Descargas Parciales Oficial

7/14/2019 Descargas Parciales Oficial

1/30

Facultad De Produccin Y Servicios, Escuela Profesional De Ingeniera ElctricaUniversidad Nacional De San Agustn

Tcnicas De Alta Tensin

1

NDICE

1.- INTRODUCCIN ........................................................................................................................ 3

1.1.- CONCEPTO GENERAL DE DESCARGAS PARCIALES ............................................................ 4

1.2. CLASES DE DESCARGAS PARCIALES .................................................................................... 6

1.2.1.-DESCARGAS PARCIALES CORONA. .............................................................................. 6

1.2.2.-DESCARGAS PARCIALES SUPERFICIAL. ........................................................................ 7

1.2.3.-DESCARGAS PARCIALES INTERNA. .............................................................................. 8

1.3.- ANLISIS DE LA FORMA DE ONDA DE LAS DESCARGAS PARCIALES PARA EVALUACIN

DE LA DEGRADACIN ................................................................................................................ 9

1.3.1. DESCARGAS ASOCIADAS A CONDICIONES DE SOBRE TENSIN. ............................... 10

1.3.2. DESCARGAS PARCIALES ASOCIADAS A LA DEGRADACIN. ....................................... 11

1.4. NOCIVIDAD DE LAS DESCARGAS PARCIALES .................................................................... 12

1.5. AUTO EXTINCIN DE UNA DESCARGA PARCIAL ............................................................... 13

1.6. PERTURBACIN ELCTRICA PRODUCIDA POR LAS DESCARGAS PARCIALES .................... 13

1.7. OTROS EFECTOS ............................................................................................................... 13

2. MTODOS DE DETECCIN ....................................................................................................... 14

2.1. MTODOS ELCTRICOS ..................................................................................................... 14

2.2. MTODOS NO ELCTRICOS .............................................................................................. 14

2.2.1. MTODO QUMICO. .................................................................................................. 15

2.2.2. MTODO ACSTICO. ................................................................................................. 15

2.2.3. MTODO PTICO. ..................................................................................................... 16

2.3. SELECCIN DEL MTODO DE MEDICIN .......................................................................... 16

2.3.1 JUSTIFICACIN DEL MTODO ..................................................................................... 16

2.3.2.- DIAGRAMA DEL CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN AISLAMIENTO SIMPLE. ............... 17

3.-MEDIDA Y DETECCIN DE LA DESCARGA PARCIAL ................................................................. 18

4.- DESCARGAS PARCIALES EN MAQUINAS ELCTRICAS ............................................................. 20

4.1.-LA NECESIDAD REAL DE MEDIR DESCARGAS PARCIALES: ................................................ 21

4.2.-EL DIAGNOSTICO DE ESTADO: SUS ETAPAS ..................................................................... 21

4.2.1.-PRIMERA ETAPA: LA DETECCION .............................................................................. 22

4.2.2.-SEGUNDA ETAPA: LA INTERPRETACION .................................................................... 22

4.2.3.-TERCERA ETAPA: EL DIAGNOSTICO ........................................................................... 224.2.4.-LA VISUALIZACION: ................................................................................................... 24


2/30



2

4.3.-LAS CONCLUSIONES DE UN DIAGNOSTICO: ..................................................................... 25

5.- APLICACIN PRCTICA ........................................................................................................... 28

6.-RESUMEN ................................................................................................................................ 29

7.-NORMAS INTERNACIONALES .................................................................................................. 29

8.- BIBLIOGRAFA. ........................................................................................................................ 30


3/30



3

1.- INTRODUCCIN

Las descargas parciales constituyen un fenmeno asociado a los aislamientos en

general. Estas descargas aparecen en micro cavidades e impurezas en el aislamientopropiamente, causando gran deterioro en ste y reduciendo su vida til delaislamiento.

La experiencia en la operacin de equipos elctricos ha mostrado que las descargasparciales acortan el tiempo de vida de los sistemas de aislamiento y causan una seriede interferencias con las medidas, control y comunicaciones elctricas. Por lo tanto lasdescargas parciales pueden llegar a ser la causa de serias prdidas econmicas alproducir reparaciones y cambios prematuros en los equipos elctricos, prdidas deeficiencia y seguridad en la operacin de los sistemas de comunicacin y por ltimo la

interrupcin del servicio de suministro de energa.

Las prdidas econmicas de esta naturaleza pueden ser prevenidas mediante pruebasa los sistemas elctricos y sus equipos en el momento apropiado, y as asegurarse quelas descargas parciales no producirn efectos adversos al operar los equipos ysistemas, bajo las condiciones de servicio para las cuales fueron especificadas.

El trmino descarga parcial (PD) hace referencia a una ruptura dielctrica localizada en

una pequea regin de un sistema slido o lquido de aislamiento elctrico sometido a

condiciones de estrs de alta tensin que no puentea el espacio entre dos

conductores.

Una descarga de tipo PD puede daar el material de aislamiento circundante por la

erosin del aislamiento. Adems, los gases corrosivos emitidos por una fuente de

descargas de tipo PD pueden producir daos adicionales al aislamiento circundante y a

las piezas metlicas, estableciendo zonas adicionales sujetas a descargas de tipo PD. A

la larga, el medio aislante puede fallar produciendo llama, y esta, a su vez, daos en los

aparatos elctricos, interrupciones del suministro elctrico, incendios y explosiones.

La base terica fue tomada de diferentes fuentes de investigacin como lo son lanorma internacional IEC 60270, en la cual se hace un estudio cientfico y tcnico paraanalizar los tipos de medicin y deteccin de descargas parciales, adems de estanorma encontramos otras fuentes de investigacin


4/30



4

1.1.- CONCEPTO GENERAL DE DESCARGAS PARCIALESDurante el proceso de fabricacin de un aislante, puede producirse que queden

pequeas cantidades de gas o impurezas, aprisionadas en el interior del material,formando cavidades de formas y dimensiones muy diferentes.

Por otra parte, al montar un aislante alrededor de piezas conductoras, equipos

elctricos, por descuido, imperfecciones, dificultades constructivas, pueden quedar

cavidades entre el dielctrico slido y conductores o entre diferentes capas del

aislamiento.

Tambin al usar aislantes plsticos los que se moldean directamente en equipos

elctricos, en el proceso de fraguado, pueden quedar burbujas gaseosas en su interior.

El uso y esfuerzos del material aislante ya sea por factores externos de los conductores

se ejercen fuerzas mecnicas o incluso bajo la accin de contracciones trmicas tales,

que dan origen a cavidades de tamao y formas diversas. Los fenmenos de origen

elctrico que se producen en estas cavidades (burbujas o espacios con gas) son

fundamentalmente los mismos.

Cuando el material aislante es sometido a una diferencia de potencial y debido a la

presencia de un campo elctrico el cual tiende a concentrarse en los espacios de aire o

impurezas de los aislamientos, se produce la ionizacin del gas o el material presenteen stas, dando origen a una descarga elctrica.

