EuroWire March 2017

Artículo técnico

El divisor capacitivo de alta tensión se usa preferiblemente para mediciones de cables de corriente alterna. Para cables de corriente continua es necesario un divisor de banda ancha con brazo resistivo para alcanzar la característica de respuesta requerida. Esta característica de respuesta es esencial también cuando se usan otros dispositivos de medición de tensión para las mediciones TDR en línea, ej. transformadores de medición instalados en redes de suministro eléctrico. Su capacidad todavía debe ser demostrada. La activación de la elaboración de la señal también es esencial para la calidad y precisión de la medición. La simulación y los experimentos han confirmado que un simple disparo por flanco es suficiente en sistemas de cables de corriente continua. En sistemas de cables de corriente alterna, la tensión operativa misma evita este simple disparo por flanco. Por tanto, se implementa un dispositivo de detección descargas disruptivas rápido para activar la elaboración de la señal. del grabador de transitorios dependen de su aplicación: para la prueba o el monitoreo del cable. El grabador para la prueba del ▼ ▼ Figura 4 : Modelos 3D de grabadores de transitorios para pruebas de cables (izquierda) y monitoreo de cables (derecha) Los componentes requeridos

T

[µs]

Longitud parcial

8.77

8.79

8.81

T

v [m/µs]

Longitud calculada [m]

Longitud completa [µs]

16.8

170.5 172.5 174.5

748 756 765

749 758 767

751 760 769

17

17.2

▲ ▲ Tabla 2 : Longitudes de cable calculadas para diferentes tiempos de propagación de las señales

cable es un dispositivo plug-in pequeño que funciona con su propio PC o con el del sistema de prueba de alta tensión computerizado. Contiene principalmente el hardware de medición ( Figura 4 ). El grabador para el monitoreo de los cables es un dispositivo independiente pequeño y robusto. Además del hardware de medición, contiene un PC con un software específicamente preparado. Este PC funciona continuamente durante años, puede ser reactivado y controlado a distancia, y debe ser equipado con una fuente de alimentación ininterrumpida (UPS) en caso de avería del cable ( Figura 4 ). Pruebas experimentales Las mediciones prácticas de distintas muestras de cable se efectuaron para probar el principio de medición y los resultados de la simulación. Por lo tanto, se envolvieron las muestras de cable de corriente alterna o corriente continua en tambores para cables o dispositivos de enrollado giratorios. Cable de corriente alterna (XLPE, 20 kV) La configuración de la prueba consistía en dos cables de media tensión juntos conectados en serie y de longitudes ligeramente diferentes ( Figura 5 ).

La carga disruptiva simulada se generó con un descargador ( Figura 5 ) que se instaló en el extremo lejano del tramo de cable completo o en el punto de conexión entre los dos cables. La tensión se aumentó hasta 10kV rms y hasta que el descargador se activó. Se grabó la señal resultante de las ondas viajeras. Las señales fueron tomadas del circuito de alta tensión usando un divisor de banda ancha resistivo-capacitivo (para las mediciones de referencia) o un divisor de alta tensión de corriente alterna capacitivo no amortiguado de tipo WCF [6] ( Figura 6 ). La salida del divisor de alta tensión fue conectada con el grabador de transitorios por medio de un cable de medición coaxial. La medición de referencia con el divisor de banda ancha está ilustrada en la Figura 7 . Por consiguiente, el canal 1 (Ch1, azul) muestra las reflexiones de la señal cuando el descargador está conectado al extremo lejano de ambos cables y el canal 2 (Ch2, rojo) muestra las reflexiones de la señal cuando el descargador está conectado al punto de conexión entre los cables. El diagrama superior corresponde a la grabación de la señal completa durante aproximadamente 300µs. En el diagrama central, la primera y la segunda reflexión están expandidas. En el diagrama inferior, las curvas diferenciadas están indicadas con Ch11 con relación a Ch1, y Ch12 con relación a Ch2 A partir de esta medición, se determina la velocidad de propagación para Ch1 según la Ecuación 2 en base T = 17,0µs con v = 172,5m/µs. Ahora Tx = 8,79µs para Ch2 indica exactamente la longitud de la muestra del cable de 758m. ▲ ▲ Figura 7 : Medición con divisor de banda ancha

▼ ▼ Figura 5 : Cable de c.a. con descargador (detalle)

▼ ▼ Figura 6 : Fuente de c.a. y divisor de alta tensión

Parámetros: • Cable 1: 758m • Cable 2: 708m

• Otros parámetros: no conocidos • Tensión de c.a.:

hasta 10kV, 50Hz, conectado en el extremo cercano del cable 1 (véase Figura 1 , Figura 6 ) • Equipo de medición: grabador de transitorios para localización de fallos, divisor de banda ancha (resistivo-capacitivo), divisor de alta tensión de c.a. (capacitivo no amortiguado)

125

www.read-eurowire.com

Marzo de 2017