¿Qué es la prueba de alta tensión?

¿Qué es la prueba de alta tensión?

Definición de la prueba de alta tensión

La prueba de alta tensión implica procedimientos para asegurar que el equipo eléctrico pueda soportar diversas tensiones durante su vida útil operativa.

Métodos de prueba de transformadores

Son esenciales para evaluar la integridad de los sistemas eléctricos, incluyendo pruebas de resistencia dieléctrica, capacitancia y tensión de ruptura.

Tipos de pruebas

Existen principalmente cuatro tipos de métodos de prueba de alta tensión aplicados en equipos de alta tensión y estos son

Pruebas sostenidas de baja frecuencia

Esta prueba se realiza generalmente a la frecuencia de la red (en China es 50 Hz y en América es 60 Hz). Es la prueba de alta tensión más comúnmente utilizada en equipos de alta tensión. Esta prueba, es decir, la prueba sostenida de baja frecuencia, se lleva a cabo en una muestra de material aislante para determinar y asegurar la resistencia dieléctrica, las pérdidas dieléctricas del material aislante. Esta prueba también se realiza en equipos de alta tensión e aisladores eléctricos de alta tensión para asegurar la resistencia dieléctrica y las pérdidas de estos equipos y aisladores.

Procedimiento de prueba sostenida de baja frecuencia

El procedimiento de prueba es muy simple. Se aplica alta tensión a través de una muestra de aislamiento o equipo bajo prueba mediante un transformador de alta tensión. Se conecta un resistor en serie con el transformador para limitar la corriente de cortocircuito en caso de que ocurra un fallo en el dispositivo bajo prueba. El resistor está calificado con tantos ohmios como la alta tensión aplicada al dispositivo bajo prueba.

Eso significa que la resistencia debe estar calificada en 1 ohmio / voltio. Por ejemplo, si aplicamos 200 kV durante la prueba, el resistor debe tener 200 kΩ, de modo que durante la condición de cortocircuito final, la corriente defectuosa debe limitarse a 1 A. Para esta prueba, se aplica la alta tensión de la frecuencia de la red a la muestra o equipo bajo prueba durante un período específico largo para asegurar la capacidad de soportar la alta tensión continua del dispositivo.

N. B. : El transformador utilizado para producir tensión extra alta en este tipo de procedimiento de prueba de alta tensión, puede no ser de alta potencia. Aunque la tensión de salida es muy alta, la corriente máxima se limita a 1A en este transformador. A veces, se utilizan transformadores en cascada para obtener una tensión muy alta, si es necesario.

Prueba de alta tensión en corriente directa

La prueba de alta tensión en corriente directa es normalmente aplicable a aquellos equipos que se utilizan en sistemas de transmisión de alta tensión en corriente directa. Pero esta prueba también es aplicable a equipos de alta tensión en corriente alterna, cuando la prueba de alta tensión en corriente alterna no es posible debido a condiciones inevitables.

Por ejemplo, principalmente en el sitio, después de la instalación de los equipos, es bastante difícil disponer de energía alterna de alta tensión, ya que el transformador de alta tensión puede no estar disponible en el sitio. Por lo tanto, la prueba de alta tensión con energía alterna no es posible en el sitio después de la instalación del equipo. En esa situación, la prueba de alta tensión en corriente directa es la más adecuada.

En la prueba de alta tensión en corriente directa de equipos de corriente alterna, se aplica un voltaje directo aproximadamente dos veces el voltaje nominal normal al equipo bajo prueba durante 15 minutos a 1.5 horas. Aunque la prueba de alta tensión en corriente directa no es un sustituto completo de la prueba de alta tensión en corriente alterna, aún es aplicable donde la prueba de alta tensión en corriente alterna no es posible en absoluto.

Prueba de alta frecuencia.

Los aisladores utilizados en sistemas de transmisión de alta tensión, pueden estar sujetos a roturas o descargas durante perturbaciones de alta frecuencia. Las perturbaciones de alta frecuencia ocurren en el sistema de alta tensión debido a operaciones de conmutación u otras causas externas. La alta frecuencia en la potencia puede causar fallos en los aisladores incluso a tensiones comparativamente bajas debido a altas pérdidas dieléctricas y calentamiento.

Por lo tanto, el aislamiento de todo el equipo de alta tensión debe garantizar la capacidad de soportar tensiones de alta frecuencia durante su vida útil normal. Principalmente, la interrupción repentina de la corriente de línea durante la conmutación y los fallos de circuito abierto, dan lugar a la frecuencia de la forma de onda de tensión en el sistema.

Se ha encontrado que la pérdida dieléctrica por cada ciclo de la potencia es casi constante. Por lo tanto, a alta frecuencia, la pérdida dieléctrica por segundo se vuelve mucho mayor que la de la frecuencia de la potencia normal. Esta rápida y gran pérdida dieléctrica causa un calentamiento excesivo del aislador. El calentamiento excesivo resulta finalmente en un fallo del aislamiento, posiblemente por la explosión de los aisladores. Por lo tanto, para garantizar esta capacidad de soportar tensiones de alta frecuencia, se realiza la prueba de alta frecuencia en equipos de alta tensión.

Prueba de sobretensión o impulso.

Puede haber una gran influencia de sobretensiones o rayos en las líneas de transmisión. Estos fenómenos pueden provocar la rotura de los aisladores de las líneas de transmisión y también pueden atacar al transformador eléctrico conectado al final de las líneas de transmisión. Las pruebas de sobretensión o impulso son pruebas de muy alta o extra alta tensión, realizadas para investigar las influencias de las sobretensiones o rayos en el equipo de transmisión.

Normalmente, los golpes de rayo directos en las líneas de transmisión son muy raros. Pero cuando una nube cargada se acerca a la línea de transmisión, la línea se carga opuestamente debido a la carga eléctrica dentro de la nube. Cuando esta nube cargada se descarga repentinamente debido a un rayo cercano, la carga inducida de la línea ya no está atada y viaja a través de la línea a la velocidad de la luz.

Por lo tanto, se entiende que incluso cuando el rayo no golpea directamente el conductor de transmisión, aún habrá una perturbación de sobre tensión transitoria. Debido a la descarga de rayos en la línea o cerca de la línea, una onda de tensión de frente escalonado viaja a lo largo de la línea. La forma de onda se muestra a continuación.

Durante el viaje de esta onda, ocurren tensiones de alta tensión en el aislador. Debido a esto, la ruptura violenta de los aisladores a menudo es causada por tales impulsos de rayo. Por lo tanto, se debe realizar una investigación adecuada del aislador y las partes aislantes de los equipos de alta tensión mediante pruebas de alta tensión.

Resistencia dieléctrica y pérdidas

Estos parámetros son cruciales para comprender cómo el aislamiento puede resistir el estrés eléctrico y el calor, especialmente bajo diferentes frecuencias de tensión.