• Author / Uploaded
• ing

• Categories
• Electricidad
• Electromagnetismo
• Ingenieria Eléctrica
• Cantidades fisicas
• Fuerza

Citation preview

Equipo de Prueba de Rigidez Dieléctrica en CC El equipo de prueba de rigidez dieléctrica en CC proporciona salida continua de alto voltaje para las necesidades de comprobación de la calidad del aislamiento en motores, cables de poder, interruptores, bushings, aisladores, transformadores y condensadores. El equipo está diseñado para realizar pruebas de rutina, comprobaciones y mantenimiento del aislamiento eléctrico del equipamiento usado en las instalaciones eléctricas industriales, para generación y distribución, al igual que camiones de carga de combustible para aeronaves y otros equipos de alto voltaje. El equipo de prueba está compuesto por una unidad de control, una unidad de alto voltaje (HV), cuatro cables y un cordón para la alimentación:

voltaje se encuentre desenergizado y todas las partes del circuito de prueba estén aterrizadas. Cualquier persona que no esté relacionada directamente con la prueba debe mantenerse alejada de las actividades mediante barreras, barricadas o indicaciones de peligro apropiadas. Durante la prueba la superficie de la unidad de HV debe ser tratada como parte del circuito energizado. Ésta también debe estar aislada del personal mediante barreras o indicaciones de peligro apropiadas. Localice la unidad de control a una distancia de seguridad mínima respecto a la unidad de HV como se indica en la Tabla 1. Ubique la unidad de HV en una superficie plana por lo menos a 90 cm desde el elemento a probar o de cualquier otra estructura para prevenir posibles descargas eléctricas accidentales a través de la capa de aislamiento de la unidad de HV. Esta unidad de HV al igual que el equipo a ser probado debe estar ubicada en una área restringida.

Figura 1. Equipo de Prueba de 70 kV

1. Instrucciones de Seguridad El equipo de prueba y el elemento al que se conectará son fuentes de alto voltaje y todas las personas que realizan o participan en la prueba deben tomar medidas de seguridad para prevenir el contacto con las partes energizadas del equipo de prueba y los circuitos comprometidos. Las personas encargadas de realizar la prueba deben mantenerse alejadas de todas las partes, a menos que el circuito de alto

El equipo de prueba está diseñado para conectarse a cables desenergizados y otros aparatos de alto voltaje. Considere todos los terminales del equipamiento de alto voltaje como potenciales puntos de descargas eléctricas peligrosas. Siembre existe la posibilidad de inducción de voltajes a estos terminales debido a la proximidad con líneas o equipos de alto voltaje energizados. Aterrizar siempre los terminales del equipamiento de potencia antes de intentar conectar o desconectar las puntas de prueba. La conexión a tierra debe ser lo primero que se realiza y lo último que se remueve. Una interrupción de la conexión a tierra puede generar una descarga eléctrica peligrosa.

Precauciones Generales Para Pruebas con CC Una prueba de alto voltaje, puede generar inducción de carga electrostática en objetos cercanos aislados, incluida las personas. Para evitar tal condición, todos los objetos aislados deben aterrizarse o mantenerse a una distancia de seguridad mínima respecto a la estructura energizada. Los dispositivos que para su aislamiento dependen de un dieléctrico sólido o sólido/líquido, deben ser

Alvarez de Toledo 864 Tel: (56 2) 554 3208 Fax : (56 2) 554 3209 e-mail: [email protected] www.comulsa.cl Santiago – Chile

aterrizados y cortocircuitados con puentes entre sus

terminales cuando estén fuera de uso.

