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Uso de equipos de protección contra sobrevoltajes transitorios
Conocer el “aguante”, “tolerancia” o “resistencia” del equipo a proteger Coordinar con el equipo de protección
Se complica un poco porque el aguante del equipo disminuye por el efecto acumulativo de los sobrevoltajes en el aislamiento.
Capítulo 6 del libro Rojo.
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Términos Empleados para describir formas de onda de voltaje y de corriente
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Onda 1.2 / 50
100% = 110 kV ? Basic Impulse Level = 110 kV
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Ondas para pruebas de impulso
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Niveles pruebas impulso transformadores aceite
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Niveles básico aislamiento impulso – interruptores de potencia, y buses “metal clad”
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Niveles de prueba de impulso – transformadores secos
Bil menor que el de transformadores en aceite.
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Niveles prueba alto potencial para máquinas
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Pruebas de aislamiento
High- potential (Alto potencial) – 1 minuto 60 Hz
Trafo aceite clase 15 kV, 34 kV a 60 Hz 1 min
Prueba de impulso de voltaje 1.2/50 (BIL, Full Wave) (Nivel básico de impulso, onda completa)
Trafo aceite potencia, 15 kV, 110 kV BIL
Onda cortada (Chopped wave)
Trafo aceite potencia, 15 kV, 130 kV cresta, 2 ms de tiempo mínimo para arqueo (flashover).
Onda de maniobra de conexión / desconexión 250/2500 voltaje (switching surge) (BSL)
Trafo aceite potencia, 15 kV, 75 kV cresta
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Line-to-ground vs turn-to-turn
La cresta de la onda completa se aumenta alrededor de un 15% ( + IVA) y mediante unas barras de “gap” se recorta la onda en el tiempo mínimo especificado en Tabla 6-1 ? Onda cortada
La onda cortada tiene una pendiente negativa muy alta
La onda cortada somete a prueba el aguante del aislamiento entre vueltas, mientras que la onda completa verifica el aguante del sistema de aislamiento a tierra (el gabinete).
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Nivel de transitorios por maniobras con interruptores y frente de onda
Switching surge level ? Certifica la capacidad del aislamiento para tolerar los sobrevoltajes transitrios ocasionados por maniobras con interruptores para conectar/desconectar capacitores, líneas o transformadores.
Front of wave ? Nivel de aguante de los transformadores en el aislamiento entre vueltas, similar a la onda cortada; pero con más voltaje de cresta y se corta en la cresta.
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Aislamiento de cables y líneas aéreas y máquinas giratorias
Las líneas aéreas tienen un BIL superior al de los transformadores en aceite
Línea de 13.8 kV ?150 – 500 kV BIL
A los cables no se les asigna un BIL; pero también tienen capacidad de soportar los impulsos superior a la de un transformador sumergido.
Máquinas giratorias:
High – Potential Test: 1 min, 60 Hz, (2 VLL + 1000)
No existe un BIL para máquinas giratorias, existe la propuesta de aplicarles frentes de onda dados por Fig. 6-13 en un Grupo de Trabajo de IEEE
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Aislamiento de línea a tierra y entre vueltas
Major insulation = Line-to-ground insulation
Turn insulation = Turn-to-turn insulation
?
Se prueba mediante la onda completa
Se verifica con la onda cortada
En algunos casos falla aislamiento entre vueltas y en otros falla el aislamiento a tierra
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Propiedades físicas que afectan la resistencia del aislamiento
Un equipo puede fallar a los 50 segundos de la prueba de alto potencial
Podría soportar la prueba durante los 60 segundos y haber fallado 0.1 segundos después.
¿?
Esto se debe al deterioro acumulado y progresivo en el dieléctrico como resultado de la historia total de exposición y estrés por sobrevolatje
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Aislamientos sólidos + líquidos
Transformadores en aceite
El efecto acumulativo solamente ocurre en una banda angosta de voltajes por debajo del umbral de daño.
La exposición a voltajes por debajo de esa banda puede dar lugar a una falla incompleta del aislamiento sólido, pero la penetración del líquido puede reparar parcialmente la región averiada.
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Más sobre el efecto acumulativo de las sobretensiones
El aislamiento se puede dañar durante el proceso de prueba ? Se debe evitar hacer pruebas de más con CA.
Por eso se prefiere probar con CD.
El diseño del sistema de protección para asegurar la integridad del sistema de aislamiento debe reconocer la relación inversa entre la magnitud del estrés y la duración del mismo.
Los problemas relacionados a la seguridad del aislamiento entre vueltas en bobinas de múltiples vueltas son muchos y complejos. (En generadores grandes, las bobinas son de una vuelta, el devanado es de muchas bobinas)
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