CEI IEC 60060-3 Técnicas de ensayo en alta tensión

NORMA INTERNACIONAL

CEI IEC 60060-3 Primera edición 2006-02

Versión en español

Técnicas de ensayo en alta tensión Parte 3:

Definiciones y requisitos para ensayos in situ

High voltage test techniques Part 3:

Definitions and requirements for on-site tests

Techniques des essais à haute tension Partie 3:

Définitions et prescriptions pour des essais sur site

IEC 2006 AENOR 2006

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Ninguna parte de esta publicación se puede reproducir ni utilizar de cualquier forma o por cualquier medio, ya sea electrónico o mecánico, incluyendo fotocopia o microfilm, sin el permiso por escrito de los editores. Secretaría Central de la Comisión Electrotécnica Internacional, Internacional, 3 rue de Varembé. GINEBRA, Suiza Sede Central de AENOR, C Génova, 6. 28004 MADRID, España

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ÍNDICE Página PRÓLOGO ............................................... ....................................................................................................... ........................................................ .................................

5

INTRODUCCIÓN ......................................................... ........................................................... ........

7

1

OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN ....................................................... ...............

8

2

NORMAS PARA CONSULTA............................... CONSULTA....................................................................................... ........................................................

8

3

TÉRMINOS Y DEFINICIONES........................................................................ DEFINICIONES. ....................................................................... ............

8

4 4.1 4.2 4.3 4.4

ENSAYOS Y COMPROBACIONES COMUNES SOBRE UN SISTEMA DE MEDIDA......................................................................... MEDIDA.. ....................................................................... .................. Ensayo de aceptación ............................................... ....................................................................................................... ........................................................ Ensayos de caracterización.................................................. ............................................ Comprobación de características........................................ ............................................ Registro de características......................................... ......................................................

13 13 13 13 14

5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6

ENSAYOS CON TENSIÓN CONTINUA ............................................................. ........ Generalidades .............................................................. ..................................................... Definiciones para ensayos de tensión continua .......................................... .................... Tensión de ensayo................................................ ............................................................. Medida de la tensión de ensayo....................................................................... ensayo ....................................................................... ................ Ensayos y comprobaciones de los sistemas de medida............................................. medida .................................................. ..... Procedimiento de ensayo de tensión soportada ................................................. ............................................................. ............

14 14 14 14 15 15 16

6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6

ENSAYOS CON TENSIÓN ALTERNA.............................................................. .......... Generalidades .............................................................. ..................................................... Definiciones para ensayos de tensión alterna............................ ..................................... Tensión de ensayo................................................ ............................................................. Medida de la tensión de ensayo....................................................................... ensayo ....................................................................... ................ Ensayos y comprobaciones de los sistemas de medida............................................. medida .................................................. ..... Procedimiento de ensayo de tensión soportada ................................................. ............................................................. ............

16 16 16 16 18 18 18

7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6

ENSAYOS CON IMPULSOS DE TENSIÓN TIPO RAYO ........................................ Generalidades .............................................................. ..................................................... Definiciones para ensayos de tensión tipo rayo ............................................... ............................................................. .............. Tensión de ensayo................................................ ............................................................. Medida de la tensión de ensayo y determinación de la forma del impulso de tensión Ensayos y comprobaciones de los sistemas de medida............................................. medida .................................................. ..... Procedimientos de ensayo de tensión soportada............................................................ soportada............. ...............................................

19 19 19 22 22 23 24


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8 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6

ENSAYOS CON IMPULSOS DE TENSIÓN TIPO MANIOBRA.............................. Generalidades .............................................................. ..................................................... Definiciones para ensayos de impulsos de tensión tipo maniobra................................ Tensión de ensayo................................................ ............................................................. Medida de la tensión de ensayo y determinación de la forma del impulso de tensión Ensayos y comprobaciones de los sistemas de medida.................................................. Procedimientos de ensayo de tensión soportada............................................................

24 24 24 27 27 28 28

9 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6

ENSAYOS CON TENSIONES DE MUY BAJA FRECUENCIA ............................... Generalidades .............................................................. ..................................................... Definiciones para ensayos de muy baja frecuencia ....................................................... Tensión de ensayo................................................ ............................................................. Medida de la tensión de ensayo....................................................................... ................ Ensayos y comprobaciones de los sistemas de medida.................................................. Procedimientos de ensayo............................................................... .................................

29 29 29 29 30 30 31

10 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6

ENSAYOS CON TENSIONES ALTERNAS AMORTIGUADAS .............................. Generalidades ................................................................ ................................................... Definiciones para ensayos de tensiones alternas amortiguadas ................................... Tensión de ensayo................................................. ........................................................... . Medida de la tensión de ensayo.......................................................................... ............. Ensayos y comprobaciones de los sistemas de medida.................................................. Procedimientos de ensayo................................................................. ...............................

31 31 31 32 32 33 33

Figura 1 Impulso tipo rayo aperiódico .................................................... ......................................

20

Figura 2 Impulso tipo rayo oscilante................................................................ ..............................

21

Figura 3 Impulso tipo maniobra aperiódico.......................................... ........................................

25

Figura 4 Impulso tipo maniobra oscilante.....................................................................................

26

Figura 5 Tensión alterna amortiguada ( f r = 1 kHz, Df = 0,2).......................................................

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COMISIÓN ELECTROTÉCNICA INTERNACIONAL

Técnicas de ensayo en alta tensión Parte 3: Definiciones y requisitos para ensayos in situ PRÓLOGO 1) IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) es una organización mundial para la normalización, que comprende todos los comités electrotécnicos nacionales (Comités Nacionales de IEC). El objetivo de IEC es promover la cooperación internacional sobre todas las cuestiones relativas a la normalización en los campos eléctrico y electrónico. Para este fin y también para otras actividades, IEC publica Normas Internacionales, Especificaciones Técnicas, Informes Técnicos, Especificaciones Disponibles al Público (PAS) y Guías (de aquí en adelante “Publicaciones IEC”). Su elaboración se confía a los comités técnicos; cualquier Comité Nacional de IEC que esté interesado en el tema objeto de la norma puede participar en su elaboración. Organizaciones internacionales gubernamentales y no gubernamentales relacionadas con IEC también participan en la elaboración. IEC colabora estrechamente con la Organización Internacional de Normalización (ISO), de acuerdo con las condiciones determinadas por acuerdo entre ambas. 2) Las decisiones formales o acuerdos de IEC sobre materias técnicas, expresan en la medida de lo posible, un consenso internacional de opinión sobre los temas relativos a cada comité técnico en los que existe representación de todos los Comités Nacionales interesados. 3) Los documentos producidos tienen la forma de recomendaciones para uso internacional y se aceptan en este sentido por los Comités Nacionales mientras se hacen todos los esfuerzos razonables para asegurar que el contenido técnico de las publicaciones IEC es preciso, IEC no puede ser responsable de la manera en que se usan o de cualquier mal interpretación por parte del usuario. 4) Con el fin de promover la unificación internacional, los Comités Nacionales de IEC se comprometen a aplicar de forma transparente las Publicaciones IEC, en la medida de lo posible en sus publicaciones nacionales y regionales. Cualquier divergencia entre la Publicación IEC y la correspondiente publicación nacional o regional debe indicarse de forma clara en esta última. 5) IEC no establece ningún procedimiento de marcado para indicar su aprobación y no se le puede hacer responsable de cualquier equipo declarado conforme con una de sus publicaciones. 6) Todos los usuarios deberían asegurarse de que tienen la última edición de esta publicación. 7) No se debe adjudicar responsabilidad a IEC o sus directores, empleados, auxiliares o agentes, incluyendo expertos individuales y miembros de sus comités técnicos y comités nacionales de IEC por cualquier daño personal, daño a la propiedad u otro daño de cualquier naturaleza, directo o indirecto, o por costes (incluyendo costes legales) y gastos derivados de la publicación, uso o confianza de esta publicación IEC o cualquier otra publicación IEC. 8) Se debe prestar atención a las normas para consulta citadas en esta publicación. La utilización de las publicaciones referenciadas es indispensable para la correcta aplicación de esta publicación. 9) Se debe prestar atención a la posibilidad de que algunos de los elementos de esta Publicación IEC puedan ser objeto de derechos de patente. No se podrá hacer responsable a IEC de identificar alguno o t odos esos derechos de patente.

La Norma Internacional IEC 60060-3 ha sido elaborada por el comité técnico 42 de IEC: Técnica de los ensayos en alta tensión. El texto de esta norma se basa en los documentos siguientes:

FDIS

Informe de voto

42/203/FDIS

42/204/RVD


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El informe de voto indicado en la tabla anterior ofrece toda la información sobre la votación para la aprobación de esta norma. Esta norma ha sido elaborada de acuerdo con las Directivas ISO/IEC, Parte 2. Los términos utilizados en esta norma que se han definido en el capítulo 3 están escritos en negrita. La Norma IEC 60060 consta de las siguientes partes, bajo el título general Técnicas de ensayo de alta tensión:

Parte 1:

Definiciones generales y requisitos de ensayo.

