Equipos y Detectores de Descargas Parciales
En ingeniería eléctrica una descarga parcial es una ruptura de la rigidez dieléctrica muy localizada del aislamiento líquido o sólido. A diferencia del efecto corona, que se manifiesta en los conductores o aparamenta aérea de una forma más o menos estable, las descargas parciales tienen una naturaleza mucho más esporádica.
Mecanismo de las descargas
Las descargas parciales ordinariamente comienzan en huecos, grietas o elementos extraños en el aislamiento sólido, en las interfaces entre el aislamiento sólido y líquido (o entre dos materiales aislantes), o entre conductor y aislamiento o en burbujas en el aislamiento líquido. Las descargas parciales reducen la distancia entre elementos en tensión pero sólo en la porción del aislamiento afectada.
Las descargas parciales en un material aislante suelen iniciarse en huecos rellenos de gas dentro del dieléctrico. Puesto que la constante dieléctrica del hueco es considerablemente más baja que la del material aislante, el campo eléctrico es superior en el hueco que en distancias similares dentro del material aislante. Si la tensión por metro dentro del hueco aumenta por encima del umbral de tensión de efecto corona las descargas parciales iniciarán su actividad.
Una vez dieron comienzo las descargas parciales se produce un deterioro progresivo de los materiales aislantes, pudiendo causar a la postre el fallo del aislamiento. Las descargas parciales se previenen con diseños cuidadosos y buenos materiales. En equipos de alta tensión la integridad del aislamiento se verifica mediante el empleo de equipos de detección de descargas parciales tanto durante el proceso de fabricación como periódicamente durante la vida útil de las unidades. La prevención y detección de las descargas parciales es capital para garantizar una operación duradera y fiable de los equipos de alta tensión de las compañías eléctricas.
Circuito equivalente de las descargas parciales
El circuito equivalente de un dieléctrico con una cavidad puede ser modelado como un divisor de tensión capacitivo en paralelo con otro condensador. El condensador superior del divisor representa el paralelo de las capacidades en serie con la cavidad y el condensador inferior representa la capacidad del hueco. El condensador en paralelo representa el resto de capacidad no afectada por la cavidad.
Corrientes de descargas parciales
Cuando se inicia la actividad de descargas parciales, pulsos transitorios de corriente de alta frecuencia aparecerán con una duración entre nanosegundos y microsegundos, estos pulsos reaparecerán de suerte repetitiva. Las corrientes de descargas parciales son difíciles de medir por su escasa magnitud y duración. El evento puede ser detectado como un cambio minúsculo en la corriente consumida por el equipo a prueba. Otro método para medir estas corrientes es instalar una resistencia en serie con el equipo a estudio y analizar la caída de tensión con un osciloscopio.
Carga eléctrica aparente
El cambio real de la carga que se produce durante una descarga parcial no es medible de forma directa. Se utiliza el concepto de carga aparente. La carga aparente (q) de un episodio de descargas parciales no representa la carga real del equipo sino que representa la variación de la carga que, si estuviese conectada entre los terminales del equipo a prueba, provocaría una variación de la tensión equivalente al episodio de descargas parciales. De forma matemática puede modelarse mediante la ecuación:
La carga eléctrica aparente suele medirse en picoculombios (pC).
Equipos de medida de descargas parciales
Esta nueva línea de productos de Amperis comprende varios equipos para la detección de descargas parciales. Los equipos detectan las descargas parciales asociadas a la presencia de defectos de aislamiento sobre los empalmes de cables y otros accesorios de cables, con el fin de verificar la seguridad y la fiabilidad de las redes eléctricas. Todos nuestros productos son precisos, excelentes para hacer parte de un programa de mantenimiento preventivo.
Nuestros productos detectan con gran precisión las descargas parciales de los empalmes de cables tipo XLPE/EPR, disyuntores, codos de cables, terminaciones y transformadores de distribución. Además, el PULD 40 permite la detección de los ultrasonidos generados por los efectos corona y los arcos sobre los componentes de las redes eléctricas aéreas.