M2h d Spanish

Guía del Usuario de los M2H-D

EQUIPO PORTATIL DE PRUEBA DE AISLAMIENTO TIPO M2H DE 10 KV

MANUAL DE OPERACIÓN PARA PRUEBA DE AISLAMIENTO DE APARATOS ELECTRICOS DE POTENCIA POR EL METODO DE FACTOR DE POTENCIA Y PERDIDAS DIELECTRICAS DE DOBLE

DOBLE ENGINEERING COMPANY 85 WALNUT STREET POST OFFICE BOX 9107 WATERTOWN, MA 02172-9107 (USA) TELÉFONO: 617-926-4900 FAX: 617-926-0528 TWX: 710-327-6338 M2H-I-195

i

Guía del Usuario de los M2H-D NOTICIA Este manual es propiedad de Doble Engineering Company (Doble), es proporcionado con el equipo de prueba marca Doble al cual aplica para el uso exclusivo de los Clientes de Doble bajo un acuerdo contractual para uso con los equipos y servicios de Prueba de Doble. Este manual tiene como propósito proveer de los conceptos básicos de la operación del equipo de prueba y su aplicación general a las pruebas de aislamiento eléctrico de alto voltaje. Los comentarios expresados en este manual en cuanto a seguridad, representan las guías mínimas y no deben de ser tomadas como totales o únicas, sin embargo estas pueden ser complementadas con el fin de adaptarlas a las regulaciones de seguridad establecidas por la compañía. Las técnicas y procedimientos descritos aquí están basado en años de experiencia con métodos probados y utilizados. Estos procedimientos no pueden cubrir todas las situaciones de prueba y puede haber algunas en donde se requiera consultar directamente a Doble. En ningún caso Doble Engineering Company asume la responsabilidad de cualquier error técnico, editorial de comisión u omisión, ni es responsable por daños directos, indirectos o incidentales o consecuencias que se deriven o resulten del uso o mal uso de este manual. Este programa esta protegido por los derechos de autor, todos los derechos están reservados, y ninguna parte puede ser fotocopiada o reproducida en ninguna forma sin el consentimiento previo de Doble Engineering Company.

Copyright  1995 Doble Engineering Company Derechos Reservados. ii

M2H-I-195


CONTENIDO CONTENIDO .............................................................................................................................................................................III FIGURAS.................................................................................................................................................................................VIII CAPÍTULO 1 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO DE PRUEBA Y ESPECIFICACIONES ..................................................1-2 INTRODUCCION A LAS PRUEBAS DOBLE.....................................................................................................................1-2 DESCRIPCION GENERAL Y ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL EQUIPO DE PRUEBA TIPO M2H. .................1-4 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL EQUIPO DE PRUEBA TIPO M2H.....................................................................1-3 PRUEBA DE AISLAMIENTO A LOS APARATOS............................................................................................................1-5 TEORÍA DE LA OPERACIÓN DEL EQUIPO DE PRUEBA TIPO M2H ...........................................................................1-2 MODOS DE PRUEBA DEL EQUIPO DE PRUEBA M2H ..................................................................................................1-4 MODO DE PRUEBA DE ESPECIMEN ATERRIZADO (GST) .........................................................................................1-4 MODO DE PRUEBA DE ESPECIMEN NO ATERRIZADO (UST) ...................................................................................1-4 DESCRIPCION GENERAL Y ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL INDUCTOR TIPO C RESONANTE Y ACOPLADOR TIPO C – 107 RIV.........................................................................................................................................1-8 DESCRIPCION GENERAL DEL INDUCTOR RESONANTE TIPO C ..............................................................................1-8 PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DEL INDUCTOR RESONANTE TIPO C...........................................................1-10 DESCRIPCION GENERAL DEL PROCEDIMIENTO DE PRUEBA DEL ACOPLADOR RIV TIPO C-107..................1-10 CAPÍTULO 2 OPERACION DEL EQUIPO DE PRUEBA..................................................................................................2-1 CONEXIONES SEGURAS CON EL EQUIPO DE PRUEBA DOBLE................................................................................2-1 VOLTAJES DE PRUEBA......................................................................................................................................................2-4 GENERALIDADES ............................................................................................................................................................2-4 APARATOS DUDOSOS .....................................................................................................................................................2-4 PRUEBAS DE RUTINA......................................................................................................................................................2-5 GENERALIDADES – APARATOS CON RANGO ARRIBA DE 15 KV. ...................................................................................... 2-5 APARATOS EN RANGO DE 15 KV Y MENOR............................................................................................................................ 2-5 APARTARAYOS.............................................................................................................................................................................. 2-6

RESUMEN..........................................................................................................................................................................2-6 OPERANDO EL M2H ...........................................................................................................................................................2-7 CONEXIONES DEL EQUIPO DE PRUEBA. ....................................................................................................................2-7 CONEXIÓN DE PRUEBA PARA EL ESPÉCIMEN...........................................................................................................2-8 PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DEL EQUIPO DE PRUEBA...................................................................................2-9 1. REVISIÓN ANTES DE LA PRUEBA..............................................................................................................................2-9 2. SE PREPARAN LOS CONTROLES DEL EQUIPO DE PRUEBA. ................................................................................2-9 3. SE ENERGIZA EL ESPÉCIMEN ...................................................................................................................................2-9 4. VERIFICAR EL EQUIPO DE PRUEBA. .....................................................................................................................2-10 5. SE EFECTUAN LAS LECTURAS DE CORRIENTE Y ANOTADAS............................................................................2-11 6. LAS LECTURAS DE LAS PÉRDIDAS –WATTS DEL ESPÉCIMEN SON REGISTRADAS. .......................................2-12 7. LA CAPACITANCIA DEL ESPÉCIMEN ES LEÍDA Y ANOTADA..............................................................................2-14 8. LOS CONTROLES DEL EQUIPO DE PRUEBA SON REGRESADOS A SU POSICIÓN ORIGINAL. ......................2-14 9. SE CALCULA EL % DEL FACTOR DE POTENCIA DEL ESPÉCIMEN ...................................................................2-15 10. PRUEBA RÁPIDA PARA ESPECÍMENES SIMILARES .........................................................................................2-15 11. PRUEBAS A VOLTAJES MENORES DE 10 KV. ....................................................................................................2-15 12. INTERFERENCIAS ELECTROSTÁTICAS. (USO DEL ICC)..................................................................................2-17 GENERALIDADES. ....................................................................................................................................................................... 2-17 MIDIENDO LA CORRIENTE ELECTROSTÁTICA DE INTERFERENCIA. ............................................................................. 2-18 CUANDO SE UTILIZA EL ICC..................................................................................................................................................... 2-19 COMO USAR EL ICC .................................................................................................................................................................... 2-19 INTERFERENCIA FUERA DE SINCRONISMO.......................................................................................................................... 2-20

M2H-I-195

iii

Guía del Usuario de los M2H-D VERIFICANDO LAS INSTRUCCIONES DEL INTERRUPTOR DE PRUEBA ICC. ................................................................. 2-21

CALCULO DE RESULTADOS ..........................................................................................................................................2-22 CALCULO DE LA CORRIENTE (MILIAMPERES O MICROAMPERES)......................................................................2-22 CALCULO DE LOS WATTS. ...........................................................................................................................................2-22 CALCULO DEL PORCIENTO (%) DEL FACTOR DE POTENCIA. ..............................................................................2-23 CALCULO DE LA CAPACITANCIA ...............................................................................................................................2-23 CALCULO DE LA RESISTENCIA EN PARALELO DE CA ............................................................................................2-25 CONVIRTIENDO LA CORRIENTE EQUIVALENTE DE 10 KV Y WATTS A VALORES ACTUALES. .........................2-25 CALCULO DE LA CORRIENTE EQUIVALENTE A 10 KV Y WATTS PARA VERIFICAR EL MEDIDOR EN 50 DIVISIONES.....................................................................................................................................................................2-26 COMPARACIÓN DE LAS LECTURAS TOMADAS CON EL EQUIPO DE PRUEBA DOBLE DE 2.5 KV CONTRA EL 10 KV.....................................................................................................................................................................................2-27 INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS DE PRUEBA OBTENIDOS CON EL M2H............................................2-28 REGISTROS DE LAS PRUEBAS.......................................................................................................................................2-29 GENERALIDADES ..........................................................................................................................................................2-29 NUMERANDO LAS HOJAS DE PRUEBAS DOBLE.......................................................................................................2-30 CAPÍTULO 3 MANTENIMENTO DEL EQUIPO DE PRUEBA........................................................................................3-1 TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DEL EQUIPO DE PRUEBA M2H ...................................................................3-1 INSTRUCCIONES DE EMBARQUE .................................................................................................................................3-1 ESTUCHE DE ACCESORIOS............................................................................................................................................3-2 MANTENIMIENTO Y PROBLEMAS DEL M2H................................................................................................................3-3 MANTENIMIENTO PREVENTIVO ...................................................................................................................................3-3 PROBLEMAS .....................................................................................................................................................................3-4 NO ES POSIBLE REALIZAR LA PRUEBA DE VOLTAJE........................................................................................................... 3-4

EL MEDIDOR DE CORRIENTE Y WATTS ESTA MUERTO (CON EL VOLTAJE DE PRUEBA ELEVADO) ................3-7 LECTURAS ERRONEAS DEL MEDIDOR DE CORRIENTE Y DEL MEDIDOR DE WATTS................................................... 3-7 LAS LECTURAS DEL MEDIDOR DE CORRIENTE Y LECTURAS DEL MEDIDOR DE WATTS SON ESTABLES PERO APARENTEMENTE INCORRECTAS. ........................................................................................................................................... 3-8 SOLAMENTE LOS VALORES DE WATTS SON ANORMALES ................................................................................................ 3-9 LA LECTURA DEL MEDIDOR DE CAPACITANCIA ES INCORRECTA ................................................................................ 3-10

PRUEBAS DE VERIFICACION EN CAMPO ..................................................................................................................3-10 CABLE DE PRUEBA DE ALTO VOLTAJE ................................................................................................................................. 3-10 CONECTOR DE PRUEBA DE BAJO VOLTAJE ......................................................................................................................... 3-10 ESTUCHE DEL INSTRUMENTO M2H ........................................................................................................................................ 3-11 ESTUCHE DEL TRANSFORMADOR M2H ................................................................................................................................. 3-16

VERIFICACIÓN DE LA CALIBRACIÓN.........................................................................................................................3-17 CALIBRANDO EL M2H .....................................................................................................................................................3-18 CALIBRANDO EL MEDIDOR DE KILOVOLTIOS C.A..................................................................................................3-19 CALIBRACION PARA LA CAPACITANCIA....................................................................................................................3-19 CALIBRACION PARA EL FACTOR DE POTENCIA......................................................................................................3-21 CAPÍTULO 4 GENERALIDADES - PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA.........................................................................4-1 VARIACION DEL FACTOR DE POTENCIA CON LA TEMPERATURA........................................................................4-1 INTRODUCCION ..............................................................................................................................................................4-1 BOQUILLAS.......................................................................................................................................................................4-2 INTERRUPTORES EN ACEITE.........................................................................................................................................4-3 TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y DISTRIBUCION RELLENOS DE ACEITE....................................................4-3 REGULADORES DE VOLTAJE LLENOS DE ACEITE ....................................................................................................4-4 TRANSFORMADORES DE INSTRUMENTOS Y MEDICION LLENOS DE ACEITE. .....................................................4-4 TRANSFORMADORES LLENOS DE ASKAREL ...............................................................................................................4-5 LIQUIDO AISLANTE.........................................................................................................................................................4-5 TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y DE DISTRIBUCION TIPO SECOS................................................................4-5 INTERRUPTORES DE AIRE SOPLADO, AIRE MAGNETICO Y BAJO VOLTAJE .........................................................4-5 INTERRUPTORES EN ACEITE RECIERRES Y SECCIONADORES ...............................................................................4-6 INTERRUPTORES EN VACIO Y RECIERRES..................................................................................................................4-6 CABLES..............................................................................................................................................................................4-6 PRUEBAS DE COLLAR.....................................................................................................................................................4-6 CAPACITORES DE CONTACTO GRADIENTE (PARA INTERRUPTORES)...................................................................4-6 iv

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D CAPACITORES DE ACOPLAMIENTO .............................................................................................................................4-6 BOQUILLAS AISLADAS CON PORCELANA, ELEMENTOS DE MADERA Y PORCELANA TIPO SECO ....................4-6 MAQUINARIA ROTATIVA ................................................................................................................................................4-6 APARTARAYOS..................................................................................................................................................................4-7 SUPERFICIE DE FUGA......................................................................................................................................................4-13 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................................4-13 LIMPIEZA DE LA SUPERFICIE .....................................................................................................................................4-14 CONEXIÓN DE COLLARES ...........................................................................................................................................4-15 BUS Y ASILADORES CONECTADOS .............................................................................................................................4-18 PROCEDIMIENTO DE PRUEBAS - BOQUILLAS...........................................................................................................4-21 INTRODUCCION ............................................................................................................................................................4-21 VOLTAJES DE PRUEBA .................................................................................................................................................4-23 A. PRUEBA GENERAL Y PRUEBA DEL ESPÉCIMEN ATERRIZADO (UST) EN C1 (CONDUCTOR CENTRAL ENERGIZADO) .............................................................................................................................................................................. 4-23 B. PRUEBA DE CONEXIÓN FÍSICA EN FRÍO (PARA BOQUILLAS DE TRANSFORMADORES INDUCIDOS)................ 4-24 C. PRUEBA DE CONEXIÓN FÍSICA EN CALIENTE (PARA BOQUILLAS DE TRANSFORMADORES INDUCIDOS; SE REQUIEREN LOS ACCESORIOS ESPECIALES DE CONEXIÓN FÍSICA EN CALIENTE TIPO M DE DOBLE)................. 4-24 D. PRUEBA DE LA TOMA AISLADA Y PRUEBA DEL ESPÉCIMEN ATERRIZADO INVERTIDO .................................... 4-24 E. PRUEBAS DE COLLAR EN CALIENTE (UNO O VARIOS COLLARES) ............................................................................ 4-24

TECNICA DE PRUEBA PARA BOQUILLAS DE REPUESTO .......................................................................................4-25 TECNICA DE PRUEBA PARA BOQUILLAS EN LOS APARATOS ................................................................................4-27 PRUEBA TOTAL (CONDUCTOR CENTRAL A LA BRIDA)..................................................................................................... 4-27 PRUEBA PARA EL ESPÉCIMEN NO ATERRIZADO, UST (CONDUCTOR CENTRAL A LA TOMA, C1) .......................... 4-28 UST INVERTIDO (TOMA AL CENTRO DEL CONDUCTOR, C1) ............................................................................................ 4-29 PRUEBA AL ESPÉCIMEN NO ATERRIZADO, Y BOQUILLAS CON BRIDAS AISLADAS (CONDUCTOR CENTRAL A LA BRIDA) ........................................................................................................................................................................................... 4-30 PRUEBA DE CONEXIÓN CON GUARDA “FRÍA” (CONDUCTOR CENTRAL A LA BRIDA) .............................................. 4-32 PRUEBA DE CONEXIÓN CON GUARDA CALIENTE (CONDUCTOR CENTRAL A LA BRIDA) ....................................... 4-34 PRUEBA DE AISLAMIENTO DE TOMA (TOMA A BRIDA, C2) ............................................................................................. 4-35 PRUEBAS DE COLLAR ................................................................................................................................................................ 4-37

ANALISIS DE LOS RESULTADOS...................................................................................................................................4-40 GENERALIDADES ..........................................................................................................................................................4-40 BOQUILLAS DE CONDENSADOR CON TOMAS DE POTENCIAL Ó ELECTRODOS DE PRUEBAS DE FACTOR DE POTENCIA ..................................................................................................................................................................................... 4-41 BOQUILLAS CON CONDENSADOR SIN TOMAS DE POTENCIAL Ó ELECTRODOS DE PRUEBA DE FACTOR DE POTENCIA ..................................................................................................................................................................................... 4-42 BOQUILLAS SIN CONDENSADOR CON BRIDAS AISLADAS Ó DIVIDIDAS...................................................................... 4-42 BOQUILLAS SIN CONDENSADOR CON CONECTORES GUIADOS, CAPAS DE PROTECCIÓN, Ó CABEZAS AISLADAS ......................................................................................................................................................................................................... 4-43 BOQUILLAS SIN CONDENSADOR SIN FACILIDADES DE PRUEBA ESPECIALES ........................................................... 4-43 BOQUILLAS DE PORCELANA DE TIPO SECO......................................................................................................................... 4-43 BOQUILLAS DE TIPO CABLE..................................................................................................................................................... 4-44 PRUEBA DE COLLAR CALIENTE SENCILLO .......................................................................................................................... 4-44 PRUEBA DE COLLAR CALIENTE MÚLTIPLE.......................................................................................................................... 4-45 PRUEBAS DE COLLAR CALIENTE EN CUBIERTAS DE CABLE........................................................................................... 4-45

INTERRUPTORES Y RESTAURADORES DE POTENCIA EN ACEITE .......................................................................4-47 INTRODUCCION ............................................................................................................................................................4-47 VOLTAJES DE PRUEBA .................................................................................................................................................4-48 PROCEDIMIENTO DE PRUEBA....................................................................................................................................4-48 CONSIDERACIONES GENERALES ...............................................................................................................................4-49 ANALISIS E INTERPRETACIONES ................................................................................................................................4-52 PARTES DE LAS BOQUILLAS Y TANQUES ............................................................................................................................. 4-52 ACEITE........................................................................................................................................................................................... 4-53 MONTAJES DE LA GUÍA ............................................................................................................................................................. 4-53 AISLAMIENTO DEL MONTAJE DEL CONTACTO (INTERRUPTORES) – R CA / RĆA...................................................... 4-54 VARILLA OPERADORA (VARILLA) – R L / R´L ...................................................................................................................... 4-54 TANQUES FORRADOS - RT / R´T............................................................................................................................................... 4-55 AISLAMIENTOS DE SOPORTE DE CONTACTOS AUXILIARES - CÁ ................................................................................. 4-55

INVESTIGACIONES ........................................................................................................................................................4-55 INTERRUPTORES DE CIRCUITO EN SF6 CON TANQUE ATERRIZADO..................................................................4-60 VOLTAJES DE PRUEBA .................................................................................................................................................4-60 PROCEDIMIENTO DE PRUEBA....................................................................................................................................4-61 M2H-I-195

v

Guía del Usuario de los M2H-D ANALISIS DE RESULTADOS DE PRUEBA....................................................................................................................4-62 INTERRUPTORES DE TANQUE VIVO DE MODULO “T” Y “Y”.................................................................................4-63 GENERALIDADES ..........................................................................................................................................................4-63 VOLTAJES DE PRUEBA .................................................................................................................................................4-63 PROCEDIMIENTO DE PRUEBA....................................................................................................................................4-64 ANALISIS DE RESULTADOS..........................................................................................................................................4-65 INTERRUPTORES MAGNETICOS DE AIRE...................................................................................................................4-68 INTERRUPTORES DE AIRE DE BAJO VOLTAJE ..........................................................................................................4-70 RESTAURADORES EN ACEITE.......................................................................................................................................4-72 INTERRUPTORES Y RESTAURADORES EN VACIO....................................................................................................4-74 INTERRUPTORES DE BAJO VOLUMEN DE ACEITE (INTERRUPTORES ESCASOS DE ACEITE) .......................4-77 TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y DISTRIBUCION ..........................................................................................4-79 INTRODUCCION ............................................................................................................................................................4-79 VOLTAJES DE PRUEBA .................................................................................................................................................4-80 TRANSFORMADORES DE DOS EMBOBINADOS.........................................................................................................4-82 PROCEDIMIENTO DE PRUEBA.................................................................................................................................................. 4-82

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE PRUEBA............................................................................................................4-84 PRUEBAS DE BOQUILLAS...............................................................................................................................................4-85 PRUEBAS DE CORRIENTE DE EXCITACIÓN ..............................................................................................................4-85 PRUEBA DEL LÍQUIDO AISLANTE ..............................................................................................................................4-85 AUTOTRANSFORMADORES..........................................................................................................................................4-86 TRANSFORMADORES DE TRES EMBOBINADOS .......................................................................................................4-87 REACTORES SHUNT.........................................................................................................................................................4-90 TRANSFORMADORES DE POTENCIAL.........................................................................................................................4-92 INTRODUCCION ............................................................................................................................................................4-92 PRUEBAS DE VOLTAJE .................................................................................................................................................4-92 TPS LLENOS DE LÍQUIDO LÍNEA A TIERRA...............................................................................................................4-92 TPS LLENOS DE LÍQUIDO LÍNEA A LÍNEA.................................................................................................................4-92 TPS TIPO SECO LÍNEA A TIERRA.................................................................................................................................4-93 TPS TIPO SECO LÍNEA A LÍNEA ...................................................................................................................................4-93 TRANSFORMADORES DE POTENCIA MONOFASICOS..............................................................................................4-94 PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA..................................................................................................................................4-94 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS.............................................................................................................................................. 4-95 PRUEBAS SUPLEMENTARIAS ................................................................................................................................................... 4-97

TRANSFORMADORES DE POTENCIAL MONOFASICOS CON TIERRA INTERNA PRIMARIA............................4-98 TRANSFORMADORES DE POTENCIAL EN CASCADA ..............................................................................................4-99 TRANSFORMADORES DE POTENCIAL TRIFASICOS ...............................................................................................4-101 TRANSFORMADORES DE CORRIENTE ......................................................................................................................4-102 INTRODUCCION ..........................................................................................................................................................4-102 VOLTAJE DE PRUEBA .................................................................................................................................................4-102 TCS LLENOS DE ACEITE .......................................................................................................................................................... 4-102 TCS TIPO SECO........................................................................................................................................................................... 4-102

PROCEDIMIENTO DE LA PRUEBA ............................................................................................................................4-102 ANALISIS DE RESULTADOS........................................................................................................................................4-103 CONJUNTO DE MEDICIONES .......................................................................................................................................4-104 INTRODUCCION ..........................................................................................................................................................4-104 VOLTAJE DE PRUEBA .................................................................................................................................................4-104 PROCEDIMIENTO DE PRUEBA..................................................................................................................................4-105 ANALISIS DE RESULTADOS........................................................................................................................................4-105 REGULADORES DE VOLTAJE ......................................................................................................................................4-107 INTRODUCCION ..........................................................................................................................................................4-107 VOLTAJE DE PRUEBA .................................................................................................................................................4-107 PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA................................................................................................................................4-107 ANALISIS DE RESULTADOS........................................................................................................................................4-108 PRUEBAS DE CORRIENTE DE EXCITACIÓN EN TRANSFORMADORES..............................................................4-109 INTRODUCCION ..........................................................................................................................................................4-109 CONSIDERACIONES DE LAS PRUEBAS. ...................................................................................................................4-109 PROCEDIMENTOS DE PRUEBA .................................................................................................................................4-112 ANALISIS DE RESULTADOS........................................................................................................................................4-117 vi

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA MISCELÁNEOS......................................................................................................4-120 APARTARAYOS...............................................................................................................................................................4-120 INTRODUCCION ..........................................................................................................................................................4-120 VOLTAJE DE PRUEBA .................................................................................................................................................4-121 PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA................................................................................................................................4-121 ANALISIS DE RESULTADOS........................................................................................................................................4-123 PÉRDIDAS MAS ALTAS DE LO NORMAL.............................................................................................................................. 4-124 PÉRDIDAS MENORES A LO NORMAL.................................................................................................................................... 4-124

CAPACITORES .................................................................................................................................................................4-125 CAPACITORES ACOPLADOS ......................................................................................................................................4-125 INTRODUCCION......................................................................................................................................................................... 4-125 PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA.............................................................................................................................................. 4-125

ANALISIS DE RESULTADOS........................................................................................................................................4-130 PRUEBAS COMPLEMENTARIAS.................................................................................................................................4-130 CAPACITORES PARA LA CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA ................................................................4-132 CAPACITORES DE SOBRE TENSIÓN ...........................................................................................................................4-133 MAQUINARIA ROTATIVA.............................................................................................................................................4-134 GENERADORES, MOTORES Y CONDENSADORES SÍNCRONOS ...........................................................................4-134 GENERALIDADES ........................................................................................................................................................4-134 VOLTAJE DE PRUEBA .................................................................................................................................................4-134 PROCEDIMIENTO DE PRUEBA..................................................................................................................................4-134 ANALISIS DE RESULTADOS........................................................................................................................................4-136 PROBANDO LAS BOBINAS INDIVIDUALMENTE DEL ESTATOR............................................................................4-137 CABLES Y CONECTORES ..............................................................................................................................................4-138 INTRODUCCION ..........................................................................................................................................................4-138 VOLTAJES DE PRUEBA ...............................................................................................................................................4-138 PROBANDO CABLES....................................................................................................................................................4-139 CONDUCTOR SENCILLO NO BLINDADO Y CABLE NO ENCAMISADO .......................................................................... 4-139 MULTICONDUCTORES – CABLES BLINDADOS INDIVIDUALMENTE ............................................................................ 4-139 MULTICONDUCTOR – NO BLINDADO O CABLES NO ENCAMISADOS........................................................................... 4-139 MULTICONDUCTOR – CABLE NO BLINDADO CONFINADO EN UNA PANTALLA METÁLICA COMÚN.................. 4-139 CABLES BLINDADOS SEPARADAMENTE............................................................................................................................. 4-139

PRUEBAS DE CONECTORES ......................................................................................................................................4-140 ANALISIS DE RESULTADOS DEL CABLE Y SUS CONECCIONES ...........................................................................4-140 LIQUIDO AISLANTE .......................................................................................................................................................4-141 INTRODUCCION ..........................................................................................................................................................4-141 PROCEDIMIENTO DE PRUEBA..................................................................................................................................4-142 ANALISIS DE RESULTADOS DEL ACEITE .................................................................................................................4-143 OTROS LIQUIDOS AISLANTES....................................................................................................................................4-144 BARRAS AISLADAS........................................................................................................................................................4-145 COMPONENTES AISLANTES DE MADERA Y OTROS..............................................................................................4-146 DISPOSITIVOS POTENCIALES RESISTIVOS ACOPLADOS......................................................................................4-148 CONTENEDORES DE CAMIONES.................................................................................................................................4-150

M2H-I-195

vii


FIGURAS Figura 1-1 Equipo de prueba tipo M2H 10 Kv ......................................................................................................... 1-4 Figura 1-2 Equipo de prueba tipo M2H y accesorios ............................................................................................... 1-5 Figura 1-3 Panel de instrumentos M2H .................................................................................................................... 1-6 Figura 1-4 Estuche del Transformador M2H............................................................................................................ 1-8 Figura 1-5 Circuitos equivalentes simplificados de un aislamiento específico ........................................................ 1-5 Figura 1-6 Circuito equivalente simplificado de un dieléctrico mostrando varios parámetros de corriente como una función del voltaje de prueba (circuito paralelo R/C)....................................................................................... 1-1 Figura 1-7 Componente vectorial de voltaje y corrientes en un circuito paralelo R/C............................................. 1-1 Figura 1-8 Diagrama esquemático simplificado del equipo de prueba tipo M2H. ................................................... 1-2 Figura 1-9 Métodos de prueba del circuito del M2H................................................................................................ 1-5 Figura 1-10 Cable de Alto Voltaje Marca Doble...................................................................................................... 1-6 Figura 1-11 Equipo de Prueba M2H e Inductor resonante tipo C ............................................................................ 1-8 Figura 1-12 Diagrama Esquemático Simplificado del Equipo de Prueba Tipo M2H e Inductor (L) Resonante Tipo C........................................................................................................................................................................ 1-9 Figura 1-13 Esquema del Inductor resonante tipo C .............................................................................................. 1-10 Figura 1-14 Arreglo del acoplador para las mediciones de RIV con el equipo de prueba de 10 KV. .................... 1-12 Figura 2-1 Calculador DOBLE de factor de potencia (10 kV corriente & Watts) ................................................. 2-24 Figura 2-2 Escala para convertir el equivalente de Miliamperes en 10 kV a 60 Hz a Capacitancia en picofarads 2-25 Figura 2-3 Comparación Teórica Entre Miliamperes y Watts A 10 kV, y Milivoltamperes y Miliwatts a 2.5 kV 2-27 Figura 3-1 Acceso para la calibración de potenciómetros en el instrumento M2H. ............................................... 3-20 Figura 4-1 Aplicación de los collares de conexión de superficie ........................................................................... 4-15 Figura 4-2 Aplicación de una conexión de superficie para la prueba general en las boquillas .............................. 4-16 Figura 4-3 Aplicación de collar de conexión para Prueba de collar caliente en las boquillas y cables .................. 4-17 Figura 4-4 Aplicación de la guarda para aislamientos múltiples ............................................................................ 4-18 Figura 4-5 Uso de las terminales para prueba......................................................................................................... 4-19 Figura 4-6 Diseño Típico de Boquilla tipo Condensador ....................................................................................... 4-22 Figura 4-7 Prueba General de Boquilla por el método estándar GST .................................................................... 4-25 Figura 4-8 Prueba de Boquilla por el método estándar UST .................................................................................. 4-26 Figura 4-9 Aislante de Toma de la Boquilla (C2) Prueba por GST........................................................................ 4-26 Figura 4-10 Prueba de Collar Caliente en Boquilla ................................................................................................ 4-27 Figura 4-11 Prueba del Aislamiento C1 por el Método UST de Boquilla en Transformador ................................ 4-29 Figura 4-12 Prueba de Aislamiento por el Método UST Invertido......................................................................... 4-30 Figura 4-13 Prueba general (Conductor a brida) por el Método de Medición UST en una Boquilla en un Transformador con la brida de la boquilla aislada de tierra............................................................................ 4-32 Figura 4-14 Prueba General en las Boquillas de Tipo Conector Guiado por el Método GST de Conexión Fría. .. 4-33 Figura 4-15 Prueba General d Boquilla del Tipo Conector Guiado por el Método GST ....................................... 4-34 Figura 4-16 Prueba de Aislamiento de Toma de Boquilla C2 ................................................................................ 4-35 Figura 4-17 Técnica Alternativa para la Prueba de Aislamiento de la Toma ......................................................... 4-36 Figura 4-18 Collar Estándar marca Doble (Hule conductor) con un Anillo con Extensión “D”............................ 4-37 Figura 4-19 Técnica de prueba de Boquilla con Collar Caliente............................................................................ 4-39 Figura 4-20 Prueba de Boquilla con Múltiples Collares Calientes......................................................................... 4-40 Figura 4-21 INTERRUPTOR DE CIRCUITO EN ACEITE.................................................................................. 4-50 Figura 4-22 Circuito Dieléctrico Simplificado Entre Boquillas Energizadas, Conductores (Cruzados y Contactos) y Tierra, con Interruptor CERRADO ................................................................................................................ 4-51 viii

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D Figura 4-23 Medición Separada de UST en el Interruptor...................................................................................... 4-57 Figura 4-24 Esquema Dieléctrico de los interruptores de módulo “T” y “Y” ........................................................ 4-63 Figura 4-25 Circuito Dieléctrico para Interruptores/Restauradores en Vacío Convencionales .............................. 4-74 Figura 4-26 Interruptor de bajo volumen de aceite................................................................................................. 4-77 Figura 4-27 Procedimiento de Prueba para Transformadores de Dos Bobinas ...................................................... 4-82 Figura 4-28 Procedimiento de prueba para transformadores de tres embobinados ................................................ 4-87 Figura 4-29 Reactores Shunt................................................................................................................................... 4-90 Figura 4-30 Transformador de Potencia Monofásico ............................................................................................. 4-94 Figura 4-31 TP monofásico con neutro interno aterrizado ..................................................................................... 4-98 Figura 4-32 Transformador de potencial en cascada .............................................................................................. 4-99 Figura 4-33 Conjunto de medidores ..................................................................................................................... 4-104 Figura 4-34 Regulador de voltaje monofásico...................................................................................................... 4-107 Figura 4-35A Medición de IE en un Transformador monofásico......................................................................... 4-112 Figura 4-35B Medición de IE en un Auto-Transformador monofásico................................................................ 4-113 Figura 4-36 Mediciones de Ie en un devanado de un transformador conectado en “Y” (método rutinario) ........ 4-113 Figura 4-37 Mediciones de Ie en un devanado de un transformador conectado en Delta (método rutinario) ...... 4-114 Figura 4-38 Mediciones de Ie en un devanado de un transformador conectado en “Y” (método alternativo)..... 4-115 Figura 4-39 Mediciones de Ie en un devanado de un transformador conectado en Delta (método alternativo)... 4-116 Figura 4-40 Mediciones de Ie en un devanado de un transformador conectado en Delta (método alternativo)... 4-116 Figura 4-41 Procedimiento de prueba para unidades monofásica de apartarayos ............................................... 4-122 Figura 4-42 Técnica de la prueba en apartarayos dobles . .................................................................................... 4-122 Figura 4-43 Procedimiento de prueba para unidades múltiples (5) soporte de apartarayos ................................. 4-123 Figura 4-44 Procedimientos de Prueba para cada conexión del acoplamiento de los capacitores o capacitores auxiliares en la cubierta del capacitor principal (instalación de una unidad) ............................................... 4-126 Figura 4-45 Procedimientos de prueba para capacitores acoplados, Capacitor auxiliar ó Tap en la carcasa auxiliar del capacitor auxiliar (Instalación múltiple) ................................................................................................. 4-127 Figura 4-46 Procedimientos de prueba para capacitores acoplados. Capacitor auxiliar en dispositivo de carcasa (Instalación unitaria) ..................................................................................................................................... 4-128 Figura 4-47 Procedimiento de prueba para capacitores acoplados Capacitor auxiliar en dispositivo de carcasa (Instalación múltiple).................................................................................................................................... 4-129 Figura 4-48 Prueba por el método GST en el aislamiento aterrizado de capacitores de dos boquillas ................ 4-132 Figura 4-49 Procedimiento de Prueba para el aislamiento del estator de una máquina rotativa .......................... 4-135 Figura 4-50 Factor de potencia DOBLE del líquido aislante Celda de prueba y estuche..................................... 4-142 Figura 4-51 Celda de líquido aislante (Conectada para la prueba) ....................................................................... 4-143 Figura 4-52 Procedimiento de prueba en un pieza individual del aislamiento de las barras tipo poste................ 4-145 Figura 4-53 Técnica de prueba de tres electrodos. ............................................................................................... 4-146 Figura 4-54 Procedimiento de prueba para un dispositivo de potencial tipo resistor ........................................... 4-149

M2H-I-195

ix

Guía del Usuario del M2H-D

CAPÍTULO 1 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO DE PRUEBA Y ESPECIFICACIONES INTRODUCCION A LAS PRUEBAS DOBLE Desde 1929 las pérdidas dieléctricas en corriente alterna y las pruebas de factor de potencia han sido aplicadas en el campo del aislamiento eléctrico de aparatos de alto voltaje usando equipos de prueba DOBLE. Hoy, esta prueba es reconocida como uno de los más efectivos métodos para localizar defectos en el aislamiento. En la jerga del Ingeniero de mantenimiento de las compañías eléctricas, las pérdidas dieléctricas y las pruebas de factor de potencia son normalmente referidas como pruebas DOBLE, primeramente el uso extensivo y capacidad única del equipo para pruebas de campo DOBLE y ordenadamente por los métodos de prueba, los cuales han sido desarrollados por la Compañía DOBLE Engineering en cooperación con el grupo de clientes. Este manual describe la operación y uso del Equipo de Prueba Portátil DOBLE tipo M2H para pruebas de campo y aceptación en fábrica, mantenimiento preventivo y pruebas de diagnóstico de emergencia de todos los tipos de aislamientos de equipos eléctricos de potencia. El sistema de aislamiento de los aparatos tiene parámetros eléctricos medibles, tales como capacitancia, pérdidas dieléctricas y factor de potencia, en suma a otras características no menos bien conocidas. Detectando cambios en estas importantes características eléctricas, un daño o deterioro puede ser revelado previniendo pérdidas del servicio y permitiendo reparaciones o reacondicionamientos del aislamiento defectuoso. El equipo de prueba DOBLE tipo M2H de 10 kV es operado desde una fuente de 120 Volts de 50 ó 60 Hz y mide los siguientes parámetros del aislamiento de un espécimen: corriente total de carga (I), expresado en términos de miliamperes (mA) o microamperes (µA); pérdidas dieléctricas de corriente alterna, expresada en términos de Watts (W); y capacitancia, expresada en términos de PICOFARADS (pF). El porciento del factor de Potencia (%FP) es calculado a partir de la corriente de carga y los Watts de pérdida como valor registrado. En forma especial muy importante en el caso de los transformadores, el M2H es capas de medir la corriente de excitación inductiva. El circuito del medidor M2H es blindado para minimizar los efectos de pérdidas internas y además la combinación del blindaje y la técnica de prueba permite su uso bajo condiciones de interferencias electrostáticas e inducción magnética de equipos de alto voltaje y líneas de alta tensión cercanos. La interpretación de los resultados de las pruebas involucra el uso de guías basadas en los datos de las pruebas efectuadas correlacionadas por DOBLE para aislamiento de aparatos de potencia de varios tipos. Como el factor de potencia es la razón de las pérdidas dieléctricas a los voltamperes de carga y consecuentemente, es independiente de la cantidad de aislamiento bajo prueba, es el criterio más comúnmente usado para calificar la condición del aislamiento. De cualquier modo, la capacitancia, la 1-2

M2H-I-195

Guía del Usuario del M2H-D resistencia paralelo ca, las pérdidas dieléctricas y la corriente total de carga también son indicadores comúnmente usados en problemas de aislamiento. En varias secciones de este manual se encontrarán diversos comentarios en la interpretación de los resultados de las pruebas relacionando las pruebas específicas de los diferentes tipos de aparatos. Las guías del factor de potencia y otros criterios dados en este manual de instrucciones son basados en muchos años de estudio de estudio de la DOBLE y en el campo de la experiencia de todo tipo de aparatos. Información adicional de respaldo y otros datos referentes a procedimientos y técnicas de prueba serán encontradas en las Minutas de las Conferencias de Clientes de DOBLE y en el Libro de Referencias de DOBLE.

M2H-I-195

1-3


DESCRIPCION GENERAL Y ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL EQUIPO DE PRUEBA TIPO M2H. El equipo de prueba DOBLE tipo M2H (figura 1-1) es un instrumento de corriente alterna diseñado para probar aislamientos eléctricos en campo mediante la medición de las pérdidas dieléctricas, corriente de carga, factor de potencia y capacitancia a un voltaje nominal de 10 kV. Estando diseñado para ser operado con una fuente de poder estándar de 120 volts, 60 Hz (Debiendo ser especificado si la fuente de poder se requiere a otro nivel diferente a 120 volts, 60 Hz). El factor de potencia en la prueba es calculado de la medición de la corriente y de las pérdidas en watts.

Figura 1-1 Equipo de prueba tipo M2H 10 Kv El equipo de prueba tipo M2H tiene una máxima capacidad de trabajo continuo de 200 miliamperes. Este valor es conveniente para probar el aislamiento de los aparatos de alto voltaje incluyendo boquillas, cabezales, aislamientos, interruptores, apartarayos, aceites aislantes y askareles, transformadores de instrumentos, transformadores de potencia de todos tamaños, cables en longitudes arriba de aproximadamente 100 pies, etc. (Nota: la longitud del cable el cual puede ser probado depende del tamaño del conductor y del espesor y tipo de aislamiento).

1-4

M2H-I-195


El equipo de prueba tipo M2H tiene las siguientes características: 1. Capacidad para probar a cualquier voltaje entre 2 y 12 kV. 2. Capacidad para operar cuando sea utilizado en campo bajo condiciones de inducción magnética y electrostática. 3. Preparado para efectuar pruebas tanto en aparatos no aterrizados como aterrizados. 4. Instrumentación la cual permite directamente tener la lectura de voltaje, corriente total del aparato, pérdidas dieléctricas y capacitancia. 5. Un circuito protegido el cual no requiere ser balanceado para uso general. En transformadores permite el uso de mediciones directas de campos individuales y aislamientos entre bobinas (CH, CL, CHL, etc.). 6. Construcción robusta. 7. Dispositivos de seguridad para la protección del equipo de prueba y del operador. El equipo de prueba M2H consiste de cinco partes principales: el Porta Instrumento, el Porta Transformador, el Cable de Prueba de Alto Voltaje, la Celda para Líquidos Aislantes y el Estuche de Accesorios.(VER FIGURA 1-2).

Figura 1-2 Equipo de prueba tipo M2H y accesorios M2H-I-195

1-5


El estuche del instrumento M2H aloja el medidor de KILOVOLTS AC, el medidor de corriente y Watts. El amplificador de estado sólido y otros componentes. Una vista de cerca del panel de instrumentos del M2H se muestra en la figura 1-3.

Instrumento Medidor Análogo (a) Figura 1-3 Panel de instrumentos M2H (Continua en la siguiente página)

1-6

M2H-I-195


Instrumento Medidor Digital/Análogo (b)

Instrumento Medidor Digital/Análogo Con indicador de Polaridad Automático e Indicador de Capacitancia (c)

M2H-I-195

1-7


El estuche del transformador M2H aloja el equipo necesario que se utiliza para el control y para proveer el potencial en la prueba del aparato. Contempla el transformador de salida, el autotransformador para el control de voltaje, interruptor, fusibles, interruptor de cambio de posición, protectores de sobretensión, amplificador de potencia suplementaria, y otros componentes. Para fines de inspección y para conveniencia de transportación el estuche del transformador puede ser separado en dos partes abriendo cuatro clavijas localizadas en la parte frontal y posterior del estuche a la altura donde se aloja la parte inferior. La parte frontal y vista lateral del estuche del transformador M2H se muestra en la figura 1-4.

PANEL FRONTAL (a)

Receptaculo de 120V

Con un receptaculo conveniente (i)

Con receptáculo separado de suministro de voltaje del circuito de cancelación de interferencia (ICC)

LATERAL DERECHO (b) Figura 1-4 Estuche del Transformador M2H 1-8

M2H-I-195


El Cable de Prueba de Alto Voltaje contiene la conexión necesaria entre el equipo de prueba y el aparato a medir. La longitud del cable estándar es de 60 pies (20 metros). El cable está equipado con conectores en ambos extremos, se proveen terminales para alto voltaje, guardas, y circuitos de tierra. El circuito de alto voltaje es el conductor central del cable y termina con un gancho de conector extremo. El circuito de seguridad está conectado al primer campo, el cual es rematado con el anillo de metal entre los dos conectores aislados. (el circuito de seguridad es sustancial del potencial a tierra y se utiliza para diversificar las corrientes del medidor). El campo exterior (blindaje aterrizado) se conecta a la base de metal del conector. (Nota: Cuando el conector interno del cable se inserta en el transformador del M2H, la conexión es automáticamente efectuada al centro del conductor y con el blindaje). La Celda de Prueba de Líquidos Aislantes consiste en un contenedor especialmente diseñado para efectuar pruebas de factor de potencia en líquidos aislantes. Es provista una valija aislada para el transporte de la celda. El Estuche de los Accesorios es de fibra ligera usada para alojar varios accesorios tales como cable para 120 volts, extensión del interruptor de seguridad, conexiones para pruebas de bajo voltaje, clavijas, collar conductor de neopreno, y partes de repuesto tales como fusibles. PESO Y DIMENSIONES APROXIMADAS DEL EQUIPO DE PRUEBA M2H.

Estuche de instrumentos Estuche del transformador Cable de prueba de alto voltaje Celda de líquido aislante y contenedor Estuche de accesorios y contenido Peso total

1-2

PESO NETO

DIMENSIONES

25 lbs

12-1/2 x 20” x 8”

140 lbs 18 lbs 7 lbs 25 lbs

13” x 15-1/2” x 30” 60’ 9” x 8” x 8” 24” x 18” x 8”

216 lbs

M2H-I-195


ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL EQUIPO DE PRUEBA TIPO M2H. Fuente de Prueba

0-12 kV; 200 mA máximo Potencia máxima: 2 kVA Carga máxima capacitiva: 50 Hz 60 Hz 2 kV 0.312 µF 0.260 µF 10 kV 0.062 µF 0.052 µF

Inductor resonante opcional tipo C incrementa la corriente de salida a 3.8 A; Máxima capacidad de carga: 1 µF Mediciones Voltaje de Prueba

Indicador: medidor análogo de 4” Rango: 2-12 kV Exactitud: +- 2% de la escala total

Corriente total & Pérdida en Watts

Indicador: 3-1/2 de cristal líquido digital Rango: 000.0 a 100.0

Capacitancia

Indicador: Digital de 4 dígitos Rango: 000.0 a 267.0

El porciento de factor de potencia (% FP) es calculado usando la pérdida en Watts de la corriente total medida. Porciento del factor de potencia =. Watts-pérdida x 100 .= Watts- pérdida x 100 Voltaje de prueba x corriente Total KV x mA Desde la mediciones del M2H en términos equivalentes del valor de 10 kV, entonces: % FP = Watts- pérdida x 10 mA

o

Watts – pérdida x 10,000 µA

Exactitud. % FP = calcula en porciento del factor de potencia ± 5 % del valor calculado o ± 0.1 % del porciento del factor de potencia, el cual es excelente. Ejemplo: Porciento del factor de potencia calculado = 1.0 % ± 0.05 % (5 % del valor) o ± 0.1 % del factor de potencia. (0.1% es mayor que 0.05% ) =1.0% ±0.1% = 0.9 % FP – 1.1 % FP

M2H-I-195

1-3


Alimentación Principal Voltaje 100 – 125 Volts¸50 o 60 Hertz Corriente 25 Amperes Máximos. Paso Opcional de operación del transformador para 220/240 Volts.

RANGOS DE MEDICION CORRIENTE TOTAL Watts - Pérdida Capacitancia Corriente Valor de la Resolución Watts Valor de la Resolución Capacitancia Valor de la Resolución Múltiple escala total Múltiple escala total Múltiple escala total 10 µA 1000 µA 0.02 mA 2.00 mA 0.1 mA 10.00 mA 0.2 mA 20.00 mA 1 mA 100,00 mA 2 mA 200.0 mA 10 mA 1000 mA 20 mA 2000 mA 100 mA 10,000 mA

1-4

1µA 2 µA 10 µA 20 µA 0.1 mA 0.2 mA 1 mA 2mA 10 mA

0.002 0.01 0.02 0.1 0.2 1 2 10 20 100 200 1000

200 mW 1.0 W 2.0 W 10.0 W 20.0 W 100 W 200 W 1000 W 2000 W 10 000 W 20 000 W 100 000 W

0.2 mW 1mW 2mW 10 mW 20 mW 0.1 W 0.2 W 1W 2W 10 W 20 W 100 W

1 2 10 20 100 200 1000 2000 10 000

267 pF 534 pF 2670 pF 5340 pF 0.0267 µF 0.0534 µF 0.267µF 0.5340 µF 2.670 µF

0.1 pF 0.2 pF 1 pF 2 pF 10 pF 20 pF 100 pF 200 pF 1000 pF

M2H-I-195


PRUEBA DE AISLAMIENTO A LOS APARATOS El sistema de aislamiento asociado con muchos tipos de aparatos de potencia en alto voltaje y dispositivos siempre consiste en una mezcla de componentes no homogéneos. Tales como, una representación esquemática completa, del sistema de aislamiento del aparato que tal vez sea compleja y con dificultad para integrarse, tal vez consista en un número de resistencias y elementos capacitivos constituyéndose en una variedad de formas. Sin embargo, para discusión y análisis es conveniente representar el aislamiento del aparato por un simple capacitor combinado con un simple resistor. (Por eso, un aparato es usualmente considerado como una entidad la cual no puede ser subdividida para el propósito de una prueba). El elemento capacitor representa la capacitancia fundamental del aparato sujeto a prueba (es habilitado para almacenar cargas por separado), así que el elemento resistor representa la pérdida disipada en el aislamiento cuando es aplicado el potencial. Como se muestra en la figura 1-5, existen dos formas posibles de combinación de un capacitor con un resistor:

Figura 1-5 Circuitos equivalentes simplificados de un aislamiento específico Un aislamiento específico tiene que dar una medición del factor de potencia como medición entre sus terminales y puede ser representada como el circuito serie mostrado en la figura 1-5 (a) o por el circuito paralelo de la figura 1-5 (b). Las fórmulas matemáticas han sido derivadas para mostrar la correlación entre los circuitos series (Cs y Rs) y su contra parte paralelo (Cp y Rp). Los aislamientos de un aparato de alto voltaje son seleccionados en parte por sus bajas pérdidas dieléctricas (bajo factor de potencia). Para una muestra con un factor de potencia cero (pérdidas no especificadas), Rs es cero en el circuito serie equivalente puesto que, Rp es infinito en el circuito equivalente paralelo. Así que, para cero factor de aislamiento de un aparato de alto voltaje, teniendo bajo factor de potencia el equivalente Cs es esencialmente igual a Cp.

M2H-I-195

1-5

Guía del Usuario del M2H-D El circuito de prueba del M2H visualiza al espécimen como un circuito paralelo capacitor/resistor, como muestra el circuito de la figura 1-5 (b). Este circuito equivalente, es basado en el circuito tipo M del equipo DOBLE de prueba M2H, que se representa en la figura 1-6 mostrando varios parámetros de la corriente con respecto a la prueba de potencial aplicado E: E = voltaje aplicado. IT = corriente total del circuito. Ic = capacitor o componente cuadrático de la corriente total. IR = resistor o componente de la fase (pérdida de la corriente total). Cp = capacitancia paralelo equivalente del aislamiento específico. Rp = resistencia equivalente paralelo del aislamiento específico.

Figura 1-6 Circuito equivalente simplificado de un dieléctrico mostrando varios parámetros de corriente como una función del voltaje de prueba (circuito paralelo R/C). El elemento resistor del circuito dieléctrico equivalente de la figura 1-6, representa las pérdidas de watts disipadas en el aislamiento cuando se aplica un voltaje. En la figura 1-6, Rp representa lo que es generalmente considerado despreciable en un dieléctrico; sin embargo, debería ser reconocido que es ciertamente un monto de pérdidas medidas consideradas normales en algunos dieléctricos, y así la existencia de pérdidas, por lo tanto, no necesariamente sugiere un riesgo operativo. En un capacitor perfecto sin pérdidas, la corriente se desfasa al voltaje de prueba exactamente 90°. En un resistor perfecto, la corriente y el voltaje están exactamente en fase. En la figura 1-6 el capacitor Cp y la resistencia Rp son ambos considerados perfectos. La figura 1-7 muestra la relación entre los vectores de corriente y el potencial de la prueba de E:

Figura 1-7 Componente vectorial de voltaje y corrientes en un circuito paralelo R/C. En un circuito eléctrico con un voltaje aplicado de corriente alterna: Watts = E x IT x coseno θ

M2H-I-195

(1)

1-1

Guía del Usuario del M2H-D El ángulo θ, mostrado en la figura 1-7, representa el ángulo de fase entre el voltaje aplicado E a través de las terminales del elemento dieléctrico, y la corriente total IT dibujado en ella. El coseno del ángulo θ, es por definición, el factor de potencia. De donde: Factor de potencia = coseno θ = watts/ (E x IT)

(2)

TEORÍA DE LA OPERACIÓN DEL EQUIPO DE PRUEBA TIPO M2H El equipo de prueba tipo M2H tiene un circuito de medición especial en el cual la corriente total (IT) del espécimen es por principio indicada en el medidor. Entonces un circuito balanceado es conectado dentro del circuito de medición y la componente capacitiva (Ic) de la corriente del espécimen balanceada, dejando en fase la componente (Ir) de la corriente indicada en el medidor. Un circuito simplificado del equipo de prueba se muestra en la figura 1-8.

Figura 1-8 Diagrama esquemático simplificado del equipo de prueba tipo M2H. Cuando la alimentación del amplificador está en posición A, la salida de corriente y watts (I&W), del medidor se ajustada con un control en el panel frontal para leer en la escala total para propósitos de verificación. Cuando la alimentación del amplificador es colocada en posición B, la lectura del medidor I&W depende del voltaje a través de Rb el cual es producto de Rb y de la corriente total del espécimen (IT). El producto de la lectura del medidor y el multiplicador de corriente nos da el total de miliamperes o microamperes de la corriente mostrada por el espécimen. 1-2

M2H-I-195

Guía del Usuario del M2H-D Cuando la alimentación del amplificador es colocada en posición C, el voltaje de salida consiste en ambos voltajes a través de Rb y a través de r. Con respecto a la salida del amplificador, estos dos voltajes están en oposición uno del otro y de tal manera hechos para balancearlos particularmente por ajustes a lo largo de R. No es posible un balance completo desde que el voltaje a través de Rb en el circuito del espécimen incluye ambos en una componente en fase (fugas)(Ir) y el componente cuadrático (capacitivo) (Ic), el cual en el circuito estándar seleccionado de componentes es tal que solamente el voltaje cuadrático aparece a través de r. Puede ser variada la magnitud de este voltaje retardado, en lugar de que se anule o se balancee completamente, por lo tanto, solamente se obtiene un balanceo parcial de una lectura mínima del medidor, y la magnitud del cual es directamente proporcional al voltaje a través de Rb, resultando la corriente faseada (fuga) (Ir) del circuito del espécimen. El producto de la mínima lectura del medidor y el multiplicador de watts (el cual incluye el factor del voltaje de 10-KV) es igual a las pérdidas de watts disipadas por el espécimen. Con los valores obtenidos de corriente y de las pérdidas de watts, se calcula el por ciento (%) del factor de potencia. La capacitancia del espécimen es proporcional a r y es determinada por el escenario a lo largo de R al balancearse y se lee directamente del contador en R.

M2H-I-195

1-3


MODOS DE PRUEBA DEL EQUIPO DE PRUEBA M2H Para un mejor entendimiento de la operación de M2H, es importante considerar la posición relativa de la fuente de alimentación (ejemplo, el devanado de 10kV del transformador de alto voltaje del M2H), el Medidor I&W, y el espécimen con respecto a la tierra de prueba y las terminales de bajo voltaje (LV). El M2H es capaz de utilizar dos terminales de bajo voltaje simultáneamente. El interruptor de bajo voltaje etiquetado como “LV SWITCH” en el panel frontal del transformador del M2H tiene 7 posiciones. Las cuatro posiciones más bajas hacen que las dos terminales de bajo voltaje (Rojo “R” y Azul “B”, iniciales en Inglés) en posiciones opuestas al Medidor I&W. Las tres posiciones superiores (ejemplo, con indicación de las manecillas del reloj de las 11, 12 o 1) conectan ambas terminales de bajo voltaje al mismo lado del Medidor I&W. Estas últimas tres posiciones son usadas cuando solo una terminal de bajo voltaje es conectada. Note que las pruebas de espécimen aterrizado pueden ser realizadas sin el uso de alguna terminal de bajo voltaje, en cuyo caso el interruptor “LV SWITCH” se ajusta a la posición de las manecillas del reloj apuntando a las 12, que está etiquetada como “GST-GROUND (R,B). Las figuras 1-9a, b y c muestran los tres circuitos básicos de prueba; GST Aterrizado “GST-GROUNDED” (en posición de las 12), GST Guarda “GST-GUARD” (Posición de la 1) y UST Medición “USTMEASURE” (posición de las 11). Los siguientes ejemplos asumen el uso de una terminal de bajo voltaje.

MODO DE PRUEBA DE ESPECIMEN ATERRIZADO (GST) Con el interruptor en “GST-GROUND (R,B)”, figura 1-9a, la terminal de bajo voltaje es llevada hasta el nivel de potencial de tierra. De esta manera la terminal de bajo voltaje puede ser usada para conectar a tierra el espécimen. Mientras que puede ser conveniente el uso del cable de bajo voltaje como una tierra, y también es posible el usar la terminal de tierra del cable de alto voltaje (refiérase a la figura 1-10), sin embargo quizá el método más común de aplicar una tierra es simplemente conectar un cable con un caimán en la carcaza del aparato bajo prueba o a un punto común, o estación de tierras. Con el interruptor en “GST-GROUND (R,B)”, figura 1-9b, el cable de bajo voltaje esta conectado a la guarda del circuito de guarda. Compare las figuras 1-9a y 1-9b y note que ambos son modos de prueba con espécimen aterrizado, esto es ambos circuitos miden la corriente y pérdidas del aislamiento entre el cable de alto voltaje y tierra. La simple diferencia entre la figura1-9a y b es la posición del cable de LV con respecto al Medido I&W. Note que la conexión al circuito de guarda del equipo de prueba también es posible a través del anillo de guarda del cable de alto voltaje (refiérase a la figura 1-10).

MODO DE PRUEBA DE ESPECIMEN NO ATERRIZADO (UST) Con el interruptor en “UST-MEASURE (R,B)”, figura 1-9c, la única entrada al Medidor I&W es a través del cable de bajo voltaje. Observe que la guarda y tierra del equipo de prueba son comunes en el modo UST; tal que la corriente y las pérdidas a tierra no son medidas.

1-4

M2H-I-195


INTERRUPTOR DE BAJO VOLTAJE ATERRIZADO CON MEDICION EN Ca Y Cb (METODO DE PRUEBA ESPECIMEN-ATERRIZADO, GST) (a)

INTERRUPTOR DE BAJO VOLTAJE EN GUARDA SOLAMENTE MEDICION DE Ca (METODO DE PRUEBA ESPECIMEN ATERRIZADO, GST) (b)

INTERRUPTOR DE BAJO VOLTAJE EN MEDICION UST DE Cb SOLAMENTE (METODO DE PRUEBA DE ESPECIMEN NO ATERRIZADO UST) (c)

Figura 1-9 Métodos de prueba del circuito del M2H

M2H-I-195

1-5


Figura 1-10 Cable de Alto Voltaje Marca Doble

1-6

M2H-I-195


M2H-I-195

1-7


DESCRIPCION GENERAL Y ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL INDUCTOR TIPO C RESONANTE Y ACOPLADOR TIPO C – 107 RIV DESCRIPCION GENERAL DEL INDUCTOR RESONANTE TIPO C El Inductor resonante Doble tipo C, mostrado en la figura 1-11 que está conectado al equipo de prueba M2H, es un reactor de núcleo de acero con un espacio ajustable en aire, capaz de obtener capacitancia resonante con un rango de 0.05 a 1.0 micro faradios. Está diseñado para extender el rango de corriente del equipo de prueba M2H a voltajes arriba de 10 kV, así como minimizar los requerimientos de alimentación de corriente. El M2H se usa para probar los cables relativamente largos, grandes máquinas rotativas y otros especímenes de alta capacitancia. En la prueba, las pérdidas combinadas del espécimen y el inductor de resonancia (resonante) son limitadas a 2000 Watts a 10 kV. El Rango máximo de 1 µF es alcanzable, así que, solamente en especímenes de bajas pérdidas tales como cables con aislamientos de papel y capacitores. El rango máximo del aislamiento de las máquinas rotativas es tan bajo, dependiendo del factor de potencia del aislamiento.

Figura 1-11 Equipo de Prueba M2H e Inductor resonante tipo C

1-8

M2H-I-195


La FIGURA 1 – 12 es un diagrama esquemático simplificado que ilustra el uso del inductor resonante junto al equipo de prueba M2H. Note que el inductor hace un arco eléctrico SHUNT con el espécimen de prueba y también con el circuito de medición; de cualquier modo, la medición del circuito está de tal forma que mide solamente la corriente del espécimen y las pérdidas. La corriente tomada por el resonador es devuelta sin afectar esta medición.

Figura 1-12 Diagrama Esquemático Simplificado del Equipo de Prueba Tipo M2H e Inductor (L) Resonante Tipo C. El resonador, mostrado esquemáticamente en la figura 1-13 está contenido en una caja metálica que mide 24 x 17 x 15 pulgadas y con un peso aproximado de 185 lbs. NOTAS: 1. L ajustable de 7 a 140 HENRIES. 2. Indicador contador ajustable calibrado por una carta suplementaria de calibración anexa con cada unidad. 3. Chasis resonante conectado atierra para prueba aterrizada con el cable al campo o el conector externo aterrizado.

M2H-I-195

1-9


Figura 1-13 Esquema del Inductor resonante tipo C

PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DEL INDUCTOR RESONANTE TIPO C El inductor resonante es conectado al transformador del equipo M2H mediante un cable de 8 pies (2.66 m) para 10 kV. El cable regular de 10 kV se conecta entre el inductor resonante y el espécimen sujeto a prueba. El receptáculo del cable se encuentra en la parte trasera del estuche del inductor resonante y puede utilizarse intercambiándolo (ver figura 1-13). El inductor resonante está equipado con un devanado firmemente soportado para reducir niveles de ruido cuando se utiliza el resonador, pero, más importante es reducir la vibración. Se suministra un soporte del tipo cilíndrico para su uso con este arreglo de bobina y para usarse en sintonía con el inductor resonante. El ajuste de la bobina está localizado en la cara frontal vertical del inductor resonante, y el control de sintonía está localizado en la parte superior del tablero. Sintonizando el ajuste se sujetará la bobina moviéndolo aproximadamente 180 grados en contra del reloj o en sentido de las manecillas del reloj, respectivamente. Si se conoce la corriente de prueba del espécimen o el equivalente a 10 kV de carga, el inductor resonante se ajusta aproximándolo con el sintonizador hasta que el contador corresponda a esa lectura de corriente. Anexo al panel del inductor resonante se cuenta con una carta de calibración, relacionando la lectura aproximada del contador con la corriente del espécimen. El ajuste preciso del inductor resonante se obtiene operando el control hasta que la corriente es mínima tomada por los 120 voltios suministrados. Para esto, se incluye un medidor de 0-25 amperios, adaptado para conectarse a la línea de alimentación de la caja del transformador M2H. Para una prueba de bajo voltaje se realiza un ajuste preliminar y, es necesario, realizar el reajuste como prueba de voltaje. Deberá estar soportada la bobina. Así que, para la alta corriente requerida por el inductor resonante, con una alimentación de 120 voltios del transformador del M2H, deberá utilizarse alambre calibrado demasiado largo para minimizar la caída de voltaje de la línea. Con el inductor resonante ajustado, el equipo de prueba M2H se opera de una manera normal.