La ionizacin es un proceso fsico, el cual se inicia cuando un electrn libre o un ion

negativo llega a un espacio lleno de algn material ionizable, por ejemplo gas donde

exista un campo elctrico. Si un electrn tiene la suficiente libertad para moverse en el

gas, ste adquirir una gran energa dinmica tal que en la colisin del electrn y una

molcula neutra se liberar un electrn de sta por el impacto. As cada vez que esto

suceda se liberar un nuevo electrn capaz de producir el mismo efecto, logrando de

esta forma que el nmero de electrones libres aumente, produciendo as el efectoavalancha, tal como se muestra en la figura 1.

Figura 1. Avalancha inicial para la formacin de una descarga parcial.


5/30



5

Estos electrones, cargados negativamente, se movern rpidamente en la direccin del

electrodo cargado positivamente, el cual junto con el electrodo negativo producen el

campo elctrico en el gas ionizable. Las molculas que pierdan un electrn

permanecern cargadas positivamente y se movern ms lentamente que loselectrones, en la direccin opuesta, es decir, hacia el electrodo negativo. El

movimiento de los iones est gobernado por la fuerza que ejerce el campo elctrico

entre las cargas libres y la masa de cada ion. La nube de iones positivos representa una

carga de espacio la cual reduce la rigidez del campo elctrico en la regin donde los

electrones son liberados por las colisiones, ste y otros efectos desaceleran el proceso

de ionizacin.

Cuando la intensidad del campo alcanza un valor menor al cual se inicio la ionizacin,

no se generan ms electrones por avalancha. La carga de espacio formada por iones

positivos en la vecindad del electrodo negativo y la de los iones negativos y electrones,

en la vecindad del electrodo positivo disminuye por la influencia de varios efectos. El

material de los lmites de la regin donde la ionizacin ocurre, adems de la

distribucin del campo elctrico y la polaridad de los electrodos, influyen en la

velocidad a la cual la carga se recombinada.

A medida que la carga de espacio desaparece, la intensidad del campo elctrico en la

regin en cuestin aumenta, cuando ste alcanza el valor al cual la ionizacin fue

iniciada la primera vez o ligeramente mayor, la avalancha de electrones comienza y el

proceso de ionizacin se vuelve a repetir.

Las tensiones de inicio de estas descargas elctricas son relativamente bajas debido

principalmente a que el campo elctrico tiende a concentrase en las cavidades, y que

la rigidez dielctrica del gas es menor que la rigidez dielctrica del slido.

Este fenmeno puede ocurrir en cualquier gas y en consecuencia, en cualquier

material aislante slido con fisuras o cavidades, lquido con burbujas y tambin en

aislamientos slidos.

Si se coloca un metal en una zona cercana a la avalancha, las cargas elctricas se

inducirn capacitivamente en este metal o electrodo. Cuando este electrodo se

conecta a una lnea de transmisin, la forma de onda que puede registrarse en esta

lnea, corresponder a la del movimiento de los iones y electrones de la avalancha.

Estas descargas elctricas afectan slo a la zona en que se producen, es decir no

comprometen todo el aislamiento, de all su nombre genrico de descargas parciales

(DPs). Se podra definir entonces DPs como pequeas descargas elctricas que se

producen en el seno de cavidades con gas presente en un medio aislante slido o

lquido.


6/30



6

1.2. CLASES DE DESCARGAS PARCIALESLa norma IEC 60270 define las descargas parciales como descargas localizadas de

electricidad que slo puentean parcialmente el aislante entre conductores. Esta

amplia definicin incluye desde descargas de tipo PD relativamente inofensivas hasta

otras que son difciles de detectar en campo y pueden ser muy destructivas. Es til, por

tanto, dividir las descargas parciales en tres categoras.

Atendiendo a la definicin de descargas parciales como un proceso de ruptura

dielctrica, en el cual el arco que se forma entre dos electrodos es de carcter parcial y

transitorio, con un tiempo de duracin muy corto y de un bajo contenido energtico.

Las descargas parciales se pueden caracterizar en tres tipos dependiendo de las

propiedades del medio existente entre los electrodos.

En general se distinguen tres tipos de descargas parciales.

Corona.

Internas.

Superficiales.

1.2.1.-DESCARGAS PARCIALES CORONA.

La descarga en corona es la descarga que se produce en el aire o el gas que rodea un

conductor. Tiene lugar cuando el campo elctrico localizado excede la tensin deruptura del aire o el gas circundante. Esto ocurre tpicamente en las puntas o en los

bordes afilados de los conductores. En particular, es muy comn en equipos de

exteriores.

La descarga en corona puede considerarse relativamente inofensiva en equipos de

exteriores, ya que los gases corrosivos son eliminados o transportados lejos por los

efectos meteorolgicos. Sin embargo, si la descarga en corona tiene lugar en un

entorno cerrado, los gases corrosivos no tienen salida y pueden producir daos

adicionales. La descarga en corona en equipos de exteriores es, a menudo, difcil deeliminar; por otra parte, el diseo de ciertos equipos favorece intrnsecamente este

tipo de descargas. Se considera una prctica recomendada, no obstante, eliminar las

fuentes de descarga en corona siempre que ello sea posible, durante el mantenimiento

habitual, ya que pueden enmascarar problemas ms serios.


7/30



7

Figura 1.1, descarga parcial tipo corona.

1.2.2.-DESCARGAS PARCIALES SUPERFICIAL.La descarga superficial es la que se produce en la superficie de un aislador; su

resultado ms tpico es la generacin de pistas de conduccin en la superficie del

aislador y la reduccin de su eficacia. Est estrechamente asociada a la contaminacin

y la humedad, y es una forma de descarga parcial relativamente comn.

Las descargas parciales superficiales se producen en la superficie de contacto de dos

materiales aislantes diferentes.

Figura 1.1.1, Carro de interruptor mostrando los daos causados por una descarga

superficial

La descarga superficial es particularmente daina en aislantes encapsulados en resina

o polimricos. Si no se detectan y reparan, los puntos de descarga crecen y pueden

llegar a arder. Es tambin posible que se formen grietas en el esmalte de los aisladores

de porcelana y la cermica que contienen resulte daada. Si la causa de la descarga

superficial es la contaminacin y aquella se detecta a tiempo, a veces es posible limpiar

los aisladores de vidrio o porcelana antes de que se produzcan daos a largo plazo.


8/30



8

Figura 1.2, descarga parcial tipo superficial.

1.2.3.-DESCARGAS PARCIALES INTERNA.La descarga interna es un tipo de descarga que se produce en el interior del material o

lquido aislante y est asociada a pequeas cavidades huecas, a menudo microscpicas

en un principio, existentes en el interior del aislador slido o lquido. Es una forma

relativamente poco frecuente de descarga parcial.

Figura 1.2.1, Transformador de corriente seccionado para mostrar los daos

producidos por una descarga interna

La descarga interna es la ms difcil de diagnosticar en campo, ya que el problema no

presenta sntomas visibles o audibles. Sin embargo, si no se repara y llega a producirse

llama, no existir una va de escape para la liberacin de la energa calorfica, de rpida

emisin, y el aislador podra explotar.

Las descargas parciales superficiales se producen en la superficie de contacto de dos

materiales aislantes diferentes.


9/30



9

Figura 1.3, descarga parcial tipo interna.

Descargas internas ocurren en cavidades, en general gaseosas, al interior de un

dielctrico slido. Estas pueden presentarse de varias formas.

En el exterior, es decir la cavidad se produce entre los revestimientos de dos

conductores paralelos.

En el interior del dielctrico, se presentan como una pequea cavidad de aire.

