Muchas de las boquillas modernas de tipo condensador de alto voltaje están equipadas con tomas de prueba (tap) de potencial ó factor de potencia. Hay dos clases generales de tomas: (1) tomas de potencial (ó capacitancia), que son usadas generalmente en boquillas con rango arriba de 69 kV, y (2) tomas de factor de potencia, usadas generalmente en boquillas con rango de 69 kV y menor.
Las tomas de potencial (tap) están diseñadas para su posible uso con un dispositivo de boquilla de potencial; por consiguiente, estas son capaces de resistir altos voltajes. Además, las tomas de potencial también sirven de propósito adicional el permitir mediciones en el modo UST en el aislamiento principal (C1) de una boquilla sin necesidad de aislarla en las terminales superiores e inferiores del aparato asociado y terminales conectadas no energizadas. Las tomas de Factor de Potencia no están diseñadas para resistir potencial alto ya que su único propósito es solamente proveer un electrodo para hacer una medida UST en el aislamiento de la boquilla C1.
El ingeniero de prueba debe considerar cuidadosamente el potencial de prueba antes de proceder a realizar la prueba de aislamiento en la toma. Para las boquillas con toma de potencial (tap), hasta 5 kV puede ser aplicado. El ingeniero de prueba, sin embargo, debe tener cuidado que el potencial aplicado no exceda el rango de la toma. Para boquillas con toma de factor de potencia, el voltaje máximo de prueba permisible es usualmente designado por el fabricante (usualmente entre 500 voltios y 2 kV). En la “Guía Doble de Pruebas de Campo de Boquillas” se presenta una lista actualizada de los potenciales de prueba aceptables para las pruebas de tomas aisladas de factor de potencia en distintos tipos de boquillas.
La figura 8-29 ilustra una prueba de aislamiento de toma (C2) en una boquilla.
* Conecte a la terminal de la Guarda al Anillo del Cable de Alto Voltaje ó al Cable LV en el modo de GUARDA.
Figura 8-29 Prueba de Aislamiento de Toma de Boquilla C2
Note en la figura 8-29 que cualquier corriente electrostática (Ii) que puede acoplarse al conductor de la boquilla, debe ir a tierra a través del medidor. En algunos casos Ii puede ser poco apreciable. Mientras que los equipos de pruebas de Doble son capaces de medir con la interferencia electrostática, puede ser más conveniente, en el caso de la prueba de aislamiento en la toma, alterar un poco el procedimiento de prueba hasta reducir el efecto total de la interferencia electrostática. Así que se ofrece un método alternativo de ejecución de la prueba de aislamiento de la toma en la figura 8-30 en el cual el conductor central de la boquilla está aterrizado. C1 y C2 son ambas medidas en esta instancia.
(Nota: El método Alternativo no es requerido por el M4000 para las pruebas realizadas con la técnica de modulación de frecuencia).
Figura 8-30 Técnica Alternativa para la Prueba de Aislamiento de la Toma
Pruebas de Collar
Un hecho bien establecido en una falla característica de las boquillas llenas de compuesto aislante, ha sido aquellas que presentan fugas en la parte final de la parte superior de la boquilla, las cuales a su vez permite entrar humedad a la cámara del compuesto. Como resultado, el camino de la fuga puede ser establecido el cual puede conllevar a la falla de la boquilla. La prueba de collar se aplica fácilmente a este tipo de boquilla. Por la aplicación de una tensión de voltaje incrementada en la región superior de la boquilla, se detecta la humedad ó deterioro en sus etapas iniciales, antes de que progrese lo suficiente para ser detectada por las pruebas generales.
Las pruebas de collar fueron diseñadas originalmente para detectar defectos en las cámaras con compuesto aislante de las boquillas llenas de compuesto; sin embargo, son usadas actualmente en boquillas del tipo seco de porcelana sólida, boquillas llenas de aceite, y terminales de cable. La prueba de collar es útil para detectar bajos niveles de aceite ó compuesto aislante en las boquillas y terminales; por ejemplo, el desempeño del medidor de nivel de líquido de tipo magnético de las boquillas llenas de aceite debe ser revisado usando esta técnica. Las boquillas y terminales sin indicadores de nivel de líquido también deben ser revisados periódicamente para evitar un bajo nivel de líquido. Las pruebas se aplican en el modo GST como estándar, en el modo UST sobre algunas condiciones de aplicación, y deben ser aplicadas usando tanto los collares simples ó los múltiples.
El collar a usar debe ser de hule conductora (Figura 8-31) ó metálicos (lámina fina de metal, ó en forma de trenza, etc.). En cualquier caso, se debe de tener cuidado de que los collares se coloquen alrededor de la boquilla para asegurar un buen contacto con la superficie. El poco contacto ó los huecos pueden producir resultados incorrectos ó irreales; sin embargo, se debe de tomar mucho cuidado para evitar esta dificultad. Para una consistencia, especialmente en la lectura de la corriente, 1) el collar debe tener muy poca actividad, 2) la posición del cable de alto voltaje debe estar aproximadamente 90° al eje de la boquilla a prueba y 3) para las pruebas de seguimiento posteriores se debe utilizar collares del mismo ancho.
Figura 8-31 Collar Estándar marca Doble (Hule conductor) con un Anillo con Extensión “D” Prueba en Boquillas de Collar Caliente Sencillo – GST
La Prueba de Collar Caliente Sencillo consiste en realizar una medida entre un collar externamente aplicado y el conductor central de la boquilla. El collar es generalmente colocado debajo del primer faldón de la boquilla, ó en alguna otra región de interés. El collar es energizado por el Equipo de prueba (por eso el término Collar “Caliente”), mientras el centro del conductor es aterrizado. Refiérase a la Figura 8-32.