DESCRIPCION GENERAL DEL PROCEDIMIENTO DE PRUEBA DEL ACOPLADOR RIV TIPO C-107 Las mediciones RIV (Voltaje de radio- influencia) pueden obtenerse de un valor en presencia del efecto corona en todo tipo de sistemas aislados; sin embargo una de las más comunes aplicaciones del RIV es en referencia al aislamiento de las máquinas rotativas. El acoplamiento RIV de la figura 1-14 permite acoplamiento del medidor de ruido- radio al espécimen con prueba de voltaje a 60 Hz provista con el 1-10

M2H-I-195

Guía del Usuario del M2H-D equipo M2H (referirse a la guía ANSI C68.3- y a norma IEEE 454, “práctica recomendada por el IEEE para detectar y medir descargas parciales(Corona) durante la prueba dieléctrica”). El método usualmente usado detecta descargas parciales en el rango de 1-MHz. Algunos medidores de ruido- radio utilizan un generador de diodo- ruido para producir señales de referencia, esto es factible para usarse como recibidor de radio en relación con una señal generada estándar. La señal del generador deberá ser capaz de no tomar en cuenta una señal en la proximidad de 1 MHz, 50% modulada a 400 Hz, con un medidor, ajustable externamente entre 1 y 100, 000 microvoltios. La figura 1-14 muestra esquemáticamente el equipo de prueba completo con el inductor resonante y los acoplamientos a la red(por ejemplo el acoplamiento RIV) conectados para mediciones RIV (Voltaje de Radio-influencia). Note que los tres componentes están físicamente conectados en serie por consiguiente los dos cables están incluidos con este equipo. Uno de estos cables se conecta entre el estuche del transformador y el inductor resonante; el segundo se conecta entre el inductor resonante y el acoplamiento terminal RIV marcado “TRANSFORMADOR” A , se puede utilizar un cable estándar de 60 ft (20 m.) entre el espécimen y la terminal de acoplamiento RIV marcada “ESPECIMEN”. Para un espécimen de baja capacitancia, cuando el inductor resonante no se utiliza, la conexión se efectúa directamente del estuche del transformador del M2H al acoplamiento terminal RIV marcado “TRANSFORMADOR”. La conexión entre el acoplamiento RIV y el medidor de radio- ruido utilizado para realizar las mediciones RIV se efectúan empleando un conector telefónico simple con cable monopolar, el cual se conectará en el receptáculo marcado “DETECTOR”, en la parte frontal del acoplador. Una tierra común separada deberá conectarse entre el estuche del transformador M2H y la terminal de tierra del medidor radio- ruido. Para minimizar los efectos pico en el medidor radio- ruido, la capacitancia deberá ser baja entre la medición RIV inducida y tierra. Por esta razón, no se recomienda el uso de un conductor común de doble conductor o monopolar sencillo blindado entre el acoplamiento RIV y el medidor radio- ruido. Note que el circuito de la figura 1-14 está de tal manera conectado que, cuando el conector telefónico se retira del acoplador, la terminal inferior del acoplamiento se conecta para la prueba de circuito protegido. En esta forma, el acoplador debe permanecer conectado para realizar la prueba de factor de potencia. El conector telefónico deberá de retirarse o serán incluidas en la medición la corriente del capacitor y las pérdidas. Anote, que si el conector telefónico (por ejemplo, el medidor radio- ruido) permanece conectado para la medición efectuada, el acoplamiento solamente añade un valor menor de pérdidas de watts; sin embargo, no obstante el blindaje, se pueden incluir en la medición algunas corrientes capacitivas. Las corrientes aisladas ( a 10 kV) pueden medirse con el conector de acoplamiento conectado para la prueba pero sin conectar el espécimen. Para especímenes de baja capacitancia, esta corriente deberá ser disminuida antes de que se realice el cálculo del factor de potencia, si esto fuera apreciablemente mayor comparada con la corriente del espécimen.

M2H-I-195

1-11

Guía del Usuario del M2H-D El acoplamiento RIV está contenido en una caja metálica que mide: 9-1/4 x 14-1/2 x 11-1/2 pulgadas y con un peso aproximado de 25 libras.

Nota: Cuando el conector telefónico no se conecta a la caja de acoplamiento en la terminal inferior del capacitor de acoplamiento, se conecta al circuito guarda del equipo de prueba. Cuando el conector telefónico se inserta en el receptáculo, la conexión guarda de la terminal inferior del capacitor de acoplamiento se retira y se aterriza en la parte baja del resistor de 600 ohms, vía la barra del conector telefónico. Figura 1-14 Arreglo del acoplador para las mediciones de RIV con el equipo de prueba de 10 KV.

1-12

M2H-I-195


CAPÍTULO 2 OPERACION DEL EQUIPO DE PRUEBA CONEXIONES SEGURAS CON EL EQUIPO DE PRUEBA DOBLE La SEGURIDAD no debe subestimarse cuando se trabaja alrededor de alto voltaje. Las empresas que trabajan con alto voltaje deben tener reglas precisas para trabajar en y alrededor de varios tipos de aparatos de alto voltaje y sus líneas y conductores asociados. El propósito de estas notas es enfatizar algunas reglas generalmente conocidas para ser observadas, y definir algunas otras las cuales deberán ser añadidas estrictamente para cuando se realicen pruebas con el equipo de prueba DOBLE de factor de potencia. Toda prueba DOBLE de factor de potencia se realizará con el aparato que deberá ser probado completamente desenergizado y aislado del sistema de potencia. Además, la carcasa del aparato o su tanque deberán de estar propiamente aterrizados. Solamente la verificación visual es usualmente usada para confirmar que las terminales del aparato están aisladas del sistema de potencia. Por ejemplo, cada polo de cada una de las tres fases del interruptor deberán ser confirmados individualmente, porque han existido casos donde un polo se ha quedado conectado con relación a los otros dos. Observe estrictamente que se realicen las reglas y procedimientos de la empresa sobre señalización y aislamiento del aparato. Es posible que el aparato aislado, retenga algún tipo de carga después de desconectarse y quedar fuera de servicio. Así, durante las pruebas en campo se requiere trabajar en la proximidad de líneas y aparatos energizados, donde es posible tener inducción en aparatos de altos voltajes supuestamente desenergizados; Esto es particularmente cierto, cuando se cuenta con grandes longitudes de barras que se dejan conectadas al aparato desenergizado. Las cargas atrapadas y los voltajes inducidos no esperados, por si mismos, son suficientes para causar serios accidentes. Aún, las cargas relativamente bajas de energía son potencialmente peligrosas causando un inesperado choque a las personas produciéndole que brinque y caiga del aparato. POR LO TANTO, DEBERÁN SER INSTALADAS CONEXIONES SEGURAS A TIERRA EN TODAS SUS TERMINALES DE LOS APARATOS, ANTES DE EJECUTAR CUALQUIER TRABAJO EN EL, Y ANTES DE CONECTAR O DESCONECTAR EL EQUIPO DE PRUEBA DOBLE. El equipo de prueba DOBLE deberá ser localizado donde el operador no tenga una obstrucción visual del aparato bajo prueba y de todo el personal que asista a la prueba. Deberá de colocarse el equipo en un lugar tal que exista un espacio suficiente entre el aparato y el equipo de prueba, en particular, observar el daño o defecto del aparato por posible falla durante la prueba. Antes de proceder con la prueba, el operador deberá discutir con su asistente el plan general de las pruebas a ejecutar, que voltaje será aplicado, que precauciones serán observadas, y considerar todo procedimiento de seguridad establecido. El equipo de prueba DOBLE de factor de potencia en campo, está equipado con un esquema relevadortierra el cual previene voltajes de prueba aplicados, hasta que han sido establecidas las condiciones preliminares siguientes: M2H-I-195

2-1

Guía del Usuario del M2H-D 1. Deberá ser conectada una tierra de seguridad de servicio pesado (al sistema de tierras de la subestación) al receptáculo TIERRA del equipo de prueba (Este deberá ser el primer paso durante la conexión del equipo de prueba). 2. Aterrizar el equipo de prueba a través del cable de 120 volts U-polarizado ca. 3. Colocar el control de voltaje hasta el tope en el sentido de las manecillas del reloj indicando cero voltaje (por ejemplo, la prueba de voltaje deberá incrementarse gradualmente desde cero). Después que el equipo ha sido apropiadamente aterrizado, el resto de los conectores y el cable de prueba de alto voltaje se conectan dentro de sus propios receptáculos. NO CONECTE LAS TERMINALES DE PRUEBA AL APARATO A MENOS QUE LAS TERMINALES ESTEN YA CONECTADAS AL EQUIPO DE PRUEBA. El equipo de prueba DOBLE de factor de potencia, requiere de dos personas para su operación. El ingeniero de pruebas operando el instrumento que cuenta con su propio interruptor; además, se incluye una extensión del interruptor de seguridad (ambos interruptores son del tipo de resorte para una rápido operación). Con el interruptor abierto, se asegura la ausencia de todo voltaje del cable de prueba. En ausencia del supervisor de seguridad, el asistente responsable de atender el cable de prueba de alto voltaje al aparato deberá operar el interruptor de seguridad y se colocará de tal forma que observe todas las terminales del aparato bajo prueba. Si esto no fuera posible, entonces las terminales deberán ser cubiertas con etiquetas de precaución apropiadamente colocadas y una persona colocada en la vecindad del aparato para garantizar la seguridad. EN CADA OCACION QUE EL EQUIPO DE PRUEBA SE UTILICE; PRIMERAMENTE AL EFECTUAR LA PRUEBA INICIAL, AMBOS OPERADORES DE LOS INTERRUPTORES DE SEGURIDAD DEBERÁN COOPERAR VERIFICANDO LA CORRECTA OPERACIÓN DE AMBOS INTERRUPTORES: REFERASE A LA DISCUCION EN LA SECCION, “OPERACION DEL M2H”; PROCEDIMINETO DE OPERACIÓN DEL EQUIPO DE PRUEBA, PARRAFO 3. “Energizar el espécimen”. Es claro que el operador del interruptor de la extensión de seguridad no deberá cerrar el interruptor hasta que todo el personal se retire a un lugar seguro (No se deberá autorizar al personal estar en el aparato durante el progreso de la prueba). Así que, si personal no autorizado entra en el área, o si alguna situación no considerada ocurre, el operador del interruptor de la extensión de seguridad deberá abrirlo inmediatamente y notificárselo al operador del equipo de prueba. AMBOS INTERRUPTORES DE SEGURIDAD DEBERAN SER UTILIZADOS AL MISMO TIEMPO NUNCA AMBOS EN CORTO CIRCUITO Y NO SE UTILICEN CANDADOS MECANICOS ARREGLADOS. PARA MANTENER PRESIONADO EL BOTON DE SEGURIDAD, EL BOTON DEL INTERRUPTOR DEBERA SER OPERADO MANUALMENTE EN CUALQUIER MOMENTO.

2-2

M2H-I-195


El cable de prueba de alto voltaje usado con el equipo de prueba DOBLE de factor de potencia es un cable aislado con doble blindaje en el cual el alto voltaje se expone solamente en la punta extrema de la terminal del conector exterior. Sin embargo, por parte de la Compañía Doble Engineering se recomienda que el cable de prueba de alto voltaje NO SEA MANEJADO mientras esté energizado. El cable debe estar suspendido ó amarrado de cierto modo para prevenir el manejo del mismo. El operador del equipo de prueba y el asistente (s) deben seguir un sistema uniforme de señales visuales y orales para prevenir una confusión. Por ejemplo, cuando las conexiones de prueba se han terminado, el asistente debe realizar por sí mismo una revisión visible y debe decir “Listo”. El operador antes de iniciar la prueba de voltaje, debe reconocer la señal del asistente y avisar mediante una llamada que diga “Ahí viene”. Hasta el término de la prueba el operador debe decir, “Todo Listo”. Para demostrar más adelante que la prueba ha sido terminada, es conveniente una practica con el operador del equipo de prueba, extendiendo el interruptor del operador a una distancia prudente con el botón suelto para que todos lo vean. Nota Nunca intente desconectar el cable de alto voltaje ó los conectores de bajo voltaje de cada terminal del espécimen del cual fueron conectados al extremo del cable ó del receptáculo del equipo de prueba al inicio del cable, hasta que el control de voltaje del equipo de prueba esté en posición cero, y el interruptor del operador del equipo de prueba y el interruptor de la extensión de seguridad estén abiertos. Después de que la prueba se ha terminado, todos los conectores de prueba deberán ser retirados de las terminales del equipo y se dejarán conectados a tierra hasta que queden desconectados del equipo. La tierra de servicio pesado del equipo de prueba es el último conector que deberá ser removido del equipo. En suma, muchos accidentes los cuales ocurren alrededor de los aparatos y líneas de alto voltaje involucran al personal que está familiarizado, y tal vez muy familiarizado con los equipos de alto voltaje. Se requiere un constante entrenamiento para mantenerse en alerta y pendiente. El gran riesgo está en la posibilidad de tomar un circuito vivo; para prevenir esto requiere de una constante vigilancia. Además de los peligros obvios, el personal deberá estar alerta para reconocer algún peligro. Por ejemplo durante la prueba de corriente de excitación de un transformador la terminal flotante tiene un voltaje inducido significativo debido a la acción del transformador; así que, todas las terminales en el aparato bajo prueba, deberán aterrizarse, y ser consideradas “vivas” mientras la prueba está en progreso. En el caso de un transformador de potencial (ó cualquier transformador el cual es interconectado) puede haber un regreso de voltaje a través del secundario para producir alto voltaje a través del primario así que el primario deberá aislarse convenientemente del sistema de potencia. Esto enfatiza otra regla: todas las terminales del aparato que será probado deberán estar completamente aisladas. Recuerde, la SEGURIDAD, es primero lo demás después.

M2H-I-195

2-3


VOLTAJES DE PRUEBA GENERALIDADES La propuesta para hacer una prueba Doble en aparatos de alto voltaje empieza con un “Plan General” contemplando los pasos necesarios para completar las diferentes mediciones, en forma segura y efectiva. Esto involucra, cooperar en la operación de sacar fuera de servicio el aparato y etiquetarlo, aislarlo, aterrizarlo y prepararlo para la prueba. La seguridad del personal y del aparato es lo principal. En el “Plan General” ambas responsabilidades deberán de darse desde antes de que la prueba sea llevada a cabo y cuando el potencial de prueba sea aplicado en varias mediciones. En particular, el ingeniero de prueba deberá anotar estas pruebas las cuales deberán ser efectuadas con voltajes reducidos (por ej. menos de 10 kV). Los siguientes son comentarios generales concernientes a la selección del voltaje de prueba para las pruebas Doble. Se ofrece información adicional en la sección cuatro donde se menciona “Procedimientos de Prueba para diversos aparatos”. Las pruebas Doble están proyectadas para ser “no destructivas”. El principio básico de la Prueba Doble es medir los parámetros de ca eléctricos fundamentales del aislamiento (por ej. factor de potencia, capacitancia, pérdidas dieléctricas, etc.), aplicando los voltajes de prueba que son moderados comparados con el rango de diseño del aislamiento. Después, de estas medidas, para detectar cambios y anormalidades en el aislamiento que pueden ser asociados con la humedad, calor, ionización (corona), relámpagos, deformación física (como el embobinado del transformador) y otros agentes destructivos conocidos para reducir la integridad dieléctrica.

APARATOS DUDOSOS Con respecto a una apropiada selección de voltajes de prueba, las Pruebas Doble son “no destructivas” por ello no pueden causar daño medible al aislamiento útil. En los casos de que los aislamientos se conozca ó se sospeche de estar severamente dañados, deteriorados ó contaminados, la aplicación de un voltaje relativamente bajo puede ser suficiente para causar una avería. Por consiguiente, el equipo dudoso de estar dañado siempre debe ser relacionado con el punto de vista que no puede estar dispuesto a una rutina de voltaje de prueba normal sostenida. En este caso considerar lo siguiente: El equipo el cual ha sido malamente contaminado con humedad en el tránsito de la fábrica, al taller de reparación ó entre subestaciones. Transformadores de potencia y equipo relacionado que ha sido removido del servicio debido a la operación de relevadores de protección., El equipo dudoso que presente contaminación por humedad después de ser almacenado en el exterior por períodos prolongados. Cuando se realice la prueba Doble el voltaje de prueba siempre se incrementa lentamente desde cero. En los equipos dudosos el ingeniero de prueba deberá hacer una medición inicial en bajo voltaje (2 kV ó menos), incrementando gradualmente paso a paso, hasta el nivel normal de prueba solamente si las lecturas tomadas previamente en bajo voltaje no indican algún problema. Si el interruptor del circuito del equipo M2H se abre inexplicablemente mientras que se alcanza el voltaje de prueba, deberá realizarse una investigación para determinar la causa probable antes de intentar lograr el voltaje total de prueba. Podría 2-4

M2H-I-195

Guía del Usuario del M2H-D haber conexiones de prueba inapropiadas, ó posiblemente, el espécimen puede estar defectuoso. Si, después de efectuar una investigación sigue incierto el problema, entonces solamente intente repetir la medición con un voltaje apreciablemente bajo del valor el cual operó el interruptor del circuito de prueba. NOTA Un espécimen puede mostrar una gran corriente cargada a través de una alta capacitancia inherente, y esto debe limitar el nivel de voltaje el cual el M2H es capaz de soportar (referirse a la sección uno: DESCRIPCION GENERAL Y ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL INDUCTOR RESONANTE TIPO C Y DEL ACOPLAMIENTO RIV TIPO C 107).

PRUEBAS DE RUTINA GENERALIDADES – APARATOS CON RANGO ARRIBA DE 15 KV. Mientras que los rangos de voltaje de los aparatos se basan en el voltaje del sistema (ejemplo; rango de línea a línea), el voltaje de la prueba Doble es aplicado línea a tierra. Los aparatos llenados de aceite y del tipo seco en rangos arriba de 15 kV (ejemplo; clase 25 kV y mayores) tienen rangos de voltaje línea a tierra arriba de 10 kV. Respectivamente las clases 25 kV y mayores, el voltaje estándar de 10 kV del equipo M2H es generalmente aplicado a las pruebas. Sin embargo, ciertamente hay excepciones donde el voltaje de prueba en el equipo en rango de 25 kV y mayor deberá ser limitado a menos de 10 kV; esto incluye el potencial línea a tierra del transformador el cual la terminal del neutro está en rango de voltaje reducido, y el tap de aislamiento de la boquilla. Para información de referencias futuras deberá ser efectuado para la discusión de voltajes de prueba para un aparato específico en la sección cuarta. En el curso de la investigación de los resultados cuestionables de las pruebas DOBLE en los aparatos (llenos de aceite y tipo seco), es conveniente realizar pruebas a diferentes voltajes, empezando en algún bajo voltaje tal como 1 o 2 kV, y continuando, en pasos, aumentando al máximo voltaje esperado.

APARATOS EN RANGO DE 15 KV Y MENOR. Aparatos en rango de la clase 15 kV y menor requiere un comentario especial. Debe enfatizarse que la aplicación del voltaje de prueba ligeramente menor (por ejemplo 10 % a 25 %) al rango de operación de fase a neutro, no constituye una prueba destructiva si el aislamiento del aparato está diseñado normalmente para resistir niveles de voltaje considerablemente altos. De acuerdo, para la clase 15 kV en aparatos llenos de líquido, las pruebas generalmente son efectuadas a 10 kV aunque este voltaje sea escasamente abajo del rango de operación del nivel fase neutro. Por ejemplo, para aparatos de 13.8 kV, el voltaje fase neutro es aproximadamente 8 kV; así 10 kV debe ser aproximadamente 25 % arriba que el rango faseneutro, no se considera una prueba de voltaje excesiva considerando el nivel de voltaje diseñado. Sin embargo las preguntas propiamente concernientes a las pruebas de voltaje para un aparato específico, la referencia deberán ser las especificaciones del fabricante y normas industriales. Para una mayor ilustración, referirse a la sección cuarta: PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA, DE TRANSFORMADORES, TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y DISTRIBUCIÓN, VOLTAJE DE PRUEBA.

M2H-I-195

2-5

Guía del Usuario del M2H-D Para aparatos llenos de líquido en rango menor a clase 15 kV, la practica convencional es seleccionar el voltaje de prueba conveniente cuyo valor numérico sea menor al voltaje nominal del sistema fase- fase. Existen ciertas restricciones como en el caso del transformador de potencial fase-neutro con un menor (voltaje) rango en la terminal del neutro del devanado primario. En acorde, la referencia deberá ser para un aparato especifico cubierta en la sección cuarta. Los aparatos de tipo seco en rango de 15 kV y menor son susceptibles de daño por efecto corona (por ejemplo; pérdidas por ionización) y así, las pruebas de rutina en este tipo de aislamiento son generalmente efectuadas en varios voltajes. La prueba inicial se realiza en bajo voltaje tal como en 1 o 2 kV y a continuación, algunas veces en pasos intermedios, arriba del voltaje de operación fase neutro. Dependiendo del resultado de las pruebas obtenidas arriba del nivel de operación faseneutro, se realiza una prueba adicional del 10 % al 20 % por arriba del nivel de operación Fase- neutro. La primera ventaja de hacer pruebas adicionales en altos voltajes en aislamientos tipo seco clase 15 kV (y menor) es que la condición del efecto corona puede ser acentuado. Una prueba arriba del 10 % al 25 % sobre el rango de faseneutro no es considerada destructiva para los aislamientos en buenas condiciones desde que están designados para niveles considerablemente de altos voltajes. Los aparatos que son buenos ejemplos por estar sujetos al daño por efecto corona y cuyas pruebas son realizadas en algunos niveles altos y excediendo las rangos de faseneutro son: interruptores de aire- magnético; cables; maquinaria rotativa; y Transformadores de instrumentos. Estos y otros, son discutidos en la sección cuarta.

APARTARAYOS Para seleccionar el voltaje propio de prueba para los Apartarayos, deberá tomarse en cuenta una especial consideración. Los Apartarayos no son dispositivos en línea y por lo tanto, deberán ser comparados los resultados entre unidades similares, es necesario que las pruebas DOBLE sean hechas en voltajes preestablecidos. Para más detalles refiérase a la sección cuatro: PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA, MISCELANEOS, APARTARAYOS.

RESUMEN La decisión concerniente de la aplicación de los voltajes de prueba, es fácilmente hecha en la gran parte de casos ya que la mayoría de los aparatos tienen un rango muy superior a los 10 kV, y son aislados convenientemente. Los apartarayos en grupo compuestos de multiples unidades de bajo voltaje, PTs con boquilla de neutro y el aislamiento del tap de las boquillas son ejemplos donde las pruebas deberán ser realizadas a voltajes menores de 10kV. En caso de que los equipos esten en un rango de 15 kV y menor, particularmente con aislamiento tipo seco, la consideración debería ser dada para incluir pruebas escasamente abajo (10% a 25% ) del voltaje de operación fase-a-tierra. Los voltajes de prueba sugeridos en este manual está basados en un número de factores incluyendo: la experiencia colectiva de la Compañía DOBLE Engineering y del Grupo de Clientes; la información contenida en las normas de ingeniería y la información y recomendaciones de los fabricantes. Además familiarizándose con la información contenida, y recomendaciones específicas dadas por varios aparatos en la sección cuarta de este manual, el ingeniero de pruebas debe estar consiente de la política del propietario del aparato concerniente al voltaje de la prueba. Finalmente, la ultima decisión concerniente a la aplicación del voltaje de prueba depende de los propios aparatos.

2-6

M2H-I-195


OPERANDO EL M2H CONEXIONES DEL EQUIPO DE PRUEBA. El estuche del instrumento M2H se conecta al estuche del transformador del M2H por conveniencia con un conector el cual está permanentemente fijo al estuche del transformador. Ver figuras 1-1 y 1-2 también se muestra en la figura 1-3 el receptáculo del conector en la zona inferior izquierda del panel de instrumentos. La tierra de seguridad del equipo de prueba del M2H deberá ser la primera conexión que se realiza antes de la prueba y la última conexión que se retira. El conector final roscable del conector aterrizado, primeramente deberá ser conectado a la tierra de la subestación, preferentemente a la misma tierra donde el equipo será probado. El otro extremo del conector aterrizado deberá ser insertado en el receptáculo aterrizado dentro del equipo de prueba (etiquetado: roscar para cerrar) localizado en el lado derecho del estuche del transformador; cierre el conector en su lugar girándolo media vuelta en el sentido del reloj. Ver figuras 1-2 y 1-4 (b). La parte interior del conector del cable de prueba de alto voltaje se inserta en el receptáculo (marcado: PRECAUCION ALTO VOLTAJE) en el lado derecho del estuche del transformador hasta que el metal ranurado pueda ser trincado por el cerrojo de lengüeta. Esta lengüeta previene que el cable lo saque de su lugar por un inadvertido jalón y así conecte la tierra de la prueba al cable blindado aterrizado. Ver figuras 1-2 y 1-4 (b). Un conector suplementario U-polarizado se incluye con el equipo de prueba. Este conector se utiliza para conectar la alimentación a 120 volts de corriente alterna para el receptáculo del equipo de prueba, localizado al frente del panel del estuche del transformador; antes de conectarlo, el interruptor ICC deberá estar en posición abierto (OFF). La luz piloto verde POTENCIA en el panel indica cuando el voltaje abastecido es conectado. Note que cuando el voltaje abastecido es primeramente conectado, el puntero del medidor de CORRIENTE y WATTS despega de la escala, indicando que el medidor del amplificador está energizado. Ver figura 1-2. El interruptor de extensión de seguridad se conecta al receptáculo del lado derecho del estuche del transformador. Ver figura 1-2 y 1-4 (b). El interruptor se opera normalmente por un asistente quien actúa como supervisor de seguridad. No deberá ser energizado el equipo M2H sin este interruptor, y uno de los dos será utilizado por el operador de la prueba, ambos deberán ser cerrados simultáneamente (presionándolos). Abriendo cada uno de los interruptores se desenergiza el circuito de prueba. El equipo contiene dos conectores de código de color de bajo voltaje (LV) (Azul, B, y Rojo, R), para conectarse en el equipo de prueba en los circuitos de tierra, guarda, o UST. Si se van a utilizar uno (o ambos) indicadores, deberán insertarse en el receptáculo adecuado de código de color en el panel frontal del estuche del transformador (donde diga: TERMINALES LV). Ver figuras 1-2 y 1-4 (a). NOTA Nunca conecte o desconecte algún conector del equipo de prueba cuando la salida del voltaje de prueba esté prendido.

M2H-I-195

2-7


El equipo de prueba M2H está diseñado para operar con dos tierras independientes. Una tierra se conecta al estuche en donde diga Cable de suministro de corriente alterna 120 voltios U-polarizado. La otra tierra se conecta al circuito de prueba y debe conectarse con el conector de cobre de servicio pesado que viene con el equipo. El circuito de prueba aterrizado se desconecta de la cubierta externa del Cable de prueba de alto voltaje.

CONEXIÓN DE PRUEBA PARA EL ESPÉCIMEN Antes de iniciar, debe estar absolutamente seguro de que el aparato a prueba esté completamente sin energía, descargado, y aislado del sistema de potencia. Revise la sección dos: SEGURIDAD EN LAS CONEXIÓNES CON LA PRUEBA DOBLE. POR SEGURIDAD PRIMERO, TODOS LOS CONECTORES DE PRUEBA DEBEN SER CONECTADOS AL ESTUCHE DEL TRANSFORMADOR M2H ANTES QUE LA ALIMENTACION EXTERNA SE CONECTE AL ESPECIMEN. Para que sea energizado el espécimen, se conecta el gancho del cable de prueba de alto voltaje a la(s) terminales del espécimen. Las conexiones apropiadas de bajo voltaje son efectuadas en las terminales del espécimen, usando la(s) terminal(es) de bajo voltaje, y las conexiones externas de guarda y tierra como sea requerido. Se debe conectar la cubierta del aparato del espécimen de prueba a la tierra de la subestación. Note que la guarda y las conexiones a tierra están disponibles mediante la(s) terminal(es) de bajo voltaje y el interruptor LV y también en las terminales del anillo en la cubierta exterior del cable de prueba de alto voltaje. Se deberán tomar cuidados apropiados al efectuar la conexión para la prueba del espécimen. La obtención de resultados consistentes propios de la prueba se consigue solamente teniendo cuidado en la posición del cable de prueba de alto voltaje, de las terminales de bajo voltaje, empalmes en corto circuito, etc. La siguiente lista es un ejemplo de sugerencias: 1. No enrolle el cable de prueba de alto voltaje alrededor de la boquilla adyacente. Si fuera necesario sujetar el cable utilice una soga o cuerda amarrada a la cubierta del cable (nunca al anillo de o al de guarda y menos aún al conductor central del cable). 2. En el caso de que la boquilla cuente con una superficie larga de metal alrededor de la parte superior de la terminal, posesione el cable de prueba de alto voltaje de tal manera que la guarda metálica y los anillos aterrizados del conector del cable sean físicamente separados del conductor que deberá ser energizado. 3. Particularmente en el caso de conductores de aluminio y de metal corroído u oxidado, si la lectura del medidor fluctúa (esto es más común de que ocurra durante la medición de las pérdidas-Watts), entonces utilice el conector sujetador entre el gancho exterior del cable de prueba de alto voltaje y el conductor que será energizado para la prueba. En la mayoría de los casos, sin embargo, no es necesario el uso del sujetador entre en cable de prueba de alto voltaje y el espécimen.

2-8

M2H-I-195

Guía del Usuario del M2H-D 4. Si fuera necesario aislar un conductor (como, por ejemplo, cuando se trate de corto circuitar en las espiras de un transformador con boquillas aisladas de las barras en los ductos), Utilice un material aislante limpio y seco o soga; de otra manera, las pérdidas a tierra a través de un aislamiento pobre, tal como madera mojada, puede incrementar significativamente el total de pérdidas del espécimen. 5. Cuando sujete el conector de bajo voltaje, esté seguro que el sujetador extremo contacte únicamente el electrodo deseado. Por ejemplo, si conectamos el conector de bajo voltaje a la zapata de la boquilla, pueden ser obtenidos resultados erróneos si el sujetador inadvertidamente hace contacto físico con la carcasa. 6. Siempre conecte el equipo de prueba aterrizado al aparato aterrizado.

PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DEL EQUIPO DE PRUEBA Una prueba estándar se debe realizar en pasos sucesivos, como sigue:

1. REVISIÓN ANTES DE LA PRUEBA El operador de la prueba revisa el área de prueba para confirmar que existen la condiciones de seguridad necesarias para proseguir.

2. SE PREPARAN LOS CONTROLES DEL EQUIPO DE PRUEBA. El control de VOLTAJE se coloca en posición cero voltaje, en sentido contrario a las manecillas del reloj (etiquetado, REGRESAR A CERO ). El interruptor reversible se coloca para uno u otro lado en posición dentro, izquierda o derecha. La posición al centro es fuera. El interruptor del circuito está en posición dentro. El interruptor del multiplicador de corriente se coloca en el valor más alto (100 miliamperes). El interruptor selector se coloca en verificar. El interruptor ICC se coloca en posición dentro El interruptor LV se coloca en la posición deseada para una prueba en particular preestablecida. Las posiciones varias son claramente indicadas en el panel de la caja del transformador (figura 1-4 (a)). Si el conector LV no está en uso, el interruptor LV se coloca en la posición GST-tierra R,B.

3. SE ENERGIZA EL ESPÉCIMEN El equipo de prueba M2H de 10 kV está equipado con un grupo de tres luces piloto indicando varios estados de operación. La luz piloto verde (etiquetada POTENCIA ) indica cuando se conecta el voltaje de alimentación en 120 volts. La luz ámbar ( etiquetada relee aterrizado) se ilumina para indicar el M2H-I-195

2-9

Guía del Usuario del M2H-D cierre del relee del equipo de prueba aterrizado. Y la luz roja ( etiquetada ALTO VOLTAJE) indica que se encuentra cerrado el interruptor de extensión de seguridad. Anote la siguiente secuencia:

a. Una conexión de seguridad a tierra de servicio pesado (sistema de tierras de la subestación) ha sido aplicada a la tierra de prueba y al equipo de prueba que ha sido debidamente aterrizado a través del cable de 120 volts de corriente alterna U-polarizado – Luz verde encendida. El esquema del relé previene pruebas de voltaje que han sido aplicadas sin que ambas conexiones a tierra se efectuaran al equipo. b. El control de voltaje se regresa totalmente en contra del reloj a CERO. NOTA El equipo de prueba M2H de 10 kV está equipado con una seguridad especial la cual necesita iniciar con cero voltaje y previene aplicar un alto voltaje desde el interruptor del operador de seguridad cuando ha sido operado. En otras palabras, si el interruptor del operador de seguridad ha sido abierto o si el voltaje suministrado o si una de las tierras del equipo de seguridad han sido momentáneamente desconectadas, se desconecta el voltaje de prueba y no puede ser aplicado hasta que el control de voltaje se regresa a contra del reloj hasta el tope (regresar a cero). a. El interruptor del operador de seguridad está cerrado – luz AMBAR encendida. b. El interruptor de extensión de seguridad está cerrado – Luz ROJA encendida. c. Manténgase observando el medidor de corriente alterna de KILOVOLTS, gradualmente de vuelta al control en el sentido de las manecillas del reloj, empezando la prueba de voltaje desde cero, hasta que se obtiene el propio voltaje de prueba. (El medidor de KILOVOLTS C.A. indica el voltaje de prueba aplicado al espécimen.) Para comentarios complementarios consulte la sección de VOLTAJES DE PRUEBA y en la sección cuarta contempla los aparatos específicos sujetos a prueba. Si la deflexión de la aguja del medidor analógico de CORRIENTE Y WATTS se mueve indicando una lectura al total de su escala (100 divisiones) la prueba de voltaje está elevada, y el medidor ADJ deberá ser desplazado en contra de las manecillas del reloj para regresar el puntero a la escala. Si el INTERRUPTOR DEL CIRCUITO cierra antes de 2kV, la capacitancia del espécimen puede estar más allá del rango nominal del equipo de prueba. Si el interruptor cierra entre 2 y 10 kV, la prueba puede efectuarse en un voltaje menor a 10 kV. (Ver el paso 11, PRUEBA DE VOLTAJE MENOR QUE 10 KV).

4. VERIFICAR EL EQUIPO DE PRUEBA. a. Con el voltaje de prueba aplicado y con el interruptor selector en posición VERIFICAR, el medidor de CORRIENTE Y WATTS marca en las 100 divisiones (que es el total de la escala) moviendo el control del medidor ADJ. 2-10

M2H-I-195

Guía del Usuario del M2H-D NOTA PARA LOS INSTRUMENTOS M2H CON MEDIDOR DIGITAL El verificar que se tiene la escala total, se refiere teóricamente al medidor digital, y deberá ser observado que en el medidor digital de corriente y watts se obtenga la lectura de 100.0 que corresponde a la marca de la escala total del medidor analógico. La escala total del medidor analógico corresponde a 100.0 divisiones del medidor digital (± 0.5 división), se permite efectuar una verificación del ajuste de la escala total usando le medidor analógico. b. El interruptor reversible se coloca en la posición dentro para invertir la polaridad del voltaje de prueba. c. Si la lectura del medidor de CORRIENTE Y WATTS cambia en más de una división, el control del MEDIDOR ADJ deberá ser desplazado para reducir el cambio. La lectura final deberá ser tal que el promedio de las lecturas medidas en VERIFICACION para ambas posiciones dentro del interruptor reversible que es de 100 divisiones. A ningún tiempo subsecuente durante la prueba, el equipo deberá ser verificado (y ajustado finamente, si es necesario, usando el control del medidor ADJ) regresando el selector a la posición verificar con el equipo energizado en el voltaje de prueba

5. SE EFECTUAN LAS LECTURAS DE CORRIENTE Y ANOTADAS a. El interruptor selector está en la posición MULTIPLICADOR DE CORRIENTE. b. Empezando con el multiplicador de corriente en 100, lentamente gire el interruptor del multiplicador de corriente en sentido de las manecillas del reloj hasta el máximo en la escala (esto es, menos de las 100 divisiones) se obtiene le lectura del medidor. En el medidor se lee con aproximación de un décimo de división en el medidor digital de corriente y watts. Para instrumentos M2H sin medidor digital (análogo medición de CORRIENTE Y WATTS solamente), el medidor se lee con aproximación de media división. c. El interruptor reversible se coloca en posición dentro y en un segundo se obtiene la lectura del medidor (la aproximación para el medidor digital es una décima; la aproximación de media división para el instrumento M2H con medidor analógico solamente) NOTA Cuando se realicen pruebas en especímenes de gran capacitancia, es posible que el interruptor de circuito en el estuche del transformador M2H cambie a posición fuera si la corriente del espécimen se cierra al máximo que puede dar manualmente por el equipo. Así, la corriente sube súbitamente la cual es producida cuando el voltaje suplementario se disminuye tal vez lo suficiente para disparar el interruptor del equipo de prueba Así, para este espécimen de alta capacitancia, mejor dicho teniendo que restablecer el INTERRUPTOR DEL CIRCUITO cada vez que el interruptor REVERSIBLE se conecte a la posición opuesta dentro, el operador debería reducirlo súbitamente (así eliminando la necesidad de constantemente restablecerlo para la prueba de voltaje) tomando alguna de las siguientes acciones: i.

M2H-I-195

Cuando se conecta el interruptor reversible, deténgase brevemente en la posición dentro antes de conectarse a la posición opuesta Si esto no resulta, entonces

2-11

Guía del Usuario del M2H-D ii.

Reduzca la prueba de voltaje antes de conectar el interruptor reversible. sin embargo, no siempre el control de VOLTAJE se ve alterado por la verificación debiendo ser verificado y reajustado como sea necesario

NOTA Por conveniencia, se sugiere promediar las lecturas, si el primer valor de la lectura del medidor digital termina en un dígito par (esto es, si el dígito a la derecha del punto decimal es un número par), entonces la segunda lectura del Medidor Digital debería ser tomada del más cercano dígito par. Si la primera lectura obtenida del medidor termina en un dígito non, entonces la segunda lectura del medidor deberá ser tomada al más cercano dígito non d. Ambas lecturas del medidor (para cada posición del interruptor reversible) deberá ser tomadas usando la misma corriente del multiplicador. e. Estas dos lecturas del medidor son promediadas y registradas (para la aproximación de la división es de una décima del medidor digital; la aproximación de media división es para el instrumento M2H con medidor analógico solamente). Este valor promedio, de corriente del multiplicador, y su producto de corriente calculada, se registra en la hoja del formato de datos. Refiérase para discutir más tarde en esta sección en CALCULO PARA RESULTADOS, CALCULOS PARA CORRIENTE (MILIAMPERES O MICROAMPERES). NOTA Las dos lecturas del medidor de corriente deberán ser razonablemente cerradas y la corriente del multiplicador deberá ser las misma para cada caso. Si no, esto indicará interferencias electrostáticas excesivas presentes y que deberán ser consultadas las instrucciones del paso 12, Interferencias electrostáticas (usadas por el ICC),.

6. LAS LECTURAS DE LAS PÉRDIDAS –WATTS DEL ESPÉCIMEN SON REGISTRADAS. a. Para una medición de las pérdidas-WATTS, es imperativo que el INTERRUPTOR DEL MULTIPLICADOR DE CORRIENTE permanezca en la misma posición la cual ha sido utilizada para obtener la lectura del medidor de corriente en el paso 5b. b. El interruptor del MULTILICADOR DE WATTS inicialmente deberá ser colocado en la posición mayor posible del multiplicador de watts para la particular selección de la corriente del multiplicador seleccionada en el paso 5b. c. El selector se coloca en la posición de MULTIPLICADOR DE WATTS. d. Vale la pena observar el medidor analógico de CORRIENTE Y WATTS, el control de ajuste de WATTS se gira en la dirección que produce decremento de la lectura hasta un mínimo de la lectura obtenida en el medidor. 2-12

M2H-I-195

Guía del Usuario del M2H-D NOTA Cuando se mide la resistividad del espécimen, tal como piezas de madera, y ciertamente ciertos tipos y rangos de kV para Apartarayos, la lectura mínima se puede obtener cerca del tope de la posición contra reloj del control de ajuste de WATTS. e. El interruptor del multiplicador de WATTS se reduce sucesivamente al más pequeño valor del multiplicador el cual nos da una lectura en la escala del medidor. (esto es, una lectura menor que 100 divisiones). f.

El control de ajuste de WATTS se reajusta para estar seguros que está en la posición de la mínima lectura. Normalmente la mínima lectura se obtiene en lo más sensible del multiplicador de Watts (esto es, el numeral más pequeño) para el particular multiplicador de corriente previamente seleccionado. Se toma la lectura del medidor (para el decimal más cercano de un décimo de división en el medidor decimal; para el más cercano a la media división del instrumento M2H con medidor analógico solamente).

g. Con el control de ajuste de WATTS colocado en la posición de balance (paso 6f), el control de polaridad es cambiado lentamente en la dirección de las manecillas del reloj notando cuidadosamente el cambio inicial en la deflexión del puntero del medidor analógico de CORRIENTE Y WATTS. Un movimiento inicial observado en la escala inferior indica WATTS positivos (+)un movimiento inicial observando en la escala superior indica WATTS negativos (-). (Nota: Algunas veces la deflexión inicial del puntero es escala inferior, entonces el puntero se mueve a la escala superior como cuando el control de polaridad es colocado en otra posición. En este caso, es porque la deflexión inicial del puntero está en escala inferior, y es por lo tanto asignada una polaridad positiva (+). NOTA Una versión posterior del instrumento M2H tiene un indicador de polaridad Automático. En este equipo, para obtener la propia polaridad en cada lectura del medidor de WATTS, simplemente observe si el indicador está marcando (+) o (-) con el control de ajuste de WATTS colocado en la posición la cual produce la mínima lectura en el medidor de CORRIENTE Y WATTS. Para los instrumentos M2H con indicador de polaridad automática, una lectura del medidor de Watts es siempre de dos divisiones o menos, la polaridad podrá ser verificada como sigue. Con el control de AJUSTE DE WATTS colóquelo en la mínima lectura, incremente la lectura del medidor de Watts en un valor mayor a dos divisiones girando el control del medidor ADJ en el sentido de las manecillas del reloj. Observe y anote la polaridad mostrada en el indicador. (normalmente ha sido afectada esta maniobra desde el amplificador, el medidor de CORRIENTE Y WATTS se reajustará a la escala total de 100 divisiones con el interruptor selector verificándolo antes de proceder a la siguiente medición) h. El interruptor reversible se cambia a la posición dentro. i.

El control de ajuste de WATTS se reajusta para una lectura mínima y se toma la lectura del medidor (para la más cercana a la división de una décima del medidor de CORRIENTE Y WATTS; para la más cercana a la media división del Instrumento M2H con medidor analógico solamente).

M2H-I-195

2-13

Guía del Usuario del M2H-D NOTA Las dos lecturas del medidor de Watts deberán ser razonablemente menores y el multiplicador de WATTS deberá ser el mismo para cada uno. Si no, deberá indicar la excesiva interferencia electrostática que está presente y deberán se consultadas las instrucciones del paso 12 Interferencias Electrostáticas (usadas en el ICC). j.

Determine la polaridad de las lecturas de WATTS como se mostró en el paso 6g.

k. El promedio de las lecturas del medidor de WATTS ( calculado para el más cercano de las divisiones de un décimo para instrumentos M2H con medidor digital de CORRIENTE Y WATTS; para la más cercana lectura de media división para instrumentos M2H con medidor analógico solamente) de las dos lecturas del medidor de WATTS (tomando en cuenta la señal apropiada de polaridad señalada por cada medidor), el multiplicador de WATTS, y su producto de Pérdidas de Watts, se anota en la hoja de datos. (Nota: si ambas lecturas del medio de WATTS tiene polaridad positiva, sumar ambas lecturas del medidor de Watts y dividir entre dos para obtener el promedio correcto. Si una lectura del medidor de Watts es positiva y una es negativa en polaridad, reste la lectura negativa de la positiva, y entonces divida entre dos para obtener el promedio correcto. Refiérase a la discusión posterior en esta sección en CALCULOS PARA RESULTADOS, CALCULOS DE WATTS).

7. LA CAPACITANCIA DEL ESPÉCIMEN ES LEÍDA Y ANOTADA. Si se desea contar con la capacitancia del espécimen, se toma la lectura del indicador de PICOFARADS (además del de WATTS) sobre todo para el paso 6f y 6i. Anotar el promedio de estas dos lecturas (esto es, para obtener el promedio, siempre sume ambas lecturas y divídalas entre dos), se utiliza el CAP MULT para el multiplicador de corriente en particular, y su producto, se anota en la hoja de datos.

8. LOS CONTROLES DEL EQUIPO DE PRUEBA SON REGRESADOS A SU POSICIÓN ORIGINAL. a. El interruptor SELECTOR se regresa a verificar. b. El control de VOLTAJE se regresa en la dirección contra del reloj al tope para lentamente disminuir el voltaje a cero. c. El interruptor del MULTIPLICADOR DE WATTS se regresa al tope en dirección contra del reloj, el mayor multiplicador usado para la corriente del multiplicador. d. El interruptor del MULTIPLICADOR DE CORRIENTE se regresa al tope de la posición en sentido del reloj. e. El paso 8c y 8d pueden no ser necesarios cuando se prueben especímenes similares; ver paso 10, probando rápidamente especímenes similares f. 2-14

Son retirados el interruptor del operador de seguridad y la extensión del interruptor de seguridad. M2H-I-195

Guía del Usuario del M2H-D g. Se comunica la señal todo claro. Observe la secuencia deseada para la primera reducción del voltaje de prueba a cero usando el control de voltaje, entonces libere el interruptor del operador de seguridad y la extensión del interruptor de seguridad.

9. SE CALCULA EL % DEL FACTOR DE POTENCIA DEL ESPÉCIMEN El % del factor de potencia del espécimen se calcula como sigue: Factor de Potencia =

Watts = Voltaje de Prueba x Corriente Total

Watts E X IT

(3)

Por lo tanto: % del Factor de Potencia = Watts E X IT

X

100

(4)

De las lecturas obtenidas del equipo de prueba M2H en términos de 10 kV. Valores y para IT en términos de miliamperes la ecuación 4 cambia a: % del Factor de Potencia =

Watts X 100 = 10,000 X miliamperes 1000 =

Watts X 10 microamperes 1000

Watts X 10 mA =

Watts X 10,000 µA

(5)

(6)

Ver la sección de CALCULO DE RESULTADOS para más detalles.

10. PRUEBA RÁPIDA PARA ESPECÍMENES SIMILARES El procedimiento de prueba se acorta considerablemente cuando van a ser probados un número de especímenes iguales. Después de completar las mediciones del primer espécimen similar, el interruptor del multiplicador de corriente, el interruptor del multiplicador de Watts y el control de ajuste de Watts pueden dejarse en una posición determinada. El procedimiento de prueba subsecuente resuelve por sí mismo con la operación del interruptor selector, el interruptor reversible y los ajustes pequeños en el control de ajuste de Watts, para asegurar que la lectura mínima se obtiene en cada espécimen. Se recomienda que el interruptor selector permanezca lo suficiente en posición de verificar para asegurar que el medidor de corriente y Watts se verifique propiamente a la escala total (cien divisiones) antes de que cada espécimen sea probado.

11. PRUEBAS A VOLTAJES MENORES DE 10 KV. En algunas ocasiones es conveniente efectuar las pruebas a voltajes menores de 10 kV, porque cada rango del espécimen es de relativamente bajo voltaje ó su capacitancia es alta.

M2H-I-195

2-15

Guía del Usuario del M2H-D a. Pueden ser realizadas pruebas en cualquier voltaje menor de aproximadamente 2 kV con el equipo de prueba verificado de una manera usual. (Esto es, cuando el interruptor selector se coloca en verificar, y el medidor de corriente y Watts se ajusta a la escala total usando el control del medidor ADJ. Si es necesario efectuar las pruebas con un voltaje menor de 10 kV, digamos 5 ó 7.5 kV, la corriente, Watts, y los pico faradios se anotan y el factor de potencia se calcula para cada uno en posición normal. La capacitancia actual y el factor de potencia del espécimen será medido exactamente en la prueba de bajo voltaje. Sin embargo las lecturas de corriente y Watts se dan en términos de que son llamados “Valores Equivalentes de 10 kV “(esto es, se leerán como si fueran pruebas de voltaje actuales que han sido hechas en 10 kV.) Cuando las pruebas se realizan a voltajes menores a 10 kV, la corriente actual y los Watts tomados por el espécimen pueden ser calculados como se mostró en la sección CÁLCULO DE RESULTADOS. b. Las pruebas a voltajes menores de 2 kV pueden efectuarse con el equipo de prueba M2H cambiando el procedimiento de operación minuciosamente (Nota: cuando el equipo M2H se utiliza en pruebas de voltaje menores de 10 kV, habrá pérdidas, algunas menores en precisión). Abajo de 2 kV no es posible verificar la escala total de acuerdo con lo pre establecido en el procedimiento de operación. En tal forma, el procedimiento deberá se verificado al punto máximo posible de la escala y proceder con la medición de la manera convencional. (Se sugiere que el punto seleccionado de verificación debe ser un punto conveniente cardinal tal como, 20, 25, 40, ó 50 divisiones. Para instrumentos M2H con medidor digital de corriente y Watts, el medidor digital siempre deberá ser utilizado para verificar el equipo a menos de cien divisiones). Si solamente el factor de potencia y capacitancia serán utilizados con el criterio para medir el aislamiento deberá de calcularse en una forma convencional. Si serán usados los valores de corriente y Watts, la lectura del medidor registrada es multiplicada por su respectivo multiplicador en suma al factor igual del radio de 100 para el punto verificado. Por ejemplo, si el medidor se verifica en 50 divisiones, la lectura obtenida del medidor (al mismo tiempo la correspondiente corriente y Watts multiplicador). será multiplicada por 100/50 ó 2. Los valores de corriente y Watts calculados deberán de ser equivalentes a valores de 10 kV. Refiérase a la discusión descrita en esta sección como: CALCULO DE RESULTADOS, CALCULO DE CORRIENTE EQUIVALENTE DE 10 KV Y WATTS POR MEDICIÓN VERIFICADA EN 50 DIVISIONES. Para ilustrar que lo anterior es válido, se sugiere que las pruebas que se han desarrollado en el espécimen podrá soportar las pruebas completas de potencial, primero a un potencial de prueba total y posteriormente a voltaje reducido (esto es, menos de 2 kV). Solo se debe tomar en cuenta una precaución cuando se usa el M2H en una prueba de voltaje a menos de 2 kV. Cuando se seleccione el apropiado multiplicador de corriente a voltaje reducido, debe ser tal que la lectura del medidor de corriente (en escala de divisiones) no exceda el nivel de verificación. Por ejemplo, asumir un caso donde el medidor es verificado en 50 divisiones. Si el multiplicador de corriente se regresa y la lectura del medidor es 60 divisiones en el multiplicador de 1 miliamper, no tome la corriente en este multiplicador. En vez de eso, cambie la posición del multiplicador a 2 miliamperes donde la lectura del medidor deberá ser menor a 50 divisiones (esto es en el caso de, la lectura del medidor serán 30 divisiones). Excediendo el punto de verificación en el medidor de la lectura de corriente puede prevenirse un balance propio en el ajuste de Watts del que se ha obtenido. 2-16

M2H-I-195


12. INTERFERENCIAS ELECTROSTÁTICAS. (USO DEL ICC) GENERALIDADES. Las pruebas que son desarrolladas en subestaciones energizadas pueden verse afectadas por corrientes parásitas cabalmente atrapadas entre las terminales de prueba del espécimen y por la cercanía de líneas energizadas, barras, y equipamiento. Este acoplamiento capacitivo tiene un mínimo cuando para la prueba el espécimen se aísla completamente de toda conexión con las barras; en este caso referirse a la sección 4: PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA, GENERAL, BARRAS CONECTADAS Y AISLAMIENTOS. En general, sin embargo, para subestaciones debajo de muy altos voltajes, el efecto de las corrientes interferidas es distribuido satisfactoriamente por el uso del interruptor reversible en el circuito suplementario del equipo de prueba M2H. En ausencia de interferencia electrostática, la lectura del medidor de corriente y la lectura del medidor de watts serán la misma para ambas posiciones del interruptor reversible. Cuando la corriente electrostática de interferencia entra al circuito de medición M2H, las lecturas del medidor difieren de ambos lados del interruptor reversible. (Nota: el principio básico de la técnica reversible es para vectorialmente añadir la corriente de interferencia a la corriente del espécimen por una lectura reversible entonces vectorialmente se obtienen por la segunda lectura reversible. El promedio de las dos lecturas es el valor de corriente del espécimen). Existen algunos factores para considerarse cuando se analice el efecto de interferencia electrostática con la medición efectuada con el equipo M2H; estos se resumen en lo siguiente: 1. La corriente de interferencia electrostática viaja a tierra a través del cable de prueba de alto voltaje (y, a través del devanado de alto voltaje del transformador del equipo M2H) y de los conectores de bajo voltaje donde la corriente de prueba tomada por el espécimen regresa a la conexión del equipo de prueba. Refiérase a la figura 1-9 (a), (b) y (c). 2. El efecto de interferencia depende del modo de prueba (GST ó UST), la posición más cercana de líneas energizadas, de barras y de equipo relativo a las terminales del espécimen, y el uso de conectores LV determinados para la posición del interruptor LV en el transformador del M2H. 3. La influencia de la interferencia electrostática no depende de la magnitud de la corriente de interferencia por si misma, pero principalmente en su magnitud relativa a la corriente total del espécimen y la componente en fase del espécimen (pérdidas – watts) de la corriente total; la relación del ángulo de fase de estas corrientes es solo un factor. Así para dar un monto de interferencia, la influencia de la corriente de interferencia será menor cuando el objeto de prueba es un espécimen con capacitancia relativamente grande (como un transformador de potencia) donde la corriente total del espécimen es relativamente grande. 4. Cuando la corriente total del espécimen es usualmente más grande que la componente en fase (pérdidas – Watts) de la corriente total del espécimen, la diferencia entre las dos cambia las lecturas que son generalmente mas grandes cuando se midan las pérdidas de watts. 5. Algunas veces las lecturas del medidor fluctúan porque la interferencia electrostática está cambiando relativamente la prueba del espécimen. Por ejemplo, esto puede ocurrir en días de mucho viento cuando las líneas energizadas cercanas que están generando corrientes de interferencia están oscilando debido al viento. La fluctuación la cual es el resultado de esto se nota más durante la medición de las pérdidas de Watts. Cuando la fluctuación ocurre, y no es excesiva, cada una de las lecturas cambiantes del M2H-I-195

2-17

Guía del Usuario del M2H-D medidor deberán ser tomadas como un promedio entre los valores máximos y mínimos producidos por la fluctuación. Si las fluctuaciones son excesivas, el resultado deberá ser considerado erróneo y no tomarse en cuenta.

MIDIENDO LA CORRIENTE ELECTROSTÁTICA DE INTERFERENCIA. La corriente de interferencia causa voltajes que son introducidos dentro del circuito de medición del M2H en dos posiciones, lo más importante es cual está a través del Rango del resistor asociado con el multiplicador de corriente (refiérase al esquema del instrumento M2H). La segunda posición está en la salida del mismo inductor asociado con el ajuste de watts. El ICC es capaz de inyectar dentro del medidor del amplificador un voltaje que esencialmente compensa los voltajes introducidos en el circuito medible por las corrientes de interferencia. Algunas veces, cuando la interferencia electrostática es grande, es interesante medir la corriente de interferencia que fluye a través del resistor del equipo de prueba. Esto simplemente puede hacerse como sigue: 1. Conecte todos los conectores de prueba al espécimen. 2. El interruptor LV del transformador M2H se coloca en la posición la cual será usada para la medición requerida. 3. El medidor del amplificador se coloca en la posición normal. Esto es complementado alcanzando el voltaje de prueba a 10 kV, y ajustando el medidor de corriente y watts en 100 divisiones, en verificar, usando el control del medidor ADJ. 4. El control del voltaje está en posición 0. 5. El interruptor ICC en fuera, y el interruptor reversible se coloca en una de las dos posiciones dentro. 6. El interruptor del operador de seguridad y el interruptor de la extensión de seguridad se sueltan ambos. 7. El interruptor selector es colocado en la posición “corriente”. Entonces el multiplicador de corriente se gira para producir la lectura más alta en al escala del medidor de corriente y watts. Esta lectura del medidor a tiempo del multiplicador de corriente, es la magnitud de la corriente de interferencia electrostática a través del resistor M2H. Refiérase al ejemplo de la hoja de prueba en la sección 4.que menciona PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA, INTERRUPTORES DE CIRCUITO Y RECIERRES, EN TANQUE VIVO (“T” y “Y”) INTERRUPTORES MODULARES. 8. La corriente de interferencia electrostática a través del resistor del M2H varía con la posición del interruptor LV. Si una prueba adicional va a ser efectuada usando los mismos conectores del equipo de prueba, pero diferentes características del interruptor LV, entonces repita las mediciones para una diferente característica del interruptor LV. 9. La corriente electrostática de interferencia a través del resistor del M2H, varía con las conexiones de prueba. Si adicionalmente, la prueba se efectúa usando diferentes conexiones de prueba, entonces repita la medición de la corriente de interferencia después de cambiar las conexiones de la prueba y usando los apropiados parámetros del interruptor LV. 2-18

M2H-I-195


CUANDO SE UTILIZA EL ICC Cuando la resultante de la corriente de interferencia electrostática a través del resistor del equipo de prueba es relativamente mayor a la corriente total del espécimen, es recomendable el uso del ICC. En general, el ICC no es utilizado hasta que las mediciones han sido intentadas de una manera normal con el ICC fuera. Use el ICC cuando una de las siguientes condiciones ocurra: 1. Cuando para una de las dos lecturas de watts reversibles, el control de ajuste de watts se desajusta antes de obtener una lectura mínima. 2. Cuando una o ambas lecturas de watts reversibles no puede ser obtenida en el más sensible (por ejemplo lo más bajo) multiplicador de watts. Esto supone que las pérdidas del espécimen, por si mismas, son relativamente bajas tales que pueden ser normalmente medidas en más sensible multiplicador de watts en la ausencia de interferencias electrostáticas. 3. Cuando se obtienen dos lecturas de watts reversibles del medidor, una lectura con polaridad positiva y una con polaridad negativa y la diferencia en magnitudes absolutas de estas dos lecturas del medidor es menos de cuatro divisiones. Sobre todo, en el primer caso mencionado el ICC deberá utilizarse. En el segundo y tercer caso el ICC deberá ser usado. Cuando la interferencia electrostática es extremadamente alta, se obtiene adicional beneficio por desconectar todo el bus de las terminales del aparato probado y aterrizar todos los objetos cercanos no incluidos en la medición (tal como módulos adyacentes en el caso de probar los interruptores en tanque vivo). Para otros comentarios refiérase a la sección cuarta donde se menciona: PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA, GENERAL, BARRAS CONECTADAS Y AISLAMIENTOS.

COMO USAR EL ICC Para usar el ICC, proceda de la siguiente manera: 1. La última versión del Transformador del M2H tiene un receptáculo separado con voltaje de alimentación de 120 Volts de corriente alterna para operar el Circuito de Cancelación de Interferencia (ICC) del equipo de prueba. Ha sido establecido, cuando el nivel de corriente de interferencia electrostática es demasiado alto relativo al total de corriente del espécimen, y el ICC será más efectivo cuando es alimentado de una fuente de 120 volts de ac la cual es enteramente separada de la que opera el equipo M2H o utilizada de diferente fase de la misma fuente. 2. Coloque el interruptor del ICC en la posición fuera. 3. Determine el propio multiplicador de corriente para el espécimen que será probado, realizando una medición preliminar de una manera normal para ambas polaridades del voltaje de prueba. 4. El interruptor selector es colocado en posición WATTS. 5. El multiplicador de WATTS es colocado en el multiplicador más alto para el particular multiplicador de corriente que será utilizado. M2H-I-195

2-19

Guía del Usuario del M2H-D 6. El control de VOLTAJE es colocado en voltaje cero, en el tope del sentido de contra reloj. 7. El interruptor del circuito, interruptor reversible, el interruptor del Operador de seguridad y el interruptor de la extensión de seguridad deberán estar en la posición dentro durante los siguientes ajustes de los controles del ICC. 8. Colocar el interruptor del ICC en la posición baja y ajustar ambos controles del ICC para obtener una mínima lectura del medidor CORRIENTE Y WATTS. (Si la corriente de interferencia es mayor a 2.0 miliamperes, como una medición inicial, entonces coloque el interruptor del ICC en la posición alta). Sucesivamente más sensibilidad del multiplicador de WATTS ( por ejemplo, numerales bajos) deberá usarse para obtener el mas adecuado balance utilizando solamente el Control del ICC. Debiendo ser la lectura inicial en una escala tal que la lectura mínima no se obtiene, entonces el control del medidor ADJ puede regresarse en sentido de contra reloj hasta que el medidor de CORRIENTE Y WATTS se lea dentro de la escala. Ambos controles ICC están ajustados para obtener una lectura mínima inicial. En seguida, el control del MEDIDOR ADJ deberá girarse en el sentido del reloj para incrementar la lectura del medidor y el control del ICC usando sucesivamente mas sensibilidad del MULTIPLICADOR DE WATTS para obtener el balance final. 1. Repita la prueba en el espécimen de una manera normal con el interruptor del ICC permaneciendo en la posición baja ( o alta) como se indica en el paso 8. Registre la lectura del medidor y la lectura del selector y multiplicador, es una manera normal con ambas polaridades del voltaje de prueba; la polaridad (+ o -) deberán determinarse las lecturas del medidor de WATTS. NOTA Cuando se utiliza el ICC, este factor deberá anotarse en la hoja de lecturas Así, cuando es apreciable la lectura de Watts inversa, entonces anote las Lecturas individuales del medidor de Watts y con el signo correspondiente de la Polaridad en el margen izquierdo de la hoja de lecturas como resumido en la Hoja de prueba en el ejemplo de la sección cuarta donde se menciona: PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA DE INTERRUPTORES DE CIRCUITO, INTERRUPTORE DE TANQUE VIVO “T” Y“Y” MODULARES. 2. El control ICC deberá ser ajustado cada vez que se realicen las conexiones para la prueba o sea cambiada la posición del interruptor LV. 3. Si el ICC no se requiere, el interruptor del ICC deberá ser colocado en la posición fuera

INTERFERENCIA FUERA DE SINCRONISMO. En casos raros, cuando el equipo cercano se energiza desde otro sistema de 60Hz no en sincronismo con el sistema suplementario de voltaje usado para energizar el equipo de prueba, la corriente de la interferencia electrostática puede ser de una frecuencia distinta. Si la interferencia está presente pero escasamente de baja frecuencia, las lecturas del medidor pueden fluctuar. Esto se puede eliminar obteniendo el suministro de 120 Volts para el equipo de prueba del mismo sistema el cual es responsable de la interferencia o sincronizando los dos sistemas. Aterrizando y removiendo la conexión de las barras del espécimen probado decrecerán los picos y el efecto de interferencia. Si ocurren fluctuaciones y no son muy severas, entonces las lecturas del medidor deberán de tomarse como una lectura entre el máximo y el mínimo del medidor. 2-20

M2H-I-195

Guía del Usuario del M2H-D Para comentarios adicionales en interferencias fuera de sincronismo, refiérase a las publicaciones de las Conferencias Doble tituladas “Prueba de Factor de Potencia en presencia de interferencias electrostáticas”, Minutas de las Conferencias Doble en 1959, Sección 3-101.