Tabla 1. Distancias Mínimas de Seguridad Voltaje de Prueba (kV) 5 10 20 30 40 50 60 70 80 100 120 140 160

Distancias Mínimas Para el Personal Usando Barreras Aterrizadas 60 cm 60 cm 60 cm 60 cm 60 cm 75 cm 90 cm 110 cm 120 cm 150 cm 180 cm 210 cm 250 cm

Una buena norma de seguridad es cortocircuitar los objetos capacitivos en los siguientes casos: A. Cualquier objeto capacitivo en desuso que pudiese estar dentro del área de influencia de un campo eléctrico dc debiese tener aterrizados sus terminales de alto voltaje expuestos. De no cumplirse con esta precaución se corre riesgo de inducir voltajes en un objeto capacitivo. B. Los objetos capacitivos deberían ser cortocircuitados después de realizada la prueba dc. De no cumplirse con esta precaución se corre riesgo de generar un voltaje en el objeto debido a la absorción del dieléctrico de la asilación. La posibilidad de un cortocircuito puede permanecer en el lugar hasta que la absorción del dieléctrico haya desaparecido, o hasta que el objeto sea reconectado al circuito.

Nota Es una buena práctica para todos los elementos capacitivos se mantengan cortocircuitados cuando no se utilicen. C. Cualquier elemento capacitivo abierto debería ser cortocircuitado y aterrizado antes de entrar en contacto con el personal.

Distancias Mínimas Para el Personal Sin Usar Barreras Aterrizadas 60 cm 60 cm 60 cm 90 cm 90 cm 120 cm 150 cm 180 cm 210 cm 280 cm 310 cm 370 cm 430 cm

Hasta que no se completen las pruebas, después de desconectar la fuente de alto voltaje, espere un tiempo suficiente hasta que el elemento probado se descargue (indicado por una lectura cero en la pantalla de la unidad de control), después de apagar interruptor MAIN BREAKER. Los terminales del elemento probado deber ser cortocircuitados con la tierra de seguridad (pértiga de descarga) para aterrizar todas las partes vivas. Los puentes de aterrizaje debieran ser aplicados y dejados en su lugar. No se aproxime a la unidad de HV hasta que los puentes de aterrizaje hayan sido realizados. La descarga del elemento probado puede tomar un tiempo largo dependiendo de su tamaño y características. Para acelerara la descarga, una vez que el elemento probado ha llegado a un cuarto del voltaje aplicado durante la prueba, puede aplicarse al terminal de alto voltaje una resistencia de descarga de alto voltaje. Esto podría continuar con el aterrizaje directo mediante una tierra de seguridad (pértiga) y los puentes de aterrizaje. Si la prueba se realiza apropiadamente y todos los aterrizajes son realizados apropiadamente, el personal que realiza la prueba no necesitaría llevar guantes de goma. Sin embargo, como un procedimiento de seguridad rutinario, algunos usuarios pueden ponerse guantes, no solo para realizar las conexiones a los terminales de alto voltaje, sino que además cuando manipulen los controles. Esto se considera una excelente práctica de seguridad.

Alvarez de Toledo 864 Tel: (56 2) 554 3208 Fax : (56 2) 554 3209 e-mail: [email protected] www.comulsa.cl Santiago – Chile

•

La seguridad es responsabilidad de los usuarios.

•

Nunca conecte el equipo de prueba a equipos energizados o utilice el equipo en atmósferas explosivas.

•

Mantenimiento correctivo debe ser desarrollado solo por personas que estén familiarizadas con la construcción y operación del equipo de prueba y los peligros que este involucra.

•

La palabra “Danger” en el equipo identifica áreas con peligro inmediato que pueden ocasionar daños al personal o tener consecuencias fatales.

•

El propósito del equipo de prueba está limitado a lo descrito en el manual del equipo. No utilice el equipo o sus cables con cualquier dispositivo más que con el descrito específicamente.

