UNIVERSIDAD POLITECNCIA SALESIAAN INGENIERIA ELECTRICA ALTA TENSION II INFORME LABORATORIO
PRUEBA DE RIGIDEZ DIELECTRICA EN ACEITE DIELECTRICO MARCO CRUZ
[email protected] GERSON GUALOTO
[email protected] GEOVANN R!VERA gr"#era#@est.ups.edu.ec $AN!EL S!M%A&A ds"ma'a(
[email protected] $OCENTE $!EGO AR!AS CAZCO MSc.
OBJETIVOS • •
Ver")car el estado del ace"te d"el*ctr"co a+tes de su pur")cac",+ Med" Med"rr la r"g" r"g"d dez d"el d"el*c *ctr tr"c "ca a del del ace" ace"te te a+te a+tess del del lle+ lle+ad ado o de los los tra+s-ormadores
NORMATIVA NORMATIVA Y ESTANDARES ASTM D-1816 RUE%A $E VOLTA/E $E RUTURA $E ACE!TE $!EL0CTR!CO $E OR!GEN ETROLERO USAN$O ELECTRO$OS T!O 1ONGO ASTM D-877 RUE%A $E VOLTA/E $E RUTURA ARA L!2U!$OS A!SLANTES USAN$O ELECTRO$OS T!O $!SCO
IEEE C.57.106 GU3A ARA ACETAC!4N MANTEN!M!ENTO $E ACE!TE A!SLANTE EN E2U!O ASTM D 387 ESEC!5!CAC!ONES ARA ACE!TES A!SLANTES6 USA$O EN E2U!OS EL0CTR!COS
MARCO TEORICO
Esta prue'a al ace"te es u+a de las m7s -recue+tes6 8a 9ue al co+ocer la te+s",+ de ruptura 9ue u+ ace"te soporta es muc:o m7s #al"oso6 adem7s6 esta prue'a re#ela cual"tat"#ame+te la res"ste+c"a mome+t7+ea de la muestra del ace"te al paso de la corr"e+te 8 el grado de :umedad6 suc"edad 8 s,l"dos co+ductores e+ suspe+s",+. Como es sa'"do e+ los tra+s-ormadores sumerg"dos e+ ace"te6 *ste :ace dos -u+c"o+es; de re-r"gera+te 8 de a"sla+te. E+ cua+to a la -u+c",+ de a"sla+te6 es +ecesar"o determ"+ar la r"g"dez d"el*ctr"ca del ace"te6 para lo cual se emplea u+ e9u"po pro'ador 9ue se le co+oce como pro'eta 8 9ue e+ cu8o "+ter"or t"e+e dos electrodos cal"'rados6 a los cuales se les apl"ca u+ pote+c"al #ar"a'le 9ue pro#oca 9ue al llegar a c"erto #alor d"c:o pote+c"al se rompa el d"el*ctr"co del ace"te 8 se reg"stre d"c:o #alor de te+s",+ apl"cada. La prue'a se puede real"zar co+ electrodos pla+os o sem"es-*r"cos 8 cu8o d"7metro 8 separac",+ esta +ormal"zado de acuerdo al t"po de prue'a. ara electrodos sem"es-*r"cos la separac",+ es de <.=<> mm 8 para pla+os de ?. mm Los electrodos 8 la pro'eta de'e+ l"mp"arse per-ectame+te de pre-ere+c"a e+Buag7+dolos co+ gasol"+a6 'e+c"+a o alg+ sol#e+te adecuado6 l"'re de toda :umedad. 