Proba de resistencia a voltaxe en cables de alta tensión
A proba de tensión é unha proba de aislamento, pero é unha proba destructiva que pode revelar defectos no aislamento difíciles de detectar nas probas non destructivas.
O ciclo de proba para cabos de alta tensión é de tres anos e debe realizarse despois das probas non destructivas. En outras palabras, a proba de resistencia a tensión só se realiza despois de pasar todas as probas non destructivas.
A maioría dos cabos de alta tensión utilizados hoxe son cabos de polietileno reticulado (XLPE), que poden ter seccións transversais grandes e cubrir un amplio rango de niveis de tensión. Polo tanto, espera-se que a súa aplicación sexa cada vez máis xeneralizada.
Este artigo usa como exemplo o cable de alta tensión de 10 kV máis común. De feito, non hai moito que elaborar—a proba é simple e o método é semellante á proba de aislamento, con excepción do equipo de proba que se utiliza.
Mídese a resistencia ao aislamento usando un tester de resistencia ao aislamento (megger), mentres que a proba de resistencia a tensión require un conxunto de proba de resonancia en serie.
O principio e o esquema de conexión da proba de resonancia en serie tamén son moi simples. Non é como se o equipo de resonancia en serie fose algo particularmente novo, xa que se está utilizando desde hai moitos anos.
A resonancia en serie é relativamente fácil de entender e explica-se específicamente nos cursos fundamentais de enxeñaría eléctrica. Os cabos de alta tensión son obxectos de proba capacitivos, capaces de almacenar carga eléctrica durante o proceso de aplicación de tensión.
Por tanto, independentemente de que un cabo de alta tensión estea alimentado ou non, nunca se debe tentar tocalo coa man. Aínda que non estea alimentado, a descarga da súa capacidade pode ser bastante perigosa!
Sen experiencia persoal, non se deben facer conclucións casuais. Quen non o experimentou, nunca debe tentalo lixeiramente.
Como o obxecto de proba é capacitivo, conectase un inductor en serie no circuito de proba. A resonancia lograse utilizando o principio de que a reactancia indutiva (XL) é igual á reactancia capacitiva (XC).
Esta condición de resonancia pode lograrse axustando o valor de inductancia ou cambiando a frecuencia da fonte de alimentación. Como axustamos a inductancia? Naturalmente, determinase en base á capacitancia, porque XL debe ser igual a XC.
Para un cable dado, unha vez coñecidos o modelo e a lonxitude (en metros), a capacitancia pódese obter de táboas de referencia ou proporcionada polo fabricante do cable.
En canto ao cambio da frecuencia da fonte de alimentación, úsase a fórmula clásica f₀ = 1/(2π√LC), onde f₀ é a frecuencia de resonancia.
Na frecuencia de resonancia, XL = XC, e as voltaxes nos extremos do inductor e da capacitancia do obxecto de proba son iguais. Esta tensión é Q veces a tensión da fonte, onde Q é o factor de calidade, tamén coñecido como o factor de amplificación de tensión.
O valor de Q pode ser moi alto, alcanzando ata 120 (véxase os manuais específicos do equipo para valores exactos). Isto reduce significativamente a capacidade de alimentación necesaria, precisamente por iso o equipo de resonancia en serie foi ampliamente adoptado.
O equipo de resonancia en serie común pode proporcionar típicamente un rango de frecuencia axustable de 30–300 Hz, facilitando a localización do punto de resonancia.
Finalmente, falaremos da tensión de proba. Para os cabos de alta tensión de 10 kV, a tensión de proba preventiva seleccionada é 2U₀, cunha duración de 5 minutos. A proba considerase superada se non hai descarga, ruptura, aquecemento, humo nin olor inusual.
Hai dous tipos de cabos de 10 kV: 6/10 kV e 8.7/15 kV. A tensión de proba adecuada debe seleccionarse segundo o modelo específico do cable.
