Análisis de vibraciones en máquinas rotativas

 

Conceptos básicos en la medición de la energía eléctrica

 

F

Medida de las tensiones de paso y contacto

 

Ensayo y diagnosis de Cables de Media Tensión

 

Medida de Descargas Parciales: Aplicaciones

 

Es importante describir la amplia variedad de aplicaciones para las que se pueden utilizar las medidas de descargar parciales (DPs), a continuación nos centramos en las medidas con osciloscopio más importantes:

1.- Laboratorios de fabricación de máquinas eléctricas y su aparamenta

 Como herramientas de laboratorio, se utiliza para ayudar a los diseñadores de equipos eléctricos de muchas formas. Además de asegurar que el producto dará un servicio satisfactorio sin fallos, ayudarán a los ingenieros a seleccionar los materiales aislantes utilizados, para producir un producto de menor tamaño pero con la máxima vida útil.

2.- Control de calidad de la producción

Habiendo establecido niveles máximos de descarga en la etapa de diseño o para cumplir con las especificaciones del cliente, se pueden utilizar técnicas de medición de descarga parcial para asegurar que la producción se ajuste a la especificación. Las unidades que excedan un nivel de descarga predeterminado, obviamente, se reservarán para una mayor investigación y reparación. Mediante el uso sistemático de la medición del nivel de descarga en la producción, se puede mejorar enormemente el nivel de calidad promedio de los componentes y equipos eléctricos y reducir al mínimo el alcance de los costosos fallos de campo. 

3.- Mantenimiento preventivo

Otra área de aplicación muy importante de las medidas de descargas parciales (DPs) que está relacionada con el mantenimiento preventivo. Con frecuencia, las grandes instalaciones de procesos se cierran debido a la avería de algún componente eléctrico crítico como, por ejemplo, aparamenta, transformadores, cables de alimentación o motores.

El reemplazo de tales componentes defectuosos frecuentemente cuesta muchas horas y muchos días de parada en la producción. Las pruebas periódicas de estos componentes durante los períodos normales de mantenimiento a menudo pueden permitir la localización de fallos y la sustitución de componentes sin pérdida de tiempo o producción. Este aspecto en particular es un punto que nunca debe pasarse por alto.

4.- Diagnóstico de averías

No siempre se sabe que las mediciones de descargas parciales pueden diagnosticar con frecuencia la causa de fallos en la producción. Por ejemplo, al probar cables es posible establecer si se están produciendo descargas en la interfaz del conductor y el aislamiento, en la cubierta exterior y el aislamiento o en el interior del propio aislamiento. Esto permite que se tomen medidas correctivas en la planta de fabricación sobre fallos que, de otro modo, tomarían un tiempo considerable para localizarlas.

Las descargas corona, son descargas localizadas en extremos afilados o puntiagudos con potencial elevado, se pueden distinguir claramente de las descargas que se produce en el interior del material aislante. A veces, la descarga corona puede ser bastante inofensiva, pero también puede ser muy dañina según su ubicación dentro del producto que se está probando. Esta capacidad para distinguir la descarga parcial de la descarga corona en las cavidades de los materiales aislantes tiene un valor diagnóstico considerable.

Los detectores de descargas pueden incorporar una unidad de alarma que se puede ajustar de manera que si el nivel de descarga en cualquier muestra que se esté probando excede un valor predeterminado, la alarma sonará. Por lo tanto, una vez configurados, los operarios relativamente inexpertos pueden realizar pruebas en línea con poca o ninguna supervisión.

5.- Cables

Se pueden probar longitudes cortas de cable (hasta 250 metros) en un circuito no equilibrado. Si se utilizan conos deflectores de tensión, las descargas en la muestra pueden distinguirse de las de los terminales del cable. Las pruebas de producción de cables de plástico pueden llevarse a cabo mediante varios métodos. Un método, que se utiliza para comprobar los conductores de cables con aislamiento de polietileno, consiste en pasar el cable a través de un electrodo de agua desionizada, con el núcleo conectado a tierra. El alto voltaje se aplica al aislamiento de polietileno por medio del electrodo de agua. Se suele utilizar una unidad de alarma que proporciona una señal cuando hay descargas superiores a una magnitud preestablecida.

