Prueba de alto voltaje: tipos, métodos y reglas para realizar

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Hoy en día, las personas usan activamente una variedad de equipos eléctricos, cables de alimentación, conexiones eléctricas y más. Dado que en algunos equipos el voltaje puede alcanzar valores enormes que pueden causar graves daños a la salud humana, se requiere un seguimiento periódico. La prueba de alto voltaje es uno de los métodos para detectar defectos de aislamiento.

¿Qué es la verificación y por qué se realiza?

El propósito principal de tales pruebas es la prueba de aislamiento. Al aumentar el voltaje, se pueden detectar defectos locales. Además, algunos de los problemas pueden determinarse solo con este método y no más. Además, la prueba de sobretensión del aislamiento le permite verificar su capacidad para soportar la sobretensión y, si tiene éxito, da cierta confianza en la calidad del devanado. La esencia de la prueba es bastante simple. aplicado al aislamientovoltaje que excede el voltaje nominal de operación y se considera un sobrevoltaje. Un devanado aislante normal resistirá, pero uno defectuoso perforará.

Vale la pena señalar aquí que con la ayuda de pruebas de alto voltaje, puede verificar la capacidad del aislamiento para funcionar hasta la próxima reparación, control, cambio, etc. Sin embargo, este tipo de prueba le permite solo determinar indirectamente este parámetro. La tarea principal de este método es revelar la ausencia de defectos de devanado locales graves.

Además, vale la pena señalar que la prueba de aislamiento con voltaje aumentado para algunos dispositivos de potencia se lleva a cabo solo en el caso de un voltaje de funcionamiento nominal no superior a 35 kV. Si se supera este parámetro, las propias instalaciones suelen ser demasiado engorrosas. En la actualidad, existen tres tipos principales de pruebas de sobretensión.

Estos incluyen prueba de sobretensión de frecuencia industrial, tensión de CC rectificada y prueba de sobretensión de impulso (simulación de impulso de rayo estándar).

Tipos de pruebas. Frecuencia de potencia y corriente constante

El primer y principal tipo de prueba es el aumento de la tensión de frecuencia industrial. En este caso, se aplica una sobretensión al aislamiento durante 1 minuto. Se considera que el devanado pasó la prueba si no se observaron fallas durante este tiempo y el aislamiento en sí permaneció intacto. En algunos casos, la frecuencia de sobretensión puede ser de 100 o 250 Hz.

En el caso de que la capacitancia del aislamiento probadomás, entonces necesitarás llevar un equipo de prueba con más potencia. En este caso, estamos hablando de probar líneas de cable con mayor voltaje. Para tales casos, el segundo método se usa con más frecuencia, usando un voltaje de CC aumentado. Sin embargo, debe tenerse en cuenta aquí que cuando se usa voltaje continuo, las pérdidas dieléctricas en el aislamiento, que de hecho conducen al calentamiento, serán significativamente menores que cuando se usa voltaje alterno con los mismos valores. Además, se reducirá la intensidad de las descargas parciales. Todo esto lleva al hecho de que cuando se prueban líneas de cable con mayor voltaje utilizando el método de corriente continua, la carga en el aislamiento será significativamente menor. Por ello, se debe aumentar la potencia de la sobretensión aplicada para asegurar la calidad del aislamiento y la ausencia de averías.

Entre otras cosas, se debe agregar aquí que durante las pruebas de CC, se debe tener en cuenta un parámetro más, como la corriente de fuga a través del aislamiento. En cuanto al tiempo de aplicación de la sobretensión, es de 5 a 15 minutos. El aislamiento se considerará de alta calidad no solo con la condición de que no se haya detectado una falla, sino también con la condición de que la corriente de fuga no haya cambiado o disminuido al final del período de prueba.

Al comparar los dos métodos, se puede ver claramente que la prueba de sobretensión de frecuencia industrial es mucho más conveniente, pero este método no siempre se puede aplicar.

