Domingo 19 de Septiembre de 2021       •      Dólar= $778,88      •      UF=$30.044,36       •      UTM=$52.631

Sistemas de monitoreo de descargas parciales en celdas de MT

Hoy, más que nunca, la gestión de los activos se hace cada vez más importante, particularmente en Chile por la reciente promulgación del “Pliego Técnico normativo RPTD N°17” (Decreto 109), el que establece los requisitos del Sistema de Gestión de Integridad de Instalaciones Eléctricas (SGIIE).

Cuando se trata de la salud de los activos y el mantenimiento predictivo, particularmente en celdas de Media Tensión (MT), la temperatura de contacto, la humedad y la descarga parcial son las tres métricas más importantes que indican la salud de las celdas y el riesgo de falla.

La temperatura y la humedad son conceptos universalmente entendidos, como lo es su efecto en los equipos eléctricos. A altas temperaturas, el revestimiento de cobre puede oxidarse y el activo generalmente envejece a un ritmo acelerado. Por ello, ANSI e IEC han definido temperaturas de operación seguras para diferentes clases de equipos eléctricos; estos estándares se pueden usar fácilmente para establecer umbrales de advertencia y alarma para un sistema de monitoreo continuo. Del mismo modo, se entiende que la humedad y la condensación reducen o eliminan el aislamiento efectivo (separación del aire o fuga superficial). A medida que la escala de humedad pasa de 0% seco a 100% húmedo, también tiene umbrales fáciles de definir para un sistema de monitoreo continuo.

En ambos casos, estas mediciones existen en una escala absoluta fácil de entender, donde los valores altos indican un estado no deseado del activo en sí.

Sin embargo, la descarga parcial (DP) no tiene una escala comparable, con umbrales fáciles de definir, y si bien es un componente clave de los tres indicadores más importantes de la salud de los activos, es quizás la métrica menos conocida. Además, no se entiende universalmente la variedad de unidades de medida que pueden definir una DP, sus respectivas escalas y, lo que es más importante, cómo se pueden usar los datos de una DP en aplicaciones del mundo real como el monitoreo continuo y el mantenimiento predictivo.


La descarga parcial

La descarga parcial es un concepto más familiar de lo que se piensa. Los rayos son una forma de descarga eléctrica familiar para la mayoría. Dado un voltaje suficientemente alto, cualquier superficie cargada demostrará una descarga eléctrica en busca de una superficie con carga opuesta. Como se señaló anteriormente, este fenómeno es evidente en los relámpagos, y en menor escala con los “choques” estáticos que todos experimentamos en climas fríos y secos cuando contactamos un objeto/superficie de metal. El mismo principio se aplica en los huecos microscópicos que existen dentro de los cables de alimentación eléctrica cargados. Cuando acumula suficiente voltaje, puede producirse un destello de electrones desde un lado cargado de pequeños espacios de aire en aislamiento o cableado hacia el otro lado cargado. Cuando esto ocurre dentro del equipo eléctrico, se denomina descarga parcial.

Un efecto similar ocurre a lo largo de las superficies contaminadas o imperfectas de los aisladores que encontramos en las celdas de MT. Antes del relámpago explosivo completo de un rayo, los electrones pueden arrastrarse sobre una superficie dada buscando un camino adecuado a tierra. Cuando este fenómeno ocurre en un equipo eléctrico energizado, como en una celda de media tensión, crea una descarga superficial, también conocida como corona, y a menudo puede causar decoloración de la superficie y la ruptura de un aislante. Si no se aborda, el daño causado por la descarga parcial y superficial puede exacerbarse con el tiempo y, en última instancia, conducir a una falla catastrófica.

La descarga parcial se produce constantemente en las celdas de MT, pero su existencia por sí sola no es motivo de alarma. Los espacios de aire y los defectos comúnmente existen en el cableado eléctrico, las respectivas celdas, y todos los equipos eléctricos están sujetos a factores internos y externos que pueden crear descargas parciales. La descarga parcial que ocurre continuamente en condiciones normales de operación, es la línea de base de esta actividad, que nos brinda los conocimientos más importantes sobre la salud de las celdas de MT. Más aún, es la tasa de cualquier aumento de las descargas que ocurren continuamente dentro de la celda, lo que es relevante para el monitoreo predictivo y la evaluación del estado del activo, no cualquier ocurrencia individual. Lo más importante para obtener información sobre la salud de los activos de la descarga parcial es la tendencia general de la actividad, no el valor absoluto de la descarga parcial en un punto dado.

El verdadero objetivo del monitoreo de descarga parcial en una celda de MT, es detectar cuándo un evento externo indujo una descarga parcial que causa un daño real y progresivo al activo. La descarga parcial puede degradar un aislante y causar mayores niveles de descarga parcial en condiciones normales de funcionamiento, ya que el aislador falla. De esta manera, la descarga parcial puede crear un ciclo de retroalimentación que causará fallas en los activos si no se aborda.

Dada la importancia que tienen las celdas de media tensión para el sistema eléctrico de las empresas, es de vital importancia que estos activos cuenten con sistemas de monitoreo de la temperatura, humedad y descargas parciales, variables críticas en la determinación de la vida útil del activo.


Recomendaciones

1) Usar la descarga parcial como un indicador de salud en los activos de energía eléctrica es algo así como usar un monitor de frecuencia cardíaca o presión arterial en la salud humana. Si bien los niveles altos pueden ser diagnósticos de un problema, deben analizarse en contexto y ser tendencia en el tiempo.

2) Si bien el análisis de descarga parcial no es fácil y a menudo es confuso, proporciona una advertencia temprana sobre la falla de los activos y, como tal, debe incluirse en cualquier programa integral de monitoreo de salud de los activos.

3) Existe una compensación entre herramientas de diagnóstico muy costosas y complicadas y dispositivos de sensores más simples y de bajo costo. Los dispositivos simples y de bajo costo:
a) Están destinados a la implementación en todos los activos de MT.
b) Requieren alguna forma de confirmación antes de tomar medidas.
c) Se utilizan mejor para indicar la necesidad de servicios de diagnóstico profesional, a menos que se encuentre una causa raíz obvia en la inspección visual.

4) Las alarmas de descarga parcial son informativas, no deben ser una distracción para las operaciones y deben dirigirse a los equipos de gestión de activos.


Artículo suministrado por IntelliSAW y Edaltec. / www.edaltec.cl
Mayo 2020
.......
Comentarios acerca de este artículo
No hay comentarios publicados
Comenta este artículo
Nombre:
Empresa:
Email:
Comentario:
Notificarme de actividad en este artículo
Ingrese los caracteres de la imagen:
Desayunos
LA MODERNIZACIÓN TECNOLÓGICA DEL SECTOR MINERO: Avanzando hacia la digitalización
AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL INDUSTRIAL: Digitalizar los procesos productivos, la clave para el futuro
LA INDUSTRIA ELECTRÓNICA EN CHILE: Construir redes para fortalecer el ecosistema
Contáctenos
Dirección: José Manuel Infante 919, Of. 203,
Providencia, Chile
Teléfono: (562) 2433 5500
Email: info@emb.cl
Visite también:
© Copyright 2019 Editora Microbyte Ltda.