Posteriormente, se ideo otro método para la prueba durante la fabricación de un cable aislado después del apantallamiento con un material semiconductor. En este método, el alto voltaje se aplica al conductor y la detección y ubicación de las descargas tiene lugar cuando el cable pasa sobre una serie de mecanismos acoplados al detector de descargas.

Las longitudes de tambor y los cables instalados de más de 250 metros pueden probarse utilizando una unidad de entrada especial diseñada para coincidir con un circuito de prueba resistivo. El cable termina en su extremo más alejado por un condensador de bloqueo en serie con una resistencia de igual magnitud a la impedancia característica del cable, y acoplado al detector de descarga en su extremo cercano a través de un segundo condensador de bloqueo como se muestra en la Figura 1. 

Figura 1: Circuito de prueba para largas longitudes de cable

La calibración se realiza de forma normal, determinándose el efecto de atenuación en el cable mediante la inyección de un impulso de calibración en ambos extremos del cable. Se puede alcanzar una sensibilidad de hasta 1pC y es independiente de la longitud del cable bajo prueba.

En los EE. UU., las especificaciones de prueba de cables exigen la determinación de la característica de la descarga aparente. Esto implica trazar y dibujar la relación entre el voltaje aplicado y la magnitud de descarga para cualquier muestra dada. El modelo de detector de descargas parciales de la foto  dispone de salidas para alimentar un registrador X - Y para este fin, de modo que estas pruebas de rutina puedan ser realizadas por operadores semicualificados.

Detector de descargas parciales

6.- Máquinas eléctricas

Las máquinas generalmente se prueban aplicando un voltaje monofásico desde un transformador de prueba a los diferentes devanados sucesivamente. Sin embargo, a menudo se pueden hacer pruebas con la activación de la misma máquina si es un alternador, conectando la unidad de entrada del detector de descargas al terminal neutro.

Sin embargo, los materiales aislantes resistentes a las descargas (como la mica) se utilizan a menudo en las máquinas y el nivel de descarga tolerable puede ser demasiado alto para que determinados modelos de detectores de descargas los localicen. En tales casos el criterio que se suele seguir es comprobarlas con las mediciones de la energía de descarga realizadas con analizadores de pérdidas dieléctricas.

Analizador de pérdidas dieléctricas

7.- Condensadores

Los condensadores pequeños pueden probarse en un circuito no equilibrado, pero para los condensadores grandes suele ser más conveniente utilizar un circuito equilibrado con dos muestras. Con condensadores grandes es importante que la inductancia residual tanto dentro de los condensadores bajo prueba como en las conexiones externas sea pequeña, de lo contrario pueden introducirse errores apreciables.

Los condensadores que están diseñados para su uso en circuitos de CA deben descargarse a la tensión de trabajo después de haber sido sometidos a una sobretensión representativa del sistema. La norma británica (BS 4029) requiere que los condensadores de iluminación fluorescente no se descarguen a una vez y media la tensión nominal, después de una sobretensión de tres veces la tensión nominal, seguida de un período de recuperación de 1,2 veces su tensión nominal.

8.- Transformadores

Los transformadores se pueden probar considerando el transformador bajo prueba tanto como muestra como por transformador de prueba. Se debe utilizar el circuito de la figura 2, pero omitiendo Cx. Puede haber una atenuación apreciable en la transmisión del transitorio de descarga al punto de medición y, aunque esto reduce la sensibilidad, puede usarse para proporcionar un medio aproximado de localizar las descargas conectando el detector a los distintos terminales del transformador uno a uno. Los factores de atenuación en los devanados del transformador se pueden determinar utilizando el generador de onda escalonada de calibración o el simulador de descarga para inyectar pulsos de calibración en el devanado.