VERIFICANDO LAS INSTRUCCIONES DEL INTERRUPTOR DE PRUEBA ICC. 1. Con el interruptor del ICC en posición fuera, energizar el equipo de prueba a 10 kV. El cable de prueba de alto voltaje puede ser uno u otro en claro o desconectado completamente del equipo de prueba. 2. Con el interruptor selector en la posición de verificar, ajuste el medidor de CORRIENTE Y WATTS en las 100 divisiones. 3. Disminuya el voltaje del equipo de prueba a cero. 4. Localice el interruptor del ICC en la posición ALTA. 5. Mueva el interruptor SELECTOR a la posición de MULTIPLICADOR DE CORRIENTE; seleccione el MULTIPLICADOR DE CORRIENTE en 0.2 miliamperes. 6. Presione el botón blanco del ICC etiquetado PRUEBA. En el medidor de corriente deberán leerse aproximadamente 50 divisiones (10 miliamperes). 7. Suelte el botón de prueba del ICC y coloque el interruptor en la posición BAJA. 8. Coloque el multiplicador de corriente en 0.1 miliamperes. 9. Suelte el botón de prueba BLANCO DEL ICC. En el medidor de corriente deberán leerse aproximadamente 20 divisiones (2.0 miliamperes). 10. Regrese el interruptor del ICC a la posición FUERA.

M2H-I-195

2-21


CALCULO DE RESULTADOS El equipo de prueba M2H mide la corriente equivalente de 10 kV (MILIAMPERES Y MICROAMPERES) y pérdidas dieléctricas (WATTS). A pesar de una prueba resiente de potencial aplicado al espécimen, las lecturas del medidor indican los mismos valores de corriente y Watts como si fueran aplicados los 10 kV. Esto es cierto, siempre que se conozca la impedancia del espécimen y no varíe entre la actual prueba de voltaje y 10 kV. Esto es válido para la gran mayoría de los espécimen; sin embargo, pueden haber excepciones tales como Apartarayos de bajo voltaje y embobinados de transformadores los cuales son probados por corriente de excitación. Es importante mencionar que los aislamientos defectuosos también podrían exhibir una variación del resultado de las pruebas con voltaje en relación a la naturaleza del defecto. Generalmente, cada dos lecturas del medidor (por cambio de polaridad del potencial de la prueba) se toma la lectura a lo más cercano a un décimo de división para equipos M2H digital y al mínimo de media división para equipos M2H con medidor analógico solamente. Involucrando en algunas situaciones a los equipos analógicos, es importante recordar que la exactitud de cada lectura es una décima por división; por ejemplo, cuando se toma la diferencia entre las aproximaciones de dos lecturas iguales del medidor de Watts en signos opuestos de polaridad o cuando se miden pérdidas muy bajas. Los siguientes ejemplos asumen la presencia de interferencias electrostáticas cuyo resultado de la corriente y Watts revoca la lectura de magnitudes diferentes. Todas las lecturas están tomadas con la aproximación de una décima de la división.

CALCULO DE LA CORRIENTE (MILIAMPERES O MICROAMPERES) Ejemplo 1 Ejemplo 2

1ª lectura 62.2 27.3

2ª lectura 62.8

promedio 62.5

multiplicador 0.2 mA (20µA)

corriente 1.250 mA (1250 µA

27.9

27.6

1 mA

27.6 mA

Para los resultados apropiados de la prueba es imperativo que el correcto multiplicador de corriente deba ser anotado. Las dos lecturas con polaridades inversas de la prueba de potencial deberán ser tomadas usando el mismo multiplicador.

CALCULO DE LOS WATTS. 1ª lectura Ejemplo 1 (a) +12.6 (b) +12.6

2ª lectura +4.6 -4.6

promedio +8.6 +4.0

multiplicador 0.01 0.01

Watts 0.086 0.040

Ejemplo 2

+18.3

+19.6

0.2

3.92

+20.9

Note que cada lectura del medidor de Watts tiene un signo de polaridad algebraica, la cual es una parte integral de la medición. Si un signo de la polaridad no es anotado en la hoja de captura de datos por el ingeniero de pruebas entonces la lectura se toma como positiva. Un signo incorrecto de polaridad o fallas al obtener la polaridad, puede tener un significante efecto en el resultado final. En los ejemplos dados, note que los Watts calculados en el ejemplo 1 (a) es apreciablemente más alto que las Watts calculados en el 2-22

M2H-I-195

Guía del Usuario del M2H-D ejemplo 1 (b) por una diferencia del signo de la polaridad en la segunda lectura. Esto ilustra la importancia de obtener el correcto signo de la polaridad. Como para las lecturas de corriente, ambas lecturas del medidor de Watts con polaridad inversa de la prueba de voltaje deberán ser obtenidas usando el mismo multiplicador de Watts. Para comentarios adicionales, refiérase a la discusión anterior en esta sección donde se menciona OPERANDO EL M2H, PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DEL EQUIPO DE PRUEBA, 12. INTERFERENCIA ELECTROSTATICA (uso del ICC).

CALCULO DEL PORCIENTO (%) DEL FACTOR DE POTENCIA. El factor de potencia es la proporción de los Watts al total de voltamperes. Desde el aislamiento del espécimen que generalmente tiene un bajo factor de potencia, es conveniente expresar esta proporción en porciento; por lo tanto, al potencial de 10 kV, la fórmula del factor de potencia es:

Ejemplo 1 (a) 1 (b) Ejemplo 2

%Factor de Potencia = Watts x 10 . Miliamperes Corriente (mA) Watts 1.250 0.086 1.250 0.040 27.6

3.92

% Factor de Potencia 0.69 (0.7) 0.32 (0.3) 1.42 (1.4)

Es por costumbre anotar el por ciento del factor de potencia calculado con aproximación de una centésima de decimal; sin embargo, después de que es aplicada la corrección por la temperatura o si no se requiere la corrección por temperatura, entonces redondee el por ciento del factor de potencia a la aproximación de un décimo porcentual (ver redondear los valores en paréntesis en los siguientes ejemplos). El factor de potencia es calculado simplemente usando el calculador de factor de potencia de la DOBLE. El calculador tiene dos lados, uno para datos obtenidos con el equipo de prueba DOBLE de 10 kV y el otro para datos obtenidos con el equipo DOBLE de 2.5 kV. El calculador mostrado en la figura 2-1 indica el lado del equipo de 10 kV para leer el factor de potencia basado en la lectura de corriente y Watts dadas en el siguiente ejemplo 1 (b).

CALCULO DE LA CAPACITANCIA Para el control del ajuste de los Watts, el equipo de prueba tipo M2H está equipado con un cuadrante calibrado para leer la capacitancia del espécimen. Las lecturas del cuadrante son directamente en picofarads (pF) cuando multiplicadas por el multiplicador de capacitancia (CAP MULT), el cual varia con el rango del multiplicador de corriente. En uso normal, para cada vez el equipo de prueba se ajusta para la lectura de watts ( por ejemplo las lecturas del medidor de watts balanceadas para un mínimo de variación), y se toma la lectura del cuadrante de la capacitancia. Las dos lecturas obtenidas para polaridades opuestas de la prueba de potencial son anotadas añadiendo y dividiendo entre 2; el promedio de las lecturas es ahora multiplicado por el multiplicador de capacitancia (CAP MULT). Ambos cuadrantes de capacitancia dan lecturas cambiadas y son siempre valores positivos aún cuando un medidor de lecturas de watts tenga una polaridad de signo negativo. M2H-I-195

2-23

Guía del Usuario del M2H-D Cuando la prueba del espécimen tiene un factor de potencia menor de 15 %, su capacitancia debe ser cercana aproximándose a la corriente por la siguiente fórmula: Capacitancia (pF) = 265 x Miliamperes (para 60 Hz) Capacitancia (pF) = 318 x Miliamperes (para 50 Hz)

(8) (9)

La carta de la figura 2-2- también puede ser usada para convertir el equivalente de 10 kV Miliamperes (60 Hz) a capacitancia en picofarads.

Ejemplo: 1. Sitúe el indicador del calculador (flecha corta) en la corriente (1250 µA). 2. Leer el % del factor de potencia (0.32) opuesto en Watts (0.04) Ver la flecha mostrada en la figura.

Figura 2-1 Calculador DOBLE de factor de potencia (10 kV corriente & Watts)

2-24

M2H-I-195


Capacitancia en Picofarads

Miliamperes a 10 KV

Figura 2-2 Escala para convertir el equivalente de Miliamperes en 10 kV a 60 Hz a Capacitancia en picofarads

CALCULO DE LA RESISTENCIA EN PARALELO DE CA Para la prueba del espécimen el cual es fundamentalmente resistivo o tiene muy baja capacitancia, un criterio viable para el análisis de los resultados de la prueba puede ser a través de las pérdidas dieléctricas (Watts) o resistencia de corriente alterna (ca). Ejemplos de esto: Apartarayos; aislamientos: prueba de collar caliente; etc. En el caso de los Apartarayos, el material usado es fundamentalmente resistivo al natural y por lo tanto, resulta un factor de potencia muy alto, aproximadamente al 100 % en algunas instancias. En los siguientes tres ejemplos, la capacitancia involucrada es relativamente pequeña con el resultado de “errado”, el cual puede causar relativamente gran incremento en una capacitancia aparente o corriente de carga, y puede tener un apreciable efecto en el factor de potencia calculado. Ambas pérdidas dieléctricas y resistencia ac son una función de las dimensiones, tan bien como del tipo de material aislante involucrado, mientras que el factor de potencia es independiente del tamaño. El equipo de prueba tipo M2H mide pérdidas-Watts directamente. Por lo tanto, la resistencia paralelo ca del espécimen (ver figura 1-5 (b) y 1-6) puede ser calculada usando la siguiente fórmula en la cual “Rp” es la resistencia paralelo en Ohms, “E” es el potencial de prueba en volts, y “W” son las pérdidas en Watts: Rp = E² / W

(10)

Si “R” es en megaohms y “W” es en términos del equivalente 10 kV, la fórmula puede ser reducida a: Rp (megaohms) =

100 Watts

(11)

CONVIRTIENDO LA CORRIENTE EQUIVALENTE DE 10 KV Y WATTS A VALORES ACTUALES. El equipo de prueba tipo M2H tiene una capacidad única de lecturas de valores equivalentes de 10 kV de la corriente y watts, a pesar de la actual prueba de potencial, suministrándolo al espécimen no tiene un voltaje M2H-I-195

2-25

Guía del Usuario del M2H-D no lineal contra las características de corriente. Esto último es cierto en prácticamente todos los aislamientos de los aparatos cuando son probados a bajos voltajes a excepción del efecto corona. Por consiguiente, los valores obtenidos a 10 kV son valores actuales de corriente y Watts en ese voltaje de prueba. Los valores de corriente obtenidos en la prueba de bajo voltaje son valores equivalentes de 10 kV, los cuales son mas altos que la actual corriente tomada por el espécimen por un factor igual al proporcional de 10 kV y a los kV de la prueba actual; sin embargo, el equivalente a 10 kV en watts es indicado por el medidor de corriente y watts será más alto que las pérdidas watts actuales del espécimen por un factor igual al cuadrado del equivalente de 10 kV para los kV de la prueba actual (ver ecuación (13)) Corriente Actual = Corriente equivalente a 10 kV X kV Prueba Actual 10 Watts actuales = Watts equivalentes a 10 kV X (kV Prueba Actual)² 10

(12) (13)

CALCULO DE LA CORRIENTE EQUIVALENTE A 10 KV Y WATTS PARA VERIFICAR EL MEDIDOR EN 50 DIVISIONES Refiérase a la discusión en la sección 2 que menciona: OPERANDO EL M2H, PROCEDIMIENTOS DE OPERACIÓN DEL EQUIPO DE PRUEBA, 11.Pruebas a un voltaje menor de 10 kV, Inciso b.

Medidor Verificado a 50

Lectura del Medidor de Corriente 42.5

Multiplicador de corriente

Corriente Medida

0.1 mA

4.25 mA

Corriente equivalente de 10 kV = 42.5 X (100/50)) X 0.1 = 8.50 mA Lectura del Medidor de Watts 12.5

Multiplicador de watts 0.02

Watts medidos 0.250

Watts equivalentes a 10 kV = 12.5 X (100/50)) X 0.02 = 0.50 Watts Pero: 1.

Utilizando las lecturas del medidor “tal cual se obtienen”

% Factor de Potencia = 0.25 X 10 = 0.59 4.25 2.

Utilizando las lecturas convertidas a valores equivalentes de 10 kV

% Factor de Potencia = 0.50 X 10 = 0.59 8.50 Este ejemplo ilustra que si solamente el por ciento de factor de potencia se requiere para medir el aislamiento, entonces no es necesario convertir las lecturas de corriente y watts a valores equivalentes de 10 kV. Sin embargo, comparando las lecturas de corriente y watts con los resultados obtenidos en el medidor verificado en un modo normal (por ejemplo en 100 divisiones), entonces viene a ser necesario convertir a valores equivalentes de 10 kV. 2-26

M2H-I-195


COMPARACIÓN DE LAS LECTURAS TOMADAS CON EL EQUIPO DE PRUEBA DOBLE DE 2.5 KV CONTRA EL 10 KV Algunas veces es necesario convertir las lecturas tomadas con el equipo de prueba Doble tipo M2H a valores equivalentes basados en el equipo de prueba Doble de 2.5 kV y viceversa. En relación, referirse a las tablas de conversión y fórmulas de la figura 2-3. Note que dependiendo del voltaje entre 2.5 y 10 kV utilizado en el espécimen, la capacitancia y el factor de potencia obtenidos a estos dos voltajes deberán ser iguales. MICROAMPERES A 10 KV

MILIVOLTAMPERES A 25 KV

Microamperes a 10 kV = 1.6 X MVA a 2.5 kV MVA a 2.5 kV = 0.625 X microamperes a 10 kV (a) MILIAMPERES A 10 KV

MILIVOLTAMPERES A 2.5 KV

Miliamperes a 10 kV = MVA a 2.5 kV 625 MVA a 2.5 kV = 625 X miliamperes a 10 kV (b) WATTS A 10 KV

MILIWATTS A 2.5 KV

Watts a 10 kV = MW a 2.5 kV 62.5 MW a 2.5 kV = 62.5 X Watts a 10 kV (c) Figura 2-3 Comparación Teórica Entre Miliamperes y Watts A 10 kV, y Milivoltamperes y Miliwatts a 2.5 kV

M2H-I-195

2-27


INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS DE PRUEBA OBTENIDOS CON EL M2H En el complemento de las series de resultados de prueba mostradas en este manual, cada componente mayor del aislamiento del aparato debería ser agrupado para su servicio en uno de los siguientes clasificaciones: 1. Bueno – Satisfactorio para el servicio hasta el siguiente período de prueba. 2. Deteriorado – Satisfactorio para el servicio pero deberá ser verificado nuevamente en no más de seis meses en orden para determinar si la falla es progresiva. 3. Investigarlo – Si el tiempo no permite una investigación inmediata y completa de la causa de la condición anormal encontrada durante la prueba, deberá de efectuarse una nueva investigación lo más pronto posible. 4. Malo – Reacondicionarlo o removerlo del servicio. Los resultados de la prueba inicial en el aislamiento del aparato constituye el comparativo con los resultados de las subsecuentes pruebas. Con el fin de determinar si los resultados de las pruebas iniciales son aceptable, las datos deberán ser comparados con los obtenidos en fábrica y/o con los resultados obtenidos en aparatos similares. En esta última observación, las comparaciones deberán efectuarse con datos recopilados de unidades similares del mismo sistema, y/o con datos publicados en los libros de referencia de la DOBLE, particularmente en el libro de referencias de resultados de las pruebas de factor de potencia Es importante reconocer que mientras el factor de potencia es uno de los más relevantes parámetros de juicio de la condición del aislamiento, este no es el único criterio. Por ejemplo, en el caso de un espécimen de relativa baja capacitancia, los cambios presentados en las pérdidas dieléctricas deberán ser más significativos que el factor de potencia, desde relativamente pequeñas variaciones en la corriente obtenida (causada por factores viables tales como brincos de corriente a tierra)causando aparentemente diferencias en el calculo del factor de potencia. Así, en el caso de sistemas con aislamientos hechos de la serie condensadores en capas; los cambios en la corriente de excitación o en la capacitancia indicarán la presencia de un problema de corto circuito en las capas del aislamiento la cual puede no ser completamente evidente con solamente el cálculo del factor de potencia. En el caso de un caso supuesto, se requiere una mayor atención a todos los parámetros de las pruebas de: corriente de excitación, pérdidas dieléctricas, capacitancia, factor de potencia y en algunos casos resistencia ca. El equipamiento en malas condiciones obviamente no deberá ser puesto en servicio; sin embargo, entre los extremos de bueno o malo aparece una área gris de incertidumbre. Deberá ser reconocida para ciertas condiciones que pueden resultar en aparentemente grandes cambios en los resultados de las pruebas, pudiendo ser natural que el equipo no se pone en peligro. De otra manera, deficiencias serias pueden causar solamente pequeños cambios en uno o más de los parámetros de la prueba. Con estos razonamientos, por lo tanto, el ingeniero de prueba deberá ser objetivo con sus resultados para un riguroso análisis y basado finalmente en el juicio de otros factores adicionales como son: edad, importancia del aparato en el sistema; 2-28

M2H-I-195

Guía del Usuario del M2H-D experiencia de los usuarios con el aparato en cuestión (refiérase al cuestionario técnico de la DOBLE para asistencia), etc. En este caso, deberá ser solicitada la experiencia de los ingenieros de la DOBLE.

Sin embargo los resultados de las pruebas que no son obviamente malos, ni totalmente propios del rango bueno, es una práctica general el elaborar una serie de pruebas repetidas en relativamente cortos intervalos en orden para mantenerse al corriente de la condición y para establecer una dirección. Existen dos tipos de parámetros: (1) un gradual y consistente cambio en uno o más parámetros de prueba el cual resultará de la contaminación general, deterioro o normal envejecimiento y (2) un notable cambio de los resultados. Este último es usualmente la mayor causa de desconcierto. Si un acelerado cambio es establecido, entonces el equipo debería ser retirado del servicio tan pronto como fuera posible para una inspección interna y su reparación. Para otros nuevos detalles refiérase al boletín, GUIA DE LOS RESULTADOS DE LAS PRUEBAS DE AISLAMIENTO DE LA DOBLE, en la sección general del libro de referencia de las pruebas del factor de potencia de la DOBLE.

REGISTROS DE LAS PRUEBAS GENERALIDADES Los formatos de los resultados han sido elaborados por la Compañía DOBLE Engineering para conservar los resultados de las pruebas. Estas formas son basadas en muchos años de experiencia y son el resultado de muchas revisiones y modificaciones. Estos suman ordenadamente los procedimientos de prueba para varios tipos de aparatos y permiten adecuadamente conservar los resultados obtenidos. Se obtienen grandes beneficios de los reportes de servicio de la Compañía DOBLE Engineering únicamente cuando los resultados de las pruebas son claramente anotados y completos. Es una practica general hacer una copia legible en campo y de esto, hacer reproducciones en una máquina copiadora. Las copias varias son distribuidas en acorde con la política de la compañía. Es preferible someter las hoja de resultados de prueba a la DOBLE, para su revisión; en pequeños lotes a intervalos frecuentes. Deberá de tomarse en cuenta, que someter los datos para su revisión por DOBLE contribuye a la recopilación de los resultados de las pruebas, los cuales son publicados periódicamente para asistir en campo al análisis de los resultados. ANTES DE QUE EL EQUIPO REGRESE A SERVICIO TODAS LAS HOJAS DE PRUEBA DEBERÁN SER LLENADAS COMPLETAMENTE EN EL CAMPO, INCLUYENDO TODOS LOS CALCULOS, INFORMACION DE LOS DATOS DE PLACA, RANGOS DE AISLAMIENTO, ETC.,. Si las hojas de datos enviadas a la compañía DOBLE para su revisión son legibles y propiamente llenadas, para la Compañía DOBLE ( rindiendo su reporte para el cliente) es viable hacer diferentes comentarios que son necesarios sin realizar suposiciones y sin comentar en aspectos siempre reconocidos por el ingeniero de pruebas. Varios factores pertenecientes a la prueba pueden ser obvios para el ingeniero de prueba, pero por menos de estos factores son gravados solamente como una parcial historia para que puedan ser revisados posteriormente.

M2H-I-195

2-29

Guía del Usuario del M2H-D Cuando las pruebas son efectuadas, todos los factores pertinentes y los datos deberán ser anotados. La siguiente lista es de algunos datos los cuales deben ser anotados en los formatos: 1. Nombre de la Compañía, localización de la prueba, designación del equipo, resultados obtenidos, condiciones meteorológicas, y fecha de la prueba. Indicar claramente si el equipo ha sido probado por primera vez (ejemplo, prueba de aceptación, o pruebas después de un prolongado almacenaje, etc.) 2. Anotar todos los datos de placa del aparato y sus accesorios asociados, tales como boquillas. La edad del equipo es muy importante; así como, si el equipo ha sido reparado o reconstruido anteriormente. 3. Datos de placa de fábrica de pruebas tales como; Capacitancia, Factor de potencia. En algunas ocasiones esta información es incluida en la placa o en el manual de instrucciones provisto con el aparato. 4. Temperatura del aparato sujeto a prueba, así como la temperatura ambiente (en la sombra) y la humedad relativa. 5. El voltaje de prueba. 6. El medidor de lecturas y multiplicadores, el factor de potencia calculado y el factor de potencia corregido ( por temperatura), EN CASO DE CAMBIO DE LECTURAS LARGAS DEBIDO A INTERFERENCIAS ELECTROSTÁTICAS, ES PREFERIBLE GRABAR LAS LECTURAS DEL MEDIDOR INDIVIDUAL DE WATTS Y SU CORRESPONDIENTE SIGNO DE POLARIDAD. Refiérase a la hoja del ejemplo del interruptor de potencia. 7. En relación con la barras aisladores, y cables, los cuales permanecieron conectados (deberán ser desconectados o minimizados). 8. En el caso de transformadores de potencia, es recomendable ayudarse incluyendo un diagrama mostrando la posición relativa de las boquillas con respecto a la placa del transformador o alguna otra marca. 9. La razón de efectuar la prueba, si es por rutina o especial. Por ejemplo, ¿estaba el equipo fuera de servicio?; ¿está la unidad bajo sospecha de daño?; hacer otras sugerencias de pruebas para un posible problema; ¿existe alguna evidencia visual de daño? ( boquillas fracturadas, radiador con fugas, etc.) 10. Si el equipo de repuesto, ha sido probado bajo techo o a intemperie; ¿contó con una tierra externa necesariamente?; ¿ha sido probada la unidad en su empaque original?; etc. Ejemplos de hojas de pruebas son mostradas a continuación para interruptores en aceite, transformadores de doble embobinado, autotransformadores, transformadores trifásicos, equipo misceláneo, maquinaria rotativa y cable y conectores.

NUMERANDO LAS HOJAS DE PRUEBAS DOBLE

2-30

M2H-I-195

Guía del Usuario del M2H-D Un sistema de numeración de las hojas de prueba basado en arreglos lógicos es de mucha ayuda para establecer los archivos, así que las hojas de pruebas anteriores pueden ser fácilmente identificadas. El siguiente arreglo es uno típico: Localización – Tipo de Aparato (designación) – Año - Número Por ejemplo, el siguiente código puede ser usado para identificar las hojas de prueba en un interruptor de aceite (designado arbitrariamente como 111) en la Subestación Aaron, probado alguna vez en 1984: Aa – OCB (111) - 84 Si el interruptor fue probado por segunda vez en el mismo año, el nuevo número deberá ser designado como sigue: Aa – OCB (111) – 84A En el caso de que algún aparato tal como un transformador de potencia y sus accesorios, algunas veces todos los datos no pueden ser anotados en una sola hoja. En este caso se asume que el aparato es un transformador de potencia 301 del la Subestación Phillips, probado en 1984. Si existen dos hojas de prueba, entonces se deberá identificar como: Ph – T (301) – 84 - 1 y Ph – T (301) – 84 - 2

M2H-I-195

2-31


2-32

M2H-I-195


M2H-I-195

2-33


2-34

M2H-I-195


M2H-I-195

2-35


2-36

M2H-I-195


M2H-I-195

2-37


2-38

M2H-I-195


M2H-I-195

2-39


2-40

M2H-I-195


M2H-I-195

2-41


2-42

M2H-I-195


M2H-I-195

2-43


2-44

M2H-I-195


M2H-I-195

2-45


2-46

M2H-I-195


CAPÍTULO 3 MANTENIMENTO DEL EQUIPO DE PRUEBA TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DEL EQUIPO DE PRUEBA M2H El estuche del instrumento M2H, el estuche del transformador y los accesorios deberán ser almacenados en un lugar razonablemente limpio y seco. Si el estuche del instrumento, el del transformador, y/o los conectores internos y externos de los cables de prueba de alto voltaje son expuestos a un ambiente sucio y húmedo, se deberán limpiar y secar antes de usarse. Así como los conectores internos y externos de los cables, y el receptáculo del conector del cable guía del lado derecho del estuche del transformador, cuya huella a lo largo de su superficie, si se aplica un alto voltaje cuando están contaminados con excesiva suciedad de su superficie y/o humedad. Deberán asegurarse propiamente el estuche del instrumento M2H y del transformador al vehículo cuando sean transportados localmente y montados en una posición normal (preferiblemente localizados donde no sea directamente sobre el eje del vehículo). Si no es utilizado un contenedor acojinado o portaequipaje cuando se transporte el instrumento y transformador localmente, entonces es recomendable protegerlos de una posible vibración durante el transporte y de los brincos y golpeteos montándolos sobre algún material amortiguador de los choques (se recomienda de un espesor del material de 2” a 4”). El estuche del instrumento del transformador, y los accesorios deberán ser protegidos y empacados propiamente cuando se embarca por envío comercial (ver instrucciones de embarque más adelante).Convenientemente protegido en un contenedor de embarque usado para múltiples aplicaciones, que es puesto a su disposición por DOBLE . Evítese el doblar agudamente el cable de prueba de alto voltaje cuando se esté utilizando o cuando sea transportado. El cable deberá ser embobinado dentro de un diámetro no menor a 12 pulgadas de diámetro.

INSTRUCCIONES DE EMBARQUE EQUIPO DE PRUEBA M2H Siempre embarque el estuche del instrumento y del transformador en contenedores separados. Embárquese en empaque especial provisto por la Compañía DOBLE o empacarlo con estireno de 4” colocado en los cuatro lados. El receptáculo del lado derecho del estuche del transformador deberá ser protegido para librarlo de materiales extraños. Marcar: FRAGIL NO GOLPEAR.

72A-0965 Rev. C 1/98

3-1


ESTUCHE DE ACCESORIOS Primeramente empacar, cables y accesorios en el estuche de fibra con el equipo y atar el estuche de fibra con cuerda o fleje de acero. CELDA DE LIQUIDO AISLANTE La celda y la caja de plástico pueden ser empacadas dentro de la caja de fibra de accesorios para su embarque, y deberá ser cuidadosamente protegido para evitar una contaminación accidental del estuche de accesorios por el medio ambiente. Sin embargo, si el estuche de accesorios no es empacado o está muy lleno, entonces la celda limpia y el estuche deberán ser embarcados por separado. Deberá ser instalado relleno dentro y alrededor de la celda. Marcar: FRAGIL NO GOLPEAR Embarcar a: DOBLE ENGINEERING COMPANY 85 Walnut Street Watertown, Massachusetts 02172 NOTA El equipo de prueba que será embarcado y enviado a distancias considerables, deberá ser verificado una vez recibido. Esto incluye los equipos que han sido embarcados por la Compañía Doble Engineering. El equipo y sus accesorios deberán ser examinados por posibles daños físicos durante su recepción. El más simple pero efectivo método de verificar todo el arreglo del M2H es usar la celda Doble de líquido aislante como se describe aquí en la sección tres: Mantenimiento y Problemas del M2H, verificación de la calibración. Si se requieren verificaciones adicionales serán efectuadas como las indicadas en MANTENIMIENTO Y PROBLEMAS DEL M2H, PRUEBAS DE VERIFICACION EN EL CAMPO. Este procedimiento también se aplica a los equipos de prueba que han sido almacenados por períodos prolongados.

3-2

M2H-I-195


MANTENIMIENTO Y PROBLEMAS DEL M2H MANTENIMIENTO PREVENTIVO El equipo de prueba DOBLE tipo M2H de 10 kV es robusto y la experiencia ha demostrado que si es razonablemente transportado, puede dar muchos años de servicio libre de problemas. Como con el aparato de alto voltaje, es prudente la practica del mantenimiento preventivo en el estuche del instrumento M2H, el Transformador y sus accesorios. Se recomienda realizar la siguiente practica: •

Cuando va a ser transportado, el estuche del instrumento del M2H y del transformador deberán montados en un material que absorba los golpes (2” o 4” de espesor es recomendable).

•

No golpee el instrumento o el estuche del transformador.

•

Periódicamente verifique el apriete de todas las conexiones roscadas.

•

No coloque objetos sobre el cristal del medidor.

•

Examine el cable de alto voltaje periódicamente y verifique posible corrosión, tornillos flojos, muescas o cortes en la funda protectora y trazas de tensión en los conectores internos o externos.

•

No doble o enrolle el cable de alto voltaje muy estrecho, con diámetro. no menor de 12 pulgadas.

•

No use las guías de prueba como palanca.

•

No arrastre los cables de prueba de alto voltaje y otras guías por el piso, particularmente si es de piedra.

•

Examine los conectores internos de varias guías y accesorios periódicamente y no intente de tirón desconectar las guías del estuche del transformador.

•

Periódicamente examine los conectores en el instrumento y del estuche del transformador.

•

No tire del conector de bajo voltaje para desconectar el conector exterior.

•

Examine el interruptor de seguridad periódicamente.

•

Periódicamente verifique el receptáculo del conector en el lado derecho de estuche del transformador si está limpio y seco.

ser

Aún con el mejor de los cuidados, ocasionalmente ocurren problemas. Por consiguiente, el ingeniero de pruebas deberá ser capaz de resolver problemas simples para aislar el origen. PARA LOS EQUIPOS DE PRUEBA LOS CUALES SON ARRENDADOS POR LA COMPAÑÍA DOBLE ENGINEERING, NO DEBERÁ SER EJECUTADO NINGUN MANTENIMIENTO MAYOR O NINGUNA REPARACION DEBERA SER EJECUTADA, LLAMANDO A LA COMPAÑÍA DOBLE ENGINEERING PARA ASISTENCIA O SOLICITAR EL REEMPLAZO DEL EQUIPO. M2H-I-195

3-3


La siguiente sección de PROBLEMAS y PRUEBAS PARA VERIFICACIÓN EN CAMPO incluye sugerencias y pruebas específicas para asistir en puntualizar el origen de la dificultad o mal función

NOTA La mayoría de los problemas del equipo de prueba involucra solamente a los conectores de pruebas; esto es, a los cables de prueba de alto voltaje y a los conectores de bajo voltaje. Tener especial cuidado para la condición de estos puntos y consciente de que se realicen las verificaciones descritas a continuación en esta sección como pruebas de verificación en campo, a los cable de prueba de alto voltaje y a los conectores de prueba de bajo voltaje.

PROBLEMAS El diagrama esquemático incluido en este manual es relativamente fácil de seguir y deberá asistir en el diagnóstico de los problemas que podrían ocurrir en el equipo M2H. Las siguientes notas son unas guías de ayuda provistas para identificar la naturaleza y localización de los problemas. Cuando ocurre un mal funcionamiento o los resultados de las pruebas son cuestionables, deberán ser resueltas ciertas preguntas básicas y obvias. Por ejemplo: 1. ¿Es difícil o de origen, el problema en el equipo de prueba o en el espécimen? Esta pregunta puede ser resuelta separando las pruebas en el espécimen conocido, tal como hacer limpieza y secar, la celda de líquido aislante DOBLE y para lo cual puede utilizarse la comparación de los resultados que se han dado origen que se tienen en un registro. 2. ¿Es estable el origen de la potencia del equipo de prueba, de una magnitud de un voltaje propio y frecuencia, y está aterrizado apropiadamente? 3. ¿Está el origen del problema en el instrumento, o en el transformador, o en los cables de prueba de alto voltaje o conectores de bajo voltaje? Preguntas relacionadas con la integridad del propio aislamiento del cable de alta tensión pueden ser resueltas por relación de la prueba de potencial y verificando el equipo de prueba con y sin el cable conectado, El cable de alta tensión y los conectores de baja tensión pueden ser probados separadamente como se describe en VERIFICACIÓN DE LAS PRUEBAS EN CAMPO. La siguiente es una lista de posibles causas de potencial incipiente, esta referencia deberá ser hecha a la sección de VERIFICACION DE LAS PRUEBAS EN CAMPO para especificar las recomendaciones de la actual prueba de verificación que será efectuada para ayudar a localizar o confirmar el problema:

NO ES POSIBLE REALIZAR LA PRUEBA DE VOLTAJE 1. Cuando la luz verde de potencia no está encendida, verificar: a. La lámpara ( el ámbar de la lampara del relevador de tierra y el rojo de la lámpara de alto voltaje pueden estar encendidas por oprimir el interruptor de seguridad y el interruptor de la extensión de seguridad, con el control de voltaje en cero y conectadas las tierras propias aplicadas al equipo, entonces la lámpara verde de potencia o su enchufe pueden estar defectuosos y deberán ser verificados y reemplazados si fuera necesario). 3-4

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D b. Voltaje de línea bajo. c. Fusible principal de 25 amperes. d. El fusible del amplificador de 0.5 amperes (si el fusible se funde, verificar la lámpara; también verifique la potencia suplementaria del amplificador y el relevador de potencia suplementario del transformador). NOTA Un transformador reconstruido o restaurado tiene un esquema de protección para proteger el equipo de prueba en un evento donde se aplique un sobrevoltaje de 120 voltios de corriente alterna en el receptáculo. En el arreglo, los contactos del “relevador de protección de sobrevoltaje” están colocados para conectar un fusible de 0,5 amperes directamente a lo largo de la línea de voltaje de alimentación cuando se aplica un voltaje que excede de 135 voltios. Por consiguiente, un fusible volado de 0,5 amperes (el cual protege al relevador de tierra de una operación) indica la aplicación de un voltaje excedido de 120 voltios en el receptáculo. Una segunda variación del esquema de protección trae como resultado el desensamble del relevador de tierra; sin embargo, el arreglo modificado de los contactos de sobrevoltaje no causa el fusible volado de 0,5 amperes (refiérase al esquema del transformador de M2H).Por consiguiente, para este equipo, cuando la lámpara verde de potencial no se ha encendido, pero el fusible de 0.5 amperes no se ha volado, se deberá medir el voltaje de entrada para asegurar que no está excedido. En otro evento, si no enciende la lámpara verde, puede ser debido al excesivo voltaje de línea, bajo voltaje de línea, o no voltaje. El voltaje de línea deberá ser de 100 a 125 voltios de corriente alterna. 2. Cuando el interruptor del interruptor de seguridad se oprime, la lámpara verde de potencia está iluminada pero la luz de la lámpara ámbar del relevador de tierra no está iluminada, entonces verifique: a. La lámpara(la lámpara roja de potencia puede estar iluminada por oprimir el interruptor de seguridad del operador y el interruptor de la extensión de seguridad, con su propia tierra aplicada al equipo de prueba y el control de voltaje en cero, entonces la lámpara ámbar del relevador de tierra o su enchufe puede estar defectuoso y deberá ser revisado y reemplazado si fuera necesario) b. El interruptor del operador de seguridad. c. El armazón está aterrizado U-polarizado 120 voltios de corriente alterna, deberá de reemplazarse por un circuito suplementario. d. Conexión apropiada para la prueba a tierra. e. Que el botón de control de voltaje está en la posición extrema de contra reloj (marcado: REGRESAR A CERO). Verificar la apropiada crepitación del interruptor montado en el control de voltaje en el interior del equipo del autotransformador para asegurarse que ha operado cuando el control de voltaje es colocado en la posición tope a contra reloj. f.

El relevador de tierra.

M2H-I-195

3-5


3. La lámpara ámbar del relevador de tierra está en posición de encendida oprimiendo el interruptor del operador de seguridad, pero la lámpara roja de la luz de alto voltaje no enciende cuando el interruptor de la extensión de seguridad se oprime, verificar: a. Que el interruptor del circuito del M2H está dentro. b. Que la lampara se ilumina si marca lectura el medidor de KILOVOLTIOS A.C. (cambie la lampara con uno tomado del relevado de tierra o de la lampara de potencia). c. El interruptor de la extensión de seguridad si el medidor de los KILOVOLT A.C. no marca lectura y si el relevador de seguridad no opera. 4. La lampara roja de alto voltaje se enciende, pero el medidor de KILOVOLTIOS A.C. no responde, entonces verificar: a. Al regresar el interruptor no está en el centro (posición fuera). También, verificar el interruptor al regresarlo por si mismo. Algunas veces el voltaje es obtenido solamente en una posición. Esto indica tanto un interruptor defectuoso o un relevador defectuoso. b. Con el control del medidor ADJ girado en sentido de las manecillas del reloj, y el interruptor selector en la posición revisar, el medidor de corriente y watts debe incrementarse cuando el control de voltaje sea girado en el sentido de las manecillas del reloj. Si el medidor de corriente y watts responde, pero no así el medidor de kilovoltios, entonces esto indica una falla en el medidor de kilovoltios. c. Transformador con cambiador en alto voltaje.

5. La lampara roja de alto voltaje se enciende, pero el interruptor de circuito del M2H se suelta después de girar el control de voltaje, entonces verificar: a. Aislar la causa del disparo incrementando el voltaje de prueba. d. desconectar el cable de alto voltaje de la cubierta del transformador, e. desconectar el cable de alto voltaje de espécimen, pero aún conectado a la cubierta del transformador. b. Conexiones al espécimen. c. Capacitancia del espécimen de prueba(por ejemplo impedancia baja) que puede estar entre el rango de corriente del equipo de prueba. Vea la sección dos: OPERANDO EL M2H, PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DEL EQUIPO DE PRUEBA 11. PRUEBAS A VOLTAJES MENORES DE 10 Kv.

3-6

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D d. Cable de prueba de alto voltaje. Limpie el conector interior y el exterior, y haga revisiones en la resistencia del aislamiento como se describe en PRUEBAS DE VERIFICACION EN CAMPO. e. El receptáculo del conector del cable en el lado derecho de la cubierta del transformador vea que este limpio y seco y revise si hay indicios de mal colocado. También no debe haber separación entre las secciones del receptáculo. f.

Transformador de alto voltaje (VER PRUEBA DE VERIFICACION EN CAMPO).

EL MEDIDOR DE CORRIENTE Y WATTS ESTA MUERTO (CON EL VOLTAJE DE PRUEBA ELEVADO) 1. Revise el medidor o medidores de corriente y Watts así como las conexiones del mismo. 2. Revise el potenciómetro del medidor ADJ y asegúrese de que no este colocado más arriba del cero o que el contador en el sentido de las manecillas del reloj este totalmente parado. 3. Si el medidor de corriente y Watts está muerto en todas las posiciones del interruptor selector ( por ejemplo, verificar; las posiciones de “I” corriente; y “W”, Watts), entonces esto puede ser debido a una falla en el amplificador o en algún componente interno tal como el amplificador operacional.

LECTURAS ERRONEAS DEL MEDIDOR DE CORRIENTE Y DEL MEDIDOR DE WATTS. 1. ¿El problema es con UST, o GST, o ambos? 2. Revise la conexión entre el cable de prueba de alto voltaje y el espécimen; si lo indica use una conexión de guía de sujetador entre el cable de alto voltaje y el espécimen para con esto asegurar un buen contacto. 3. El cable de prueba de alto voltaje debe ser examinado. Si las terminales internas y/o externas están sucias y/o húmedas entonces límpielas y séquelas. Examine si hay signos de desacomodo y revise la resistencia del aislamiento como se describe en “PRUEBAS DE REVISION EN CAMPO”. Revise el receptáculo del conector en el lado derecho de la cubierta del transformador por si hay signos de suciedad, humedad, desacomodo, o separación de las secciones que constituyen el receptáculo. Examine la inclinación del cable exterior en el cable de alto voltaje. 4. Revise si hay una inestabilidad en la fuente de poder AC, también, revise el cordón de suplemento de ca. 5. Revise los amplificadores operacionales, los voltajes de suplemento de potencia, componentes del amplificador, y revise si hay partes y alambres gastados. 6. Revise las conexiones en el potenciómetro medidor de ADJ.

M2H-I-195

3-7

Guía del Usuario de los M2H-D 7. Si el medidor de corriente y watts está mal en todas sus posiciones del interruptor selector, (por ejemplo, en las posiciones de REVISAR, CORRIENTE, Y WATTS), entonces esto puede ser debido a una falla en el amplificador ó algún componente interno. 8. Si el medidor de kilovoltios C. A. está marcando mal y el medidor de corriente y watts marca mal solo en las posiciones de REVISAR y WATTS, pero es más estable en CORRIENTE, entonces revise el resistor y otros componentes en el circuito del brazo estándar del M2H (refiérase a los diagramas esquemáticos de M2H). 9. Revise el conector(es) de bajo voltaje así como sus conexiones. Refiérase a los temas 3 y 4 en la siguiente discusión.

LAS LECTURAS DEL MEDIDOR DE CORRIENTE Y LECTURAS DEL MEDIDOR DE WATTS SON ESTABLES PERO APARENTEMENTE INCORRECTAS. 1. ¿El problema es con UST, GST, ó ambos? 2. Si las lecturas del medidor de corriente o, ambos las lecturas del medidor de corriente y watts son anormales y es natural que se haga la pregunta de cómo se opera el equipo de prueba, y las pruebas de revisión que se deben hacer en un espécimen conocido tal como una celda de líquido aislante Doble que esté seca y limpia para la cual ya se cuente con un registro de datos guardados anteriormente. Si las pruebas de revisión son normales se debe revisar el procedimiento de prueba, las conexiones de prueba, ó el espécimen de prueba. Vea los temas 3 y 4 abajo. 3. Repase los procedimientos de prueba y vuelva a revisar todas las conexiones de prueba. Asegúrese de que la terminal de la conexión del cable exterior del cable de prueba de alto voltaje no esté tocando la tierra. De igual modo, asegúrese que el sujetador del conector(es) de bajo voltaje esté tocando solo la terminal que se supone en contacto. Refiérase a la sección dos: OPERANDO EL M2H, CONEXIONES DE PRUEBA AL ESPECIMEN. 4. Revise el centro del conductor y escudos del cable de prueba de alto voltaje y conectores de bajo voltaje para que haya una continuidad. Asegúrese de que el escudo y el centro del conductor del conector(es) de bajo voltaje no estén corto circuitados (revise el final del sujetador). Refiérase a PRUEBAS DE REVISION EN CAMPO. 5. Revise la frecuencia y la forma de onda de la fuente de poder ca; la forma de onda debe ser senoidal. 6. Para los equipos M2H que no son digitales, revise y coloque mecánicamente el “0” del medidor de corriente y watts sin potencia en la fuente de potencia aplicada al equipo. Entonces, con la potencia ac aplicada (equipo medidor de ADJ con ganancia normal), el “0” no se debe cambiar por mas de una división de 0.2. Las fugas excesivas mediante el amplificador pueden causar cambios en el “0” eléctrico que pudiera causar lecturas anormales. 7. ¿Se obtiene una lectura pobre en todas las posiciones del interruptor de bajo voltaje o solo una o algunas? Verifique el interruptor de bajo voltaje.

3-8

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D 8. Verifique el resistor multiplicador de corriente; refiérase a las pruebas de “VERIFICACIÓN EN CAMPO” 9. Verifique el resistor multiplicador de watts (atenuador); refiérase a las pruebas de “VERIFICACIÓN EN CAMPO” 10. Verifique el medidor rectificador de CORRIENTE Y WATTS; refiérase a las pruebas de “VERIFICACIÓN EN CAMPO” 11. Confirme que el interruptor ICC en el instrumento M2H está fuera.

SOLAMENTE LOS VALORES DE WATTS SON ANORMALES 1. ¿El problema es con el UST, o GST o ambos? 2. Si solamente las lecturas de Watts son anormales y por la naturaleza de la pregunta debería ser la operación del equipo de prueba, verificar las pruebas que deberían ser efectuadas en el espécimen conocido tal como limpio, seco, de la celda de líquidos aislantes DOBLE por lo que los datos comparados deben ser archivados inmediatamente. Si las pruebas de verificación son normales, entonces el espécimen y las pruebas de conexión al mismo deberán ser confirmadas. 3. Verificar el medidor del rectificador de CORRIENTE Y WATTS; refiérase a las pruebas de “VERIFICACIÓN EN CAMPO” 4. Verificar el potenciómetro de POLARIDAD; confirmar que el brazo del potenciómetro siempre regrese totalmente al punto de partida en contra de las manecillas del reloj.(Nota: esto no aplica para modelos anteriores del M2H, los cuales tienen un indicador de polaridad automático que no utiliza el potenciómetro). 5. Si las lecturas de watts son más altas de lo esperado, entonces verificar la lengüeta del relevador asociado con los conectores de baja tensión (Ver el diagrama esquemático del M2H) para confirmar que sus contactos están eléctricamente cerrados se enciende la luz piloto ámbar del relevador de tierra. 6. Anormalmente las lecturas de altos Watts pueden obtenerse en alguna ocasión cuando se utilice el multiplicador de corriente con el número “2” (esto es,0.02/0.2/2/20 miliamperes); por consiguiente, repita la prueba usando un multiplicador de corriente con un dígito de “1”. Si esto se confirma que las lecturas de Watts son, en realidad, solamente cuando el dígito “2” se usa en el multiplicador de corriente, entonces esto significa que la crepitación del interruptor asociado con el multiplicador de Watts no está operando (ver diagrama esquemático). Refiérase a las pruebas de verificación en campo, estuche del instrumento M2H, atenuador de Watts. Si las lecturas observadas del medidor de Watts son anormalmente bajas cuando se utiliza “1”, entonces verifique la crepitación del interruptor para este síntoma. Reajustar escasamente el brazo del interruptor puede ser solo lo necesario. 7. Asegúrese que el interruptor ICC del instrumento M2H esté fuera. 8. Verifique las pérdidas por conexión y las conexiones soldadas en frío del tablero del inductor (ver el esquema del instrumento M2H) y generalmente en la cubierta del instrumento. M2H-I-195

3-9


LA LECTURA DEL MEDIDOR DE CAPACITANCIA ES INCORRECTA Con el ajuste de watts a la total posición regresada contra el reloj, el cuadrante contador deberá leer “0.0”. En la posición total en el sentido del reloj el selector deberá leer “265.0”. Si la lectura del selector cambia por alguna razón, tal como una banda de polea defectuosa (la cual deba ser reemplazada rápidamente), el selector contador deberá ajustarse a “0.0” con el control del ajuste de watts en la posición total contra del reloj.

PRUEBAS DE VERIFICACION EN CAMPO La verificación en campo del instrumento del medidor y el transformador deberá incluir un examen interno por posibles espiras rotas, conexiones flojas, etc. ANTES DE EFECTUAR ALGUN EXAMEN INTERNO, CONFIRME QUE HA SIDO DESCONECTADO LA ALIMENTACION DE 120 VOLTIOS DE CORRIENTE ALTERNA AL INSTRUMENTO. (ESTO TAMBIEN APLICA AL RECEPTACULO DE SALIDA DEL ICC PARA MODELOS ATRASADOS DE TRANSFORMADORES M2H). SI NINGUNA MEDICION DE VOLTAJE INTERNO HA SIDO EFECTUADA, Y DEBERA APLICARSE UN VOLTAJE DE 120 VOLTIOS DE CORRIENTE ALTERNA, CERCIÓRESE QUE SOLAMENTE EL VOLTMETRO DE PRUEBA ESTA EN CONTACTO CON VARIOS ELECTRODOS INTERNOS. EL CABLE DE PRUEBA DE ALTO VOLTAJE Y EL INTERRUPTOR DE LA EXTENSION DE SEGURIDAD DEBERAN SIEMPRE SER DESCONECTADOS DE LA CAJA DEL TRANSFORMADOR CUANDO SE EFECTUE UNA INSPECCION INTERNA DEL M2H.

CABLE DE PRUEBA DE ALTO VOLTAJE Algunas dificultades encontradas con el cable de prueba de alto voltaje son de origen mecánica, externos e identificados fácilmente. La consiguiente medición de resistencia es una ayuda total en la localización de defectos internos con resultados erráticos o de otra manera resultados de prueba anormales. El cable de alta tensión deberá ser aislado del equipo de prueba para las mediciones siguientes. CONTINUIDAD

La resistencia de cada conductor del cable (por ejemplo, el conductor central de alto voltaje, la pantalla protectora, y la pantalla aterrizada) medido con un ohmetro de bajo voltaje, deberá indicar menos de 1 ohm. RESISTENCIA DE AISLAMIENTO EN CORRIENTE DIRECTA

La resistencia de aislamiento de corriente directa entre los circuitos del cable (por ejemplo, el conductor central de alto voltaje, la pantalla protectora, y la pantalla aterrizada), medido con instrumento de alto voltaje (500 voltios o menos) deberá ser de 100 mega ohms ó más.

CONECTOR DE PRUEBA DE BAJO VOLTAJE Los conectores para la prueba de bajo voltaje fabricados para el equipo de prueba del M2H son de un solo conductor que terminan en un sujetador en un extremo y un conector tipo enchufe en el otro extremo. Note que los pernos 1 y 2 del conector interior son corto circuitados de los otros y conectados al conector de

3-10

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D campo de bajo voltaje. El perno 3 es conectado al conductor central del conector de bajo voltaje al cual un sujetador se coloca al final del conector externo. Ver esquema. El conector de bajo voltaje deberá ser aislado del equipo de prueba para las mediciones siguientes. CONTINUIDAD

El conductor central en particular, deberá tener menos de un ohm de resistencia (por ejemplo, medido entre el sujetado y el perno 3 del conector interno para una longitud nominal estándar de 60 pies) el campo deberá también tener menos de 1 ohm de resistencia; sin embargo, para verificar el campo es necesario penetrar el aislamiento externo del conector (aproximadamente 1 ó 2 pulgadas del sujetador del conector externo) usando una navaja delgada localizando el electrodo (es correcto para este propósito sondear a donde apunta el ohmetro). La resistencia del campo es media entre los pernos 1 ó 2 del conector exterior del sondeo del ohmetro penetrando el aislamiento cerca del sujetador exterior. RESISTENCIA DE AISLAMIENTO CD

La resistencia de aislamiento cd medida con un instrumento de bajo voltaje, entre el conductor central y el campo del conector de bajo voltaje deberá ser de 100 megaohms ó mas alto. Esto verifica que puede ser efectuado conectando una sonda del instrumento de corriente directa al sujetador del final exterior, y otra sonda se conecta al campo el cual es conectado a los pernos 1 y 2 del conector externo. Si se observa un anormal bajo valor de resistencia de aislamiento, deberá de revisarse la condición del aislamiento entre el conductor central y el campo en el sujetador final del conector.

ESTUCHE DEL INSTRUMENTO M2H En el instrumento M2H es relativamente fácil investigar un posible problema; anote las siguientes pruebas de verificación. AMPLIFICADOR

Un indicativo de que el amplificador esté funcionando señalado por el comportamiento del medidor de corriente y watts, es cuando el voltaje de alimentación de 120 voltios A.C por principio se conecta. al equipo de prueba. El puntero debería por principio apuntar primero recorriendo toda la escala y regresar a cero. Las tres siguientes verificaciones son de ayuda para confirmar que el amplificador esta funcionando apropiadamente. GANANCIA

Con el equipo de prueba armado para su operación (cable de alto voltaje fuera), determine que el voltaje mínimo de la prueba para el cual el equipo deberá ser “verificado” a 100 divisiones. Esto es, con el medidor ADJ girado en sentido de las manecillas del reloj hasta el tope y el interruptor selector en posición verificar, empezar desde “0” y lentamente incrementar el voltaje de prueba hasta que el medidor de corriente y watts indiquen 100 divisiones. Esto deberá ocurrir a 1700 voltios o menos (el rango generalmente varía entre 1000 y 1500 voltios). Si el voltaje mínimo es apreciablemente menor de 1700 voltios, la operación del amplificador puede ser defectuosa y puede ser fácilmente verificada sustituyendo una refacción de la unidad. Ver el esquema del instrumento M2H.

M2H-I-195

3-11

Guía del Usuario de los M2H-D La refacción para la rectificadora no está incluida en el equipo; sin embargo, si se sospecha de la causa del alto voltaje por un rectificador defectuoso, necesariamente por la deflección total de la escala, puede verificarse intercambiando el medidor de kilo voltios y el rectificador del medidor de corriente y watts. VOLTAJES DE ALIMENTACIÓN DEL AMPLIFICADOR

Refiérase al diagrama esquemático del amplificador y note que el voltaje de alimentación es ± 15 voltios de corriente directa. Si existe alguna pregunta concerniente a la operación del amplificador, entonces verifíquese el voltaje de alimentación como lo indica en el esquema. Entre cada conector de alimentación de voltaje y un común deberá ser 15 voltios ± 1. De otra manera, la diferencia entre las magnitudes absolutas de estos dos voltajes no deberá exceder de 0.7 voltios. Note que el común no está conectado a la tierra del equipo de prueba o guarda. RELEVADOR DE TIERRA DEL VOLTAJE DE ALIMENTACIÓN

El voltaje total de salida del rectificador es normalmente de + 22 VCD (para 120 voltios de CA de alimentación de voltaje) medido por el capacitor del rectificador con ninguno de los interruptores de seguridad oprimido ( refiérase al diagrama esquemático del transformador M2H). Este voltaje esta en un valor de + 17.5 VCD cuando se oprime el interruptor del operador de seguridad. El mínimo voltaje de corriente continua que se requiere para operar el relevador de tierra es cercano a 100 voltios. Si el voltaje de la línea CA es menor a 100 voltios, es posible que no opere el relevador de tierra. Así como, con bajo voltaje anormal de alimentación, será excesiva la onda en un voltaje de ± 15 voltios de la alimentación. RECTIFICADORES

Incrementando en el medidor de corriente y Watts la deflexión con incremento del potencial de la prueba (en posición de verificación) debería ser lineal. La linealidad puede presentarse por un deterioro particular del rectificador. Esto, será verificado como sigue: Con el interruptor selector en verificar, ajustar el medidor de Corriente y Watts para obtener una lectura de 100 divisiones a 10 kV. Entonces, como el voltaje se reduce a exactamente 8, 6, 4, y 2 kV, la correspondiente lectura del medidor de corriente y watts deberá decrecer a 80, 60, 40 y 20 respectivamente. Todo inicio apreciable de esto (más de una división) indica la posibilidad de un deterioro del rectificador. VOLTAJES

El voltaje de alimentación CD es indicado en el esquema del transformador del M2H. RANGOS DE CORRIENTE

El equipo de prueba tiene diez resistores asociados con nueve rangos de corriente. Si las lecturas de corriente que son obtenidas en cualquiera de las escalas son cuestionables, deberán ser verificadas nuevamente en otra escala. Si las lecturas del medidor de corriente difieren significativamente entre multiplicadores, el resistor multiplicador deberá ser verificado. Las mediciones de la resistencia deberán ser efectuadas con la caja del instrumento desconectado de la caja del transformador. Utilice un Ohm metro o preferiblemente un puente de resistencia (para una mejor resultado). Remueva los 6 tornillos con que cuenta el panel del instrumento de la cubierta. Entonces, deje el panel en posición vertical, y localice los diez resistores montados en forma semicircular justamente a la izquierda del interruptor selector. En la parte trasera del borde en el cual el resistor está montado a las barras, que está conectado a la guarda del equipo de prueba. Realice todas las mediciones de resistencia entre la terminal expuesta superior de cada resistor y la barra de la guarda de la parte trasera del borde. Empezando con el resistor número 1 en la esquina superior izquierda del arreglo semicircular, y moviéndose en la dirección a contra reloj, los diez resistores deberán dar la lectura como sigue ( refiérase al esquema del instrumento M2H):

3-12

M2H-I-195


Resistor Valor actual Ohms 100 50 10 5 1 .5 .1 50 40 10

Resistor No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Medición de resistencia a la guarda Ohms 100 50 10 5 1 .5 .1 .1 25 9

Rango de corriente asociada 10µA 0.2mA 0.1mA 0.2mA 1mA 2mA 10mA 20&100mA 20&100mA 20&100mA

En algunos modelos recientes del instrumento M2H, el resistor multiplicador está en shunt con diodos de protección. Para verificar los valores de resistencia de los resistores del rango del multiplicador de corriente para este instrumento, deberá ser desconectado el circuito impreso del amplificador. ATENUADOR DE WATTS

El siguiente ejemplo resume la correlación entre la corriente, los watts y multiplicadores: INDICACION DEL PANEL

Multiplicadores de corriente Posición No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9

----------- Multiplicadores de Watts----------

Microamps

Miliamps

Cap. Mult

10 -

.02 .1 .2 1 2 10 20 100

1 2 10 20 100 200 1k 2k 10k

Posición No. 1 .1 .2 1 2 10 20 100 200 1k

Posición No. 2 .02 .1 .2 1 2 10 20 100 200

Posición No. 3 .01 .02 .1 .2 1 2 10 20 100

Posición No. 4 .002 .01 .02 .1 .2 1 2 10 20

Si la lectura obtenida de pérdidas de watts es errática o cuestionable, la dificultado puede ser debida a un defecto en el resistor atenuador ó para pasar la página del piñón del engrane en la flecha del interruptor del multiplicador de corriente. En un evento posterior, si se ve afectada la relación sucesiva entre el multiplicador de watts por alguna de las posiciones del interruptor multiplicador de corriente (refiérase a la tabla anterior). Se deberá verificar como sigue: 1. Con el equipo de prueba ensamblado (el cable de alto voltaje fuera) y el interruptor del selector en verificar, alcance el voltaje de 10 kV y ajuste el medidor de corriente y watts a escala máxima (por ejemplo 100 divisiones) usando el control del medidor ADJ. 2. Con el indicador de capacitancia a “0” ajuste el interruptor del multiplicador de corriente en 10 micro amperes del multiplicador, regrese el interruptor selector a la posición multiplicador watts y mueva el interruptor del multiplicador watts a 0.002 del multiplicador. 3. Usando el control de ajuste de watts ajuste el medidor de corriente y watts en la escala máxima (100 divisiones). M2H-I-195

3-13

Guía del Usuario de los M2H-D 4. Regrese el interruptor de multiplicador de watts a la posición 0.01. El medidor de corriente y watts deberá marcar 20. 5. Si el procedimiento anotado en el paso 3 y 4 se repite por sucesivamente alto del multiplicador de watts deberán ser registrados los resultados siguientes: *Ajuste a toda la escala en Cambie a MULTIPLICADOR DE WATTS MULTIPLICADOR DE WATTS .002 .01 .01 .02 .02 .1 * Usando el control de ajuste de watts

Lectura del medidor Ajustado de 100 a 20 50 20

Si las mediciones son efectuadas cuidadosamente y no existe ninguna dificultad, la diferencia entre los valores listados en la columna nombrada lectura del medidor ajustado de 100 y son todos los valores obtenidos deberán ser menores que una división. Esta verificación deberá ser repetida en el multiplicador de 0.02 mili amperes. Efectuándola como sigue: *Ajuste a toda la escala en MULTIPLICADOR DE WATTS .01 .02 .1

Cambie a MULTIPLICADOR DE WATTS .02 .1 .2 * Usando el control de ajuste de watts

Lectura del medidor Ajustado de 100 a 50 20 50

El arreglo del atenuador de watts señalado como multiplicador de corriente ha variado desde los rangos contenidos en el numeral “1” (por ej. 10µA, .1/1/10/100 mA) para los rangos de corriente contenidos en el numeral “2” (por ej. .02/.2/2/20 mA) una crepitación del interruptor en el instrumento M2H operado para variar la configuración del atenuador. Falla en la crepitación del interruptor para operar propiamente y permanecer en una posición normalmente abierta en todo momento (ver el esquema del instrumento M2H), causará las lecturas del medidor de watts por ser dos y media veces más alto que lo normal cuando el multiplicador de corriente está en otro rango diferente al .02/.2/2/20 mA. Si es posible solamente que la crepitación del interruptor permanezca en la posición cerrado normalmente en todo momento tal que cause lecturas del medidor de watts muy bajas (40% de la lectura real) cuando se esté usando el multiplicador de corriente con el numeral “1”. El interruptor se verifica como sigue: 1. Con el equipo de prueba ensamblado (el cable de alto voltaje fuera) y el interruptor selector en verificar, alcance un voltaje de 10 kV y ajuste el medidor de corriente y watts en la escala máxima usando el control del medidor ADJ. 2. Con el indicador de capacitancia en “0” coloque el interruptor del multiplicador de corriente en 10microamperes del multiplicador, entonces regrese el interruptor selector a la posición de multiplicador de watts y mueva el interruptor del multiplicador de watts a .002 del multiplicador 3. Usando el control de ajuste de watts, ajuste el medidor de corriente y watts a la escala máxima (100 divisiones). 4. Deje el interruptor selector en la posición de watts, y mueva el interruptor del multiplicador de corriente y observe las siguientes lecturas del medidor

3-14

M2H-I-195


MULTIPLICADOR DE CORRIENTE Empiece en 10 µA .02 mA .1 mA .2 mA 1 mA 2 mA 10 mA 20 mA 100 mA

MULTIPLICADOR DE WATTS .002 .01 .02 .1 .2 1 2 10 20

LECTURAS DEL MEDIDOR DE CORRIENTE Y WATTS 100 40 100 40 100 40 100 40 100

Si las lecturas permanecen en 100 divisiones para cualquiera ó en todas posiciones del numeral “2” del multiplicador de corriente, ó si alguna de las lecturas se mueve fuera de escala, esto significa que el interruptor no está trabajando apropiadamente, sin embargo, se puede ajustar fácilmente. Primero, localice el nivel de la aguja del interruptor. Remueva los tornillos los cuales aseguran el panel del instrumento a la cubierta del mismo y deje en posición vertical el panel. El interruptor está alojado en el atenuador de watts ensamblado a la carcasa del campo y el rodillo al final del nivel de la aguja, fuera del lado derecho de la carcaza del campo viéndolo hacia abajo (en el área justamente debajo de la ventana donde se muestran los numerales del multiplicador de watts). El rodillo muévalo hacia arriba y hacia debajo de la barra la cual se mueve de lado a lado como es rotativo el interruptor del multiplicador de corriente. El interruptor opera con un distinto chasquido a medio camino entre el pico y el valle. El panel de la caja del instrumento deberá ser localizado ó colocado relativamente cerrado de su posición normal horizontal cuando se ejecute esta verificación y ajuste. Si un ajuste es necesario, utilice un par de pinzas y gire el brazo nivelador hasta que el chasquido del interruptor suene cuando el rodillo está en posición de medio camino. El interruptor está ajustado ahora. Desarrolle la verificación anotada anteriormente para asegurar que el interruptor está operando correctamente, mecánica y eléctricamente. PROCEDIMIENTO DE PRUEBA PARA VERIFICAR EL ICC: (CIRCUITO DE CANCELACIÓN DE INTERFERENCIA)

1. Para un modelo anterior de transformador M2H, conecte 120 volts C.A. al receptáculo de entrada ICC. 2. Energice el equipo a 10 kV. El cable de alto voltaje puede estar tanto libre ó desconectado. 3. Con el interruptor del selector en la posición verificar, ajuste el medidor de corriente y watts en 100 divisiones. 4. Sitúe el interruptor del ICC en la posición ALTA. 5. Mueva el interruptor del selector a la posición del multiplicador de corriente; y coloque el multiplicador de corriente en 0.2 6. Presione el botón “blanco” de verificación ICC. El medidor de corriente y watts deberá leer 50 divisiones (por ejemplo; 10 miliamperes), ó más. 7. Presione el botón de verificación ICC y coloque el interruptor ICC en posición BAJA. 8. Coloque el multiplicador de corriente en 0.1. M2H-I-195

3-15

Guía del Usuario de los M2H-D 9. Presione el botón blanco de prueba del ICC. El medidor de corriente y watts deberá leer 20 divisiones (por ej. 2.0 miliamperes) ó más. 10. Disminuya el voltaje de prueba hasta 0 y regrese el interruptor ICC a la posición FUERA.

