IEC 61869-1 exige medir descargas parciales a los transformadores de medida con Um de 7,2 kV o más. El nivel, en picocoulombs, no debe pasar del límite de la Tabla 3, que depende del tipo de aislamiento, de la puesta a tierra del neutro y del tipo de transformador. La medición sigue IEC 60270 y se hace después de un preesfuerzo.
Respuesta corta
Una descarga parcial es una descarga eléctrica localizada en el aislamiento que no llega a cruzarlo por completo. IEC 61869-1, edición de 2007, fija en el apartado 5.3.3.1 un límite máximo permitido y en el 7.3.2 la forma de medirlo. El principio general de la prueba está en prueba de descargas parciales.
A quién aplica
La medición de descargas parciales es un ensayo de rutina según la Tabla 10 de la norma: se hace a cada transformador fabricado.
El requisito de descargas parciales se aplica a los transformadores de medida con Um mayor o igual que 7,2 kV. Um es la tensión más elevada para el equipo. Cubre los transformadores de corriente (CT) y de tensión (PT) de media, alta y extra alta tensión.
Qué límite se debe cumplir
La Tabla 3 de IEC 61869-1 da el nivel máximo permitido de descargas parciales, en picocoulombs (pC). El límite depende de tres datos:
- Tipo de aislamiento: inmerso en líquido o gas, o sólido.
- Puesta a tierra del neutro del sistema: neutro a tierra con factor de falla a tierra menor o igual a 1,4, o neutro aislado o no efectivamente a tierra, con factor mayor que 1,4.
- Tipo de transformador: CT y PT con un borne a tierra, o PT sin bornes a tierra.
Las tensiones de ensayo se expresan en función de Um, en valor eficaz. En la tabla aparecen tres referencias: Um, 1,2·Um/√3 y 1,2·Um. Para cada combinación de tipo de aislamiento, neutro y transformador, la tabla indica a qué tensión se mide y qué nivel no se debe superar. Por eso no existe un único número de picocoulombs válido para todos los equipos: antes de comparar un resultado, confirme qué fila de la tabla corresponde a su transformador.
Tres notas de la tabla ayudan a aplicarla:
- Si el sistema de neutro no está definido, valen los límites del neutro aislado o no efectivamente a tierra.
- El nivel máximo permitido también vale para frecuencias distintas de la asignada.
- CT significa transformador de corriente y VT transformador de tensión.
En los PT cuya tensión asignada es mucho menor que Um, IEC 61869-3 permite acordar entre fabricante y comprador tensiones de preesfuerzo y de medida más bajas. En ese caso la tensión de medida baja en la misma proporción que la de preesfuerzo.
Cómo es la medición
El circuito y los instrumentos siguen IEC 60270. La norma muestra tres circuitos de ejemplo: el básico, uno alternativo y uno balanceado, que ayuda a suprimir el ruido externo.
El instrumento mide la carga aparente en pC y se calibra dentro del circuito de ensayo. Los requisitos de la norma son estos:
| Elemento | Requisito |
|---|---|
| Instrumento de banda ancha | Ancho de banda de al menos 100 kHz y corte superior de máximo 1,2 MHz |
| Instrumento de banda estrecha | Frecuencia de resonancia entre 0,15 y 2 MHz |
| Banda estrecha, valores preferidos | De 0,5 a 2 MHz, o la frecuencia de mayor sensibilidad si se puede |
| Sensibilidad | Debe detectar 5 pC |
El ruido de fondo debe ser claramente menor que la sensibilidad. Los pulsos que se sabe que vienen de perturbaciones externas pueden descartarse. Si se usa procesamiento electrónico para reducir el ruido, debe demostrarse que sigue detectando los pulsos que se repiten.
Preesfuerzo y tiempo de medición
El apartado 7.3.2.2 exige un preesfuerzo antes de medir. Después se llega a las tensiones de la Tabla 3 y se mide el nivel de descargas parciales en un tiempo de 30 s como máximo. La norma ofrece dos procedimientos:
- Procedimiento A: se llega a las tensiones de medida bajando la tensión después del ensayo de tensión soportada a frecuencia industrial.
- Procedimiento B: se hace la medición después del ensayo de frecuencia industrial. La tensión sube hasta el 80 % de la tensión soportada a frecuencia industrial, se mantiene al menos 60 s y baja sin interrupción hasta las tensiones de medida.
Si no se acuerda otra cosa, el fabricante escoge el procedimiento. El informe de ensayo debe indicar cuál se usó.
Para un PT sin bornes a tierra, IEC 61869-3 pide dos ensayos. La tensión se aplica por turno a cada borne de alta tensión, y el otro borne se conecta a un borne de baja tensión, a la carcasa y al bastidor.
- Ensayo de tensión soportada a frecuencia industrial
- Preesfuerzo. Procedimiento A (bajando la tensión) o B (80 % durante 60 s o más)
- Medición a las tensiones de la Tabla 3. En 30 s como máximo
- ¿El nivel pasa del límite? No: continúa; Sí: Ensayo no superado.
- Transformador conforme
Qué resultado se acepta
El nivel medido no debe superar el límite de la Tabla 3 (apartado 7.3.2.2). Si lo supera, el transformador no cumple el requisito. El principio de la prueba y sus métodos de campo están en prueba de descargas parciales. El equipo de medición según IEC 60270 se describe en medidor de descargas parciales IEC 60270. Más sobre de dónde sale el zumbido de un transformador en por qué zumba un transformador.
Qué no hacer
- No aplique el requisito a equipos con Um menor que 7,2 kV.
- No compare el nivel medido con el límite de otro tipo de aislamiento o de otra puesta a tierra del neutro.
- No dé por válida una medición cuyo ruido de fondo sea comparable a 5 pC.
- No acepte un informe que no indique el procedimiento de preesfuerzo usado.
Temas relacionados
El límite de descargas parciales se fija junto con los ensayos de impulso y con el nivel de aislamiento. Se mide como parte de los ensayos de rutina. En campo, vea la prueba de descargas parciales y el CT de alta tensión.
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Referencias
- IEC 61869-1, Instrument transformers - Part 1: General requirements, edición de 2007, apartados 5.3.3.1 (Tabla 3), 7.3.2.1 y 7.3.2.2.
- IEC 61869-3, apartado 7.3.2.2, nota 301 y ensayo de PT sin bornes a tierra.
- IEC 60270, mediciones de descargas parciales.
Preguntas frecuentes
¿A qué transformadores de medida se les mide descargas parciales?
A los que tienen una tensión más elevada para el equipo (Um) igual o mayor que 7,2 kV. Es el alcance del apartado 5.3.3.1 de IEC 61869-1. Los equipos de menor tensión no tienen ese requisito en esa norma.
¿Qué sensibilidad debe tener la medición?
El apartado 7.3.2.1 exige que el sistema de medida permita detectar un nivel de descargas parciales de 5 pC. El ruido de fondo debe ser claramente menor que esa sensibilidad.
¿El límite de descargas parciales es el mismo para un CT y para un PT?
No. La Tabla 3 de IEC 61869-1 da límites distintos según tres datos. Son el tipo de aislamiento (líquido o gas, y sólido), la puesta a tierra del neutro del sistema y el tipo de transformador: CT, PT con un borne a tierra o PT sin bornes a tierra.