Figura 2: Circuito de prueba desequilibrado para detección de descargas

9.- Materiales en prueba

Otro aspecto es el control de calidad de los componentes y equipos adquiridos, ya sea para su propio uso o para incorporarlos en su propio equipo. Las descargas en materiales aislantes son graves si exceden los niveles predeterminados y pueden costar mucho dinero en servicio de campo y reemplazo. A continuación se ofrece un breve resumen de la aplicación a una amplia variedad de componentes y equipos eléctricos.

9.1.- Barras colectoras

Dado que el aislamiento de las barras colectoras debe estar libre de descargas a la tensión de servicio, la medida que normalmente se requiere es la de la tensión de inicio (o extinción) de descarga. Si se detecta la presencia de descargas, será necesario medir su magnitud. Si hay conectores disponibles en los extremos de los aisladores de apoyo, entonces la ubicación de las descargas pueden determinarse en los aisladores o en las barras colectoras.

9.2.- Aisladores

Los aisladores generalmente se prueban para determinar la magnitud de descarga al voltaje de servicio. La sensibilidad requerida varía desde 100 pC para aisladores de condensador de papel adherido con resina de 132 kV hasta 1 pC para aisladores de resina fundida de 11 kV.

9.3.- Materiales

Las pruebas de descargas parciales en materiales se suelen realizar con el fin de determinar la magnitud y el número de descargas en relación con el daño que pueden producir. Si se están produciendo tanto descargas internas como externas, entonces se puede utilizar un anillo de protección para distinguir las descargas de las dos fuentes.

Interpretación de los oscilogramas

El instrumento responde a las descargas internas en un condensador con dieléctrico de papel como se muestra en la Fig. 3. Las descargas son aproximadamente iguales en magnitud pero opuestas en dirección en las medias ondas positivas y negativas del voltaje de prueba, y ocurren en los dos cuartos de ciclos opuestos, durante el cual el voltaje (magnitud) aumenta.

La respuesta del instrumento a las descargas internas en un cable aislado de polietileno se muestra en la Fig. 4. En este caso, como con todas las descargas internas, las descargas se ubican nuevamente frente a los picos de voltaje, pero consisten en un pequeño número de descargas de gran magnitud en la media onda negativa y un mayor número de descargas de pequeña magnitud en la media onda positiva. Esto es característico de una vacuola de aire localizada en el dieléctrico de un cable. Una respuesta similar, pero con muchas más descargas en ambos semiciclos, ocurre en los condensadores dieléctricos de plástico.

En la figura 5 se muestra una respuesta típica a las descargas corona, como la que tiene lugar desde un punto agudo en el aire a alto potencial. En este caso, las descargas se ubican más o menos simétricamente con respecto al pico de voltaje y tienen una amplitud casi constante.  Estas descargas generalmente ocurren en el pico de voltaje negativo.

El ruido de contacto produce la respuesta que se muestra en la Fig. 6. Este ruido puede ocurrir, por ejemplo, entre las lengüetas y láminas de un condensador. Estas descargas se distribuyen alrededor del pico de corriente (voltaje cero) de la forma de onda de prueba.

Un excelente documento del Grupo de Trabajo 21.03 de CIGRE (parte que estudia los Cables de Alta Tensión del Comité Nº. 21) titulado "Reconocimiento de Descargas", brinda una valiosa ayuda adicional en la interpretación de los patrones de las descargas parciales.

 

FUENTE:

Robinson Instruments

PARA SABER MÁS:

¿Qué son las descargas parciales?

https://imseingenieria.blogspot.com/2019/04/que-son-las-descargas-parciales.html

Localización de descargas parciales en Transformadores y Reactancias

https://imseingenieria.blogspot.com/2020/11/localizacion-de-descargas-parciales-en.html

Técnicas de medida de las Descargas Parciales (Parte 1ª)

https://imseingenieria.blogspot.com/2019/04/tecnicas-de-medida-de-las-descargas.html

Técnicas de medida de las Descargas Parciales (y Parte 2ª)

https://imseingenieria.blogspot.com/2019/04/tecnicas-de-medida-de-las-descargas_18.html

Descargas parciales en transformadores secos encapsulados

https://imseingenieria.blogspot.com/2015/10/descargas-parciales-en-transformadores.html

Ensayos de Descargas Parciales (DP’s) en equipos de Alta Tensión

https://imseingenieria.blogspot.com/2015/07/ensayos-de-descargas-parciales-dps-en.html

 

 

Medición de la capacitancia y de la tangente δ en aisladores de A.T.