Entre el conductor y aislante, generalmente se produce porque el aislamiento

se despega.

Descargas superficiales ocurren en gas, ocasionalmente en lquido, en la superficie de

un dielctrico o interfase entre dos dielctricos.

Descargas corona, son bastante diferentes de las ya mencionadas. Las descargas

corona ocurren en las superficies metlicas aguzadas o que tienen un pequeo radio

de curvatura, en las cuales el campo elctrico supera la rigidez dielctrica del gas (en

general aire). La descarga limitada a la zona de alto campo se extingue en el medio

circundante lo que no origina una falla franca.

Por lo recin expuesto, hay autores que prefieren omitir a las descargas corona de la

familia de las descargas parciales, en general pasan a ser fuente de interferencia en la

medicin de descargas parciales.

1.3.- ANLISIS DE LA FORMA DE ONDA DE LAS DESCARGAS PARCIALES PARAEVALUACIN DE LA DEGRADACIN

Los primeros intentos por resolver en tiempo la forma de onda de una descarga parcial

se iniciaron al final de la dcada de los 60s. Sin embargo, estos intentos no se

extendieron masivamente hasta los 80s, cuando aparecieron digitalizadores de 1GHz a

bajo costo. Los primeros estudios revelaron que la forma de onda de una descarga

parcial tiene un frente de muy altas frecuencias, por lo que los circuitos de deteccinse basaron en arreglos coaxiales con impedancias lineales de hasta 1 GHz.


10/30



10

Las formas de onda de la corriente inducida por una descarga parcial pueden

clasificarse en dos tipos, descargas rpidas y lentas (figuras 2 y 3).

1.3.1. DESCARGAS ASOCIADAS A CONDICIONES DE SOBRE TENSIN.

Estas descargas corresponden al de tipo rpido, las cuales tienen un frente del orden

de 2 ns, pero puede alcanzar tiempos menores de 700 ps. En estos tiempos, la

corriente puede alcanzar niveles de amperios, por lo que se genera una onda

electromagntica que se difunde en el espacio circundante de la zona de descarga.

Figura 2. Forma de onda de la corriente inducida por una descarga parcial rpida

asociada a una sobre tensin en un aislamiento.

El origen de la forma de onda de la descarga se encuentra asociado con condiciones de

sobre tensin dentro de la cavidad donde se presenta la descarga. Estas condiciones

de sobre tensin se originan cuando la tensin presente en la cavidad es suficiente

para provocar la descarga en el interior del aislamiento.

La forma de onda de una descarga rpida contiene informacin sobre el tiempo entre

el momento en que se alcanz el gradiente de ruptura en el gas dentro de la cavidad y

el momento en que apareci el primer electrn libre. Esta informacin es relevante

para definir la energa con que se bombardea la superficie y es sin lugar a dudas, el

tipo de descarga que mayor dao puede ocasionar en el aislamiento. Sirve tambin

para la localizacin de esta descarga, pues la gran cantidad de energa liberada en

corto tiempo es mucho mayor que la que se encuentra en el medio ambiente como

interferencias y que es causada por las transmisiones de radio y telefona inalmbrica.


11/30



11

1.3.2. DESCARGAS PARCIALES ASOCIADAS A LA DEGRADACIN.

Las formas de onda inducidas de la seal de tensin o corriente por las descargas

parciales en muestras que presentan degradacin severa, se observan formas de onda

del tipo lento, cuya duracin se prolonga (figura 3) dos rdenes de magnitud ms queen las ondas rpidas.

Figura 3. Forma de onda tpica de la corriente inducida en el por una DP lenta asociada

a una fuerte degradacin en el aislamiento.

Es necesario resaltar que la escala de tiempos es 10 veces ms lenta que la

correspondiente a la descarga rpida.

Esta descarga lenta est relacionada con la formacin de avalanchas sucesivas,

generadas por una abundante cantidad de electrones libres provenientes de carga

atrapada en la superficie degradada del aislamiento.

Bajo estas condiciones, no se alcanzan niveles significativos de sobre tensin entre

cada descarga y la duracin de la descarga se extiende mientras la conduccin de la

superficie degradada permita la difusin de cada descarga anterior. Esta aseveracin

se confirm al detectar zonas de inyeccin de cargas en la superficie, presentadas

como reas luminosas al barrido de un microscopio electrnico. Esto indica que loselectrones necesarios para observar la imagen promueven la liberacin de ms carga

inyectada, que se manifiesta como zonas luminosas. Esto significa que la zona de

mayor degradacin tiene menor resistividad superficial y volumtrica, por lo que

promueve la difusin de carga dentro del volumen del aislamiento y con ello la

degradacin no slo es superficial sino que avanza hacia los electrodos hasta provocar

una falla


12/30



12

1.4. NOCIVIDAD DE LAS DESCARGAS PARCIALES

La degradacin de un aislante slido por las descargas parciales es el resultado de un

conjunto complejo de fenmenos.

Elevacin de la temperatura del gas encerrado proveniente de los choques

elsticos entre electrones y molculas gaseosas.

Bombardeo inico y electrnico de las paredes de la cavidad provocando su

erosin.

Accin de rayos ultravioleta producidas por tomos excitados y por la

recombinacin de portadores.

Descarga qumica progresiva del material con produccin de gases,

particularmente hidrgeno.

La importancia de estos diversos fenmenos, vara ciertamente con el materialdielctrico considerado y las condiciones en las cuales l es utilizado, pero las

experiencias han demostrado que en un ambiente gaseoso qumicamente inerte la

degradacin de un aislante obedece a un mismo tipo de evolucin que comprende tres

fases sucesivas:

I. Inicialmente el proceso de ataque se limita a una erosin lenta, las cavidades se

agrandan y pueden entrar en contacto con otra, debilitando localmente el

muro del aislante.

II. La segunda etapa puede aparecer en los puntos dbiles de la cavidad a partirde las cuales las descargas se propagan al interior del dielctrico sano

formando caminos conductores.

III. Por fin, cuando el campo elctrico en la extremidad de una de las

ramificaciones alcanza al gradiente disruptivo intrnseco del aislante se observa

un desgaste rpido del material en esa direccin, y cuando esta progresin de

dao se produce tambin hacia al electrodo opuesto, la perforacin completa

del aislante produce una descarga total de una pieza conductora a otra (figura

4).


13/30



13

Figura 4. Formacin de rboles a partir de una cavidad.

1.5. AUTO EXTINCIN DE UNA DESCARGA PARCIAL

Hay evidencia de que en ocasiones las descargas parciales tras un periodo de

existencia se extinguen. Esto resulta muy ventajoso en la prctica, pero plantea

dificultades en los estudios sobre el fenmeno.

La explicacin ms aceptable a la fecha apela a los depsitos semiconductores que las

propias descargas parciales dejan en las paredes de la cavidad, los cuales

cortocircuitan la capacidad respectiva de la cavidad, reduciendo la tensin aplicada aella a valores inferiores al disruptivo. Tambin se ha probado que la autoextincin es

tanto ms probable cuanto menor es el espesor de la cavidad.