Parte 2:

Sistemas de medida.

Parte 3:

Definiciones y requisitos para ensayos in situ.

El comité ha decidido que el contenido de esta norma (la norma base y de sus modificaciones) permanezca vigente hasta la fecha de mantenimiento indicada en la página web de IEC "http://webstore.iec.ch" en los datos relativos a la norma específica. En esa fecha, la norma será – confirmada; – anulada; – reemplazada por una edición revisada; o – modificada. Esta versión es una traducción al español de la versión oficial de la norma IEC. En caso de discrepancia deberá consultarse la versión original.


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INTRODUCCIÓN

Los requisitos especificados en las Normas IEC 60060-1 e IEC 60060-2 no pueden conseguirse siempre durante los ensayos in situ, debido a la variedad de factores externos que no están presentes en los ensayos en fábrica y en el laboratorio, tales como los campos electromagnéticos externos, las condiciones meteorológicas, etc. Los ensayos in situ de alta tensión se requieren: – como ensayos soportados como parte de un procedimiento de puesta en marcha de los equipos, para demostrar que el transporte desde el fabricante al emplazamiento y su instalación in situ cumplen con la especificación del fabricante; – como ensayos soportados después de una reparación in situ, para demostrar que el equipo se ha reparado con éxito, y está en las condiciones adecuadas para volver al servicio; – para propósitos de diagnóstico, por ejemplo mediciones PD, para demostrar si el aislamiento está todavía libre de defectos peligrosos, y como una indicación de la vida útil esperada.


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Técnicas de ensayo en alta tensión Parte 3: Definiciones y requisitos para ensayos in situ

1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta parte de la Norma IEC 60060 es aplicable a las siguientes tensiones de ensayo in situ y solicitaciones en servicio, que están en relación con la Norma IEC 60060-1: – tensión continua; – tensión alterna; – tensión de impulso tipo rayo de forma aperiódica u oscilante; – tensión de impulso tipo maniobra de forma aperiódica u oscilante. Para ensayos especiales se utilizan las siguientes tensiones: – tensión de frecuencia muy baja; – tensión alterna amortiguada. Esta norma es aplicable a equipos de tensión más elevada U m mayor de 1 kV. La selección de las tensiones de ensayo in situ, los procedimientos de ensayo y los niveles de tensión de ensayo para los aparatos, equipos o instalaciones están bajo la responsabilidad del comité técnico correspondiente. Para aplicaciones especiales, el comité técnico correspondiente puede especificar tensiones de ensayo in situ diferentes de las descritas en esta norma. NOTA 1 Las diferentes formas de onda de tensión referenciadas anteriormente no provocan necesariamente la misma solicitación sobre el objeto de ensayo. NOTA 2 La selección de los niveles de tensión de ensayo deberían tener en cuenta que las tolerancias e incertidumbres son mayores en los ensayos in situ.

2 NORMAS DE REFERENCIA Las normas que a continuación se indican son indispensables para la aplicación de esta norma. Para las referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición de la norma (incluyendo cualquier modificación de ésta). IEC 60060-1:1989 Técnicas de ensayo de alta tensión. Parte 1: Definiciones generales y requisitos de ensayo. IEC 60060-2:1994 Técnicas de ensayo de alta tensión. Parte 2: Sistemas de medida. IEC 60071-1:1993 Coordinación de aislamiento. Parte 1: Definiciones, principios y reglas.

3 TÉRMINOS Y DEFINICIONES Los siguientes términos y definiciones son aplicables a este documento. Para todas las demás definiciones relativas a procedimientos de ensayo véase la Norma IEC 60060-1 y para las definiciones relativas a sistemas de medida véase la Norma IEC 60060-2. Las definiciones de los parámetros están dadas en los apartados correspondientes de esta norma.


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3.1 ensayo in situ: Ensayo en el emplazamiento donde se utiliza el aparato, equipo o instalación a ensayar y con el objeto de ensayo lo más cerca posible a sus condiciones de servicio. 3.2 tensión de impulso: Tensión transitoria aperiódica u oscilante aplicada intencionadamente, que normalmente aumenta rápidamente hasta un valor de cresta y luego su curva envolvente cae mas lentamente a cero. (IEC 60060-1:1989, definición 3, modificado)

3.3 tensiones de impulso tipo rayo y tipo maniobra: Se efectúa una distinción entre tensiones de impulso tipo maniobra y tipo rayo teniendo en cuenta la duración del frente. Los impulsos con duración del frente de hasta 20 µs se definen como tensiones de impulso tipo rayo y aquellos con frentes más largos se definen como tensiones de impulso tipo maniobra. Generalmente, las tensiones de impulsos tipo maniobra se caracterizan por duraciones totales considerablemente mayores que las tensiones de impulsos tipo rayo. (IEC 60060-1:1989, definición 3.1)

3.4 características de la tensión de ensayo: Aquellas características especificadas en esta norma para designar los diferentes tipos de tensión que define la tensión de ensayo. (IEC 60060-1:1989, definición 4.2)

3.5 características previstas de una tensión de ensayo: Características que habrían sido obtenidas si no se hubiera producido ninguna descarga disruptiva. Cuando se utiliza una característica prevista, esta circunstancia debe ser siempre declarada. (IEC 60060-1:1989, definición 4.2.1)

3.6 características reales de una tensión de ensayo: Características que se producen durante el ensayo en los terminales del objeto de ensayo. (IEC 60060-1:1989, definición 4.2.2)

3.7 valor de la tensión de ensayo: Según se define en los apartados correspondientes de esta norma. (IEC 60060-1:1989, definición 4.2.3)

3.8 clasificación del aislamiento en los objetos de ensayo: Los sistemas de aislamiento de los aparatos y de las estructuras de alta tensión deben clasificarse básicamente en aislamientos autorregenerables y aislamientos no autorregenerable y pueden consistir en aislamientos externos y/o aislamientos internos. (IEC 60060-1:1989, definición 5)

3.8.1 aislamiento externo: Las distancias en aire atmosférico y las superficies en contacto con el aire atmosférico del aislamiento sólido de los equipos que están sometidos a solicitación dieléctrica y a los efectos de las condiciones atmosféricas y de otras condiciones externas, tales como contaminación, humedad, bichos, etc. (IEC 60071-1:1993, definición 3.2)


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3.8.2 aislamiento interno: Aislamiento interno sólido, líquido o gaseoso que está protegido de los efectos de las condiciones atmosféricas y otras condiciones externas. (IEC 60071-1:1993, definición 3.3)

3.8.3 aislamiento autorregenerable: Aislamiento que recupera íntegramente sus propiedades aislantes después de un cierto tiempo tras una descarga disruptiva producida por la aplicación de una tensión de ensayo. (IEC 60071-1:1993, definición 3.4, modificada)

3.8.4 aislamiento no autorregenerable: Aislamiento que pierde sus propiedades aislantes, o no las recupera íntegramente, después de una descarga disruptiva producida por la aplicación de una tensión de ensayo. (IEC 60071-1:1993, definición 3.5, modificada) NOTA

En los aparatos de alta tensión, a menudo funcionan unas partes con ambos aislamientos autorregenerables y no autorregenerables en combinación y algunas partes pueden degradarse al aplicar la tensión de forma permanente o al aplicar la tensión de forma repetida. El comité técnico correspondiente debería tener en cuenta el comportamiento del aislamiento a este respecto cuando se especifiquen los procedimientos de ensayo a aplicar.

3.9 sistemas de medida y sus componentes 3.9.1 sistema de medida: Conjunto completo de dispositivos adecuados para realizar una medida de alta tensión. (IEC 60060-2:1994, definición 3.1.1, modificada) NOTA 1 Un sistema de medida normalmente comprende los siguientes componentes: un dispositivo de conversión con los conductores necesarios para conectar el dispositivo al objeto de ensayo y las conexiones a tierra, un sistema de transmisión que conecta los terminales de salida del dispositivo a los instrumentos de registro o de indicación con su impedancia o redes de atenuación, terminación o adaptación, e instrumentos de registro o indicación junto con cualquier conexión con la fuente de alta tensión. Estos componentes pueden disponerse en una unidad compacta junto con la fuente de alta tensión. Normalmente, esto es aplicable a los equipos de ensayo portátiles para aparatos de media tensión. NOTA 2 Se aceptan sistemas de medida que están basados en principios no convencionales si cumplen los requisitos de precisión especificados en esta norma. NOTA 3 El entorno en el que un sistema de medida funciona, sus distancias libres a partes activas y a estructuras conectadas a tierra y la presencia de campos eléctricos o magnéticos pueden afectar significativamente a su precisión.