 

1.- Medición de la capacitancia y de la tangente δ en aisladores de A.T.

En esta medición, los términos tangente delta, tan δ, factor de potencia y factor de disipación se pueden utilizar indistintamente.

1.1.- Equipo de pruebas

1.1.1.- Puente de medición:

El puente de medición debe ser del tipo brazo de proporción del transformador.

Puentes de este tipo están disponibles en diversos modelos creados por diferentes fabricantes. Ejemplos de puentes de medición son:

Fabricante                                     Modelo

Doble Engineering Company        M2H

Tettex Instruments                        2088

Tettex Instruments                 2805 Se puede utilizar con buenas condiciones de interferencias

Multi-Amp Corporation                 CB-100 Sólo para bajas tensiones (30 V)

En cuanto a la manipulación del puente, deberá consultarse el manual del fabricante.

Para conectar el cable de medición a la toma para pruebas en algunos aisladores deberá utilizarse un adaptador especial. Este adaptador se describe en la información de producto de cada tipo de aislador.

Fuente de tensión:

Para medir el factor de disipación, debe haber disponible una fuente de tensión, ya sea incorporada en el equipo de medición o independiente de éste. La tensión se debe poder ajustar a 10 kV como mínimo y, siempre que sea posible, sin armónicos. Para evitar problemas durante el ajuste del indicador cero, la tensión debe estar sincronizada con la tensión de la central.

Medición con instrumentos digitales:

Si únicamente se debe medir la capacitancia C₁, y se acepta una precisión de ±3%, puede utilizarse un método más sencillo. Este método, que se describe más adelante, únicamente requiere una fuente de tensión de 400 V/2 A, dos instrumentos digitales y una resistencia de 10 kW/10 W.

1.1.2.- Procedimiento de medición

Al comprobar un aislador con una toma para pruebas capacitiva, es decir, prácticamente todos nuestros aisladores, no es necesario desconectar la parte superior del aislador. Basta con abrir el conmutador de desconexión.

Por motivos de seguridad y para reducir la influencia de la inductancia del devanado, todos los devanados del transformador deberán estar cortocircuitados. Los devanados que no estén conectados al aislador que se va a comprobar, deberán estar conectados a tierra. Consulte la Fig. 1.

El puente deberá colocarse sobre una base sin vibraciones. Si el condensador de referencia es una unidad independiente, deberá colocarse sobre una base de aislamiento seca.

Dependiendo del aislamiento que se vaya a comprobar, la fuente de tensión (tensión de prueba) deberá conectarse mediante cables independientes a la parte superior del aislador o a la toma para pruebas capacitIvas. Los cables para la tensión o puesta a tierra de prueba no deben ser los mismos que para la medición. Los cables de medición deberán ser lo más cortos posible y no deben entrar en contacto con objetos conectados a tierra. Las bandas o cadenas utilizadas como separadores deberán estar secas y limpias. Lo mismo se aplica al objeto que se va a someter a la prueba. Si el aislador se encuentra en su caja de transporte, no deberá estar rodeado de material de relleno húmedo. La toma para pruebas deberá estar limpia y seca.

En condiciones de humedad puede que sea necesario secar la toma para pruebas para poder obtener lecturas representativas del valor tan δ en C₂. Para secar la toma puede utilizarse un secador de aire. Para obtener una medición correcta del valor tan δ en C₁, es indispensable limpiar el alojamiento del aislador en el lado del aire.