ESTUCHE DEL TRANSFORMADOR M2H Además de la investigación sugerida por las notas y los diagramas esquemáticos en este manual, las siguientes mediciones siempre son de ayuda para determinar las causas de las dificultades en el transformador del M2H. AISLAMIENTO DE LA GUARDA A TIERRA

La resistencia de aislamiento C.D. entre la guarda y el circuito de tierra del transformador M2H deberá ser de 100 mega ohms ó más. El estuche del transformador deberá ser desconectado del estuche del instrumento M2H durante estas mediciones y el interruptor LV de bajo voltaje colocado en cualquier posición GST. Con el estuche del transformador separado en sus dos secciones, las mediciones de la guarda a tierra en la sección inferior pueden ser efectuadas en los contactos, los cuales normalmente conectan la sección superior con la inferior del estuche del transformador. (Los contactos los cuales conectan la sección inferior del estuche del transformador con la sección superior, están montados en el lado frontal derecho de la parte inferior del estuche. Los contactos están numerados del 1 al 6, contando de derecha a izquierda viéndolo desde la parte frontal. El contacto 4 es para la prueba de tierra y el contacto 5 es la guarda). Antes de atender estas mediciones el ensamble protector surge montado en la parte superior del ensamble del transformador de alto voltaje el cual deberá ser desconectado. Asegúrese de conectar el protector superior por completo en esta medición. La resistencia de guarda aterrizada de la sección superior deberá ser probada en sus contactos referidos (4 y 5) en la sección superior del estuche del transformador. Para esta medición, el circuito de protección de la sección superior deberá ser desconectado. Esto es complemento para desconectar el conector de plástico del cuarto perno del circuito impreso del relevador de tierra. Asegúrese que el circuito de protección superior es nuevamente conectado después de esta medición. TRANSFORMADOR DE ALTO VOLTAJE

La resistencia de corriente directa del devanado de alto voltaje del cambiador de pasos del transformador deberá estar entre 2000 y 3000 Ohms, dependiendo del tipo de transformador usado (existen dos tipos básicos). El devanado de bajo voltaje deberá de tener una resistencia de menos de 0.5 Ohm. La resistencia de corriente directa del aislamiento entre espiras deberá ser de 100 megaohms o más. Note que el ensamble del protector de incremento súbito (si presenta), montado en el ensamble del transformador de alto voltaje, deberá ser desconectado para su medición.

3-16

M2H-I-195


VERIFICACIÓN DE LA CALIBRACIÓN La calibración del M2H deberá ser verificada periódicamente contra un laboratorio estándar para asegurar que los resultados obtenidos son consistentes y dentro de las especificaciones técnicas de la unidad. Sin embargo, en lugar de efectuar la verificación en el laboratorio, puede ser fundado en la celda de líquido aislante DOBLE, propiamente limpia y seca, que es un excelente y posible patrón el cual puede ser usado en campo como una rápida y simple referencia. La característica de la corriente de carga ( capacitancia) y las pérdidas de Watts de la celda de líquido aislante deberán ser medidas siempre que sea recibido un nuevo instrumento o celda, y guardar los resultados para futuras referencias. Las conexiones para la prueba y procedimientos son la misma que las utilizadas para probar un líquido aislante, excepto que la prueba se realiza en ambos modos UST y GST. (ver sección cuarta: Líquidos aislante). La celda deberá ser examinada para asegurar su limpieza y sin humedad, y deberá ser utilizado un voltaje estable de alimentación. Típicamente, una celda para líquido aislante Doble, limpia y seca producirá resultados aproximadamente como a continuación se muestra por el método UST: KV de Prueba* 5

Micro Amperes 400

Capacitancia (pF) 106

Watts + 0.002

* En ausencia de líquido aislante, el esfuerzo dieléctrico al cual rompe en la celda el líquido aislante Doble es significativamente reducido. Debido al espacio relativamente cercano de las puntas de la celda, y el arqueo interno el cual ocurrirá alrededor de 7 u 8 kV con la celda ceca. La corriente de carga medida es una función de las dimensiones geométricas de la celda y por lo tanto, puede ocurrir alguna variación entre diferentes celdas; sin embargo deberá ser repetida la lectura de la corriente cuando se utilice la misma celda, propiamente ensamblada con los espacios de los electrodos sin cambio. La corriente y pérdidas de watts serán ligeramente altas cuando la calibración se verifica por el método GST, por el aislamiento a tierra. El aire es un medio de menor pérdida aislante; en acorde con, si la celda está propiamente limpia y seca, las pérdidas medidas deberán errar en cero (cerca de una división en el multiplicador de watts .002). Si se obtiene una lectura anormal y no puede ser resuelta, deberá de dirigirse a la compañía Doble Engineering para los comentarios respectivos.

M2H-I-195

3-17


CALIBRANDO EL M2H No es común que sea requerida alguna calibración en el equipo de prueba M2H una vez que ha dejado el laboratorio Doble. Si ocurren primero las lecturas erróneas verifique lo siguiente: 1. ¿Las lecturas erróneas ocurren, solamente en un modo de prueba, ó en ambos; esto es, para la prueba del espécimen aterrizado (GST) y prueba del espécimen no aterrizado (UST)? Puede determinarse utilizando la celda del líquido aislante Doble como se describe en la sección tres: “MANTENIMIENTO DEL M2H Y PROBLEMAS”, “VERIFICACIÓN DE LA CALIBRACIÓN”. 2. ¿Están involucrados todos los parámetros en el multiplicador de corriente, ó solamente uno ó algunos? Si solamente el método GST está en error, pero el modo UST está con la precisión esperada, ó viceversa, entonces no haga ningún reajuste para la calibración hasta que estos ajustes afecten ambos modos de prueba; por el contrario, considere un tipo de defecto, ó componente, que afecte sólo a uno de los modos y no al otro. En caso de una lectura anormal solamente de GST, revise si existen huellas de desvíos no deseados entre la conexión y la tierra; en caso de una lectura anormal en UST solamente, revise si hay baja resistencia entre en conductor central y la cubierta del conector(es) de bajo voltaje. La experiencia ha mostrado los problemas más comunes encontrados con el equipo de prueba que involucra el cable de prueba de alto voltaje y los conectores de bajo voltaje. Esté familiarizado con las pruebas de revisión para el Cable HV y el conector LV contenido en: “MANTENIMIENTO Y PROBLEMAS DEL M2H”, “PRUEBAS DE REVISION EN CAMPO”. Si no todos los parámetros del multiplicador de corriente están involucrados, entonces verifique los rangos del resistor del multiplicador de corriente y watts (refiérase a “MANTENIMIENTO Y PROBLEMAS DEL M2H”, “PRUEBAS DE REVISION EN CAMPO”). Si las lecturas del medidor de watts son anormalmente bajas en todos los parámetros del multiplicador de corriente, entonces verifique el medidor del rectificador de corriente y watts y el potenciómetro de control de la polaridad (confirme que cambia de polaridad el potenciómetro y siempre regresa totalmente a cero sin embargo es liberada). Cerciórese que todos los interruptores en el equipo de prueba están trabajando adecuadamente. (Nota: versiones anteriores del instrumento M2H no cuentan con control de polaridad; la polaridad tiene una pantalla automática). Si, después de efectuar todas las posibles verificaciones, se juzga que el equipo de prueba M2H está fuera de calibración debido a , quizás, una antigüedad prolongada ó después de haber efectuado cambios de componentes deteriorados ó dañados asociados con los circuitos de calibración), entonces la unidad deberá ser re calibrada. Existen tres puntos por lo cual se requiera dar ajustes al potenciómetro (esto es, “calibraciones”): estos son: 1. Ajuste del medidor de kilovoltios C.A. 2. Ajuste de la capacitancia. 3. Ajuste del factor de potencia

3-18

M2H-I-195


CALIBRANDO EL MEDIDOR DE KILOVOLTIOS C.A. El medidor de KILOVOLTIOS C.A. en el estuche del instrumento M2H es un medidor C.D. lineal, el cual deberá leer 10 kV con 2 miliamperes a 50 o 60 Hz, de corriente mediante el patrón estándar del equipo de prueba (refiérase al esquema). El medidor de kV primero se ajusta mecánicamente a “cero” con ninguna corriente de entrada. Después con una entrada precisa conocida de 2 miliamperes C.A. el medidor de kV debe leer exactamente “10” si se requiere de algún ajuste utilice el potenciómetro asociado con el medidor de kV que se muestra en el esquema para el instrumento M2H. El potenciómetro está localizado en el tablero del circuito impreso que es montado contiguo al medidor de kV. El panel frontal del instrumento M2H deberá ser localizado para ganar acceso al potenciómetro.

CALIBRACION PARA LA CAPACITANCIA Antes de intentar alguna calibración para la capacitancia, asegúrese que el medidor analógico de corriente y Watts lea “0” con ningún voltaje de 120 voltios C-A. aplicado. Si esto no es así, ajústelo mecánicamente a “0”. Entonces con un voltaje aplicado de 120 voltios, el medidor analógico debe aún leer “0” y para los instrumentos M2H equipados con medidores digitales para leer la corriente y Watts, el medidor digital debe leer “0”. También asegúrese que con el ajustador de watts del potenciómetro colocado a su máxima posición en sentido de las manecillas del reloj, el indicador de capacitancia lea “0”. Si no es así, entonces es necesario hacer un ajuste mecánico en el panel del instrumento. La polea del engrane en el contador del marcador de la capacitancia es primero aflojada, aflojando los dos tornillos “Allen”. Entonces el contador es colocado manualmente a “0”, después de que la polea del engrane sea reajustada. Ajustar el potenciómetro para la capacitancia, CAP, con el factor de potencia PF ajustado, se tiene acceso removiendo el logotipo de DOBLE de la esquina superior izquierda del estuche del instrumento M2H ( ver figura 3-1). El logotipo es colocado atornillándolo debajo del panel. (los estuches de los instrumentos M2H antiguos tienen una placa grabada en lugar de un logotipo en la esquina superior izquierda. Para remover la placa, simplemente retire los dos tornillos que la sujetan.) El procedimiento de calibración para la capacitancia requiere un capacitor “patrón” el cual su capacitancia se conozca con precisión y donde el factor de potencia sea muy bajo y estable. Se recomienda una capacitancia en el rango de 0.006 micro faradios. (Nota: La certeza del valor de la capacitancia conforme es obtenido del marcador de capacitancia del equipo de prueba M2H debe ser 1 pF o 0.5 % de la lectura, siempre y cuando sea mayor. Así que el capacitor estándar debe tener una capacitancia cuyo valor es conocido con una mayor certeza al instante que se desarrolle la calibración.) El procedimiento para calibrar el circuito M2H para la capacitancia es como sigue: 1. El capacitor “patrón” debe ser colocado lejos de algún objeto cercano así la medida del M2H será confinado solo al valor “patrón” y no incluye a los esfuerzos. 2. Conecte los conectores de prueba del M2H al capacitor “patrón”; note que esta revisión sea realizada por el modo GST o UST (o ambos), tomando las debidas precauciones para eliminar los esfuerzos; sin embargo desde que las mediciones UST no incluyen corrientes de esfuerzo que fluyan a tierra, es entonces utilizar mejor UST.

M2H-I-195

3-19

Guía del Usuario de los M2H-D 3. Con 10 kV aplicados, mida el total de la corriente del capacitor “patrón” en un modo normal. (Nota: la capacitancia puede ser calculada del total de las lecturas de corriente que deben estar en 1 % del valor real; para el calculo de la capacitancia del lector de corriente, refiérase a la sección dos: “CALCULO DE RESULTADOS”, “CALCULO DE LA CAPACITANCIA”) 4. Gire el interruptor selector a Watts y usando el control de ajuste de Watts, coloque el marcador de capacitancia para que lea la capacitancia apropiada del “patrón” (la capacitancia correcta es la lectura en el marcador de capacitancia, marcada como pico faradios, al tiempo del valor CAP MULT. 5. Cambie el interruptor al mas sensible MULTIPLICADOR DE WATTS. Con referencia al panel frontal que muestra la localización del potenciómetro (también refiérase al esquema del instrumento M2H), ajuste el CAP para una lectura mínima en el medidor de corriente y Watts. Realice esta revisión en ambos lados del interruptor reversible; si existe algún valor correcto correspondiente al valor del estándar. (Nota: los instrumentos M2H más recientes utilizan dos potenciómetros para ajustar la calibración de la capacitancia; esto es, un ajuste amplio y fino. Para estos instrumentos mas recientes M2H, viendo debajo del panel frontal, los tres potenciómetros son de Izquierda a derecha a izquierda: “ajuste fino”, ajuste amplio, y factor de potencia. Para estos equipos el potenciómetro de escala amplia es usado para ajustar la calibración de la capacitancia como se describe anteriormente. El potenciómetro de escala fina para la capacitancia raramente se necesita para completar este ajuste.). La capacitancia está calibrada sin embargo, refiérase al paso dos en la discusión siguiente: CALIBRACION PARA EL FACTOR DE POTENCIA.

Figura 3-1 Acceso para la calibración de potenciómetros en el instrumento M2H.

3-20

M2H-I-195


CALIBRACION PARA EL FACTOR DE POTENCIA Realizar la calibración del factor de potencia solamente después de asegurar que el circuito de capacitancia está acertadamente calibrado. Sabiendo la capacitancia y el factor del potencia del capacitor patrón, calcule lo requerido a 10 kV las pérdidas watts para que coincida el factor de potencia con el patrón. Sabiendo las pérdidas watts a 10 kV, determine la lectura del medidor de watts y del multiplicador de watts (correspondiente al multiplicador de corriente usado para la calibración de la capacitancia) el cual producirá el correcto valor de watts. Proceda como sigue: 1. Con el indicador de capacitancia marcando el propio valor del capacitor patrón (tomando en cuenta que es el promedio de las lecturas del indicador de capacitancia tomándolo de ambos lados del interruptor reversible), usando el selector del potenciómetro PF, ajuste el medidor de corriente y watts para leer correctamente del medidor de watts. Esto es todo lo que se requiere, el ajuste del factor de potencia está terminado. 2. Desde la interacción en el potenciómetro del PF y CAP, un ajuste puede afectar al otro. Así que después de hacer el ajuste del factor de potencia, verifique la calibración de la capacitancia. Si el CAP del potenciómetro tiene que ser ajustado con precisión , es necesario nuevamente verificar el ajuste del factor de potencia (PF). Regrese y adelante todas las lecturas hasta que coincidan con sus especificaciones. La celda del líquido aislante, limpia y seca, es un espécimen manuable para verificar la calibración del equipo de prueba M2H (no se aplique a más de 5 kV en una celda vacía del líquido aislante Doble). La celda es un espécimen esencialmente sin pérdidas. El selector PF cuando está propiamente ajustado deben producir las siguientes lecturas en UST: LECTURA DEL MEDIDOR DE WATTS + 0.9 divisiones

M2H-I-195

MULTIPLICADOR DE WATTS

WATTS

0.002

+ 0.0018

3-21


CAPÍTULO 4 GENERALIDADES - PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA VARIACION DEL FACTOR DE POTENCIA CON LA TEMPERATURA INTRODUCCION Las características eléctricas de prácticamente todos los materiales aislantes varían con la temperatura. En orden de comparar los resultados de pruebas periódicas en el mismo aparato sujeto a diferentes temperaturas, es necesario que sean conocidos el modo en el cual los resultados varían con la temperatura. Los resultados pueden ser convertidos a una base de temperatura común, y cualquier variación no tomada en cuenta para la conversión puede ser atribuida a los cambios en la condición u otras características del aislamiento. El valor por corrección de temperatura disponible en el mejor de los casos son valores promedios, y por lo tanto están sujetos a algún error. La magnitud del error es minimizada si la prueba se desarrolla a temperaturas cercanas de la temperatura de referencia que es 20 °C (68 °F). Esto no es siempre práctico en el campo. Se sugiere entonces, que la prueba sea desarrollada a la temperatura ambiente la cual es normalmente encontrada; sin embargo es cuestionable que el factor de potencia sea obtenido a una relativa alta temperatura, el aparato no deberá ser sujeto hasta que se le permita enfriarse debajo de los 20 °C y repetir las pruebas que han sido desarrolladas. Esto se aplica para equipos los cuales han sido probados cerca del congelamiento donde una gran (mayor que 1.0) corrección puede causar que el resultado sea inaceptablemente alto; en este caso el equipo deberá probarse nuevamente a una temperatura más alta. NOTA: PUESTO QUE EL HIELO TIENE UNA RESISTIVIDAD VOLUMÉTRICA APROXIMADAMENTE DE 144 VECES LA DEL AGUA, LAS PRUEBAS EN PRESENCIA DE UNA HUMEDAD EN EL AISLAMIENTO NO DEBERÁ SER DESARROLLADA CUANDO LA TEMPERATURA DEL APARATO ESTE MUY POR ABAJO DEL CONGELAMIENTO.

Los resultados de las pruebas Doble del factor de potencia son convertidos a la referencia de temperatura de 20 °C (68 °F) usando la tabla de multiplicadores provista en la tabla de corrección de temperatura al final de esta sección. La tabla es usada de la siguiente forma:

1. Calcule el factor de potencia del espécimen (por ejemplo Boquilla). 2. Determine la temperatura de prueba del espécimen. 72A-0965 Rev. C 1/98

4-1

Guía del Usuario de los M2H-D 3. Obtenga el factor de corrección apropiado de la tabla de corrección de temperatura correspondiente a la temperatura del espécimen. 4. Multiplique (1) y (3) ver el ejemplo siguiente: Ejemplo Boquilla de la compañía Ohio Brass, clase GK, 115 kV (1) Factor de potencia calculado = 0.42% (2) Temperatura ambiente = 30 °C (3) Multiplicador de la tabla de corrección de la temperatura a 30°C = 1.11 (4) Factor de potencia corregido para 20 °C = 0.42% x 1.11 = 0.47% NOTA

Las tablas que son incluidas están basadas en datos obtenidos de aislamientos en buen estado. El aislamiento deteriorado, contaminado, ó con otra clase de defectos, no se comporta con la temperatura igual que un aislamiento en buen estado. De acuerdo a esto algunos criterios deberán ser usados cuando se intente corregir por temperatura estos resultados los cuales han sido obviamente anormales. Al parecer el aislamiento contaminado ó deteriorado deberá tener pérdidas y factor de potencia desproporcionadamente altos a temperaturas elevadas. Los siguientes conceptos son para el uso de la tabla de corrección por temperatura para los diversos tipos de aparatos.

BOQUILLAS No todas las boquillas requieren corrección en el factor de potencia del aislamiento por efecto de la temperatura. Por ejemplo, las de tipo seco, las llenas con gas ó boquillas de porcelana sólida generalmente muestran muy pequeños cambios en el factor de potencia sobre rangos de temperatura normalmente encontrados; las boquillas en aceite y compuesto, muestran algunos cambios en el factor de potencia con los cambios de temperatura, sin embargo; el efecto de la temperatura difiere para los diversos tipos. Refiérase a la tabla de corrección por temperatura para obtener el multiplicador de corrección por temperatura para aquellas boquillas cuyos datos están disponibles. EL FACTOR DE POTENCIA DE LA BOQUILLA SE CORRIGE USANDO LA TEMPERATURA AMBIENTE. UNA IMPORTANTE EXCEPCION ES EL CASO DE LA BOQUILLA MONTADA EN EL TRANSFORMADOR. EN TAL APARATO LA TEMPERATURA DE LA BOQUILLA ES TOMANDO APROXIMADAMENTE EL PROMEDIO ENTRE EL AMBIENTE Y LA TEMPERATURA DE LA PARTE ALTA DEL TRANSFORMADOR. SOLAMENTE LA PRUEBA DEL PROPIO AISLAMIENTO DE LA BOQUILLA (GENERAL O C) ES CORREGIDO POR EFECTOS DE LA TEMPERATURA; NO ASÍ LOS VALORES EN LA PRUEBA DE COLLAR CALIENTE Y PRUEBAS DEL AISLAMIENTO DEL TRAP DE PRUEBA.

4-2

M2H-I-195


INTERRUPTORES EN ACEITE Los factores de potencia para interruptor abierto e interruptor cerrado para los interruptores en aceite son corregidos por el efecto de temperatura solamente para el tipo de boquilla instalada en el interruptor. En otras palabras, el fabricante y el tipo del interruptor en aceite, no son factores en la determinación de la corrección por temperatura para las pruebas Doble en esta clase de aparatos. Se reconoce que la temperatura afectará las pérdidas del tanque en un interruptor de circuito. Debido a que hay muchas variables implicadas, sin embargo, no se ha ideado ningún método cuantitativo bueno aún para la corrección de las pérdidas de tanque para los efectos de la temperatura. En general, se sabe que el Indice de Pérdidas de Tanque es mayor a altas temperaturas, y este efecto debe ser tomado en cuenta cuando se analicen los resultados de prueba del interruptor del circuito (para comentarios en el Indice de Pérdidas de Tanque, TLI, refiérase a INTERRPTORES DE CIRCUITO DE ACEITE, ANALISIS E INTERPRETACIONES, Boquillas y Miembros del Tanque).

TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y DISTRIBUCION RELLENOS DE ACEITE Los factores de potencia generales a tierra y de los aislamientos entre espiras del embobinado de los transformadores de potencia son corregidos para estos efectos de la temperatura usando la temperatura como se indica en el indicador de temperatura superior del aceite, montado en el tanque del transformador. Se recomiendan tres curvas para el uso del equipo Doble: 1. Curva Doble (1936) para: Aceites y Transformadores de potencia llenos de aceite (Respiración libre y tanque conservador tipo antiguo). 2. Curva AIEE (1953) para: Transformadores de Potencia llenos de aceite (Tipos sellados, cubiertos de gas y conservador moderno hasta 161 kV, 750 kV BIL). 3. Curva del comité de transformadores de Doble (1963) para: Transformadores de Potencia llenos de aceite (Tipos sellados, cubiertos de gas y conservador moderno de rango 230 kV y mayores, arriba de 750-kV BIL). Los tres juegos de factores de corrección para los transformadores de potencia llenos de aceite están dados en la Tabla de Corrección por Temperatura, con el encabezado de la columna debidamente etiquetada. Información adicional con respecto a la corrección de factor de potencia para los transformadores de potencia llenos de aceite está disponible en la sección de Transformadores de Distribución y Potencia del Libro de referencia de Datos de Prueba de Factor de Potencia Doble. En los casos donde el indicador de temperatura del aceite superior esté defectuoso ó no lo tenga, la temperatura del aceite superior debe ser aproximada. Un método para hacer razonable la aproximación es medir (en sombra) la temperatura del aire y la temperatura del exterior de la pared del tanque en la proximidad del nivel superior del aceite. Un termómetro de tipo contacto debe ser conveniente utilizado para esta última medición. La temperatura del aceite de la parte superior es entonces asumida a ser igual a la temperatura de la pared del tanque más 2/3 de la diferencia entre el tanque y la temperatura del aire.

M2H-I-195

4-3


Ejemplo Transformador de potencia lleno en aceite (sellado, rango de voltaje 115-13.8 kV) Temperatura del aire = 20°C Temperatura de la pared del tanque = 26°C Temperatura del aceite en la parte superior = 26 + 2/3 (26-20) = 30°C Factor de corrección por temperatura según tabla a 30°C (curva AIEE) = 0.80 Medición total del factor de potencia = 0.61% Factor de potencia corregido a 20°C = 0.61 x 0.80 = 0.49%

Mientras que las curvas específicas de corrección de temperatura no están disponibles para los transformadores de distribución en aceite, la medición total del factor de potencia para este equipo probablemente deberá ser corregido por efectos de temperatura (aceite en la parte alta). Hasta que las curvas especificas sean desarrolladas se sugiere que el factor de potencia total sea corregido usando la curva de: Transformadores de potencia llenos de aceite (Tipos sellados, cubiertos de gas y conservador moderno de rango arriba de 161 kV, 750 kV BIL). Sin embargo, la ha indicado que ciertos transformadores de distribución, particularmente unidades antiguas, pueden ser corregidos por efectos de temperatura de una forma más exacta por medio de la curva de: Aceite y Transformadores de potencia llenos de aceite (tipo respirador libre y conservador antiguo). Como se anotó anteriormente, en general el factor de potencia del aislamiento de las boquillas en transformadores de potencia (y de distribución) es corregido basado en el promedio de las temperaturas entre el ambiente y del aceite de la parte superior del transformador.

REGULADORES DE VOLTAJE LLENOS DE ACEITE Se deben tener consideraciones a los efectos de temperatura en el factor de potencia de aislamiento general de los reguladores de alto voltaje; sin embargo, mientras que los datos para ciertos tipos de específicos de reguladores de bajo voltaje son deficientes, para unidades llenas de aceite, se sugiere que sea usada, la curva de; Aceite y Transformadores de Potencia llenos de aceite (tipos de respirador libre y conservadores antiguos).

TRANSFORMADORES DE INSTRUMENTOS Y MEDICION LLENOS DE ACEITE. Los factores de potencia total medidos en los transformadores de instrumentos llenos de aceite son convertidos a 20 °C usando los factores listados en la tabla de corrección por temperatura en el capítulo Instrumentos de medición llenos de aceite, correspondiente a la temperatura del aceite en la parte superior. Estos factores son usados de la misma manera descrita para los transformadores de potencia llenos de aceite. Se sugiere que para los transformadores modernos de potencial y de corriente en un rango de 220 kV y mayores puede ser más apropiado para la corrección por temperatura usar la curva de transformadores de potencia bajo el título: “Transformadores de potencia llenos en aceite”(Tipos sellados, cubiertos de gas y conservador moderno de rango arriba de 161 kV, 750 kV BIL). Si la temperatura superior del aceite no está directamente disponible, puede ser aproximada usando el método mencionado para transformadores de potencia llenos de aceite. La experiencia ha indicado que, a 4-4

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D menos que haya ocurrido un cambio considerable en la temperatura del ambiente, causando una disminución en la temperatura del aceite del transformador, otra aproximación razonable es asumir que la temperatura del aceite y del aire es la misma.

TRANSFORMADORES LLENOS DE ASKAREL Los resultados para estos transformadores son corregidos por el efecto por temperatura de la misma forma que los transformadores de potencia llenos de aceite. El factor de potencia total de todos los transformadores llenos con Askarel son corregidos utilizando los factores listados en la columna etiquetada Askarel y transformadores llenos con Askarel en la tabla de corrección de temperaturas.

LIQUIDO AISLANTE La medición del factor de potencia para el líquido aislante y Askarel son convertidos a 20 °C usando los factores listados en la tabla bajo el concepto “aceite y transformadores de potencia llenos con aceite” (tipo respirador libre y tanque conservador antiguo) y Askarel y transformadores llenos de Askarel, respectivamente y correspondientes a la temperatura obtenida inmediatamente en un termómetro de tipo inmersión siguiendo la prueba del ejemplo. Ejemplo de Aceite Temperatura de la muestra = 30°C Factor de corrección de la temperatura según tabla a 30°C = 0.63 Medición total del factor de potencia = 0.28% Factor de potencia corregido a 20°C = 0.63 x 0.28 = 0.18% Aunque se tienen relativamente completas, las tablas de corrección por temperatura no incluyen multiplicadores para conversión de los factores de potencia de todos los aparatos aislados que han sido probados hasta ahora. Esto es debido, a que en algunos casos, por falta de datos suficientes en los efectos de la temperatura en un tipo de aislamiento en particular, y en otras casos las experiencias han indicado que los efectos de la temperatura son insignificantes sobre los rangos de temperatura encontrados en el campo. En los siguientes párrafos se discute un poco más referente a esto.

TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y DE DISTRIBUCION TIPO SECOS Se debe tomar consideraciones por los efectos de temperatura en el factor de potencia del aislamiento de los transformadores de potencia y distribución tipo seco; sin embargo no se cuenta con datos específicos para ciertas formas y tipos de transformadores secos.

INTERRUPTORES DE AIRE SOPLADO, AIRE MAGNETICO Y BAJO VOLTAJE La experiencia actual indica que hay muy poca, si acaso alguna, necesidad de corrección por temperatura en los rangos normales de temperatura en la cual los aparatos son probados.

M2H-I-195

4-5


INTERRUPTORES EN ACEITE RESTAURADORES Y SECCIONADORES La experiencia actual indica que no es necesario corregir las mediciones de pérdidas dielectricas y factor de potencia por temperatura en el rango de temperaturas normalmente encontrados para estos aparatos.

INTERRUPTORES EN VACIO Y RECIERRES La experiencia actual indica que hay muy poca, si acaso alguna, necesidad de corrección por temperatura en los rangos normales de temperatura en la cual los aparatos son probados.

CABLES No se listan factores en la tabla de corrección por temperatura para aislamiento de cables. Esta no es una seria omisión ya que en caso de aislamientos de cables modernos, los cuales generalmente tienen un relativamente constante factor de potencia contra las características de temperatura sobre el rango normal de temperaturas de operación.

PRUEBAS DE COLLAR La experiencia ha indicado que lo efectos de la temperatura en los resultados de la prueba de collar caliente pueden ser ignorados sin dañar la habilidad de la prueba para detectar fallas en boquillas, conectores y aislamientos.

CAPACITORES DE CONTACTO GRADIENTE (PARA INTERRUPTORES) La corrección por efectos de la temperatura puede ser necesario en ciertos tipos y rangos de capacitores de contacto gradiente en interruptores de HV Y EHV. La información de tipos específicos está fundada en la sección de interruptores en el libro de referencias de datos de prueba de Doble.

CAPACITORES DE ACOPLAMIENTO La experiencia actual indica que hay muy poca, si acaso alguna, necesidad de corrección por temperatura en los rangos normales de temperatura en la cual los capacitores son probados..

BOQUILLAS AISLADAS CON PORCELANA, ELEMENTOS DE MADERA Y PORCELANA TIPO SECO La experiencia ha indicado que los efectos de la temperatura en los resultados de las pruebas de pérdidas dieléctricas y factor de potencia pueden ser despreciados sin afectar la capacidad de la prueba para detectar fallas en aisladores de porcelana, boquillas de porcelana tipo seco y elementos de madera.

MAQUINARIA ROTATIVA Las pruebas en el aislamiento de maquinaria rotativa son usualmente efectuadas en interiores a temperatura ambiente o cercana a esta. La experiencia actual indica que son necesarias correcciones muy pequeñas por temperatura en el rango normal de temperaturas a las cuales el aparato es probado. 4-6

M2H-I-195


APARTARAYOS La experiencia actual indica que hay muy poca, si acaso alguna, necesidad de corrección por temperatura en los rangos normales de temperatura en la cual los aparatos son probados.

M2H-I-195

4-7


TABLA DE FACTORES PARA USO EN LA CONVERSION DE FACTOR DE POTENCIA EN LAS PRUEBA POR TEMPERATURA DE FACTORES DE POTENCIA A 20°C

LA TABLA DE CORRECCION POR TEMPERATURA ES PROPIEDAD DE DOBLE Y ESTAN DISPONIBLES SOLO PARA LOS INGENIEROS DE SERVICIO SUSCRITOS

4-8

M2H-I-195


M2H-I-195

4-9




4-10

M2H-I-195




M2H-I-195

4-11




4-12

M2H-I-195


SUPERFICIE DE FUGA INTRODUCCIÓN La prueba Doble es una herramienta de diagnóstico para evaluar la condición de los aislamientos. Este es un concepto fundamental que mide en resultados de la calidad del aislamiento (para cualquier razón ó causa) en cambios medibles en una o más de las características eléctricas básicas del sistema de aislamiento, tal como pérdidas dieléctricas, capacitancia, y factor de potencia. Así, midiendo estos importantes parámetros eléctricos, son revelados los cambios en la integridad del aislamiento. (este concepto asume que no hay variables que distorsionen el análisis). Desafortunadamente, las pruebas Doble no pueden ser efectuadas rutinariamente bajo condiciones generalmente preferidas, en virtud de que el equipo está localizado exteriormente. De acuerdo a esto, dos variables ambientales son notorias y no pueden ser controladas fácilmente; estas son la temperatura y la humedad (también la humedad en combinación con la contaminación del aire). Los efectos de la temperatura pueden ser contabilizados para algunas mediciones efectuando pruebas en muestras del material aislante o del sistema de aislamiento con cambios de temperatura bajo condiciones controladas, y entonces midiendo los cambios en las características eléctricas. De esta forma las tablas de corrección por temperatura pueden ser derivadas. (Este concepto es cubierto en detalle en esta sección bajo el título “VARIACIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA CON LA TEMPERATURA”). De otra manera, los efectos de la humedad no pueden ser fácilmente determinados debido al efecto que tienen en la prueba Doble, a su vez esta se relaciona otras variables como sigue: •

Mediciones UST contra GST. Excepto bajo condiciones extremas, las corrientes de fuga a tierra tiene solamente mínimos efectos en las pruebas efectuada en el modo UST. Así que mientras las pruebas totales en los aparatos pueden ser influenciadas por las corrientes de fuga a través de las boquillas, las mediciones UST del aislamiento C de las boquillas no serán afectados significativamente; refiérase a “BOQUILLAS”.

•

La influencia de las corrientes de fuga pueden no ser tomadas en cuenta cuando se prueban grandes capacitancias del espécimen (tal como un transformador de potencia), puesto que las pérdidas “normales” del espécimen pueden ser no muy grandes comparadas con las pérdidas de corrientes de fuga. De otra manera el mismo grado de corrientes de fuga puede ser significante para un espécimen de bajas pérdidas tales como un apartarayos ó una boquilla.

•

Los transformadores de potencia, debido al calor generado por ellos, son susceptibles de dispersar humedad en la superficie más efectivamente que los equipos que no operan significativamente con la temperatura arriba del ambiente. Note que la humedad atmosférica no se condensará en superficies calientes tal como en superficies frías.

•

Superficies moderadamente húmedas no deberán ser un problema para la prueba si la superficie del espécimen está adecuadamente limpia, las pérdidas superficiales pueden ser apreciablemente más altas si sumándole la humedad, la superficie está sucia con cenizas, tizna, etc.

M2H-I-195

4-13

Guía del Usuario de los M2H-D •

Los aparatos físicamente pequeños pueden verse afectados en una extensión mayor por la corriente de fuga. Por ejemplo, si probando dos boquillas de diferentes rangos de voltaje, las pérdidas de la superficie de fuga pueden no ser tan grandes en la boquilla físicamente más larga, porque se aplica el mismo voltaje a través de una trayectoria más larga.

Debido a esto, los factores de corrección no pueden ser desarrollados para contabilizar los efectos de la superficie de fuga y humedad; sin embargo se pueden usar los siguientes lineamientos generales para describir la humedad relativa: Menos del 50 % – bajo Del 50% al 70 % - medio Arriba del 70 % - alto El ingeniero de prueba debe reconocer los efectos de la superficie de fuga (debido a la humedad, suciedad, etc.) y debe ser capaz de arreglárselas razonablemente con varias situaciones que debe alcanzar: Algunos casos deben ser manejados con poco o no mucho esfuerzo como para controlar la superficie de fuga. Otros pueden requerir un esfuerzo modesto extra para producir buenos resultados de prueba. También debe ser reconocido que habrá veces que será mejor posponer las pruebas para otro día. Existen dos puntos básicos para minimizar los efectos de la superficie de fuga: 1. Superficies externas limpias y secas (usualmente porcelana) para reducir las pérdidas. 2. Emplear collares de conexión para desviar las corrientes de fugas de superficie no deseable del circuito a medir. Es aparente que será más efectiva una combinación de ambos puntos.

LIMPIEZA DE LA SUPERFICIE Será efectivo limpiar la humedad y suciedad de la superficie de la porcelana con un trapo limpio y seco cuando la cantidad de contaminación no es muy grande; sin embargo, algunas veces la limpieza de la superficie simplemente extiende la contaminación y notoriamente incrementa la corriente de fuga. En tal caso será necesario aplicar jabón a base de silicón, de cera o vaselina gruesa (después de que la superficie sucia ha sido limpiada) para separar las conexiones conductoras. Se pueden utilizar solventes para ayudar a limpiar las superficies que están manchadas o sucias con humedad, tizne, etc.; sin embargo mientras la evaporación de los solventes tiende a enfriar la superficie de porcelana y esto por lo tanto, puede incrementar la condensación de la humedad. De esta forma los solventes no deben ser usados cuando el problema es solamente de condensación de la humedad. El calor es un excelente método para reducir la corriente de fuga debido a la humedad. Las lámparas infrarrojas y los sopladores de aire caliente se han utilizados satisfactoriamente. En algunos casos particulares de collar caliente y de pruebas de tres electrodos, u otras pruebas que involucren relativamente conexiones cortas entre los electrodos energizados y medidos, la aplicación de calor por un intervalo corto es usualmente requerido para elevar la temperatura de la superficie y para secar la superficie lo suficiente para que se realice una buena prueba.

4-14

M2H-I-195


CONEXIÓN DE COLLARES Los collares de conexión (solos o en conjunto con la limpieza de superficie) proveen un método muy efectivo limitar la superficie de fuga. El principio básico de uso de collar de conexión es colocándolos muy cerca (pero sin tocarlos) a la terminal de bajo voltaje del espécimen. Note que, para una prueba de espécimen aterrizado (GST), la terminal de bajo voltaje está aterrizada (ver figura 4-1a). Para una medición UST ( figura 4-1b) el collar de conexión está aterrizado. Los collares de hule semiconductores que se proporcionan con los equipos de prueba DOBLE sirven como collares de guarda; sin embargo, los electrodos de otro material conductor (tal como una lámina de aluminio y alambre de cobre barnizado) pueden ser fabricados para esta aplicación.

* Conecte a la terminal de conexión en el cable exterior de alto voltaje (figura 1-10) o al conector LV en el modo guarda (figura 1-9 B). **Haga las conexiones a la tierra de prueba, o conéctelas a la terminal aterrizada o a la terminal de conexión en el cable exterior de prueba de alto voltaje (figura 1-10) Figura 4-1 Aplicación de los collares de conexión de superficie

M2H-I-195

4-15


La figura 4-2 ilustra el uso del collar de guarda cuando se realiza una prueba general en un aparato conectado a través de una boquilla. Se deben colocar collares de conexión cuando se requieran en todas las boquillas energizadas; por ejemplo, con referencia a los interruptores en aceite, los collares de guarda son colocados en ambas boquillas del tanque para la prueba de interruptor cerrado.

*. Conéctese a la terminal de conexión en el cable exterior de alto voltaje (figura1-10) o a la terminal LV en el modo GUARDA (figura 1-9 b ). Figura 4-2 Aplicación de una conexión de superficie para la prueba general en las boquillas

4-16

M2H-I-195


La figura 4-3 ilustra el uso de collares de guarda para las pruebas de collar caliente en las boquillas y terminales.

* Conecte a la terminal de guarda en la terminal exterior del cable de alto voltaje (figura 1-10) o al conector LV en el modo guarda (figura 1-9 B). **Haga las conexiones a la tierra de prueba, o conéctelas a la terminal aterrizada o a la terminal de Guarda en la terminal exterior del cable de prueba de alto voltaje (figura 1-10)

Figura 4-3 Aplicación de collar de conexión para Prueba de collar caliente en las boquillas y cables

M2H-I-195

4-17


BUS Y ASILADORES CONECTADOS Las pruebas DOBLE no deberán ser realizadas con el bus y aisladores conectados a las terminales de los aparatos. En algunos casos la decisión deberá hacerse para dejar una sección relativamente corta de las barras conectadas; sin embargo, es indeseable por dos razones: 1. Los buses o barras y aisladores conectados contribuyen a la medición de corriente de carga y pérdidas, y esto puede significativamente reducir la sensibilidad de la prueba y ocultar defectos incipientes en el aparato que ha sido probado. 2. Los buses o barras conectadas pueden significativamente incrementar el punto de operación electrostático y necesitar el uso de rangos menos sensible del medidor para una medición obtenida. El equipo DOBLE de prueba está diseñado para hacer frente a relativamente severas condiciones de interferencia electrostática; sin embargo, solamente desconectando los buses o barras de las terminales del aparato pueden reducirse los efectos de la interferencia electrostática. En algunos casos donde es necesario que las barras y sus aisladores sean incluidos en la medición del aparato, los efectos de la corriente de carga y pérdidas en el aislamiento conectado pueden ser minimizadas por el uso de la conexión de la guarda, como se muestra en la figura 4-4.

*Conecte ya sea a las terminales de la guarda en el conector exterior del cable de alto-voltaje (figura 1-10) o a la guía de bajo voltaje en el modo GUARDA (Figura 1-9 b ).

Figura 4-4 Aplicación de la guarda para aislamientos múltiples

4-18

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D Para ciertas aplicaciones, particularmente en aparatos EHV y UHV en los que se involucra el uso de secciones de buses o barras largas y pesadas, deberá tomarse en cuenta una consideración especial para proporcionar un significado razonable al desconectar las barras de las terminales del aparato. Un método es instalar las terminales de prueba similar al mostrado en la figura 4-5. El uso de terminales en este tipo reduce grandemente el tiempo de la prueba, minimiza los efectos de la interferencia electrostática, y añade a la medición seguridad permitiendo que el trabajo y las pruebas sean desarrolladas entre tierras.

*Conecte ya sea a las terminales de la guarda en el conector exterior del cable de alto-voltaje (figura 1-10) o a la guía de bajo voltaje en el modo GUARDA (Figura 1-9 b ).

Figura 4-5 Uso de las terminales para prueba

M2H-I-195

4-19


Esta página ha sido dejada en blanco intencionalmente.

4-20

M2H-I-195


PROCEDIMIENTO DE PRUEBAS - BOQUILLAS INTRODUCCION La función principal de una boquilla es proveer una entrada aislada para un conductor energizado a través de una cámara ó tanque del aparato. Una boquilla también puede servir como soporte para otras partes energizadas del aparato. Las boquillas se pueden clasificar generalmente por el diseño como a continuación se ilustra (Se incluye la información concerniente a la construcción de algunos tipos específicos de boquillas en la “Guía de Doble para Pruebas de Campo de Boquillas”). 1. Tipo Condensador: A. Aislamiento de Papel Impregnado con Aceite, con Capas de Conductor Entremezclado (Condensador) ó Aislamiento de Papel Impregnado con Aceite, Espacios Continuos con Capas de Papel Alineadas e Insertadas entre Hojas. B. Aislamiento de Papel con Resina, con Capas de Conductor Entremezclado (Condensador). 2. Tipo sin Condensador: A. Núcleo Sólido, ó Capas Alternadas de Aislamiento Sólido y Líquido. B. Masa Sólida de Material Aislante Homogéneo. (por ejemplo, Porcelana Sólida). C. Llenas con Gas. Para boquillas de uso exterior, el aislante primario está contenido en una cobertura a prueba de agua, usualmente porcelana. El espacio entre el aislante primario y la cubierta a prueba de agua se llena generalmente con un aceite ó compuesto aislante (también, plástico y espuma). Algunos de los tipos sólidos homogéneos que deben utilizar aceite para llenar el espacio entre el conductor y la pared interna de la cubierta a prueba de agua. Las boquillas también pueden utilizar gas tal como el SF6 como un aislante medio entre el centro del conductor y la parte exterior de la cubierta a prueba de agua. Las boquillas también se clasifican generalmente como estén equipadas ó sin equipo, con una toma (tap) potencial ó una toma (tap) ó electrodo de prueba de factor de potencia. (Nota: las tomas “potenciales” son en ocasiones referidas como tomas de “capacitancia” ó de “voltaje”.) La boquilla sin una toma (tap) de potencial ó sin una toma (tap) de factor de potencia es un aparato con dos terminales que generalmente es probado en su totalidad (del centro del conductor a la brida) por el método GST. Si la boquilla se instaló en el aparato, tal como un interruptor de circuito, las mediciones totales GST incluirán todos los componentes aislantes conectados y energizados entre el conductor y la tierra. Una boquilla tipo condensador es esencialmente una serie de capacitores concéntricos entre el centro del conductor y la tierra ó de la brida a montar. Una capa del conductor cerca de una tierra se debe tomar y llevar fuera hacia una toma terminal de tal forma que se tenga un espécimen de tres terminales. El tap de la boquilla es esencialmente un divisor de voltaje y, en diseños de alto voltaje, la toma (tap) de potencial debe ser utilizada para abastecerle a algún aparato para protección o algún otro propósito. En este diseño la toma M2H-I-195

4-21

Guía del Usuario de los M2H-D (tap) de potencial también actúa como una terminal de prueba de factor de potencia de bajo voltaje para el aislante de la boquilla principal, C1, Refiérase a la Figura 4-6.

Figura 4-6 Diseño Típico de Boquilla tipo Condensador Las boquillas modernas con rango arriba de 69 kV están usualmente equipadas con tomas (tap) potenciales. (En algunos casos raros, algunas boquillas de 69kV fueron equipadas con tomas potenciales.) Las boquillas con rango de 69kV y menor deben ser equipadas con tomas (tap) de factor de potencia. En los diseños de tomas de factor de potencia, la capa de tierra del núcleo de la boquilla se toma y se conecta a una boquilla miniatura en la boquilla principal de la brida montada. La toma está conectada a la brida montada aterrizada por medio de una capa de tornillos en la boquilla miniatura. Con la capa de tierra removida, la terminal de la toma está disponible como una terminal de bajo voltaje para una medición UST en el aislamiento de la boquilla principal, conductor C1, a la capa de toma. En algunos diseños de boquillas (como el tipo “O” de la Compañía Westinghouse Electric, por ejemplo) la capa de toma se lleva hacia afuera mediante un compartimento lleno de aceite; sin embargo, la toma (tap) de potencial se permite que flote en servicio. Se inserta una sonda especial mediante en agujero lleno de aceite para que haga contacto con la capa de toma, para permitir una medición UST.

4-22

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D Puede haber modificaciones de la toma (tap) principal de factor de potencia. Por ejemplo, las boquillas han sido diseñadas con bridas flotantes que pueden ser temporalmente aisladas desde tierra para mediciones UST. Una boquilla es un dispositivo relativamente simple, y las técnicas de pruebas en campo han sido desarrolladas por la Compañía Doble Engineering, en cooperación con sus clientes, para facilitar la detección de aislamientos defectuosos, deteriorados, contaminados o dañados. Los diversos tipos de pruebas de Doble aplicables a las boquillas se resumen como se muestra a continuación: 1. General (Conductor Central a la Brida). 2. Prueba del Espécimen Aterrizado, ó UST (Conductor Central a la Toma, C1). 3. Guarda en Frío (Conductor Central a la Brida). 4. Guarda en Caliente (Conductor Central a la Brida). 5. Prueba de Aislamiento de la Toma (Toma a la Brida, C2). 6. Pruebas de Collar (Collar Externamente Aplicado al Conductor Central).

VOLTAJES DE PRUEBA El siguiente es un resumen de los voltajes de prueba Doble recomendados para varias pruebas de boquillas:

A. PRUEBA GENERAL Y PRUEBA DEL ESPÉCIMEN ATERRIZADO (UST) EN C1 (CONDUCTOR CENTRAL ENERGIZADO) 1. Para boquillas del rango de clase aislante arriba de 8.7-kV, probar a 10kV. 2. Para boquillas del rango de clase 8.7-kV y menor, pruebas a un voltaje conveniente, que es en ó debajo del rango marcado para la boquilla. Por ejemplo, lo siguiente es una lista de voltajes de prueba recomendados para diversos rangos de bajo voltaje: Rango de la Boquilla (kV) 8.7 5.0 4.3 1.2

Voltaje de Prueba Recomendado (kV) 8 5 4 1

NOTA Los voltajes de prueba recomendados aquí para las Pruebas Generales y para las Pruebas del Espécimen Aterrizado (UST) son aplicables a las boquillas de reserva y las instaladas en el aparato. Sin embargo, para las boquillas en el aparato, puede haber circunstancias inusuales según el cual el rango del voltaje de una boquilla(s) sea mayor que el rango del voltaje de la terminal del aparato a la cual está conectada. (Esto puede involucrar la terminal neutro del embobinado de un transformador.) En tales casos, muy raros, el voltaje de prueba normal para las pruebas Generales y UST de las boquillas puede M2H-I-195

4-23

Guía del Usuario de los M2H-D ser reducido a valores tales que pueden ser aplicados para la Prueba General en el aparato mismo. En esta observación haga referencia a los comentarios de ”VOLTAJES DE PRUEBA” para los aparatos específicos en la Sección Cuatro de este Manual.

B. PRUEBA DE CONEXIÓN FÍSICA EN FRÍO (PARA BOQUILLAS DE TRANSFORMADORES INDUCIDOS) Limite el voltaje a 500 voltios, o menos, puesto que el aislamiento entre el conductor central de la boquilla y el conductor inducido pudiendo ser de menor calidad ó pudiendo tener menos rigidez dieléctrica. Para comentarios en la realización de pruebas debajo de 2kV, refiérase a la Sección Dos: OPERANDO EL M2H, PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE PRUEBA DEL APARATO, 11. Pruebas a voltajes menores de 10kV, b.

C. PRUEBA DE CONEXIÓN FÍSICA EN CALIENTE (PARA BOQUILLAS DE TRANSFORMADORES INDUCIDOS; SE REQUIEREN LOS ACCESORIOS ESPECIALES DE CONEXIÓN FÍSICA EN CALIENTE TIPO M DE DOBLE) Prueba arriba de 10kV. El voltaje de prueba debe ser menor dependiendo del rango del voltaje del embobinado del transformador. Vea los comentarios en la sección cuatro: “TRANSFORMADORES, TRANFORMADORES DE POTENCIA Y DISTRIBUCION, VOLTAJES DE PRUEBA”

D. PRUEBA DE LA TOMA DE AISLAMIENTO Y PRUEBA DEL ESPÉCIMEN NO ATERRIZADO INVERTIDO 1. Tomas (tap) de Potencial (Capacitancia) – Pruebas a 2 kV. Si se desea una prueba de potencial mayor, se debe considerar 5 kV como máximo voltaje permisible a menos que se sepa que se permite un rango mayor de la toma. 2. Tomas (tap) de Factor de Potencia – Las tomas (tap) de factor de potencia de las boquillas son energizadas para pruebas a 500 voltios excepto las descritas más adelante. Para comentarios en la realización de las pruebas menores de 2kV, refiérase a la Sección Dos: “OPERANDO EL M2H, PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE PRUEBA DEL APARATO, 11”. Pruebas a voltajes menores a 10kV, b. NOTAS a. En el caso de las boquillas Clase L de la Compañía Ohio Brass, el fabricante ha recomendado que no se aplique más de 250 voltios a la toma de factor de potencia. b. Un potencial arriba de 500 voltios solamente debe de ser aplicado a las tomas de factor de potencia con la aprobación del fabricante.

E. PRUEBAS DE COLLAR EN CALIENTE (UNO O VARIOS COLLARES) Pruebas a 10kV. A veces resulta interesante investigar los resultados anormales mediante la realización de una serie de pruebas a diversos voltajes, para determinar si la condición que causa el resultado anormal es no lineal ó el 4-24

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D voltaje es sensitivo dentro del rango de los voltajes de prueba de Doble. Esto puede incluir el incremento del voltaje de prueba a 12 kV en el caso de las pruebas de la boquilla que normalmente se desarrollan a 10 kV. Refiérase también a la discusión en la Sección Dos: “VOLTAJES DE PRUEBA”.

TECNICA DE PRUEBA PARA BOQUILLAS DE RESERVA De las seis pruebas listadas anteriormente, casi todas menos la Guarda en Frío y la Guarda en caliente, se aplican a las boquillas de repuesto o reserva. Las pruebas de Guarda en frío y en caliente, se aplican al conector, de la capa cubierta, y a las boquillas aisladas en los transformadores. Una boquilla de repuesto que será puesta a prueba, debe ser montada en un compartimento de metal aterrizado sin tener nada conectado a sus terminales, de tal forma que, los resultados indican la condición de la boquilla únicamente. Las pruebas no deben llevarse a cabo con las boquillas montadas en cajones de madera ó acostadas en el suelo. Si las boquillas se prueban en cajones de madera, los resultados de las pruebas (GST y UST) se verán afectadas por la madera en la proximidad de las terminales. También el piso de cemento puede afectar los resultados a menos que el conductor central de la boquilla (el final de la terminal) esté arriba del suelo unos cuantos centímetros. Las boquillas, especialmente las altas, han sido exitosamente probadas mientras se soportaron arriba de la tierra mediante el uso de gomas; sin embargo, se debe de tener mucho cuidado en el método utilizado para guiar la boquilla, teniendo cuidado de que el conductor central de la boquilla no esté en contacto con el material de las gomas (soga, etc.). Para las boquillas de repuesto, con o sin tomas, se desarrolla una prueba general por el método GST como se indica en la Figura 4-7. La corriente, los Watts y la capacitancia son grabadas de una manera convencional, y el factor de potencia total se calcula y corrige para la temperatura ambiente del aire alrededor de la boquilla en el instante de la prueba. Los comentarios en los “ANALISIS DE LOS RESULTADOS DE PRUEBAS” aparecen más adelante en esta sección.

Figura 4-7 Prueba General de Boquilla por el método estándar GST Para las boquillas equipadas con tomas, en adición a la medición Total GST, el aislamiento C1 debe ser revisado por el método UST como se muestra en la figura 4-8. Se registra la corriente, los Watts y la capacitancia para C1 (del conductor a la toma) en el modo convencional. El factor de potencia se calcula M2H-I-195

4-25

Guía del Usuario de los M2H-D después y corrige usando un multiplicador correspondiente a la temperatura ambiente del aire. El factor de potencia y la capacitancia deben ser comparados con los valores grabados en las boquillas (si existen). Para más comentarios, refiérase a la discusión en esta sección: “TECNICAS DE PRUEBAS PARA BOQUILLAS EN APARATOS”, Pruebas del Espécimen no aterrizado, UST (Centro del conductor a la toma, C1), y abajo en ANALISIS DE LOS RESULTADOS DE PRUEBA, Boquillas de Condensador con Tomas de Potencial ó Electrodos de Prueba de Factor de Potencia.

Figura 4-8 Prueba de Boquilla por el método estándar UST El aislamiento de la toma, C2, se prueba como se muestra en la figura 4-9. Para C2 (toma a la brida) los valores de la corriente, los Watts y la capacitancia son registrados, y el factor de potencia se calcula pero no se corrige por temperatura. En el caso de las boquillas con tomas de potencial, la capacitancia C2 registrada se compara con el valor grabado (si existe tal). Para comentarios posteriores, refieráse a TECNICAS DE PRUEBAS PARA BOQUILLAS EN APARATOS, Pruebas del Aislamiento de Toma (Toma a Brida, C2), y a ANALISIS DE LOS RESULTADOS DE PRUEBA, Boquillas de Condensador con Tomas de Potencial ó Electrodos de Prueba de Factor de Potencia.

* Conecte a la terminal de Guarda en la cubierta del cable de Alto Voltaje (Figura 1-10) a al Conector LV en el modo de GUARDA (Figura 1-9b).

Figura 4-9 Aislante de Toma de la Boquilla (C2) Prueba por GST

4-26

M2H-I-195


Además de las pruebas completas y las UST, las boquillas llenas de compuesto aislante deben también ser probadas por el método de Collar Caliente Sencillo (SHC) (Figura 4-10) para así detectar algún tipo de contaminación, deterioro ó grietas en el área superior de la boquilla. Las boquillas llenas de líquido, aceite o compuesto, también son probadas por este método para detectar un bajo nivel de líquido. Las pruebas de Collar Caliente en las boquillas de porcelana sólida pueden revelar la presencia de grietas. Para pruebas sencillas de Collar Caliente, las pérdidas de corriente y Watts se registran; mas sin embargo, el factor de potencia no se calcula. Para algunos comentarios refiérase más adelante en “TECNICAS DE PRUEBAS PARA BOQUILLAS EN APARATOS”, Pruebas de Collar, y debajo de “ANALISIS DE LOS RESULTADOS DE PRUEBA”, Pruebas Sencillas de Collar Caliente.

Figura 4-10 Prueba de Collar Caliente en Boquilla

TECNICA DE PRUEBA PARA BOQUILLAS EN LOS APARATOS Las seis pruebas para las boquillas a las que nos referimos en la INTRODUCCION de esta sección son aplicables a las boquillas en los aparatos. Estas se discuten por separado de la manera siguiente:

PRUEBA TOTAL (CONDUCTOR CENTRAL A LA BRIDA) En el caso de una boquilla montada en un aparato, la medición General GST en la boquilla debe incluir el embobinado, interruptor, y/u otro aislamiento conectado entre el conductor central de la boquilla y la tierra. Por consiguiente, a menos que el conductor de la boquilla pueda estar completamente aislado, el método General GST no se recomienda para pruebas por separado en las boquillas del aparato. Es necesario recurrir a una ó más de las siguientes pruebas.

M2H-I-195

4-27


PRUEBA PARA EL ESPÉCIMEN NO ATERRIZADO, UST (CONDUCTOR CENTRAL A LA TOMA, C1) Muchas de las más modernas boquillas de alto voltaje de tipo condensador, están equipadas tanto con pruebas de toma de potencial, como de factor de potencia. Esto permite separar las pruebas en el aislamiento de la boquilla principal (llamada comúnmente C1) sin la necesidad de desconectar la boquilla del aparato del cual está conectado. La Técnica de Prueba se ilustra en la Figura 4-11 para una boquilla montada en un transformador. Nótese que la corriente que fluye en el aislamiento de otras boquillas energizadas y las bobinas regresan a la fuente de alto voltaje vía un circuito de conexión física aterrizado, y no está incluida en la medida. La corriente, los Watts y la capacitancia son registrados de una manera convencional, y el factor de potencia se calcula y corrige por temperatura. Para una boquilla en un transformador de potencia ó de distribución, utilice un multiplicador correspondiente al promedio de la temperatura de la superficie del aceite del transformador y la temperatura del aire ambiente; para las boquillas montadas en interruptores de circuitos de potencia en aceite, el factor de potencia C1 se corrige utilizando la temperatura del aire ambiente. Para comentarios adicionales refiérase a “RESULTADOS DE LOS ANALISIS DE LAS PRUEBAS”, Boquilla de Condensador con Tomas de Potencial ó Electrodos de Prueba de Factor de Potencia, más adelante en esta sección.

4-28

M2H-I-195


Figura 4-11 Prueba del Aislamiento C1 por el Método UST de Boquilla en Transformador PRECAUCION ESPECIAL: Cuando realice las mediciones UST en las boquillas de los transformadores, todas las terminales de los embobinados a las cuales las boquillas están conectadas deben ser conectadas eléctricamente una con la otra. De otro modo se registrarán pérdidas mayores de las normales debido a la influencia de la inductancia de las bobinas.

UST INVERTIDO (TOMA DE PRUEBA AL CENTRO DEL CONDUCTOR, C1) El UST Invertido se aplica para las pruebas de factor de potencia en boquillas con capacitancia y permite mediciones en el mismo aislamiento como el UST convencional; sin embargo, la medición invertida es generalmente no se aplica excepto para la investigación de datos anormales por el método estándar UST. Pueden haber varios ejemplos donde las mediciones del UST invertido no concuerden exactamente con el método estándar UST – después de llevar a cuenta las posibles diferencias en la prueba de potencial. Por ejemplo, esto puede ocurrir cuando hay una baja impedancia relativa conectada entre la conexión UST y la tierra. El método invertido UST se ilustra en la figura 4-12.

M2H-I-195

4-29


Figura 4-12 Prueba de Aislamiento por el Método UST Invertido El potencial de prueba que debe ser aplicado a la toma, depende del tipo de boquilla y el rango de voltaje, y no debe exceder el rango de la toma (tap); refiérase a la “Prueba de Aislamiento en la Toma (Toma a Brida, C2)”. Para más detalles, también refiérase a la Guía Doble de Pruebas en Campo para Boquillas. Cuando se aplique la prueba de UST Invertido a una boquilla de un transformador, los embobinados deben estar en corto circuito como en el método convencional UST. La corriente, los Watts y la capacitancia se registran en un modo convencional, y el factor de potencia se calcula y se corrige por temperatura como se describió para el método UST estándar. Para contar con comentarios adicionales refiérase a “ANALISIS DE RESULTADOS DE PRUEBA”, Pruebas de Boquillas de Condensadores con Toma de Potencial ó Electrodos de Factor de Potencia, más adelante en esta sección.