3.9.2 registro de características de un sistema de medida: Registro de detalle, establecido por el usuario, que describe el sistema de medida y que contiene evidencia que los requisitos dados por esta norma se cumplen. Esta evidencia debe incluir los resultados del ensayo de aceptación inicial y el plan y resultados de los ensayos de caracterización y de comprobación de características . (IEC 60060-2:1994, definición 3.1.2)

3.9.3 sistema de medida aprobado: Un sistema de medida del que se demuestra que cumple con los requisitos de esta norma mediante: −

un ensayo de caracterización inicial;

−

sucesivas comprobaciones de características y ensayos de caracterización ;

−

inclusión de los resultados de estos ensayos en el registro de características .


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El sistema de medida sólo se aprueba para la disposición y las condiciones de funcionamiento incluidas en su registro de características. (IEC 60060-2:1994, definición 3.1.3 modificada)

3.9.4 sistema de medida de referencia: Sistema de medida que tenga precisión y estabilidad suficiente para utilizarse en la aprobación (calibración) de otros sistemas de medida mediante la realización de medidas comparativas simultáneas con tipos de formas de onda y rangos de tensión o de corriente específicos. (IEC 60060-2:1994, definición 3.1.4) NOTA

Un sistema de medida de referencia (mantenido conforme a los requisitos de la Norma IEC 60060-2:1994) puede utilizarse como sistema de medida aprobado pero al contrario no es válido.

3.9.5 dispositivo de conversión: Dispositivo para convertir la alta tensión a medir en otra magnitud, compatible con el instrumento de indicación o registro. Normalmente se utilizan divisores de tensión o impedancias de medida de alta tensión. (IEC 60060-2:1994, definición 3.2, modificada) NOTA

Otros ejemplos de dispositivos de conversión son los transformadores de tensión, los sensores ópticos y las sondas de campo eléctrico.

3.9.6 sistema de transmisión: Conjunto de dispositivos que transfieren la señal de salida de un dispositivo de conversión a un instrumento de indicación y/o registro. NOTA 1 Un sistema de transmisión consiste generalmente en un cable coaxial con sus impedancias de terminación, pero puede incluir atenuadores u otros dispositivos conectados entre el dispositivo de conversión y el instrumento. Por ejemplo, una conexión óptica incluye el transmisor, el cable óptico y el receptor así como los amplificadores asociados. NOTA 2 Un sistema de transmisión puede estar parcial o completamente incluido en el dispositivo de conversión.

(IEC 60060-2:1994, definición 3.3)

3.9.7 instrumento de registro o indicación: Dispositivo destinado a mostrar o proporcionar un registro del valor de un mesurando o una magnitud derivada. (IEC 60060-2:1994, definición 3.4)

3.9.8 factor de escala de un sistema de medida: Factor por el cual el valor de la lectura del instrumento tiene que ser multiplicado para obtener el valor de la magnitud de entrada. El factor de escala asignado es el determinado en el ensayo de caracterización mas reciente. NOTA 1 En muchos sistemas de medida el valor de la magnitud de entrada se muestra directamente sobre una pantalla (es decir, el factor de escala del sistema de medida es la unidad) NOTA 2 Un sistema de medida puede tener mas de un factor de escala, por ejemplo, puede tener diferentes factores de escala para diferentes rangos de frecuencia o formas de impulso.

(IEC 60060-2:1994, definición 3.5, modificada)

3.9.9 comportamiento dinámico de un sistema de medida: comportamiento de un sistema de medida cuando se produce un cambio transitorio de la magnitud de entrada descrito mediante la respuesta escalón o la respuesta amplitud/frecuencia. 3.9.10 incertidumbre de una medida: Parámetro asociado al resultado de una medida que caracteriza la dispersión de los valores que razonablemente puede ser atribuida al mesurando.


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3.9.11 tolerancia: Diferencia permitida entre el valor medido y el valor especificado – debe distinguirse de los errores de medida, que son las diferencias entre los valores medidos y los valores verdaderos. NOTA 1 Es preciso que la tensión de ensayo medida esté dentro de la tolerancia establecida del nivel de ensayo especificado. Los niveles de ensayo son especificados por el comité técnico correspondiente. El valor verdadero no se conoce exactamente; se estima está dentro del rango de la incertidumbre de medida con la probabilidad de cobertura establecida. El verdadero valor, aunque desconocido, puede estar fuera del rango de tolerancia, especialmente en el caso en que el valor medido esté cerca de los límites del rango de tolerancia y su incertidumbre esté parcialmente fuera de estos límites. NOTA 2 El valor medido es el valor mostrado en la pantalla multiplicado por el factor de escala. El valor verdadero es desconocido y sería determinado como el valor medio de un número infinitamente grande de medidas idénticas.

3.9.12 tensión de medida asignado: Máximo nivel de tensión de una frecuencia especificada o forma de onda para la cual un sistema de medida puede utilizarse, y para la cual la incertidumbre está dentro de los límites dados en esta norma. (IEC 60060-2:1994, definición 3.9.1, modificada)

3.9.13 rango de funcionamiento de tensión o de corriente: Rango de tensión o corriente de una frecuencia especificada o forma de onda en la que un sistema de medida puede utilizarse y para la cual la incertidumbre está dentro de los límites dados en esta nor ma. (IEC 60060-2:1994, definición 3.9.2, modificada) NOTA

Los límites del rango de funcionamiento se eligen por el usuario y son verificados mediante los ensayos de caracterización especificados en la Norma IEC 60060-2.

3.9.14 tiempo de funcionamiento (para tensiones continuas o alternas): Tiempo durante el cual el sistema de medida puede funcionar a su tensión de medida asignada y para el cual la incertidumbre está dentro de los límites dados en esta norma. (IEC 60060-2:1994, definición 3.9.3, modificada)

3.9.15 cadencia máxima de aplicación: De tensiones de impulso de una forma de onda especificada para la cual el sistema de medida puede funcionar dentro de los límites de incertidumbre dados en esta norma para un tiempo especificado a su tensión de medida o a su corriente de medida asignada. (IEC 60060-2: 1994, definición 3.9.4, modificada)

3.9.16 ensayo de aceptación: Un ensayo de un dispositivo o de un sistema de medida antes de que sea aceptado para utilizarse. El ensayo de aceptación incluye ensayos de tipo (realizados sobre un dispositivo del mismo tipo de diseño) y ensayos individuales (realizados en cada dispositivo) para establecer sus características específicas, por ejemplo, medida del coeficiente de temperatura de un elemento, ensayo de tensión soportada, etc. Además, el ensayo de aceptación en un sistema de medida incluye el primer ensayo de caracterización . (IEC 60060-2:1994, definición 3.10.1)

3.9.17 ensayo de caracterización: Ensayo realizado sobre un sistema de medida completo para caracterizarlo para las condiciones de funcionamiento in situ. 3.9.18 comprobación de características: Procedimiento para asegurar que el ensayo de caracterización mas reciente sigue siendo válido. La comprobación de características se realiza in situ. (IEC 60060-2:1994, definición 3.10.3, modificada)


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3.9.19 registro de referencia (solamente para medidas de tensión de impulso): registro tomado bajo condiciones especificadas en un ensayo de caracterización y guardadas para su comparación con los registros a efectuarse en ensayos o comprobaciones futuras bajo condiciones similares. (IEC 60060-2:1994, definición 3.10.4)

4 ENSAYOS Y COMPROBACIONES COMUNES SOBRE UN SISTEMA DE MEDIDA 4.1 Ensayo de aceptación Los ensayos de aceptación sobre componentes de un sistema de medida deben realizarse de acuerdo con la especificación de la Norma IEC 60060-2.

4.2 Ensayos de caracterización Los ensayos de caracterización para un sistema de medida de in situ deben realizarse de acuerdo con la Norma IEC 60060-2. El ensayo se puede realizar bajo cualquiera de las condiciones que permita evidenciar que el sistema de medida puede funcionar correctamente bajo las condiciones que puedan darse en los ensayos in situ. El ensayo debe realizarse cuando una comprobación de características muestre que el factor de escala asignado ha cambiado significativamente. La causa del cambio debe aclararse antes de que el ensayo de caracterización se realice. Se recomienda que los ensayos de caracterización se repitan anualmente, pero en cualquier caso, debe repetirse al menos una vez cada cinco años.

4.3 Comprobación de características 4.3.1 Generalidades Para sistemas de medida montados in situ debe realizarse una comprobación de características del factor de escala del sistema en el emplazamiento del ensayo antes del ensayo, para demostrar que el sistema de medida no ha sido influenciado por el transporte al emplazamiento y que ha sido correctamente montado. Para otros sistemas de medida de probada fiabilidad un ensayo de caracterización realizado al menos anualmente puede sustituir las comprobaciones de características realizadas in situ. NOTA

Esta prescripción se refiere principalmente a los “comprobadores” de alta tensión con sistemas de medida integrados que son utilizados para ensayos in situ en sistemas de medida tensión.

El factor de escala del sistema de medida debe comprobarse por uno de los siguientes métodos.