En el modo GST (Figura 8-32a) la prueba de collar caliente incluye una medición de todas las corrientes que pasan entre el collar energizado y la tierra. Esto incluye corrientes de superficie con fugas, e ilustra porque las condiciones de humedad atmosférica y la superficie de la boquilla deben tomarse en consideración. (Refiérase a la sección en
Superficie con Fugas.) También, las corrientes electrostáticas resultantes de los voltajes externos acoplados a la
Prueba en Boquillas de Collar Caliente Sencillo – UST
En el modo UST (Figura 8-32b), la prueba de Collar Caliente incluye mediciones de todas las corrientes que pasan entre el collar energizado y el conductor central de la boquilla. Son medidas las corrientes de fuga arriba del primer faldón, pero no son medidas las corrientes de superficie debajo de la brida montada aterrizada. Por consiguiente, el modo UST debe ser menos afectado por las corrientes de fugas; sin embargo; es más susceptible a los efectos de la interferencia electrostática. Note que en el modo UST las corrientes electrostáticas resultantes de los voltajes externos acoplados a la terminal de la boquilla van a tierra mediante el Conector de Bajo Voltaje y hasta el circuito de medición del equipo de prueba. Pero deben añadirla a cada lectura reversible y debe ser tomado en cuenta en el modo propuesto en la sección dos: “OPERACIÓN DEL M2H, INTERFERENCIA ELECTROSTATICA”.
Pruebas de Collar Frío en las Boquillas
Una variación en la prueba de Collar usada en el pasado es la prueba de Collar Frío. En esta prueba el collar está conectado a tierra (GST) ó al circuito UST como el último modo. El conductor de la boquilla es energizado como en la Prueba General.
En el caso de la prueba de Collar Frío en el modo GST, los resultados de prueba incluyen las corrientes y las pérdidas totales (corriente y Watts) para la boquilla. Lo último debe ser determinando por una prueba general por separado y sustraída de la combinación de los resultados de las pruebas del Collar Frío para determinar las pérdidas y la corriente entre el conductor central y el collar (es). Esto incluye la sustracción de valores relativamente grande para llegar a los valores relativos pequeños para el área del collar con la posibilidad de un error significativo.
En el caso de la prueba de Collar Frío en el modo UST, los resultados de prueba son confinados a las corrientes y pérdidas entre el conductor central y el collar (es).
Note que la prueba de Collar Frío necesita que sea energizado el conductor de la boquilla y cualquier devanado o parte que esté conectado a él como en la prueba general. Sólo se energiza el collar en la prueba de Collar “Caliente”. En general esta aparece sin grandes ventajas en la técnica de Collar Frío y se recomienda la propuesta de Collar Caliente Para pruebas Sencillas de Collar Caliente, el collar se energiza a 10kV como se muestra en la figura 8-32 (en el caso de boquillas cortas, y, siempre que el espacio físico a la tierra sea muy pequeño, el voltaje de prueba debe ser reducido); el conductor central de la boquilla ó de la terminal es conectado también a tierra (Figura 8-32a) ó a UST (Figura 8-32b), y las medidas de la corriente y los Watts son grabadas en un modo convencional.
Figura 8-32 Técnica de Prueba de Boquilla con Collar Caliente
Los datos son analizados con base a las magnitudes relativas de la corriente y los Watts obtenidos para las boquillas similares ó para las pruebas periódicas en la misma boquilla. (Ver “ANALISIS DE RESULTADOS DE PRUEBA”,
Prueba Sencilla de Collar Caliente.) El factor de potencia no se calcula, excepto en algunos casos de pruebas de
Múltiples Collares Calientes. No se corrige por los efectos por temperatura.
Pruebas de Múltiples Collares Calientes
Las pruebas Múltiples Collares Calientes son suplementos útiles para las pruebas de collares sencillos en las boquillas que no están equipadas para permitir pruebas generales por los Métodos UST, Conexión Fría ó Conexión Caliente. Las pruebas de Múltiples Collares dan indicaciones de la condición general del aislamiento en la región superior de una boquilla y puede ser relativamente insensible a la condición en el aislamiento debajo del montaje de la brida. Referirse a la Figura 8-33.
Las Pruebas de Múltiples Collares se desarrollan del mismo modo que las pruebas de collar sencillo (GST ó UST) pero con dos ó más collares colocados en ranuras alternadas a lo largo de la superficie exterior de la boquilla. Los collares están conectados y energizados uno con otro. Las ventajas de los modos UST y GST son las mismas que para las pruebas de Collar Caliente Sencillo.
La corriente y los Watts son obtenidos en una manera convencional y los datos son analizados con base a las magnitudes relativas de la corriente y los Watts obtenidos en las boquillas similares ó entre las pruebas periódicas. El factor de potencia puede ser calculado si se han instalado un número suficiente de collares para así producir corrientes que se asemejen a los valores de la Prueba General.
Figura 8-33 Prueba de Boquilla con Múltiples Collares Calientes Pruebas de Collar Caliente en Terminales de Cable
Las pruebas de collar caliente se hacen en las terminales de los cables del mismo modo general que se describió para las boquillas. Las pruebas generalmente se desarrollan en el modo GST; la prueba no requiere energizar el conductor del cable que puede estar fuera de la capacidad de la corriente del equipo de prueba, particularmente en longitudes grandes de cable.
Las pruebas de Collar Caliente son extremadamente efectivas en la detección de contaminación y vacío en las terminales llenas de compuesto. Las pruebas de Collar Caliente sencillo y múltiple también son desarrolladas en las terminales llenas de aceite que no están diseñadas para las pruebas UST (esto es, las terminales no equipadas con electrodos de prueba de factor de potencia).