1.6. PERTURBACIN ELCTRICA PRODUCIDA POR LAS DESCARGASPARCIALESLa transferencia de carga en la regin donde se produce la ionizacin es acompaada

por la correspondiente transferencia de carga en el circuito externo y la fuente de

poder asociada. Por lo tanto, como resultado de esta transferencia de carga,

momentnea, de corta duracin, regular o aleatoria, se producen pulsos de corriente,

los cuales se propagan a travs del circuito externo, estos pulsos de corriente son de

corta duracin ya que son el resultado del movimiento extremadamente rpido de

portadores de carga.

1.7. OTROS EFECTOSLa descripcin del proceso de ionizacin muestra que hay transferencia de carga en la

regin donde se produce la ionizacin. Esto significa que hay circulacin de corriente

en esta regin y cierta potencia disipada. Como la corriente circula en un espacio

restringido, la densidad de corriente local es extremadamente alta, lo que produce en

la regin un intenso calor. Esto provoca un fuerte incremento de presin en la cavidad,


14/30



14

este efecto puede ser comparado con el de una explosin en miniatura. As el material

que rodea esta zona es comprimido, generndose una onda de pulsos snica y

ultrasnica que se propaga a travs del medio.

2. MTODOS DE DETECCINExisten mtodos elctricos y no elctricos para detectar descargas parciales en

aislamientos. A continuacin se describen estas tcnicas.

2.1. MTODOS ELCTRICOSRespecto a los mtodos elctricos utilizados para detectar descargas parciales en

aislamiento, existen estndares que norman los procedimientos y equipos a utilizar en

la prueba de descargas parciales.

Segn la publicacin ICEA T-24-380 (Insulated Cable Engineering Association) el

equipamiento de prueba debe incluir una fuente de alta tensin, voltmetro para alta

tensin, un circuito de medicin y un calibrador de descarga. Con respecto a las

mediciones, la verdadera transferencia de carga asociada a las descargas parciales en

un aislamiento, no puede ser medida, solo se puede medir la carga aparente.

Recientemente se han desarrollado tcnicas de deteccin basada en la aplicacin de

tensin de prueba a muy baja frecuencia (0.1 Hz) combinadas con algunas

caractersticas de la forma de onda de la tensin de frecuencia industrial. Estas

tcnicas reducen an ms la potencia requerida durante la prueba de descargas

parciales, lo anterior trae como consecuencia inmediata la disminucin del peso y

tamao del equipo de pruebas lo que hace posible que este sea porttil. Estos

mtodos combinados con tcnicas de reflectometra permiten localizar las fallas

ocasionadas por descargas parciales.

Entre las limitaciones de los mtodos elctricos para detectar descargas parciales, la

ms importante es que disminuye la sensibilidad de la prueba para aislamientos de

mayor clase de tensin, esto es debido a las caractersticas constructivas del tipo de

aislamiento, lo que hace que a travs de estos las seales de alta frecuencia sufranfuerte atenuacin.

2.2. MTODOS NO ELCTRICOS

Los mtodos no elctricos para detectar descargas parciales son menos populares que

las tcnicas elctricas por las siguientes razones:

En muchos casos los mtodos no elctricos tienen menor sensibilidad que los

mtodos elctricos.

Los mtodos no elctricos son generalmente de carcter destructivo, pues se

llevan a cabo tomando muestras de cables seleccionadas aleatoriamente.


15/30



15

La aplicacin de mtodos no elctricos en la deteccin de descargas parciales

en cables resulta una tarea tediosa y laboriosa y en algunos casos no son

aplicables en el mbito industrial.

Entre este tipo de tcnicas para deteccin de descargas parciales en aislamientos se

encuentran el estudio microscpico del aislamiento, la utilizacin de dispositivos

electro-pticos y rayos X.

2.2.1. MTODO QUMICO.Los mtodos qumicos aprovechan la informacin entregada por los gases que

aparecen en el aceite del transformador, no obstante, estas tcnicas no permiten

detectar la presencia de descargas incipientes en el aislamiento del transformador

debido a que se produce un gran retardo entre el inicio de la fuente de descargas

parciales y la evolucin de gas suficiente que delate la presencia de estas, otro grandefecto de estos mtodos es que no entregan una ubicacin precisa de la falla, sino

tan solo, la circunscriben a una zona la cual puede ser bastante grande (por ejemplo

todo el devanado).

Estos productos aumentan durante el funcionamiento prolongado, el anlisis qumico

tambin puede usarse para estimar la degradacin que ha sido causada por descargas

parciales.

La forma de analizar el mtodo qumico es por medio del anlisis cromatogrfico cuyo

propsito de ste, es conocer exactamente las diferentes sustancias que componen los

gases disueltos extrados desde el aceite del transformador.

De acuerdo a la naturaleza de los gases disueltos en el aceite aislante, se puede

determinar la causa de la anormalidad para prevenir y solucionarla antes que se

transforme en falla.

Cuando se detectan gases en cantidad suficiente como para suponer la existencia de

una falla, es necesario conocer la severidad de ella, lo cual se determina en base a la

tasa de crecimiento por da de cada gas en particular o del total de gases combustibles.

2.2.2. MTODO ACSTICO.Las tcnicas acsticas detectan la actividad de descargas parciales por medio de

sensores que se instalan en el tanque del transformador. Estos mtodos adems de

medir la magnitud de las descargas pueden entregar la ubicacin fsica de las fuentes

de descargas parciales.

Pueden usarse detecciones auditivas hechas en un cuarto con nivel del ruido bajo

como un medio de descubrir descargas parciales.


16/30



16

El mtodo acstico, normalmente es realizado con micrfonos u otros transductores

acsticos combinados con amplificadores y osciloscopios, tambin pueden ser usados

particularmente para localizar las descargas parciales. Los micrfonos son

seleccionados con alta sensibilidad sobre un rango de frecuencia auditivo los cualessirven para localizar una descarga tipo corona en el aire. Los transductores en

combinacin con osciloscopios pueden ser usados para localizar descargas en equipos

de aceite sumergido como los transformadores; ellos pueden ser colocados en el

interior o fuera del tanque.

2.2.3. MTODO PTICO.Las observaciones visuales pueden llevarse a cabo en un cuarto oscuro, despus de

que los ojos tienen que adaptarse a la oscuridad y, si es necesario, con la ayuda

binoculares de alto alcance.

Alternativamente, un registro fotogrfico puede hacerse, pero los tiempos de la

exposicin bastante largos son usualmente necesarios. Para propsitos especiales, se

usan multiplicadores de imagen o intensificadores.

2.3. SELECCIN DEL MTODO DE MEDICINEl mtodo elctrico fue desarrollado en este proyecto, debido a que se permite realizar

una deteccin ms directa, lo cual fue uno de los parmetros decisivos al momento de

efectuar la escogencia del mtodo, una especificacin ms tcnica se dar a

continuacin:

2.3.1 JUSTIFICACIN DEL MTODOCuando en una cavidad del dielctrico se produce una descarga parcial, una cierta

parte de la energa que haba en la cavidad se disipa en forma de carga elctrica q.

Para esos efectos la cavidad puede considerarse un condensador. Al realizarse una

carga y descarga de dicho condensador logra detectar una pequea deformacin sobre

la seal senosoidal de corriente y tensin, la cual es un reflejo de las descargas

parciales sucedidas en el interior del aislamiento.