1asta 9ue se e+cue+tre+ l"'res de )'ras o '"e+ de'er7 la#arse la copa pre#"ame+te co+ el m"smo ace"te 9ue se #a a pro'ar. El ace"te se de'e tomar de la parte "+-er"or del tra+s-ormador D8a 9ue es la parte do+de pos"'leme+te te+ga ma8or +mero de "mpurezas el m"smo. La e#aporac",+ de la gasol"+a de los electrodos puede e+-r"arlos lo su)c"e+te para 9ue :a8a u+a co+de+sac",+ de :umedad e+ la super)c"e. or esta raz,+ despu*s del e+Buague )+al co+ gasol"+a6 la copa de'e lle+arse "+med"atame+te co+ el ace"te a pro'ar. La temperatura de la copa de prue'a 8 del ace"te cua+do se est* pro'a+do de'e ser "gual a la del am'"e+te6 a )+ de reduc"r al mF+"mo la a'sorc",+ de :umedad. La temperatura am'"e+te +o de'e ser me+or de ?=C. La ma8orFa de los e9u"pos 9ue se t"e+e+ so+ de electrodos pla+os6 por lo 9ue la descr"pc",+ se :ar7 toma+do de 'ase este t"po de electrodos. PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR LA PRUEBA DE RIGIDEZ DIELECTRICA 1. PREPARACI!N DEL E"UIPO#E$%&'()*+,)(*+ - C&$%+,)(*+
1.1.Escoger la cu'a de prue'as co+ el t"po de electrodos adecuado t"po :o+go para el m*todo ASTM $
8 t"po d"sco para el m*todo ASTM $ HII 1./.ara el e+sa8o de u+ ace"te +ue#o 8 s"+ procesar se usar7 el m*todo ASTM $JHII 1.3.El m*todo para pro'ar el Ku"do procesado Dpur")cado es el ASTM $J 1..Ver")car la separac",+ de los electrodos D=.=J para el m*todo ASTM $ 8 =.< para el m*todo ASTM $ HII de la cu'a de prue'as. 1.5.Asegrese 9ue todos los datos de do+de se #a a o'te+er la muestra de ace"te est*+ completos6 a+tes de co+t"+uar otro muestreo D#er")cac",+ de r"g"dez e+ la recepc",+ del ace"te a+tes de su pur")cac",+. /. PROCEDIMIENTO El muestreo de'e ser real"zado de pre-ere+c"a e+ u+ dFa soleado. No se de'e tomar u+a muestra cua+do las co+d"c"o+es de :umedad am'"e+tal sea+ ma8ores a u+ I. rue'a de R"g"dez $"el*ctr"ca a Ace"te $"el*ctr"co /.1.El ace"te d"el*ctr"co de'erFa estar al me+os a la m"sma temperatura am'"e+te. El ace"te a 'aBa temperatura podrFa co+de+sar :umedad pro#e+"e+te del a"re :medo c"rcu+da+te 8 los resultados de las prue'as podrFa ser po'res. /./.La #7l#ula de dre+aBe para la toma de la muestra de'e ser l"mp"ada "+med"atame+te a+tes de la toma de la muestra. /.3.E+ la toma de la muestra dre+ar la su)c"e+te ca+t"dad de ace"te para remo#er el ace"te co+te+"do e+ la tu'erFa de toma del ace"te6 u+a ca+t"dad adecuada es a < gal,+. /..E+Buagar la cu'a 8 tapa6 de prue'as co+ el ace"te a ser pro'ado #ar"as #eces6 a+tes de la o'te+c",+ de la muestra /.5.Lle+ar la cu'a le+tame+te :asta u+ +"#el de de su capac"dad6 #er")ca+do 9ue cu'ra el ace"te totalme+te a los electrodos. /.6.O'ser#ar 9ue la muestra co+tam"+a+tes s,l"dos.
+o
co+te+ga
mater"ales
ePtra(os
8o
/.7. Tapar la cu'a de tal ma+era 9ue la muestra +o te+ga co+tacto co+ la "+temper"e /.8.U'"car correctame+te e+ el Esp"+ter,metro de prue'as.