Fig. 1. Comprobación de los aisladores en el emplazamiento utilizando el métodoUST (prueba con espécimen sin conexión a tierra).

1.1.2.1.- Prueba del factor de disipación

Se presupone que el aislador que se va a comprobar está equipado con una toma para pruebas capacitivas. Del mismo modo, se presupone que el puente que se está utilizando puede realizar mediciones sin conexión a tierra, de acuerdo con el método UST (Ungrounded Specimen Test - Prueba con espécimen sin conexión a tierra). De esta forma, la influencia del transformador en el resultado de la prueba (tan δ) es mínima. La prueba deberá llevarse a cabo a la máxima temperatura posible.

El terminal de puesta a tierra del puente deberá estar conectado con el terminal de puesta a tierra del transformador. Cuando se realicen las mediciones en un aislador sin montar, la brida deberá conectarse a tierra. Para poder comparar el resultado de la prueba con el valor de la placa de datos o con el informe de pruebas de rutina incluido con cada aislador, el factor de disipación deberá medirse a 10 kV.

El procedimiento de medición deberá comenzar con una sensibilidad baja en el puente. A continuación, la sensibilidad deberá aumentarse gradualmente hasta el máximo posible. En casos excepcionales, las interferencias externas pueden dificultar el ajuste a cero del detector. En caso de no poder eliminar la interferencia, deberá reducirse la sensibilidad. En la Tabla 1 se muestran las conexiones que se deben realizar para medir el factor de disipación de los distintos aisladores. Debe tenerse en cuenta que la mayoría de los puentes obtienen el factor de capacitancia y el de disipación en la misma operación.

Tabla. 1. Conexiones para las distintas mediciones. Se utiliza la nomenclatura de Doble Engineering.

CL = Conductor central

Toma = Toma para pruebas capacitivas

C₁ = Aislamiento principal

C₂ = Aislamiento de la toma

UST = Medición sin conexión a tierra (Prueba con espécimen sin conexión a tierra)

GST = Medición con conexión a tierra (Prueba con espécimen con conexión a tierra)

Protección = En esta posición se omite C₁ y sólo se mide C₂. Este método no puede emplearse en todos los puentes.

Nota A = Las pruebas 2, 3 y 4 no deben realizarse con tensiones superiores a 500 V si el aislamiento de la toma para pruebas se comprobó con 2 kV. Si la toma para pruebas se comprobó con 20 kV, podrán utilizarse 2,5 o 5 kV.

Se recomienda realizar siempre la prueba 1. La prueba 2 deberá realizarse si el resultado de la prueba 1 indica una desviación. La capacitancia C₂ se puede calcular restando el valor de C₁. Las pruebas 3 y 4 sirven como pruebas de sondeo en caso de que las pruebas anteriores indiquen la posible existencia de una avería. El factor de disipación, medido en la prueba 4, debe compararse con los valores medidos en la prueba 1. La prueba 5, junto con las pruebas 1 y 2, se deben realizar en aisladores desmontados.

Corrección de la temperatura:

Deberá corregirse la temperatura del valor tan δ medido de acuerdo con el factor de corrección indicado en la Tabla 2. GOx representa a todos los aisladores de condensador con papel impregnado de aceite (OIP) y GSx representa a todos los aisladores de condensador impregnados de resina (RIP). En todos los aisladores deberá tenerse en cuenta que el aislador tiene la misma temperatura que el aceite del transformador. La prueba deberá llevarse a cabo a la máxima temperatura posible. La corrección deberá realizarse a 20 °C. El factor de disipación corregido (tan δ) deberá compararse con el valor de la placa de datos o con el del informe de pruebas.

 

Tabla 2. Factores de corrección para el valor tan δ

1.1.2.2 Prueba de capacitancia

Prueba de capacitancia utilizando un puente

La Fig. 2 muestra el principio de la medición de la capacitancia.

 

Fig. 2. Diagrama principal de la prueba de capacitancia en aisladores

instalados en el transformador 

La medición deberá llevarse a cabo de acuerdo con las partes aplicables de la Tabla 1.