Como no hay un mtodo ms directo para la deteccin de dicha carga y descarga del

condensador se realiza la deteccin a travs de un divisor capacitivo, lo cual hace

posible llevar una seal de tensin, que es un reflejo de la tensin aplicada y las

descargas parciales del objeto bajo prueba, al equipo de deteccin de descargas

parciales.

Debido a que al momento de realizar la etapa de deteccin de los niveles de tensin de

descargas parciales son de valores de micro Voltios, se hace necesario realizar una

amplificacin para poder visualizarla en un osciloscopio.


17/30



17

La carga aparente q de una descarga parcial es la carga que, si se inyectara entre los

bornes del objeto a ensayar, cambiara momentneamente la tensin entre los

mencionados bornes, en la misma medida que cuando se produce una descarga

parcial.

El valor absoluto q de la carga aparente se llama habitualmente amplitud de la

descarga. La carga aparente se expresa en Coulomb, normalmente es del orden de

pico Coulombs.

La carga aparente as definida, no es igual al valor de la carga transferida

efectivamente a travs de la cavidad en el interior del dielctrico donde se ha

producido la descarga parcial pero se utiliza por ser un valor observable en los bornes

del objeto ensayado y que es funcin del valor de la carga efectiva de la descarga

parcial. Se trata por consiguiente de un valor que es posible detectar.

2.3.2.- DIAGRAMA DEL CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN AISLAMIENTOSIMPLE.Asumiendo la presencia de una pequea falla (cavidad) en un aislamiento slido o

lquido, en el circuito equivalente de la figura 5, C1 representa la capacitancia de la

cavidad en el dielctrico, el capacitor C2 toma en consideracin la parte del dielctrico

en serie con la cavidad. La parte libre de falla del objeto en prueba es representado por

la capacitancia C3.

Figura 5. Formacin de descargas parciales

A partir del circuito equivalente, para pequeas cavidades se puede determinar:

Ct= C3 >> C2; C1 >>C2

Donde:

Ct: Capacitancia del elemento bajo prueba.

Si la tensin sobre la cavidad excede la tensin de falla, el gap de descarga G actacomo un interruptor que descarga el capacitor C1 a travs de la resistencia R1. La


18/30



18

resistencia limita solamente la amplitud de la corriente de descarga i(t). En el caso de

pequeas fallas, la duracin de la descarga esta en el rango de los nanosegundos.

La corriente local i(t) no puede ser medida.

La cada de tensin DU1 en la cavidad, causado por la descarga de corriente i(t),

relaciona una carga Dq1.

Dq1 = DU1 x C1

La descarga de C1 tambin causa rpidas transferencias de carga desde los capacitores

C2 y C3 segn diagrama del circuito equivalente1. La resultante cada de tensin Ut

puede ser medida en los terminales a/b del objeto bajo prueba. La magnitud de Ut

puede ser determinada comparando la carga almacenada antes y despus de los

procesos de descarga.

Ut = C2/ (C2+C3) U1 - C2/ [(C2+C3) C1] q1

Basados en estimativos empricos para C1 y C3, los valores para DUt estn en el rangode milivoltios hasta voltios, mientras que la magnitud de DU1 est en el rango de loskilovoltios. La cada de tensin DUt no puede ser encontrada con las cantidades DU1 yDq1 en la localizacin de la falla, porque las capacitancias C1 y C2 son normalmentedesconocidas.

3.-MEDIDA Y DETECCIN DE LA DESCARGA PARCIAL

Cuando se inicia la descarga parcial, aparecen pulsos transitorios de corriente de alta

frecuencia cuya duracin oscila entre los pocos nanosegundos y el microsegundo;

luego desaparecen y vuelven a aparecer repetidamente. Las corrientes procedentes de

descargas de tipo PD son difciles de medir a causa de su pequea magnitud y corta

duracin. El evento puede detectarse como un cambio muy pequeo en la corriente

consumida por la muestra sometida a prueba. Uno de los mtodos que permiten

medir tales corrientes es colocar una pequea resistencia de medida de corriente en

serie con la muestra, y ver en un osciloscopio la tensin generada utilizando un cable

coaxial del calibre adecuado. La salida de esta prueba se detecta generalmente como

un cambio en la carga, y se expresa en pC. Esta es la base de la metodologa descrita

en la norma IEC 60270, en ocasiones denominada medida de carga aparente.

Las medidas que describe la norma IEC son ideales para medidas de laboratorio, en las

que el sistema puesto a prueba se puede alimentar con una fuente de laboratorio

limpia, se dispone de accesorios de prueba y el sistema se sita en el interior de unajaula de Faraday. Las medidas de campo no pueden realizarse con una jaula de Faraday


19/30



19

y la fuente de alimentacin suele distar mucho de una fuente ideal en tales casos. Son

medidas expuestas a ruido y, en consecuencia, menos sensibles.

Existen, no obstante, otros mtodos que permiten realizar medidas en campo y,

aunque no resultan tan sensibles como las medidas que describe la norma IEC, son

notablemente ms apropiados. Las medidas en campo deben ser, por necesidad,

rpidas, seguras y sencillas si estn destinadas a su aplicacin por propietarios y

operadores de equipos MT y AT.

Las tensiones transitorias a tierra (TEV) son picos de tensin inducidos en la superficie

de las piezas metlicas circundantes. Estos se producen porque la descarga parcial crea

picos de corriente en el conductor y, por tanto, tambin en las piezas metlicas

conectadas a tierra situadas en las proximidades del conductor. Los pulsos TEV estn

repletos de componentes de alta frecuencia, como resultado de lo cual el conjunto

metlico del sistema conectado a tierra presenta una considerable impedancia a tierra.

Es el origen de los picos de tensin. Estos permanecen en la superficie de las piezas

metlicas circundantes (hasta una profundidad de 0,5 micras en acero dulce a 100

MHz) y forman lazos de corriente alrededor de la superficie exterior all donde exista

una discontinuidad en la estructura metlica. Existe un efecto secundario por el que las

ondas electromagnticas generadas por la descarga parcial generan tambin picos TEV

en las piezas metlicas circundantes, actuando tales piezas metlicas como una

antena. Los picos TEV son fenmenos muy tiles para detectar y medir descargas

parciales, ya que pueden detectarse sin efectuar conexiones elctricas ni retirar ningn

panel.

Las medidas ultrasnicas se basan en el hecho de que una descarga parcial emite

ondas sonoras. La banda de frecuencia de las emisiones suele centrarse en 40 kHz,pero se extiende hasta el rea audible en el caso de descargas extremadamente

perjudiciales. Las descargas internas no emiten ultrasonidos. La utilidad de la deteccin

ultrasnica est, por tanto, restringida a descargas superficiales y descargas en corona.

La deteccin del campo electromagntico permite captar las ondas de radio generadas

por la descarga parcial. Como ya se ha indicado anteriormente, las ondas de radio

pueden generar picos TEV en la estructura metlica circundante. Puede lograrse una

mayor sensibilidad de medida, especialmente a mayores tensiones, utilizando antenas

UHF integradas o antenas externas montadas en separadores aislantes instalados en laestructura metlica circundante.


20/30



20

4.- DESCARGAS PARCIALES EN MAQUINAS ELCTRICAS

Por lo general, las correctas mediciones de descargas parciales en maquinas elctricas

como generadores, transformadores, que presentan como resultados, la existencia no

de una, sino de mltiples fuentes activas de degradacin (lugares / defectos), todas

ellas actuando en forma simultnea sobre la aislacin de una misma mquina.

