Ensayos en alta tensión
- 1. ENSAYOS EN ALTA TENSIÓN El objetivo principal de someter los equipamientos a determinados ensayos es demostrar si ellos son aptos para soportar los requisitos especificados. De esta forma, se tiene una cierta garantía de que los equipamientos podrán operar satisfactoriamente en las condiciones reales del sistema, simuladas durante los ensayos. Los ensayos a que cada equipamiento deberá ser sometido están establecidos por las Normas referentes a cada equipamiento. Las normas están preparadas por entidades especializadas, normalmente con la colaboración de fabricantes y usuarios, estableciendo todas las características eléctricas, métodos de ensayo y de cálculo de ciclos de trabajo que representan lo que el equipamiento deberá realizar en servicio. Evidentemente, esta normalización tiene efecto directo en la reducción del costo de los equipamientos. Los ensayos se pueden clasificar básicamente en: a. Ensayos de rutina Son los ensayos que deben ser realizados en todas las muestras, con el fin de verificar la calidad y la uniformidad de fabricación y de los materiales utilizados en la fabricación. b. Ensayos de tipo Son los ensayos realizados apenas en uno o dos equipamientos idénticos, con el fin de verificar una determinada característica. Se trata en general de ensayos costosos, o de difícil interpretación. c. Ensayos especiales
- 2. Son los ensayos que la norma pertinente no considera ni de tipo ni de rutina, requiriendo para ser realizados un acuerdo previo entre fabricante y comprador. d. Ensayos de mantenimiento Son los ensayos realizados con equipamientos que ya están en servicio, a fin de verificar su estado de conservación después de un cierto período de operación, e. Ensayos de campo Estos ensayos son realizados para evaluar el desempeño global de un sistema eléctrico, incluyendo la operación y ajuste de los sistemas de protección y control. Características referentes a la descarga disruptiva y tensión de ensayo Pueden requerirse a veces variantes de los procedimientos de ensayo para obtener resultados reproducibles y significativos, que dependen de las particularidades del equipo que se ensaya. El término descarga disruptiva (o rotura del dieléctrico), es aplicable a los fenómenos asociados con la falla de la aislación bajo condiciones de solicitación eléctrica, en la cual la descarga cortocircuita completamente la aislación ensayada, reduciendo la tensión aplicada entre los electrodos a un valor prácticamente nulo. Es aplicable a la falla de dieléctricos sólidos, líquidos y gaseosos o sus combinaciones. Se pueden producir descargas fugitivas durante las cuales el objeto en ensayo es momentáneamente cortocircuitado por un encendido o un arco. La tensión en bornes del objeto en ensayo entonces se
- 3. reduce momentáneamente a cero o a un valor muy pequeño. Según las características del circuito de ensayo y del objeto el dieléctrico puede restablecer sus características, asimismo, la tensión de ensayo puede ser superada. Esto en principio debe considerarse como una descarga disruptiva. Características presuntas de una tensión de ensayo Las características presuntas de una tensión de ensayo en la cual se produce una descarga disruptiva, son aquellas que se hubieran tenido si no hubiese ocurrido ninguna descarga. Características estadísticas de las tensiones de descarga disruptiva Las tensiones de descarga disruptivas están sujetas a variaciones aleatorias y, en general, se deben realizar un cierto número de observaciones para determinar el valor de la tensión que tenga un significado estadístico. Los procedimientos de ensayos, descriptos en esta norma, están generalmente fundados en las condiciones estadísticas, y la información sobre la evaluación estadística de los resultados de los ensayos se dan en el Anexo A de este documento. Probabilidad de descarga disruptiva de un objeto ensayado La distribución de la rigidez del aislamiento de un componente de los sistemas eléctricos, por ejemplo de una cadena de aisladores, se determina mediante ensayos en los laboratorios de alta tensión, aplicando un impulso de tensión de polaridad y forma definidas, cuyo valor pico se va incrementando lentamente para cada nivel de tensión.
- 4. El número de descargas disruptivas que se presentan para cada nivel de tensión dividido por el número de veces que se aplicó esta solicitación se denomina probabilidad de descarga Disposiciones generales del objeto ensayado Las características disruptivas del objeto ensayado pueden afectarse por la disposición del montaje del objeto (por ejemplo distancia del objeto con otros vecinos con tensión, o la proximidad de estructuras a tierra, por su altura con respecto al suelo, por la disposición de los conductores que alimentan con tensión). Las condiciones generales deben ser especificadas por cada tipo de aparato. Ensayos a seco El objeto a ensayar debe estar seco y limpio. Si no se especifica lo contrario se debe realizar a temperatura ambiente y la modalidad de aplicación de la tensión se indica en la norma IEC 60-1. Ensayos de polución artificial Los ensayos de polución artificial suministran información del comportamiento de la aislación externa en condiciones de polución que se tienen en servicio. Se indica como se debe preparar el objeto a ensayar, la modalidad de los ensayos, los métodos para simular la contaminación como así también los grados de polución. Ensayos con tensión de impulso Como hemos ya visto un impulso es una tensión o una corriente transitoria aperiódica aplicada intencionalmente que habitualmente
- 5. crece rápidamente hasta alcanzar un valor de cresta, y después decrece más lentamente hasta cero. Para casos especiales, los impulsos que se utilizan tienen el frente con crecimiento lineal, o transitorios de forma oscilatoria o aproximadamente rectangular. El término "impulso" debe distinguirse del término "sobretensión", que como hemos ya visto, se refiere a fenómenos transitorios que se producen en los equipos eléctricos y en las redes en servicio. Ensayos dieléctricos en transformadores de potencia Los transformadores son sometidos a distintas pruebas de recepción para verificar su diseño y construcción, mencionaremos a continuación solamente las dieléctricas. Las pruebas que se realizan se clasifican en tres grupos: 1. Pruebas individuales o de rutina 2. Pruebas de tipo 3. Pruebas especiales Dentro de las pruebas individuales se realizan las siguientes pruebas dieléctricas: o Tensión aplicada o Tensión inducida o Medición de descargas parciales o Controles del aceite mineral, por ejemplo, rigidez dieléctrica, factor de pérdidas, resistividad volumétrica, tensión interfacial, acidez, humedad, etc.
- 6. Dentro de los ensayos especiales se realizan mediciones de otro tipo, por ejemplo, medición de la impedancia de secuencia cero, nivel de ruido, determinación de armónicos de la corriente de vacío.