La capacitancia del transformador C T a tierra puede influir en la medición. En la mayoría de los casos esta capacitancia es mínima y generalmente genera un error insignificante. Sin embargo, una desviación entre los aisladores individuales de las tres fases puede indicar una influencia por parte del transformador.

Prueba de capacitancia utilizando instrumentos digitales:

Este método puede dar un error de medición relativamente grande (aprox. ±3%) y se puede utilizar únicamente para medir la capacitancia principal C₁. Sin embargo, la sensibilidad a las perturbaciones es inferior a la del método con puente, y la posible influencia de la capacitancia del transformador queda eliminada.

El circuito de prueba se muestra en el diagrama principal de la Fig. 3.

 

Fig. 3. Diagrama principal de la prueba de capacitancia utilizando instrumentos

digitales. 

La conexión eléctrica de las resistencias R₂ debe ser buena. El terminal opuesto N del devanado del transformador puede dejarse abierto o conectado a tierra. Si se deja abierto, tomará la misma tensión que la parte superior del aislador. Si se conecta a tierra, la fuente de tensión podría sobrecargarse.

Para medir la tensión U₁ y U₂ se pueden emplear instrumentos digitales del tipo Fluke 8020 o equivalentes. Debe tenerse en cuenta que los instrumentos digitales no funcionan correctamente a temperaturas inferiores a 0 ºC. Si se utilizan con temperaturas inferiores a 0 ºC, deberá aplicarse calefacción a los instrumentos.

Aumentar la tensión U₁ de la fuente de tensión hasta que U₂ alcance un valor que no sea inferior a 100 mV_rms. U₁ puede encontrarse entre 200 y 400 V_rms. Obtener la lectura de los valores U₁ y U₂ y calcular la capacitancia C₁ de acuerdo con la fórmula siguiente.

1.1.3.- Interpretación de la medición

Comentarios sobre el factor de disipación en aisladores OIP:

El factor de disipación es una propiedad muy importante de los aisladores del núcleo de condensadores cargados de aceite. Este factor se determina principalmente mediante el nivel de humedad del papel y la cantidad de contaminantes del sistema de aislamiento. Además, el factor de potencia también depende en gran medida de la temperatura. El comportamiento principal con distintas temperaturas y distintos niveles de humedad se muestra en la Fig. 4 siguiente.

Fig. 4. Tan δ como función del nivel de humedad y temperatura en aisladores OIP. 

Como puede apreciarse claramente, las mediciones a temperaturas elevadas son mucho más sensibles. A temperaturas de 20 °C, niveles de humedad entre 0,1% y 1% indican aproximadamente el mismo factor de disipación. A temperaturas elevadas (90  °C) difieren en un factor de 5 o más. La conclusión de todo ello es que la propiedad importante es el factor de disipación a temperatura elevada y no el factor de disipación a 20 °C. En el aislador, los factores importantes relacionados con el factor de disipación son:

1) Un factor de disipación que es constante con la temperatura durante todo el ciclo de vida del aislador.

2) Un factor de disipación que permanece constante durante todo el ciclo de vida del aislador.

Para los fabricantes de aisladores del núcleo de condensadores, el objetivo es lograr el factor de disipación correcto. El efecto de los contaminantes sobre el factor de disipación se evita mediante el adecuado control de los materiales, así como mediante el mantenimiento de una absoluta limpieza en los talleres. El contenido de humedad en el aislador se determina mediante la técnica de devanado y el proceso de secado del núcleo del condensador

El procedimiento estándar en la fabricación de aisladores consiste en envolver el núcleo del condensador con el papel sin necesidad de realizar ninguna operación de secado. De esta forma se logra un contenido de humedad en el núcleo del condensador de aproximadamente 4-8 %. A continuación, el núcleo se seca mediante un proceso de secado independiente que consiste en aplicar calor y vacío hasta que se haya logrado el secado suficiente. Puesto que el agua fluye axialmente, existe la necesidad de secar el núcleo con extremo cuidado para evitar que el agua quede atrapada en el centro del núcleo. ABB suele secar el papel al mismo tiempo que envuelve el núcleo del condensador. Al hacerlo, se logra que el núcleo del condensador esté totalmente seco y que, por lo tanto, no sea necesario aplicar ningún otro proceso de secado. La ventaja es que, de este modo, la humedad no queda atrapada en el centro del núcleo. Además, también se limita el tiempo de secado, con lo que el desgaste del papel es mínimo.

