FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Sección Ante-Grado, Laboratorio de Alta Tensión, N°06 Informe de Practica N° 1 PRUEBAS DE DISTRIBUCIÓN DE TENSIÓN EN CADENAS DE AISLADORES DE ALTA TENSIÓN
Grupo de Practicas N°: 4 o o
Práctica; Día lunes 16 de abril del 2018. 2018. Entrega; Día lunes 30 de abril del 2018. 2018.
Alumnos Participantes:
Ramirez Soto, Alex Roger Francois Zavaleta Besnier Llanos Mendoza Nyels Anderson Roca Cañari Cèsar Quiroz Quispe Elio Mick Garcìa Cubas Josè Luis
Cód: 20121048I Cod :20129501D Cod :20121207J Cod :20062586C Cod :20121274I Cod :20042573C
Ciclo Académico FIEE – 2018 – I
1 UNI-FIEE, 9°Ciclo 2018-1; Grupo 4, Informe de Practica N° 1 de Laboratorio de Alta Tensión
DISTRIBUCIÓN DE TENSIÓN EN CADENAS DE AISLADORES DE ALTA TENSIÓN
RESUMEN En el presente informe se abordará acerca del comportamiento que tiene la cadena de aisladores de porcelana durante su operación a frecuencia industrial (FI) así como la aparición de unas capacitancias parásitas, la prueba consiste en dotar de tensión los extremos de la cadena de aisladores mediante el circuito que se verá más adelante en este informe. Mediante un pértigo de perfilado conectándolo en cada muñón de la cadena obtendremos las mediciones correspondientes a tensión y corriente, con la cual obtendremos de manera estimada la distribución de tensión de cada elemento de la cadena.
Temas o palabras clave:
o
para almacenar carga eléctrica. La capacidad de un material es la medida de la cantidad de carga eléctrica (Q) almacenada por diferencia de potencial eléctrico (V), su unidad de medición en el SI son los microfaradios (uF). o
o o o o o
Grupo; G3 Lugar; Laboratorio de Alta Tensión N°06. Fecha; Día lunes 6 de abril del 2018. Horario; Entre las 14:00 y 16:00horas Situación; Practica normal
Capacitancias Parásitas: Son aquellas capacitancias que aparecen por la presencia de tensión a través de los extremos de un aislador, pueden ser propias de los aisladores sólidos o líquidos y también asociados a los aisladores gaseosos, formando redes.
o
Aislador, arco eléctrico, capacitancias parásitas, línea de fuga.
1. DATOS DE REALIZACIÓN.
Capacitancia: Capacidad que poseen los cuerpos
Distancia de Paso; Es aquella distancia entre dos puntos consecutivos que se repiten en posiciones repetitivas en un aislador o conjunto de aisladores.
o
Tensión Disruptiva; Es aquella tensión mínima con la cual se produce la perforación de un aislador, es también llamado voltaje de perforación.
o
Contorneo; Es una falla del a islamiento por descarga superficial produciendo arco eléctrico.
4. INTRODUCCIÓN:
2.- PARTICIPANTES 2.1. Grupo de Prácticas de A.T.
Ramirez Soto, Alex Zavaleta Besnier, Francois Manuel Llanos Mendoza Nyels Anderson Quiroz Quispe Elio Mick Roca Cañari Cèsar Garcìa Cubs Josè Luis
2.2. Auxiliar o Preparador del Laboratorio. -
Por tanto para la transmisión de energía a un cierto ni vel de tensión es muy importante tener el conocimiento de qué tipo de aislador se debe usar; según las condiciones ambientales, según el nivel de tensión que soportarán, entre otros.
Carlos Minaya
2.2. Supervisores. -
Uno de los elemento de vital importancia en el diseño de las líneas de transmisión de A.T. son los Aisladores. Además de aislar al conductor de las estructuras también brindan soporte a las mismas bajo condiciones adversas (fuerte viento).
Ing. Justo Yanque Montufar.
Por tanto, ya que con el pasar de los años, los niveles de transmisión en alta tensión van aumentando, es indispensable saber cómo se distribuye la tensión en los mismos, así como también el campo eléctrico.