Los usuarios de equipamiento de alto voltaje deberían saber que descargas de alto voltaje y otras fuentes de campos eléctricos o magnéticos pueden interferir en la apropiada operación de marcapasos. El personal que tenga marcapasos debe consultar a un experto ante posibles riesgos antes de usar este equipo o se acerque al equipo mientras se encuentre en operación. Este instrumento opera desde un afuente de alimentación monofásica. El punto de conexión debe poseer fase, neutro y tierra. El voltaje a tierra de la fase de la fuente de poder no debe superar el rango del voltaje de entrada máximo de operación. El neutro debe estar a potencial de tierra. Antes de realizar la conexión de la fuente de poder, determine el rango del voltaje de entrada al instrumento proveniente de la fuente de poder. El enchufe de alimentación debe insertarse solo en enchufes con conexión a tierra. No puentee la conexión a tierra. Cualquier interrupción de la conexión a tierra puede generar riego de descargas eléctricas. Cerciórese que el enchufe de conexión esté apropiadamente conectado antes de enchufar la unidad. El equipo de prueba se alimenta con 220/240 V.

2. Operación Instrucciones de Seguridad La salida del equipo de prueba puede ser letal. Como en cualquier equipo de alto voltaje la seguridad debe ser aplicada en todo momento y seguidos los procedimientos. Como se mencionó en los apartados anteriores, asegúrese que el elemento probado esté desenergizado y aterrizado antes de realizar las conexiones. Asegúrese también que ninguna persona entre en contacto con la unidad de HV, terminal de salida de HV, o cualquier material energizado en la salida. Use barreras de protección si fuese necesario. Localice la unidad de control en un área lo más seca posible. Asegúrese que se mantengan las distancias de seguridad entre los conductores energizados o la unidad de HV y la tierra para prevenir arcos. Así, un arco accidental podría poner en peligro la seguridad o dañar el equipamiento que está siendo probado. Los conductores expuestos deberían mantener una posición respecto a tierra usando cable de nylon seco y limpio. En la Tabla 1 se entregaron las distancias de seguridad mínimas para el personal, que limitan el peligro de inducción estática de voltajes en objetos aislados, incluidas las personas. La unidad de HV debería ser tratada como parte del circuito energizado. Las distancias entregadas en la Tabla 1 son mínimos absolutos. Sin embargo, se recomienda que las distancias nunca sean menores a 180 cm.

Configurando el Equipo de Prueba Peligro Asegúrese que todas las tierras de seguridad estén en su lugar antes de realizar cualquier conexión. Para conectar el equipo de prueba al cable o aparato que será probado, realice el siguiente procedimiento. Las figuras 2, 3 y 4 muestran los preparativos para hacer pruebas de cables. 1. Coloque la unidad de HV en una superficie plana al menos a 90 cm del cable a equipo que será probado, o de cualquier otra estructura. 2. Conecte el terminal de tierra con tuerca mariposa de la unidad de HV a una puesta a tierra con baja

Alvarez de Toledo 864 Tel: (56 2) 554 3208 Fax : (56 2) 554 3209 e-mail: [email protected] www.comulsa.cl Santiago – Chile

impedancia utilizando uno de los cables de tierra de 4,5 m entregados con el equipo de prueba. 3. Conecte el terminal de tierra con tuerca mariposa de la unidad de HV al terminal de tierra del elemento probado usando el segundo cable de tierra de 4,5 m entregado con el equipo de prueba. 4. Coloque la unidad de control al menos a 180 cm de la unidad de HV. 5. Conecte la unidad de control con la unidad de HV usando el cable de interconexión. El conector debe quedar totalmente atornillado en el receptáculo. 6. Remueva la tapa plástica del terminal de HV de la unidad de HV, luego conecte el cable de salida de HV en este terminal. Atornille totalmente el conector en el receptáculo. Conecte la punta de caimán del cable de HV al terminal de HV del elemento probado.

NOTAS a. La conexión expuesta de la chaqueta del cable salida del HV es una cubierta de potencial y no debe ser aterrizada. Si se ejecuta una prueba con cable de guardia, conecte la chaqueta del cable a la punta de guardia del elemento probado.