Cada una de estas fuentes de degradacin, sern reconocidas o clasificadas por su

propia figura patrn; pero en una maquina real, todos estos distintos patrones

individuales - que representan unitariamente a cada defecto que posee, se

superpondrn entre s, y quedarn ocultos tras un patrn resultante, mucho ms

complejo de identificar, y de ms difcil interpretacin

Simple identificacin de un defecto por medio de su imagen patrn. Figura patrntpico que representa a distintas descargas gaseosas internas en un bobinado.

Figura patrn final que representa a mltiples fallas en una misma mquina; todasellas superpuestas. Compleja identificacin de cada defecto.

En descargas parciales, y con el fin de llegar a un correcto diagnstico de estado, todoprofesional dedicado a realizar ensayos sobre grandes y modernas mquinas rotantes,tiene que ser capaz de discernir, clasificar e interpretar, todas y cada una de las

distintas seales de enfermedad que la misma est presentando, lo cual no es tansimple de conseguir con una sola medicin, y menos an hoy en da, mediante el uso


21/30



21

de instrumentos con tecnologa bsica o antigua, como por ejemplo los osciloscopios,y/ o mediante sus similares softwares del tipo PC Scope.

Un Principio Bsico De La Especialidad, Dice Que:

medir descargas parciales en valores de nano-Coulombs, no es un sinnimo dediagnstico.Al finalizar una medicin rutinaria de descargas parciales, el desconocimiento y lapracticidad urbana, intentan de alguna manera simplificar las cosas, realizando porlo general tres preguntas bsicas:1 Cuantos nano-Coulombs present la maquina?2 Es eso mucho o poco?3 Entonces la maquina est bien, o est mal?Por el contrario, muy pocos supervisores o dueos de maquinas, hacen las preguntas

correctas y necesarias, al menos para formarse una idea inicial del estado de sumquina, y para constatar si las mediciones efectuadas han sido las correctas yrequeridas.

4.1.-LA NECESIDAD REAL DE MEDIR DESCARGAS PARCIALES:

Principio: La mayora de las fallas en generadores, son de naturaleza elctrica, auncuando las causas inciales de las mismas no lo sean.Por ejemplo, el aflojamiento de cuas (wedge lossnes), que por ende suele ser unproblema de origen mecnico, puede dar lugar a la erosin de las capas semi-

conductoras en el bobinado del estator (bus bar), causando descargas parciales en lasranuras, y finalmente una falla del tipo fase a tierra, o del tipo fase a fase.Otro ejemplo sera el efecto combinado de las vibraciones y la erosin elctrica delaislamiento, que pueden dar lugar a una condicin en donde la tensin nominal de lamquina, no podr ser soportada (resistida) por el sistema aislante de las barras,momento en el que se producir una falla.Pero, en todos los casos, los niveles de descargas parciales tambin podrn sermedidos en cada momento del proceso de degradacin, el cual, en los generadoressuele ser de una lenta evolucin, y los resultados pueden ser utilizados para planificarel mantenimiento adecuado, o para decidir si es necesario llevar adelante una

operacin de rebobinado.Este es el valor real que debe aportar un informe de diagnstico por descargasparciales, y es lo que realmente espera el contratante del mismo, o ms aun, el dueode la mquina.

4.2.-EL DIAGNOSTICO DE ESTADO: SUS ETAPAS

Para la emisin de un correcto y profesional informe o protocolo de estado de una

mquina rotante, por medio de la aplicacin de las modernas tcnicas de descargasparciales, se requiere bsicamente de tres etapas complementarias:

La primera es la deteccin.


22/30



22

La segunda es la interpretacin de las seales obtenidas (figuras patrones en faseresuelta).La tercera es finalmente el diagnstico de la condicin del generador.Ninguna de ellas puede ser obviada ninguna de ellas puede ser tratada en forma

independiente o aislada. Todas ellas requieren de profesionalismo y del uso detecnologa compleja.

4.2.1.-PRIMERA ETAPA: LA DETECCION

La deteccin de las seales de descargas parciales es relativamente simple, y cualquierinteresado, con un conocimiento bsico de electrnica podra llegar a hacerla. Enresumen, se tratara primero de calibrar el sistema inyectando una seal patrn, y demedir luego el resultado numrico...Sin embargo, un resultado o lectura de la cantidad de descargas, expresado en

unidades de nanocoulombs, o peor an, en unidades de mili-volts, no ofrece ningunaconclusin de diagnstico., y ser solo un valor de referencia.Ms all de los nano-coulombs, lo necesario aqu es la deteccin del patrn dedescargas de una maquina; no se trata de un nmero, si no de una imagen o figura quecontiene toda la informacin sobre todas la fuente activas de descargas que estnafectando a un generador. Cada una de ellas con un grado de influencia, mayor omenor, pero todas ellas atacando al mismo tiempo la estabilidad elctrica del sistemaaislante.Este patrn de descargas, es el llamado patrn en fase resuelta ( q n), congrabacin de punto a punto, el cual brinda un panorama general del estado elctrico

de la maquina, pero obviamente expresado en un lenguaje grfico complejo, que luegodebe ser descifrado.Lo importante aqu, es poder conocer si este patrn en fase resuelta, podra llegar aser obtenido con el sistema de medicin de descargas que se est empleando, el cualno siempre es el apropiado.

4.2.2.-SEGUNDA ETAPA: LA INTERPRETACIONLa interpretacin de las seales de descargas parciales, requiere de importantesconocimientos sobre la construccin del generador, el diseo y tipo de aislamiento, lastcnicas de propagacin y atenuacin de las seales, modelos o patrones de estudio y

de comparacin, y en especial, de un instrumental que permita realizar complejas ycompletas mediciones, sumado a una buena comprensin de su uso.La etapa de interpretacin consiste bsicamente en la clasificacin e identificacin delos problemas que afectan a un generador, para lo cual se debe contar primero con loselementos suficientes para la captura de datos y registros de variables durante lasmediciones.En forma redundante, lo importante en esta etapa, es la interpretacin del patrn enfase resuelta ( q n); dado que en esta figura, estn ocultas, enmascaradas y/osuperpuestas todas las respuestas, y que por eso es necesario, el descifrarlas primero.