3. TERMINOS TECNICOS: o
Línea de fuga: Longitud del perfil neto del dieléctrico de los Aisladores.
o
Dieléctrico: Es un material de baja conductividad eléctrica (<<<1); un aislante, cuya propiedad es el de formar dipolos eléctricos en su interior bajo la acción de un campo eléctrico.
En el presente informe, con los datos recogidos en el laboratorio realizado, observaremos que la distribución de potencial en una cadena de aisladores no es lineal como podríamos pensar, por tanto cada aislador soporta un nivel de tensión distinta dependiendo de su ubicación a lo largo de la cadena, presentándose mayores gradiente de tensión en las unidades de aisladores que estén más cercanas a la línea.
5. OBJETIVOS:
--------------------------------------------------------------- Ante-Grado, Informe de Práctica Laboratorio de A.T., Período Académico 2018-1, Lima abril 2018
El objetivo del experimento tiene por finalidad mostrar al estudiante de manera experimental, cómo es la distribución de tensión en cada elemento de una cadena de aisladores, así mismo, tener conocimiento de cómo interfieren estos elementos (aisladores) cuando se aumenta la cantidad de los mismos.
2 UNI-FIEE, 9°Ciclo 2018-1; Grupo 4, Informe de Practica N° 1 de Laboratorio de Alta Tensión Fig.2. consola de tensión
Transformador monofásico de corriente.
6. DESARROLLO DEL INFORME: 6.1. Descripción de la Práctica. Se inicia con el reconocimiento de los materiales a usar, la correcta disposición de los mismos, así como también de los dispositivos de medición (amperímetros y voltímetros), también se debe verificar el correcto aterramiento del circuito a usar. Acto seguido se procede a la toma de mediciones físicas de los aisladores tanto de porcelana como el de vidrio. Luego se procede al armado del circuito a usar en el presente laboratorio a carga del personal a cargo. Finalmente se energiza el circuito y se da inicio a la medición de los diferentes parámetros que presenta el circuito que más adelante en el informe se observará. El experimento se realizó en dos casos: o Aplicamos una tensión de 60 KV a los aisladores estando en condiciones secas. o Aplicamos una tensión de 60 KV a los aisladores en condiciones húmedas, para lo cual se le ha dotado de agua a la superficie de los aisladores.
Fig.3. transformador usado en el laboratorio
b. Instrumento de medición:
Pinza amperimétrica.
6.2. Estándares sobre el tema. Para el presente experimento debemos tener presente que están basadas en las siguientes normas: IEC 60071-1: Coordinación de aislamiento, definiciones, principios y reglas. IEC 60383: Aisladores para líneas aéreas de tensión nominal superior a 1KV. Parte 1: Aisladores cerámicos o de vidrio para sistemas A.C.- Definiciones, métodos de ensayo y criterios de aceptación.
Fig.4. pinza amperimétrica usado (en mA)
6.3. Especímenes (aisladores) para la prueba.
Voltímetro electrostático.
Aislador tipo Espiga-Caperuza de porcelana
Fig.1. aislador utilizado en el laboratorio
6.4. Equipos, instrumentos de medición y materiales. a.
Equipos usados en el laboratorio:
Consola de aplicación y regulación de tensión
Fig.5. voltímetro electrostático para medir la t ensión en la cadena de aisladores
6.5. Fundamento teórico. El campo eléctrico así como también el potencial eléctrico en una distribución de aisladores son dos de los parámetros de vital importancia que deben de conocerse y controlarse desde la etapa de diseño y la realización de pruebas, todo ello con la finalidad de prevenir posibles sobreesfuerzos en los elementos de la cadena de
3 UNI-FIEE, 9°Ciclo 2018-1; Grupo 4, Informe de Practica N° 1 de Laboratorio de Alta Tensión aisladores que a la l arga produzcan envejecimiento y por ende fallas. Existen diversos factores que influyen en la distribución de potencial en una cadena de aisladores, estos son: La geometría del aislador, los materiales de herraje, la configuración de la torre, así como también el nivel de tensión de transmisión de la cual se trate.