Figura 2. Preparativos típicos para las Pruebas

b. Mantenga el núcleo del aislamiento libre de polvo y humedad en ambos extremos del cable durante la instalación y operación, además protéjalo de cortes o abrasivos como corona que ocasionarían deterioro del aislamiento. Limpie cuando se requiera con un paño seco y limpio u humedecido levemente con alcohol. c. Si las terminaciones del equipamiento de alto voltaje posee puntos agudos o esquinas o está cerca de objetos aterrizados, el aire circundante se podría ionizar debido a los esfuerzos eléctricos cuando se energiza el elemento probado. d. Esto puede generar corrientes de fuga

excesivas y dado que la corriente puede ser

Figura 3. Esquema de conexión (sin cable de gurdia)

Alvarez de Toledo 864 Tel: (56 2) 554 3208 Fax : (56 2) 554 3209 e-mail: [email protected] www.comulsa.cl Santiago – Chile

de este manual, los preparativos para las pruebas y la operación del equipo de prueba debe seguir el procedimiento de operación condensado en la contratapa de la unidad de control. A continuación de describe el procedimiento paso a paso para realizar una prueba sobre un elemento: 1. Retire todas las tierras de seguridad del elemento probado. 2. Energice el equipo de prueba cerrando el interruptor MAIN BREAKER. La luz verde AC ON y los dos paneles digitales deben encenderse. 3. Inicialmente fije el selector del RANGO de corriente en 5 mA. 4. Cierre el interruptor externo si es que lo está usando. 5. Fije el VOLTAJE CONTROL en “0” (RESET), luego presione el botón HV ON. La luz roja HV ON debiera encenderse. Figura 4. Esquema de conexión (con cable de gurdia)

significativa, puede tender a enmascarar la verdadera corriente de prueba. Para minimizar este efecto las terminaciones de alto voltaje expuestas deberían colocarse lo más lejos posible de los objetos aterrizados o cubrirse con sellos Kearney o similares. Otro método efectivo para prevenir corrientes de fuga excesivas es agarrar las terminaciones de alto voltaje expuestas con una capa o caja de plástico delgada. 7. Inserte el conector de desbloqueo externo en el receptáculo marcado como EXT INTERLOCK. Este conector debe ser cableado a un interruptor externo o cortocircuitado con un puente los pines 1 y 3. 8. Con el interruptor MAIN BREAKER apagado, conecte la entrada de alimentación en el panel de la unidad de control.

Procedimiento de Operación Proceda sólo después de leer completamente los apartados anteriores, a cerca de seguridad, y de haber configurado el equipo de prueba como se indicó. Un operador familiarizado con los contenidos

PELIGRO El equipo de prueba es capaz de producir alto voltaje en la salida. 6. Aumente lentamente el VOLTAGE CONTROL hasta que el voltaje de prueba deseado aparezca en la pantalla del kilovóltmetro OUTPUT VOLTAGE. 7. Mantenga el voltaje de prueba por el periodo de tiempo deseado. El medidor OUTPUT CURRENT indica la corriente de fuga el elemento bajo prueba. Fije el selector de RANGE de corriente al rango de corriente deseado. 8. después de mantener el voltaje de prueba por el tiempo deseado, baje lentamente el VOLTAGE CONTROL en la dirección contraria a las agujas del reloj hasta “0” (RESET). 9. Presione el botón HV OFF o abra el interruptor externo. 10. Deje pasar el suficiente tiempo para que el elemento probado elimine la carga, lo cual se indica cuando las lecturas del kilovóltmetro llegan a cero.

