Prueba de tensión en cables de alta tensión
La prueba de resistencia al voltaje es una prueba de aislamiento, pero es una prueba destructiva que puede revelar defectos en el aislamiento difíciles de detectar en pruebas no destructivas.
El ciclo de prueba para cables de alta tensión es de tres años y debe realizarse después de las pruebas no destructivas. En otras palabras, la prueba de resistencia al voltaje se realiza solo después de que se hayan superado todas las pruebas no destructivas.
La mayoría de los cables de alta tensión utilizados hoy en día son cables de polietileno reticulado (XLPE), que pueden tener secciones transversales grandes y cubrir un amplio rango de niveles de voltaje. Por lo tanto, se espera que su aplicación se vuelva cada vez más generalizada.
Este artículo utiliza como ejemplo el cable de alta tensión de 10 kV más común. De hecho, no hay mucho que elaborar—la prueba es simple y el método es similar a la prueba de aislamiento, excepto que el equipo de prueba es diferente.
Se mide la resistencia de aislamiento utilizando un tester de resistencia de aislamiento (megger), mientras que la prueba de resistencia al voltaje requiere un conjunto de prueba de resonancia serie.
El principio y el cableado de la prueba de resonancia serie también son muy sencillos. No es como si el equipo de resonancia serie fuera algo particularmente nuevo, ya que se ha utilizado durante muchos años.
La resonancia serie es relativamente fácil de entender y se explica específicamente en los cursos fundamentales de ingeniería eléctrica. Los cables de alta tensión son objetos de prueba capacitivos, capaces de almacenar carga eléctrica durante el proceso de aplicación de voltaje.
Por lo tanto, independientemente de si un cable de alta tensión está energizado o no, nunca se debe intentar tocarlo con la mano. ¡Incluso si está desenergizado, la descarga de su capacitancia sola puede ser bastante peligrosa!
Sin experiencia personal, no se deben hacer conclusiones casuales. Aquellos que no han experimentado esto nunca deben intentarlo a la ligera.
Dado que el objeto de prueba es capacitivo, se conecta un inductor en serie dentro del circuito de prueba. Se logra la resonancia mediante el uso del principio de que la reactancia inductiva (XL) es igual a la reactancia capacitiva (XC).
Esta condición de resonancia se puede lograr ajustando el valor de la inductancia o cambiando la frecuencia de la fuente de alimentación. ¿Cómo ajustamos la inductancia? Naturalmente, se determina en función de la capacitancia, porque XL debe ser igual a XC.
Para un cable dado, una vez que se conocen el modelo y la longitud (en metros), la capacitancia se puede obtener de tablas de referencia o proporcionada por el fabricante del cable.
En cuanto a cambiar la frecuencia de la fuente de alimentación, se utiliza la fórmula clásica f₀ = 1/(2π√LC), donde f₀ es la frecuencia de resonancia.
A la frecuencia de resonancia, XL = XC, y los voltajes a través del inductor y la capacitancia del objeto de prueba se vuelven iguales. Este voltaje es Q veces el voltaje de la fuente, donde Q es el factor de calidad, también conocido como el factor de magnificación de voltaje.
El valor de Q puede ser muy alto, llegando hasta 120 (consulte los manuales específicos del equipo para valores exactos). Esto reduce significativamente la capacidad de fuente de alimentación requerida, lo cual es precisamente por lo que el equipo de resonancia serie ha sido ampliamente adoptado.
El equipo de resonancia serie ordinario puede proporcionar típicamente un rango de frecuencia ajustable de 30–300 Hz, lo que facilita localizar el punto de resonancia.
Finalmente, hablemos del voltaje de prueba. Para cables de alta tensión de 10 kV, el voltaje de prueba preventiva se selecciona como 2U₀, con una duración de 5 minutos. La prueba se considera superada si no hay descargas, no hay rupturas, no hay calentamiento, no hay humo y no hay olores inusuales.
Existen dos tipos de cables de 10 kV: 6/10 kV y 8.7/15 kV. El voltaje de prueba adecuado debe seleccionarse según el modelo específico del cable.