4.2.3.-TERCERA ETAPA: EL DIAGNOSTICO


23/30



23

El conocimiento sobre la condicin exacta de un generador, basado en las medicionesde descargas parciales, se fundamenta en la tasa de degradacin propia que posee

cada mecanismo de degradacin (tipo de defecto), la cantidad de cada uno de ellos(cantidad de cada tipo de defecto), sus niveles mximos aceptables, y en el tiempo

acumulado para los que un generador podra llegar a estar expuesto a estosmecanismos, sin afectar o afectando su vida til.Es por esto que se torna imprescindible el poder determinar todas estas variables.Las tcnicas de diagnstico han avanzado sustancialmente en las ltimas dcadas,siguiendo el avance de la tecnologa de los aislantes y de los instrumentos adquisidoresde descargas, pero no obstante an, un diagnstico no es algo tan sencillo deconfeccionar, a tal punto que los diferentes especialistas no siempre estn de acuerdosobre cules son los niveles crticos, normales y aceptables de descargas, pero en loque s estn todos de acuerdo, es en que mediante la simple medicin global enunidades de descargas (nano-coulomb), no es posible emitir un diagnostico

conciente, sino mas bien, uno del tipo aproximado y aventurado.Los parmetros globales, tales como la amplitud mxima de las descargas (nC), o lacorriente total aparente, pueden ser utilizados como indicadores preliminares, peroellos por si solos, tienen una capacidad limitada para apoyar la identificacin y losniveles de las fuentes activas de descargas dentro de una mquina.Cada tipo de descarga parcial (naturaleza /lugar de emisin), tiene su propia tasa de

degradacin de la maquina que la posee, y su propio nivel crtico. Antes de que unopueda establecer estos niveles o tasas de degradacin, que deben necesariamenteincluirse en la tercera etapa del proceso global de diagnstico, un especialista debeprimero tener que distinguir y reconocer, cada tipo de defecto presente en una misma

medicin, para estudiarlos por separadoEsta identificacin de todas las fuentes productoras de descargas parciales en unamisma mquina, es la principal y necesaria herramienta para la emisin de unprotocolo de diagnstico.Palabras tan frecuentes y ligeramente usadas como: la experiencia indica, empleadas

en un informe de diagnstico, para indicar si un parmetro de "xx nano-coulomb escrtico o aceptable, no tienen cabida ni sustento ante el avance actual de la tecnologa,y menos aun, si este parmetro es tomado con un osciloscopio comn de mercado.Para tener sustento valedero, las conclusiones de un diagnstico deben estar basadasen normativas vigentes, al igual que los fallos judiciales lo hacen amparados en las

leyes, y no en la supuesta experiencia de quien sabe quin.Por lo tanto, para determinar el procedimiento de diagnstico de un generador, con unenfoque ms sistemtico, basado en los parmetros de descargas, y en sus nivelescrticos, es necesario realizar un trabajo mayor, mediante la aplicacin de variastcnicas de mediciones, entre ellas, la ms aceptada y actualizada, es la denominada:mediciones en Fase Resuelta (PRPD en ingls), que contiene las variables: q n.(ngulo de fase cantidad - conteo o frecuencia de repeticin).La tecnologa de FASE RESUELTA para mediciones de descargas parciales, esconsiderada como la herramienta ms poderosa para la identificacin del origen yactividad de las descargas.

A diferencia del uso de un osciloscopio, esta tcnica ha evolucionado a la par de laevolucin de los materiales aislantes empleados en la construccin de maquinas, y ha


24/30



24

demostrado durante los ltimos aos, su fuerza para apoyar a los especialistas en larealizacin de mejores y ms completos diagnsticos de un generador.La tcnica de FASE RESUELTA permite adems, mediante el uso de una completa basede datos, asociar y separar cada tipo de fuente de descarga presente en una misma

medicin, identificndolas mediante la comparacin de sus figuras (patrones dedescargas en fase resuelta), con las correspondientes a la de su cdigo fuente (origen).Basados en que las mediciones de descargas en generadores, presentan generalmentecomo resultados, unas mltiples fuentes de DP (lugares / tipos de defectos), todas ellasactuando en forma simultnea, y que cada una de sus caractersticas propias (figuraspatrones individuales) se superponen u ocultan en el patrn o figura final obtenida,dando lugar a un patrn realmente complejo de interpretar, la tcnica deFase Resuelta se presenta como una herramienta imprescindible para el anlisis deestas maquinas rotantes.Si aun para un experto, es difcil distinguir si el patrn obtenido proviene de una

fuente nica o de mltiples fuentes, no es poco imaginar lo que sera para alguien queno posee ni siquiera un sistema de medicin en fase resuelta, o para aquel que intentamedir con un simple osciloscopio, arribando por lo tanto a extraas conclusiones.

4.2.4.-LA VISUALIZACION:

La visualizacin de una actividad de DP (patrn o imagen de DP), es uno de losaspectos ms importantes para guiar y permitir al especialista, el efectuar un anlisisde dicha actividad, y para poder estimar su riesgo potencial (diagnstico).La tradicional y antigua visualizacin de las descargas, en una pantalla de osciloscopio,

ofrece una clara informacin de su posicin con respecto a la fase, pero no permite(imposible) detallar sobre la estructura interna de la actividad (fenmenos individualessuperpuestos), o sobre la persistencia (count rate) de una determinada actividad deDP.Por lo tanto, y dado el carcter evolutivo y cambiante de la actividad de descargas,tanto en el tiempo (tiempo de ionizacin), como en funcin de la tensin de prueba, sino se poseyera un sistema de registro o de grabacin punto a punto (HOLD) delcambiante fenmeno durante la duracin de un ensayo, cualquier diagnostico que seintente emitir, obtenido a travs de una pantalla de osciloscopio, por ms esfuerzo quese haga, no podr ser muy relevante, seguro, ni fundamentado.

Actividad de descargas vistas en la pantalla de un osciloscopio tradicional, en formainstantnea


25/30



25

Los impulsos son vistos en forma instantnea, como lneas verticales, de acuerdo a suamplitud y posicin de fase.Pero esos impulsos de descargas, son cambiantes todo el tiempo de manera que unpatrn integral no podra nunca ser registrado.

Dado que la informacin presentada en la pantalla de un osciloscopio es solamente deltipo instantnea (puntual), y dado que los efectos de las descargas parciales son por elcontrario, del tipo variable (cambiantes en todo momento, y en el orden de los nano-segundos), IEEE1434-2000 define con buen criterio, que la informacin expresada enFASE RESUELTA, correspondera de alguna manera, a la sumatoria digitalizada de todala informacin presente en la pantalla de un osciloscopio, pero a lo largo de todo eltiempo de ensayo.Esto significa poder ver ahora, la totalidad del evento, que es en definitiva lo que se

busca durante un anlisis o diagnstico. Por ejemplo, si lo que ahora es 5 y en el

prximo milisegundo es 7 3, entonces como se podra establecer un parmetro dereferencia mediante un osciloscopio convencional.Un patrn de descargas parciales en FASE RESUELTA, grfico q n, con grabacinacumulativa de los eventos, es el nico que puede ofrecer todas las variablesnecesarias para un anlisis: el conteo de distribucin de descargas (count rate), versusla fase de aparicin y su amplitud o valor de carga.Un grfico tridimensional, puede ser obtenido en forma bidimensional, estableciendoel conteo de las descargas, o eje Z, bajo una codificacin por color, que define deacuerdo a su intensidad, la frecuencia de repeticin o de persistencia de las mismas(real efecto erosivo sobre la zona de falla).

Distribucin del nmero de descargas, versus la fase de aparicin y magnitud dedescarga.

El conteo es establecido por cdigo de colores (16 bits). La fase y la amplitud por 8 bitcada uno. La orientacin de fase es establecida por Una senoide sincronizada con latensin de prueba.La figura muestra descargas superficiales y oclusiones internas (void discharge) en unamisma bobina de un motor.

4.3.-LAS CONCLUSIONES DE UN DIAGNOSTICO:Tomemos como ejemplo aleatorio y prctico, un diagnstico volcado en un protocolo

real, emitido en este caso para la firma PAE, al igual que otros cientos que circulanactualmente.