PRUEBA AL ESPÉCIMEN NO ATERRIZADO, Y BOQUILLAS CON BRIDAS AISLADAS (CONDUCTOR CENTRAL A LA BRIDA) La medición general de una boquilla entre el conductor central y la brida se debe desarrollar mediante el método UST, que permite que la brida pueda estar aislada de la tierra mediante cerca de 50,000 ohms ó más. La aplicación más común de esta técnica es en el caso de las boquillas en los transformadores que no están equipados con tomas de prueba, y en donde el embobinado no puede ser desconectado de una manera convencional desde el conductor de la boquilla. Algunas boquillas se les ha llamado bridas aisladas que pueden estar aterrizadas por el simple hecho de remover una pequeña conexión; sin embargo, en el caso de las boquillas convencionales de dos terminales, los tornillos de metal de la brida deben de ser removidos para así aislar la brida de la tierra. Antes de intentar aterrizar el soporte de la brida de una boquilla 4-30

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D convencional en un transformador de dos terminales, se deben tomar ciertas precauciones, como las que a continuación se muestran: 1. Si la boquilla está en un transformador de tipo conservador, la válvula de aceite del tanque conservador debe estar cerrada; sin embargo, la válvula debe ser reabierta antes de que el transformador vuelva a estar en servicio. Se deben de tomar precauciones similares en los transformadores de tipo gas a presión constante; esto es, la válvula de la botella de gas debe ser cerrada para la realización de las pruebas, y vuelta a abrir antes de que se regrese a servicio. 2. Conforme cada tornillo de metal sea retirado, se debe instalar un perno ó tornillo aislado en su lugar. Si, después de que se reemplazaron todos los tornillos, aún existe una porción de baja resistencia entre la brida y la tierra, use una herramienta punteada para así eliminar todos los restos de metal ó pintura que haya entre la brida y la tierra. SE DEBE DE TENER MUCHO CUIDADO EN NO DISTORSIONAR EL MONTAJE DE LA BOQUILLA EN CUALQUIER MODO, ASI COMO EVITAR QUE EL ACEITE SE FUGUE SI LA BOQUILLA ES INSTALADA EN UN TRANSFORMADOR TIPO CONSERVADOR, O LA JUNTA PUEDE SER DESTRUIDA. 3. Todas las terminales del embobinado en donde las boquillas son conectadas deben estar unidas entre si eléctricamente para realizar estas pruebas. 4. Cuando regrese los tornillos de metal, asegúrese que estén bien apretados, y hacia la dirección correcta. La Técnica de prueba General, usando el método UST a la brida aislada (aterrizada) se ilustra en la figura 4-13. La corriente, los Watts y la capacitancia se registran en un modo convencional, y el factor de potencia se calcula y corrige por temperatura basado en el promedio del nivel de aceite del transformador así como en las temperaturas ambientales. Para comentarios adicionales refiérase a “ANALISIS DE RESULTADOS DE PRUEBA”, Boquillas de Condensador sin Tomas de Potencial ó Electrodos de Prueba de Factor de Potencia ó a Boquillas sin Condensador con Bridas Compartidas ó Aisladas.

M2H-I-195

4-31


Figura 4-13 Prueba general (Conductor a brida) por el Método de Medición UST en una Boquilla en un Transformador con la brida de la boquilla aislada de tierra

PRUEBA DE CONEXIÓN CON GUARDA “FRÍA” (CONDUCTOR CENTRAL A LA BRIDA) Algunas boquillas de los transformadores están diseñadas para permitir cierto aislamiento de la terminal del transformador desde el conductor central de la boquilla (estas boquillas son diversamente referidas como: conector guiado, capa de protección, ó cabeza aislada). Es posible obtener una medición de la condición total de esta boquilla mediante el uso del circuito del equipo de prueba, como se ilustra en la figura 4-14.

4-32

M2H-I-195


* Conecte a la terminal de Guarda en el conector exterior del Cable de Alto Voltaje (Figura 1-10) ó al Conector LV en el modo de GUARDA (Figura 1-9b). Figura 4-14 Prueba General en las Boquillas de Tipo Conector Guiado por el Método GST de Conexión Fría. En el Método de Guarda, el voltaje de prueba total aparece a través del arreglo apantallado, cabeza aislada, ó el aislante que separa el centro del conductor de la boquilla del conductor del conector guiado. En la Figura 4-14 este aislamiento conduce una corriente “I”,. El aislamiento entre el conductor de la boquilla y el conductor del conector guiado puede no ser demasiado grande, por lo que el voltaje de prueba no debe exceder de 500 voltios. En algunos casos será necesario dar vuelta y variar la posición del conector guiado con el afán de aislar una capa defectuosa del aislamiento del conector guiado del tubo conductor de la boquilla. Como en el caso de las bridas aisladas, se deben de tener precauciones para prevenir fugas de gas cuando se haga una prueba general en una boquilla de conector guiado, esto mediante el método de Guarda Fría en un transformador con gas. El personal de prueba también debe ser precavido del nivel de aceite cuando se preparen las boquillas para la prueba en un transformador de tipo conservador, asegurándose de que la válvula de aceite entre el transformador principal y el conservador esté cerrada para la realización de las pruebas, y sea reabierta antes de regresar el transformador a servicio. La corriente, los Watts y la capacitancia se registran en un modo convencional, y el factor de potencia se calcula y corrige por temperatura basado en el promedio de la temperatura del nivel superior del aceite del transformador y de la temperatura ambiente. Para mayor información refiérase a “ANALISIS DE RESULTADOS DE PRUEBA”, Boquillas de Condensador sin Tomas de Potencial ó Electrodos de Prueba de Factor de Potencia ó a Boquillas No Condensadas con Conectores Guiados, Capas de Protección, ó Cabezas Aisladas.

M2H-I-195

4-33


PRUEBA DE CONEXIÓN CON GUARDA CALIENTE (CONDUCTOR CENTRAL A LA BRIDA) La Técnica de Prueba de Guarda Caliente se aplica solamente al conector guiado, arreglos apantallados, y boquillas de cabezal aislado en los transformadores. Sin embargo, este método de prueba requiere un adaptador especial, el accesorio de Doble tipo M para “Guarda Caliente”. En las pruebas de este tipo, el conector del transformador y la boquilla están energizados ambos a prácticamente el mismo potencial; sin embargo el contador de conexión caliente esta conectado para medir solamente la corriente y las pérdidas en la boquilla. Desde que la diferencia en el potencial entre el conector del transformador y la boquilla sea únicamente una fracción de un voltio, el nivel de aislamiento requerido entre ellos es bajo. Esto se ilustra en la figura 4-15. Note que el equipo de prueba abastece de corriente de carga y pérdidas a todas las boquillas y embobinados energizados para la prueba; sin embargo, sólo un componente fluye mediante el circuito medido.

Figura 4-15 Prueba General d Boquilla del Tipo Conector Guiado por el Método GST Requiere un aditamento especial La corriente y las pérdidas se registran, y el factor de potencia se calcula y corrige por temperatura basado en el promedio de la temperatura del nivel de aceite del transformador y de la temperatura ambiente. La capacitancia también se calcula. Para mayor información refiérase a “ANALISIS DE RESULTADOS DE PRUEBA”, Boquillas de Condensador sin Tomas de Potencial ó Electrodos de Factor de Potencia ó a Boquillas No Condensadas con Conectores Guiados, Arreglos apantallados, ó Cabezas Aisladas.

4-34

M2H-I-195


PRUEBA DE AISLAMIENTO DE TOMA (TOMA A BRIDA, C2) Muchas de las boquillas modernas de tipo condensador de alto voltaje están equipadas con tomas de prueba (tap) de potencial ó factor de potencia. Hay dos clases generales de tomas: (1) tomas de potencial (ó capacitancia), que son usadas generalmente en boquillas con rango arriba de 69 kV, y (2) tomas de factor de potencia, usadas generalmente en boquillas con rango de 69 kV y menor. Las tomas de potencial (tap) están diseñadas para su posible uso con un dispositivo de boquilla de potencial; por consiguiente, estas son capaces de resistir altos voltajes. Además, las tomas de potencial también sirven de propósito adicional el permitir mediciones en el modo UST en el aislamiento principal (C1) de una boquilla sin necesidad de aislarla en las terminales superiores e inferiores del aparato asociado y terminales conectadas no energizadas. Las tomas de Factor de Potencia no están diseñadas para resistir potencial alto ya que su único propósito es solamente proveer un electrodo para hacer una medida UST en el aislamiento de la boquilla C1. El ingeniero de prueba debe considerar cuidadosamente el potencial de prueba antes de proceder a realizar la prueba de aislamiento en la toma. Para las boquillas con toma de potencial (tap), se deben aplicar arriba de 5 kV. El ingeniero de prueba, sin embargo, debe tener cuidado que el potencial aplicado no exceda el rango de la toma. Para boquillas con toma de factor de potencia, el voltaje máximo de prueba permisible es usualmente designado por el fabricante (usualmente entre 500 voltios y 2 kV). En la “Guía Doble de Pruebas de Campo de Boquillas” se presenta una lista actualizada de los potenciales de prueba aceptables para las pruebas de tomas aisladas de factor de potencia en distintos tipos de boquillas. La figura 4-16 ilustra una prueba de aislamiento de toma (C2) en una boquilla.

* Conecte a la terminal de la Guarda a la cubierta del Cable de Alto Voltaje (Figura 1-10) ó al Conector LV en el modo de GUARDA (Figura 1-9b). Figura 4-16 Prueba de Aislamiento de Toma de Boquilla C2 M2H-I-195

4-35


Note en la figura 4-16 que cualquier corriente electrostática (Ie) que puede acoplarse al conductor de la boquilla, debe ir a tierra mediante el medidor. En algunos casos Ie puede ser poco apreciable. Mientras que el conjunto de pruebas Doble son capaces de medir con la interferencia electrostática, puede ser más conveniente, en el caso de la prueba de aislamiento en la toma, alterar un poco el procedimiento de prueba hasta reducir el efecto total de la interferencia electrostática. Así que se ofrece un método alternativo de desempeño de la prueba de aislamiento de la toma en la figura 4-17 en el cual el conductor central de la boquilla está aterrizado. C1 y C2 siendo ambas medidas en esta instancia.

Figura 4-17 Técnica Alternativa para la Prueba de Aislamiento de la Toma (Aislamientos de las Boquillas C1 y C2 en paralelo por GST)

4-36

M2H-I-195


PRUEBAS DE COLLAR Un hecho establecido en una falla característica de las boquillas llenas de compuesto aislante, ha sido aquellas que presentan fugas en la parte final de la parte superior de la boquilla, las cuales a su vez permite entrar humedad a la cámara del compuesto. Como resultado, el camino de la fuga puede ser establecido el cual puede conllevar a la falla de la boquilla. La prueba de collar se aplica fácilmente a este tipo de boquilla. Por la aplicación de una tensión de voltaje incrementada en la región superior de la boquilla, se detecta la humedad ó deterioro en sus etapas iniciales, antes de que progrese lo suficiente para ser detectada por las pruebas generales. Las pruebas de collar fueron diseñadas originalmente para detectar defectos en las cámaras con compuesto aislante de las boquillas llenas de compuesto; sin embargo, son usadas actualmente en boquillas del tipo seco de porcelana sólida, boquillas llenas de aceite, y cubiertas de cable. La prueba de collar es útil para detectar bajos niveles de aceite ó compuesto aislante en las boquillas y cubiertas; por ejemplo, el desempeño del medidor de nivel de líquido de tipo magnético de las boquillas llenas de aceite debe ser revisado usando esta técnica. Las boquillas y cubiertas sin indicadores de nivel de líquido también deben ser revisados periódicamente para evitar un bajo nivel de líquido. Las pruebas se aplican en el modo GST como Estándar, en el modo UST sobre algunas condiciones de aplicación, y deben ser aplicadas usando tanto los collares simples ó los múltiples. El collar a usar debe ser de hule conductora (Figura 4-18) ó metálicos (lámina fina de metal, ó en forma de trenza, etc.). En cualquier caso, se debe de tener cuidado de que los collares se coloquen alrededor de la boquilla para asegurar acercar el contacto con la superficie. El poco contacto ó los huecos pueden producir resultados incorrectos ó irreales; sin embargo, se debe de tomar mucho cuidado para evitar esta dificultad. Para una consistencia, especialmente en la lectura de la corriente, el collar debe tener muy poca actividad, y la posición del cable de alto voltaje debe estar aproximadamente 90° al eje de la boquilla a prueba.

Figura 4-18 Collar Estándar marca Doble (Hule conductor) con un Anillo con Extensión “D” PRUEBA EN BOQUILLAS DE COLLAR CALIENTE SENCILLO – GST

La Prueba de Collar Caliente Sencillo consiste en realizar una medida entre un collar externamente aplicado y el conductor central de la boquilla. El collar es generalmente colocado debajo del primer faldón de la boquilla, ó en alguna otra región de interés. El collar es energizado por el Equipo de prueba (por eso el término Collar “Caliente”), mientras el centro del conductor es aterrizado. Refiérase a la Figura 4-19. M2H-I-195

4-37

Guía del Usuario de los M2H-D En el modo GST (Figura 4-19 a) la prueba de collar caliente incluye una medición de todas las corrientes que pasan entre el collar energizado y la tierra. Esto incluye corrientes de superficie con fugas, e ilustra porque las condiciones de humedad atmosférica y la superficie de la boquilla deben tomarse en consideración. (Refiérase a la sección en Superficie con Fugas.) También, las corrientes electrostáticas resultantes de los voltajes externos acoplados a la terminal de la boquilla tienen una conexión directa a tierra sin pasar sobre el circuito de medición (ver figura 4-19a). PRUEBA EN BOQUILLAS DE COLLAR CALIENTE SENCILLO – UST

En el modo UST (Figura 4-19b), la prueba de Collar Caliente incluye mediciones de todas las corrientes que pasan entre el collar energizado y el conductor central de la boquilla. Son medidas las corrientes de fuga arriba del primer faldón, pero no son medidas las corrientes de superficie debajo de la brida montada aterrizada. Por consiguiente, el modo UST debe ser menos afectado por las corrientes de fugas; sin embargo; es más susceptible a los efectos de la interferencia electrostática. Note que en el modo UST las corrientes electrostáticas resultantes de los voltajes externos acoplados a la terminal de la boquilla van a tierra mediante el Conector de Bajo Voltaje y hasta el circuito de medición del equipo de prueba. Pero deben añadirla a cada lectura reversible y debe ser tomado en cuenta en el modo propuesto en la sección dos: “OPERACIÓN DEL M2H, INTERFERENCIA ELECTROSTATICA”. PRUEBAS DE COLLAR FRÍO EN LAS BOQUILLAS

Una variación en la prueba de Collar usada en el pasado es la prueba de Collar Frío. En esta prueba el collar está conectado a tierra (GST) ó al circuito UST como el último modo. El conductor de la boquilla es energizado como en la Prueba General. En el caso de la prueba de Collar Frío en el modo GST, los resultados de prueba incluyen las corrientes y las pérdidas totales (corriente y Watts) para la boquilla. Lo último debe ser determinando por una prueba general por separado y sustraída de la combinación de los resultados de las pruebas del Collar Frío para determinar las pérdidas y la corriente entre el conductor central y el collar (es). Esto incluye la sustracción de valores relativamente grande para llegar a los valores relativos pequeños para el área del collar con la posibilidad de un error significativo. En el caso de la prueba de Collar Frío en el modo UST, los resultados de prueba son confinados a las corrientes y pérdidas entre el conductor central y el collar (es). Note que la prueba de Collar Frío necesita que sea energizado el conductor de la boquilla y cualquier bobina o parte que esté conectado a él como en la prueba general. Sólo se energiza el collar en la prueba de Collar “Caliente”. En general esta aparece sin grandes ventajas en la técnica de Collar Frío y se recomienda la propuesta de Collar Caliente Para pruebas Sencillas de Collar Caliente, el collar se energiza a 10kV como se muestra en la figura 4-19 (en el caso de boquillas cortas, y, siempre que el espacio físico a la tierra sea muy pequeño, el voltaje de prueba debe ser reducido); el conductor central de la boquilla ó cubierta es conectado también a tierra (Figura 4-19 a) ó a UST (Figura 4-19 b), y las medidas de la corriente y los Watts son grabadas en un modo convencional.

4-38

M2H-I-195


Figura 4-19 Técnica de prueba de Boquilla con Collar Caliente Los datos son analizados con base a las magnitudes relativas de la corriente y los Watts obtenidos para las boquillas similares ó para las pruebas periódicas en la misma boquilla. (Ver “ANALISIS DE RESULTADOS DE PRUEBA”, Prueba Sencilla de Collar Caliente.) El factor de potencia no se calcula, excepto en algunos casos de muchas pruebas de Collar Caliente. No se ha intentado la corrección de los efectos por temperatura. PRUEBAS MÚLTIPLES DE COLLAR CALIENTE

Las pruebas múltiples de Collar Caliente son suplementos útiles para las pruebas de collares sencillos en las boquillas que no están equipadas para permitir pruebas generales por los Métodos UST, Conexión Fría ó Conexión Caliente. Las pruebas de Collares Múltiples dan indicaciones de la condición general del aislamiento en la región superior de una boquilla y puede ser relativamente insensible a la condición en el aislamiento debajo del montaje de la brida. Referirse a la Figura 4-20. Las Pruebas de Collares Múltiples se desarrollan del mismo modo que las pruebas de collar sencillo (GST ó UST) pero con dos ó más collares colocados en ranuras alternadas a lo largo de la superficie exterior de la boquilla. Los collares están conectados y energizados uno con otro. Las ventajas de los modos UST y GST son las mismas que para las pruebas de Collar Caliente Sencillo. La corriente y los Watts son obtenidos en una manera convencional y los datos son analizados con base a las magnitudes relativas de la corriente y los Watts obtenidos en las boquillas similares ó entre las pruebas periódicas. El factor de potencia puede ser calculado si se han instalado un número suficiente de collares para así producir corrientes que se asemejen a los valores de la Prueba General.

M2H-I-195

4-39


Figura 4-20 Prueba de Boquilla con Múltiples Collares Calientes PRUEBAS DE COLLAR CALIENTE EN CUBIERTAS DE CABLE

Las pruebas de collar caliente se hacen en las cubiertas de los cables del mismo modo general que se describió para las boquillas. Las pruebas generalmente se desarrollan en el modo GST; la prueba no requiere energizar el conductor del cable que puede estar fuera de la capacidad de la corriente del equipo de prueba, particularmente en longitudes grandes de cable. Las pruebas de Collar Caliente son extremadamente efectivas en la detección de contaminación y vacío en las cubiertas llenas de compuesto. Las pruebas sencillas y múltiples de Collar Caliente también son desarrolladas en cubiertas llenas de aceite que no están diseñadas para las pruebas UST (Las cubiertas no equipadas con electrodos de prueba de factor de potencia).

ANALISIS DE LOS RESULTADOS GENERALIDADES El aislamiento de una boquilla debe ser graduado con base a uno ó más de los siguiente parámetros dependiendo del diseño de la boquilla. A. Factor de Potencia obtenido por: 1. Prueba General Estándar en una boquilla de repuesto ó aislada. 2. Prueba de Espécimen no Aterrizado (UST) en boquillas equipadas con tomas de potencial (tap) ó electrodos de prueba de factor de potencia ( C1). 4-40

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D 3. Prueba de Collar Frío en boquillas equipadas con conectores guiados, capas de protección ó cabezas aisladas. 4. Prueba de Collar caliente en boquillas equipadas con conectores guiados, capas de protección ó cabezas aisladas. 5. Pruebas de aislamiento de tomas en tomas (tap) potenciales ó pruebas de tomas de factor de potencia (C2). B. Capacitancia ó Corriente: Las capas del condensador en corto circuito ó las secciones de una boquilla resulta en el incremento de la capacitancia y la corriente de carga; los circuitos abiertos ó discontinuos tales como una fisura en la banda entre la tierra y la brida montada, resultan en una reducida capacitancia y corriente de carga. C. Resultados de Prueba de Collar Caliente: El incremento de las pérdidas (Watts) indican contaminación en el aislamiento de la boquilla; y el decremento de la corriente indica un vacío ó bajo compuesto ó bajo nivel de líquidos. Los siguientes comentarios concuerdan con la aplicación de varios métodos de prueba para los diversos diseños básicos de boquillas y el significado de los resultados de prueba obtenidos.

BOQUILLAS DE CONDENSADOR CON TOMAS DE POTENCIAL Ó ELECTRODOS DE PRUEBAS DE FACTOR DE POTENCIA Las boquillas con este diseño son probadas por el método de Prueba General (GST) si éstas están aisladas de otras partes del aparato en el cual serán montadas (generalmente no práctica), ó por el método de UST. Lo último es una prueba en C1, del conductor al aislamiento (tap) de la toma. El factor de potencia y la capacitancia obtenidos se comparan con una ó varias de los siguientes valores: 1. Datos en la placa. 2. Resultados de las pruebas anteriores en la misma boquilla. 3. Resultados de las pruebas similares en boquillas similares. El factor de potencia para las boquillas modernas de condensador son generalmente del orden de 0.5% después de la corrección a 20°C. En la Guía de Doble de Pruebas de Campo de las Boquillas y en el Libro de Referencia de Doble de Datos de Prueba de Factor de Potencia se contiene información más detallada en los valores del factor de potencia para las especificaciones de fabricación y diseño de cada una de ellas. La Capacitancias deben estar entre 5 a 10% del valor nominal indicado en la placa dependiendo del número total de capas del condensador. Los factores de potencia incrementados indican contaminación ó deterioro del aislamiento; el incremento de la capacitancia indica la posibilidad de que las capas del condensador estén en corto circuito; un decremento en la capacitancia indica la posibilidad de que haya una tierra, ó una conexión abierta ó una conexión de toma de prueba deficiente. Se experimentan ocasionalmente los factores de potencia negativos, acompañados por pequeñas reducciones en la capacitancia ó corriente de carga, y puede resultar de condiciones inusuales de una M2H-I-195

4-41

Guía del Usuario de los M2H-D corriente de fuga externa ó fugas internas resultantes de las pistas de carbón. Para mayor información sobre este tema referirse al documento de la Conferencia de los Clientes Doble 1960, “Aplicación y significación de las pruebas del espécimen aterrizado,” 27AC60/Sec. 3-201; este artículo está contenido en la sección General del Libro de Referencia de Datos de Prueba del Factor de Potencia de Doble. En las boquillas equipadas con tomas (tap), las mediciones UST en C1 son complementadas por una prueba de Aislamiento de Toma en C2. El potencial de la prueba debe ser reducido a 2.5kV dependiendo del rango de la toma. Los factores de potencia se graban para los aislamientos de las tomas que son generalmente del orden de 1%. Los resultados deben ser comparados con aquellas pruebas que se realizaron anteriormente ó con los resultados de las pruebas de las boquillas similares. Las capacitancias registradas para las pruebas en las tomas de potencial deben también ser revisadas en comparación con el valor de la placa, si es que este existe. Un decremento en la capacitancia indica la posibilidad de una tierra, ó una conexión de toma de prueba deficiente. Las mediciones obtenidas de la prueba general ó UST son complementadas por las pruebas de Collar Caliente en la porcelana de la parte superior, particularmente en la boquillas llenas de compuesto, y en las llenas de aceite sin medidores de nivel de aceite. Ver análisis de los resultados de prueba para las “Pruebas de Collar Caliente Sencillo”, posteriormente en esta sección.

BOQUILLAS CON CONDENSADOR SIN TOMAS DE POTENCIAL Ó ELECTRODOS DE PRUEBA DE FACTOR DE POTENCIA Las boquillas con este diseño son probadas por el método de Prueba General (GST) si éstas son aisladas de otras partes del aparato en el cual serán montadas (puede no ser práctico), ó por los métodos de prueba de Guarda Fría ó Caliente si están equipadas con conectores guiados, capas de protección, ó cabezas aisladas. Si ninguna de las pruebas es aplicable, se desarrollan las pruebas de Collar Caliente Múltiple y/o Sencillo. Las pruebas de collar caliente sencillo son de particular importancia en el caso de las boquillas llenas de compuesto, y boquillas llenas de aceite sin indicadores de nivel de aceite. Los resultados de la prueba son analizados y se les da un rango como se describe arriba en la discusión de “Boquillas con Condensador con Tomas de Potencial ó Electrodos de Prueba de Factor de Potencia.

BOQUILLAS SIN CONDENSADOR CON BRIDAS AISLADAS Ó DIVIDIDAS Las boquillas con este diseño se prueban por el método general de prueba (GST), si éstas están aisladas de otras partes del aparato en donde serán montadas (puede no ser práctico), ó por el método UST utilizando una brida aislada ó dividida que está aislada desde la brida montada a tierra. El conductor de la boquilla se energiza y el circuito UST se conecta a la brida aislada ó dividida, las mediciones se hacen de un modo convencional. Las mediciones UST son complementadas con las pruebas de Collar Caliente Sencillo en la porcelana superior, particularmente en las boquillas llenas de compuesto y las llenas de aceite sin indicadores de nivel de aceite. Los resultados de la prueba son analizados y se les da un rango como se describe arriba en la discusión de “Boquillas de Condensador con Tomas de Potencial ó Electrodos de Prueba de Factor de Potencia”.

4-42

M2H-I-195


BOQUILLAS SIN CONDENSADOR CON CONECTORES GUIADOS, CAPAS DE PROTECCIÓN, Ó CABEZAS AISLADAS Las boquillas con este diseño son probadas por el método de Prueba General (GST), si éstas están aisladas de otras partes del aparato en el cual serán montadas (puede no ser práctico), ó por los métodos de prueba de Guarda Fría ó Caliente. Cualquiera de las pruebas puede ser complementada por las pruebas de Collar Caliente Sencillo en la porcelana superior, particularmente en las boquillas llenas de compuesto, y boquillas llenas de aceite sin indicadores de nivel de aceite. Los resultados de la prueba son analizados y se les da un rango como se describe arriba en la discusión de “Boquillas de Condensador con Tomas de Potencial ó Electrodos de Prueba de Factor de Potencia”.

BOQUILLAS SIN CONDENSADOR SIN FACILIDADES DE PRUEBA ESPECIALES Las pruebas en las boquillas sin tomas de potencial (tap), electrodos de prueba de factor de potencia, bridas aisladas ó divididas, o conectores guiados, capas de protección ó cabezas aisladas sólo pueden ser probadas por el método general (GST), previendo que éstas pueden ser aisladas de otras partes del aparato en las que serán montadas. De otro modo, la única prueba aplicable, es el método de Collar Caliente Múltiple, con collares instalados en ranuras alternadas en la superficie de porcelana. La prueba es suplida por una prueba de Collar Caliente Sencillo en la porcelana superior, particularmente en las boquillas llenas de compuesto y las llenas de aceite sin indicadores de nivel de aceite. Los resultados de prueba son analizados y se les da un rango como se describe arriba en la discusión de “Boquillas de Condensador con Tomas de Potencial ó Electrodos de Prueba de Factor de Potencia”.

BOQUILLAS DE PORCELANA DE TIPO SECO Las boquillas con este diseño pueden ser utilizadas en interruptores de circuito ó en transformadores, ó como boquillas de techo ó pared. No están equipadas con electrodos de prueba especiales, así que la única prueba Doble aplicable es el Método General, conductor a la brida de montaje. Esto debe ser tanto en el modo GST como en el UST, si la boquilla es una boquilla de repuesto fuera del aparato ó en el modo GST en el aparato. Esto último por supuesto requiere que el conductor central esté aislado de otras partes del aparato en el cual la boquillas está montada. De otro modo, la única prueba aplicable en el aparato es por el método de collar caliente. Cuando algunos diseños de boquillas de porcelana son retirados de los transformadores puede no quedar conductor central remanente en la boquilla. El conductor debe ser reemplazado por una barra de metal que esté atada a la capa de la boquilla para servir como electrodo de prueba. El conductor debe tener un diámetro suficiente para llenar el diámetro central de la porcelana. Los resultados de la prueba son analizados y anotados con base a una comparación de resultados de las boquillas similares y con los resultados guardados en las pruebas anteriores. Las pérdidas altas anormales y el factor de potencia resulta de: 1. Porcelana Agrietada 2. Porcelana con Poros que han absorbido la humedad (esto no es común en la porcelana moderna). 3. Pérdidas en los aislamientos secundarios, tales como el algodón barnizado (cinta varnished cambric), que debe estar envuelto alrededor del conductor central. 4. Efecto Corona alrededor del conductor central. 5. Conexiones conducidas a través de la superficie aislada a tierra. M2H-I-195

4-43

Guía del Usuario de los M2H-D 6. Uso inapropiado ó el lazo de revestimiento resistente ó un barnizado en la superficie de la porcelana interna. La causa más seria de las pérdidas y factores de potencia altos en este tipo de boquillas son las conexiones conducidas por la superficie y por la porcelana agrietada especialmente en los puntos cerca del montaje de la brida aterrizada. Las grietas en la porcelana pueden desarrollarse por esfuerzos mecánicos resultado de conexiones rígidas de cobre hacia una boquilla, arreglo en los cimientos del aparato, etc. Las ventajas de las conexiones flexible son aparentes.

BOQUILLAS DE TIPO CABLE Las boquillas del tipo Cable sólo pueden ser probadas por el método General (GST), si pueden ser aisladas de las demás partes del aparato donde será montada. De otro modo, la única prueba aplicable es la prueba de collar caliente, sencilla ó múltiple dependiendo del número de faldones ó ranuras en la porcelana. El aislamiento principal de este tipo de boquilla es generalmente un cable aislado con algodón barnizado. La mitad superior ó la parte final de la boquilla se protege con una porcelana de protección contra agua. El espacio entre el cable y la superficie de la porcelana interior debe ser lleno de compuesto aislante. Las pérdidas totales de factor de potencia y Collar Caliente son relativamente altas debido a las altas pérdidas inherentes en el aislamiento del tejido de algodón. Los resultados de las pruebas deben de ser comparados con las pruebas de boquillas similares y con aquellas pruebas que fueron realizadas y registradas anteriormente. Las altas pérdidas anormales pueden ser resultado de la humedad que entra en la parte superior de la boquilla contaminando el tejido de algodón, el compuesto, causa una migración del aceite en el compuesto a través del sello inferior, porcelana agrietada, etc.

PRUEBA DE COLLAR CALIENTE SENCILLO Esta prueba es usualmente hecha con el collar enrollado alrededor de la porcelana de la boquilla en el faldón superior. Las perdidas registradas deben ser menores que 0.1 Watts. Si la corriente ó las pérdidas de Watts son apreciablemente mayores de lo normal, entonces se realiza una segunda prueba después de mover el collar un faldón hacia debajo. Este procedimiento puede estar seguido lo más abajo de la boquilla conforme sea necesario para así determinar que tan abajo ha progresado la falla. Con referencia específica de las boquillas llenas de compuesto, como una guía, se sugiere que una boquilla que muestra una pérdida por la prueba de Collar Caliente de menos de 0.1 Watts se le debe administre un aislamiento con rango “G” que no muestre factor de potencia alto por la prueba estándar. Sin embargo, las pérdidas deben ser comparadas entre pruebas a boquillas similares al mismo tiempo y debajo de condiciones atmosféricas similares. Cuando la pérdida está entre 0.11 y 0.3 Watts, se le da a la boquilla un rango de Investigar (“I”). La capa de la boquilla debe de ser removida y se debe de hacer una revisión para determinar si existe humedad en lo alto de la cámara del compuesto. Se debe instalar una nueva junta cuando la capa se volvió a ensamblar. Cuando la pérdida está entre 0.31 y 0.5 Watts, y la pérdida con el collar bajo el segundo faldón cae a un valor normal, luego la capa de la boquilla debe ser removida y se debe hacer una revisión para ver la cantidad de humedad en lo más alto de la cámara del compuesto y en sí en el propio compuesto. Si se ha insertado una vara en el compuesto, un sonido característico indicará que existe humedad en el compuesto. Las boquillas de este tipo han sido exitosamente re- acondicionadas. El compuesto es extraído y se llena de nuevo compuesto. Se debe instalar una nueva junta cuando se re- ensamble una capa de la boquilla.

4-44

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D Cuando la pérdida esta arriba de 0.5 Watts con el collar arriba del faldón, y normal ó cerca de lo normal, con el collar arriba del segundo faldón, es posible que exista un defecto en la cobertura de la porcelana. Si es así, también se debe desechar la boquilla, ó se debe instalar una nueva cobertura de porcelana; en el caso de esto último, la cámara del compuesto debe ser llenada con compuesto nuevo y se debe instalar una nueva junta. Si la pérdida con el collar en el faldón de arriba está mas alto que 0.3 Watts y también se obtienen altas pérdidas para las pruebas adicionales de collar realizadas con el collar en el segundo, tercer, etc. faldón, hay evidencia de que la falla esta distribuida a través de la cámara de compuesto. En tal la boquilla debe de ser desensamblada y re- acondicionada si es que es práctico y sino desechada. Las lecturas anormales de corrientes de carga altas obtenidas cuando las condiciones de la superficie son favorables, deben indicar un incremento en la capacitancia debido a la porcelana defectuosa ó a la humedad que existe dentro de la cámara del compuesto. Cuando el aire tenga una constante dieléctrica menor que el aceite aislante ó el compuesto, se hace una prueba de Collar en la boquilla ó en la cubierta, en donde el aire ha desplazado el aceite ó el compuesto en el área donde se coloca el collar, puede resultar una corriente de carga menor que la normal. Por consiguiente, para las pruebas de Collar Caliente Sencillo en boquillas y cubiertas similares probadas al mismo tiempo usando el mismo tamaño de collar, una lectura de corriente del 10% menor que el promedio puede ser un indicativo de bajo nivel de aceite ó compuesto. La certeza de esta técnica depende de más importantemente de la posición que se le dé al collar en exactamente la misma forma en cada boquilla similar que es probada (como con la pequeña actividad de los Collares en orden de reducir las variaciones de corriente). El modo UST se emplea normalmente desde que las corrientes perdidas a tierra no son medidas en el modo UST. Siempre que se registre un valor de corriente menor que el promedio, se desarrolla una prueba adicional de Collar Caliente Sencillo moviendo el collar sucesivamente debajo de cada borde. El punto el cual el valor de la corriente para una boquilla ó cubierta sospechosa es comparado favorablemente con otras unidades similares indican que tanto el nivel de líquido ha caído. Los valores bajos de las corrientes registradas a lo largo de la longitud total de la boquilla ó de la cubierta puede ser un indicativo de una completa ausencia de aceite ó compuesto. Cuando las pruebas se realizan en boquillas de porcelana sólida, se debe realizar una comparación de los resultados de prueba y se debe investigar una boquilla que muestre pérdidas de watts por la prueba del collar que es apreciablemente mayor que la obtenida para otras boquillas similares. (Nota: Los comentarios anteriores se refieren solamente a los resultados de las pruebas de Collar. Se debe de realizar un diagnóstico diferente si la Prueba General indica un deterioro en la boquilla.)

PRUEBA DE COLLAR CALIENTE MÚLTIPLE Las lecturas de las corrientes y los Watts se registran y lo resultados son evaluados por comparación con aquellos obtenidos de las pruebas de boquillas similares que fueron probadas bajo condiciones ambientales favorables. Refiérase a comentarios posteriores en la Prueba de Collar Caliente Sencillo.

PRUEBAS DE COLLAR CALIENTE EN CUBIERTAS DE CABLE La corriente resultante y los Watts se comparan con aquellas pruebas que se hicieron a las cubiertas del mismo tipo y que se probaron bajo las mismas condiciones. Refiérase a comentarios posteriores en Prueba de Collar Caliente Sencillo.

M2H-I-195

4-45


Esta hoja ha sido dejada en blanco intencionalmente.

4-46

M2H-I-195


INTERRUPTORES Y RESTAURADORES DE POTENCIA EN ACEITE INTRODUCCION El Interruptor de circuito de potencia en aceite más común consiste en uno ó más interruptores de un polo sencillo arreglados para operar simultáneamente. Los contactos de los interruptores están localizados dentro del tanque de aceite, y las conexiones se realizan entre ellos mediante dos boquillas aisladas. El principal objetivo de cualquier prueba del aislamiento es determinar la condición de las boquillas, porque, desde el punto de vista del aislamiento, son la parte más vulnerable de un interruptor de potencia. Cuando por primera vez comenzó la prueba en el campo del factor de potencia de las boquillas del interruptor de potencia de circuito en aceite, mucha gente era escéptica de este suceso. Esto fue debido a que, puesto que el aislamiento interno del interruptor de potencia sería incluido en las pruebas, las pérdidas en este aislamiento auxiliar, aisladores conectados, etc., se ocultarían las pérdidas en la boquilla y sería muy difícil determinar para decidir cuando las boquillas estuvieran en buena condición. Las pruebas de campo más recientes mostraron que este aislamiento auxiliar tiene un efecto considerable en las pruebas. Primero la interpretación de tales pruebas presentaron un problema difícil. Sin embargo conforme la Compañía Doble Engineering, con cooperación de sus clientes, continuó colectando e interpretando los datos, se descubrió que la inclusión de tales aislamientos en las pruebas, en vez de ser una desventaja es actualmente un acierto. Los resultados de la prueba, propiamente interpretados, indicaron no solamente la condición de las boquillas sino también la condición de los miembros del aislamiento auxiliar. La mayoría de los interruptores de circuito de potencia en aceite del tipo grueso y del tipo tanque muerto tienen una similitud básica de construcción dependiendo del fabricante ó del tipo. Muchas unidades tienen un tanque aterrizado por cada fase (por ejemplo, un total de tres tanques), también algunos diseños tienen las tres fases colocadas en un solo tanque. Aun con un solo tanque ó con tres, el procedimiento de prueba y el análisis de los resultados de prueba están en base a cada fase. Un interruptor de circuito de potencia en aceite debe ser descrito, en términos simples, incluyendo lo siguiente: 1. Dos boquillas (por fase) montadas en un tanque a tierra lleno de aceite. 2. Un montaje de contacto (interruptor) montado en la parte inferior de la terminal de cada boquilla. 3. Una varilla operadora aislada (madera, fibra de vidrio, etc.) la cual puede moverse hacia arriba y hacia abajo, ó en un movimiento rotatorio para cerrar y abrir los contactos de los interruptores de potencia. 4. Una guía de montaje aislada para mantener la varilla operadora en una alineación apropiada. 5. Un volumen de aceite. Algunos interruptores de potencia están diseñados con forros de tanques, resistores en derivación a través de los interruptores, y otros componentes auxiliares; sin embargo, los datos del resultado grabados para la gran mayoría de los interruptores de circuito de aceite pueden ser analizados con respecto a las partes listadas anteriormente en los puntos 1 al 5.

M2H-I-195

4-47


VOLTAJES DE PRUEBA Los interruptores de circuito de potencia en aceite con clase de aislamiento de 15-kV (por ejemplo 14.4kV), y mayores, son rutinariamente probados a 10 kV. Los interruptores de circuito de potencia en aceite que están nominados menor que el tipo aislante clase 15-kV son probados a un valor de voltaje conveniente a ó al menor rango de voltaje impreso en la placa. VOLTAJES DE PRUEBA DOBLE RECOMENDADOS PARA INTERRUPTORES DE CIRCUITO DE POTENCIA EN ACEITE Rangos de Voltaje del Interruptor de Potencia Voltaje de Prueba (kV) Clase 15-kV ó mayor 10 7.2 y 7.5 kV 5 Clase 5-kV ó menor 2

PROCEDIMIENTO DE PRUEBA Nueve pruebas generales son rutinariamente efectuadas en los interruptores de potencia de circuito de aceite de tres fases, tres pruebas generales por fase como se describe a continuación: PROCEDIMIENTO DE PRUEBA GENERAL PARA INTERRUPTORES DE CIRCUITO DE POTENCIA EN ACEITE Prueba No. Posición del Modo de Boquilla * Boquilla * Interruptor Prueba Energizada Flotante 1 Abierto GST 1 2 2 Abierto GST 2 1 3 Abierto GST 3 4 4 Abierto GST 4 3 5 Abierto GST 5 6 6 Abierto GST 6 5 7 Cerrado GST 1&2 8 Cerrado GST 3&4 9 Cerrado GST 5&6 * Para la mayoría de los interruptores convencionales las boquillas están numeradas de izquierda a derecha empezando en la cabina de control del interruptor; refiérase a la forma de prueba del ejemplo INTERRUPTORES DE CIRCUITO DE POTENCIA en la sección Dos en REGISTROS DE PRUEBA. Las boquillas de las fases que no están bajo prueba se deben de dejar flotando. Para todas las pruebas, el tanque del interruptor debe estar propiamente aterrizado; es prudente conectar la tierra del equipo de prueba directamente a la tierra del interruptor. No se requiere un conector de Bajo Voltaje (LV) para las pruebas Generales, y el INTERRUPTOR LV del equipo de prueba debe estar en la posición GST-ATERRIZADO (R,B). Todos lo aislamientos y las barras deben de estar desconectados de las boquillas, de tal forma que los resultados de prueba se confinen solamente al interruptor. LAS PRUEBAS GENERALES EN LOS INTERRUPTORES DE CIRCUITO SON SIEMPRE COMPLEMENTADAS POR PRUEBAS SEPARADAS EN LAS BOQUILLAS (UST EN EL AISLANTE PRINCIPAL C1, GST EN EL AISLAMIENTO DE TOMA C2, Y/O COLLAR CALIENTE) Y EN PRUEBAS DE ACEITE DE CADA TANQUE. 4-48

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D Para cada una de las pruebas, las lecturas de la corriente y los Watts son anotados y los factores de potencia calculados. Estos últimos son corregidos por temperatura (ambiente) en base al tipo de boquilla, no al tipo de interruptor.

CONSIDERACIONES GENERALES Al conectar el cable de prueba a una boquilla, para una prueba general en un interruptor de circuito en aceite y aplicando un voltaje se establece un campo eléctrico entre el conductor central de la boquilla y las partes aterrizadas del interruptor. Las pérdidas en cualquier aislamiento que esté en un campo eléctrico son dependientes del gradiente de potencial (voltaje por unidad de distancia) en la localización del aislamiento. En un interruptor de circuito en aceite, a un voltaje de prueba fijo, el gradiente de potencial es dependiente de la forma y tamaño de los electrodos y de la distancia que los separa. El gradiente es mas grande cerca al electrodo más pequeño (el conductor central de la boquilla) que cerca del electrodo más largo (el tanque ó la cobertura a tierra de la boquilla). A un voltaje de prueba dado, estos gradientes son generalmente mayores en los interruptores de tanque pequeño de bajo voltaje que en los interruptores de tanque largo de mayor voltaje. Entre el conductor central de una boquilla y la tierra, está localizado el aislamiento y aceite de la boquilla; en el aceite hay varios miembros aislantes auxiliares. Puesto que la cubierta de tierra de una boquilla está mas cerca del conductor central de la boquilla que del tanque, el gradiente en el aislamiento de la boquilla es mucho mayor que el gradiente en el aceite. El gradiente en los aislamientos auxiliares es menor que el gradiente en el aislante de la boquilla. Entonces las pruebas, son primariamente en las boquillas, y la cantidad de pérdidas medidas en los aislamientos auxiliares dependen de su condición y de su localización en el campo eléctrico. Un método conveniente para el estudio de los resultados de la prueba general es la construcción de un diagrama esquemático del circuito dieléctrico del interruptor. Los circuitos dieléctricos actuales en donde se conecta el cable de prueba de alto voltaje son muy complejos. El circuito simplificado de la figura 4-21 es adecuado para esta condición cuando una boquilla se prueba con el interruptor abierto, y el análisis de él, lo lleva a uno a las mismas conclusiones que a los del análisis del mismo pero con un circuito más complejo. El cerrar el interruptor resulta en el circuito dieléctrico de la figura 4-22, el cual es diferente al de la figura 4-21. En ambas figuras, por simplicidad, los aislamientos se muestran como capacitancias ó resistencias. Actualmente las capacitancias tienen componentes de resistencia, y las resistencias tienen capacitancias distribuidas.

SÍMBOLO (COMPONENTES PRINCIPALES EN NEGRITA) CB =

Aislamiento de la boquilla

M2H-I-195

4-49

Guía del Usuario de los M2H-D CI =

Aislamientos externos del bus (deben estar desconectados)

CO =

Aceite entre el conductor de la boquilla y la tierra

RCG = Montaje de guía cruzada (como el opuesto a “V” ó guía de caja – ver Rc) RCA = Montaje de contacto RCR = Resistor graduador de montaje de contacto ó pintura de resistencia COC = Aceite entre el montaje de contacto y la tierra COG = Aceite entre el conductor de la boquilla y la guía de vara operadora (excepto para la guía cruzada, RCG) RG =

Guía de varilla operadora (excepto para la guía cruzada, RCG)

CG =

Capacitancia distribuida entre la guía de vara operadora y la tierra

COL = Aceite entre el conductor de la boquilla y la vara operadora RL =

Varilla operadora

CL = Capacitancia Distribuida entre la varilla operadora y la tierra COT = Aceite entre el conductor de la boquilla y el forro del tanque RT =

Forro del tanque Figura 4-21 INTERRUPTOR DE CIRCUITO EN ACEITE Circuito Dieléctrico Simplificado Entre Una Boquilla Energizada Y la Tierra, con un Interruptor ABIERTO

4-50

M2H-I-195


C´B = Ambas Boquillas CÍ =

Aislamiento externo de las barras (debe estar desconectado)

CÓ = Aceite entre los conductores energizados y la tierra RĆA = Montajes del contacto conectados a ambas boquillas CÓC = Aceite entre ambos montajes del contacto y la tierra CÓG = Aceite entre los conductores energizados y la guía de varilla operadora R´G = Guía de varilla operadora C´G = Capacitancia distribuida entre la guía de varilla operadora y la tierra R´L = Varilla operadora CÓT = Aceite entre los conductores energizados y el forro del tanque R´T =

Forro del tanque

CÁ = Aislamientos de soporte de los contactos auxiliares INTERRUPTOR DE CIRCUITO EN ACEITE Figura 4-22 Circuito Dieléctrico Simplificado Entre Boquillas Energizadas, Conductores (Cruzados y Contactos) y Tierra, con Interruptor CERRADO

M2H-I-195

4-51


ANALISIS E INTERPRETACIONES PARTES DE LAS BOQUILLAS Y TANQUES Una prueba sencilla al Interruptor Abierto incluye probar el aislamiento de una boquilla (CB en la Figura 421) y cualquier aislamiento conectado a las barras (C1). Cuando los interruptores están cerrados, el aislamiento de ambas boquillas (C´B en la Figura 4-22) y los aisladores de las barras (C´1) están incluidos. Los campos eléctricos en todos estos aislamientos son esencialmente los mismos para ambas pruebas. Por lo tanto, debido a este solo aislamiento, la pérdida de Watts registrada para la prueba del interruptor cerrado debe ser la misma a la suma de las pérdidas de Watts registrada para las dos pruebas del interruptor abierto. Si no es así, entonces cualquier diferencia se debe a las pérdidas en los aislamientos auxiliares que no son forzados igualmente para ambas condiciones de prueba. La cantidad de la diferencia, puede ser utilizada como criterio de condición del aislamiento auxiliar, como se refiere en el “Indice de Pérdidas en Tanques” (TLI): TLI = (Watts del Interruptor Cerrado) – (Suma de Watts de los dos interruptores abiertos) En la fórmula algebraica anterior, el TLI asume un valor positivo cuando los Watts del interruptor cerrado es mayor que la suma de los Watts de los dos interruptores abiertos, y es negativo cuando la suma de Watts de los dos interruptores abiertos excede en Watts de los interruptores cerrados. El TLI no es corregido por temperatura. Para un interruptor dado, los TLI son comparados entre fases, con los resultados de prueba previos (si es que los hay), con resultados registrados para los interruptores similares en el sistema, y con los datos anotados en la sección de Interruptores de Circuito del “Libro Doble de referencia de datos de prueba de Factor de Potencia”. La siguiente tabla ofrece una guía para la investigación de los resultados TLI anormales. La mayoría de los interruptores de circuito típicamente tienen TLI normales en el rango de –0.1W a +0.05W. * LINEAMIENTOS PARA LA INVESTIGACION DE INDICES ANORMALES DE PÉRDIDAS EN TANQUE (TLI) DE INTERRUPTORES DE CIRCUITO EN ACEITE Indice de Pérdidas en Tanque (TLI) Watts (W) Arriba de Entre –0.1 W -0.1 W a +0.05 W Entre +0.05W Arriba de +0.1 W -0.2 W Y –0.2 W Y +0.1 W Investigar Investigar Vuelva a Probar Normal para la mayoría de Vuelva a Inmediatamente en más bases los tipos de interruptores. Probar en más Inmediatamente frecuentes. Colóquelo en un programa bases frecuentes de prueba de rutina normal. Montaje de guía de la varilla, montaje del contacto (interruptor), y porción superior de la varilla.

Varilla, aceite del tanque, forro del tanque, y contacto auxiliar del aislante del soporte.

EL rango de los datos y recomendaciones proporcionados en la tabla anterior se deben tomar como información general. Algunos tipos de interruptores deben tener TLI normal que difiere del rango dado en la tabla. Por lo tanto, es imperativo comparar los valores de TLI entre los tanques de un interruptor dado y con los resultados registrados para otros interruptores similares. Siempre que los interruptores tengan TLI arriba del rango normal esperado, la condición debe ser monitoreada haciendo pruebas en una base más frecuente con el fin de detectar problemas posteriores. Cuando los TLI están muy fuera del rango normal, se debe efectuar inmediatamente una investigación incluyendo pruebas separadas en los miembros internos del interruptor. 4-52

M2H-I-195


ACEITE Para la prueba de Interruptor Abierto, en cada boquilla, la porción de aceite (Co en la Figura 4-21) entre el conductor central de la boquilla y el tanque, será incluido en la prueba. El aceite deteriorado puede causar un incremento en las pérdidas de Watts para ambos interruptores abiertos en las pruebas. Cuando el interruptor se cierra (Figura 4-22) el aceite entre cada boquilla y el tanque se incluirá sustancialmente como en cada prueba de Circuito Abierto. Además, la porción de aceite entre la cabeza en cruz energizada y el tanque serán incluidos. Si el aceite está en buenas condiciones, las pérdidas en él serán pequeñas y su efecto en el índice de pérdidas en tanque será también pequeño, pero en la dirección positiva de TLI. Si el aceite está considerablemente deteriorado, entonces el efecto en el índice de pérdidas en tanque permanecerá positivo pero mayor. En la práctica, cuando el aceite está dañado, la condición de otros miembros aislantes está considerablemente más deteriorada y tendrá más efecto en las pérdidas del tanque medido que en el aceite.

MONTAJES DE LA GUÍA Tipos de Guía Cruzada – R CG Algunos tipos de interruptor de circuito en aceite tienen conectado entre las terminales inferiores de las dos boquillas un miembro de madera para guiar la varilla operadora. Esta guía está representada por R CG en la Figura 4-21. En una prueba de Interruptor Abierto, la terminal conectada a la boquilla energizada estará al potencial de prueba. El otro extremo conectado a la boquilla no energizada estará prácticamente en el potencial de tierra como se muestra en la Figura 4-21, puesto que la impedancia de esta boquilla no energizada, será más chica que la resistencia de esta guía. Cada prueba de interruptor abierto incluirá las pérdidas en la guía. En la prueba de interruptor cerrado, la pérdida en esta guía será eliminada conforme sean conectadas ambas boquillas por medio de la cabeza cruzada. La R CG no se muestra en la figura 4-22. Las pérdidas en la guía cruzada causarán que el índice de pérdidas en tanque sea negativo. Como la madera de la guía cruzada simplemente conecta las dos boquillas y siempre esta aislada de la tierra a través de ellas, pudiera parecer que el deterioro en este sea de consecuencias pequeñas. Mientras que se permita más deterioro que en el caso de una boquilla, el deterioro extremo podría posiblemente evitar al interruptor abrir el circuito ofreciendo una conexión entre las dos boquillas. Otros tipos de guías – R G / R´G En otros tipos de interruptores en vez de un guía cruzada se emplea una guía “V”, caja, o de otro tipo de forma. Aunque este no esta en contacto con algún conductor energizado, está en un campo eléctrico debido a la capacitancia entre el conductor energizado y la capacitancia entre la guía y la tierra así como su resistencia a la tierra. Puesto que la boquilla no energizada esta efectivamente el potencial de tierra, la capacitancia de la guía a la tierra es relativamente larga, y el gradiente de potencial en la guía es relativamente alto. Si la guía está deteriorada habrá pérdidas en ella que serán medidas en cada una de las pruebas de interruptor abierto. Cuando el interruptor esté cerrado, el campo eléctrico en el ensamble de la guía (R´G) cambia considerablemente en comparación a la prueba de interruptor abierto (RG). La capacitancia a las partes energizadas se incrementa, pero la capacitancia a tierra es considerablemente reducida debido al efecto de apantallado creado por la cabeza cruzada energizada y la otra boquilla. El cambio resultante en el campo eléctrico causa que el índice de pérdidas en tanque sea negativo. Si la guía esta en buenas condiciones el efecto en el índice de pérdidas en tanque será pequeño. Si la guía está deteriorada, las pérdidas obtenidas para ambas pruebas de interruptor abierto y cerrado serán altas pero el índice de pérdidas en tanque será negativa y también será alto. M2H-I-195

4-53


AISLAMIENTO DEL MONTAJE DEL CONTACTO (INTERRUPTORES) – R CA / RĆA Los interruptores de alto voltaje deben estar equipados con ensambles de interruptores y contactos montados en la parte inferior de cada conductor de la boquilla. Los miembros aislados de estos contactos ensamblados afectan la prueba de una manera similar a los montajes de la guía. El aislamiento del montaje del contacto (interruptor) se incluye en las pruebas de Interruptor Abierto con ventaja de su presencia en el campo eléctrico establecido entre la boquilla energizada y la boquilla no energizada y el tanque aterrizado. En la prueba de interruptor abierto la boquilla no energizada está prácticamente al potencial a tierra y el promedio del gradiente de voltaje en el aislamiento del montaje del contacto es relativamente alto. En la prueba de interruptor cerrado debido al efecto del campo de la otra boquilla y la cabeza cruzada, la capacitancia a tierra es reducida y el gradiente promedio y las pérdidas en el aislante del montaje del contacto serán reducidos. El aislamiento del montaje del contacto deteriorado ó contaminado causará que sean mayores tanto los Watts del interruptor abierto como del interruptor cerrado, y el índice de pérdidas en tanque será negativo y también alto. Como en el caso de las guías “V” ó las de caja, los interruptores no tienen conexiones directas a tierra, y cuando aparece ese deterioro en ellas es de poca importancia; sin embargo, las altas pérdidas que se desarrollan en estos miembros indican que la humedad está entrando en el tanque y puede deteriorar otro aislamiento más importante. El exceso de humedad puede causar deformación en las partes del interruptor y que funcione mal en conector. Las altas pérdidas en estos miembros también pueden tender a cubrir las fallas en las propias boquillas. Algunos tipos de interruptores de circuito de aceite tienen una forma de gradiente de resistencia asociada con cada interruptor para distribuir el voltaje más equitativamente a través de los contactos abiertos. Esta resistencia, RCR en la figura 4-21, está en serie con la capacitancia COC del contacto menor a través del aceite al tanque. Tal construcción usualmente causa relativamente altas pérdidas obtenidas de las pruebas de interruptor abierto, también aún cuando el interruptor de circuito esté en buenas condiciones. Durante las pruebas de interruptor cerrado, sin embargo, solo la resistencia está en corto circuito y no afectará la prueba. En tales casos el índice de pérdidas en tanque es negativo y alto, sin indicar cualquier deterioro.

VARILLA OPERADORA (VARILLA) – R L / R´L En la prueba de interruptor abierto hay una capacitancia entre la varilla operadora (RL) y la boquilla energizada, así como resistencia y capacitancia distribuida a la tierra. Puesto que la varilla de operación esta en la posición más baja, la sección central estará mas cerca al conductor de la boquilla y tendrá un mayor gradiente de potencial que en las secciones superior e inferior. En las pruebas de interruptor cerrado la varilla operadora está conectada directamente entre la cabeza cruzada energizada y la tierra (R´L). El gradiente de voltaje en la mayoría de la varilla operadora es mucho más grande que el de las pruebas de interruptor abierto. El deterioro ó contaminación de la varilla operadora debe causar que el índice de pérdidas en tanques sea positivo y más grande. Los esfuerzos en la varilla operadora en la prueba de interruptor cerrado son poco diferentes de aquellos durante las pruebas de interruptor abierto. Las secciones inferior y central son llevadas a un mayor esfuerzo, mientras que la sección superior tiene el esfuerzo reducido. La parte superior de la varilla operadora, que se extiende hasta la parte del mecanismo, es totalmente removida del campo eléctrico. Si la humedad de la parte del mecanismo entra a la parte más alta de la sección de la varilla operadora y no ha 4-54

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D progresado mucho dentro de la varilla, entonces esto debe conducir a pensar en un posible deterioro en las guías de las varillas operadoras ó del interruptor ó del aislante del contacto. La parte húmeda de la varilla debe estar en el campo eléctrico durante las pruebas de interruptor abierto, y durante las pruebas de interruptor cerrado, también se debe remover del campo eléctrico ó los esfuerzos se reducirán. Esta condición puede causar que el índice de pérdidas en tanque sea negativo. Usualmente, sin embargo, el deterioro en una varilla operadora es más general, y el índice de pérdidas en tanques es positivo.

TANQUES FORRADOS - RT / R´T Para prevenir cualquier posibilidad de conducción de partículas en el forrado por el aceite y causar una conexión directa a tierra de las partes inferiores de las boquillas, los tanques de un interruptor de circuito de aceite deben estar forrados con material aislante, usualmente con una fibra procesada ó papel. El forraje no está en contacto directo con las partes energizadas pero lo están con el campo eléctrico debido a la capacitancia de ella mediante el aceite a la boquilla. Debido a su localización del gradiente del voltaje en él es bajo, pero nunca un forrado deteriorado tendrá pérdidas que se puedan medir. Las pérdidas en el forrado del tanque afectan las pruebas de los interruptores cerrados y abiertos en un modo similar a aquellos en el aceite. Para la prueba de interruptor abierto en una boquilla, Figura 4-21 se muestra una porción del forrado del tanque (RT) que está en el campo eléctrico de la boquilla. Con la otra boquilla energizada, una porción diferente del forro del tanque (R´T) estará en su campo eléctrico. Con el interruptor cerrado, ambas porciones del forro, estarán sustancialmente igual en su fuerza de campo como en las pruebas de interruptores abiertos y, además, otras partes del forro que para las pruebas de interruptor abierto tiene poco ó no tiene gradiente de voltaje en ellos, están ahora en un campo de fuerza relativamente grande producido por la cabeza cruzada que fue energizada. Como con el aceite deteriorado, un forrado deteriorado tenderá a tener una mayor influencia general en la prueba de interruptor cerrado, y así, eso causa que el índice de pérdidas en tanques esté en una posición positiva.

AISLAMIENTOS DE SOPORTE DE CONTACTOS AUXILIARES - CÁ Algunos tipos de interruptores de circuitos de aceite tienen características de multi-interrupción; los contactos auxiliares soportados por los aislamientos tales como porcelana, las cuales en las pruebas de interruptor abierto, están en una campo eléctrico muy débil. Por esta razón el deterioro en tales aislamientos no tendrán prácticamente ningún efecto en la prueba de interruptor abierto y no se muestra en la figura 421. En las pruebas de interruptor cerrado, tal aislamiento (CÁ en la Figura 4-22) está directamente entre las partes energizadas y la tierra y estará relativamente en un campo eléctrico muy grande. Cualquier contaminación ó deterioro causará que el índice de pérdidas en tanques sea alto y sea positivo.

INVESTIGACIONES Algunas veces es interesante estudiar los resultados anormales haciendo una serie de pruebas en distintos voltajes para determinar si la condición que causa el resultado anormal no es lineal ó sensitiva al voltaje dentro del rango de voltajes de prueba de Doble. Esto podría incluir un incremento del voltaje de prueba a 12 kV en el caso de las pruebas normalmente desarrolladas a 10 kV. Refiérase también a la discusión en la sección dos: “VOLTAJES DE PRUEBA”. En muchos casos cuando se obtienen pérdidas o factor de potencia anormalmente altos, no es posible establecer definitivamente que un aislante en particular - por sí solo- se haya deteriorado. Por ejemplo, si las pérdidas ó factores de potencia altos son obtenidos para ambas boquillas en las pruebas de interruptor abierto y cerrado y el índice de pérdidas del tanque aparece pequeño, puede haber una combinación de M2H-I-195

4-55

Guía del Usuario de los M2H-D fallas. Ambas boquillas, ó los aisladores conectados a ambas boquillas, pueden estar fallando. Otra posibilidad es que ambos los miembros de la guía o el aislamiento del ensamble de contacto y la varilla de operación, aceite, ó forro del tanque, etc., estén fallando; el decremento en las pérdidas en el ensamble de guías, etc., en las pruebas de interruptor cerrado se contrarresta por las pérdidas incrementadas en la varilla operadora, etc. Antes de que finalmente se condene cualquier parte del aislamiento del interruptor de circuito, se deben realizar más pruebas de investigación. Obviamente, todo lo que se pueda hacer externamente se debe realizar primero. Los aislamientos de las barras deben de ser desconectados y se debe limpiar la porcelana de la boquilla. Se debe de tomar una muestra de aceite del tanque en duda y se le debe realizar una prueba. En algunos casos se deben usar ciertas pruebas auxiliares para confirmar el análisis de las pruebas normales. Por ejemplo, si las pruebas indican que posiblemente tanto la varilla de operación como el ensamble de guía del tipo cruzado tienen altas pérdidas, la guía cruzada debe ser eliminada y las pérdidas de la varilla de operación minimizadas mediante la conexión de las dos boquillas externamente juntas y probando la combinación con el interruptor abierto. Esta misma prueba también causará que las pérdidas en el aislamiento del ensamble del contacto ó en una guía tipo "V" ó guía de caja sean ligeramente reducidas. Una varilla de operación que está deteriorada solo en la sección superior, también debe ser indicada en esta prueba trayendo el interruptor a una posición lo más cercana y anotando si las pérdidas se han reducido. En un interruptor equipado con la guía de tipo cruzada, la pérdida actual en la guía sola puede ser determinada con el interruptor abierto energizando una boquilla con la otra boquilla conectada a UST. Tales pruebas externas, aún y cuando son de ayuda en el análisis, pueden no brindar información positiva referente a si ciertos aislamientos -y de ellos solamente- estén deteriorados. Se deben hacer pruebas separadas en los miembros dudosos. Estas pruebas necesitan que el tanque sea vaciado, ó en el caso de los tanques fijos, que se debe extraer el aceite. El hecho de remover el aceite no cambia fundamentalmente el arreglo del circuito dieléctrico de las Figuras 4-21 y 4-22, pero altera las proporciones relativas de las constantes. El aire será sustituido por el aceite y hasta que tenga una constante dieléctrica menor que el aceite, serán reducidas cualquiera de las pérdidas en los montajes de la guía, en el forrado del tanque, etc., hasta que el esfuerzo en ellos sea disminuido. Si el diseño del interruptor permite que el tanque sea bajado, entonces el hacer esto afectará el circuito dieléctrico. No solo es aire (un material de constante dieléctrica), el que será sustituido por el aceite, sino que además la capacitancia es reducida demasiado por el hecho de removerlo del tanque aterrizado. Por ejemplo, el forro del tanque se remueve casi en su totalidad del campo eléctrico. El remover el aceite también causa un efecto de limpieza que redistribuye cualquier contaminante de superficie ó carbón que esté causando una corriente de fuga. En general, las pérdidas en el aislamiento auxiliar serán inferiores cuando el aceite se retire. En algunos casos, las pérdidas anormales se obtienen debido a los depósitos de carbón los cuales pueden fácilmente ser removidos. Por ejemplo, remover y limpiar el escudo del arco de la boquilla y la parte final inferior de la boquilla reducirá las pérdidas hasta volverlas normales. Si se requiere una investigación interna, los miembros de madera deben de ser probados separadamente usando el método de Tres Electrodos como se describe en “MADERA Y OTROS MIEMBROS AISLANTES”. Frecuentemente, los índices de pérdidas en tanques que son altamente negativos son debido a los interruptores húmedos, que también pueden ser probados por separado por el método de Tres Electrodos; sin embargo, se muestra otro método en la Figura 4-23 de prueba individual de los interruptores.

