ANALISIS DE DESCARGAS PARCIALES

POR: INGENIERO IVAN FELIPE BERNAL

Las descargas parciales (DP) se producen en el sistema de aislamiento del estator de las máquinas rotatorias, donde el esfuerzo del campo eléctrico local supera el esfuerzo eléctrico local. En comparación con otras pruebas eléctricas, el carácter diferenciador de las mediciones de descargas parciales permite identificar los puntos débiles localizados del aislamiento.

Las mediciones de Descargas Parciales según las normas IEC 60034-27 se pueden realizar en motores y generadores, ya sea en línea durante el funcionamiento normal con servicio de carga o fuera de línea energizando cada devanado sucesivamente durante la parada de la máquina.
Las mediciones de capacitancia (C) y factor de disipación (DF/tan δ) /factor de potencia (PF) se llevan a cabo para identificar los defectos que afectan la condición del aislamiento de la máquina. Para un funcionamiento seguro es esencial un aislamiento en buen estado.

Las variaciones en C y DF/PF con el tiempo a menudo son indicaciones de descargas parciales (DP) o de degradación del aislamiento. Los datos de tendencia sirven para determinar la velocidad de envejecimiento del aislamiento y para identificar los cambios críticos que pueden requerir una inspección adicional.

TÉCNICAS DE ULTRASONIDOS PARA EVALUAR LAS DESCARGAS PARCIALESEN LOS EQUIPOS ELÉCTRICOS

Las descargas parciales son pequeñas chispas eléctricas que ocurren en el aislamiento eléctrico de la conexión, los cables, los transformadores y las bobinas en los grandes motores eléctricos y los generadores. El análisis de descargas parciales es un enfoque proactivo del diagnóstico que utilizan las mediciones de las descargas parciales (PD) para evaluar la integridad de este equipo.

Cada descarga parcial es el resultado de la distribución eléctrica de una bolsa de aire en el aislamiento. Las mediciones de las descargas  eléctricas se pueden tomar de forma continua o intermitente y se detectan en línea o fuera de línea. Los resultados de las descargas eléctricas se utilizan para prever de manera fiable que el equipo eléctrico tiene la necesidad de mantenimiento.

Los equipos eléctricos pueden sufrir una variedad de defectos de fabricación o problemas de funcionamiento que merman su fiabilidad. El aislamiento eléctrico de los motores y generadores es susceptible a:

  • Variaciones térmicas
  • Ataques químicos
  • Abrasión debido a un exceso de movimiento de la bobina

En todos los casos, estas tensiones debilitarán la unión de las propiedades de las resinas de poliéster o epoxi que protegen y aíslan los bobinados. Como resultado, se desarrolla en los bobinados una bolsa de aire.

Todos los equipos eléctricos en funcionamiento producen una amplia gama de sonidos. La alta frecuencia de los componentes ultrasónicos de estos sonidos es de onda muy corta, y las señales de onda corta tienden a ser bastante direccionales. Por lo tanto, es relativamente fácil aislar estas señales de los ruidos de fondo y detectar su ubicación exacta. Además, como comienzan a producirse cambios sutiles en los equipos eléctricos y mecánicos, los ultrasonidos permiten a estas señales de peligro potencial ser descubiertas muy pronto, antes de que tenga lugar la muy probable avería.

Los instrumentos de ultrasonidos en el aire, a menudo denominados traductores ultrasónicos, proporcionarán información de dos maneras: Cualitativamente, debido a la capacidad de escuchar ultrasonidos a través del aislamiento del ruido, y Cuantitativamente, a través de lecturas incrementales de la medida. Esto se logra en la mayoría de traductores ultrasónicos gracias a un proceso electrónico llamado heterodino, que convierte con exactitud los ultrasonidos captados por el instrumento a sonidos de rango audible, que los usuarios pueden conocer y reconocer a través de auriculares.

Aunque la capacidad para medir la intensidad sonora y ver los patrones es importante, es igualmente importante ser capaz de escuchar los ultrasonidos producidos por diferentes equipos. Eso es precisamente lo que hace que estos instrumentos tan útiles, que permiten a los analistas confirmar un diagnóstico sobre el terreno, sean capaces de discriminar entre diversos sonidos de diferentes equipos La razón por la que los usuarios pueden determinar con exactitud la ubicación de una señal ultrasónica en una máquina se debe a su alta frecuencia / longitud de onda corta. La mayoría de los sonidos captados por los seres humanos oscilan entre 20 Hz y 20 kHz (20 ciclos por segundo a 20.000 ciclos por segundo). Los sonidos de baja frecuencia en el rango audible miden aproximadamente 1,9 cm. a 17 metros de longitud, mientras que los ultrasonidos percibidos por los traductores miden sólo entre 0,3 – 1,6 cm de largo. Dado
que las longitudes de onda de los ultrasonidos son de menor magnitud, el rango ultrasónico es el ambiente más propicio para localizar y aislar fuentes de problemas en entornos de planta alta.

EMISIÓN DE ULTRASONIDOS EN DESCARGAS PARCIALES

Cuando la tensión se fuga en las líneas de distribución o cuando salta a través de una brecha en una conexión eléctrica, perturba las moléculas de aire a su alrededor y genera ultrasonidos. A menudo, estos sonidos se perciben como un sonido de fritura o crujidos, y en otras situaciones se escucha como un zumbido.

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