4.3.2 Método 1: Comprobación del factor de escala de los componentes Los factores de escala de los componentes del dispositivo de conversión, sistema de transmisión e instrumento de medida deben comprobarse mediante calibradores externos o internos que tengan una incertidumbre del 1%. Si los factores de escala difieren de sus valores calibrados en el registro de características en no más del 3%, el factor de escala se considera todavía válido. Ante cualquier diferencia que exceda del 3% debe determinarse un nuevo factor de escala asignado con un ensayo de caracterización conforme a la Norma IEC 60060-2. NOTA

Los calibradores pueden ser medidores de relación, fuentes de tensión de referencia, puentes, etc.

4.3.3 Método 2: Comparación con un sistema de medida aprobado que sea transportable Ambos sistemas de medida deben conectarse en paralelo durante el ensayo in situ. El ensayo debe realizarse al menos a un nivel de tensión, preferiblemente por encima del 20% de la tensión más elevada a aplicarse durante los ensayos. Deben tomarse lecturas simultáneas en ambos sistemas. Si la diferencia en las tensiones medidas es menor del 5%, el sistema de medida se acepta. De lo contrario deben realizarse comprobaciones adicionales, por ejemplo, debe realizarse una comprobación de características o un ensayo de caracterización conforme a la Norma IEC 60060-2.


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4.4 Registro de características Se debe mantener una historial de las comprobaciones de características y de los ensayos de caracterización en un registro de características.

5 ENSAYOS CON TENSIÓN CONTINUA 5.1 Generalidades Las disposiciones de este capítulo corresponden a las tensiones de ensayo para los ensayos dieléctricos como los descritos en la Norma IEC 60060-1.

5.2 Definiciones para ensayos de tensión continua 5.2.1 valor de la tensión de ensayo: Es el valor medio aritmético. (IEC 60060.1:1989, término 12.1)

5.2.2 rizado: Es la desviación periódica del valor medio aritmético de la tensión de ensayo. 5.2.3 amplitud del rizado: Es la mitad de la diferencia entre los valores máximo y mínimo. (IEC 60060-1:1989, término 12.2, modificado) NOTA

En la práctica, para determinar la amplitud del rizado también se acepta multiplicar los verdaderos valores eficaces por un factor de 1,4.

5.2.4 factor de rizado: Es la relación entre la amplitud de rizado y el valor de la tensión de ensayo. 5.3 Tensión de ensayo 5.3.1 Requisitos para la tensión de ensayo 5.3.1.1 Forma de onda de la tensión La tensión de ensayo, como la aplicada al objeto de ensayo, debe ser una tensión continua con un factor de rizado no superior al 3%, al menos que el comité técnico correspondiente especifique lo contrario. Debe destacarse que el factor de rizado puede verse afectado por la presencia del objeto de ensayo y por las condiciones del ensayo. NOTA

En los casos en que se prevea rizados más elevados se recomienda una medida para el rizado.

5.3.1.2 Tolerancia Durante todo el ensayo el valor medido de la tensión de ensayo debe mantenerse dentro del ±3% del nivel especificado, al menos que el comité técnico correspondiente especifique lo contrario. Para duraciones de ensayo que excedan los 60 s, la tensión medida durante todo el ensayo debe mantenerse dentro del ±5% del nivel especificado.

5.3.1.3 Generación de la tensión de ensayo La tensión de ensayo se obtiene generalmente por medio de rectificadores. Los requisitos a solicitar para la fuente de tensión dependen fuertemente del tipo de aparato a ensayarse y de las condiciones de ensayo in situ. Estos requisitos se determinan principalmente por la posible variación de impedancia del circuito de ensayo.


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Las características de la fuente deberían ser suficientes para permitir la carga de la capacidad del objeto de ensayo en un tiempo razonablemente corto. Sin embargo, para cables instalados extremadamente largos, a veces es necesario mayores tiempos de carga. La fuente incluyendo su capacidad de almacenamiento, debería ser también adecuada para suministrar las corrientes de fuga no transitorias y de absorción del objeto de ensayo.

5.4 Medida de la tensión de ensayo 5.4.1 Medida con un sistema de medida aprobado La medida del valor de la tensión de ensayo y si es necesario la amplitud del rizado, debería realizarse con un sistema de medida aprobado que haya pasado los ensayos y las comprobaciones especificadas en el capítulo 4. Además, debe tener un tiempo de funcionamiento que sea suficiente para la duración del ensayo in situ. También se presta atención a los requisitos de la Norma IEC 60060-2 para las características de respuesta de los dispositivos utilizados para la medida de la amplitud del rizado, transitorios o estabilidad de tensión.

5.4.2 Requisitos para un sistema de medida aprobado El requisito general es medir el valor de la tensión de ensayo (media aritmética) con una incertidumbre global del 5%. Estos límites de incertidumbre no deben exceder tampoco en presencia del rizado siempre que el factor de rizado sea inferior al 3%. La amplitud de rizado debe medirse con una incertidumbre global del 10% de la amplitud del rizado.

5.4.3 Estabilidad del factor de escala El factor de escala del sistema de medida no debe cambiar en más del ±2% dentro del rango de la tensión utilizada, de los rangos de temperatura ambiente y humedad, y para las distancias libres dadas en el registro de características . NOTA 1 Un dispositivo para tensión continua debería construirse de forma que conduzca directamente a tierra cualquier descarga o corrientes de fuga sobre su superficie externa y para mantener las descargas internas o corrientes de fuga en un rango relativamente despreciable con respecto a la corriente del sistema de medida. NOTA 2 Para mantener una baja relación entre las corrientes de fuga y la de medida, puede ser necesario que la corriente del sistema de medida tenga que alcanzar 0,5 mA a la tensión nominal.

5.4.4 Comportamiento dinámico para la medida de las tensiones de subida El tiempo de respuesta experimental T N de un sistema de medida aprobado no debe ser mayor que 0,5 s. Esto permitirá realizar la medida dentro del incertidumbre especificada en el apartado 5.4.2 cuando la tensión se aumente a la tasa especificada para los ensayos de tensión soportada descritos en el apartado 5.6. NOTA

Si se utiliza un divisor de tensión para la medida de la tensión de rizado, su ancho de banda debería ser de al menos cinco veces la frecuencia fundamental del rizado.

5.4.5 Conexión al objeto del ensayo Las conexiones al objeto de ensayo de la fuente de ensayo y del divisor de tensión deberían realizarse con conductores de suficiente diámetro para evitar excesivas descargas y efecto corona. Las conexiones a tierra al objeto de ensayo deberían ser cortas y de robusta construcción para evitar diferencias de tensión si se produce una descarga en el circuito de ensayo.

5.5 Ensayos y comprobaciones de los sistemas de medida Deben realizarse ensayos y comprobaciones conforme al capítulo 4 de esta norma.


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5.6 Procedimiento de ensayo de tensión soportada La tensión debe aplicarse al objeto de ensayo comenzando en un valor suficientemente bajo para prevenir cualquier efecto de sobretensión debido a transitorios de maniobra. Debería aumentarse lo suficientemente despacio para permitir la lectura de los instrumentos de medida, pero no tan lentamente como para causar una innecesaria prolongación de solicitación del objeto de ensayo en la proximidad de la tensión de ensayo U . Estos requisitos en general se cumplen si la tasa de subida es de alrededor del 2% de U por segundo cuando la tensión está por encima del 75% de U . Debe mantenerse durante el tiempo especificado y después se deberá reducir mediante la descarga del circuito capacitivo, incluyendo la propia capacidad del objeto de ensayo, a través de una resistencia adecuada. El comité técnico correspondiente debe especificar la duración del ensayo, teniendo en cuenta que el tiempo para alcanzar la distribución de tensión en régimen permanente depende de las resistencias y capacidades de los componentes de objeto de ensayo. La duración de un ensayo de tensión soportada debe ser de 60 s, si el comité técnico correspondiente no especifica nada en contra. Los requisitos del ensayo se cumplen si no se produce ninguna descarga disruptiva. NOTA

El comité técnico correspondiente debería definir los procedimientos para diagnóstico de los ensayos.

6 ENSAYOS CON TENSIÓN ALTERNA 6.1 Generalidades Las disposiciones de este capítulo corresponden a las tensiones de ensayo para los ensayos de tensiones soportadas y los ensayos de diagnóstico como los descritos en la Norma IEC 60060-1.

6.2 Definiciones para ensayos de tensión alterna 6.2.1 valor de la tensión de ensayo: Es el valor de cresta dividido por la raíz cuadrada de dos. (IEC 60060.1:1989, término 15.1.1) NOTA

El comité técnico correspondiente puede exigir una medida del valor eficaz de la tensión de ensayo en lugar del valor de cresta para los casos en que el valor eficaz pueda ser de importancia, por ejemplo, cuando estén involucrados efectos térmicos.