Además, existe otra desventaja de la corriente continua. Durante la prueba, el voltaje se distribuirá entrebobinado aislante de acuerdo con la resistencia de las capas, y no su capacitancia. Aunque a tensión de funcionamiento o sobretensión normal, la corriente divergirá a través del espesor del aislamiento precisamente de acuerdo con este principio. Debido a esto, a menudo sucede que el valor del voltaje de prueba y el voltaje de trabajo difieren demasiado.

Prueba de impulso de rayo

La prueba de equipos eléctricos con mayor voltaje del tercer tipo es el uso de impulsos de rayos estándar. La tensión en este caso se caracteriza por un frente de 1,2 μs y una duración de hasta una semidesintegración de 50 μs. La necesidad de comprobar el aislamiento con una tensión de impulso de este tipo se debe al hecho de que, durante el funcionamiento, el devanado estará inevitablemente sujeto a sobretensiones tipo rayo con parámetros similares.

Aquí es importante saber que el efecto de un impulso de rayo es muy diferente de un voltaje con una frecuencia de 50 Hz en que la tasa de cambio de voltaje es mucho más rápida. Debido a la mayor tasa de cambio de voltaje, se distribuirá de manera diferente sobre el devanado aislante de dispositivos complejos, por ejemplo, transformadores. Una prueba de sobretensión con tales características también es importante porque el proceso de ruptura del aislamiento en sí mismo con una pequeña cantidad de tiempo diferirá de la ruptura a una frecuencia de 50 Hz. Puede entender esto con más detalle si observa la característica de voltio-segundo.

Debido a todas estas condiciones, a menudo sucede que probar un transformador con voltaje aumentado de acuerdo con el primer método no es suficiente, es necesario recurrir averificación también por el tercer método.

Cortar pulsos, devanados exterior e interior

En el caso de una sobretensión por rayo en la mayoría de los equipos, se activa un pararrayos que, después de unos microsegundos, cortará la onda del pulso entrante. Por esta razón, cuando se prueba un transformador con mayor voltaje, por ejemplo, se usan pulsos que se cortan especialmente después de 2-3 μs. Se denominan impulsos relámpago estándar recortados.

Estos pulsos tienen ciertas características, como la amplitud.

Este valor de pulso será seleccionado en base a las capacidades del dispositivo que protegerá al equipo de sobretensiones, con cierto margen. Además, al elegir, se debe partir de un factor como la posibilidad de acumulación de defectos latentes con numerosos pulsos. En cuanto a la elección de valores específicos, las reglas de selección se describen en un documento especial del gobierno 1516.1-76.

La prueba de alto voltaje del equipo para el devanado interno se llevará a cabo de acuerdo con el principio del método de tres descargas. La conclusión es que se aplicarán tres pulsos de polaridad positiva y tres pulsos de polaridad negativa al devanado. Primero, se aplicarán voltajes completos en términos de la naturaleza del flujo del pulso y luego se cortarán. También es importante saber que debe transcurrir al menos 1 minuto entre cada pulso sucesivo. Se considerará que el aislamiento ha pasado la prueba si no se encuentran fallas y el devanado mismo no recibedaño. Vale la pena decir que dicha técnica de verificación es bastante complicada y se lleva a cabo con mayor frecuencia utilizando métodos de control oscilográfico.

En cuanto al aislamiento exterior, aquí se utiliza el método de 15 golpes. La esencia de la prueba sigue siendo la misma. Se aplicarán 15 pulsos al devanado con un intervalo de al menos 1 minuto, primero de una polaridad, luego de la opuesta. Se aplican tanto legumbres completas como picadas. Las pruebas se consideran superadas si no hubo más de dos superposiciones completas en cada serie de 15 golpes.

Cómo funciona el proceso de verificación

La prueba de sobretensión de CA o CC debe realizarse en estricto cumplimiento de las normas. El procedimiento es el siguiente.

• Antes de proceder con la prueba, el inspector debe asegurarse de que el equipo de prueba esté en buenas condiciones.
• El siguiente paso es montar el circuito de prueba. El primer paso es proporcionar una conexión a tierra de protección y de trabajo para el equipo bajo prueba. En algunos casos, si es necesario, también se proporciona una conexión a tierra protectora para el caso del dispositivo bajo prueba.

