Métodos de detección de descargas parciales

Según la norma IEC60270 las descargas parciales son descargas dieléctricas en un área localizada de un sistema de aislamiento dieléctrico. Este sistema de aislamiento eléctrico se encuentra bajo el estrés de la alta tensión y las descargas parciales deterioran el aislamiento de un transformador y pueden provocar su falla.
Es importante realizar mediciones de descargas parciales de diagnóstico para detectar descargas que estén todavía en sus primeras etapas y localizar su origen.

Como la descarga parcial se acompaña de varios fenómenos, el método de detección de la DP puede usar cualquiera de los siguientes fenómenos: a través de la luz que desprende, radiación electromagnética (EMI), generación acústica, pérdidas dieléctricas, reacción química o pulsos eléctricos.

PD methods

Detección acustica

La DP puede ir acompañada de generación de sonido. La onda acústica se debe a la expansión de gases cerca de la descarga. Esta señal acústica puede detectarse mediante transductores piezoeléctricos. La frecuencia principal utilizada para la detección acústica oscila entre 20 kHz y 100 kHz.
La ventaja de la detección acústica es la inmunidad contra la interferencia eléctrica. La inmunidad contra interferencias eléctricas no significa que no haya ruido acústico en el entorno, si no que puede haber ruido acústico, pero no afecta a la medida.
Las principales características de este método de medición se pueden resumir en:

  • Es un método de medición no invasivo.
  • Puede detectar el seguimiento de la superficie.
  • Puede detectar componentes sueltos.
  • Puede detectar escudos flotantes eléctricos u otros componentes .
  • Puede detectar problemas no eléctricos, como fugas de presión.
  • Puede detectar descargas parciales en varios componentes.

 

La detección eléctrica

Si se produce una descarga parcial en el aislamiento de fase a tierra de un elemento de la planta de alta tensión, como un armario revestido de metal, se transfiere una pequeña cantidad de carga eléctrica desde el conductor de alta tensión al revestimiento metálico conectado a tierra.
Debido a que este gabinete está conectado a tierra con un cable, es posible medir la corriente que pasa a través de ese cable con un transformador de corriente de alta frecuencia (HFCT) que es un sensor de acoplamiento inductivo.
Los voltajes de tierra transitorios (TEV) son picos de voltaje inducidos en la superficie de la obra de metal circundante. La TEV ocurre porque la descarga parcial crea picos de corriente en el conductor y una pequeña cantidad de esta energía se transfiere al revestimiento metálico conectado a tierra.
Los impulsos de TEV se componen de componentes de alta frecuencia y para ellos, la metalurgia conectada a tierra presenta una considerable impedancia a tierra. Por lo tanto, se generan picos de voltaje. Estos permanecerán en la superficie interna de las estructuras metálicas circundantes a una profundidad de aproximadamente 0,5 um en acero a 100 MHz. Esta corriente de alta frecuencia girará alrededor de la superficie externa porque hay una discontinuidad eléctrica en la carpintería metálica.
La magnitud TEV es una función de la magnitud de la descarga y la atenuación de la ruta de propagación. La atenuación de la ruta de propagación es en sí misma una función de la estructura interna del dispositivo de conmutación.

 

PD TEV
   

Detección del método EMI

La descarga parcial emitirá ondas electromagnéticas. EMI puede capturarse por antena y convertirse, en función de su potencia, en dB.

 

Detección química

Este método es ampliamente utilizado en transformadores mediante el análisis de gases disueltos (DGA). El método también es aplicable en la Subestación Aislada de Gas (GIS) donde se puede usar el análisis y la detección de componentes de gas SF6.

Gas from partial discharge

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