6.2.2 valor de cresta: Es el máximo valor de una tensión alterna. No obstante, deben separarse las pequeñas oscilaciones de alta frecuencia, que resultan por ejemplo de descargas no disruptivas . (IEC 60060-1:1989, término 15.2, modificado)

6.2.3 valor eficaz: Es la raíz cuadrada del valor medio del cuadrado de los valores de las tensiones durante un ciclo completo de la tensión alterna. (IEC 60060-1:1989, término 15.3)

6.3 Tensión de ensayo 6.3.1 Forma de onda de la tensión La tensión de ensayo debe ser una tensión alterna sinusoidal con una frecuencia comprendida en el rango entre 10 Hz y 500 Hz, si no existen limitaciones dadas por el comité técnico correspondiente.


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Las formas de onda de la tensión de ensayo deben aproximarse a una sinusoide con ambos semiciclos muy parecidos. Se entiende que el resultado de un ensayo de alta tensión no está afectado por pequeñas desviaciones con respecto a una sinusoide si la relación entre el valor de cresta y el valor eficaz está dentro de 2 % ± 15%. NOTA

Si la relación entre el valor de cresta y el valor eficaz no está dentro 2 % ± 5%, debería comprobarse que las crestas positivas y negativas no difieren en más del 2%.

6.3.2 Tolerancia Durante todo el ensayo el valor medido de la tensión de ensayo debe mantenerse dentro del ±3% del nivel especificado, al menos que el comité técnico correspondiente especifique lo contrario. Para duraciones de ensayo que excedan los 60 s, la tensión medida durante todo el ensayo debe mantenerse dentro del ±5% del nivel especificado.

6.3.3 Generación de la tensión de ensayo La tensión de ensayo se suministra normalmente mediante transformadores elevadores o mediante circuitos resonantes. Los circuitos resonantes pueden ser sintonizados dentro de resonancia mediante reactancias ajustables o convertidores de frecuencia. La tensión de ensayo en el circuito del ensayo se debe mantener estable y no estar prácticamente afectada por las fluctuaciones de las corrientes de fuga. Las descargas no disruptivas en el objeto de ensayo no deben reducir la tensión de ensayo hasta tal punto y durante tanto tiempo que la tensión de descarga disruptiva medida en el objeto de ensayo se vea significativamente afectada.

6.3.3.1 El circuito del transformador Con el fin de que las corrientes de fuga fluctuantes no afecten prácticamente a la tensión de ensayo la corriente de cortocircuito entregada por el transformador cuando el objeto en ensayo es cortocircuitado a la tensión de ensayo debería ser suficientemente grande en comparación con las corrientes de fuga. En cualquier caso, para ensayos en seco realizados sobre aislamientos autorregenerables externos (aisladores, interruptores seccionadores, etc.) se exige una corriente de cortocircuito no inferior a 0,1 A (valor eficaz). La capacidad total del objeto de ensayo y de cualquier condensador adicional debería ser suficiente para asegurar que la tensión aplicada no está afectada por descargas parciales no disruptivas o por predescargas en el objeto de ensayo. En general es suficiente con una capacidad en el rango de 0,5 nF a 1,0 nF. NOTA

Si la resistencia externa del transformador no excede de 10 k Ω, la capacidad terminal efectiva del transformador puede verse como si estuviera en paralelo con el objeto de ensayo.

6.3.3.2 Circuito resonante serie El circuito resonante serie consiste esencialmente en una inductancia en serie con un objeto de ensayo capacitivo o una carga capacitiva y conectado a una fuente de potencia de media tensión (transformador excitador). Alternativamente, puede consistir en un condensador en serie con un objeto de ensayo inductivo. Variando los p arámetros del circuito o la frecuencia de alimentación, el circuito puede sintonizarse a la frecuencia de resonancia. Cuando alcance la resonancia, en el objeto de ensayo estará aplicada una tensión considerablemente mayor que la de la fuente y de forma de onda sustancialmente sinusoidal. La estabilidad de las condiciones de resonancia y de la tensión de ensayo depende de la constancia de la frecuencia suministrada y de las características del circuito de ensayo. Cuando se produce una descarga, la fuente entrega una corriente relativamente baja, que limita el daño del dieléctrico del objeto de ensayo. El circuito resonante serie es especialmente útil con objetos de ensayos tales como cables, condensadores o sistemas aislados en gas en los que las corrientes de fuga sobre el aislamiento externo son muy pequeñas en comparación con las corrientes capacitivas a través del objeto de ensayo o cuando es muy pequeña la energía para formar una descarga disruptiva.


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6.4 Medida de la tensión de ensayo 6.4.1 Medida con un sistema de medida aprobado La medida del valor de cresta (o valor eficaz si se exige) debe realizarse con un sistema de medida aprobado que haya pasado los ensayos y las comprobaciones especificadas en el capítulo 4. Además, debe tener un tiempo de funcionamiento que sea suficiente para la duración del ensayo in situ. Las medidas deben realizarse con el objeto de ensayo en el circuito. NOTA

El valor de la tensión de ensayo de la salida sinusoidal pura de los sistemas resonantes series será correctamente determinada mediante, tanto por medidores de valor medio como por medidores de verdadero valor eficaz, que proporcione el factor de escala conforme a lo establecido en el aparado 4.2.

6.4.2 Requisitos para un sistema de medida aprobado El requisito general es medir el valor de cresta de la tensión de ensayo con una incertidumbre del 5%.

6.4.3 Estabilidad del factor de escala El factor de escala del sistema de medida no debe cambiar en más del ±2% dentro del rango de la tensión utilizada, de los rangos de temperatura ambiente y humedad, y para las distancias libres dadas en el registro de características .

6.4.4 Comportamiento dinámico Se considera adecuado el comportamiento dinámico de un sistema de medida para la medida de la tensión de cresta si el factor de escala es constante dentro del ±2% en el rango de frecuencias de utilización. NOTA

Debería tenerse en cuenta el contenido de armónicos cuando se elige el rango de frecuencias.

6.4.5 Conexión al objeto de ensayo Las conexiones al objeto de ensayo desde la fuente de ensayo y del divisor de tensión deberían realizarse con conductores de suficiente diámetro para evitar excesivas descargas y efecto corona. Las conexiones a tierra al objeto de ensayo deberían ser cortas y de robusta construcción para evitar diferencias de tensión si se produce una descarga en el circuito de ensayo.

6.5 Ensayos y comprobaciones de los sistemas de medida Deben realizarse ensayos y comprobaciones conforme al capítulo 4 de esta norma.

6.6 Procedimiento de ensayo de tensión soportada Al menos que el comité técnico correspondiente especifique lo contrario, la tensión debe aplicarse al objeto de ensayo comenzando en un valor suficientemente bajo para prevenir cualquier efecto de sobretensión debido a transitorios de maniobra. Debería aumentarse lo suficientemente despacio para permitir la lectura de los instrumentos de medida, pero no tan lentamente como para causar una innecesaria prolongación de solicitación del objeto de ensayo en la proximidad de la tensión de ensayo U . Estos requisitos en general se cumplen si la tasa de subida es de alrededor del 2% de U por segundo cuando la tensión está por encima del 75% de U . Debe mantenerse durante el tiempo especificado y después decrecerá rápidamente, pero no se interrumpirá súbitamente como para generar transitorios maniobra, que pudieran causar daños o resultados del ensayo irregulares. El comité técnico correspondiente debe especificar la duración del ensayo; si no se especifica la duración de un ensayo de tensión soportada debe ser de 60 s. Los requisitos del ensayo se cumplen si no se produce ninguna descarga disruptiva. NOTA



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7 ENSAYOS CON IMPULSOS DE TENSIÓN TIPO RAYO 7.1 Generalidades Las disposiciones de este capítulo corresponden a las tensiones de ensayo para los ensayos de tensiones soportadas y los ensayos de diagnóstico como los descritos en la Norma IEC 60060-1.

7.2 Definiciones para ensayos de tensión tipo rayo Estas definiciones son aplicables a impulsos de tensión aperiódicos y oscilantes. Ambos tipos de impulsos de tensión pueden aplicarse a ensayos in situ de alta tensión.

7.2.1 impulso de tensión tipo rayo pleno: Impulso tipo rayo que no está interrumpido por una descarga disruptiva. (IEC 60060.1:1989, término 18.1.1)

7.2.2 impulso de tensión tipo rayo aperiódico: Impulso de tensión que aumenta rápidamente a un valor de cresta y luego cae más lentamente a cero sin oscilaciones. Véase la figura 1. NOTA

El impulso de tensión tipo rayo normalizado 1,2/50 definido en la Norma IEC 60060-1 es un ejemplo de impulso de tensión aperiódico.

7.2.3 impulso de tensión tipo rayo oscilante: Impulso de tensión que aumenta rápidamente a un valor de cresta y luego cae a cero con oscilaciones amortiguadas de una frecuencia comprendida entre 15 kHz y 400 kHz con o sin cambios de polaridad. Se caracteriza por su curva envolvente y por la frecuencia de las oscilaciones. Véase la figura 2. 7.2.4 valor de la tensión de ensayo: Es el valor de cresta. (IEC 60060-1:1989, término 18.1.3, modificado) En caso de una descarga disruptiva en el frente es el valor de cresta previsto. NOTA

En caso de oscilaciones superpuestas el valor de cresta debería ser evaluado de acuerdo con la Norma IEC 60060-1.