4-56

M2H-I-195


Figura 4-23 Medición Separada de UST en el Interruptor En la figura 4-23 el área marcada con diagonales representa una lámina fina de metal (por ejemplo, papel aluminio de casa), el cual se coloca ajustadamente alrededor de la superficie del interruptor soportada junto con el alambre descubierto. Debe haber espacio suficiente entre la lámina de metal y los bordes de arriba y de abajo del interruptor para prevenir que salte una chispa durante la prueba. El interruptor está cerrado y el Conductor de Bajo Voltaje (LV) está conectado a la lámina de metal con el interruptor LV del equipo de prueba colocado en el modo UST; de este modo, la boquilla y las demás pérdidas a la tierra no serán medidas. (Nota: La técnica de prueba mostrada en la figura 4-23 puede que no sea aplicable si los interruptores tienen resistores graduadores ó pintura semiconductora a través de ellos). Los interruptores, por naturaleza, normalmente tienen factor de potencia alto (10-20% es común). Los materiales utilizados en la construcción de los interruptores tienen una afinidad para la humedad; también, es deseable una cierta cantidad de humedad para preservar la fuerza mecánica. Sin embargo, demasiada humedad puede causar aumento de dimensiones y sobre esfuerzo de los tornillos de las abrazaderas. Por otro lado, los interruptores no deben ser secados en demasía, debido a que una gran reducción en el contenido de agua puede causar que se debilite cuarteándose mecánicamente, pierda fuerza, se deforme, e incluso que reduzca su efectividad tanto mecánica como eléctricamente. Los siguientes ejemplos le deben apoyar al ingeniero de prueba en la interpretación de los datos: EJEMPLO 1 Prueba No.

I (µ A)

Watts

1 (Abierto) 2 (Abierto) 7 (Cerrado)

1150 1150 2300

0.07 0.07 0.11

% de Factor de Potencia Medido 0.61 0.61 0.48

% de Factor de Potencia Corregido 0.6 0.6 0.5

TLI -0.03 W

Comentario: Los resultados de prueba son normales.

M2H-I-195

4-57


EJEMPLO 2 Prueba No.

I (µ A)

Watts


1150 1200 2300

0.07 0.22 0.13



TLI -0.16 W

Comentarios: El alto y negativo índice de pérdidas en tanque, puede ser debido al interruptor “húmedo” de la boquilla No. 2. Sin embargo, La boquilla No. 2 por sí sola se debe considerar como buena, aun cuando el factor de potencia para la prueba 2 sea alto. Si la boquilla No. 2 tiene un factor de potencia alto, también ha contribuido a las altas pérdidas de la prueba 7. Una medición complementaria UST en la boquilla No. 2 proveerá información de ayuda adicional. Vea también el ejemplo 3. EJEMPLO 3 Prueba No.

I (µ A)

Watts


1150 1200 2350

0.07 0.22 0.26



TLI -0.03 W

Comentarios: En vista de que existe un índice de pérdidas en tanque “normal” el factor de potencia alto para la prueba 2 es debido a la boquilla No. 2 (ó los aislantes conectados, si los hay). Note que el factor de potencia que se obtiene del interruptor cerrado es un porcentaje aproximado de los dos factores de potencia de los interruptores abiertos y que el índice de pérdidas en tanques es relativamente bajo. Una medición suplementaria UST en la boquilla No. 2 proveerá información de ayuda adicional. EJEMPLO 4 Prueba No.

I (µ A)

Watts


1200 1200 2300

0.15 0.15 0.11



TLI -0.19 W

Comentarios: El factor de potencia bajo del interruptor cerrado, indica que las boquillas están satisfactorias. Sin embargo, el alto índice negativo de pérdidas en tanques que refleja las altas pérdidas del interruptor abierto para las pruebas números 1 y 2 (y su factor de potencia resultante calculado), puede ser debido a una guía de varilla operadora que esté deteriorada ó una porción superior de la varilla elevada, ambas pueden afectar las dos pruebas del interruptor abierto; sin embargo también es posible que ambos interruptores estén contaminados.

4-58

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D EJEMPLO 5 Prueba No.

I (µ A)

Watts


1150 1150 2400

0.07 0.07 0.25



TLI +0.11 W

Comentarios: Las pérdidas relativamente bajas del interruptor abierto y el factor de potencia indican que las boquillas están en buen estado; sin embargo, las altas pérdidas del interruptor cerrado (resultando un alto índice positivo de pérdidas en tanques) indican un problema interno, pudiendo ser una varilla de operación deteriorada, un forro de tanque contaminado o, posiblemente, una resistencia de contacto anormalmente alta. EJEMPLO 6 Prueba No.

I (µ A)

Watts


1200 1200 2400

0.18 0.18 0.40



TLI +0.04 W

Comentarios: Los factores de potencia de los interruptores abierto y cerrado en este ejemplo son altos, y el índice de pérdidas en tanque es un poco alto en la dirección positiva. Mientras que es posible que las boquillas por sí solas tengan altas pérdidas, el alto factor de potencia del aceite, también puede causar que ambos factores de potencia de interruptor abierto y cerrado sean altos y tenderán a hacer que el índice de pérdidas del tanque sea positivo. Pruebas complementarias en el aceite y en las boquillas le darán mayor información. El patrón de los datos mostrados en este ejemplo es indicativo de una condición de una contaminación interna general. Generalmente se requiere limpiar con aceite limpio el tanque ó los miembros internos, limpiar y remontar las partes internas (tales como la estructura del interruptor), y reemplazar ó reacondicionar el aceite para mantener el interruptor en buen estado.

M2H-I-195

4-59


INTERRUPTORES DE CIRCUITO EN SF6 CON TANQUE ATERRIZADO VOLTAJES DE PRUEBA Los interruptores de circuito en SF6 con tanque aterrizado generalmente están en un rango de clase arriba de 15-kV y, por consiguiente, todas las pruebas generales se desarrollaron a 10 kV. Los interruptores de este tipo que están en el rango de clase 15 kV y menor, se prueban inicialmente y rutinariamente con los siguientes voltajes: VOLTAJES DE PRUEBA DOBLE RECOMENDADOS PARA LOS INTERRUPTORES DE CIRCUITO EN SF6 CON TANQUE ATERRIZADO CON RANGO DE CLASE 15 kV Y MENORES Prueba de Rutina a Seguir Prueba Inicial 1. Voltaje poco menor al efecto corona (por ej. voltaje de prueba de 2 kV para los interruptores --------------de clase 15 kV) 2. Voltaje línea a tierra con rango fijado de operación (por ej. voltaje de prueba de 8 kV para --------------un interruptor de 13.8 kV) 3. 10% a 25% arriba del rango del voltaje de 1. 10% a 25% arriba del rango del voltaje de operación de línea a tierra (por ej. voltaje de operación de línea a tierra (por ej. voltaje de prueba de 8.8 kV a 10 kV para interruptor de prueba de 8.8 kV a 10 kV para interruptor de 13.8 kV) 13.8 kV) Para los interruptores en SF6 con tanque aterrizado en rango clase de 15 kV y menores, se ha establecido una referencia apropiada a diversos voltajes (por ejemplo, por el que no se observa inicialmente un incremento apreciable en pérdidas de Watts ó factor de potencia para indicar la presencia del efecto corona), con esto se desarrollan pruebas de rutina sólo al máximo voltaje seleccionado para la prueba inicial.

4-60

M2H-I-195


PROCEDIMIENTO DE PRUEBA A continuación se muestra el procedimiento de la prueba general para los interruptores en SF6 con tanque aterrizado: PROCEDIMIENTO DE PRUEBA GENERAL PARA INTERRUPTORES EN SF6 CON TANQUE ATERRIZADO Prueba No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Posición del Interruptor Abierto Abierto Abierto Abierto Abierto Abierto Abierto Abierto Abierto

Modo de Prueba GST GST GST GST GST GST UST UST UST

Boquilla * Energizada 1 2 3 4 5 6 1 3 5

Boquilla * Flotante 2 1 4 3 6 5 -

Boquilla * UST 2 4 6

* Las boquillas están numeradas del 1 al 6 de acuerdo con el diagrama en la forma de datos de prueba de los interruptores de circuito Doble; refiérase a la sección Dos en REGISTROS DE PRUEBA. Las boquillas de las fases que no están bajo prueba se deben dejar flotando; sin embargo, bajo condiciones de severa interferencia electrostática, para minimizar esta influencia en las lecturas métricas, será de ayuda conectar tierras a las boquillas de los tanques que no están a prueba. Muchos de los diseños de los interruptores de circuito en SF6 de tanque aterrizado multi-contacto contienen aislamientos de soporte internos en cada tanque para proveer soporte para otros miembros internos y también para operar las varillas y presurizar altamente los tubos. Algunos de estos diseños son de las siguientes marcas: Brown Boveri/Gould/I-T-E High Voltage Breakers, Inc. Westinghouse Electric Corp.

Tipos GA/GA SF6 Tipo SFV (dos interruptores / fase)

Para este tipo de diseño la columna aislante interna no se le aplica la fuerza directamente con el interruptor en la posición de abierto. Por lo tanto las pruebas 1 a la 9 de los interruptores son complementadas con las mediciones GST de interruptor cerrado en cada fase como se muestra a continuación: PRUEBAS SUPLEMENTARIAS EN LOS INTERRUPTORES DE CIRCUITO DE TANQUE ATERRIZADO DE SF6 CON COLUMNAS INTERNAS AISLADAS DE SOPORTE Prueba No. 10 11 12

M2H-I-195

Posición del Interruptor Cerrado Cerrado Cerrado

Modo de Prueba GST GST GST

Boquilla * Energizada 1&2 3&4 5&6

Boquilla * Flotante -

Boquilla * UST -

4-61


ANALISIS DE RESULTADOS DE PRUEBA Las pruebas de interruptor abierto (GST) están en el rango en base a la corriente, los Watts y el factor de potencia; para una comparación de datos refiérase a la sección de Interruptores de Circuito del Libro de Referencia Doble de Datos de Prueba de Factor de Potencia. Si la corriente cargada es relativamente pequeña, entonces se le debe de dar más énfasis a las pérdidas de Watts en vez del factor de potencia. En algunos casos estos interruptores están equipados con capacitores de línea a tierra en el lado de carga y/o línea. Por consiguiente, cuando esto sea aplicable, el factor de potencia y la capacitancia se registran y se analizan. Para los interruptores con capacitores de gradiente a través de los contactos, las mediciones UST (Pruebas 7, 8 y 9) tienen un significado particular. Los resultados de tales pruebas son analizados con base a una comparación de las capacitancias y factores de potencia (ó pérdidas de Watts en el caso de valores de capacitancia relativamente bajos). Las capacitancias anormalmente altas pueden ser un indicativo de secciones cortocircuitadas en uno o más ensambles de los capacitores de gradiente. Para una comparación de datos, refiérase a la sección del Interruptor de Circuito en el Libro de Referencia de Datos de Prueba. Las pruebas de Interruptor Cerrado, cuando es posible, se valoran con base a la corriente, los Watts y el factor de potencia. Los datos se comparan entre las fases con los resultados previos (si los hay), con los resultados registrados para las boquillas similares en el sistema, y con los datos registrados en la sección de interruptores de circuito del Libro de Referencia de Datos de Prueba. Las altas pérdidas y el factor de potencia para las pruebas de la 1 a la 6 (en todos los diseños) y para las pruebas de la 10 a la 12, pueden ser el resultado de un exceso de humedad ó por los productos de descomposición del SF6 que estén condensados ó depositados en los miembros internos aislantes. El hecho de operar el interruptor muchas veces puede mejorar los resultados altos, si estos son causados por humedad. Si se sospecha que hay humedad se debe confirmar por una medición del punto de rocío ó por una medición del contenido de humedad en el gas SF6. Las pruebas suplementarias UST y las del aislamiento del tap de prueba se desarrollan en aquellas boquillas equipadas con tomas (tap) de prueba de potencial ó factor de potencia. Para los interruptores equipados con boquillas llenas de gas, se deben de desarrollar pruebas adicionales de Collar Caliente para detectar contaminación interna a lo largo de la pared interna, para localizar cualquier ruptura ó grieta ó algún otro problema en los bordes del collar (es). Se deben efectuar pruebas sencillas ó múltiples de collar caliente – ver BOQUILLAS. En las boquillas largas, por lo menos se desarrollan tres pruebas de collar caliente sencillo o, en vez de eso, se hace una prueba de collar caliente múltiple con collares colocados en lo alto, medio y bajo de la boquilla (se deben usar más collares dependiendo del tamaño de la boquilla). Las pérdidas del collar caliente se comparan entre las boquillas similares probadas bajo condiciones atmosféricas similares entre las secciones de la boquilla en el caso de pruebas de collar caliente sencillo que se desarrollaron en varios lugares de una boquilla dada, y con resultados previos (si los hay). Bajo condiciones atmosféricas favorables, la pérdida para una prueba de collar caliente sencillo en una boquilla de porcelana llena de gas se espera que sea 0.01 Watts ó menos. Las altas pérdidas obtenidas para las pruebas de collar caliente múltiple se investigan mediante el desarrollo de una serie de pruebas de collar caliente sencillo a lo largo de varias secciones de la boquilla para determinar si las altas pérdidas se pueden localizar ó son generales. A veces es interesante investigar los resultados anormales haciendo una serie de pruebas a diversos voltajes para determinar si la condición que causa los resultados anormales es no lineal ó sensible al voltaje dentro del rango de voltajes de prueba de Doble. Esto pudiera incluir un incremento en el voltaje de hasta 12 kV en el caso de pruebas desarrolladas normalmente a 10 kV. Refiérase también a la discusión en la sección dos: VOLTAJES DE PRUEBA. 4-62

M2H-I-195


INTERRUPTORES DE TANQUE VIVO DE MODULO “T” Y “Y” GENERALIDADES Los interruptores de alto y extra alto voltaje (EHV) pueden ser del diseño modular en el cual se montan dos interruptores en un tanque, que por sí solo se monta arriba de una columna aislante vertical de un ancho variable dependiendo en el rango de kV del interruptor. Un número de tales módulos determinados deben ser conectados en series para los altos rangos de voltaje e incrementando la capacidad de interrupción. Una variación de este diseño tiene cada brazo de “T” y “Y” contienen un interruptor sencillo montado en una cobertura larga de porcelana. En este diseño, los capacitores de gradiente y las resistencia de preinserción con sus interruptores se montan en porcelanas separadas conectadas a lo largo de cada sección del interruptor. Dieléctricamente, sin embargo, cada tipo descrito arriba es el mismo que se muestra en la figura 4-24:

C1 y C3 = C2 y C4 = S1 y S2 = R1 y R2 = I3 = R3 =

Boquillas de entrada Capacitores Graduados (a lo largo de los contactos del interruptor) Interruptores de los resistores de preinserción Resistores de preinserción Columna aislante vertical (una ó más secciones) Tubo de gas ó suplemento de aire, varilla operadora, y otro aislamiento de columna

Figura 4-24 Esquema Dieléctrico de los interruptores de módulo “T” y “Y”

VOLTAJES DE PRUEBA Los modulos interruptores de tanque vivo “T” y “Y” son típicamente diseñados para aplicaciones de alto y extra alto voltaje (EVH). Por consiguiente, todas las pruebas de rutina de Doble se desarrollan a 10 kV. Sin embargo, algunas veces es de interés investigar los resultados anormales haciendo una serie de pruebas a diversos voltajes para determinar si la condición que causa los resultados anormales es no lineal ó sensible al voltaje dentro del rango de voltajes de prueba de Doble. Esto puede incluir un incremento en el voltaje de prueba hasta 12 kV. Refiérase también a la discusión en la sección dos: “VOLTAJES DE PRUEBA”. M2H-I-195

4-63


PROCEDIMIENTO DE PRUEBA La técnica de prueba General para cada módulo de alto voltaje “T” y “Y” del interruptor de tanque vivo es indicada a continuación: PROCEDIMIENTO DE PRUEBA PARA CADA MODULO DE UN INTERRUPTOR DE TANQUE MODULO “Y” Y “T” (Interruptor abierto para todas las pruebas) Efectúe todas las pruebas de rutina a 10 kV Prueba No. 1 2 3

Modo de Prueba UST UST GST

Energizar

Tierra

Conexión

UST

Medición

D D D

B A -

A,B

A B -

C1+C2+(R1+S1) C3+C4+(R2+S2) I3+R3

* En los casos en donde la interferencia electrostática es alta, particularmente en el caso de la prueba No. 3, es de ayuda el hecho de aterrizar las cabezas del interruptor ó tanques de los módulos adyacentes de la misma fase para así minimizar la influencia de la interferencia de las lecturas de los medidores. Al aumentar el voltaje de prueba a 12 kV mejora la respuesta del equipo de prueba a la interferencia electrostática, incrementando la corriente actual del espécimen. En los casos donde la interferencia electrostática es extremadamente alta se requiere el uso del Circuito de cancelación de interferencia del M2H, que es de ayuda para obtener la corriente de interferencia que es medida como se indica en la sección dos: OPERANDO EL M2H, PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DEL EQUIPO DE PRUEBA, 12. Interferencia Electrostática (Uso del ICC). Refiérase al ejemplo de la hoja de prueba al final de esta sección. El arreglo del conector dual de prueba de bajo voltaje (LV) del equipo M2H facilita enormemente las pruebas de los interruptores de los tanques módulo “T” y “Y”. Haciendo solamente un juego de conexiones de prueba, las pruebas números 1, 2, y 3 en un módulo especificado se desarrollan simplemente cambiando la posición del INTERRUPTOR LV en la parte frontal del transformador M2H. Para ilustrarlo asuma las siguientes conexiones (Refiérase a la Figura 4-24): Cable de Prueba de Alto Voltaje conectado al Punto D Conector LV (Rojo, R) conectado al Punto A Conector LV (Azul, B) conectado al punto B

4-64

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D Las Pruebas Números 1, 2 y 3 entonces se desarrollan en las distintas posiciones del INTERRUPTOR LV: Prueba No. 1

Energizar

Tierra

Conexión

UST

D

B**

-

A

2

D

A**

-

B

3

D

-

A, B

-

Posición de INTERRUPTOR LV en El Panel del Transformador M2H* UST TIERRA MEDIDA B R UST TIERRA MEDIDA R B GST CONEXIÓN TIERRA R,B -

* Ver la sección uno: Figura 1-4 (a) ** En el modo UST, la conexión y la tierra son la misma En el transcurso de la prueba 1 a la 2 ( y similarmente de la 2 a la 3) no es necesario bajar en voltaje de prueba y desenergizar el equipo M2H. En cambio, después de completar la prueba 1 regrese el interruptor SELECTOR en el Instrumento M2H a la posición de verificación, cambie la posición del INTERRUPTOR LV en el transformador M2H, luego tome las medidas de la corriente y los Watts en un modo normal. Repita los pasos como van de la prueba 2 a la 3. Después que se haya completado la prueba 3, baje el voltaje de prueba a cero, quite la energía del equipo de prueba, y luego vaya al siguiente módulo.

ANALISIS DE RESULTADOS Las combinaciones de la entrada del capacitor de gradiente y de la boquilla see estiman en base a los resultados de prueba del factor de potencia y la capacitancia. (Nota: Mientras que las resistencias de preinserción y sus interruptores asociados han sido incluidos en las pruebas 1 y 2, los resistores R1/R2 son usualmente de un valor bajo en ohms, y los interruptores S1/S2 tienen una capacitancia muy baja en relación a los capacitores de gradiente y las boquillas. Así que la influencia de R1/R2 y S1/S2 en las pruebas 1 y 2 son prácticamente insignificantes). En algunos interruptores, la capacitancia y/o factores de potencia serán corregidos para la temperatura en base de la información que se provee por los fabricantes. Los datos para consulta en la corrección por temperatura y el análisis de los resultados de prueba se incluyen en la sección de interruptores de circuito del Libro de Referencia de Datos de Prueba de Factor de Potencia Doble. Los resultados también se comparan entre los módulos de un interruptor determinado con los resultados de prueba (si los hay) y con los resultados registrados para los interruptores similares en el sistema. Las altas pérdidas y el factor de potencia para las combinaciones de entrada del capacitor de gradiente y boquilla generalmente indican un deterioro ó contaminación en los capacitores de gradiente, pero también puede ser el resultado de una corriente de fuga (interna ó externa) en la boquilla. La capacitancia mayor a la normal puede ser indicio de que hay secciones con corto circuito del ensamble en el capacitor de gradiente. Los resultados que no se aceptan para las pruebas 1 y 2 garantizan que las pruebas separadas fueron desarrolladas en las boquillas asociadas y en los capacitores. Las altas pérdidas en las columnas “T” y “Y” indican la posibilidad de que haya una corriente de fuga (interna ó externa) a lo largo de la columna, ó que exista humedad que se ha condensado en los tubos internos y en las varillas. En el caso de lo anterior opere el interruptor varias veces para mejorar los resultados. En la investigación de los resultados anormales se deben incluir pruebas suplementarias a diversos voltajes (ver la discusión en VOLTAJES DE PRUEBA). M2H-I-195

4-65

Guía del Usuario de los M2H-D Los transformadores de corriente (TCs) asociados con estos interruptores también se prueban. Estos TCs son usualmente del diseño “libre de soporte”, pero en algunos casos se deben incorporar como parte de la columna de soporte del interruptor del módulo. En cualquier caso, se debe desempeñar una medida total (embobinado primario a tierra), y el factor de potencia es calculado y corregido por temperatura. Los factores de potencia se comparan para los TCs asociados con el mismo interruptor, con los resultados previos (si los hay), con los resultados registrados para los TCs similares en el sistema, y con los datos anotados en la sección de transformador de instrumento en el “Libro de Referencia de Datos de Prueba y Factor de Potencia de Doble Engineering Company”. Algunos TCs de libre soporte están equipados con tomas de prueba (tap) de potencial ó con tomas de prueba de factor de potencia que permiten además de la prueba general, medidas suplementales de UST y de tomas aisladas. Para comentarios posteriores refiérase a TRANSFORMADORES DE CORRIENTE en esta sección.

4-66

M2H-I-195


M2H-I-195

4-67


INTERRUPTORES MAGNETICOS DE AIRE Los interruptores magnéticos de aire generalmente se clasifican en aislamiento de clase de 15 kV y menores, y son probados inicialmente y rutinariamente a los siguientes voltajes: VOLTAJES DE PRUEBA DOBLE RECOMENDADOS PARA LOS INTERRUPTORES MAGNETICOS DE AIRE Prueba Inicial 1. Bajo voltaje debajo del inicio de corona (2-kV para la clase 15-kV) 2. Voltaje de rango operacional línea a tierra (8-kV para interruptores usados en los sistemas de 13.8-kV) 3. Voltaje de rango operacional línea a tierra arriba del 10% al 25% (8.8kV a 10-kV para interruptores usados en los sistemas de 13.8-kV)

Pruebas de Rutina ------------------------------1. Voltaje de rango operacional línea a tierra arriba del 10% al 25% (8.8-kV a 10-kV para interruptores usados en los sistemas de 13.8-kV)

Para los aislamientos de 15 kV de los interruptores de bajo voltaje de aire magnéticos que operan a 13.8 kV, la serie inicial de pruebas se debe desempeñar a 2, 8, y 8.8 a 10 kV. Una vez que se ha establecido una referencia apropiada a diversos voltajes (por ej. En donde no haya un incremento apreciable de los Watts de pérdidas ó del factor de potencia con los voltajes observados inicialmente para indicar la presencia del efecto corona), las pruebas de rutina de seguimiento entonces podrán ser efectuadas solamente a voltajes más altos para la prueba inicial. Los resultados anormales obtenidos durante las pruebas de rutina deben ser investigados efectuando pruebas adicionales a voltajes más bajos de los seleccionados para las pruebas iniciales para los cuales los datos de referencia han sido obtenidos. Los resultados de prueba a diversos voltajes le ayudarán a determinar si la condición anormal es sensible voltaje. Para una mayor discusión refiérase a la sección dos: “VOLTAJES DE PRUEBA”.

4-68

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D La técnica de prueba estándar para los interruptores magnéticos de aire se muestra a continuación: PROCEDIMIENTO DE PRUEBA PARA INTERRUPTORES DE CIRCUITO MAGNETICOS DE AIRE (Interruptor Abierto para Todas las Pruebas) Prueba No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9





* Las boquillas están numeradas del 1 al 6 de acuerdo con el diagrama en la forma de datos de prueba de los interruptores de circuito Doble; refiérase a la sección Dos en “REGISTROS DE PRUEBA”. Si el conector LV y el Switch LV se usan, las pruebas 1 y 7, 3 y 8, 5 y 9 pueden desarrollarse sin cambiar las conexiones de prueba. La estructura del interruptor de potencia debe estar correctamente aterrizada para así obtener datos apropiados. Normalmente, los interruptores magnéticos de aire se prueban con los conductores de arco en su lugar; sin embargo para eliminar la influencia de los conductores de arco en la boquilla y en otros aislamientos aterrizados, es preferible hacer las pruebas de la 1 a la 6 con los conductores de arco levantados ó removidos. Esto es recomendado como un procedimiento de rutina para los tipos de interruptor en donde sea factible. Si se obtienen resultados de prueba Doble cuestionables para las pruebas de las boquillas Nos. 1 a la 6 con los conductores de arco en su lugar, entonces se debe desarrollar una investigación repitiendo estas mediciones con los conductores levantados ó removidos. Si la corriente de carga para las pruebas 1 a la 6 son relativamente pequeñas, entonces estos resultados deben ser analizados en base a las pérdidas de Watts y no del factor de potencia. Los resultados de las mediciones UST se analizan con base a los Watts. Los resultados de las pruebas 1, 3 y 5 deben ser comparados con cada una; del mismo modo, compare las pruebas 2, 4 y 6, y también compare las tres mediciones UST. Estos resultados deben ser comprados con pruebas anteriores (si las hay), con los resultados registrados para interruptores similares en el sistema, y contra datos tabulados en la sección de Interruptores de Circuito del “libro de referencia de datos de prueba de factor de potencia Doble”. Los factores de corrección por temperatura no se aplican para los interruptores magnéticos de aire.

M2H-I-195

4-69


INTERRUPTORES DE AIRE DE BAJO VOLTAJE Los interruptores de aire de bajo voltaje, generalmente se clasifican en la clase aislante de 15 kV y menores, y son probados inicialmente y rutinariamente a los siguientes voltajes: VOLTAJES DE PRUEBA DOBLE RECOMENDADOS PARA LOS INTERRUPTORES DE AIRE DE BAJO VOLTAJE (Unidades de prueba con rango de Clase arriba de 15 – kV a 10 – kV) Prueba Inicial 1. Bajo voltaje debajo de la corona de inicio (2-kV para la clase 15-kV) 2. Voltaje de rango operacional línea a tierra (8-kV para interruptores usados en los sistemas de 13.8-kV) 3. Voltaje de rango operacional línea a tierra arriba del 10% al 25% (8.8-kV a 10-kV para interruptores usados en los sistemas de 13.8-kV)

Pruebas de Rutina ------------------------------1. Voltaje de rango operacional Línea a tierra arriba del 10% al 25% (8.8-kV a 10-kV para interruptores usados en los sistemas de 13.8-kV)

Para los aislamientos de clase 15 kV de los interruptores de aire de bajo voltaje que operan a 13.8 kV, la serie inicial de pruebas se debe desarrollar a 2, 8, y 8.8 a 10 kV. Una vez que se ha establecido una marca apropiada a diversos voltajes (por ej. según el cual no aplique un incremento en las pérdidas de Watts ó del factor de potencia con los voltajes observados inicialmente para indicar la presencia del efecto corona), las pruebas siguientes son de rutina y después se desarrollarán solo al voltaje máximo seleccionado para la prueba inicial. Los resultados anormales obtenidos durante las pruebas de rutina deben ser investigados desempeñando las pruebas adicionales en los voltajes más bajos seleccionados para las pruebas iniciales donde aparece la marca en los datos obtenidos. Los resultados de prueba a diversos voltajes le ayudarán a determinar si la condición anormal es por voltaje sensible. Para una mayor discusión refiérase a la sección dos: “VOLTAJES DE PRUEBA”.

4-70

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D La técnica de prueba estándar para los interruptores de aire se muestra a continuación: PROCEDIMIENTO DE PRUEBA PARA INTERRUPTORES DE AIRE DE BAJO VOLTAJE Prueba No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Posición del Interruptor Abierto Abierto Abierto Abierto Abierto Abierto Cerrado Cerrado Cerrado

Modo de Prueba GST GST GST GST GST GST GST GST GST

Boquilla * Energizada 1 2 3 4 5 6 1y2 3y4 5y6


* Las boquillas están numeradas del 1 al 6 de acuerdo con el diagrama en la forma de datos de prueba de los interruptores de circuito Doble; refiérase a la sección Dos en “REGISTROS DE PRUEBA”. Las boquillas de las fases que no estén bajo prueba se dejan flotantes. En el caso de que se obtengan valores cuestionables, se puede utilizar el procedimiento de interruptores magnéticos en aire para obtener el punto de localización y causa de los valores anormales. Los datos de referencia que pueden usarse para el análisis de los resultados en varios tipos de estos interruptores se han tabulado en la sección de Interruptores del libro de referencia de datos de prueba. La comparación también se hace entre las tres fases de un interruptor dado, con los resultados previos (si existen), y con los resultados obtenidos en otros interruptores similares del sistema. Los datos son analizados con base a los watts de pérdidas y factor de potencia, con importancia particular en los watts en el evento de capacitancias y corrientes de carga relativamente bajas. Los resultados de prueba de este tipo de equipos no son corregidos por temperatura.

M2H-I-195

4-71


RESTAURADORES EN ACEITE Los restauradores en aceite clase de aislamiento 15kV (ejemplo, unidades de rango de 14.4 kV) y mayores son probados a 10kV. Los restauradores en aceite de rango menor de 15kV son probados a un voltaje conveniente igual o menor al rango del dato de placa; por ejemplo, una unidad de a 2.4kV puede ser probada a 2kV. Los restauradores en aceite son probados con las pruebas convencionales de interruptor abierto y cerrado descritas para interruptores en aceite. PROCEDIMIENTO DE PRUEBA PARA RESTAURADORES EN ACEITE Prueba No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Posición del Interruptor Abierto Abierto Abierto Abierto Abierto Abierto Cerrado Cerrado Cerrado

Modo de Prueba GST GST GST GST GST GST GST GST GST

Boquilla * Energizada 1 2 3** 4 5** 6 1y2 3 y 4** 5 y 6**


* Las boquillas están numeradas del 1 al 6 de acuerdo con el diagrama en la forma de datos de prueba de los interruptores de circuito Doble; refiérase a la sección Dos en “REGISTROS DE PRUEBA”. Las boquillas de las fases que no estén bajo prueba se dejan flotantes. **Remueva cualquier bobina de cierre. La corriente y watts son registrados en todas las pruebas, y el índice de pérdidas del tanque es calculado (IPT). Para las pruebas de interruptor abierto, el factor de potencia normalmente no es calculado debido a las corrientes relativamente bajas; estas pruebas son analizadas primeramente por comparación de los resultados registrados de los watts en las seis boquillas, con los resultados de pruebas previas (si existe alguno), con los resultados registrados de otros restauradores similares en el sistema, y con los resultados indicados en la tabla de la sección de interruptores del Libro de Referencia de Datos de Prueba. El factor de potencia es calculado para las tres pruebas con el interruptor cerrado, pero no son corregidos por temperatura. Estas tres mediciones incluyen ambas boquillas en cada fase y las pérdidas asociadas con la varilla de operación y otros aislantes del tanque. El análisis de resultados de prueba esta basado en el mismo alcance descrito en la sección de INTERRUPTORES EN ACEITE. En general, un valor alto del Indice de Pérdidas de Tanque es indicativo de contaminación interna y/o deterioro; un valor alto en las pérdidas con el interruptor abierto, con factor de potencia con interruptor cerrado relativamente alta e Indice de Pérdidas del Tanque normal, indica un posible problema en la boquilla.

4-72

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D Se pueden efectuar pruebas complementarias de collar caliente en las boquillas cuando se registren valores altos en los watts de pérdida con el interruptor abierto. Algunos restauradores son diseñados con un ensamble interruptor/resistor conectado entre las terminales bajas de la boquilla. Uno de estos diseños es el tipo PRC de Westinghouse Electric Corporation. El resistor especialmente influye en la prueba estándar de Restaurador Abierto, ocasionando que el análisis adecuado de los resultados sea difícil. De acuerdo a esto, para las unidades de este diseño, el siguiente método alternativo puede ser utilizado. PROCEDIMIENTO DE PRUEBA ALTERNATIVO PARA RESTAURADORES EN ACEITE (Tipo PRC de Westinghouse o de Diseño Simiular) Prueba No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Posición del Interruptor Abierto Abierto Abierto Abierto Abierto Abierto Abierto Abierto Abierto Cerrado Cerrado Cerrado

Modo de Prueba GST GST GST GST GST GST UST UST UST GST GST GST

Boquilla Energizada* 1 2 3 4 5 6 1 3 5 1y2 3y4 5y6

Boquilla Flotante* 2 1 4 3 6 5 -------

Boquilla UST ------2 4 6 ----

* Las boquillas están numeradas del 1 al 6 de acuerdo con el diagrama en la forma de datos de prueba de los interruptores de circuito Doble; refiérase a la sección Dos en “REGISTROS DE PRUEBA”. Las boquillas de las fases que no estén bajo prueba se dejan flotantes. Las pruebas 1 a la 6 son principalmente una medición de las pérdidas en las boquillas (el factor de potencia no es calculado). La técnica de guarda efectivamente elimina la influencia del ensamble interruptor/resistor. Las pruebas 7, 8 y 9 son una medición directa de las perdidas asociadas con el ensamble interruptor/resistor; el factor de potencia no es calculado. Las pruebas 10, 11 y 12 prueban ambas boquillas de cada fase, e incluyen las pérdidas asociadas con la varilla de operación y otros aislamientos del tanque.

M2H-I-195

4-73


INTERRUPTORES Y RESTAURADORES EN VACIO Algunos tipos de interruptores y restauradores en vacío consisten de tres fases (seis boquillas) montadas en un tanque sencillo aterrizado. El circuito dieléctrico de cada fase de este tipo de interruptor/restaurador en vacío puede ser representado esquemáticamente como se muestra en la figura 4-25:

B1 y B2 S1 y S2 R V

= = = =

Entrada de las Boquillas Aislamiento de soporte interno (Si existe) Flecha de operación aislada Interruptor y cámara de vacío

Figura 4-25 Circuito Dieléctrico para Interruptores/Restauradores en Vacío Convencionales Los interruptores y restauradores en vacío de rangos superiores a la clase de aislamiento de 15kV son probados a 10 kV. Los interruptores/restauradores en vacío de rango de 15 kV y menores son probados inicial y rutinariamente a los siguientes voltajes: VOLTAJES DE PRUEBA DOBLE RECOMENDADOS PARA LOS INTERRUPTORES Y RESTAURADORES EN VACIO DE RANGOS DE 15 kV Y MENORES (Las unidades de prueba para rangos mayores de 15 kV de esta clase de aislamiento son 10 kV) Prueba Inicial para Tipo Seco 1. Bajo voltaje debajo de la corona de inicio (2-kV para la clase 15-kV) 2. Voltaje de rango operacional línea a tierra (8-kV para interruptores usados en los sistemas de 13.8-kV) 3. Voltaje de rango operacional línea a tierra arriba del 10% al 25% (8.8kV a 10-kV para interruptores usados en los sistemas de 13.8-kV)

Pruebas de Rutina para Tipo Seco Y Pruebas Iniciales y de Rutina para llenos de Aceite ------------------------------1. Voltaje de rango operacional línea a tierra arriba del 10% al 25% (8.8kV a 10-kV para interruptores usados en los sistemas de 13.8-kV)

Para los interruptores y restauradores en vacío con clase de aislamiento de 15kV que operan a 13.8 kV, la serie inicial de pruebas se debe desempeñar a 2, 8, y 8.8 a 10 kV. Una vez que se ha establecido una referencia apropiada a diversos voltajes (por ej. En donde no sean observado inicialmente incrementos apreciables en los watts de pérdida o en el factor de potencia que indique la presencia de efecto corona), las pruebas siguientes son de rutina y después se desarrollarán solo al voltaje máximo seleccionado para la prueba inicial. Los resultados anormales obtenidos durante las pruebas de rutina deben ser investigados efectuando las pruebas adicionales en los voltajes más bajos seleccionados para las pruebas iniciales donde aparece la referencia en los datos obtenidos. Los resultados de prueba a diversos voltajes le ayudarán a 4-74

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D determinar si la condición anormal es sensible al voltaje. Para una mayor discusión refiérase a la sección dos: “VOLTAJES DE PRUEBA”. La técnica de prueba general para los interruptores y restauradores aislados se muestra a continuación: PROCEDIMIENTO DE PRUEBA PARA INTERRUPTORES Y RESTAURADORES CONVENCIONALES AL VACIO (Interruptor y Restaurador Abierto para Todas las Pruebas) Prueba No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9





Las pruebas 1,3 y 5 incluyen las boquillas de entrada y los aislamientos asociados internos que soportan el final del recipiente en vacío. Las pruebas 2, 4 y 6 hacen lo mismo y, además, incluyen las pérdidas asociadas con la varilla operadora. Las pruebas 7, 8 y 10 son mediciones directas en el envase de interruptor en vacío. Las corrientes de carga para todas las pruebas se esperan que sean muy pequeñas. Por consiguiente, los factores de potencia no son calculados y no se aplica una corrección por temperatura a esas pruebas. La corriente y los Watts para las pruebas 1 a la 6 se comparan entre ellas, con los resultados de las pruebas anteriores (si las hay), y con los resultados registrados para otros interruptores/restauradores similares en el sistema. Después se comparan las pérdidas de Watts con los datos en la sección de Interruptores de Circuito del “Libro Doble de Referencia de Datos de Prueba de Factor de Potencia”. Los envases al vacío que se probaron bajo condiciones secas ambientales deben tener pérdidas dieléctricas cercanas a cero, y por lo tanto las pérdidas de Watts para las pruebas 7, 8 y 9 se esperan que sean extremadamente pequeñas y deben de ser comparadas entre las fases con los resultados de las pruebas anteriores (si las hay), con los resultados registrados para otros interruptores/restauradores similares en el sistema, y con los datos tabulados para las unidades similares en el Libro de Referencia de Datos de Prueba. Las altas pérdidas UST para un interruptor al vacío son debidas a un envase defectuoso que ha permitido que entre humedad, ó debido a las pérdidas de superficie exteriores a lo largo de la cubierta al vacío. Esto último debe ser confirmado por una ó una combinación de diversas pruebas después de: (1) limpiar la superficie del envase al vacío; (2) aplicación de calor a la superficie del envase; y (3) aplicación del collar de guarda. Refiérase a los comentarios en la sección de “SUPERFICIE DE FUGA”. Los valores excesivos en la corriente de fuga en los envases al vacío puede ser un indicativo de calor insuficiente ó de que el calentador del interruptor/restaurador esta defectuoso. Esta condición garantiza una apropiada atención para asegurar que el ambiente alrededor del envase al vacío esté limpio y seco bajo las condiciones de servicio. En la investigación de resultados anormales, las pruebas de Collar Caliente en las boquillas son de ayuda en la localización de grietas y la confirmación de la existencia de corriente de fuga, ambas arriba y debajo de la brida de montaje de la boquilla. Las pruebas de Collar Caliente también deben ser aplicadas a aisladores M2H-I-195

4-75

Guía del Usuario de los M2H-D de soporte y la Técnica de Prueba de Tres Electrodos se aplica a la varilla de operación. Refiérase a la discusión en esta sección en “MIEMBROS AISLANTES DE MADERA Y OTROS”.

4-76

M2H-I-195


INTERRUPTORES DE BAJO VOLUMEN DE ACEITE (INTERRUPTORES ESCASOS DE ACEITE) Una fase de un interruptor de bajo volumen de aceite de las tres fases (algunas veces referido como un interruptor escaso de aceite), que tiene un interruptor por fase, se ilustra en la Figura 4-26:

C1 = R=

cámara del interruptor varilla operadora y aislante de soporte

Figura 4-26 Interruptor de bajo volumen de aceite Los interruptores de bajo volumen de aceite clase del aislamiento 15-kV y mayores, son probados a 10 kV. Los interruptores de este tipo con rango de clase 15-kV y menores, son probados a un voltaje conveniente ó al rango indicado en la placa del mismo. El procedimiento de prueba para cada fase de este tipo de interruptor es como se muestra a continuación: PROCEDIMIENTO DE PRUEBA PARA LOS INTERRUPTORES DE BAJO VOLUMEN DE ACEITE Prueba No. 1 2

Posición del Interruptor Abierto Abierto

Modo de Prueba

Energizar

Tierra

Conexión

UST

Medición

UST GST

T2 T2

T3 T3

T1

T1 -

C1 R

En la presencia de campos electrostáticos fuertes, los efectos de la interferencia electrostática en estas mediciones de relativamente baja capacitancia, deben ser minimizadas por una simple alteración en el procedimiento de prueba estándar como se muestra a continuación:

M2H-I-195

4-77


PROCEDIMIENTO DE PRUEBA ALTERNATIVO PARA LOS INTERRUPTORES DE BAJO VOLUMEN DE ACEITE Prueba No. 1A 2A

Posición del Interruptor Abierto Cerrado

Modo de Prueba

Energizar

Tierra

Conexión

UST

Medición

UST GST

T1 T1&T2

T2&T3 T3

-

-

C1 R

Con referencia al procedimiento alternativo de prueba, note que la prueba No. 2 A puede ser efectuada fácilmente después de la prueba 1 A removiendo la tierra de T2 y cerrando el interruptor. Debido a la relativamente baja corriente y las pérdidas de Watts esperadas para las pruebas en este tipo de interruptor, las porcelanas superiores e inferiores deben estar limpias y secas. Si se obtiene pérdidas más altas de lo normal después de limpiar la superficie, el uso de los collares de conexión de superficie debe ser considerados como se discutió en esta sección en CORRIENTES DE FUGA. La corriente y los Watts se registran para cada prueba; sin embargo, en vista de la baja corriente de carga esperada, el factor de potencia no se calcula. Pero se hace una comparación individual de las lecturas de corriente y Watts que se obtuvieron entre las fases, con los resultados de prueba previos (si los hay), y con los resultados registrados para los interruptores similares en el sistema. Bajo condiciones ideales las pérdidas para las pruebas Nos. 1(1 A) y 2(2 A) se esperan que sean del orden de 0.010 Watts.

4-78

M2H-I-195


TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y DISTRIBUCION INTRODUCCION Las pruebas Doble de pérdidas dieléctricas y factor de potencia como se aplica a los transformadores (las unidades de 500 kVA y menores son clasificadas como transformadores de distribución y las de 501 kVA y mayor capacidad son clasificados como transformadores de potencia) es una prueba muy adecuada para determinar la humedad, la carbonización y otras formas de contaminación del embobinado, boquillas y líquido aislante en los transformadores de potencia y distribución. (Las anomalías del embobinado se revelan por el cambio de la capacitancia; la capacitancia se mide durante la prueba de factor de potencia. Las espiras en corto circuito y parcialmente corto circuitadas, se manifiestan por un valor de corriente anormalmente alta, que es obtenido para la prueba suplementaria de excitación de corriente. Refiérase a la sección titulada “PRUBAS DE EXCITACIÓN DE CORRIENTE DE TRANSFORMADORES”). El deterioro desarrollado en la bobina, boquillas y líquido aislante pueden ser localizados por pruebas separadas en estos componentes, utilizando un técnica que no requiere desconexión física de los componentes del transformador. Esta técnica también hace posible la segregación del circuito dieléctrico en los componentes mayores que son devanados a tierra e interdevanados para un análisis más efectivo de los resultados de la prueba. Los transformadores de potencia y distribución pueden ser de una fase ó de tres fases, y pueden ser del tipo seco (aire, gas), llenos de aceite ó llenos de líquido sintético. Tres tipos generales han sido considerados aquí: 1. Transformadores de dos devanados 2- Autotransformadores (con o sin devanado terciario). 3- Transformadores de tres devanados Para propósitos de prueba, el procedimiento utilizado depende en el número de devanados separadas que son accesibles. Así que el procedimiento de prueba del factor de potencia para un autotransformador (con devanado terciario accesible) es el mismo que para el transformador de dos devanados; la única diferencia está en la nomenclatura utilizada para identificar los devanados. Cuando se prueben los transformadores, se deben de observar las siguientes condiciones: 1. El transformador debe estar desenergizado y completamente aislado del sistema de potencia. 2. La cubierta del transformador (tanque) debe estar debidamente aterrizada. Esto es especialmente notorio en el caso de unidades de reserva. 3. Todas las terminales de cada devanado, incluyendo los neutro, deben estar conectadas entre sí. El objeto es poner en corto circuito cada bobina para eliminar cualquier efecto de la inductancia del devanado en las mediciones de aislamientos. Los neutros deben estar sin aterrizar. Si la unidad está equipada con un cambiador de carga (LTC), este debe ser ajustado a una posición diferente de la central. Algunos diseños de transformadores tienen elementos de tipo apartarayos asociados con el LTC los cuales no están efectivamente corto circuitados con el LTC en la posición central, aún y cuando las terminales de los devanados del transformador están corto circuitadas externamente. M2H-I-195

4-79


VOLTAJES DE PRUEBA A. Transformadores de potencia y distribución llenos de líquido Cuando considere los voltajes de prueba de factor de potencia para los transformadores de potencia y distribución llenos de líquido, es conveniente referirnos a las siguientes normas: 1. ANSI/IEEE C57.12.00-1987, American National Standard, General Requirements for LiquidImmersed Distribution, Power, and Regulating Transformers. 2. ANSI/IEEE C57.12.90-1987, American National Standard, Test Code for Liquid-Immersed Distribution, Power, and Regulating Transformer (Part I) and Guide for Short-Circuit Testing of Distribution and Power Transformer (Part II). El ANSI/IEEE C57.12.90 recomienda que para las pruebas de factor de potencia, el voltaje no exceda de un medio del voltaje de prueba de baja frecuencia dado en el ANSI/IEEE C57.12.00. El BIL más bajo (Nivel de Aislamiento de Impulso Básico por Descarga atmosférica) dado en ANSI/IEEE C57.12.00, es 30 kV, el cual aplica para niveles menores e incluye devanados de 120 voltios y devanados de neutros. El voltaje de prueba de baja frecuencia, correspondiente a un BIL de 30 kV, es 10 kV. Por lo tanto, de acuerdo con ANSI/IEEE, un voltaje de prueba de 5 kV puede ser aplicado a devanados de 120 voltios. Sin embargo, Doble recomienda los siguientes voltajes de prueba para hacer pruebas de factor de potencia en transformadores de potencia y distribución llenos de líquido: VOLTAJES DE PRUEBA DE FACTOR DE POTENCIA RECOMENDADOS POR DOBLE PARA TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y DISTRIBUCION LLENOS DE LIQUIDO Rango del Devanado del Transformador Voltaje de Prueba (kV) (kV) (kV L-Tierra) (kV L-L) 12 y más 10 4.04 a 8.72 5 2.4 a 4.8 2 Menos de 2.4 1 Algunas veces es útil investigar los resultados anormales haciendo una serie de pruebas a diversos voltajes para determinar si la condición causante del resultado anormal es no lineal ó es sensible al voltaje dentro del rango de voltajes de prueba de Doble. Esto puede incluir un incremento del voltaje de prueba más allá de la norma; por ejemplo, a 12 kV en el caso de devanados normalmente probadas a 10 Kv. Refiérase también a la discusión en la sección dos: “VOLTAJES DE PRUEBA”. B. Transformadores de distribución y de potencia del tipo llenos de líquido probados en ausencia del líquido aislante En general, el voltaje de prueba debe estar limitado a 5% - 10% del voltaje recomendado para las pruebas de factor de potencia del aislamiento de los transformadores en ANSI/IEEE C57.12.00-1980. Doble sugiere los siguientes voltajes de prueba cuando los devanados de los transformadores ordinarios llenos de líquido son probados en ausencia del líquido aislante normal; esto es, probados bajo presión atmosférica aire/gas (no en vacío):

4-80

M2H-I-195


VOLTAJES DE PRUEBA DE FACTOR DE POTENCIA RECOMENDADOS POR DOBLE PARA TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y DISTRIBUCION TIPO LLENOS DE LIQUIDO PROBADOS EN AUSENCIA DE LIQUIDO AISLANTE Y BAJO PRESION DE AIRE/GAS ATMOSFERICO (NO EN VACIO) Rango de Embobinado del Transformador Voltaje de Prueba (kV L a Tierra) (kV L a L ) Devanados en conexión Delta y estrella sin aterrizar 161 y más 10 115 a 138 5 34 a 69 2 12 a 25 1 Menos de 12 0.5 ✝ Devanados en conexión Estrella aterrizada y Monofásicos con Neutro 12 y más 1 Menos de 12 0.5 Las pruebas deben ser desarrolladas bajo presión atmosférica ó mayor, aire ó nitrógeno. Nunca aplique el voltaje de prueba Doble a un transformador donde sus devanados estén en vacío parcial. C. Transformadores de Potencia y Distribución Tipo Seco Los siguientes son voltajes de prueba recomendados por Doble para transformadores de potencia y distribución tipo seco: VOLTAJES DE PRUEBA DE FACTOR DE POTENCIA DOBLE RECOMENDADOS PARA TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y DISTRIBUCION TIPO SECO Rango de Embobinado del Transformador Voltaje de Prueba (kV L a Tierra) (kV L a L) Devanados Delta y Estrella sin aterrizar Más de 14.4 2 y 10 12 a 14.4 2, *, y 10 5.04 a 8.72 2y5 2.4 a 4.8 2 Menos de 2.4 1 * Voltaje de operación Línea a Tierra ✝ Devanados en conexión Estrella aterrizada y Monofásicos con Neutro 2.4 y más 2 Menos de 2.4 1 ✝ Posible sistema de aislamiento graduado Refiérase a la discusión en la sección dos: VOLTAJES DE PRUEBA.

M2H-I-195

4-81


TRANSFORMADORES DE DOS EMBOBINADOS PROCEDIMIENTO DE PRUEBA El procedimiento estándar de prueba Doble para los transformadores de dos devanados se muestra en la Figura 4-27: Prueba No. 1 2 3 4

Modo de Prueba GST GST GST GST

Energizar

Tierra

Conexión

UST

Medición

Alto Alto Bajo Bajo

Bajo Alto -

Bajo Alto

-

CH+CHL CH CL+CHL CL

Resultados Calculados: Prueba 1 menos Prueba 2 Prueba 3 menos Prueba 4

CHL CHL

Pruebas Alternas para CHL: 5 6

UST UST

Alto Bajo

-

-

Bajo Alto

CHL CHL

CH =

Se refiere a todo el aislamiento entre los conductores de alto voltaje y las partes aterrizadas (por ejemplo, la cubierta del tanque y el núcleo magnético), incluyendo las boquillas, aislamiento de los devanados, miembros aislantes estructurales, y aceite.

CL =

Se refiere a las mismas partes y materiales entre los conductores de bajo voltaje y las partes aterrizadas.

CHL = Se refiere a todos los aislamientos de los devanados, barreras y aceite entre los devanados de alto y bajo voltaje. Figura 4-27 Procedimiento de Prueba para Transformadores de Dos Devanados

4-82

M2H-I-195


Para las pruebas 1 y 2, el cable de prueba de alto voltaje (HV) está conectado a la bobina de alto voltaje y se instala un conector de bajo voltaje (LV) al devanado de bajo voltaje. La prueba 1 se ejecuta con el equipo de prueba en el modo LV SWITCH en la posición GST-GROUND (R,B). Una vez completa la Prueba 1, no es necesario hacer ningún cambio en la conexión de la prueba. El interruptor del SELECTOR del instrumento M2H se regresa a VERIFICAR, y el INTERRUPTOR LV simplemente se gira a la posición GST-GUARD (R,B). La medición de la prueba 2 entonces se efectúa de manera normal. El mismo procedimiento general se aplica a las pruebas 3 y 4, excepto que el cable de prueba HV esté conectado al devanado de bajo voltaje y el Conector LV esté conectado al devanado de alto voltaje. La prueba 3 se efectúa con el INTERRUPTOR LV en GST-GROUND (R,B), y para la prueba 4 el INTERRUPTOR LV está en la posición GST-GUARD (R,B). El uso del conector LV en las pruebas 1, 2, 3 y 4, minimiza el número de cambios de conexión necesarios para completar la serie de pruebas. En el evento que el ingeniero de pruebas decida, no usar el conector LV o si se necesitan conexiones adicionales a los circuitos de guarda o tierra, el acceso a estos dos circuitos está permitido en la cubierta de la terminal del cable de prueba HV (ver figura 1-10). Las pruebas 1 a la 4 se efectúan con el interruptor LV en la posición GST-GROUND (R,B) si el conector LV no se está usando. Las lecturas del medidor de corriente y watts, así como los multiplicadores se registran en el formato de prueba estándar de TRANSFORMADORES DE DOS EMBOBINADOS que se proporciona por Doble, y que también señala las conexiones de la prueba. (Refiérase al ejemplo de hoja de prueba en la sección dos en REGISTROS DE PRUEBAS.) Se debe notar (figura 4-27) que la prueba 1 incluye la combinación paralela CH y CHL, mientras que la prueba dos incluye solamente CH. Las diferencias entre las lecturas de los dos equipos de prueba son atribuibles a CHL; las magnitudes de las corrientes y los watts para CHL se obtienen por sustracción de los valores registrados de la corriente (mA) y watts para la prueba 1 y 2 (Prueba 1 menos Prueba 2). Los factores de potencia para CHL se calculan en el modo normal, utilizando los resultados de la sustracción. Se obtiene entonces un segundo conjunto de datos comparables para CHL por medio de la sustracción de los valores de la corriente y watts que fueron registrados en las pruebas 3 y 4 (Prueba 3 menos Prueba 4). Es aparente que la corriente y los watts registrados para la prueba 1 deben ser mayores en magnitud a aquellas que se registraron para la prueba 2; los valores de la prueba 3 deben ser mayores que la prueba 4. Si este no es el caso, las conexiones de prueba deben ser revisadas y la prueba se debe repetir, como se indica. El procedimiento de prueba de dos embobinados descrito fue especialmente desarrollado por Doble y tiene la ventaja de proveer una referencia cruzada. Por ejemplo, los dos valores de corriente y Watts calculados para CHL deben coincidir. NOTA Cuando compare los resultados de CHL calculados (por ejemplo, Prueba 1 menos Prueba 2 contra Prueba 3 menos prueba 4) las corrientes calculadas usualmente deben coincidir en todos los valores y en base a los porcentajes. Por sí solo, esto puede ser tomado como un indicativo que las conexiones de prueba y los procedimientos fueron efectuados correctamente. Si las corrientes CHL calculadas no coinciden con las lecturas del medidor de corriente, los multiplicadores, y conexiones de prueba para las pruebas 1 a la 4 deben ser revisadas y las pruebas se deben repetir, como se indicó. En la figura 4-27 (pruebas números 5 y 6) se describe una medición UST para realizar una prueba de revisión y para una medición directa de CHL. Aún y cuando las corrientes CHL calculadas deben ser comparadas muy detenidamente, algunas veces surge una pregunta concerniente a la correlación de los watts CHL calculados, que deben M2H-I-195

4-83

Guía del Usuario de los M2H-D ser comparados detenidamente en una base absoluta pero ocasionalmente debe diferir notablemente en una base de porcentaje. Cuando compare los Watts CHL calculados de las pruebas 1 menos prueba 2 contra prueba 3 menos prueba 4, utilice el siguiente criterio. Primero, anote cuál de las cuatro pruebas utiliza el mayor multiplicador de watts. (si varias pruebas utilizan el mismo multiplicador alto de watts, seleccione uno.) Entonces, determine cuánto debe ser cambiada la lectura del medidor de watts para esa prueba y así brindar los dos valores de watts CHL calculados para que coincidan. Si el hecho de cambiar una de las lecturas del medidor de watts por una división ó menos permite que coincida el CHL de watts calculado, entonces los watts calculados se pueden considerar comparables. Si toma más de una división de cambio en una de las lecturas del medidor de watts para hacer coincidir el CHL de los watts calculados, entonces investigue mas esto midiendo directamente el CHL por el método UST (ver las pruebas 5 y 6 en la figura 4-27). Esto suele indicar cual CHL calculado debe ser investigado. Algunas veces se determina que se registró un multiplicador de watts incorrecto para una de las mediciones. También, puede ocurrir una discrepancia si las pruebas 1, 2 (y 5) se efectuaron a un voltaje mayor al de las pruebas 3, 4 (y 6). En otras palabras, el aislamiento CHL debe no ser lineal tal que las pérdidas de watts y el factor de potencia varían con el voltaje de prueba. Para revisar esta posibilidad, repita las pruebas 1, 2 y 5 al mismo voltaje que las pruebas 3, 4 y 6. Si después de hacer una investigación como se señala y sigue habiendo una discrepancia en los watts CHL calculados de la prueba 1 menos la prueba 2 contra la prueba 3 menos la prueba 4, refiérase a la sección tres: “MANTENIMIENTO Y PROBLEMAS DEL M2H, PRUEBAS DE REVISION DE CAMPO”, Atenuador de Watts. Los factores de potencia son calculados en un modo normal para CH, CL y CHL. Los valores calculados se corrigen para la temperatura del aceite superior, usando instrucciones y multiplicadores incluidos en la sección 4 de este manual en VARIACION DEL FACTOR DE POTENCIA CON LA TEMPERATURA.

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DE PRUEBA Los transformadores modernos de potencia llenos de aceite deben tener factores de potencia de los aislamientos de 0.5% ó menores a 20°C. Debe haber una razón justificable por el fabricante para obtener valores superiores, y asegurar que estos no son el resultado de un secado incompleto. Si un factor de potencia mayor es causado por el uso de materiales que tienen factores de potencia mayores inherentemente, se deben de considerar su reemplazo con materiales disponibles que reúnan todos los requerimientos eléctricos, mecánicos, térmicos y con la compatibilidad del diseño del transformador y que tengan factores de potencia bajos. Los transformadores de potencia antiguos, los de distribución llenos de aceite y otros transformadores lleno de líquido ó del tipo seco, así como los de distribución deben tener factores de potencia mayores de 0.5%. Se deben analizar los datos con base a pruebas anteriores en la misma unidad, y comparaciones con los resultados de prueba en unidades similares, y hacer referencia a la característica de los datos tabulados en el “Libro de Referencia de Datos de Prueba de Factor de Potencia de Doble”. La capacitancia (corriente de carga) de CH, CL, y CHL debe ser comparada con los datos obtenidos en la fábrica, con resultados de prueba previos (si los hay), y con los resultados de prueba en las unidades “hermanas”. La capacitancia es una función de la geometría del devanado, y se espera que sea estable con la temperatura y con el tiempo. Sin embargo, el cambio de la capacitancia es una indicación de un 4-84

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D movimiento en el devanado que puede ser debido a una falla. Los aislamientos CL y CHL están donde estos cambios se esperan que ocurran. Los factores de potencia anormales (negativos altos o bajos) son ocasionalmente obtenidos en los aislamientos entre los devanados en los transformadores de dos devanados. Esto puede ser el resultado de un aterrizamiento impropio (alta resistencia) del tanque del transformador, ó del uso de pantallas electrostáticas aterrizados entre los devanados de los transformadores. En último caso, como resultado del apantallamiento aterrizado, la capacitancia entre devanados prácticamente no existe, excepto para las capacitancias dispersas entre los conectores de las boquillas. Los valores relativamente bajos de la corriente y los Watts, que resultan de la obtención de las lecturas relativamente grandes del medidor, están sujetas a error, no son de importancia práctica, y se deben de omitir una vez que se haya verificado la existencia de un blindaje. La investigación de los resultados anormales debe incluir pruebas suplementarias a diversos voltajes (ver la discusión relativa a VOLTAJES DE PRUEBA).

PRUEBAS DE BOQUILLAS Aunque las boquillas son incluidas en el CH y CL, el efecto de una sola boquilla en las mediciones generales del CH ó CL debe ser pequeño, dependiendo de la capacitancia relativa de la boquilla y del componente general de CH ó CL. Mientras más pequeña sea la capacitancia de la boquilla con respecto a la capacitancia total, menor será el efecto en el factor de potencia total. Por lo tanto es posible que la boquilla defectuosa no pueda ser detectada en una prueba general debido al efecto en la capacitancia del devanado. Por lo tanto es imperativo se efectúen pruebas en forma separada en todas las boquillas de los transformadores. (LAS BOBINAS DE LOS TRANSFORMADORES DEBEN PERMANECER EN CORTO CIRCUITO PARA TODAS LAS PRUEBAS DE BOQUILLAS.) Las boquillas con tomas (tap) de potencial ó de factor de potencia deben ser probadas en forma separada por el método UST; las boquillas con conectores guiados, y capas de protecciones, ó cabezas aisladas deben ser probadas por los métodos de Guarda Fría y de Guarda Caliente; las boquillas sin las facilidades de prueba mencionadas deben ser probadas por la técnica de Collar Caliente. Refiérase a la sección cuatro: BOQUILLAS, PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA.