Cálculo del valor de las Capacitancias parásitas hacia el Soporte (Masa o Tierra) y hacia la Línea (conductor), desde cada muñón de los aisladores Espiga-Muñón. (Referencia: Fundamentos de la Alta Tensión Aplicada Prof. Justo YANQUE M. + Asistentes)
a) Capacitancias a tierra (Co):
= 4 . b) Capacitancias a la línea (Ce):
Donde:
2 − = ... . 1 = + 1 = +
ao: Radio esférico medio de la caperuza metálica del aislador (m); a1: Radio cilíndrico medio de la caperuza metálica del aislador (m); d1: Diámetro superior de la caperuza metálica d2: Diámetro inferior de la caperuza metálica b: Distancia del eje de la cadena de aisladores a la estructura (m) c: Semidistancia entre el eje del aislador elegido y el conductor (m);
= .
Lc: Longitud de la caperuza metálica del aislador (m) Ep: Longitud de paso o espaciamiento de un aislador de la cadena (m) Ɛ: Permitividad del aire que actúa como un dieléctrico (Ɛ=Ɛo.Ɛr), donde Ɛr=1 n: El número de los aisladores se cuenta desde el lado de la ménsula
Datos tomados:
metros(aprox)
Diámetro superior de la caperuza metálica(d1) Diámetro inferior de la caperuza metálica(d2)
0.094 0.1106
Altura de caperuza (Lc)
0.095
Distancia entre aislamientos (Ep) Distancia del eje de los aislamientos a la estructura (b)
0.143 1
Datos calculados: Longitudes calculadas Radio superior (d1/2)
metros(aprox) 0,047
Radio inferior (d2/2)
0,0553
Radio cilíndrico (a1)
0,05115
Radio esférico (ao)
0,049325
Semidistancia c1
0,0715
Semidistancia c2
0,143
Semidistancia c3
0,2145
Semidistancia c4
0,286
Semidistancia c5
0,047
Usando las formulas anteriores, obtenemos los valores finales de las capacitancias. Capacitancias
pF
Co
2,59606401 1,57256625 1,29873773 1,17419214 2,59606401
Ce1 Ce2 Ce3 Ce4
Fig.7. circuito equivalente con los cálculos realizados Fig.6. Esquema físico del aislador de porcelana
Datos necesarios para los cálculos tomados en el laboratorio:
4 UNI-FIEE, 9°Ciclo 2018-1; Grupo 4, Informe de Practica N° 1 de Laboratorio de Alta Tensión
Cálculo de la Repartición del Potencial en una Cadena de Aisladores STD de Porcelana o Vidrio para una LE de Sierra, cuya Tensión Nominal y N° de elementos en estado seco es :
De la experiencia: los valores de la repartición de potencial.
Para realizar los cálculos de repartición de potencial tomaremos los datos V= 115KV y 10 aisladores (tensión y número de aisladores) y las dimensiones del aislador obtenidas en el laboratorio.
Para una cadena de aisladores de 5 elementos Tensión 50kV (seco): N° Aislador
Tensión (kV)
1
9.6
2
6.8
3
5.37
4
4.62
5
0.024
ℎ . = ℎ. . ℎ . Donde la ecuación de la capacidad parásita hacia tierra es:
La ecuación aproximada de la capacidad parásita hacia la línea es:
Distribuciòn de tensiòn para cadena de aisladores 15 10
) v K ( V
= ( . 2 ) −
Reemplazando los datos obtenemos:
5
3 5 6 7 8 9 0
0 0
2
4
6
Aislador Fig.8. Distribución del potencial en una cadena de aisladores de porcelana a una tensión de 60 kV.
Para una cadena de aisladores de 5 elementos Tensión 58kV (húmedo): N° de Ailadores
Tensión (kV)
1
5.3
2
3.6
3
2.3
4
1.53
5
0
2.23453585
pF
1.43265433
pF
1.20251491
pF
1.09586246
pF
1.04084536
pF
1.01539835
pF
1.01141732
pF
1.02696857
pF
1.06488029
pF
1.13507874
pF
: Radio cilíndrico medio del soporte metalico : Radio esférico medio del soporte metalico : Distancia entre el aislador y la línea : Semidistancia entre el aislador y la linea : Aislador tomado para el calculo : Numero de elementos de la cadena de aisladores Efectuando los cálculos correspondientes se obtiene los valores de potencial que caen sobre cada aislador:
6 4 2 0 4
pF
) v K ( V
2
5.33189634
Siendo:
Distribuciòn de tensiòn para cadena de aisladores
0
= 4.