Conectar equipo

Antes de proceder a conectar el equipo a una red de 380 o 220 V, también se debe poner a tierra la entrada de alta tensión de la instalación. Aquí es importante cumplir con el siguiente requisito: la sección transversal del cable de cobre aplicado a la entrada como conexión a tierra debe ser de al menos 4 cuadradosmilímetros. El montaje del circuito lo realiza el personal de la brigada, los cuales realizarán ellos mismos las pruebas.

• La conexión de la unidad bajo prueba al circuito de 380 o 220 V debe realizarse a través de un dispositivo de conmutación especial con un circuito abierto visible o un enchufe, que debe ubicarse en el punto de control de esta unidad.
• A continuación, el cable se conecta a la fase, al polo del equipo bajo prueba o al núcleo del cable. Desconecte el cable solo con el permiso de la persona a cargo de la prueba y después de la conexión a tierra.

Sin embargo, antes de aplicar corriente a la instalación bajo prueba, el trabajador debe hacer lo siguiente:

• Es necesario asegurarse de que todos los miembros del personal de control hayan ocupado sus lugares, que todas las personas no autorizadas hayan sido retiradas y que el dispositivo se pueda energizar.
• Antes de aplicar voltaje, asegúrese de notificar esto a todo el personal de prueba, y solo después de asegurarse de que todos los empleados hayan escuchado esto, puede quitar la conexión a tierra de la salida del equipo bajo prueba y aplicar voltaje de 380 o 220 V.
• Inmediatamente después de quitar la conexión a tierra, se considera que todos los equipos involucrados en la prueba de equipos eléctricos con mayor voltaje están energizados. Esto significa que cualquier cambio en el circuito o en las conexiones de cables u otros cambios están estrictamente prohibidos.
• Después de realizar las pruebas, el administrador está obligado a reducir el voltaje a 0, desconectar todos los equipos de la red, ponerlos a tierra usted mismo o dar una orden para poner a tierra la salida de la instalación. Obotodo esto debe ser informado al equipo de trabajo. Solo después de eso, se permite desconectar los cables si se completaron las pruebas o volver a conectarlos si se requiere más trabajo. Las barandillas también se eliminan solo después de que la planta se cierra por completo y se completa el trabajo.

El protocolo de prueba de aumento de tensión de cualquier equipo también debe ser elaborado por el jefe del grupo de trabajo.

Prueba de cables

También se realizan pruebas de cables según un plan específico.

1. Primero, debe equipar la tierra para el equipo y el pararrayos manual. Sucede que una instalación de transformador de alto voltaje y un accesorio de kenotron se mueven fuera del aparato. En este caso, también deben estar conectados a tierra.
2. Después de eso, debe doblar la puerta, que se encuentra en la parte posterior de la parte superior de la máquina, e instalarla en el soporte. A continuación, la puerta inferior se inclina hacia atrás, se monta un accesorio de kenotrón y sus patas se enrollan debajo del soporte y la extrusión de la puerta.
3. La puerta superior tiene un orificio donde se puede insertar la manija de conmutación de límite. Usando una llave, el mango se conecta con un microamperímetro. El mango debe estar conectado a tierra.
4. Se debe mantener un resorte especial en las piezas de repuesto al realizar dicho trabajo. En un extremo se conecta a un transformador elevador de alta tensión y en el otro extremo a la salida de un prefijo tipo kenotron de alta tensión. La salida se encuentra en el medio de la consola.
5. A continuación, inserte el enchufe del prefijo enenchufe del panel de control. Hay un mango especial marcado como "Protección", debe reorganizarse a la posición "Sensible".
6. Utilice un cable para conectar el equipo bajo prueba al accesorio. En este caso, es necesario lanzar el manguito del cable en la salida del microamperímetro hasta que se detenga, después de lo cual se instala una valla protectora.
7. El enchufe del equipo se puede conectar a la red y, una vez que el empleado se sube al soporte de goma, se puede encender el dispositivo. En este momento, el diodo verde se encenderá y, después de presionar el botón de encendido, rojo.
8. El equipo tiene un mango que gira en el sentido de las agujas del reloj, aumentando así el voltaje. Por lo tanto, debe girarse hasta que se alcance el voltaje de prueba. La lectura se suele realizar en la escala de kV, que se calibra en kilovoltios máximos.
9. La corriente de fuga se puede cambiar cambiando la perilla de límite presionando el botón en el centro de esta perilla.
10. Después de todas las pruebas, es necesario reducir el voltaje suministrado a 0 y luego presionar el botón para apagar el dispositivo.