PRUEBAS DE CORRIENTE DE EXCITACIÓN Las pruebas en los devanados y las boquillas de los transformadores de potencia y distribución son complementadas por las mediciones de corriente de excitación. Refiérase a PRUEBAS DE CORRIENTE DE EXCITACION EN LOS TRANSFORMADORES en esta sección.

PRUEBA DEL LÍQUIDO AISLANTE Las muestras de líquido aislante son tomadas de cada uno de los compartimentos del transformador por separado (tanque principal, compartimento LTC, etc.) y deben ser probados para el factor de potencia. Refiérase a la sección cuatro: “PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA, MISCELANEOS, LIQUIDO AISLANTE”.

M2H-I-195

4-85


AUTOTRANSFORMADORES Para propósitos de la prueba, un autotransformador es considerado igual que un transformador de dos bobinas con las siguientes diferencias y consideraciones especiales: 1. El devanado de alto voltaje es de hecho la combinación de los devanados de alto y bajo voltaje (H y X), que no pueden ser separados físicamente. Para poner en corto circuito el devanado de alto voltaje, todas las siete boquillas (tres boquillas para la unidad de una sola fase) son conectadas una con otra para la prueba: H1, H2, H3, X1, X2, X3, y H0X0. 2. Con respecto al procedimiento de prueba señalado en la figura 4-28, el aislamiento del terciario (CT) de un autotransformador es análogo al devanado de bajo voltaje (CL) de un transformador convencional de dos bobinas. 3. Si solo una pierna del devanado terciario de tres fases es llevada fuera mediante una boquilla, el transformador debe ser probado como unidad de dos devanados considerando que el devanado de alto voltaje esté propiamente en corto circuito. En este caso, es aceptable hacer conexiones al terciario mediante una boquilla sencilla (Y1). 4. Si un autotransformador no tiene un terciario, ó si las terminales terciarias no son accesibles, entonces sólo se puede desarrollar la prueba general a tierra. Los resultados de la prueba son anotados en el formato de prueba que se provee por Doble y que tiene la leyenda: AUTOTRANSFORMADORES (ver la muestra de la hoja de prueba en la sección dos, debajo de REGISTROS DE PRUEBA). Los factores de potencia son calculados de un modo normal para CH, CT, CHT. Los valores calculados son corregidos por temperatura del aceite superior usando las instrucciones y los multiplicadores de la sección cuatro: PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA, GENERAL, VARIACION DEL FACTOR DE POTENCIA CON LA TEMPERATURA. El análisis de los resultados de prueba de la devanado a tierra y las de entre bobinas, es igual que el que se describe para los TRANSFORMADORES DE DOS EMBOBINADOS. Se deben realizar pruebas separadas en las boquillas y en el aceite, y las medidas de corriente de excitación deben ser efectuadas en los devanados como se indica para un transformador conectado en estrella para las unidades de tres fases, ó la técnica de una fase para las unidades de una sola fase.

4-86

M2H-I-195


TRANSFORMADORES DE TRES EMBOBINADOS Los procedimientos de prueba estándares de Doble para los transformadores de tres devanados se muestra en la Figura 4-28: Prueba No. 1 2 3 4 5 6 7

Modo de Prueba GST GST GST GST GST GST GST

Energizar

Tierra

Conexión

UST

Medición

Alto Alto Bajo Bajo Terc. Terc. Alto, Bajo, Terc.

Bajo Terc. Alto -

Terc. Bajo, Terc. Alto Terc., Alto Bajo Alto, Bajo -

-

CH+CHL CH CL+CLT CL CT+CHT CT CH+CL+CT

Resultados Calculados: Prueba 1 menos Prueba 2 Prueba 3 menos Prueba 4 Prueba 5 menos Prueba 6

CHL CLT CHT

Pruebas Alternas para Aislantes de los Entre devanados: 8 9 10

UST UST UST

Alto Bajo Terc.

Terc. Alto Bajo

-

Bajo Terc. Alto

CHL CLT CHT

Figura 4-28 Procedimiento de prueba para transformadores de tres devanados

M2H-I-195

4-87


La técnica de prueba para los transformadores de tres devanados es una extensión del procedimiento de prueba de los transformadores de dos devanados; sin embargo, los siguientes puntos deben ser tomados en cuenta: 1. Refiérase a la figura 4-28 y a la forma de probar los TRANSFORMADORES DE TRES DEVANADOS en la sección dos bajo el título de REGISTROS DE PRUEBA. Los transformadores de tres devanados es conveniente probarlos utilizando ambos conectores de Bajo Voltaje (LV) (Rojo, R, Azul, B) también un conector LV debe ser utilizado en conjunto con las terminales de conexión y de tierra de la cubierta del cable de prueba de alto voltaje (HV). Para ilustrar la conveniencia en el uso de los dos conectores LV para realizar la prueba total en los transformadores de tres devanados, considere las pruebas números 1, 2, y 8 (refiérase a la figura 4-28): El cable HV conectarlo al devanado de alto voltaje El conector LV ( R ) conectarlo al devanado de bajo voltaje. El conector LV (B) conectarlo al devanado terciaria (Terc.) Prueba No.

Energizar

Tierra

Conexión

UST

1

Alto

Bajo

Terc.

--

2

Alto

-

Bajo / Terc.

--

8

Alto

Terc.**

Terc.**

Bajo

Posición del Switch LV en el Panel del Transformador M2H* GST Conexión Tierra B R GST Conexión Tierra R, B --UST Tierra Medición B R

* Ver sección uno: figura 1-4(a) ** Para UST, Conexión y Tierra son la misma Conforme se realiza la prueba 1 a la 2 no es necesario bajar el voltaje de prueba y desenergizar el equipo M2H. En su lugar, después de terminar la prueba número 1, regrese el interruptor SELECTOR en el instrumento M2H a verificar, cambie la posición del interruptor LV en el transformador M2H, luego lea la corriente y los watts para la prueba 2. De igual modo, proceda de la prueba 2 a la 8 sin desenergizar el equipo de prueba. La misma técnica general se aplica para las pruebas 3, 4 y 9; también para las pruebas 5, 6, y 10. Para efectuar la prueba 7 se requiere que el equipo de prueba esté desenergizado después de terminar la prueba 10. Con los conectores LV removidos, haga corto circuito en los devnados de alta, baja y terciarios, y mida la corriente y los watts con el interruptor LV en GST-GROUND (R,B). El voltaje de prueba para la prueba 7 es determinado a través del devanado de rango de voltaje más bajo. Los valores de la corriente (mA) y los watts para CHL, CLT y CHT son calculados por sustracción: Prueba 1 menos Prueba 2, Prueba 3 menos Prueba 4, y Prueba 5 menos Prueba 6, respectivamente. Estos resultados se comparan con las mediciones directas de UST para CHL, CLT, y CHT, respectivamente (Pruebas Números 8, 9, y 10).

4-88

M2H-I-195


2. Como una revisión en las mediciones del devanado a tierra, la prueba 7 incluye la combinación paralela de CH, CL y CT. 3. Los factores de potencia se calculan en un modo normal tanto para el devanado a tierra como para los aislamientos entre los devanados. Los valores calculados se corrigen para la temperatura del aceite, usando las instrucciones y multiplicadores incluidos en la sección cuatro en VARIACION DEL FACTOR DE POTENCIA CON LA TEMPERATURA. 4. En algunos casos el transformador de tres devanados está construido de tal modo que una de las capacitancias entre devanados no existe prácticamente. Esta condición puede ser el resultado de un pantalla electrostática aterrizada entre los dos devanados, ó de una devanado de arreglo concéntrico que coloca una devanado entre otras dos. El efecto del apantallamiento aterrizado del devanado en capas es el eliminar efectivamente la capacitancia entre los devanados excepto para las capacitancias dispersas entre los conectores de las boquillas. Los valores relativamente bajos de corriente y watts cuyos resultados son determinados por la sustracción de las lecturas relativamente altas del medidor, son sujetas a un error considerable, no son de importancia práctica, y deben ser descartadas una vez que se verifique la existencia de un campo ó de un arreglo concéntrico de la bobina. Los resultados se guardan en el formato de prueba que se provee por Doble, y se nombra TRANSFORMADORES DE TRES DEVANADOS (ver sección dos en REGISTROS DE PRUEBA). Los factores de potencia se calculan en un modo normal para el devanado a tierra y los aislamientos entre las bobinas. Los valores calculados son corregidos para la temperatura de aceite, usando las instrucciones de los multiplicadores incluidos en la sección cuatro en VARIACION DEL FACTOR DE POTENCIA CON LA TEMPERATURA. El análisis de los resultados de prueba es el mismo que se describe para TRANSFORMADORES DE DOS BOBINAS, Análisis de Resultados de Prueba. Se realizan pruebas separadas de factor de potencia en las boquillas y aceite, y de la corriente de excitación en los devanados como se describe posteriormente en la sección PRUEBAS DE EXCITACIÓN DE LOS TRANSFORMADORES. Para información adicional sobre el mantenimiento y pruebas a transformadores, refiérase a los índices de las Minutas de Doble para un listado de los artículos presentados en las Minutas de la Conferencia de Clientes de Doble; también a la guía de Pruebas y Mantenimiento de Transformadores de Doble.

M2H-I-195

4-89


REACTORES SHUNT Los reactores en derivación llenos de aceite son empleados en sistemas HV y EHV para limitar el sobre voltaje súbito asociado con líneas de transmisión largas. Existen dos configuraciones de reactores en derivación. En un tipo cada fase esta contenida en su propio tanque separado; en el otro, las tres fases están contenidas en un tanque común. Sin embargo, en el primer tipo cada fase tiene su propia boquilla de neutro. Refiérase a la figura 4-29:

Figura 4-29 Reactores Shunt Para una unidad de una sola fase solamente se efectúa una medición total, a través de corto circuitar H1 y H0 y efectuando la medición GST a tierra. El procedimiento de prueba para la unidad de tres fases es como sigue: PROCEDIMIENTO DE PRUEBA PARA REACTORES SHUNT TRIFASICOS (Correspondiendo la boquilla de fase y neutro con cada fase en corto circuito) Prueba No 1 2 3 4 5 6

Prueba Modo GST GST GST UST UST UST

Energizada H1H01 H2H02 H3H03 H1H01 H2H02 H3H03

Tierra

H3H03 H1H01 H2H02

Guarda H2H02H3H03 H1H01H3H03 H1H01H2H02

UST

H2H02 H3H03 H1H01

Medición Fase A Fase B Fase C Interfase A-B Interfase B-C Interfase C-A

El factor de potencia total del devanado deberá ser corregido para temperatura del aceite da la parte superior, usando la curva nombrada Transformadores de Potencia llenos de aceite (Sellados, con Gas y tipo Conservador Moderno y rango de 230 kV y mayor, contra 750-kV BIL). El factor de potencia del devanado se analiza de la misma manera que los transformadores de potencia.

4-90

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D Los resultados de las pruebas totales son complementados con las pruebas en boquillas por UST, Collar Caliente u otros métodos aplicables, por ejemplo como pruebas del aceite, y por mediciones de la corriente de excitación en una fase individual (H1 con H01, etc.). Note que, para todas las pruebas en los devanados y en las boquillas (excepto para la prueba de corriente de excitación), los devanados deberán estar en corto circuito. En algunas ocasiones es interesante investigar los resultados anormales, efectuando una serie de pruebas a varios voltajes, para determinar si la condición que causa el resultado anormal es no lineal o sensible al voltaje en el rango de voltajes de las pruebas de DOBLE. Esto incluye el incrementar la prueba a 12 kV. Refiérase a la discusión en la sección dos: VOLTAJE DE PRUEBA. Comparando con los transformadores de potencia, el devanado de los reactores en derivación tienen muy baja impedancia. Por consiguiente; mientras que la medición de la corriente de excitación debería ser probada en este equipo, es posible que la corriente de carga requerida esté fuera del rango del equipo M2H. Sin embargo, en algunos casos puede ser posible trabajar la medición de la corriente de excitación con una prueba a voltaje reducido, quizá en el rango de 500 voltios o 1 Kv

M2H-I-195

4-91


TRANSFORMADORES DE POTENCIAL INTRODUCCION Los transformadores de potencial (TP´s) se encuentran generalmente en sistemas de potencia de alto voltaje para indicación de voltajes en aplicaciones de medición y protección. Las pruebas DOBLE son realizadas rutinariamente en las boquillas y aislamientos de los devanados de estos equipos. Debido a los rangos de bajo voltaje de los secundarios de los TP, las pruebas DOBLE en estos equipos son confinadas para el lado primario. Con el fin de realizar las pruebas Doble en un transformador de potencial, la unidad es desenergizada y las terminal(es) de línea son aterrizadas antes de realizar cualquier intento de aislar las terminales. Puesto que los secundarios de dos o más TPs pueden estar paraleleados, los voltajes pueden ser retroalimentados a través de los secundarios y producir un alto voltaje a través de los devanados primarios en una unidad que aparentemente esta desenergizada. De acuerdo a esto, además del aislamiento y aterrizamiento de las terminales de línea de el devanado primario, los fusibles del secundario y otras terminales deben ser removidas para aislar la unidad del sistema completa y efectivamente.

PRUEBAS DE VOLTAJE Para los TPs diseñados para operar línea a línea, la prueba de voltaje se determina fundamentalmente en el voltaje de operación el cual normalmente existe entre las terminales de línea y la tierra. Para TPs diseñados para operación línea a tierra, el voltaje de prueba generalmente es limitado por el rango de voltaje de la terminal de neutro; el neutro puede ser del rango de 5 kV, y tal vez menor. Es preferible el realizar las diversas pruebas en cada TP al mismo voltaje. Sin embargo, para la prueba de verificación cruzada con la boquilla del neutro conectada a la guarda (también, la prueba de corriente de excitación con el neutro conectado a UST), puede ser aplicado un voltaje de prueba más alto ya que el neutro esta esencialmente al potencial a tierra para estas mediciones. Comentarios en la discusión de la sección dos: VOLTAJES DE PRUEBA.

TPS LÍNEA A TIERRA LLENOS DE LÍQUIDO Para todos los rangos de kV, una serie completa de pruebas (como se menciona más adelante en esta sección para el tipo apropiado de TPs) se realizan al voltaje permitido por los rangos de la terminal al neutro. Usualmente, es de 5 kV, o menor. Además, la prueba de verificación cruzada con la terminal de la línea energizada, y Ho aterrizado, se efectúa en 10 kV o al rango de voltaje del transformador línea a tierra, cualquiera que sea menor. Comentarios en la discusión de la sección dos: VOLTAJES DE PRUEBA.

TPS LÍNEA A LÍNEA LLENOS DE LÍQUIDO Para unidades en rango de aislamiento clase 15 kV (por ejemplo unidades de 14.4 kV), y mayores, la serie de pruebas completas (como se menciona más adelante en esta sección para el tipo de apropiado de TP) se realizan a 10 kV.

4-92

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D Para unidades con rango de clase de aislamiento arriba de 15 kV (por ejemplo unidades arriba de 12 kV del rango mencionado) seleccione un voltaje de prueba conveniente, el cual es igual o por encima del rango de voltaje del dato de placa. VOLTAJES DE PRUEBA RECOMENDADOS POR DOBLE PARA TPs LINEA A LINEA LLENOS DE ACEITE CLASE DE AISLAMIENTO DEL RANGO DE 15 KV Y MENORES Rango de Voltaje del TP (Kv) 7.2 a 8.7 4.2 a 5.0 2.4

Prueba de voltaje (Kv) 5.0 2.5 2.0

En algunas ocasiones es interesante investigar los resultados anormales en estas unidades, (todos los rangos) efectuando una serie de pruebas a diferentes voltajes, para determinar si la condición que está causando el resultado anormal es no lineal o sensible al voltaje dentro del rango de voltajes de prueba de Doble. Esto podría incluir el incrementar el voltaje de prueba hasta 12 kV en el caso de unidades normalmente probadas a 10 kV. Refiérase a la discusión en la sección dos: VOLTAJES DE PRUEBA.

TPS LÍNEA A TIERRA TIPO SECO Para todos los rangos de kV, se efectúan series completas de prueba al mismo nivel de voltaje (como se indica en esta sección para el tipo de apropiado de TP). El voltaje seleccionado no debe exceder el rango de la terminal de neutro. Usualmente, este es de 5 kV o menor. Además la prueba de referencia cruzada con el H1 energizado y el H0 guardado es repetida a 10kV o al rango del voltaje línea a tierra del transformador, cualquiera que sea menor. Refiérase también a la discusión en la Sección Dos: VOLTAJES DE PRUEBA.

TPS TIPO SECO LÍNEA A LÍNEA Para unidades con rango de clase de aislamiento arriba de 15 kV, la serie completa de pruebas (como se indica posteriores en esta sección para el tipo de TP apropiados) es llevada a cabo a 2 kV y a 10 kV. Para unidades con rango de clase de aislamiento de 15 kV e inferiores, las diversas pruebas (como se indica posteriores en esta sección para el tipo apropiado de TP) deberán ser realizadas a los siguientes voltajes de prueba: VOLTAJES RECOMENDADOS PARA PRUEBAS DOBLE DE TPs LINEA A LINEA TIPO SECO CLASE DE AISLAMIENTO 15 kV E INFERIOR Designación de la prueba Completa

Voltaje de prueba a. 2kV b. Voltaje de operación de Línea a tierra c. 10% a 25% arriba del voltaje de operación línea a tierra.* Verificación cruzada a. 2kV b. Voltaje de operación de Línea a tierra Corriente de excitación Voltaje de operación Línea a tierra *Comentarios en la discusión de la Sección Dos: Voltajes de prueba. M2H-I-195

4-93


TRANSFORMADORES DE POTENCIA MONOFASICOS PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA Un transformador de potencia monofásico se muestra en la figura 4-30:

Figura 4-30 Transformador de Potencia Monofásico El procedimiento de prueba DOBLE para transformadores monofásicos se muestra como sigue: Procedimiento de Prueba para Transformadores de Potencial monofásico Prueba No Modo de Energizar Tierra Guarda UST Descripción prueba De la prueba 1 GST Hi H2 X1 Y1 Completa 2 GST H1 X1 Y1 H2 Verificación Cruzada H1 3 GST H2 X1 Y1 H1 Verificación Cruzada H2 4 UST H1 X1 Y1 H2 Excitación H1 a H2 5 UST H2 X1 Y1 H1 Excitación H2 a H1 6 Prueba suplementaria de collar caliente en la boquilla terminal- línea primaria

4-94

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D Notas: (1)

Todos las terminales secundarias no indicadas son aisladas en la caja de la terminal del secundario del TP y se dejan flotando (por ejemplo, ponga a tierra una pierna de cada devanado secundario, y deje la otra terminal flotante). También, si la unidad sujeta a prueba es de reserva, o de lo contrario no está instalada en posición de servicio, entonces aplicar una tierra externa a la cubierta del dispositivo.

(2)

La designación H2 asume que el TP es un diseño Fase a Fase. Para TPs diseñados para aplicación de Línea a tierra, la terminal aterrizada normalmente del devanado primario es usualmente designado como H0.

(3)

Para la prueba de verificación cruzada, el voltaje de prueba es graduado a lo largo del devanado, desde el potencial de prueba total en la boquilla energizada hasta aproximadamente un voltaje cero en la boquilla que se tiene a guarda y en la parte terminal del devanado.

(4)

Las pruebas complementarias de collar caliente son regularmente realizadas en la boquilla de la terminal de línea del primario, si esta boquilla es de porcelana sólida, llena de compuesto y boquilla del tipo moldeado para TP. La prueba de collar caliente puede ser efectuada en los otros tipos de boquillas, cuando se investiguen resultados anormales de las pruebas totales y de verificación cruzada. Refiérase a la sección cuatro: PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA, BOQUILLAS, PRUEBAS DE COLLAR CALIENTE.

Para realizar la Prueba 1, conecte en corto circuito el devanado primario, aterrice el secundario, luego conecte el cable de prueba de alto voltaje al primario y energice; accionando el interruptor LV hacia la posición GST - tierra (R; B;). No es usado el cable de bajo voltaje (LV) en la prueba 1, pero es usado en la prueba 2 a la 5. Para realizar la prueba 2, retire el puente del corto circuito del devanado primario, luego conecte el cable de alto voltaje a H1 y el cable de bajo voltaje a H2, con este arreglo ajuste el interruptor de bajo voltaje al modo GST-GUARDA (R,B). A continuación de la prueba 2, regrese el interruptor selector a la posición VERIFICAR, luego gire el interruptor de bajo voltaje a la posición UST-MIDE (R,B) y efectúe la prueba número 4, una de las dos mediciones de la corriente de excitación. Después de completar las pruebas 2 y 4, desenergice el equipo de prueba y mueva el cable HV a H2 y el cable de bajo voltaje LV a H1. Realice las pruebas 3 y 5 en la manera descrita anteriormente para las pruebas 2 y 4. La corriente y watts son anotados para las pruebas No 1, 2 y 3, y los factores de potencia son calculados. La corriente (por ejemplo, la corriente de excitación) solamente es anotada para las pruebas 4 y 5. Si la unidad es del tipo lleno de aceite, entonces el factor de potencia calculado es corregido por temperatura ambiente usando la curva etiquetada como: “Transformadores de instrumentos llenos de aceite”. El factor de potencia de TPs llenos de askarel son corregidos por temperatura usando la curva etiquetada: Askarel y transformadores llenos de askarel.(refiérase a la discusión anterior en esta sección, titulada VARIACIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA CON LA TEMPERATURA). Las mediciones de factor de potencia en la prueba general y de referencia cruzada en los TPs del tipo seco no son corregida por temperatura.

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS El factor de potencia de la prueba General debe ser comparado con los resultados de las pruebas anteriores (si las hay), y con los resultados registrados de otras unidades similares en el sistema, así como con los datos tabulados de la sección de Transformador de Instrumentos en el “Libro de Referencia de Datos de Prueba y Factor de Potencia Doble”. M2H-I-195

4-95

Guía del Usuario de los M2H-D Para la mayoría de los TP´s, los factores de potencia de la verificación cruzada son comparable casi identicamente con el factor de potencia de la prueba general. Sin embargo, en algunas unidades es normal que un factor de potencia de la prueba de referencia cruzada sea mayor que el de la prueba general. Esto se ejemplifica de alguna manera por los datos que se muestran en una Unidad En Buen Estado Típica en la discusión de más adelante en TRANSFORMADORES DE POTENCIAL DE CASCADA. Este patrón también puede ocurrir en los TP´s que no son del tipo cascada, por ejemplo, los del tipo ES de la compañía General Electric. Las pruebas de verificación cruzada ofrecen datos de ayuda complementarios, particularmente cuando están en duda los resultados de la prueba general. Por ejemplo, si el factor de potencia de la prueba general es mayor que el esperado, entonces las pruebas de verificación cruzada ayudarán a diferenciar entre una condición general ó una localizada en una boquilla ó en la parte final de una bobina. Note el siguiente ejemplo: RESULTADOS DE PRUEBA EN UN TRANSFORMADOR DE POTENCIAL MONOFASICO Unidad Normal Prueba No. mA Watts % Factor de Potencia 1 (General) 2.540 0.104 0.41 2 (Cruce H1) 1.256 0.056 0.45 3 (Cruce H2) 1.248 0.046 0.37 Prueba No. 1 (General) 2 (Cruce H1) 3 (Cruce H2)

mA 2.65 1.356 1.248

Unidad Dudosa Watts 0.35 0.313 0.055

% Factor de Potencia 1.32 2.31 0.44

Los resultados en la unidad dudosa de arriba indican un problema con la boquilla H1 o, posiblemente, un deterioro ó contaminación en un área del devanado primario que está relativamente cerca de la terminal H1. En los ejemplos de arriba, note que la suma de los valores de las dos corrientes de verificación cruzada (mA) y los valores de Watts (no factor de potencia) son aproximadamente iguales que los valores Totales. Una falla de los resultados puede ser causa de problemas internos en el devanado (circuitos abiertos) ó malas conexiones en las terminales de la boquilla. Así que, esta técnica no es solamente efectiva en la determinación de la localización de los problemas del aislamiento del devanado, sino también ayuda en la verificación de las pruebas Totales y de verificación cruzada que fueron desarrolladas correctamente, y que las diversas lecturas fueron propiamente calculadas y registradas.

4-96

M2H-I-195


PRUEBAS SUPLEMENTARIAS Mientras que las pruebas Generales y las de Verificación cruzada comúnmente proporcionan una información completa, ocasionalmente se deben usar otras pruebas complementarias (ver tabla siguiente) para localizar la fuente de la anomalía en las altas pérdidas y alto factor de potencia. PRUEBAS COMPLEMENTARIAS PARA TRANSFORMADORES DE POTENCIAL MONOFASICOS Prueba No. Modo de Prueba 6 UST 7 UST 8 GST 9 GST

Energizar

Tierra

Conexión

UST

H1, H2 H1, H2 H1 H2

Y1 X1 -

H2, X1, Y1 H1, X1, Y1

X1 Y1 -

Descripción de Prueba C HX CHY Boquilla H1 Boquilla H2

Para las pruebas 6, 7, 8 y 9 la corriente y los watts se registran, y los factores de potencia se calculan y se corrigen por temperatura, si es que es aplicable. Las pruebas 6 y 7 son medidas directas de los aislamientos entre los devanados. Las pruebas 8 y 9 son similares a las 2 y 3, respectivamente, excepto para la eliminación de las pérdidas del aislamiento entre espiras del devanado, así se hacen estas medidas más sensibles a la condición de la boquilla primaria. Las pruebas 8 y 9 no deben ser realizadas si se hacen mediciones convencionales UST en las boquillas con tomas H1 y H2. Las pruebas sencillas y/o múltiples de Collar Caliente se efectúan regularmente en la boquilla de la terminal de línea primaria, si es que las boquillas son de porcelana sólida, rellenas de compuesto, y de tipo moldeado. Las pruebas de collar caliente pueden efectuarse en otros tipos de boquillas cuando se investiguen resultados anormales en la prueba general y en las de verificación cruzada. Refiérase a al sección cuatro: “PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA, BOQUILLAS”, Pruebas de Collar. Las corrientes de excitación obtenidas de las pruebas 4 y 5 se deben comparar una con la otra. Esta medida detecta los problemas internos de la devanado y del núcleo como se describe en “PRUEBAS DE EXITACION DE CORRIENTE EN LOS TRANSFORMADORES”. La investigación de los resultados anormales en los TP´s llenos de liquido aislante pueden incluir otras pruebas de separación de componentes en una muestra representativa del líquido aislante. Sin embargo, la extracción de muestras de líquido puede no ser fácil. Y se debe tomar en cuenta el volumen de liquido total de la unidad, el cual puede ser pequeño. La investigación de los resultados de prueba anormales en los TP´s debe incluir pruebas suplementarias a diversos voltajes (ver las discusiones en la sección VOLTAJES DE PRUEBA).

M2H-I-195

4-97


TRANSFORMADORES DE POTENCIAL MONOFASICOS CON TIERRA INTERNA PRIMARIA En algunos TP´s monofásicos, el neutro del devanado primario está aterrizado internamente (Figura 4-31):

Figura 4-31 TP monofásico con neutro interno aterrizado La prueba de factor de potencia General no es posible realizarla en el TP mostrado en la figura 4-31; sin embargo, las pruebas de factor de potencia y corriente de excitación pueden ser efectuadas como se indica a continuación: PROCEDIMIENTO DE PRUEBA MODIFICADO PARA UN TP MONOFASICO CON NEUTRO PRIMARIO INTERNAMENTE ATERRIZADO.

4-98

Prueba No. 1

Modo de Prueba UST

Energiza r H1

Tierra

Conexión

UST

Descripción de la Prueba

H0

-

X1, Y1

2

GST

H1

H0

X1, Y1

-

Aislante al final de la línea entre las bobinas Corriente de Excitación

M2H-I-195


TRANSFORMADORES DE POTENCIAL EN CASCADA En los transformadores de potencial en cascada, el devanado primario consiste en un número de secciones de devanados conectados en serie, en el cual el devanado secundario es inductivamente acoplado solamente con el último o a la sección más baja como se muestra en la figura 4-32:

Figura 4-32 Transformador de potencial en cascada La técnica de la prueba estándar y el análisis de resultados para los transformadores de potencial en cascada es el mismo que para unidades convencionales. Sin embargo, en algunos TPs en cascada puede ser difícil poner en corto circuito H1 y H0 para la prueba General, por consiguiente, una alternativa de procedimiento para ejecutar la prueba General en este tipo de unidades se proporciona a continuación: TRANSFORMADORES DE POTENCIAL EN CASCADA (Método alternativo para ejecutar todas las pruebas) Prueba No 1a

Modo de la Energizado prueba GST H0

Tierra X1,X2,X3 Y1,Y2,Y3

Flotando

Descripción

H1

todo

(Pruebas 2 hasta 5 iguales que para TP convencionales)

M2H-I-195

4-99

Guía del Usuario de los M2H-D La técnica alternativa de prueba General descrita anteriormente requiere que los secundarios sean cortocircuitos y aterrizados. Los secundarios cortocircuitados causan que los primarios efectivamente estén en corto circuito por la acción del transformador, por eso permitirá obtener un resultado propio de la prueba. En un TP en cascada, la capacitancia a tierra al final de H1 comúnmente es más baja sustancialmente que la capacitancia a tierra al final de H0. Porque la baja capacitancia y las pérdidas normalmente están asociadas con H1 en la prueba de verificación cruzada, esta medición puede ser influenciada por la superficie de fuga, produciendo de esta forma una trayectoria en donde el factor de potencia de la prueba de verificación cruzada son aceptablemente bajos, pero donde H1 del factor de potencia de la prueba cruzada es aparentemente alto, como se muestra en el siguiente ejemplo: RESULTADOS DE LAS PRUEBAS EN TRANSFORMADORES DE POTENCIAL EN CASCADA Típica unidad en buen estado Prueba No

mA

Watts

1 (total) 2 (H1 prueba cruzada) 3 (H0 prueba cruzada)

3.040 0.278 2.810

0.152 0.0312 0.128

% del factor de potencia 0.50 1.12 0.46

Unidad cuestionable Prueba No

mA

Watts

1 (total) 2 (H1 prueba cruzada) 3 (H0 prueba cruzada)

3.080 0.311 2.810

0.181 0.0682 0.128

% del factor de potencia 0.58 2.19 0.46

Con una excepción el análisis de los resultados de la prueba DOBLE para un transformador de potencial en cascada es la misma para una unidad convencional. Sin embargo, debido a la corriente relativamente baja usualmente registrada para la prueba 2 como se ilustró anteriormente para una unidad típica en buen estado, los resultados obtenidos en estas mediciones deberán ser analizados en la base de Watts. Esto es, las pérdidas en Watts obtenidos en la prueba 2 son comparado con resultados de pruebas anteriores, y con los Watts obtenidos en otras unidades similares del sistema. Así, para TPs en cascada, es engañoso el comparar el H1 del factor de potencia de la verificación cruzada con el correspondiente factor de potencia de la prueba General o con los datos tabulados en la sección de transformadores de instrumentos del libro de referencia de Doble los cuales están basados solamente en factores de potencia de la prueba General. En el ejemplo de arriba para la Unidad Cuestionable, se deberá realizar una nueva prueba después de limpiar y secado de las superficies de la porcelana de H1. Refiérase a la discusión en la sección sobre SUPERFICIE DE FUGA.

4-100

M2H-I-195


TRANSFORMADORES DE POTENCIAL TRIFASICOS El procedimiento de prueba para transformadores de potencial trifásicos (tres boquillas de voltaje de línea, una boquilla del neutro en un tanque sencillo aterrizado) es como sigue: PROCEDIMIENTO DE PRUEBA PARA TRANSFORMADORES DE POTENCIAL TRIFASICO Prueba Modo de Energizar Tierra Guarda UST Descripción No la prueba 1 GST H1,H2,H3,H0 X1, Y1 Total 2 GST H1 X1, Y1 H0, H2, H3 H1 verifica cruzada 3 GST H2 X1, Y1 H0, H1, H3 H2 verifica cruzada 4 GST H3 X1, Y1 H0, H1, H2 H3 verifica cruzada 5 GST H0 X1, Y1 H1, H2, H3 H0 verifica cruzada 6 UST H1 X1, Y1 H2, H3 H0 Excitación H1 a H0 7 UST H2 X1, Y1 H1, H3 H0 Excitación H2 a H0 8 UST H3 X1, Y1 H1, H2 H0 Excitación H3 a H0 9 Prueba suplementaria de collar caliente en la boquilla en el primario *Las terminales del secundario no indicadas están flotando para todas las pruebas. El factor de potencia es obtenido para las pruebas 1 al 5, y son corregidos por temperatura ambiente, mientras que solamente la corriente de carga es registrada para la prueba de corriente de excitación (pruebas 6, 7, y 8). El análisis de los resultados para un transformador de potencial trifásico es similar a una unidad monofásica. Note que la suma de la corriente y los Watts para la cuatro prueba de verificación cruzada (Pruebas No 2, 3, 4, y 5) deberá obtenerse aproximadamente la corriente y los Watts de la prueba total No 1. En diseños donde el aceite en la boquilla de la línea es común con el aceite del tanque principal, suplementariamente deberá ser efectuada la prueba de collar caliente en las tres boquillas de las tres líneas, con el énfasis particular en la corriente de carga, para determinar que cada boquilla tiene su propio nivel de aceite. * * * La investigación de resultados anormales en todos los TPs llenos de aceite, puede incluir el factor de potencia por separado y otra prueba de separación de componentes en una muestra representativa del líquido aislante.

M2H-I-195

4-101


TRANSFORMADORES DE CORRIENTE INTRODUCCION Los transformadores de corriente (TCs) varían en rango de voltaje, hasta el voltaje más alto de los sistemas actuales en operación. Las unidades HV y EHV son generalmente del tipo llenos de aceite; sin embargo, las unidades de bajo voltaje pueden ser llenos de aceite, llenos de askarel o del tipo seco. La siguiente discusión cae dentro de todos los diseños de TCs excepto para los tipo “dona” los cuales no son generalmente probados por DOBLE.

VOLTAJE DE PRUEBA TCS LLENOS DE ACEITE Para unidades en rango de aislamiento clase 15 kV, y arriba, probar a 10 kV. Sin embargo, algunas veces es interesante investigar resultados anormales en estas unidades, haciendo una serie de pruebas a diferentes voltajes, para determinar si la condición que causa el resultado anormal es no lineal o sensible al voltaje dentro del rango de voltaje de la prueba DOBLE. Esta prueba puede incluir el incrementar el voltaje hasta 12 kV. Para comentarios refiérase a la discusión en la sección dos: VOLTAJE DE PRUEBA Para unidades con un rango inferior a la clase de aislamiento de15 kV, seleccione un valor conveniente de voltaje de prueba el cual es igual a o menor al voltaje de placa.

TCS TIPO SECO Para unidades con un rango de aislamiento arriba de clase 15 kV, ejecute la prueba a 2 y 10 kV. Para unidades con un rango de aislamiento clase 15 kV y menor, ejecute la prueba como sigue: VOLTAJES DE PRUEBA RECOMENDADOS POR DOBLE PARA TCs TIPO SECO EN RANGO DE AISLAMIENTO CLASE 15 Kv Y MENOR a. b. c.

2kV Voltaje de operación de línea a tierra. 10 % a 25 % arriba del voltaje de operación línea a tierra*

*Para comentarios refiérase a la discusión en la sección dos: VOLTAJE DE PRUEBA

PROCEDIMIENTO DE LA PRUEBA Los transformadores de corriente tiene un conductor de alto voltaje en el primario el cual puede consistir en una o múltiples vueltas. El secundario debe ser aislado primero; luego si el primario es de múltiples vueltas, cortocircuitelo también. Si el primario es de una sola vuelta, no es necesario cortocircuitarlo. Sin embargo, siempre cortocircuite el devanado secundario. El primario debe ser aislado para las pruebas Doble, y todos los devanados del secundario de bajo voltaje deben estar aterrizados. Para TCs probados durante el almacenamiento, la carcaza debe estar aterrizada externamente. 4-102

M2H-I-195


Para pruebas de rutina, el voltaje de prueba se aplica en el primario y se obtiene la corriente y los Watts de pérdidas a tierra, y se calcula el factor de potencia. Algunos TCs de HV y EHV están equipados con cambiador (tap) similar a los utilizados en boquillas. Para estas unidades, además de las pruebas totales, complementariamente a las pruebas de espécimen no aterrizado (UST), deberán realizarse en el aislamiento principal C1, con una prueba en la conexión (tap) C2 del aislamiento (la prueba de potencial aplicado en el tap no deberá exceder del voltaje normal del tap); refiérase a BOQUILLAS. En estos TCs es común que tengan en la placa los valores del factor de potencia y la capacitancia para C1 y C2. Para TCs tipo moldeados las pruebas Generales son complementadas por pruebas de collar caliente en la boquilla.

ANALISIS DE RESULTADOS El factor de potencia en los TCs debe ser corregido por temperatura. El factor de potencia es corregido basado en la temperatura ambiente al momento de la prueba. Las unidades llenas de aceite usan la curva etiquetada “Transformadores de instrumentos llenos de aceite”, mientras que los llenos de askarel son corregidos usando la curva de askarel y transformadores llenos de askarel. En las unidades tipo seco los valores no son corregidos por temperatura. El factor de potencia corregido deberá ser comparado con resultados de pruebas previas, con datos obtenidos de otras unidades similares en el sistema, contra los datos de fábrica o datos de placa, y con los datos tabulados para unidades similares en la sección de transformadores del libro de referencias de resultados de pruebas de factor de potencia de DOBLE. Los TCs tipo seco son analizados aún más en la base del “tip-up” del factor de potencia. La investigación de los resultados anormales en TCs llenos de líquido, puede incluir pruebas separadas de factor de potencia y otra prueba de separación de componentes en una muestra representativa del líquido. Sin embargo, la obtención de muestras de liquido puede no ser sencilla, y debe tomarse en cuenta el volumen del liquido total de la unidad, el cual puede ser pequeño.

M2H-I-195

4-103


EQUIPO DE MEDICION INTRODUCCION El devanado de alto voltaje de un equipo de medición (MO) usualmente consiste de dos devanados de corriente y dos devanados de potencial, localizados en un mismo tanque lleno de aceite como se muestra en la figura 4-33. Además, tiene devanados secundarios; sin embargo, en vista de su relativo bajo rango (voltaje), las pruebas generalmente no son realizadas en el secundario.

Figura 4-33 Conjunto de medidores Las dos terminales del devanado de corriente A-B son llevadas hacia fuera a través de la boquilla I1 y las dos terminales del devanado de corriente D-E son llevadas hacia fuera a través de la boquilla “I2”. Un extremo de cada uno de los devanados de potencial B-C y D-C esta conectado al travesaño de la tercera boquilla P. La otra punta de cada devanado de potencial esta conectado al correspondiente devanado de corriente y por lo tanto a la boquilla I1 y I2. Las precauciones a ser observadas cuando se realiza la prueba al transformador de potencial también aplican al equipo de medición. Todas las terminales de los devanados del primario y secundario deberán estar completamente aisladas del sistema de potencia. Ver la sección de INTRODUCCION en TRANSFORMADORES DE POTENCIAL.

VOLTAJE DE PRUEBA Para MOs en rango de aislamiento clase 15 kV (por ejemplo unidades de 14.4 kV) y mayor, realizar todas las pruebas a 10 kV. Para unidades llenas de aceite en rango menor a 15 kV (por ejemplo, unidades con dato de placa menor a 12 kV) seleccionar un voltaje de prueba conveniente el cual sea igual a o menor al rango de voltaje mostrado en la placa. Para unidades que pueden ser del tipo seco referirse a la discusión de TCs TIPO SECO en la sección sobre VOLTAJE DE PRUEBA DE TRANSFORMADORES DE CORRIENTE. Algunas ocasiones es productivo investigar los resultados anormales en MOs (todos los rangos) haciendo una serie de pruebas a distintos voltajes, para determinar si la causa de los resultados anormales en no lineal o sensible al voltaje dentro del rango de voltaje de las pruebas de DOBLE. Esto puede incluir el incremento del voltaje de prueba hasta 12 kV en caso de unidades normalmente probadas a 10kV. Para comentarios refiérase a la discusión en la sección dos: VOLTAJES DE PRUEBA. 4-104

M2H-I-195


PROCEDIMIENTO DE PRUEBA Para la prueba, ambos devanados de corriente deberán conectarse en corto circuito. Esto puede conseguirse cortocircuitando las terminales de los devanados en la parte superior de las boquillas I1 e I2. (En algunos casos, cuatro conexiones son efectuadas en la boquilla. Esto es realizado con el fin de que un doble devanado pueda ser conectado ya sea en serie o en paralelo). Para todas las pruebas, un solo lado de cada devanado secundario es conectado a tierra, con la otra terminal del secundario flotando. El procedimiento de la prueba para el equipo de medición es como sigue: Procedimiento DE PRUEBA PARA EL CONJUNTO DE MEDIDORES Prueba No 1 2 3 4 5 6

Modo Prueba GST GST GST GST UST UST

Energice

Aterrice*

I1, P, I2 I1 P I2 I1 I2

X1, Y1 X1, Y1 X1, Y1 X1, Y1 X1, Y1 X1, Y1

Guarda

UST

Descripción

I2 I1

Totales I1 pruebas cruzadas P pruebas cruzadas I2 pruebas cruzadas Prueba de excitación Prueba de excitación

P, I2 I1, I2 I1, P

*En una unidad de reserva probada en el almacén, la carcasa debe ser aterrizada externamente.

ANALISIS DE RESULTADOS La corriente y los Watts obtenidos en las pruebas 1 al 4, y el factor de potencia calculado, deberán corregirse por la temperatura ambiente, utilizando la curva de corrección etiquetada “Transformadores de instrumentos llenos de aceite”. La prueba No1 es una medición General del aislamiento primario. El factor de potencia corregido para esta prueba es comparado con resultados de pruebas anteriores (si es que existen), con resultados obtenidos en otras unidades similares en el sistema, y con los datos tabulados en la sección de transformadores de instrumentos del “Libro de referencias de resultados de pruebas de factor de potencia de DOBLE”: En las tres pruebas de verificación cruzada, el potencial de la prueba es graduado a lo largo del devanado de potencial, desde el valor de potencial total en la boquilla energizada o al final del devanado hasta un voltaje de valor aproximadamente cero en la boquilla Guardada o en el final del devanado. Así, cada prueba de verificación cruzada es confinada a la boquilla energizada y esencialmente al final del devanado adyacente a la boquilla energizada. Si el factor de potencia General es alto, entonces la verificación cruzada ayudará a determinar si la condición en general o si altas pérdidas son confinadas en una sola área. (por ejemplo, Una de la boquillas puede contribuir a las altas pérdidas). La suma de las corrientes y Watts para las pruebas No 2, 3 y 4 será aproximadamente igual a los valores de la prueba General (prueba No 1). Si existe una gran discrepancia entre los Watts de la prueba General y los de la verificación cruzada, esto puede indicar una discontinuidad en el circuito del devanado primario. M2H-I-195

4-105

Guía del Usuario de los M2H-D Las pruebas No 5 y 6 son mediciones de corriente de excitación las cuales detectan problemas en el devanado interno y en el núcleo; refiérase a PRUEBAS DE CORRIENTE DE EXCITACION DE TRANSFORMADORES. Solamente es registrado el valor de corriente para las pruebas 5 y 6 (las cuales son ambas ejecutadas al mismo potencial de prueba), debiendo ser igual una a la otra. La corriente de excitación deberá comparase con resultados previos obtenidos, y con resultados obtenidos en otras unidades similares. La investigación de resultados anormales en MOs puede incluir factor de potencia separados y otras pruebas de separación de componentes en una muestra representativa del aceite aislante. Sin embargo, la obtención de la muestra del líquido puede no ser sencillo y se debe tomar en cuenta el volumen total del líquido de la unidad, el cual puede ser pequeño.

4-106

M2H-I-195


REGULADORES DE VOLTAJE INTRODUCCION Los reguladores de voltaje son ya sea de un paso de voltaje o tipo inducción. Los reguladores pueden ser monofásicos o trifásicos, y pueden ser aplicados en línea a neutro o línea a línea. La gran mayoría de las unidades son llenos de líquido; sin embargo, al menos uno es conocido como tipo seco. Las boquillas son usualmente designadas como: S (fuente); L (Carga); y SL (Neutro o línea), como se muestra en la figura 434.

Figura 4-34 Regulador de voltaje monofásico

VOLTAJE DE PRUEBA Los siguientes voltajes de prueba son recomendados para reguladores de voltaje llenos de líquido aislante; esto es, unidades diseñadas para aplicaciones de línea a línea también como aquellas diseñadas para aplicaciones de línea a neutro. VOLTAJES DE PRUEBA RECOMENDADOS POR DOBLE PARA REGULADORES DE VOLTAJE LLENOS DE LIQUIDO Rango del Regulador de Voltaje (kV) 12 y Mas de 12 De 5 a 8.66 Menos de 5

Voltaje de Prueba (kV) 10 5 2

Para reguladores de voltaje tipo seco refiérase a la discusión en esta sección bajo el título “C. TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y DISTRIBUCION TIPO SECOS” en la parte de PRUEBAS DE VOLTAJE DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA Y DISTRIBUCIÓN.

PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA Usualmente los devanados serie y en derivación no pueden ser efectivamente aislados uno de otro y por lo tanto la prueba del regulador de voltaje consiste en hacer una mediciones a tierra, con las terminales conectadas juntas S, L, y SL. Si un regulador trifásico tiene solamente una terminal SL, entonces se realiza solamente una prueba de factor de potencia, con todas las terminales de línea y del neutro conectadas juntas. Si un regulador trifásico tiene tres terminales SL, entonces pruebelo como un reactor en derivación M2H-I-195

4-107

Guía del Usuario de los M2H-D trifásico (Figura 4-29). NOTA: todas las pruebas de factor de potencia deberán ser realizadas con el cambiador de derivaciones en posición fuera de neutro para cortocircuitar efectivamente cualquier elemento apartarayo conectado entre el devanado seccionado y excitado. Las mediciones de factor de potencia obtenidas para reguladores llenos de aceite deberán ser corregidos por temperatura, usando la curva nominada transformadores de potencia llenos de aceite (tipo de respiración libre y conservador antiguo). Cuando las unidades no están equipadas con medidor de la temperatura del líquido, la temperatura de la parte superior deberá ser aproximada. Una unidad que ha sido sacada de servicio por un tiempo considerable puede estar a una temperatura cercana a la temperatura ambiente. Sin embargo, para una unidad recientemente sacada de servicio, la temperatura máxima del aceite deberá ser aproximadamente como se describe en esta sección: “VARIACION DEL FACTOR DE POTENCIA CON LA TEMPERATURA”. Se deberán realizar pruebas separadas a las boquillas. Como en el caso de los transformadores de potencia, todos los devanados deberán ser conectados en corto circuito para las pruebas de boquillas. Las pruebas de collar caliente deberán ser realizadas en las boquillas si no están equipadas con electrodos de prueba (taps). Las pruebas de corriente de excitación deberán ser realizadas con la terminal L energizada y la terminal SL conectada a UST (la terminal S se deja flotando). Las pruebas de excitación deberán ser realizadas en varias posiciones del cambiador de derivaciones como se describe en “PRUEBAS DE CORRIENTE DE EXCITACIÓN DE TRANSFORMADORES”. Se deberá tomar una muestra de aceite y deberá probarse para factor de potencia.

ANALISIS DE RESULTADOS El factor de potencia del aislamiento del devanado deberá ser comprobado con resultados de pruebas previas, con los resultados obtenidos de unidades similares en el sistema, y con los valores tabulados en la sección del regulador del “Libro de Referencia Doble de Datos de Prueba y Factor de Potencia”. Si se obtiene un factor de potencia alto, asegúrese de que el LTC esté en una posición fuera de la neutral durante la prueba. De otro modo, puede ocurrir un factor de potencia anormalmente alto como resultado de los elementos de apartarayos los cuales no están efectivamente corto circuitados con el LTC en la posición neutral. Algunas veces es útil investigar los resultados anormales realizando una serie de pruebas a voltajes diferentes, para determinar si la condición causante del resultado anormal es no lineal ó es sensible al voltaje dentro de los rangos de la prueba de voltaje de Doble. Refiérase a la discusión en la sección dos: “VOLTAJES DE PRUEBA”

4-108

M2H-I-195


PRUEBAS DE CORRIENTE DE EXCITACIÓN EN TRANSFORMADORES INTRODUCCION El equipo de prueba Doble se utiliza en la medición de la corriente de excitación de los transformadores durante las pruebas de rutina de aceptación en campo y de mantenimiento preventivo que han sido recomendadas desde 1967. Estas pruebas han sido efectivas en la detección y confirmación de fallas en devanados y núcleos, aunque, en algunas instancias, se han obtenido resultados normales en las pruebas de relación de transformación y resistencia del devanado.

CONSIDERACIONES DE LAS PRUEBAS. Los procedimientos de la prueba para la medición de la corriente de excitación de los devanados de los transformadores, han sido modificados para mejorar la efectividad de la técnica en la detección de los posibles defectos, y reducir el tiempo requerido de las pruebas de rutina. Los siguientes comentarios resumen la técnica propuesta y deberán usarse como guía en la conducción de este tipo de pruebas: 1- Todas las cargas deberán ser desconectadas y el transformador desenergizado. 2- Usualmente las pruebas pueden ser confinadas al devanado de alto voltaje. Los defectos en los devanados de bajo voltaje también serán detectados y la corriente de carga requerida será reducida. Sin embargo, en caso de sospechar de problemas ó defectos en el transformador, se pueden realizar consideraciones para realizar las pruebas en el (los) devanado(s) de bajo voltaje. 3- Las terminales de los devanados normalmente aterrizadas en servicio deberán ser aterrizadas durante las pruebas de rutina, excepto para el devanado energizado para la prueba. Por ejemplo, con un transformador Y/Y, el neutro del devanado energizado deberá ser conectado al circuito UST (prueba del espécimen no aterrizado), mientras el neutro del segundo devanado debe estar conectado a tierra. 4- Deberá tenerse precaución en la proximidad de todas las terminales del transformador, debido al voltaje inducido en todos los devanados durante la prueba. 5- Deberán de realizarse la siguiente serie de mediciones de corriente de excitación en las pruebas iniciales en todos los transformadores, y cuando se investiguen unidades dudosas: a) Realizar la prueba en todas las posiciones del cambiador de derivaciones bajo carga (LTC), tanto al máximo como al mínimo. Si el transformador está equipado con un cambiador no energizado ó DETC (en ocasiones refiérase a cambiadores de derivación sin carga ó NLTC), entonces deberá ser situado en la posición de voltaje nominal ó en la posición normalmente usada para esta prueba. b) El cambiador en una posición en la dirección opuesta a la seleccionada en (a); esto es una posición del cambiador al neutro también al máximo y al mínimo. c) En la posición del neutro. d) Todas las posiciones del cambiador no energizado DETC con el cambiador de derivaciones bajo carga (LTC) en neutro. M2H-I-195

4-109


6- Con base a una rutina, las mediciones de la corriente de excitación deberán ser efectuadas en la siguiente posición del cambiador de derivaciones bajo carga (LTC) con el cambiador no energizado (DETC) en la posición normalmente empleada: a) El LTC en la posición máxima y mínima. b) La posición del LTC una posición fuera de la neutral en dirección hacia arriba, y una posición fuera de la neutral en dirección hacia abajo. Ambas pruebas incluyen el auto transformador preventivo de los LTC, y además, verifican la operación propia del interruptor del LTC reversible. c) El LTC en neutro. 7- Todas las pruebas de corriente de excitación Doble son realizadas en el modo UST. 8- El voltaje de las pruebas no deberán exceder el rango de voltaje línea a línea para el devanado conectado en Delta, ni el voltaje línea a neutro para devanado conectados en estrella (Y), ó el propio rango de voltaje de devanado para transformadores monofásicos. 9- Los voltajes de prueba deberán ser los mismos para todas las fases, y debido a la no linealidad de la corriente de excitación a bajos voltajes, estos deberán ser ajustados con exactitud si es que los resultados serán comparados. Los resultados anormales de corriente de excitación deben de ser investigados efectuando pruebas a varios voltajes. Para transformadores trifásicos es interesante notar cuánto se ve afectado el patrón normal a diferente potencial de la prueba. Según la investigación con una prueba de voltaje el cual es relativamente bajo comparado con el voltaje de prueba normal, entonces tome mediciones sucesivas a voltajes elevados, en pasos de 1 kV ó 2 kV arriba del voltaje máximo de prueba permitido quizás aún a 12 kV. Refiérase a la discusión en la sección 2: “VOLTAJES DE PRUEBA”. NOTA Las mediciones de la corriente de excitación deberán ser realizadas al voltaje máximo posible en el rango de la prueba, pero nunca deberán exceder el rango de voltaje del devanado al cual es aplicado el voltaje de prueba. Mientras que, generalmente es conveniente hacer todas las pruebas de corriente de excitación en un transformador dado al mismo potencial, puede haber algunas excepciones en los casos de unidades con LTC. Algunas veces es posible excitar cada devanado a 10 kV cuando el autotransformador de prevención asociado con cada fase del LTC estan efectivamente bypaseados. De otra manera, no es posible excitar el devanado con un relativo bajo voltaje (Digamos por ejemplo 2 kV) cuando la posición del LTC es tal que el auto transformador preventivo es incluido en el circuito del devanado. Por consiguiente, esta es una de las situaciones en donde se desea realizar las pruebas de corriente de excitación a voltajes relativamente altos (10 kV) en esas posiciones en las cuales no se incluye el auto transformador preventivo y en algunas pruebas de bajo voltaje cuando el auto transformador preventivo se incluye en el circuito del devanado. De otra manera, si el voltaje de prueba puede ser elevado a un nivel moderado (digamos 6 kV) con el auto transformador preventivo en el circuito, entonces háganse todas las pruebas en todas las posiciones del LTC a un voltaje conveniente tal como 5 kV. 10- Después de que ha sido aplicado el voltaje de prueba, deberá ser estabilizado el medidor I & W, y confirmarse que el medidor que se encuentra en la escala máxima antes de que sean registradas las corrientes de excitación obtenidas. Es necesaria esta estabilidad, y debe de caer insignificantemente el voltaje de CD del medidor del amplificador durante la prueba debido a la carga de alimentación de 120 voltios AC.

4-110

M2H-I-195


11- Registre la corriente de excitación con el devanado energizado en forma alternada con las terminales opuestas del transformador monofásico. Esto se debe hacer en cada fase de los transformadores trifásicos si la unidad está dudosa de algún daño ó si las medidas iniciales de corriente de excitación son cuestionables. 12- Es poco probable que afecten los resultados de las pruebas de rutina la presencia del magnetismo residual de magnitud suficiente. Esta probabilidad sin embargo, debe ser considerada si son medidas las corrientes anormales (altas) en un transformador dado. Los métodos para neutralizar el residuo se han descrito en las conferencias de clientes Doble (refiérase a las minutas de la conferencia de clientes Doble de 1987, página sección 6-1101, en el artículo titulado “Corriente de Excitación del Transformador Medidas con el Equipo Doble). Las siguientes secciones resumen las conexiones de prueba recomendadas para su uso en las pruebas de rutina y de investigación, y se discuten los patrones de resultados de prueba registrados. Una discusión más completa de los patrones de los resultados de prueba puede ser encontrada en las Minutas de la Conferencia de Clientes de Doble en el artículo titulado “La influencia de los Cambiadores de Posiciones Bajo Carga en los Resultados de Prueba de Corriente de Excitación Monofásicos”, por M. O. Lachman.

M2H-I-195

4-111


PROCEDIMENTOS DE PRUEBA Las figuras 4-35 a 4-37 ilustran los procedimientos de prueba para las mediciones rutinarias de las corrientes de excitación (Ie) en los devanados del transformador. Prueba No.

Modo de Prueba UST UST

1 2

Energizar

UST

Flotar*

Ie

H1 H2*

H2** H1

X1X2 X1X2

H1-H2* H2*-H1

*Algunos transformadores tienen devanados que son en rangos de operación de bajo voltaje; por ejemplo, transformadores de potencial con devanado secundario con 120 Volts. El voltaje excesivo puede estar aplicado en estos devanados de bajo voltaje debido al acoplamiento electrostático del devanado energizado. Por consiguiente, para los transformadores con devanados secundarios o terciarios de rango de bajo voltaje, aterrice una pierna de cada devanado de bajo voltaje para las pruebas de excitación de corriente. ** H2 puede ser designado como H0.

Figura 4-35A Medición de IE en un Transformador monofásico

Prueba 4-112

Modo de

Energizar

UST

Flotar*

Ie M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D No. 1 2

prueba UST UST

H1 H0X0

H0X0 H1

Y1Y2 Y1Y2

H1-H0X0 H0X0-H1

*Solo si esta presente Figura 4-35B Medición de IE en un Auto-Transformador monofásico Prueba No. 1 2 3

Modo de prueba UST UST UST

Energizar

UST

Aterrizar

Flotar

Ie

H1 H2 H3

H0 H0 H0

* * *

H2 H3,X1X2X3 H1H3, X1X2X3 H1H2, X1X2X3

H1-H0 H2-H0 H3-H0

*Si el devanado de bajo voltaje es conectado en “Y” X0 es aterrizada.

Figura 4-36 Mediciones de Ie en un devanado de un transformador conectado en “Y” (método rutinario)

Prueba No. 1 2 3


Energizar

UST

Aterrizar

Flotar

Ie

H1 H2 H3

H2 H3 H1

H3,* H1,* H2,*

X1X2X3 X1X2X3 X1X2X3

H1-H2 H2-H3 H3-H1

*Si el devanado de bajo voltaje es conectado en “Y” X0 es aterrizada.

M2H-I-195

4-113


Figura 4-37 Mediciones de Ie en un devanado de un transformador conectado en Delta (método rutinario) Las figuras 4-38, 4-39 y 4-40 representan los métodos utilizados para verificar o investigar los resultados dudosos. Los procedimientos son relativamente reales y requieren una pequeña explicación. Prueba No. 1 2 3


Energizar

UST

Aterrizar

Flotar

Ie

H0 H0 H0

H1 H2 H3

* * *

H2 H3,X1X2X3 H1H3, X1X2X3 H1H2, X1X2X3

H0-H1 H0-H2 H0-H3

*Si el devanado de bajo voltaje es conectado en “Y”, X0 es aterrizada.

4-114

M2H-I-195


Figura 4-38 Mediciones de Ie en un devanado de un transformador conectado en “Y” (método alternativo) Prueba No. 1 2 3


Energizar

UST

Aterrizar

Flotar

Ie

H2 H3 H1

H1 H2 H3

H3,* H1,* H2,*

X1X2X3 (Y1Y2Y3) X1X2X3 (Y1Y2Y3) X1X2X3 (Y1Y2Y3)

H2-H1 H3-H2 H1-H3

*Las terminales normalmente aterrizadas de los devanados X y/o Y deben estar aterrizadas.

M2H-I-195

4-115


Figura 4-39 Mediciones de Ie en un devanado de un transformador conectado en Delta (método alternativo) Prueba No. 1 2 3


Energizar

UST

Aterrizar

Flotar

Ie

H1 H2 H3

H2H3 H1H3 H1H2

* * *

X1X2X3 X1X2X3 X1X2X3

(H1-H2)+(H1-H3) (H2-H1)+(H2-H3) (H3-H2)+(H3-H1)

*Si el devanado de bajo voltaje es conectado en “Y”, X0 es aterrizada.

Figura 4-40 Mediciones de Ie en un devanado de un transformador conectado en Delta (método alternativo)

4-116

M2H-I-195


ANALISIS DE RESULTADOS Deben ser comparados los resultados de las corrientes de excitación obtenidas en las pruebas desarrolladas en ambos extremos del devanado de alto voltaje; también los transformadores monofásicos son comparados con unidades similares, y con los datos registrados en las pruebas anteriores en una unidad en particular. En unidades trifásicas, también es comparado el resultado obtenido en cada fases individualmente. El patrón general observado, particularmente en transformadores en conexión estrella, es para dos fases similar pero notablemente puede presentarse alta la corriente de excitación en la tercera. La menor corriente se obtiene en la fase dañada en la pierna central de la tercera devanado y es atribuido a una reluctancia baja de un circuito magnético para la fase central. Una excepción ocasional ocurre en este patrón. La figura 4-37 ilustra una rutina de conexión de la prueba en una unidad trifásica conectada en delta. Es de notarse, que el devanado estático no energizado (H2-H3) para la conexión Shunt, es mostrado el medidor durante la prueba. En algunas instancias, este Shunt ha sido pequeño o menor sin ningún efecto en la medición. El valor de la corriente obtenida para las tres fases deberán ser típicos en dos altas, de corriente similar, y una de corriente más baja. Los valores han sido recibidos en el devanado delta el cual no seguirá este patrón, pero el rango incluido de una corriente menor con dos mayores pero de distinta corriente. Este patrón ha sido atribuido al magnetismo residual ó el efecto Shunt para el devanado desenergizado ó estático. Para eliminar la pregunta del efecto Shunt en el devanado estático, puede ser usado el procedimiento mostrado en la figura 4-40. Un patrón normal de la corriente para esta medición del paralelo de dos fases del devanado conectado en delta deberían ser dos corrientes similares, con la tercera corriente siendo el valor más alto que bajo como normalmente se observa en fases individuales. Si se asume que la corriente obtenida para una fase individual son las mismas cuando la medición para extremos alternados, esto es H1 para H2 ó H2 para H1entonces la corriente para fases individuales puede ser calculada añadiendo las corrientes obtenidas por alguna de las dos mediciones de la figura 4-40 restando la tercera, y dividiendo entre dos. Por ejemplo, para determinar un valor de H1 – H2:

(H1-H2) + (H1-H3) Sumar: (H2-H1) +(H2-H3) 2(H1-H2)+(H2-H3)+(H1-H3) Restar: (H3-H2)+(H3-H1) 2(H1-H2) Dividiendo entre dos resultará en la corriente para el devanado H1-H2.