6
aisladores
Fig.10. Distribución del potencial en una cadena de aisladores de porcelana humedecido a una tensión de 60 kV.
N° Aislador
Potencial
1
63.7710944v
2
36.6182488v
3
25.8281943v
4
21.3437858v
5
19.4175098v
6
18.6174347v
7
18.3974659v
5 UNI-FIEE, 9°Ciclo 2018-1; Grupo 4, Informe de Practica N° 1 de Laboratorio de Alta Tensión 8
18.5659413v
9
19.0978746v
10
20.0991593v
6.7. Características del Espécimen en prueba: Para la realización de la experiencia se ha usado el tipo de aislador Espiga-Caperuza de porcelana mostrado a continuación:
Distribución de Potencial en la cadena de aisladores
a.
70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10
Datos del aislador:
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Tipo porcelanda.
1
Fig.11. Distribución de potencial para una cadena de aisladores de 10 elementos.
a.
Criterios a priori a tener en cuenta: Esperamos que los aisladores más cercanos al conductor de fase soporten el mayor nivel o gradiente de tensión, así también, se espera que la corriente de fu ga en estos sea mayor que en el resto de la cadena de aisladores, dando lugar a que sean más susceptibles a la producción de un arco eléctrico. Dado que en la experiencia se realizó tanto en condiciones secas como húmedas, se espera que la presencia de arco eléctrico en el caso de humedad sea mayor ya que la condición es más adversa a la condición seca.
Fig.13. aislador tipo porcelana usado en la experiencia
b. Correlaciones analíticas:
25.7cm
distancia fuga
34.5cm
paso
14.3cm
diámetros
Efectivamente luego de haber realizado la experiencia, se verifica lo que señalamos en el apartado anterior siendo la visualización del arco eléctrico (chispa), en mayor proporción en el caso de condición de humedad.
6.6. Esquema de conexión para pruebas:
Diámetro(ø)
d1
9.4cm
d2
11.6cm
Ep
14.3cm
Dd
25.7cm
Tipo vidrio.
El esquema mostrado a continuación es el armado de la estructura junto con la cadena de aisladores y la disposición correcta de los equipos de medición:
Fig.14. aislador tipo vidrio
Fig.12. esquema eléctrico usado en el laboratorio
6 UNI-FIEE, 9°Ciclo 2018-1; Grupo 4, Informe de Practica N° 1 de Laboratorio de Alta Tensión longitud de fuga longitud del eje
59cm
ø1
13.5cm
ø2
20cm
ø3
28cm
28cm ø(espiga)
E
4cm
13.8cm
CONDICIONES NORMALES 60kV POSICION DEL PERTIGO AL MUÑON 1°
6.8. Pruebas realizadas, procedimiento: La prueba consiste básicamente en aplicar un cierto nivel de tensión a la cadena de aisladores para determinar cómo se distribuyen el potencial en cada uno. La prueba lo hemos realizado para niveles de tensión distintos y bajo dos condiciones principalmente (seco y húmedo).
a.
FUGA DEL TRANSFORMADO VOLTÍMETR AISLADO R (mA) O (mA) R (mA) 0.88 1.42 0.04
2°
0.82
1.42
0.04
3°
0.68
1.41
0.06
4°
0.53
1.42
0.07
5°
0.67
2.00
0.12
Primera parte: En la primera condición (seca) se le ha aplicado a la cadena de aisladores tensión de 60 KV. Se ha observado y tomado los datos de corriente de fuga de la cadena de aisladores, corriente del transformador a tierra y la corriente del voltímetro electrostático a tierra.
b. Segunda parte: Para este caso se le ha dotado de humedad (rocío de agua) a la cadena de aisladores y se la ha aplicado los niveles de tensión de 60KV. Al igual que en la primera parte se ha tomado datos de corriente de fuga en los aisladores, corriente del transformador a tierra y corriente del voltímetro electrostático a tierra.