Las normas ANSI y IEC para aisladores requieren la medición del factor de disipación a temperatura ambiente como prueba de rutina en aisladores nuevos. Durante la realización de la prueba de rutina normal, se vigila no sólo el nivel del factor de disipación, sino también el cambio de tensión, ya que éste podría ser un indicativo importante de que el aislador está contaminado. Además de todo lo anterior, ABB cada dos meses, toma un aislador de la producción normal y lo introduce en un horno a 90 °C. Transcurridas 24 horas, se mide el factor de disipación. De acuerdo con sus normas internas, el valor debe cumplir los mismos requisitos a 20 °C.

Durante los últimos 25 años, ABB Components utiliza únicamente celulosa pura con láminas de aluminio y aceite aislante en sus núcleos de condensador. La experiencia ha demostrado que el factor de disipación permanece totalmente constante a lo largo de los años. Como se puede deducir a partir de la documentación existente, es bien sabido que algunos tipos de adhesivos influyen negativamente en la duración del aislador y, como consecuencia, provocan el aumento del factor de disipación. El hecho de que se utilice “materias primas puras“, un proceso perfectamente controlado y un exhaustivo sistema de comprobación, unido todo ello a una larga experiencia en el sector, permite tener la seguridad de que el nivel de tan δ de los aisladores se mantendrá constante durante todo el ciclo de vida del aislador.

Comentarios sobre el factor de disipación en aisladores RIP:

Al medir el valor tan δ en aisladores RIP antes de su puesta en servicio, debe observarse una desviación del valor tan δ respecto al valor indicado en la placa de identificación. Probablemente, la causa de que esto ocurra sea la penetración de humedad en la capa superficial del aislador RIP. Por ejemplo, esto puede ocurrir si el aislador se ha almacenado sin su bolsa de protección hermética, permitiendo la entrada de aire con altos niveles de humedad en la capa superficial externa del aislador.

Generalmente, si el aislador se almacena durante una semana en una sala protegida en la que la humedad esté controlada, el valor tan δ volverá a su valor inicial indicado en la placa de identificación. Si se conecta el transformador cuando el aislador se encuentra en servicio, el valor disminuirá en un par de horas.

Debe leerse y aplicarse las medidas sugeridas en la siguiente sección:

Medidas para distintos valores de temperatura corregida en aisladores OIP y RIP:

Aumento de 0-25%:

El valor se mide para su registro. No es necesario aplicar ninguna otra medida

Aumento de 25-40%:

Se revisan las fugas y las interferencias externas en el circuito de medición. Las interferencias externas pueden deberse, por ejemplo, a la influencia ejercida por equipos portadores de corriente y barras colectoras cercanas. Si no se elimina la diferencia, deberán sustituirse (debido a la humedad) las juntas de los tapones de nivel de aceite de acuerdo con la información de producto del aislador. El valor medido se introduce en el registro y el aislador puede ponerse en servicio.

Aumento de 40-75%:

Las mismas medidas que en el apartado anterior, salvo que la medición deberá repetirse una vez al mes.

Aumento superior al 75%:

El aislador deberá retirarse del servicio. Sin embargo, si el factor de disipación es inferior al 0,4%, el aislador podrá ponerse en servicio aunque el aumento en el porcentaje respecto a un valor inicial bajo sea superior al 75%.

