EuroWire March 2017

Artículo técnico

válido y las mediciones se pueden verificar cuando se conoce también la longitud correcta del cable. El circuito de prueba fue simulado con el sistema OrCAD PSpice y se basa en parámetros de cables realísticos [5] . Este software permite la simulación de la propagación de la señal en cables muy largos y la distorsión de la señal mediante el circuito de medición en el extremo del cable. Se efectuó la simulación con una longitud de cable de 100km y una velocidad de propagación de 171,25m/µs. El fallo fue simulado a una distancia de 83km de dicho extremo del cable donde se conectó el circuito de medición. El resultado de la simulación ilustrado en Figure 3 muestra un tiempo T = 970µs y, con la velocidad v citada antes, la distancia hasta el fallo resulta ser l x = 83,06km. La desviación despreciable del valor de referencia es el resultado de una medición del tiempo ligeramente inexacta de los resultados de la simulación. Equipo de medición El circuito de medición consiste en dos componentes principales, el divisor de alta tensión y el grabador de transitorios. Mientras que existe un solo tipo de grabador de transitorios para elaborar las señales de las mediciones de cables de corriente alterna y continua, los divisores de alta tensión son distintos para aplicaciones de corriente alterna y corriente continua.

TDR para detectar descargas disruptivas en línea

TDR clásica

Después del fallo, fuera de línea

Durante el fallo, en línea

Aplicación

Sí , para la medición de la reflexión Dependiente del tipo de fallo

No , las señales proceden de la descarga disruptiva misma Ninguna descarga disruptiva completa en el punto de fallo

Aplicación de impulso artificial Reflexiones del extremo lejano o de la posición del fallo

Aprox 10km Estado presente

Longitud esperada >100km

Longitud del cable

(depende del tipo de fallo)

(por verificar)

▲ ▲ Tabla 1 : Comparación de métodos de localización de fallos

Cuando se usa este tipo de TDR el conocimiento de la velocidad de propagación exacta v determina la precisión de localización del fallo. (Esto difiere de la medición TRD para la localización del fallo debido a descarga parcial (PD o Partial Discharge ) donde la precisión se determina solamente por la relación temporal de las reflexiones. Por lo tanto, se debe conocer exactamente esta velocidad de propagación para poderla determinar con antelación. Cuando los parámetros L’ y C’ del cable son conocidos efectivamente, se puede calcular la velocidad de propagación con la Ecuación 1. Sin embargo, y si es posible, se debería hacer una medición inicial de la velocidad de propagación para cada cable puesto en servicio. La situación cambia cuando las señales TDR son medidas en ambos extremos del cable. Por lo tanto, no es necesario conocer la velocidad (de manera similar a la localización de fallos debidos a PD) y la localización del fallo se calcula con:

Fuente de alta tensión c.a/c.c.

Divisorde

alta tensión

La Tabla 1 muestra una comparación de los dos métodos de medición TDR. Una ventaja del método en línea es la ausencia de reflexiones del extremo lejano. La descarga disruptiva causa una impedancia muy baja en su posición y las señales son reflejadas desde este punto. La medición de los dos extremos del cable con dos dispositivos de medición mejora la precisión de la localización del fallo. Sin embargo, la factibilidad de esta opción depende de la configuración del sistema de cables de alimentación y del acceso a sus extremos. Por lo tanto, esta opción todavía no ha sido considerada en las pruebas experimentales. Consideraciones teóricas y simulación La física de los cables y su comportamiento son muy complejos y han sido tratados ampliamente en la literatura. Por lo tanto, no serán repetidos en este artículo (para un ejemplo de referencia véase [4] ). En este caso se necesitan solamente dos ecuaciones de base: ▲ ▲ Figura 1 : Circuito principal para localización de fallos en línea La Figura 1 muestra un circuito simplificado para mediciones en línea.

▼ ▼ Figura 2 : Circuito simulado

Ecuación 3

donde T x y son la propagación de la señal medida de ambos extremos del cable. Por supuesto, el cálculo conociendo la velocidad de propagación sigue siendo y T

Capacidad a tierra

▼ ▼ Figura 3 : Resultados de la simulación

Ecuación 1

Ecuación 2

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Marzo de 2017