6.9. Datos obtenidos:
HUMEDECID O CON AGUA 60kV POSICION FUGA DEL TRANSFORMADO VOLTÍMETR DEL PERTIGO AISLADOR R (mA) O (mA) AL MUÑON (mA) 1°
1.09
1.60
0
2°
1.01
1.55
0.02
3°
0.80
1.54
0.06
4°
0.70
1.54
0.06
5°
0.72
2.12
0.12
6.10. Interpretación:
Para la toma de datos, una vez aplicada el nivel de tensión, el profesor responsable mediante una pértiga realizó el contacto con cada muñón de la cadena de aisladores y en base a ello se ha tomado las medidas correspondientes, en total se ha realizado 5 mediciones (cada muñón) para cada prueba.
Para el mismo nivel de tensión (Ej. 60 KV) aplicado en el experimento se observa que la corriente de fuga de los aisladores es mayor en la condición húmeda comparada con la condición seca. De los datos obtenidos podemos apreciar también que la distribución de tensión no es la misma en cada uno de los aisladores, dato que se corrobora con las expectativas el experimento. Como dato adicional se menciona que, para la prueba en condiciones húmedas cuando quisimos dotar al circuito de tensión 60KV el arco eléctrico era muy fuerte. Lo mencionado líneas arriba es entendible ya que a medida que incrementamos el nivel de tensión, aumenta también la corriente de fuga, así como también la condición adversa simulada (humedad) hace que dicha corriente de fuga se incremente.
7. CUESTIONARIO: a. Fig.15. cadena de aisladores usados en el laboratorio
¿A qué se debe la existencia de las capacitancias parásitas laterales al eje de las cadenas de aisladores?
7 UNI-FIEE, 9°Ciclo 2018-1; Grupo 4, Informe de Practica N° 1 de Laboratorio de Alta Tensión Las capacitancias parásitas resultan de las brechas de aire y espacios de dieléctrico entre electrodos, se cargan con la corriente (de pérdidas) que circula desde el conductor a Tierra. La conductancia lateral o perditancia, también conocida como conductancia de aislamiento es un parámetro difícil de precisar ya que depende principalmente de la contaminación de los aisladores, del grado de humedad y de la presión atmosférica, también de las condiciones de la línea como la tensión y la frecuencia. Su determinación es difícil debido a su variabilidad.
CONCLUSIÓN La distribución del potencial en la cadena de aisladores es NO LINEAL, cada aislador está sometido a una tensión diferente dependiendo de su ubicación en la cadena, teniendo mayor valor cuando está más cerca del conductor.
OBSERVACIÓN Al humedecer los aisladores y poniendo la tensión a 65 kV se generaban pequeños arcos eléctricos aumentando mucho la corriente de fuga del aislador, por tal motivo se bajó la tensión a un valor de 58kV aproximadamente y respecto a esa valor se realizó la toma de datos
b. ¿Por qué no conviene que la distribución no uniforme de la tensión a lo largo de la cadena de aisladores? La distribución en una cadena de aisladores no es el mismo, esto debido a la diferencia de potencial en cada una de ellas y debido a las capacitancias en derivación entre:
muñón a tierra muñón a fase Los cuales hacen que el aislador más próximo a la fase soporte la máxima tensión, pudiendo esta perder las propiedades de aislante como la tensión de rotura de diseño, llegando a:
cadena de aisladores es peor, cuando son cortas o largas? Mediante el método computacional de capacidades equivalentes que toma como base el circuito equivalente y mediante sucesivas reducciones serieparalelo y estrella-triangulo se obtiene la siguiente expresión para el cálculo aproximado de la tensión.