/..Selecc"o+ar el m*todo de prue'a e+ el e9u"po respect"#o. /.10. La muestra e+ el e9u"po de'e reposar por lo me+os Q m"+utos 8 +o m7s de m"+utos e+tre el lle+ado 8 la apl"cac",+ del #oltaBe para la pr"mera ruptura 8 por lo me+os u+ "+ter#alo de < m"+uto a+tes de la apl"cac",+ de #oltaBe para las s"gu"e+tes rupturas. /.11. El "+creme+to de #oltaBe e+ la +orma $ #a desde cero co+ u+a #eloc"dad de =. V segu+do6 :asta 9ue la ruptura se prese+te. /.1/.
Reg"strar el #alor de ruptura DVrms .
155 2V*,$ /.13.
Real"ce rupturas e+ u+ lle+ado de la cu'a Dm"sma muestra
< ? Q /.1.
AC Vrms ??6H 6Q>
Reg"stre la temperatura de la muestra 8 la del am'"e+te.
/.15. EPam"+e las rupturas para te+er u+ #alor estadFst"ca co+ los s"gu"e+tes cr"ter"os; Calcule la med"a 8 la des#"ac",+ est7+dar de las rupturas co+ lo s"gu"e+te; x´ =
s=
1
5
∑ xi
5 i =1
√[ 1 4
5
∑ xi−5 x´ i= 1
2
]
D'4) x´ =valor media delos 5 valoresindividuales x i = valores de voltaje de ruptura s = desviaciónestándar
/.16. Calcular e+ #alor promed"o 8 la des#"ac",+ est7+dar de los #alores med"dos para cada prue'a
x´ =
1
n
∑ xi
n i =1
´ − xi ¿ ¿ x ¿ ¿
2
n
∑¿ i =1 2
s =¿ s = √ s
2
$,+de; ´ =valor media de los valores individuales x
xi= valores de voltaje deruptura 2
s = varianza
s = desviación estándar
AC med"a #ar"a+za Vrms < ? Q
??6H 6Q> $C
< ? Q
Q?6? ?6QH Q=6= ?=6H ?Q6
<<6?
des#"ac", + est7+dar
Q6Q
des#"ac", med"a #ar"a+za + est7+dar
?>6Q
??6I
6I
/.17. S" el #alor de la relac",+ de la des#"ac",+ est7+dar 8 el promed"o (s/x) es super"or a =.<6 "+d"ca 9ue la prue'a +o :a s"do real"zada correctame+te. ara lo cual se de'e dec"d"r tomar otra muestra6 o a+al"zar las lecturas6 escoger 8 desec:ar la lectura 9ue se :a8a aleBado ePageradame+te del promed"o. s
Relac",+ e+ AC
´ x
= 0,179
Relac",+ e+ $C
s =0,180 x´
/.18.
Vol#er a real"zar el c7lculo pero s"+ esa lectura6 o
/.1.
Real"zar u+a prue'a ad"c"o+al
/./0.
Apagar los e9u"pos
/./1.
L"mp"ar los e9u"pos
/.//. $esarrollar 8 reg"strar los c7lculos6 8 med"a+te los cr"ter"os de aceptac",+ se em"t"r7 el resultado )+al. /./3. Reg"strar los resultados e+ el respect"#o -ormato de prue'as cua+do +o sea tratado y ret"rar la "de+t")cac",+ de mater"a 'aBo "+specc",+.
AC med" #ar"a+z Vrms a a < ? Q
??6H 6Q> $C
< ? Q
Q?6? ?6QH Q=6= ?=6H ?Q6
<<6?