Alvarez de Toledo 864 Tel: (56 2) 554 3208 Fax : (56 2) 554 3209 e-mail: [email protected] www.comulsa.cl Santiago – Chile

11. Desconecte el interruptor MAIN BREAKER. La luz verde AC ON y los dos digitales deben apagarse.

PELIGRO El elemento probado puede acumular una carga eléctrica letal una vez que la prueba ha finalizado. Descargue el elemento probado con una tierra de seguridad (pértiga de descarga) para aterrizar todas las partes vivas, luego aterrice solidamente todas esas partes usando un puente a tierra. Mantenga aterrizados todo el tiempo el terminal de HV del elemento probado y la salida de HV del equipo de prueba, excepto cuando desarrolle las pruebas. No aproxime la unidad de HV hasta que la salida del cable de HV del equipo de prueba haya sido aterrizada. CUIDADO En caso de una emergencia, la potencia puede desconectarse inmediatamente ya sea operando en interruptor MAIN BREKER o abriendo el interruptor externo. Este procedimiento debe ser realizado sólo cuando sea absolutamente necesario, puesto que se corre riesgo de daño en el equipo de prueba y el elemento probado. 12. Desconecte los cables de prueba en la siguiente secuencia: Desconecte primero el cable de salida de HV del elemento probado, luego desde el equipo de prueba; luego desconecte el cordón de alimentación; luego desconecte el cable de interconexión; y finalmente desconecte los dos cables de tierra.

Notas de Operación 1. En el caso que la prueba fracase o se produzca una excesiva corriente de carga, el interruptor MAIN BREAKER o el relé de línea pueden operar. El VOLTAGE CONTROL debe volver a posición “0” (RESET) antes de aplicar el voltaje otra vez. 2. Puede usarse inicialmente una resistencia de descarga de alto voltaje para aterrizar el terminal de HV del elemento probado y acelerar la descarga después el kilovóltmetro indicará que el voltaje ha disminuido al mínimo nivel de seguridad.

3. Si se observan corrientes de fuga excesivas, se puede atribuir a altas coronas en las terminaciones de alto voltaje. Refiérase a las instrucciones de configuración. 4. Cuando se miden corrientes de fuga en elementos con capacitancia significativa, pequeños transitorios de voltaje pueden ocasionar grandes oscilaciones de la corriente leída. Este efecto puede ser apreciable cuando se usa la escala de 20 uA y requerirá que el usuario discrimine visualmente el valor de la corriente indicada y mentalmente promedie el valor. La oscilación transitoria puede reducirse sustancialmente con un regulador de voltaje de línea externo. 5. Ocasionalmente cuando se realicen medidas las corrientes de fuga de interés se pierden por un camino paralelo. Esto ocurre a menudo cuando se miden las corrientes de fuga de un cable. El valor de la corriente de fuga a lo largo del camino de la superficie del aislamiento del conductor a tierra puede ser mayor entre más largo es el cable. Bajo tales condiciones, la característica de guardia del equipo de prueba puede ser muy útil para excluir las corrientes de fuga superficiales indeseadas. La figura 4 muestra la prueba con guardia-. Se puede apreciar que la guardia está solo a unos pocos volts sobre la tierra. La conexión expuesta de la chaqueta en el cable de salida de HV está a potencial de guardia y no debe ser aterrizado.

3. Prueba de Funcionamiento Chequeos Preliminares Proceda sólo después entender los apartados anteriores sobre seguridad, y los procedimientos de configuración y operación. Configure el equipo de prueba como se describió en la sección “Configurando el Equipo de Prueba” excepto que no conecte el cable de salida de HV al elemento probado. Cubra el terminal expuesto de HV con la tapa plástica y suspéndalo en el aire libre usando una cubierta de plástico seco, de modo que quede libre de los objetos de alrededor al menos a unos 120 cm. 1. Coloque el MAIN BREAKER en la posición ON. La luz AC ON debería encenderse. El medidor debería indicar una OUTPUT CURRENT de: 0.0 en el rango de 20 uA 00 en el rango de 200 uA 0.00 en el rango de 2 mA 0.00 en el rango de 5 mA

Alvarez de Toledo 864 Tel: (56 2) 554 3208 Fax : (56 2) 554 3209 e-mail: [email protected] www.comulsa.cl Santiago – Chile

El medidor debe indicar una lectura en OUTPUT VOLTAGE de 00.0.