= + [+′ +] Vn: Tensión acumulada en el n-ésimo aislador Cn: Capacidad equivalente desde el mismo aislador Ce: Capacidad a tierra desde el aislador De la cual se puede concluir: Al aumentar la cantidad de aisladores en la cadena se aumenta el efecto de la NO LINEALIDAD, es decir, aumenta las diferencias en cuanto a valor de tensión soportado entre las primeras unidades y las últimas. De forma práctica para una cadena de 3 aisladores los porcentajes de soporte de tensión obtenidos son: 29.3, 32.3 y 38.4% respectivamente, mientras que para una cadena de 30 aisladores al primero le corresponde aproximadamente 0.0005% y al último 27.0%. Al aumentar la capacidad de cada unidad a tierra (Ce) la distribución se hace menos lineal, lo cual tiene mucho sentido dado que son precisamente éstas capacidades parásitas las que son responsables de la NO LINEALIDAD en la distribución de la tensión. Al aumentar la capacidad (C) de cada aislador, la distribución se hace más lineal, sin embargo, la diferencia entre el voltaje que soporta la primera y última unidad de la cadena de aisladores es aún más notoria.
Por lo tanto, se concluye que en las cadenas largas la distribución de tensión es PEOR (aumento de la NO LINEALIDAD) trayendo consigo que haya aisladores (más cerca de la línea) que soporten niveles de tensión mucho más grandes en comparación con otros (más alejados de la línea).
perforarse Explosión de los aisladores de porcelana o vidrio más próximo al conductor Deterioro de la cadena de aisladores Caída del conductor en servicio ocasionando daños ambientales y económicos Deterioro de equipos de protección de l a línea La distribución de la tensión en la cadena de aisladores, ya sea de porcelana o de vidrio, se debe tratar que en lo posible que cada una de ellas este sometida a una misma diferencia de potencial, para ello se trata de uniformizar el campo electromagnético que envuelve a los aisladores.
c.
¿En qué caso la distribución de tensión en la
Fig.16. A mayor cantidad de aisladores aumenta la no li nealidad.
d. ¿La distribución irregular de la tensión
8 UNI-FIEE, 9°Ciclo 2018-1; Grupo 4, Informe de Practica N° 1 de Laboratorio de Alta Tensión
afecta también a la cadena de aisladores tipo Vara (bastón) de dieléctrico continuo? No, puesto que para hallar la repartición del potencial a lo largo de cadenas de aisladores, se considera la capacitancia propia (C) de cada aislador según tamaño de la caperuza, teniendo aproximadamente 30 –40 pF en aisladores de Porcelana, y 35 –50 pF en aisladores de Vidrio, mientras que para aisladores tipo vara, se considera una “Línea Cargada” repartiendo en cada aleta principal, por ello para cadenas Poliméricas tipo Vara, se considera un modelado de Cargas Lineales discretas, según el número de aletas mayores.
e.
energizado V=Uf, originan capacitancias parásitas y son estas las que determinan como se distribuye la tensión en cada segmento asignado y en toda su longitud. Ahora con lo mencionado anteriormente la corriente que ingresa en el primer aislador es mayor, ya que la diferencia de tensión entre el primer aislador y el siguiente es mayor en comparación a la diferencia de tensión que hay entre los dos últimos aisladores, ya que estos últimos aisladores tienen una diferencia de potencial cercano a cero.
¿Es factible perfilar la tensión en cadena de aisladores de material rígido o polimérico tipo Vara (bastón)?
No es factible el perfilado de la tensión en cadenas de aisladores poliméricos debido a que no contienen elementos metálicos y debido a ello no se puede interactuar directamente con la pértiga de perfilado, y no se podría saber la distribución del potencial. Existen otros métodos que no se realizan en el laboratorio. Las principales ventajas de este tipo de aislador son su resistencia mecánica frente a golpes derivada de su flexibilidad y mejor comportamiento ante la contaminación derivada de las características del material polimérico. Por ello han ido progresivamente reemplazando a los aisladores de cerámica o porcelana.
Fig.18. curva de la corriente en función del número de aisladores de la cadena
g. ¿De qué manera se puede corregir la distribución no uniforme de la tensión que afecta a la cadena de aisladores?
Fig.17. tipos de aisladores rígidos o polimérico (bastón)
f.
¿Por qué el valor de la corriente de fuga que sale a tierra en el último aislador es menor que la que ingresa al 1er. aislador?