El protocolo para probar el cable con mayor voltaje también se elabora después de que se haya completado todo el trabajo del grupo de prueba principal.

Prueba con frecuencia industrial RU

En el siguiente orden, las pruebas se llevan a cabo para los equipos de conmutación junto con sus dispositivos de conmutación.

Primero debe preparar el equipo para el trabajo. Para hacer esto, debe deshabilitaraparamenta, todos los transformadores de tensión y otros dispositivos conectados a ella, que estén cortocircuitados o puestos a tierra. Todo el equipo se limpia de polvo, humedad y cualquier otro contaminante. Después de eso, de acuerdo con las reglas para probar aislamiento con mayor voltaje de mayor frecuencia, es necesario medir y registrar la resistencia del devanado del equipo bajo prueba. Para esto, se toma un megaóhmetro con un voltaje de 2.5 kV. Luego de eso, se prepara toda la instalación para el trabajo posterior como se describió anteriormente.

Después de eso, todas las mediciones de prueba de la aparamenta se llevan a cabo utilizando un voltaje aumentado.

Pruebas con los instrumentos más comunes

Uno de los dispositivos comunes para realizar pruebas es AII-70. También se utiliza con bastante frecuencia la instalación marcada UPU-1M.

Antes de proceder con cualquier prueba, es necesario que las flechas de todos los dispositivos estén en cero, los disyuntores estén apagados. La perilla del regulador de voltaje debe girarse completamente en sentido antihorario. En cuanto a la posición de los fusibles, debe corresponder a la tensión de red. Si se requiere el transporte de un transformador de alto voltaje, entonces debe fijarse de manera muy segura dentro del aparato, la manija del regulador debe estar empotrada en este caso y las puertas deben estar bien cerradas. El accesorio kenotron también debe fijarse de forma segura si se prueba el cable, y también debe quitarrecipiente con líquido dieléctrico de la unidad.

Usando una sonda durante el transporte, verifique periódicamente la distancia entre los electrodos del vaso. Debe ser igual a 2,5 mm. La sonda debe pasar entre los electrodos sin apretar demasiado, pero tampoco cabeceando.

Reglas de seguridad para las pruebas

En cuanto a las reglas de seguridad y los estándares de prueba de alto voltaje, son los siguientes.

En primer lugar, antes de comenzar cualquier trabajo, debe equipar la tierra con un cable de cobre con una sección transversal de al menos 4,2 milímetros cuadrados, dispositivos tales como el propio aparato, una vía de chispas manual, un transformador de alto voltaje y un accesorio de kenotrón.

Cualquier trabajo sin conexión a tierra está estrictamente prohibido.

Segundo, asegúrese de instalar una cerca protectora. Debe fijarse desde el lado de los tubos aislantes al accesorio kenotron. Los avisos de advertencia deben estar en la barandilla. La valla también debe fijarse desde el lado de las varillas de metal. Aquí se conecta a las orejetas giratorias del marco de la caja de control.

En cuanto a cualquier conmutación de partes de alto y bajo voltaje del aparato, se llevan a cabo solo cuando el voltaje está completamente desconectado, así como en presencia de una tierra conectada y confiable.

Tanto el cable como cualquier otro objeto que haya sido probado con una capacitancia significativa deben conectarse a tierra después de la prueba. Esto se debe al hecho de que, incluso después de completar las pruebas, el objeto puede retener una carga suficientemente poderosa que puede dañar la salud humana.

Como se puede ver en lo anterior, los métodos de prueba para el aumento de voltaje son bastante similares entre sí. Pero también hay diferencias significativas, por lo que a veces es necesario verificar el mismo equipo de diferentes maneras.