26/30



26

En el protocolo se expresan los resultados de las mediciones efectuadas sobre ungenerador sincrnico de 58.7 MVA /11,5Kv / 3000rpm; exhibiendo como base o

fundamento de ese diagnstico, la siguiente imagen (patrn) de descargas parciales,tomada durante los ensayos, y mediante el uso de un analizador de aislacin y un

osciloscopio Kenwood de 20 Mhz.

Patrn de descargas tomado con un osciloscopio de dos canales: eje X: 200 mS. - ejeY:+/-15 mV.

(Protocolo de ensayo generador 65 MVA- 11.5KV- PAE)(Ntese adems que hasta la base de tiempo es errnea: 200 mS correspondera a unafrecuencia de 5 Hz en vez de 50 H z)

Basado en el anlisis de esta simple figura, que representa un patrn de descargas

del tipo mili-volts / versus fase, realizado con un osciloscopio de mercado y graficadamediante un software, el reporte se aventura a emitir las siguientes seis (6)conclusiones (diagnstico de estado de la mquina), que pasaremos a tratar de

interpretar, al menos cuatro de ellas, en forma independiente y global:

Conclusin o diagnstico de estado segn el reporte (surgidas del anlisis de esta

figura):1) El anlisis indica que se tratan de descargas parciales en oclusiones internas2) algunas de ellas adyacentes al conductor3) y superficiales por campos tangenciales, siendo las primeras las ms importantes.4) Tambin se detectan descargas parciales superficiales de zonas que han perdido susreferencias a masa, y estn descargando a ella

PASEMOS A EXPLICAR:

Como se dijo anteriormente, las mediciones de descargas en generadores, presentancomo resultados, y en forma simultnea o acumulativa, unas mltiples fuentesproductoras de DP, (lugares / tipos de defectos), que todo diagnstico intentar dealguna manera interpretar, y que no es una operacin sencilla, dado que cada una desus caractersticas propias (figuras patrones individuales), se superpondrn entre s,dando lugar a un complejo patrn o figura general. Es como ir pintando sobre unmismo lienzo, un cuadro distinto, uno encima del otro, y debemos por lo tantodescubrirlos a todos (figura final resultante).


27/30



27

Para el reporte en cuestin, esta figura final es entonces la siguiente, y en la cual elanalista determina al menos 4 (cuatro) distintos tipos de defectos sobre el

generador:

Pero tratemos ahora de comprender como se veran graficadas en un patrn REAL dedescargas, cada una de estas conclusiones que el reporte indica, tanto en formaindependiente, como por ultimo en forma global: Nota: (las siguientes figuras

corresponden a patrones de descargas, de reconocimiento mundial acordes a IEEE IEC)Conclusin 1: Mltiples Oclusiones Internas. (Son siempre caracterizadas por suformas senoidales)

Conclusin 2 +3: Mltiples oclusiones internas + descargas superficiales

Conclusin 4: Descargas superficiales en zonas de prdida de referencia de masa


28/30



28

Por ltimo, este sera el patrn final en fase resuelta, que correspondera al supuestoDiagnstico del Protocolo, pero dibujado realmente en forma acorde a normasinternacionales:

Imagen impresa en el protocolo de ensayo, versus la que correspondera realmente si seestuviera de acuerdo con el diagnstico emitido en dicho protocolo (arriba)

Cabe sealar que si intentramos realmente emitir un diagnstico basado en estaltima imagen, solo sera prudente deducir, que se tratara de seales del tiposimtricas; pero de all a inferir como conclusin de la misma, toda esas extensiones

que se vuelcan en ese reporte:El anlisis indica que se tratan de descargas parciales en oclusiones internas, algunas

adyacentes al conductor, y superficiales por campos tangenciales, siendo las primeras

las ms importantes. Tambin se detectan descargas parciales superficiales de zonas

que han perdido sus referencias a masa y estn descargando a ella

Sera entonces algo mas basado en las tcnicas del esoterismo que en las tcnicas de

las descargas parciales.Profundizando un poco ms, el reporte aclara tambin, que la mquina presentadescargas eventuales del orden de los 10 nC, y para confirmar esto, dibuja entonces

una barra vertical (una sola), de color verde en la mitad de cada semiciclo, como puedeverse en la figura anterior.

5.- APLICACIN PRCTICAEn la prctica, la deteccin de descargas parciales resulta muy til para determinar si el

aislamiento de un equipo MV/HV est comenzando a degradarse. Por ejemplo, la

Autoridad de Salud y Seguridad de Reino Unido ha publicado directrices aconsejando lacomprobacin regular de la actividad de descarga parcial en seccionadores mecnicos


29/30



29

6.-RESUMEN

Las descargas parciales son pequeas chispas elctricas que ocurren en el aislamiento

elctrico de la conexin, los cables, los transformadores y las bobinas en los grandes

motores elctricos y los generadores. El anlisis de descargas parciales es un enfoqueproactivo del diagnstico que utilizan las mediciones de las descargas parciales (PD)

para evaluar la integridad de este equipo. Cada descarga parcial es el resultado de la

distribucin elctrica de una bolsa de aire en el aislamiento. Las mediciones de las

descargas elctricas se pueden tomar de forma continua o intermitente. Los resultados

de las descargas elctricas se utilizan para prever de manera fiable que el equipo

elctrico tiene la necesidad de mantenimiento.

Las descargas parciales se producen en burbujas o cavidades existentes en el

aislamiento debido generalmente a una impregnacin imperfecta, un curado

incompleto, etc.

Las Descargas Parciales comprueban por lo tanto:

Cavidades

Incrustaciones

Arborescencias elctricas

Defectos de instalacin

7.-NORMAS INTERNACIONALES

IEC 60270:2000/BS EN 60270:2001 "High-Voltage Test Techniques - Partial Discharge

Measurements"

IEC 61934:2006 "Electrical insulating materials and systems - Electrical measurement

of PD under short rise time and repetitive voltage impulses"

IEC 60664-4:2007 "Insulation coordination for equipment within low-voltage systems

Part 4: Consideration of high-frequency voltage stress"

IEC 60034-27:2007 "Rotating electrical machines Off-line partial discharge

measurements on the stator winding insulation of rotating electrical machines"

IEEE Std 436-1991 (R2007) "IEEE Guide for Making Corona (Partial Discharge)

Measurements on Electronics Transformers"

IEEE 14342000 "IEEE Trial-Use Guide to the Measurement of Partial Discharges in

Rotating Machinery"

IEEE 400-2001 "IEEE Guide for Field Testing and Evaluation of the Insulation of Shielded

Power Cable Systems"


30/30



8.- BIBLIOGRAFA.

Tcnicas de alta tensin Justo Yanque Montufar Tcnicas de alta tensin - Hiberto Enriquez Harper Druyvesteyn M. Penning modelo fiasco. J.R.Conrad, Material Sci. Campos Magneticos. http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S071807642008000100010&script=sci_art

text. Curso online de descargas en gases Hctor Kelly. Captulos 4 y 5

(www.lfp.uba.ar/Kelly/teoricas/Cap4.pdf ywww.lfp.uba.ar/Kelly/teoricas/Cap5.pdf)

High Voltage Experimenters Handbook

(http://home.earthlink.net/~jimlux/hv/hvmain.htm).

Documents

Descargas Parciales Oficial