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Figura 1 Impulso tipo rayo aperiódico


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Figura 2 Impulso tipo rayo oscilante


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7.2.5 duración del frente, T 1: Parámetro virtual que para ambos tipos de impulso de tensión tipo rayo se define como 1,67 veces el intervalo de tiempo T comprendido entre los instantes en que el impulso alcanza el 30% y el 90% del valor de cresta. (IEC 60060-1:1989, término 18.1.4)

7.2.6 origen virtual, O1: Instante que precede en un tiempo de 0,3 T 1, al instante en que el impulso alcanza el 30% del valor de cresta (véanse las figuras 1 y 2). Para escalas de tiempo lineal es la intersección entre el eje de tiempo y la línea recta que pasa a través del 30% y del 90%. (IEC 60060-1:1989, término 18.1.5, modificado)

7.2.7 duración hasta el valor mitad, T 2: Parámetro virtual de un impulso de tensión tipo rayo aperiódico definido como el intervalo de tiempo comprendido entre el origen virtual O1 y el instante en que la tensión decrece hasta la mitad del valor de cresta. La duración hasta el valor mitad de un impulso tensión tipo rayo oscilante es un parámetro virtual definido como el intervalo de tiempo comprendido entre el origen virtual O1 y el instante en que la envolvente de la tensión oscilante decrece hasta la mitad del valor de cresta.

7.3 Tensión de ensayo 7.3.1 Impulso de tensión tipo rayo pleno El impulso de tensión debe tener una duración del frente T 1 en el rango de 0,8 µs hasta 20 µs y una duración hasta el valor mitad T 2 en el rango de 40 µs hasta 100 µs. NOTA

Las oscilaciones superpuestas para los impulsos de tensión aperiódicos no deberían exceder del 5% del valor de cresta.

7.3.2 Tolerancia El valor medido de la tensión de ensayo debe mantenerse dentro del ±5% del valor especificado, al menos que el comité técnico correspondiente especifique lo contrario. NOTA

Los límites aceptables de los parámetros de tiempo se dan en el apartado 7.3.1.

7.3.3 Generación de la tensión de ensayo El impulso tipo rayo se produce generalmente mediante un generador de impulsos que consta esencialmente de un cierto número de condensadores que son cargados en paralelo mediante una fuente de tensión continua y después se descargan en serie a través de un circuito que incluye el objeto de ensayo. Para la generación de impulsos aperiódicos este circuito incluye resistencias y la carga capacitiva. Para generación de impulsos tipo rayo oscilantes el circuito contiene inductancias, por ejemplo se conecta una inductancia entre el generador y la carga capacitiva. Para el mismo generador este circuito oscilante permite la generación de impulsos oscilantes con valores de cresta de alrededor de dos veces el valor de cresta de los impulsos aperiódicos.

7.4 Medida de la tensión de ensayo y determinación de la forma del impulso de tensión 7.4.1 Medida con un sistema de medida aprobado La medida del valor de cresta, los parámetros de tiempo y las oscilaciones de la tensión de ensayo debe realizarse con un sistema de medida aprobado que haya pasado los ensayos y las comprobaciones especificadas en el capítulo 4. Además, debe tener una cadencia máxima de aplicación que sea suficiente para el número de ensayos a aplicarse en el ensayo in situ.


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Las medidas deben realizarse con el objeto de ensayo en el circuito y, en general, la forma de onda del impulso debería ser comprobada para cada objeto de ensayo. NOTA

No se considera satisfactoria la determinación de la forma de onda del impulso mediante cálculo de los parámetros del circuito de ensayo.

7.4.2 Requisitos para un sistema de medida aprobado Los requisitos generales son los siguientes: −

medir la tensión de cresta de los impulsos de tensión tipo rayo plenos con una incertidumbre del 5%;

−

medir los parámetros de tiempo de ambos tipos de impulsos de tensión y la frecuencia de los impulsos de tensión oscilantes que definen la forma de onda con una incertidumbre del 10%;

−

medir las oscilaciones superpuestas para asegurar que no exceden del nivel del ±5%.

7.4.3 Estabilidad del factor de escala El factor de escala del sistema de medida no debe cambiar en más del ±2% para los rangos de temperatura ambiente y para las distancias libres dadas en el registro de características .

7.4.4 Comportamiento dinámico El comportamiento dinámico de un sistema de medida es adecuado par la medida de la tensión de cresta y de los parámetros de tiempo en el rango de formas de onda especificadas en el registro de características cuando: −

el factor de escala es constante dentro del ±2% para impulsos de tensión tipo rayo pleno en el rango especificado de duraciones de frente; y

−

la incertidumbre de los parámetros de tiempo medidos por el sistema está dentro del 10%.

7.4.5 Conexión al objeto de ensayo El dispositivo de conversión debe conectarse directamente a los terminales del objeto de ensayo.

7.5 Ensayos y comprobaciones de los sistemas de medida 7.5.1 Generalidades Deben realizarse ensayos y comprobaciones conforme al capítulo 4 de esta norma. NOTA

Se recomienda comprobar el comportamiento dinámico mediante un registro de referencia.

7.5.2 Comprobación de perturbaciones Debe efectuarse in situ una comprobación de perturbaciones de cada sistema de medida (de tensión o de corriente) con los terminales de entrada de su cable o de su sistema de transmisión cortocircuitados sin cambiar las conexiones de tierra del cable o del sistema de transmisión. Se debe provocar una condición de perturbación a la entrada del sistema de medida de tensión mediante la generación de la máxima tensión de ensayo. La señal de salida debe registrarse. La amplitud de la perturbación medida debe ser menor del 2% de la señal de salida del sistema de medida cuando se mida la tensión. Se permiten perturbaciones mayores del 2% siempre que se demuestre que no afectan a la medida.


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7.6 Procedimientos de ensayo de tensión soportada El procedimiento de ensayo recomendado depende de la naturaleza del objeto de ensayo según se define en el apartado 3.4. NOTA


7.6.1 Ensayo de tensión soportada: procedimiento A Se aplican al objeto de ensayo tres impulsos de tensión de la forma de onda y polaridad especificada al nivel de tensión soportada. Los requisitos del ensayo se satisfacen si no se produce ninguna indicación de fallo, utilizando los métodos de detección especificados por el comité técnico correspondiente. NOTA

Para ensayos de aislamientos no autoregenerables o degradables se recomienda este procedimiento.

7.6.2 Ensayo de tensión soportada: procedimiento B Se aplican al objeto de ensayo quince impulsos de tensión de la forma de onda y polaridad especificada al nivel de tensión soportada. Los requisitos del ensayo se satisfacen si no se producen más de dos descargas disruptivas en la parte del aislamiento autorregenerable y si no se produce ninguna indicación de fallo en la parte del aislamiento no autorregenerable, utilizando los métodos de detección especificados por el comité técnico correspondiente. NOTA

La indicación de un fallo está en revisión para la próxima edición de la Norma IEC 60060-1.

7.6.3 Otros ensayos de tensión soportadas Si fuera preciso el comité técnico correspondiente puede definir los ensayos específicos de tensión soportada y los criterios de aceptación para los aparatos correspondientes.

8 ENSAYOS CON IMPULSOS DE TENSIÓN TIPO MANIOBRA 8.1 Generalidades Las disposiciones de este capítulo corresponden a las tensiones de ensayo para los ensayos de tensiones soportadas y los ensayos de diagnóstico como los descritos en la Norma IEC 60060-1.

8.2 Definiciones para ensayos de impulsos de tensión tipo maniobra Estas definiciones son aplicables a impulsos de tensión aperiódicos e impulsos de tensión oscilantes. Ambos tipos de impulsos de tensión pueden aplicarse a ensayos in situ de alta tensión.

8.2.1 impulso de tensión tipo maniobra aperiódico: Impulso de tensión tipo maniobra como el definido en el apartado 3.3 que aumenta rápidamente a un valor de cresta y luego cae más lentamente a cero sin oscilaciones. Véase la figura 3. NOTA

El impulso de tensión tipo maniobra normalizado 250/2 500 definido en la Norma IEC 60060-1 es un ejemplo de impulso de tensión aperiódico.

8.2.2 impulso de tensión tipo maniobra oscilante: Impulso de tensión tipo maniobra como el definido en el apartado 3.3, que aumenta rápidamente a un valor de cresta y luego cae a cero con oscilaciones amortiguadas de una frecuencia comprendida entre 1 kHz y 15 kHz con o sin inversiones de polaridad. Se caracteriza por su curva envolvente y por la frecuencia de las oscilaciones. Véase la figura 4. 8.2.3 valor de la tensión de ensayo: Es el valor de cresta. En caso de una descarga disruptiva en el frente es el valor de cresta previsto.