Comentarios sobre las mediciones del factor de potencia entre la toma para pruebas y la brida de montaje en aisladores OIP y RIP:

Algunos usuarios también utilizan la capacitancia (C₂) y el factor de disipación del aislamiento de la toma como una herramienta de diagnóstico. Sin embargo, y basándose en la experiencia, se recomienda encarecidamente no seguir dicha práctica. Existen diversas razones para no utilizar estos valores como herramientas de diagnóstico.

- En primer lugar, este factor de disipación debe ser inferior al 5% según la norma IEC 60137. Esto significa que, a menos que se especifique lo contrario, no se presta ninguna atención a la reducción de dicho valor hasta el mismo nivel que el factor de disipación del aislamiento principal.

- La toma para pruebas está conectada a la capa exterior con toma a tierra del cuerpo del condensador. La capa sólida del exterior de la capa conectada a tierra contiene adhesivo y celulosa para hacer que el cuerpo del condensador sea más estable. Esto significa que la contribución al factor de disipación por parte de dicha capa difiere de la de la celulosa pura del aislamiento principal. También significa que esta capa no se puede utilizar a efectos de diagnóstico, puesto que el adhesivo puede influir de distintas formas en el factor de disipación de los distintos aisladores.

También debe tenerse en cuenta que, durante el funcionamiento, la capa exterior está conectada a tierra. Por lo tanto, el aislamiento entre la capa exterior y la brida de montaje no está sometido a un campo eléctrico y, como consecuencia, no provoca ninguna pérdida de calor dieléctrica. Es probable que si el aislador se encuentra en áreas contaminadas, los contaminantes del exterior de la toma para pruebas influyan en los resultados. La humedad de la toma para pruebas también puede afectar a la medición.

Del mismo modo, deberá tenerse en cuenta que si se excede la tensión de prueba (500 V si el aislamiento de la toma para pruebas se entrega comprobado a 2 kV; y de 2,5 a 5 kV si la toma para pruebas se entrega comprobada a 20 kV), puede producirse una descarga parcial en la región de la toma para pruebas, lo cual también podría afectar a la medición.

- Tomando en consideración todas las variaciones descritas, el valor tan delta en el aislamiento de la toma para pruebas suele oscilar entre el 0,4 y el 3,0%.

Capacitancia:

La capacitancia medida C₁ debe compararse con el valor indicado en la placa de datos del aislador o con el informe de pruebas de rutina de 10 kV. Si la medición indica un aumento de más del 3% (que podría indicar una descarga dieléctrica parcial) comparado con el valor medido en fábrica, o un valor extremadamente bajo (disrupción C₁ bajo) podría indicar un avería producida durante el transporte, por lo que el aislador no deberá ponerse en servicio. La forma en la que el aislador se instala en el transformador influye sobre el valor C₂, por lo que este valor no deberá utilizarse como herramienta de diagnóstico.

 

 

FUENTE:

ABB: Diagnóstico y acondicionamiento de aisladores

 

POST RELACIONADO

Bornas (Bushings) de Transformadores

https://imseingenieria.blogspot.com/2016/06/bornas-bushings-de-transformadores.html

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hoja de cálculo de los valores de resistencia obtenida por los diferentes electrodos de puesta a tierra

 

Como  complemento al artículo “Estudio del terreno como conductor: Resistencia de tierra” publicado en el link:

https://imseingenieria.blogspot.com/2020/09/estudio-del-terreno-como-conductor.html

La presente hoja de cálculo, determina, conociendo previamente la resistividad del terreno, los valores de la resistencia obtenida por los siguientes electrodos de puesta a tierra: 

• Conductores enterrados horizontalmente, dependiendo de su longitud.
•  Placas enterradas superficialmente y profundamente, dependiendo de su número y perímetro.
• Picas verticales, dependiendo de su número., longitud y separación entre ellas.
•  Mallas de tierra, dependiendo de su superficie y la longitud total que forman la malla.

En hojas anexas se dan valores aproximados de la resistividad de diferentes terrenos según su composición.

Dirección para la descarga de la hoja de cálculo:

https://www.mediafire.com/file/cxg01fjlmew2rii/calculo-pat.xls/file