3. Vuelva el VOLTAGE CONTROL a “0” (RESET), luego apague el botón HV OFF.

2. Retire el conector EXT INTERLOCK del panel de control y coloque el VOLTAGE CONTROL en 10. presione el botón HV ON. La luz HV ON debe encenderse. Coloque el VOLTAGE CONTROL en “0” (RESET).

4. Espere el tiempo suficiente hasta que la carga interna vuelva a cero, lo que se indica en la lectura del voltaje de salida.

Presione el botón HV mantenerse encendida presionado el botón. INTERLOCK. Presione el botón HV mantenerse encendida suelta.

ON. La luz HV ON debe solo mientras se mantiene Coloque el conector EXT ON. La luz HV ON debe después que el botón se

3. Rote la perilla de VOLTAGE CONTROL a 10. la luz de HV ON debería permanecer encendida. El medidor de OUTPUT VOLTAGE debería indicar el voltaje. El valor debe ser aproximadamente 10 por ciento del rango del voltaje de salida. El medidor de OUTPUT CURRENT debe indicar cero para todos los rangos de corriente. 4. Presione el botón HV OFF. La luz HV ON debería apagarse. Las pantallas digitales deben permanecer encendidas. La luz AC ON debería seguir encendida. 5. Coloque el interruptor MAIN BREAKER en la posición OFF. Todas la luces y pantallas digitales deben apagarse. 6. Si no se produce ninguna anomalía, proceda con la siguiente etapa.

Prueba con Voltaje Aplicado La configuración de la prueba es la misma que para las pruebas de chequeo preliminares 1. Fije el medidor de OUTPUT CURRENT en el rango de 20 uA. 2. Energice el equipo de prueba, luego aumente lentamente el voltaje de salida al voltaje especificado en control settings. Mantenga cada setting por el intervalo de tiempo especificado. Escala de Voltaje Control Settings

70 80 90 (razón de la salida)

Intervalo de Tiempo

1 min 1 min 5 min

5. Coloque el interruptor posición OFF.

MAIN

BREAKER

en

6. Toque la maleta plástica en el borde exterior del cable de salida HV con la pértiga de descarga, luego aterrice la punta de caimán del cable de HV con la pértiga, luego aterrice solidamente la punta con un puente a tierra.

Operación para Medición de Corriente y Sobrecarga 1. Conecte la punta de caimán del cable de HV al terminal GROUND de la unidad de HV. 2. Fije el selector de RANGE en el rango de 2 mA. 3. Energice el equipo de prueba y suba lentamente el VOLTAGE CONTROL desde “0” (RESET) hasta que el medidor de corriente indique una lectura mínima. Una lectura normal está entre 200 uA y 2 mA. 4. Fije el rango de corriente en 200 uA. El medidor OUTPUT CURRENT debería indicar fuera de rango. 5. Fije el rango de corriente en 20 uA. El medidor OUTPUT CURRENT debería indicar fuera de rango. 6. Fije el rango de corriente en 5 mA. El medidor OUTPUT CURRENT debería indicar aprox. el mismo valor obtenido en el paso 3. 7. Avance el VOLTAGE CONTROL hasta que el MAIN BREAKER o el relé de línea opere. Esto debiera ocurrir a un valor de corriente entre 3 y 4 mA. 8. Desconecte los cables de prueba en la siguiente secuencia: Desconecte primero el cable de salida de HV del elemento probado, luego desde el equipo de prueba; luego desconecte el cordón de alimentación; luego desconecte el cable de interconexión; y finalmente desconecte los dos cables de tierra.

No deben haber cortes y la salida de corriente para una unidad nueva no debe exceder 0.1 uA.

Alvarez de Toledo 864 Tel: (56 2) 554 3208 Fax : (56 2) 554 3209 e-mail: [email protected] www.comulsa.cl Santiago – Chile