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Figura 3 Impulso tipo maniobra aperiódico


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Figura 4 – Impulso tipo maniobra oscilante 8.2.4 duración hasta la cresta, T p: Intervalo de tiempo entre el origen real y el instante en el que el impulso de tensión ha alcanzado el valor de cresta, definido como 2,4 veces el intervalo de tiempo T comprendido entre los instantes en el que el impulso de tensión alcanza el 30% y el 90% del valor de cresta. 8.2.5 duración hasta el valor mitad, T 2: Para un impulso de tensión tipo maniobra aperiódico es el parámetro definido como el intervalo de tiempo comprendido entre el origen real y el instante en el que la tensión decrece hasta la mitad del valor de cresta.


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Para un impulso tensión tipo maniobra oscilante es el parámetro definido como el intervalo de tiempo comprendido entre el origen real y el instante en el que la envolvente del impulso de tensión tipo maniobra oscilante decrece hasta la mitad del valor de cresta.

8.2.6 frecuencia de un impulso de tensión tipo maniobra: Es el inverso del intervalo de tiempo comprendido entre dos crestas sucesivas. 8.3 Tensión de ensayo 8.3.1 Impulso de tensión tipo maniobra El impulso de tensión debe tener una duración hasta el valor de cresta T p compredido entre 20 µs y 400 µs y una duración hasta el valor mitad T 2 comprendida entre 1 000 µs y 4 000 µs.


Los límites aceptables de los parámetros de tiempo se dan en el apartado 8.3.1.

8.3.3 Generación de la tensión de ensayo El impulso de tensión tipo maniobra se produce generalmente mediante un generador de impulsos que consta esencialmente de un cierto número de condensadores que son cargados en paralelo mediante una fuente de tensión continua y después se descargan en serie a través de un circuito que incluye el objeto de ensayo. Para la generación de impulsos de tensión tipo maniobra aperiódicos este circuito incluye resistencias y la carga capacitiva. Para generación de impulsos de tensión tipo maniobra oscilantes el circuito contiene inductancias, por ejemplo se conecta una inductancia entre el generador y la carga capacitiva. Este circuito oscilante permite la generación de impulsos de tensión tipo maniobra oscilantes con valores de cresta de alrededor de dos veces el valor de cresta de los impulsos aperiódicos. Las tensiones de impulsos tipo maniobra pueden generarse también mediante la aplicación de un impulso de tensión al arrollamiento de baja tensión de un transformador de ensayo.

8.4 Medida de la tensión de ensayo y determinación de la forma del impulso de tensión 8.4.1 Medida con un sistema de medida aprobado La medida del valor de cresta, los parámetros de tiempo y la frecuencia de la tensión de ensayo deben realizarse con un sistema de medida aprobado que haya pasado los ensayos y las comprobaciones especificadas en el capítulo 4. Además, debe tener una cadencia máxima de aplicación que sea suficiente para el número de ensayos a aplicarse en el ensayo in situ. Las medidas deben realizarse con el objeto de ensayo en el circuito y, en general, la forma del impulso de tensión debe comprobarse para cada objeto de ensayo. NOTA

No se considera satisfactoria la determinación de la forma de onda del impulso de tensión mediante cálculo de los parámetros del circuito de ensayo.


medir la tensión de cresta de los impulsos de tensión tipo maniobra con una incertidumbre del 5%;

−

medir los parámetros de tiempo de ambos tipos de impulsos de tensión y la frecuencia de los impulsos de tensión oscilantes que definen la forma de onda con una incertidumbre del 10%.


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8.4.3 Estabilidad del factor de escala El factor de escala del sistema de medida no debe cambiar en más del ±2% para los rangos de temperatura ambiente y para las distancias libres dadas en el registro de características .

8.4.4 Comportamiento dinámico El comportamiento dinámico de un sistema de medida es adecuado par la medida de la tensión de cresta y de los parámetros de tiempo en el rango especificado de formas de onda en el registro de características cuando: −

el factor de escala es constante dentro del ±2% para impulsos de tensión tipo maniobra en el rango especificado de duraciones hasta la cresta; y

−

la incertidumbre de los parámetros de tiempo medidos por el sistema está dentro del 10%.

8.4.5 Conexión al objeto del ensayo El dispositivo de conversión debe conectarse directamente a los terminales del objeto de ensayo.

8.5 Ensayos y comprobaciones de los sistemas de medida 8.5.1 Generalidades Deben realizarse ensayos y comprobaciones conforme al capítulo 4 de esta norma. NOTA

Se recomienda comprobar el comportamiento dinámico mediante un registro de referencia.

8.5.2 Comprobación de perturbaciones Debe efectuarse in situ una comprobación de perturbaciones de cada sistema de medida (de tensión o de corriente) con los terminales de entrada de su cable o de su sistema de transmisión cortocircuitados sin cambiar las conexiones de tierra del cable u otro sistema de transmisión. Se debe provocar una condición de perturbación a la entrada del sistema de medida de tensión mediante la generación de la máxima tensión de ensayo. La señal de salida debe registrarse. La amplitud de la perturbación medida debe ser menor del 2% de la señal de salida del sistema de medida cuando se mida la tensión. Se permiten perturbaciones mayores del 2% siempre que se demuestre que no afectan a la medida.

8.6 Procedimientos de ensayo de tensión soportada El procedimiento de ensayo recomendado depende de las características del objeto de ensayo según se define en el apartado 3.8. NOTA

La indicación de un fallo está en revisión para la próxima edición del la Norma IEC 60060-1.

8.6.1 Ensayo de tensión soportada: procedimiento A Se aplican al objeto de ensayo tres impulsos de tensión de la forma de onda y polaridad especificada al nivel de tensión asignado. Los requisitos del ensayo se satisfacen si no se produce ninguna indicación de fallo utilizando métodos de detección especificados por el comité técnico correspondiente. NOTA

Para ensayos de aislamientos no autoregenerables o degradables se recomienda este procedimiento.

8.6.2 Ensayo de tensión soportada: procedimiento B Se aplican al objeto de ensayo quince impulsos de tensión de la forma de onda y polaridad especificada al nivel de tensión soportada. Los requisitos del ensayo se satisfacen si no se producen más de dos descargas disruptivas en la parte del aislamiento autorregenerable y si no se produce ninguna indicación de fallo en la parte del aislamiento no autorregenerable, utilizando los métodos de detección especificados por el comité técnico correspondiente. NOTA

La indicación de un fallo está en revisión para la próxima edición de la Norma IEC 60060-1.


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8.6.3 Otros ensayos de tensión soportadas Si fuera preciso el comité técnico correspondiente puede definir los ensayos específicos de tensión soportada y criterios de aceptación para los aparatos correspondientes.

9 ENSAYOS CON TENSIONES DE MUY BAJA FRECUENCIA 9.1 Generalidades Las disposiciones de este capítulo corresponden a ensayos especiales.

9.2 Definiciones para ensayos de muy baja frecuencia 9.2.1 tensión de muy baja frecuencia (VLF1)): Tensión alterna de frecuencia muy baja con una forma de onda entre rectangular y sinusoidal. 9.2.2 valor de la tensión de ensayo: Es el valor de cresta de la tensión VLF. NOTA

El comité técnico correspondiente puede exigir una medida del valor eficaz de la tensión de ensayo en lugar del valor de cresta para los casos en que el valor eficaz pueda tener importancia, por ejemplo, cuando dependan del valor eficaz efectos físicos del ai slamiento.

9.2.3 valor de cresta: Es el máximo valor de una tensión VLF sin considerar pequeñas oscilaciones de alta frecuencia. 9.2.4 valor eficaz: Es la raíz cuadrada del valor medio del cuadrado de los valores de las tensiones durante un ciclo completo de la tensión alterna. (IEC 60060-1:1989, definición 15.3) NOTA 1 Para una onda sinusoidal pura este valor es el valor de cresta dividido por la raíz cuadrada de dos. NOTA 2 Para una onda rectangular pura este valor es igual al valor de cresta.

9.3 Tensión de ensayo 9.3.1 Forma de onda de la tensión La tensión de ensayo debería ser una tensión alterna que tenga una frecuencia comprendida entre 0,01 Hz y 1 Hz. NOTA

Con respecto a la extensión del rango de frecuencias el comité técnico correspondiente debería especificar el rango de frecuencia que tienen dependencia con efectos físicos en el objeto de ensayo, la duración del ensayo y el valor de la tensión.

Las formas de onda de la VLF sinusoidal deben aproximarse a una sinusoide con ambos semiciclos muy parecidos. Se entiende que el resultado de un ensayo de alta tensión no está afectado por pequeñas desviaciones con respecto a una sinusoide si la relación entre la cresta y el valor eficaz está dentro de 2 % ± 15%. NOTA

Si la relación entre el valor de cresta y el valor eficaz no está dentro negativas no difieren en más del 2%.