M2H-I-195

4-117


4-118

M2H-I-195


M2H-I-195

4-119


PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA MISCELÁNEOS APARTARAYOS INTRODUCCION Los apartarayos es uno de los más importantes dispositivos de protección usados en sistemas eléctricos, asegurando la continuidad de la operación a pesar de haber repetidos incrementos en resultados de tormentas eléctricas y de repetidas operaciones del interruptor, su función deberá ser que en un circuito interrumpido normalmente abierto pero cerrándolo por corrientes de descargas transitorias acompañando en un disturbio. Después de la corriente transitoria descargada, deberá reabrirse para prevenir el flujo de un sistema de potencia el cual podría descubrirse por sí mismo y resultar un disturbio en el sistema. Deberá ser aislado bajo condiciones normales, pero en el instante en el disturbio deberá ser un conductor de resistencia baja suficiente para prevenir un desarrollo de voltajes peligrosos los cuales podrían destruir a los aparatos que los protegen. Con el paso del disturbio, deberá revertirlo a su papel de aislador. Con la excepción de unidades extremadamente antiguas y algunas unidades modernas EHV, algunas subestaciones y apartarayos de clase intermedia son comúnmente instalados en sistemas diseñados unitariamente, donde la separación y el elemento de la válvula se encierran en una carcaza de porcelana simple, resultando en cada unidad que ha sido un apartarayos independiente. Esto emplea una serie de elementos separados con un resistor Shunt para el campo del espacio vacío y para proveer un voltaje uniformemente distribuido a través del espacio individual de la unidad. Además, el resistor Shunt provee suficiente calor para mantener una temperatura interna ligeramente arriba del ambiente, y esto ayuda a proteger los espacios contra la humedad. El elemento válvula utiliza materiales que despliegan características de volt-amper no lineal, resultando de la habilidad de los materiales para reducir su resistencia eléctrica cuando se incrementa el voltaje que cruza por sus terminales. Los elementos Shunt y el elemento válvula en una unidad apartarayos se integra un circuito serie el cual es conectado en Shunt por la carcaza de porcelana. El apartarayos aun tiene las características eléctricas, tales como el gradiente de la corriente AC y las pérdidas dieléctricas, las cuales son medibles. Los resistores que aplican el efecto Shunt en los elementos vacíos son seleccionados generalmente para una uniformidad así que sus contribuciones a estas características son poco consistentes en las unidades similares. Los bloques de válvulas, siendo de relativamente baja resistencia, no tienen ningún efecto apreciable en las características de la prueba de un apartarayos en buenas condiciones. Los apartarayos modernos de tipo óxido de zinc están actualmente disponibles por la mayoría de los fabricantes de los apartarayos; algunos fabricantes emplean vacío en su diseño, así como otros no lo hacen. Las fallas en los apartarayos modernos, en la mayoría de los casos pueden ser atribuidos a una de las siguientes cinco causas. Siendo estas: 1. Dañado, unidad defectuosa ó contaminada. 2. Descarga eléctrica directa ó cercana. 3. Apartarayos de larga duración resultando de apertura de interruptores. 4. No aplicación 4-120

M2H-I-195


Sobre Voltajes Dinámicos Prolongados. De esto, las últimas cuatro son materia de diseño y aplicación. Sin embargo, la experiencia ha demostrado, la medición de pérdidas dieléctricas es efectiva en detectar: defectos, contaminación y apartarayos deteriorados. Vale la pena efectuar las pruebas de pérdidas dieléctricas, que no están relacionadas directamente con las características de un apartarayos, ya que es una prueba de condiciones mecánicas y de calidad del aislamiento, y será renombrado que por la mayoría de su vida útil de un apartarayos en por su posibilidad de ser un aislamiento. Estas condiciones que alteran las cualidades mecánicas y dieléctricas de un apartarayos también afectan su habilidad de funcionar como un dispositivo de protección.

VOLTAJE DE PRUEBA Los apartarayos tiene una característica de volt-amper no lineal (Por ejemplo, la resistencia/impedancia varía con el voltaje aplicado); sin embargo, es importante que las pruebas DOBLE de pérdidas dieléctricas en los apartarayos sea desarrollada al prescribir los voltajes de prueba en orden de permitir comparaciones significativas para ser efectuadas entre unidades. Los voltajes siguientes deberán ser aplicados para las pruebas DOBLE en apartarayos: Rango de apartarayos Unitarios en (kV) 2.7 hasta 5.1 6.0 hasta 7.5 8.1 hasta 10 12 y mayores

Voltaje Prueba DOBLE (kV) 2.5 5 7.5 10

En algunos casos los valores obtenidos tabulados de Watts pérdidas usando el equipo DOBLE de 10 kV son limitados para aplicar en diferentes tipos de apartarayos; sin embargo; para algunas de estas unidades existen datos obtenidos en términos de miliwatts utilizando el equipo DOBLE de 2.5 kV. En esta instancia las pruebas suplementarias deberán ser desarrolladas en 2.5 kV usando el equipo M2H, y en 10 kV de los valores de Watts-pérdidas obtenidos convertidos a equivalente 2.5 kV miliwatts usando la siguiente fórmula: Equivalente 2.5 kV Miliwatts = 62.5 x Equivalente 10 kV Watts* *Como es medido con el equipo M2H a un voltaje de prueba de 2.5. kV. El valor equivalente calculado de Miliwatts a 2.5 kV es comparados directamente con la tabulación de Miliwatts obtenidos usando el equipo DOBLE de 2.5 kV.

PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA Los ensambles de los apartarayos consisten en unidades únicas por fase que son generalmente probadas por el método de prueba del espécimen aterrizado (GST) como se muestra en la figura 4-41. La línea conectada al apartarayos es primeramente desenergizada aterrizada, y desconectada del apartarayos.

M2H-I-195

4-121


Prueba Modo de KV de Energizada No. La prueba La prueba 1 GST * 1 *Refiérase a la discusión en VOLTAJES DE PRUEBA.

Aterrizada

medición

2

A

Figura 4-41 Procedimiento de prueba para unidades monofásica de apartarayos Precauciones deberán ser tomadas en caso de que las unidades apartarayos sean aterrizadas a través de los detectores de corriente de fuga o contadores de descargas. Para propósitos de la prueba, el detector contador deberá conectarse en corto circuito aplicando una tierra directamente a la base del apartarayos. El corto circuito deberá removerse antes de que el apartarayos sea puesto en servicio. El ensamble consiste en dos unidades por fase son probadas en la propia línea ver figura 4-42. Por consiguiente, la línea es desenergizada y aterrizada entonces desconectándola del soporte del apartarayos. Prueba No 1 2 1A 2A

Modo de KV de Energizada Aterrizada Guarda la prueba la prueba GST * 1 2 GST * 2 3 UST * 2 3 GST * 2 3 1 *Refiérase a la discusión sobre VOLTAJES DEPRUEBA

UST

Medición

1

A B A B

Figura 4-42 Técnica de la prueba en apartarayos dobles . Se muestran dos métodos separados en la figura 4-42, uno involucrando directamente las mediciones por GST (prueba 1 y 2), y un método alternativo con mediciones por ambos métodos, GST y UST, (pruebas 1 A y 2 A). Deberá ser notado que en el método involucrando las mediciones UST, y las mediciones de pérdidas dieléctricas para las unidades A y B deberán ser prácticamente idénticas si son del mismo tipo y rango de kV; sin embargo, la corriente de carga de las mediciones UST (prueba 1 A) pueden ser apreciablemente bajas que la medición de la corriente en la medición GST (prueba 2 A), si desde que los esfuerzos de corriente a tierra los cuales son incluidos en la medición GST y no incluidos en las lecturas UST. 4-122

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D En el caso de ensambles de tres apartarayos ó más por fase, solamente es necesario desenergizar la línea y aterrizar la parte superior del apartarayos soportado. Las barras no necesitan ser desconectadas de los apartarayos soportados. Las unidades individuales en el soporte pueden ser probadas usando diferentes variaciones de los métodos GST y UST. Una variación es mostrada en la figura 4-43. Prueba Modo KV de la Energizar Aterrizar No Prueba prueba 1 GST * 2 1,6 2 GST * 3 1,2,6 3 UST * 3 1,2,6 4 UST * 5 1,6 5 GST * 5 1,6 *Refiérase a la discusión en VOLTAJES DE PRUEBA.

Guarda

UST

Medición

3 4 4

4 4 -

A B C D E

Figura 4-43 Procedimiento de prueba para unidades múltiples (5) soporte de apartarayos Todos los apartarayos deberán ser probados individualmente y no en paralelo. Note que en las mediciones de UST en la figura 4-43 (pruebas 3 y 4), las corrientes medidas pueden ser mas bajas que las anotadas para unidades similares en mediciones GST porque por eliminación de la corriente aislada a tierra en determinación en el UST; sin embargo, las pérdidas Watts deberán ser similares

ANALISIS DE RESULTADOS Para asistir en el análisis de resultados, los valores tabulados son publicados en los varios tipos y hechos de subestación y apartarayos de clase intermedia: Estos datos aparecen en la guía DOBLE de pruebas en campo de apartarayos y en la sección de apartarayos del libro de referencias DOBLE de datos de pruebas de factor de potencia (refiérase a comentarios en el capítulo Voltajes de prueba). En el caso donde para un tipo específico los datos pueden ser escasos, el ingeniero de pruebas deberá hacer el análisis de las pérdidas obtenidas para unidades similares probadas al mismo tiempo y al mismo voltaje de prueba, y bajo las mismas condiciones. Esto es usualmente posible, desde que los pararrayos similares son instalados normalmente en el mismo sitio. Una vez que se han establecido el rango de las pérdidas, , deberá ser investigada alguna desviación alta o baja. Debido a las características básicas de los pararrayos las pruebas son clasificadas por las pérdidas obtenidas; el factor de potencia no necesita ser calculado. La M2H-I-195

4-123

Guía del Usuario de los M2H-D corrección de factores por temperatura son innecesarios en todo el rango normal de las temperaturas halladas. Desde que el resultado de las pruebas son afectadas para variar los grados por la corriente de fuga, el análisis del resultado de las pruebas debe tomar en cuenta. Las pérdidas de superficie pueden ser usualmente minimizadas o reducidas limpiando la porcelana con un trapo; sin embargo puede ser necesario recurrir a usar agentes limpiadores y ceras, la aplicación de calor a la superficie de la porcelana o con la utilización de un collar de guarda. Donde los efectos de la fuga de superficie pueden ser descontados, las pérdidas anormales usualmente pueden ser atribuidas a una o más de las siguientes:

PÉRDIDAS MAS ALTAS DE LO NORMAL 1 2 3 4

Contaminación por humedad y/o suciedad o depósitos de polvo en el lado de la superficie de la porcelana, o en la superficie exterior de la carcasa sellada al vacío. Huecos por corrosión. Depósitos de sales de aluminio aparentemente causadas por la interacción entre la humedad y los productos resultantes del efecto corona. Fracturas de la porcelana.

PÉRDIDAS MENORES A LO NORMAL 1 2 3 4

Resistores Shunt rotos. Elementos preionizados rotos Mal ensamblados. Contacto pobre y circuitos abiertos entre elementos.

SEGURIDAD EN EL MANEJO DE APARTARAYOS SUSPENDIDOS. Ciertas precauciones deberán ser tomadas cuando se manejen los apartarayos defectuosos. Por ejemplo, con referencia a apartarayos suspendidos equipados con diafragmas de alivio, puede existir gas presurizado debajo de la presión de ruptura del diafragma. Por consiguiente, estas unidades deben ser manejadas con el debido cuidado. Si se toma la decisión de desensamblar la unidad dudosa, debe ser aireada de acuerdo con las prácticas seguras de la compañía antes de que empiece el proceso de desensamble. Para comentarios adicionales refiérase a la GUÍA DOBLE de pruebas en campo de apartarayos.

4-124

M2H-I-195


CAPACITORES CAPACITORES ACOPLADOS INTRODUCCION Las pruebas DOBLE son idealmente preparadas para el capacitor convencional acoplado con aislamiento de papel-aceite. No solamente verifica las cualidades del aislamiento de una unidad, sino también sus características funcionales. Los capacitores son diseñados para un aislamiento bajo de factor de potencia, y en función, a su capacitancia diseñada, debe permanecer estable. Por consiguiente los cambios anormales en cada valor pueden afectar no solo al desempeño de la instalación del capacitor, pero también pueden indicar el desempeño del riesgo de una falla. Un típico capacitor acoplado de papel- aceite es constituido de una serie de elementos de láminas de papel impregnadas de aceite, aproximadamente una por cada kV del rango. Es evidente entonces que, conforme los rangos de las unidades aumenten, el número de elementos también aumentan y el efecto de un elemento simple en los resultados de la prueba en general disminuyen. Por consiguiente las mediciones e interpretación deben hacerse con cuidado si se detectan pequeños pero significantes cambios.

PROCEDIMIENTOS DE PRUEBA Las figuras 4-44 a 4-47 muestran instalaciones típicas del acoplamiento del capacitor. Note que una instalación consiste generalmente en una unidad o unidades de capacitor de porcelana montado arriba de una cubierta que contiene un manejador de corriente y/o dispositivos de potencial. Es obvio que, si se van a comparar los resultados de las pruebas en campo con los datos de placa u otros datos posteriores de campo, los procedimientos de prueba deben ser consistentes. También, es necesario conocer los dispositivos de potencial y su manejo para así saber que estén propiamente aterrizados o desconectados para eliminar algún efecto que pueda tener la medición. Los procedimientos mostrados en las figuras 4-44 a 4-47 son diseñados para producir los datos requeridos para cada unidad con un mínimo de desconexión, mientras que se mejoren la seguridad y se reduzcan los efectos de la interferencia electrostática. Básicamente, el procedimiento se puede resumir como sigue: 1. Desconecte el capacitor. 2. Aterrice la terminal de línea del capacitor usando una tierra segura. La tierra normalmente permanece conectada durante la rutina de pruebas descritas. 3. Cierre todos los interruptores aterrizados en la cubierta del dispositivo, aterrizando las terminales inferiores del capacitor. Nota: En las instalaciones de muchas unidades, cada unidad debe ser descargada separadamente antes de que se realicen las conexiones de prueba. 4. Quite las conexiones a las terminales del capacitor conforme sea necesario. 5. Proceda con las conexiones y mediciones de prueba como se muestra en las figuras 4-44 a 4-47. M2H-I-195

4-125


1. 2. 3. 4.

Desenergizar el capacitor desconectándolo de la línea de potencia. Sin desconectar la terminal de línea, aterrice B1 usando una tierra segura. Cierre los interruptores de tierra S1 y S2 al lado de la cubierta del dispositivo. Desconecte B2 y B3 dentro de la cubierta del dispositivo. B2 y B3 se pueden encontrar conectado uno al otro; o B3 puede estar flotando si el capacitor es usado con el equipo “Carrier”. B2 se encontrará aterrizado si el capacitor es usado solo con un dispositivo de potencial. 5. La prueba es como sigue. (nota: todas las pruebas se desarrollan a 10 kV excepto donde exista otra con un *.): Prueba No 1 2 3

Modo de Prueba GST GST UST

Energizar

Aterrizar

Guarda

UST

Medición

B2* B3* B3*

B1 B1 B1

B2 -

B2

C(B2-B1) C(B3-B1) C(B3-B2)

En algunos casos será más conveniente desconectar la terminal de línea (después de aterrizarla) en la instalación de una sola unidad. En esos casos, las pruebas se deben hacer como sigue: Prueba No 1A 2A 3A

Modo de Prueba UST UST UST

Energizar

Aterrizar

Guarda

UST

Medición

B1 B1 B3*

-

-

B2 B3 B2

C(B1-B2) C(B1-B3) C(B3-B2)

*Los voltajes de prueba no exceden el rango de las terminales del capacitor auxiliar. No exceden dos kV para B2, a menos que sea de un rango mayor. La terminal B3 es usualmente colocada en 5 kV o más; sin embargo, si es incierto el resultado, consulte el libro de instrucciones del fabricante donde se indique el tipo específico del dispositivo. Figura 4-44 Procedimientos de Prueba para cada conexión del acoplamiento de los capacitores o capacitores auxiliares en la cubierta del capacitor principal (instalación de una unidad)

4-126

M2H-I-195


1 Desenergizar el capacitor desconectando de la línea de potencia. 2 Sin desconectar la línea terminal, aterrice T1 usando una tierra segura. 3 Cierre los interruptores aterrizados S1 y S2 en el lado del dispositivo de la carcasa. Nota: en instalaciones con unidades múltiples, la unidad individual deberá ser descargada separadamente antes de la conexión para la prueba. 4 Desconectar B2 y B3 dentro del dispositivo de la carcasa. B2 y B3 pueden estar conectados juntos, o B3 puede estar flotando si es usado el capacitor solamente con equipamiento carrier. B2 se encontrará aterrizado si se usa el capacitor solamente con el dispositivo de potencial. 5 Pruebe como sigue. (Note que: todas las pruebas son ejecutadas a 10 kV excepto donde se anotó con un asterisco): Prueba No 1 2 3 4

Modo de Prueba GST UST UST UST

Energice

Tierra

Guarda

UST

Medición

B1=T2 B1=T2 B1=T2 B3*

T1 T1 T1 T1

B3 -

B3 B2 B2

C(T2-T1) C(B1-B3) C(B1-B2) C(B3-B2)

*El voltaje de la prueba no excede el rango de voltaje de la terminal B3 del capacitor auxiliar. La terminal B3 está usualmente en el rango de 5 kV ó por arriba; sin embargo, si es incierto el resultado, consulte el libro de instrucciones del fabricante cubriendo el tipo especificado de dispositivo. Figura 4-45 Procedimientos de prueba para capacitores acoplados, Capacitor auxiliar ó Tap en la carcasa auxiliar del capacitor auxiliar (Instalación múltiple)

M2H-I-195

4-127


1 2 3 4

Desenergizar el capacitor desconectándolo de la línea de potencia. Sin la línea terminal, aterrice B1 usando una tierra segura. Cierre los interruptores aterrizados S1 y S2 en el lado de la carcasa del dispositivo. Desconecte B2y B3 dentro de la carcasa del dispositivo. El capacitor auxiliar es omitido y B2 y B3 serán común, solamente si el capacitor acoplado es usado con equipamiento carrier. B3 será encontrado aterrizado, si el capacitor es usado solamente con dispositivo de potencial. 5 Pruebe como sigue. (Note: todas las pruebas son ejecutadas a 10 kV excepto donde se anotó con un asterisco.): Prueba No 1 2

Modo de Prueba GST UST

Energice

Tierra

Guarda

UST

Medición

B2* B2*

B1 B1

B3 -

B3

C(B2-B1) C(B2-B3)

En algunas instancias es más conveniente desconectar la línea terminal (después de aterrizarla) en una instalación unitaria. En esta instancia, las pruebas pueden ser efectuadas como sigue. Es solamente necesario desconectar dentro del dispositivo en B2: Prueba No 1A 2A

Modo de Prueba UST GST

Energice

Tierra

Guarda

UST

Medición

B1 B2*

B3 B3

-

B2

C(B1-B2) C(B2-B3)

*El voltaje de prueba no excederá el rango de voltaje de la terminal B2 del capacitor auxiliar. No exceder 2 kV para B2 a menos que se conozca un rango más alto. Si es incierto el resultado, consulte el libro de instrucciones del fabricante correspondiente y específicamente al tipo de dispositivo. Figura 4-46 Procedimientos de prueba para capacitores acoplados. Capacitor auxiliar en dispositivo de carcasa (Instalación unitaria)

4-128

M2H-I-195


1 Desenergizar el capacitor desconectando de la línea de potencia. 2 Sin desconectar la línea terminal, aterrice T1 usando una tierra segura. 3 Cierre los interruptores aterrizados S1 y S2 en el lado del dispositivo de la carcasa. Nota: en instalaciones con unidades múltiples, la unidad individual debería ser descargada separadamente antes de la conexión para la prueba. 4 Desconectar B2 dentro del dispositivo de la carcasa. B2 y B3 pueden estar conectados juntos, si es utilizado el capacitor acoplado solamente con equipamiento carrier. B3 se encontrará aterrizado si es usado el capacitor solamente con el dispositivo de potencial. 5 Pruebe como sigue. (Note que: todas las pruebas son ejecutadas a 10 kV excepto donde se anotó con un asterisco): Prueba No 1

Modo de Prueba GST

Energizar

Tierra

Guarda

UST

Medición

B1=T2

T1,B3

B2

-

C(T2-T1)

2 3

UST GST

B1=T2 B2*

T1,B3 T1,B3

B1=T2

B2 -

C(B1-B2) C(B2-B3)

*El voltaje de prueba no excederá el rango de voltaje de la terminal B2 del capacitor auxiliar. No exceder de 2 kV para B2 a menos que se conozca un rango más alto. Si es dudoso, consulte el libro de instrucciones del fabricante correspondiente y específicamente al tipo de dispositivo. Figura 4-47 Procedimiento de prueba para capacitores acoplados Capacitor auxiliar en dispositivo de carcasa (Instalación múltiple)

M2H-I-195

4-129


NOTA En ciertas fabricaciones y tipos de dispositivos de capacitores acoplados; la terminal de bajo voltaje en la base de capacitor está inaccesible, siendo el caso que están contenidas en el compartimento sellado de aceite. En algunos diseños de este tipo, varios puntos terminal son colocados en el exterior para proveer acceso limitado tal que puedan realizarse pruebas en la base de la unidad. Sin embargo, en otros diseños, deberán ser necesarias las técnicas de prueba acostumbradas. Para unidades en las cuales la terminal de bajo voltaje de la base del capacitor acoplado no son realmente accesibles, refiérase al dibujo esquemático apropiado de la Compañía DOBLE Engineering para análisis futuros. Los resultados de las pruebas deberán ser anotados en el formato “Equipo misceláneo” suministrado por DOBLE; refiérase a la sección dos, RESULTADOS DE PRUEBAS. El formato de reporte deberá incluir información completa respecto a la manufactura del capacitor, tipo, rango, edad, número de serie y datos de placa (la capacitancia y el factor de potencia), y un perfil de las conexiones usadas para la prueba.

ANALISIS DE RESULTADOS El factor de potencia del aislamiento y la capacitancia de una unidad nueva deberá ser comparable con los valores de la placa de datos, cuando estén anotados en la misma, y/o con los valores propias de otras unidades del mismo fabricante, tipo y rango. Unidades con factor de potencia y/o capacitancia que están más altos de lo normal o que tienen incremento significativo desde la prueba inicial deberán ser removidos del servicio en ambos casos en una rutina o básicamente de inmediato, dependiendo de los valores obtenidos. Generalmente, los capacitores acoplados tiene un factor de potencia del orden de 0.25 %, cuando son nuevos; las unidades con un factor mayor de 0.5 % deberán ser retirados del servicio ( Una excepción la tendremos con anteriores capacitores tipo C2 y C3 de la Compañía General Electric, los cuales tienen “Un factor de potencia del aislamiento normal dentro del rango de 2 % a 3.5 %). Un incremento severo en el valor del porciento de la capacitancia es una indicación de placas del aislamiento en corto circuito, requiriéndose que la unidad sea retirada del servicio. Si se cuenta con poca experiencia, es necesaria la corrección por temperatura por todo el rango normal de temperaturas en el cual serán probablemente probados los capacitores acoplados. Además, un número de unidades generalmente son probadas al mismo tiempo y pueden ser comparadas a la misma temperatura de la prueba, por lo tanto, es posible reducir la necesidad de corrección por temperatura para el análisis de los resultados de las pruebas.

PRUEBAS COMPLEMENTARIAS El procedimiento de las pruebas de rutina mostrado en las figuras 4-44, 4-45, 4-46, y 4-47 son designadas para verificar el elemento condensador principal de cada capacitor, el cual es de principal importancia. Sin embargo, para la base de los capacitores (unidades montadas en la base) es posible medir separadamente los aislamientos de porcelana asociados con las terminales B1, y en el caso del diseño de capacitor base mostrado en las figuras 4-44 y 4-45, B3. En algunos diseños de capacitores esto también incluyen una placa final cubierta de aislamiento cuyo sello se encuentra en la parte final del capacitor alrededor de las terminales B2 y B3.

4-130

M2H-I-195


Es recomendable que, por práctica general, se realicen las pruebas siguientes suplementarias. Esto es particularmente importante cuando se investigan resultados DOBLE anormales en un elemento capacitor principal y cuando se investiga un dispositivo dudoso (por ejemplo, unidades donde la salida de potencial del dispositivo es bajo o errático). Refiérase a las figuras 4-44 y 4-45 El banco de capacitores deberá desconectarse de la línea y todas sus terminales, B1 (o T1*), B2 deberán ser aisladas) Prueba suplementaria No 1 2

Modo de Prueba

Energizado

Guarda

Mediciones

GST GST

B2** B3**

B3 B1&B2

Boquilla terminal B2 Boquilla terminal B3

*Para estantes con doble unidad, Figura 4-45. **Las pruebas son desarrolladas a voltaje reducido (consulte las notas en las figuras 4-44 y 4-45) Referencia Figuras 4-446 y 4-47 (El banco de capacitores deberá ser desconectado de la línea de potencia y todas las terminales, B1 (o T1*), B2, y B3 deberán ser aisladas) Prueba suplementaria No 1

Modo de Prueba

Energizado

Guarda

Mediciones

GST

B2**

B1

Boquilla terminal B2

*Para estantes con doble unidad, Figura 4-47. **Las pruebas son desarrolladas a voltaje reducido (diríjase a las notas en las figuras 4-46 y 4-47) En las pruebas anteriores se espera que la corriente de carga y las pérdidas dieléctricas sean muy pequeñas, y la porcelana asociada con B2 y B3 deberán estar minuciosamente limpia y seca. Es posible que las grietas en las boquillas de porcelana de B2 y B3 quizás hechas durante las pruebas estándar, puedan ser reveladas por estas mediciones suplementarias. Están de manifiesto al fluctuar las lecturas del medidor de Watts.

M2H-I-195

4-131


CAPACITORES PARA LA CORRECCION DEL FACTOR DE POTENCIA Los capacitores para la corrección del factor de potencia tienen muy alta impedancia. Son utilizados para mejorar el factor de potencia ó ángulo de fase de la corriente de carga cuando está atrasado ó altamente inductivo. Los capacitores para la corrección del factor de potencia son de diseño de una ó dos boquillas. Porque la relativamente alta capacitancia del aislamiento principal (C1) de estos capacitores, están generalmente fuera del rango del equipo sin embargo, las pruebas son posible efectuarlas con el aislamiento aterrizado (C2) de dos boquillas de los capacitores. Antes de realizar cualquier conexión para la prueba del capacitor, la carcasa y ambas boquillas deberán ser aterrizadas así que la unidad estará completamente descargada. Esto es también aplicable para unidades que no han sido energizadas, también para aquellas que han sido retiradas del servicio. El aislamiento a tierra (C2= C2’ + C2” ) de los capacitores de dos boquillas pueden ser probados en el modo GST como se muestra en la figura 4-48. El voltaje de prueba no deberá exceder del rango de la línea a tierra. Mientras que este método no mide el aislamiento principal (C1), es efectivo en la detección de problemas asociados con las boquillas y el aislamiento interno de la pared a tierra. El factor de potencia del aislamiento a tierra se espera sea del orden de 0.5 % y menos, y deberá ser comparado entre unidades similares probadas bajo las mismas condiciones. ( Nota: el aislamiento principal C1 de estos capacitores tiene un muy bajo factor de potencia inherentemente)

Figura 4-48 Prueba por el método GST en el aislamiento aterrizado de capacitores de dos boquillas

4-132

M2H-I-195


CAPACITORES DE SOBRE TENSIÓN Capacitores de sobre tensión son usados en conjunto con los apartarayos de sobre tensión para proteger el aislamiento de la maquinaria rotativa por una sobretensión, así de esta manera se reduce el esfuerzo de voltaje. La capacitancia de los capacitores de sobre tensión están usualmente dentro del rango del equipo M2H; sin embargo, es necesario probarlos a un voltaje reducido, del voltaje inferior al del rango de la operación de la línea a tierra. (Nota: 0.25 micro faradios es una capacitancia típica nominal para un capacitor de sobre tensión; esto representa a un espécimen de alrededor de 1000 mili amperes). Con el inductor resonante Doble tipo C usado con el equipo M2H, es posible probar estos capacitores arriba de su rango de voltaje de operación línea a tierra (por ejemplo, para capacitores de sobretensión de 8kV aplicable a un generador de 13.8 kV). El resonante tipo C se describe en la sección 1: DESCRIPCIÓN GENERAL Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE UN INDUCTOR RESONANTE TIPO C Y UN ACOPLADOR RIV TIPO C-107. Los capacitores de sobre tensión que se aplican a la línea a tierra, generalmente consisten en una boquilla con una carcaza de metal aterrizada. Para probar el capacitor, primero aíslelo completamente; así puede ser propiamente aterrizado. Energice la línea terminal con el interruptor LV del equipo de prueba a tierra - GST (R,B). El resultado es calificado en base al factor de potencia y capacitancia. La capacitancia deberá ser comparada con el valor de placa y con el valor de prueba obtenido en otras unidades similares. La medición del factor de potencia es generalmente menos que 0.50% y deberá ser comparado entre unidades similares. El factor de potencia medido para los capacitores de sobretensión no será corregido por temperatura.

M2H-I-195

4-133


MAQUINARIA ROTATIVA GENERADORES, MOTORES Y CONDENSADORES SÍNCRONOS GENERALIDADES Las pruebas Doble de pérdidas eléctricas y de factor de potencia en ó del aislamiento del estator de un generador motor y condensador síncrono, se utilizan para determinar la presencia de humedad, otros contaminantes y efecto corona. Las pruebas de factor de potencia hechas en un embobinado nuevo antes de su puesta en servicio también mostrarán si ha absorbido excesiva humedad durante la transportación e instalación. La prueba inicial se evalúa en proveer datos comparativos los cuales podrán ser cotejados con los resultados subsecuentes de pruebas de mantenimiento. Para comentarios adicionales refiérase a la sección de máquinas rotativas del libro de referencias de resultados de pruebas Doble de factor de potencia y a la guía Doble de pruebas de aislamiento de máquina rotativa.

VOLTAJE DE PRUEBA Las pruebas Doble de aislamiento fase a tierra del devanado estator son realizadas a diferentes voltajes, empezando en 2 kV y continuando, en pasos, arriba del rango de operación del voltaje línea a tierra (Referirse al ejemplo del formato de pruebas en la sección dos: RESULTADOS DE PRUEBAS). Algunas veces no puede ser alcanzado el voltaje de operación línea a tierra, así como también el rango de voltaje de la máquina (por ejemplo el rango de operación línea a tierra de la máquina cuando es mayor de 12 kV, el cual es el máximo voltaje de salida del equipo M2H) ó, la capacitancia del aislamiento de la máquina es más grande que lo que el M2H puede alcanzar y los requerimientos de carga. Si consideramos que efectuar una prueba a un voltaje superior, es conveniente a un voltaje cercano al máximo posible. Lo anterior se refiere en la sección 1: DESCRIPCION GENERAL Y ESPECIFICACIONES TECNICAS DE UN INDUCTOR TIPO C RESONANTE Y UN ACOPLADOR RIV TIPO C-107. El inductor resonante tipo C permite incrementar 10 veces la capacidad de corriente de carga del equipo M2H. Es recomendable siempre que sea posible, que el aislamiento del estator sea probado otra vez de 10 a 25 % arriba del voltaje de operación línea a tierra. Esto podría acentuar un efecto corona al voltaje línea a tierra condicionado entre el cual ha sido observado operando.

PROCEDIMIENTO DE PRUEBA Antes de probar el aislamiento de la devanado del estator de una máquina rotativa, es necesario desconectar la máquina de las barras de la subestación, y abrir la cuchilla del neutro así que cada fase sea aislada completamente. La desconexión podría ser hecha en las terminales para evitar que se incluya el cable y el aislamiento de las barras en el circuito de prueba. Es necesario separar las fases tanto, que cada fase pueda ser probada por separado, y la prueba pueda ser hecha en el aislamiento de la interfase. La línea y el final del neutro de cada fase se conecta en corto circuito y la prueba se desarrolla como se muestra en la figura 4-49.

4-134

M2H-I-195


Prueba No. 1

Modo de Prueba GST

Fase Energizada A

Fase Aterrizada B,C

Fase UST

2

UST

A

C

B**

3

GST

B

C,A

-

4

UST

B

A

C**

5

GST

C

A,B

-

6

UST

C

B

A**

-

Aislamiento Medido A+(A-B & AC) A-B (interfase)*** B+(B-C & BA) B-C (interfase)*** C+(C-A & CB) C-A (interfase)***

* La línea y las terminales del neutro de la fase energizada son siempre conectadas en corto circuito. Generalmente, las fases des energizadas son también conectadas en corto circuito. ** Si la fase es aterrizada a través del conector LV durante el procedimiento de la prueba, las conexiones para las mediciones fase a fase serán las mismas. El interruptor LV es simplemente movido a la posición de tierra para el UST. *** Haga una especial anotación para la polaridad de las mediciones de pérdidas Watts (ver ejemplo de formato para máquina rotativa en la sección 2: REGISTROS DE PRUEBA).

Figura 4-49 Procedimiento de Prueba para el aislamiento del estator de una máquina rotativa La corriente de carga y las pérdidas Watts se obtienen de 6 mediciones y se calcula el factor de potencia. Han sido observados los aislamientos del estator de máquinas rotativas exhibidos con variaciones muy pequeñas con temperaturas sobre el rango de temperatura normalmente encontrado durante la prueba, no será corregido el factor de potencia por temperatura. M2H-I-195

4-135

Guía del Usuario de los M2H-D Para pruebas de interfase, dé una particular atención a la polaridad de las lecturas de pérdidas Watts y la polaridad mostrada anotarla en el formato de pruebas (refiérase al ejemplo de formatos para pruebas de máquinas rotativas en la sección 2: REGISTROS DE PRUEBA). Algunas veces la polaridad del valor Pérdidas Watts es negativo (y, subsecuentemente, se calcula el factor de potencia).

ANALISIS DE RESULTADOS El factor de potencia, la capacitancia y cuando de obtiene el voltaje de radio – influencia, el RIV deberá ser comparado entre fases, con resultados previos de la prueba, con datos anotados para unidades similares del sistema, con los datos del fabricante, y con los datos tabulados de unidades similares en la sección de máquinas rotativas del libro de referencias Doble de datos de prueba de factor de potencia. Los resultados deberán ser comparados entre fases. (Para comentarios en mediciones efectuadas RIV refiérase a la sección 1: DESCRIPCION GENERAL Y ESPECIFICACIONES TECNICAS DE UN INDUCTOR RESONANTE TIPO C Y ACOPLADOR RIV TIPO C 107). Una indicación del factor de potencia inherente al material aislante del estator y su condición con respecto al deterioro general, humedad y/o suciedad son los que deben ser esperados en una prueba de factor de potencia a un potencial de prueba menor al voltaje del efecto corona. Para confirmar la presencia ó ausencia de contaminación atmosférica la rutina del procedimiento de prueba incluye una prueba del espécimen no aterrizado entre fases. Porque el efecto en el acero del estator en la cubierta de la sección de la ranura de las fases de una a la otra, la prueba de interfases se vuelve esencialmente una prueba de la exposición del aislamiento al final de la devanado el cual se ve afectado por la contaminación atmosférica. El factor de potencia entre las interfases es generalmente mayor que el obtenido del aislamiento fase a tierra, siendo afectado no solamente por la contaminación, pero sí por el tipo del control del efecto corona en la terminal de la bobina. Se debe también poner atención en la capacitancia de la fase a tierra (corriente de carga) del embobinado del estator, particularmente para las primeras pruebas de un embobinado nuevo. Una reducción drástica en la capacitancia de un nuevo embobinado después de un período inicial de operación puede ser indicativo de una solución incompleta de la devanado y puede ser el precursor de las pérdidas de compactación y efecto corona en la sección de ranuras. Este tema es discutido más adelante en la publicación de la conferencia titulada “Pruebas Doble en el aislamiento de un generador (un reporte)” sección 7 – 401 de las minutas de las conferencias Doble de 1964. El incremento en el factor de potencia con voltaje es referido como un factor de potencia mayor y da una indicación del vacío contenido en el aislamiento. (el incremento en el factor de potencia entre el voltaje menor de prueba (usualmente 2kV) y operando en voltaje línea a tierra se toma como el fundamental; este es el valor en el cual es tabulado en la sección de máquinas rotativas del libro de referencia Doble de resultados de pruebas de factor de potencia). El factor de potencia máximo servirá como una medición de una potencia viable para atacar el material de la devanado del estator. Ocasionalmente la polaridad es negativa de las pérdidas Watts de interfaces y del factor de potencia,. Esto puede ser debido a los efectos de la pintura semiconductora la cual es usada para medir el esfuerzo por voltaje en el área donde las bobinas dejan la ranura. En general las perdidas watts negativas y el factor de potencia no son por sí mismas una causa concerniente menor a una discrepancia drástica entre fases ó con resultados previos. Los comentarios adicionales de factor de potencia negativo se hacen en la referencia al artículo Doble de las conferencias de clientes de 1960, “Aplicación y Significados de las pruebas a un espécimen no aterrizado” (sección 3-201, 27 AC 60), el cual puede ser encontrado en la sección general del libro de referencias Doble de resultados de pruebas de factor de potencias.

4-136

M2H-I-195

Guía del Usuario de los M2H-D El voltaje de radio – influencia (RIV) medido al aislamiento del estator provee una indicación cuantitativa del efecto corona resultante del sobre estrés y de la ionización del vacío del aislamiento; un alto RIV puede ser el resultado de pérdidas en las ranuras de las bobinas. Bajo una condición normal debe haber un buen acuerdo del voltaje registrado de radio – influencia para una fase individual de un estator individual. La experiencia muestra que ese punto deberá ser esperado entre los resultados obtenidos para pruebas periódicas en el mismo devanado. La temperatura en el rango encontrado, parece tener un pequeño efecto en los resultados de las mediciones RIV; sin embargo, la humedad y la contaminación superficial tiene efectos muy definitivos. Estos factores deberán ser considerados en la comparación de los resultados de las pruebas en fases individuales de la máquina o resultados de las pruebas en serie en la misma máquina. En alguna instancia ha sido necesario limpiar la superficie de la boquilla terminal cuidadosamente antes de las lecturas que deberán obtenerse como aceptables. No parece posible, en este momento, comparar los resultados obtenidos por diferentes tipos y tamaños de máquinas. Esto es debido a las diferencia en el material y el diseño, y la atenuación de los efectos shunt en la capacitancia del espécimen.

PROBANDO LAS BOBINAS INDIVIDUALMENTE DEL ESTATOR Una de las más importantes aplicaciones del factor de potencia es la prueba individual de las bobinas del estator para determinar que están conforme a la especificación o están dentro del rango de ser aceptable. ( El Instituto de Ingenieros Electricistas y Electrónicos tiene publicada la Norma No 268, “IEEE Recomendaciones prácticas para medición del factor de potencia máximo del aislamiento del estator de una máquina rotativa.”) La técnica del máximo se utiliza para determinar la condición individual de las bobinas por posibles reusos en el reembobinado de las máquinas. Para comentarios adicionales relativos a las pruebas DOBLE de factor de potencia máximo para bobinas individuales, refiérase a la guía DOBLE de pruebas de aislamiento de máquinas rotativas.

M2H-I-195

4-137


CABLES Y CONECTORES INTRODUCCION Probando los cables generalmente se requieren precauciones adicionales de parte del ingeniero de pruebas, desde el espécimen entero sujeto a pruebas para voltajes de prueba. Ambos extremos del cable sujeto a la prueba deberá estar claramente identificado y aislado. Una prueba efectiva puede ser ejecutada en relativamente cortas longitudes de cable (especialmente para cables blindados y cables no blindados en una malla metálica). El inductor resonante DOBLE tipo C incrementa considerablemente la corriente de carga y la capacidad de la prueba con el M2H (ver la sección uno: Descripción general y especificaciones técnicas del inductor resonante tipo C y del acoplador RIV Tipo C-107). Esto permite efectuar las pruebas en cables de longitudes largas e incrementa la posibilidad de alcanzar el voltaje máximo de la prueba. El factor de potencia medido puede ser considerado como el promedio del factor de potencia de cada longitud elemental del aislamiento; de esta manera, la habilidad para detectar una falla disminuida como la longitud del cable bajo prueba se incrementa. La prueba de factor de potencia ha probado pleno uso en las indicaciones generales de deterioro y/o de contaminación. Un incremento en el valor del factor de potencia con el voltaje de prueba (por ejemplo, el máximo factor de potencia) puede ser un indicativo de una condición general seria de efecto corona en el aislamiento. El método de collar caliente provee la más efectiva prueba para los conectores asociados a los cables, a pesar de la longitud del cable. Además, los conectores de alto voltaje pueden estar equipados con conexiones TAP de factor de potencia para facilitar la prueba en las conexiones instaladas.

VOLTAJES DE PRUEBA Cables arriba del rango de aislamiento clase 25 kV podrán ser probados a varios voltajes arriba del de operación línea a tierra; por ejemplo, cables con aislamientos clase 15 kV en sistemas de 13.8 kV operan a 8 kV a tierra y por consiguiente, deberán ser probados a distintos voltajes arriba de 8 kV. Son deseables pruebas adicionales, ejecutadas de 10 % a 25 % arriba del voltaje de operación línea a tierra, en las que se puede acentuar el efecto corona y otras condiciones de pérdidas altas. Las pruebas DOBLE en cables clase 25 kV deberán ser efectuadas en dos voltajes al final; empezando con 2 kV y continuando elevándolo al más alto voltaje posible permitido. El rango de cables con aislamiento arriba de la clase 25 kV deberán ser probados en 10 kV o al más alto voltaje de prueba permitido y posible.

4-138

M2H-I-195


PROBANDO CABLES Conductor sencillo blindado o cable encamisado El cable deberá ser retirado del servicio y todo el equipo eléctrico asociado desconectado. El procedimiento de prueba consiste en aplicar el voltaje de prueba en el conductor del cable con el cable blindado o la camisa aterrizada efectivamente. La prueba se realiza en el modo GST con el interruptor LV del equipo en la posición GST-tierra.

CONDUCTOR SENCILLO NO BLINDADO Y CABLE NO ENCAMISADO El procedimiento de la prueba es similar a lo utilizado y anotado para el cable de conductor sencillo blindado, sin embargo, cuando las pruebas son hechas en cables no blindados de un conductor, las mediciones no deberán ser confinadas solamente al aislamiento del cable pero pueden incluir el material que circunda al cable (por ejemplo, ductos de fibra) o algún material que forma la tierra encamino de regreso de la corriente de fuga. Esto es, pérdidas en materiales extraños (los cuales pueden no ser una parte esencial del aislamiento del cable) son incluidos en las mediciones, resultando en impredecible alto factor de potencia.

MULTICONDUCTORES – CABLES BLINDADOS INDIVIDUALMENTE Deberá ser utilizado un procedimiento similar al de los cables blindados de conductor sencillo. Deberán ser aterrizados lo cables conductor que no están sujetos a la prueba.

MULTICONDUCTOR – NO BLINDADO O CABLES NO ENCAMISADOS La misma condición existe en el caso de cables multi-conductores no blindados como en cables de un conductor no blindado; sin embargo, este caso es posible, utilizar el modo UST, para ejecutar las mediciones de factor de potencia entre dos conductores los cuales están confinados en un aislamiento entre los dos conductores. Cualquier otro conductor no incluido en la prueba deberá estar aterrizado. El procedimiento se repite para incluir todos los conductores en al menos una medición.

MULTICONDUCTOR – CABLE NO BLINDADO CONFINADO EN UNA PANTALLA METÁLICA COMÚN En pruebas de cable multiconductores, cada conductor será probado individualmente con el otro conductor y el encamisado aterrizado. Una prueba total es efectuada con todos los conductores conectados juntos y energizados con la camisa aterrizada. Cuando una diferencia significante del factor de potencia existe entre los conductores, pruebas suplementarias deberán ser efectuadas para determinar la condición del aislamiento entre los dos conductores por el método UST del espécimen no aterrizado.

CABLES BLINDADOS SEPARADAMENTE Asbestos trenzados sobre cables no blindados tienen semiconductores bajo condiciones de moderado a alta humedad, y actúa como un campo pobre. Una cubierta trenzada la cual es impregnada con grafito hace un blindaje más efectivo, pero tiene apreciable resistividad la cual seguido no es uniforme. En todos, los blindajes no son un buen conductor, las pérdidas son producidas en el blindaje por la corriente de carga del cable. La M2H-I-195

4-139

Guía del Usuario de los M2H-D magnitud de las pérdidas dependen de la resistividad del blindaje y de la distancia entre los puntos aterrizados en el blindaje. Las pérdidas causan aparente incremento del factor de potencia del aislamiento del cable la cuales son difíciles de medir para cuando el resultado de las pruebas son analizados. Afortunadamente, de la, ultima prueba puntualizada, no blindada y cable particularmente blindado se utiliza para la mayor parte en bajo voltaje, y circuitos críticos menores.

PRUEBAS DE CONECTORES Las pruebas de collar caliente son extremadamente efectivas detectando contaminación y vacío en conectores asociados con cables. Son ejecutadas de acuerdo a las instrucciones en “BOQUILLAS. PRUEBAS TECNICA BOQUILLAS EN APARATOS, PRUEBAS DE COLLAR”. En alto voltaje en un sistema de cables tipo tubo, los conectores están equipados con electrodos de prueba tipo TAP para facilitar las pruebas de los conectores por el método UST. Las pruebas pueden ser desarrolladas energizando el cable y conectando el electrodo de prueba tipo TAP al circuito UST. Seguido, la alta capacitancia del aislamiento del cable evitan construcciones arriba de un apreciable voltaje de prueba en un cable; en este caso los conectores son probados por el método invertido UST (ver boquillas, pruebas de técnicas- boquillas en aparatos, UST invertida (Tap al centro del conductor C1). El electrodo de prueba TAP es energizado al rango de voltaje con el conductor del cable conectado al circuito del UST:

ANALISIS DE RESULTADOS DEL CABLE Y SUS CONECCIONES No es normalmente efectuada la corrección para los efectos por temperatura en los factores de potencia de los cables, desde que se requiere una aproximación equitativa cercana de la temperatura, un conocimiento del tipo de aislamiento y de los datos de su manufactura, de las características de la temperatura las cuales no son normalmente viables, etc. La evaluación de las pruebas del cable deberán estar basadas en una o más de las siguientes consideraciones: 1 Por comparación de los factores de potencia obtenidos para cables con aislamientos similares obtenidos al momento de la prueba y bajo las mismas condiciones. 2 Por comparación con los resultados de las pruebas previas. 3 Por comparación con los valores del factor de potencia tabulados para cables similares en la sección de los cables y accesorios del libro de referencias DOBLE de resultados de pruebas de factor de potencia. 4 Por comparación con los datos del fabricante. Los resultados de las pruebas de collar caliente son analizados de acuerdo con instrucciones sobre BOQUILLAS, ANÁLISIS DE RESULTADOS DE PREUBAS, PRUEBAS DE COLLAR CALIENTE EN CONECTORES DE CABLES. Anormalmente valores altos obtenidos de corriente y watts indican la presencia de humedad en la vecindad del collar aplicado; anormalmente valores bajos de corriente indican vacío o la ausencia del compuesto de llenado o aceite. La evaluación de los resultados de las pruebas obtenidas por el método UST utilizando los TAPs de prueba, deberán ser basadas en mediciones comparativas del factor de potencia y la capacitancia con los datos de placa, el resultado de las pruebas previas y el resultado de las pruebas en conectores similares probados al mismo tiempo. El factor de potencia en conectores modernos de alto voltaje puede ser esperado en un valor de 0.5 % o menos. 4-140

M2H-I-195


Para una información adicional en cables y conectores, refiérase al libro DOBLE de referencias en cables y accesorios.

LIQUIDO AISLANTE INTRODUCCION En orden, los ejemplos de líquidos aislantes pueden ser probados con el equipo DOBLE de pruebas, en una celda especial que ha sido construida con un esencial capacitor utilizando el líquido aislante como el dieléctrico. Provisto con la celda es un contenedor plástico en el cual la celda puede ser colocada y transportada cuando no se utilice o para aislar la celda de tierra durante la prueba. La figura 4-50 muestra la celda en el contenedor de plástico. Obviamente, la celda deberá limpiarse cada ves que se utilizada con diferentes muestras para prueba. Generalmente, tan largo como es probado el mismo tipo de líquido, la celda debe ser limpiada adecuadamente lavándola con una muestra conocida, nueva, o con una porción del mismo líquido que será probado. Si la celda está sucia o será utilizada para probar diferentes tipos de líquidos, deberá ser limpiada con un solvente apropiado y el contenido depositado removido apropiadamente. Siguiendo esto, la celda deberá ser preparada. Es mejor no cancelar el contenedor con trapos, fibras de algodón, etc., en la celda puede ser dejada y consecuentemente afectar los resultados de las pruebas por la muestra. Cuando se obtenga una muestra de líquido aislante de cada transformador o interruptor, deberá ser obtenida cuidadosamente para obtener una muestra representativa. Deje drenar suficiente líquido del tubo y válvula de muestreo tal que ninguna suciedad o agua depositada será drenada en la tubería antes de llenar la celda. La celda aloja aproximadamente una cuarta, y deberá de llenarse hasta las tres cuartas partes de una pulgada de líquido hasta el tope del cilindro interior de la celda; cuando la cubierta es desplazada, el cilindro o la campana de la cubierta deberá cubrirse con líquido. Si existe suficiente cantidad de líquido en la celda, el arqueo deberá presentarse a lo largo del nivel del liquido. La celda deberá estar en la parte inferior del contenedor de plástico (mostrado en la figura 4-50) o en algún material aislante en el nivel de la base tal que la superficie del líquido deberá estar a nivel. La cubierta deberá estar colocada. Burbujas de aire, agua y otros materiales extraños son la causa usual de que falle la celda. Si la muestra es colocada para alojarse en la celda por un tiempo corto antes de la prueba sea efectuada, el aire entrampado tiene una oportunidad de salir y ninguna partícula extraña se quedará en el fondo. Así, ninguna burbuja entrampada en el líquido puede ser retirada por los barrenos en el cilindro interior o campana de la cubierta por solamente girar la cubierta en su mismo sitio.

M2H-I-195

4-141


Figura 4-50 Factor de potencia DOBLE del líquido aislante Celda de prueba y estuche

PROCEDIMIENTO DE PRUEBA Las conexiones de la prueba son efectuadas como se muestra en la figura 4-51. El alto voltaje de la terminal o gancho del cable de alto voltaje deberán ser conectados en el mango de la cubierta de la celda con un sujetador corto para reducir chisporroteo de corriente. El anillo de guarda en el cable conector exterior (Figura 1-10) deberá ser conectado al anillo de guarda en la cubierta de la celda, usando otro sujetador disponible. El cilindro exterior deberá ser aislado de tierra y conectado al circuito UST. Con un claro de algunas pulgadas deberá ser mantenido entre el gancho del cable y el anillo guarda de la celda, así los arqueos no ocurrirán entre estas partes. Los voltajes de prueba deberán ser aplicados gradualmente a 10 kV. Como el espacio entre los platos de la celda sea cerca de los 3/16 de cada pulgada, la muestra no deberá romper a este voltaje a menos que sea de una muy pobre condición ( deberá el interruptor del circuito del M2H disparar antes de que los 10 kV sean alcanzados, entonces atienda una medición en algún bajo voltaje tal como 2 kV). Las lecturas del medidor de corriente y Watts deberán ser anotadas y el factor de potencia calculado de manera normal. Inmediatamente después de que la muestra ha sido probada, deberá tomarse la temperatura que se obtenga en la celda. El factor de potencia deberá corregirse a 20 °C, usando las instrucciones de la tabla de factores listados en VARIACION DEL FACTOR DE POTENCIA CON LA TEMPERATURA. Cuando se transporte la celda, deberá empacarse cuidadosamente para prevenir daños. La cubierta de plástico es donde la celda deberá colocarse para transportarla. Refiérase a la sección tres: TRANSPORTANDO Y ALMACENANDO EL M2H.

4-142

M2H-I-195


Figura 4-51 Celda de líquido aislante (Conectada para la prueba)

ANALISIS DE RESULTADOS DEL ACEITE Aceite nuevo en buen estado tiene un factor de potencia de 0,05 % o menos a 20 °C. Más alto el factor de potencia indica deterioro y/o contaminación con humedad, carbón u otro material conductor, o con barniz, Glyptal, jabón de sodio, compuestos de asfalto o productos de deterioro. El carbón o asfalto en el aceite causan decoloración. Carbón en el aceite no será necesariamente el incremento del factor de potencia de los aceites a menos que la humedad está presente. Esto sugiere que lo siguiente sirva como guía para graduar el aceite por las pruebas del factor de potencia: Aceite usado teniendo un factor de potencia menor que 0.5 % a 20 °C es usualmente considerado satisfactorio para continuar en servicio. Aceite teniendo un factor de potencia mayor que 0.5 % a 20 °C deberá ser considerado en condiciones dudosas y al menos deberá efectuarse algún tipo de investigación (pruebas de rigidez dieléctrica). Aceite teniendo un factor de potencia mayor que 1.0 % a 20 °C deberá ser investigado y regenerado o reemplazado. Las guías mencionadas fueron elaboradas mencionando aceite nuevo en buen estado que tiene un factor de potencia de aproximadamente 0.05 % o menos a 20 °C, y que el factor de potencia gradualmente puede incrementarse en servicio a un valor más alto de 0.5 % a 20 °C sin que en algunos casos, indicando suficiente deterioro para garantizar la investigación. Cuando el factor de potencia excede de 0.5 % es indicativo de una investigación. La pregunta es ¿qué decisión se tomará para hacer, con respecto a la disposición que el aceite sobre lo que está causando el alto factor de potencia? La tensión de ruptura ó pruebas de contenido de agua deberán realizarse para determinar la presencia de humedad. La necesidad de pruebas posteriores dependerán M2H-I-195

4-143

Guía del Usuario de los M2H-D de una extensión larga de la magnitud del factor de potencia, la importancia del aparato en el cual es usado el aceite, su rango, y la cantidad de aceite involucrada. ANALISIS DE RESULTADOS – ASKAREL Una buena noticia es que el Askarel tiene un factor de potencia de 0.5% ó menos a 20°C. El factor de potencia alto indica contaminación por humedad, carbón u otros residuos conductores, ó con compuestos de asfaltos, barnices, Glyptal, materiales de los empaques y/o otros contaminantes externos ó productos degradantes. Se sugiere el siguiente ejemplo como guía para graduar el Askarel por pruebas de factor de potencia El Askarel teniendo un factor de potencia de menos que 0.5% a 20°C es usualmente considerado como satisfactorio para el servicio. El Askarel teniendo un factor de potencia mayor que 0.5% a 20°C deberá ser considerado en condiciones no favorables, y por lo menos deberá efectuarse alguna investigación (pruebas de tensión de ruptura). El Askarel teniendo un factor de potencia mayor que 2.0% a 20°C deberá ser investigado para determinar la causa del alto factor de potencia. Si el alto factor de potencia es causado por agua u otros desechos conductores, cloruro libre o alto número de neutralización, en Askarel es probablemente una utilización con riesgo. Si el alto factor de potencia no es debido a estas causas, no es probable que sea una utilización con riesgo, excepto que cuando el factor de potencia es sostenido alto en varios resultados en calor excesivo del dispositivo ó del aparato del cual es usado. Deberán tomarse precauciones en que el factor de potencia no sea debido a los materiales disueltos de los empaques ó aislamiento necesarios para una operación segura del aparato lleno con Askarel. El factor de potencia alto debido a la contaminación del Askarel puede ocultar otros defectos en el aparato lleno de Askarel. NOTA El Askarel es considerado muy peligroso para el ambiente, y debe ser dispuesto de acuerdo con las regulaciones gubernamentales.

OTROS LIQUIDOS AISLANTES El siguiente procedimiento de prueba y comentarios, son particularmente aquellos para el aceite, que pueden ser aplicados a otros silicones y fluidos hidrocarburos siendo usados en equipos eléctricos, y los cuales tengan un factor de potencia comparable tan bajos como cuando el aceite es nuevo. Para información adicional, refiérase al libro Doble de referencias en líquidos aislantes y gases.

4-144

M2H-I-195


BARRAS AISLADAS Los aisladores de porcelana de una sola pieza (figura 4-52) que forman parte de la estructura de las barras pueden ser probados individualmente por el método de pérdidas dieléctricas. El procedimiento consiste en aterrizar las barras y la base del aislamiento, y aplicar un potencial de prueba de 10 kV al centro de la porcelana. Esta prueba mide las pérdidas en la media superior e inferior de la porcelana en paralelo con la tierra. El contacto con la porcelana se debe hacer con un collar caliente ajustado a la medida.

Figura 4-52 Procedimiento de prueba en un pieza individual del aislamiento de las barras tipo poste Después de que se hayan probado varios aisladores similares bajo las mismas condiciones, los valores pueden ser obtenidos de porcentaje para la corriente y watts. Los aisladores con pérdidas que son notablemente arriba del porcentaje medio deben ser removidos de la estructura de las barras para pruebas posteriores, para el examen de grietas y por la posibilidad de contaminación interna.

M2H-I-195

4-145


COMPONENTES AISLANTES DE MADERA Y OTROS Las calidades de los aislamiento de madera y de otros componentes puede ser juzgada por las pérdidas dieléctrica (o resistencia CA ) medidas entre las bandas conductoras colocadas a una distancia lejos de los componentes. Cualquier variedad de collares conductores suministrados con los equipos de prueba DOBLE pueden ser usados en esta aplicación. Si ninguno de ellos es de tamaño apropiado para un componente aislante en particular, o en el caso de componentes de figura rectangular, se pueden usar bandas con láminas finas de metal. Si se usan estas láminas, será necesario atar las bandas al espécimen usando uno o dos vueltas de alambre delgado para asegurar un buen contacto entre las láminas y el contorno de la superficie del componente aislante. Normalmente, secciones de 2 o 3 pulgadas del material aislante son probadas al mismo tiempo, envolviendo el componente con tres bandas conductoras aproximadamente tres pulgadas separadas una de otra. Ver la figura 4-53. Estas bandas deben ser aproximadamente una pulgada de ancho. Las dos bandas exteriores están conectadas al UST y la banda de en medio se energiza a 10 kV. Si se obtienen altas pérdidas para las dos secciones en paralelo, cada sección puede ser probada por separado conectando la banda exterior de la otra sección al circuito de conexión aterrizada. La sección del componente entre el electrodo energizado y el electrodo de conexión aterrizada no es entonces en el circuito medido, y las pérdidas en esa sección no son medidas. También son posibles los métodos de prueba alternativos usando el circuito GST.

Figura 4-53 Técnica de prueba de tres electrodos. El método de tres electrodos descrito permite pruebas en una sección relativamente corta de un componente aislado. Dependiendo de la longitud del componente, las pruebas en diversos puntos deberán aplicarse. Un sistema de electrodos que reduce el tiempo necesario para las pruebas en interruptores de bastón y herramientas para línea viva, permitiendo pruebas a lo largo de su longitud total, se describe en las minutas de conferencias de clientes DOBLE de 1947, sección 3-201.

4-146

M2H-I-195


Interruptores de varilla y los componentes guía son considerados convenientes para el servicio cuando las pérdidas para la sección de tres pulgadas sea menor que 0.2 Watts a 10 kV. Los componentes cubiertos de plástico son convenientes para el servicio cuando las pérdidas para la sección de tres pulgadas sea menor que 0.15 Watts a 10 kV. Las pérdidas para la sección de tres pulgadas del material en excelente condición es usualmente menor que 0.02 Watts a 10 kV. Para que los resultados de prueba sean independientes del voltaje de prueba, se puede usar a criterio la resistencia CA en vez de las pérdidas dieléctricas. La formula para la resistencia CA es: R = E² W Donde E es el voltaje de prueba en Voltios, y W son las pérdidas Watts. Para calcular la resistencia CA en mega ohms, usando 10 kV o el registro de pérdidas Watts equivalentes a 10 kV con el equipo M2H, la formula es: R (mega ohms) =

100 . WATTS

Ver la sección 2, CALCULO DE RESULTADOS DE PRUEBA, CALCULO DE LA RESISTENCIA CA.

M2H-I-195

4-147


DISPOSITIVOS POTENCIALES RESISTIVOS ACOPLADOS. Algunos dispositivos potenciales acoplados utilizan un elemento resistor en vez de un capacitor para acoplarse a la línea de alto voltaje. El resistor de alto voltaje de un dispositivo es sumergido en aceite aislante y sellado en una cubierta exterior de porcelana. Los valores de los resistores de varias unidades son tales para proveer la misma corriente nominal la rango de voltaje de cada unidad. Debido a que las unidades son un elemento resistor, su factor de potencia se acerca al 100 %. Por eso, su condición se basa en una comparación de las corrientes y pérdidas en vez de el factor de potencia. Si se desea, la resistencia de la unidad puede ser calculada y comparada con cada valor de placa o información ofrecida por el fabricante. El cálculo de la resistencia CA se discute en la sección COMPONENTES AISLANTES DE MADERA Y OTROS y en la sección dos, CALCULO DE LOS RESULTADOS, CALCULO DE LA RESISTENCIA CA. El procedimiento para probar los elementos resistores de un dispositivo potencial de tipo resistencia se muestra en la figura 4-54. 1.

Desenergizar la línea de potencia.

2.

Sin desconectar la línea de potencia, aterrice B1.

3.

Cierre el interruptor de tierra S en el lado de la cubierta del dispositivo.

4.

Desconecte B2 dentro de la cubierta del dispositivo.

5.

La prueba es como sigue:

KV de prueba 2.5

Modo de prueba GST

Energizar B2

Aterrizar B1

Medir R

En algunos casos será más conveniente desconectar la terminal de la línea (después de aterrizarla). En esos casos la prueba se debe hacer como sigue: KV de prueba 10

4-148

Modo de prueba GST

Energizar B1

Aterrizar B2

Medir R

M2H-I-195


Figura 4-54 Procedimiento de prueba para un dispositivo de potencial tipo resistor

M2H-I-195

4-149


CONTENEDORES DE CAMIONES La resistencia del aislamiento de los contenedores de los camiones debe probarse mediante la fabricación de electrodos como se describe en la discusión en COMPONENTES AISLANTES DE MADERA Y OTROS. Los electrodos con relativamente amplia superficie de área debe usarse para que así faciliten la prueba de las resistencias largas. Definitivamente los límites de las pruebas no han sido establecidas para los contenedores de los camiones; sin embargo, los resultados deben ser comparados entre especímenes que hayan sido previamente probados. Las pruebas deben desarrollarse en interiores, ó exteriores bajo condiciones atmosféricas favorables, con las debidas precauciones tomadas para minimizar las fugas de superficie. Las pruebas generales también deben de desarrollarse entre varias secciones; por ejemplo, energizando los controles en los contenedores a 10 kV y midiendo la corriente y pérdidas de wats el chasis aterrizado del camión. El fluido hidráulico debe ser revisado para el factor de potencia y la fuerza de caída dieléctrica. No es usual obtener un alto factor de potencia para los fluidos hidráulicos primeramente por lo efectos de los aditivos.

4-150

M2H-I-195


M2H-I-195

4-151

M2h d Spanish

Recommend Documents