En una cadena de aisladores con elementos ensamblados, estos se comportan como una conexión de condensadores en serie que tiene una carga concentrada en cada embone. En la cadena de dieléctrico continuo la carga se reparte a lo largo del número de faldas sobre eje flexible y estos se comportan como una línea con carga repartida, en este caso la carga interactúa a través del aire con otras partes cercanas a un potencial distinto. Ahora como el soporte tiene un V=0, y el conductor
Para corregir la distribución no uniforme de Tensión se utiliza anillos y pantallas que homogenicen los perfiles del campo eléctrico en los puntos activos. La cadena de porcelana o vidrio debe tener características de asilamiento autoregenerable cuando ocurre una descarga disruptiva recuperando las propiedades aislantes. Manteniendo el estado de la superficie de la cadena en perfectas condiciones: las rugosidades, irregularidades, defectos e impurezas adheridas generan descargas. Pequeños fragmentos aun superficiales podrían no afectar inmediatamente el funcionamiento del aislador, pero es un riesgo, estas grietas pueden afectar eventualmente las características eléctricas y mecánicas de la cadena.
Observación: Al estar la cadena de aisladores húmeda comprobamos la descarga parcial como impulso de corriente de fuga cuyo valor en los cálculos experimentales es de 1.09mA para el 1ra cadena.
9 UNI-FIEE, 9°Ciclo 2018-1; Grupo 4, Informe de Practica N° 1 de Laboratorio de Alta Tensión
La distribución de tensión en cada elemento de la cadena de aisladores se puede calcular mediante un modelo matemático donde se tiene que calcular previamente las capacidades de los aisladores, capacidad parásita a tierra y capacidad parásita a línea, siendo la última la más difícil de calcular. Para poder mejorar la distribución de potencia en la cadena de aisladores comúnmente se agrega anillos en los extremos de cada cadena para poder uniformizar el campo eléctrico (Corona Ring).
9. OBSERVACIONES: Al humedecer los aisladores y poniendo la tensión a 65 kV se generaban pequeños arcos eléctricos aumentando mucho la corriente de fuga del aislador, por tal motivo se bajó la tensión a un valor de 60kV aproximadamente y respecto a esa valor se realizó la toma de datos. Al estar la cadena de aisladores húmeda comprobamos la descarga parcial como impulso de corriente de fuga cuyo valor en los cálculos experimentales es de 1.09mA para el 1ra cadena. Se pudo apreciar el contorneo de los primeros aisladores (más cercanos a la línea) conforme se aumentaba la tensión hasta 70KV en el caso húmedo. Los equipos de medida no tienen buena precisión, especialmente tuvimos serios problemas con el Voltímetro Electrostático ya que la aguja no nos indicaba un valor exacto ya que fluctuaba de manera fugaz.
Fig.19. anillo de guarda (Ring) usado para la mejora del campo eléctrico
10. BIBLIOGRAFIA: Justo Yanque M.- Protocolo Laboratorio 01 FIEE-UNI. Notas del curso 2012-2015 elaborado por el Ing. Justo Yanque M. GAMMA. – Distribución de Potencial en Cadena de Aisladores. Estudio teóricoexperimental. 2014
Fig.20. distribución de tensión con y sin corrección
8. CONCLUSIONES: La distribución del potencial en la cadena de aisladores es NO LINEAL, cada aislador está sometido a una tensión diferente dependiendo de su ubicación en la cadena, teniendo mayor valor cuando está más cerca del conductor. La aparición de las capacitancias parásitas hacen que la distribución de tensión en una cadena de aisladores sea NO LINEAL. Conforme se incremente la tensión de aplicación, aumentará la corriente de fuga y por ende se observará arcos eléctricos de diferente magnitud, así como también, a medida que se incrementa la tensión se hace más notorio la no linealidad de la distribución de tensión en la cadena de aisladores. Al aumentar la cantidad de aisladores en la cadena se aumenta el efecto de la no linealidad, vale decir, aumentan las diferencias de potenciales entre los primeros elementos y los últimos.
10 UNI-FIEE, 9°Ciclo 2018-1; Grupo 4, Informe de Practica N° 1 de Laboratorio de Alta Tensión
Lima, Septiembre del Año 2017. Ing. Justo YANQUE M, M.Sc.App. PROFESOR+Asistentes