2 % ± 5%, debería comprobarse que las crestas positivas y

Las formas de onda de la tensión VLF rectangular deben aproximarse a una onda rectangular con ambos semiciclos muy parecidos. El cambio de polaridad debería controlarse para evitar sobretensiones causadas por transitorios. La relación entre los valores de cresta y eficaz debe estar dentro del 1,0% ± 5%. 1) VLF: del inglés Very Low Frequency.


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9.3.2 Tolerancia El valor medido de la tensión de ensayo debe mantenerse dentro del ±5% del valor especificado, al menos que el comité técnico correspondiente especifique lo contrario.

9.3.3 Generación de la tensión de ensayo La generación de la tensión VLF sinusoidal se logra, por ejemplo, mediante la carga controlada de un objeto de ensayo capacitivo a partir de una fuente de alta tensión de corriente continua (HVDC 2)) negativa o positiva. El objeto de ensayo se descarga a través de resistencias controlables. La generación de una VLF rectangular se logra también, por ejemplo a partir de una fuente HVDC. La inversión de polaridad se realiza mediante un rectificador conmutable en conexión con un circuito oscilante que consiste en una inductancia y las capacidades del condensador de almacenamiento y del objeto de ensayo. Los requisitos a cumplir por la fuente de tensión dependen fuertemente del tipo de aparato a ensayar y de las condiciones del ensayo in situ. Estos requisitos son determinados principalmente por el valor y la naturaleza de la corriente de ensayo a suministrar. Las características deberían elegirse para lograr la tensión asignada en el objeto de ensayo. La fuente, incluyendo su capacidad de almacenamiento, debería ser adecuada también para suministrar la corriente de pérdidas y de absorción y cualquier otra corriente de descarga no disruptiva interna y externa, sin que la caída de tensión exceda del 15%.

9.4 Medida de la tensión de ensayo 9.4.1 Medida con un sistema de medida aprobado La medida de la tensión de ensayo debe realizarse con un sistema de medida aprobado que haya pasado los ensayos y las comprobaciones especificadas en el capítulo 4. Además, debe tener un tiempo de funcionamiento que sea suficiente para la duración del ensayo in situ. Las medidas deben realizarse con el objeto de ensayo en el circuito.

9.4.2 Requisitos para un sistema de medida aprobado El requisito general es medir el valor de cresta de la tensión de ensayo con una incertidumbre global del 5%.

9.4.3 Estabilidad del factor de escala El factor de escala del sistema de medida no debe cambiar en más del ±2% en los rangos de temperatura ambiente, humedad y distancias libres dadas en el registro de características .

9.4.4 Comportamiento dinámico El tiempo de respuesta experimental T N de un sistema de medida aprobado no debe ser mayor que 0,5 ms. Se considera adecuado el comportamiento dinámico de un sistema de medida si el factor de escala es constante dentro del ±2% entre 0,5 y 2 veces de la frecuencia de la tensión VLF.


9.5 Ensayos y comprobaciones de los sistemas de medida Deben realizarse ensayos y comprobaciones conforme al capítulo 4 de esta norma. NOTA

Un sistema de medida para tensiones continuas y alternas que haya demostrado que tiene una respuesta en frecuencia plana (dentro del ±2%) entre corriente continua y frecuencia industrial se considera un sistema de medida aprobado para tensiones VLF.

2) HVDC: del inglés High Voltage Direct Current.


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9.6 Procedimientos de ensayo El comité técnico correspondiente debería especificar el procedimiento de ensayo teniendo en cuenta la forma de onda, la frecuencia de ensayo, el valor de la tensión de ensayo y la duración del ensayo.

10 ENSAYOS CON TENSIONES ALTERNAS AMORTIGUADAS 10.1 Generalidades Las disposiciones de este capítulo corresponden a ensayos especiales.

10.2 Definiciones para ensayos de tensiones alternas amortiguadas 10.2.1 tensión alterna amortiguada: Comienza por un nivel de tensión de carga (positiva o negativa) que tiene una oscilación sinusoidal amortiguada alrededor del nivel de cero. Se caracteriza por el valor de cresta, la frecuencia del circuito y el factor de amortiguamiento. Véase la figura 5. 10.2.2 valor de la tensión de ensayo: Es el valor de cresta. 10.2.3 valor de cresta, U p: Es la tensión máxima aplicada al objeto de ensayo igual a la tensión de carga.

Figura 5 Tensión alterna amortiguada ( f r = 1 kHz, Df = 0,2) 10.2.4 frecuencia del circuito, f r: Es la inversa del intervalo de tiempo entre dos crestas sucesivas de la misma polaridad. 10.2.5 factor de amortiguamiento, Df : Es la diferencia de tensión entre la primera y segunda cresta de la misma polaridad, dividida por el valor de la tensión de la primera cresta.


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10.3 Tensión de ensayo 10.3.1 Forma de onda de la tensión la tensión alterna amortiguada está caracterizada por una frecuencia del circuito comprendida entre 20 Hz y 1 000 Hz y un factor de amortiguamiento generalmente en el rango hasta el 40%.


Los límites de las frecuencias del circuito y de los factores de amortiguamiento se dan en el apartado 10.3.1, no deben aplicarse ninguna tolerancia adicional.

10.3.3 Generación de la tensión de ensayo Las tensiones alternas amortiguadas se generan mediante la descarga de la capacidad del objeto de ensayo cargado a través de una adecuada inductancia. El circuito de ensayo consta básicamente de una fuente de alta tensión (AT) continua, una inductancia, un condensador y un interruptor apropiado. Cuando se alcanza la tensión de carga el interruptor se cierra generando en el objeto de ensayo una tensión alterna amortiguada. La frecuencia del circuito se determina por los valores de la inductancia y de la capacidad. Con el fin de reducir la influencia de la capacidad del objeto de ensayo sobre la frecuencia del circuito podría conectarse un condensador adicional en paralelo con el objeto de ensayo. El factor de amortiguamiento depende de las características del circuito de ensayo y del objeto de ensayo.

10.4 Medida de la tensión de ensayo 10.4.1 Medida con un sistema de medida aprobado La medida de la tensión de cresta debe realizarse con un sistema de medida aprobado que haya pasado los ensayos y las comprobaciones especificadas en el capítulo 4. Además, debe tener una cadencia máxima de aplicación que sea suficiente para el número de ensayos a aplicarse en el ensayo in situ. La medida debe realizarse con el objeto de ensayo en el circuito y, en general, la frecuencia del circuito f r y el factor de amortiguamiento Df deberían medirse para cada objeto de ensayo. NOTA

No se considera satisfactoria la determinación de la frecuencia del circuito f r y del factor de amortiguamiento Df por cálculo de los parámetros del circuito de ensayo.


medir el valor de cresta de la tensión de ensayo dentro de su rango de frecuencia con una incertidumbre global del 5%;

−

medir la frecuencia del circuito f r y el factor de amortiguamiento Df con una incertidumbre del 10%.

10.4.3 Estabilidad del factor de escala El factor de escala del sistema de medida no debe cambiar en más del ±2% en los rangos de temperatura ambiente, humedad y distancias libres dadas en el registro de características .


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10.4.4 Comportamiento dinámico El comportamiento dinámico de un sistema de medida se considera adecuado para la medida de la tensión de cresta y de los parámetros de tiempo si el factor de escala es constante dentro del ±2% en el rango entre continua (DC) y 1 000 Hz. En el caso de un sistema de medida utilizado exclusivamente en sistemas de ensayo con una frecuencia de circuito f r inferior a 1 000 Hz, el comportamiento dinámico de este sistema de medida se considera adecuado para la medida de la tensión de cresta y de los parámetros de tiempo si el factor de escala se mantiene constante dentro del ±2% en el rango de frecuencias desde continua (DC) hasta la máxima frecuencia de circuito f r real.


10.5 Ensayos y comprobaciones de los sistemas de medida 10.5.1 Generalidades Deben realizarse ensayos y comprobaciones conforme al capítulo 4 de esta norma.

10.5.2 Comprobación de perturbaciones Debe efectuarse in situ una comprobación de perturbaciones de cada sistema de medida (de tensión o de corriente) con los terminales de entrada de su cable o de otro sistema de transmisión cortocircuitados sin cambiar las conexiones de tierra del cable o de otro sistema de transmisión. Debe provocarse una condición de perturbación a la entrada del sistema de medida de tensión mediante la generación de la máxima tensión de ensayo. La señal de salida debe registrarse. La amplitud de la perturbación medida debe ser menor del 2% de la señal de salida del sistema de medida cuando se mida la tensión. Se permiten perturbaciones mayores del 2% siempre que se demuestre que no afectan a la medida.

10.6 Procedimientos de ensayo El comité técnico correspondiente debería especificar los procedimientos recomendados para estos ensayos, quién también puede definir los criterios de aceptación para los aparatos de alta tensión correspondientes. @


CEI IEC 60060-3 Técnicas de ensayo en alta tensión

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