med" #ar"a+z a a
?>6Q
??6I
des#"ac", des#"ac",+m + ed"a est7+dar
Q6Q
=6
des#"ac", des#"ac",+m + ed"a est7+dar
6I
=6
C9+$ *):&;:4+$ )' E<) 3. OBSERVACIONES 3.1. El color del ace"te de'e ser claro 8 ,pt"came+te l"mp"o6 u+a colorac",+ o'scura puede de'erse a; prese+c"a de oP"dac",+6 su'sta+c"as ePtra(as6 etc. por lo ta+to es u+a "+d"cac",+ de deter"oro 8o co+tam"+ac",+ 8 ser7 catalogado como producto +o co+-orme 3./. ara la aceptac",+ del ace"te +ue#o el #alor promed"o de r"g"dez d"el*ctr"ca como mF+"mo de'e ser de Q= V6 e+ el m*todo ASTM $HII6 #alor re-er"do a la +orma ANS! C.I.<=> 3.3. El #alor de r"g"dez d"el*ctr"ca para el ace"te procesado +ue#o como mF+"mo es de Q= V6 e+ el m*todo ASTM $6 #alor re-er"do a la +orma ANS! C.I.<=> 3.. S" +o cumple+ cual9u"era de estos re9u"s"tos6 para r"g"dez , el mater"al es rec:azado o se segu"r7 trata+do Dpur")ca+do para u+a poster"or prue'a. . RECOMENDACIONES
.1. ara o'te+er resultados correctos se de'er7 #er")car 9ue el ace"te 9ue se est* o se #a8a a usar +o :a8a estado a la "+temper"e6 9ue +o :a8a te+"do co+tacto co+ el a"re pr"+c"palme+te o 9ue su color +o sea o'scuro 8a 9ue de ser asF los datos #ar"ar7+ +ota'leme+te de la real"dad ./. Se de'er7 segu"r las "+strucc"o+es de e+sam'laBe del e9u"po co+-orme se "+d"9ue 8a 9ue al estar tra'aBa+do e+ u+ la'orator"o de alta te+s",+ puede ocas"o+ar gra+des acc"de+te .3. Se de'er7 #er")car la l"mp"eza de los rec"p"e+tes 8a 9ue es e9u"#ale+te a :a'erlos deBado a la "+temper"e s" +o se #er")ca6 co+tam"+7+dose el m"smo 8 te+"e+do el m"smo resultado 9ue e+ la pr"mera recome+dac",+ .. la temperatura a la 9ue se tra'aBe +o de'e ePceder a los I C 8a 9ue u+o de los o'Bet"#os de esta prue'a es determ"+ar :asta 9u* pu+to es u+ 'ue+ re-r"gera+te e+ u+ tra+s-ormador 5. CONCLUSIONES 5.1. Se compre+d", 9ue este t"po de prue'as se real"za e+ los ace"tes 9ue se usa+ -recue+teme+te e+ los tra+s-ormadores co+ el o'Bet"#o de med"r su te+s",+ de ruptura 8 la res"ste+c"a mome+t7+ea al paso de la corr"e+te 8 el grado de :umedad 8a 9ue al sumerg"r los tra+s-ormadores el ace"te actuar7 como a"sla+te 8 re-r"gera+te 5./. Se demostr, la "mporta+c"a de determ"+ar la r"g"dez d"el*ctr"ca de u+ ace"te 9ue se usar7 e+ u+ tra+s-ormador 8a 9ue s"+ esos datos +o se podrFa determ"+ar :asta 9u* pu+to es u+ 'ue+ a"sla+te6 pre#"+"e+do gra#es acc"de+tes e+ el uso real 8a del tras-ormador 5.3. Se o'ser#, 9ue a med"da 9ue los #alores Vrms +o ocurr"ero+ a los m"smas mag+"tudes esto se de'e a 9ue es u+a prue'a pro'a'"lFst"ca 8 las prop"edades del ace"te de'erFa+ ser las m"smas e+ tomo mome+to6 s"+ em'argo eP"ste+ #ar"a'les ePter+as 9ue #arFa+ e+ -u+c",+ del t"empo como la temperatura .. Se determ"+, e+ 'ase a c7lculos pro'a'"lFst"cos 9ue el ace"te co+ el 9ue se tra'aBo esta'a e+ co+d"c"o+es "deales6 como resultado el ePper"me+to se lo real"z, de -orma adecuada6 determ"+a+do el #alor med"o al 9ue el ace"te podrFa actuar de -orma correcta como u+ re-r"gera+te 8 a"sla+te e+ u+ tra+s-ormador 6. ANE=OS
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