico de Alternadores
y Motores de Alta Tensión
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