Métodos de prueba según IEC 60060-1 · IEC 60270

Alta tensión y aislamiento

Sistemas de prueba resonantes en serie y equipos hipot de CA para pruebas de tensión soportada de cables, transformadores, GIS y celdas, con tensiones de prueba de hasta 500 kV.

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¿Qué es un sistema de prueba resonante en serie?

Un sistema de prueba resonante en serie es un equipo de prueba hipot de CA (tensión soportada) que usa la resonancia en lugar de un gran transformador de prueba para producir la alta tensión de prueba. Una fuente de potencia de frecuencia variable alimenta un transformador de excitación, que a su vez alimenta uno o más reactores de alta tensión conectados en serie con el objeto de prueba. La inductancia del reactor L y la capacitancia del objeto de prueba C forman un circuito resonante. Cuando la frecuencia de la fuente coincide con la frecuencia de resonancia, f = 1 / (2π√LC), la tensión en el objeto de prueba sube a muchas veces la tensión de excitación.

En resonancia, la potencia reactiva que carga el objeto de prueba circula entre el reactor y la capacitancia. La fuente solo tiene que cubrir las pérdidas del circuito, que son menores que la potencia reactiva en un factor igual al factor de calidad Q del circuito, normalmente 30 o más. Por eso un sistema resonante en serie puede probar un cable de potencia largo o una GIS grande con una fuente y un juego de reactores que se transportan al sitio, donde un transformador de prueba convencional pesaría varias toneladas.

Elija un sistema de prueba resonante en serie HUAC

ModeloClase de tensiónObjetos de prueba típicos
HUAC-22/22-10kV10 kVCables de distribución, celdas, transformadores de distribución
HUAC-22/22-35kV35 kVCables de 35 kV, transformadores y celdas de subestación
HUAC-22/22-75kVA/75kVHasta 75 kV, 75 kVACables, GIS, generadores y pruebas de descargas parciales; 25 kV / 3 A o 75 kV / 1 A
HUAC-22/22-216kVA/108kVHasta 108 kV, 216 kVACables de alta tensión, transformadores, GIS y generadores
HUAC-22/22-110kV/220kV110 kV / 220 kVCables de transmisión, GIS y transformadores de potencia grandes
HUAC-810kVA/270kV/27kV270 kV / 3 A o 27 kV / 30 A, 810 kVACables de alta tensión y cables largos de media tensión, transformadores, GIS y generadores
HUAC-1500kVA/500kVHasta 500 kV, 1500 kVAGIS, celdas y transformadores de potencia de hasta 220 kV; pruebas en laboratorio y en sitio
HUAC-30kV/35kV10 kV y 35 kVCables, transformadores y celdas de 10 kV y 35 kV; reactores de varias etapas en serie o en paralelo
Serie HUAC-XBConfigurada según el objeto de pruebaCables, transformadores, GIS y generadores; 20–300 Hz, distorsión inferior al 1 %, unidades de 40 kg o menos
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¿Por qué frecuencia variable?

Cada objeto de prueba tiene una capacitancia distinta, así que la frecuencia de resonancia cambia de una prueba a otra. Un sistema resonante en serie de frecuencia variable se sintoniza automáticamente: la unidad de control barre la frecuencia de salida, encuentra el punto donde la tensión de prueba es máxima y la mantiene allí. Los sistemas HUAC se sintonizan entre 30 y 300 Hz. Normas de cables como IEC 60502-2, IEC 60840 e IEC 62067 aceptan pruebas de tensión de CA después de la instalación en el rango de 20 a 300 Hz, y los resultados son directamente comparables con pruebas a frecuencia industrial. La medición de alta tensión sigue la IEC 60060-1.

Cómo dimensionar un sistema de prueba resonante en serie

Tres valores definen la configuración: la capacitancia del objeto de prueba más grande, la tensión de prueba y la frecuencia de prueba.

  1. Capacitancia. Para cables, multiplique la capacitancia por kilómetro de la ficha técnica del cable por la longitud. Para GIS, transformadores y generadores, use el valor del fabricante o un valor medido.
  2. Corriente de prueba. I = 2πf × C × U. Los reactores deben estar dimensionados para esta corriente a la frecuencia elegida.
  3. Capacidad nominal. S = U × I, en kVA. La potencia de la fuente es aproximadamente S dividida por el factor de calidad.
  4. Inductancia del reactor. L = 1 / ((2πf)² C). Las secciones de reactor se conectan en serie para más tensión o en paralelo para más corriente, de modo que la frecuencia de resonancia quede dentro de la ventana de 30–300 Hz.

Ejemplo práctico. Un objeto de prueba con una capacitancia de 0.75 µF, probado a 52 kV y 50 Hz, consume unos 12.3 A. La potencia reactiva es de unos 640 kVA y los reactores necesitan unos 13.5 H en total. Con un factor de calidad de 30, la fuente solo suministra alrededor de 21 kW. El mismo objeto probado a una frecuencia más alta necesita menos corriente y menos inductancia; por eso el sistema se configura según su objeto más grande y la tensión de prueba que exige su especificación.

No necesita hacer estos cálculos usted mismo. Envíenos los datos indicados más abajo y nuestros ingenieros dimensionarán el sistema y lo confirmarán en la cotización.

Transformadores de prueba, equipos en cascada y divisores de tensión

ModeloIdeal paraDatos clave
HUAC-YDQ / YDJPruebas de tensión soportada de CA a frecuencia industrial en objetos de baja capacitancia; pruebas de CC con pila rectificadoraSalida de hasta 430 kV; consolas de control de 3–50 kVA; alimentación de 220 V o 380 V
HUAC-YDJ-10kVA/150kVPruebas de tensión soportada de CA de 150 kV en transformadores, cables y aisladoresDos transformadores de 75 kV en aceite conectados en cascada; 10 kVA; 220–380 V, 50/60 Hz
HUAC-FCR-100kVMedir la tensión de prueba real de CA o CC en el objeto de prueba100 kV CA/CC; precisión de hasta 0.5 %; medidor digital separado; 9.5 kg

¿Qué equipo para cada objeto de prueba?

Objeto de pruebaEquipo recomendadoPor qué
Cables de potencia XLPE largos, de 10 kV en adelanteSistema de prueba resonante en serieCapacitancia alta: los reactores aportan la potencia reactiva, así la fuente sigue siendo pequeña y portátil
GIS y celdas después del montajeSistema resonante en serie con divisor de tensiónEl divisor agrega capacitancia para mantener la frecuencia de resonancia en rango y mide la tensión
Transformadores de potencia, generadores y motoresSistema de prueba resonante en serieOnda senoidal de baja distorsión, apta para pruebas de tensión soportada y de descargas parciales
Aisladores, boquillas, herramientas y celdas pequeñasTransformador de prueba a frecuencia industrial o equipo en cascadaBaja capacitancia y tensión de prueba de 50/60 Hz, con un montaje sencillo
Cualquier prueba de AT en la que deba verificarse la tensiónDivisor de alta tensión CA/CCMide la tensión en el objeto de prueba, independientemente de la lectura de la fuente

Resonante en serie, VLF o CC: ¿qué método?

El método resonante en serie (30–300 Hz) somete el aislamiento a condiciones cercanas a las de servicio y es el método preferido para cables XLPE de alta tensión, GIS y transformadores. VLF (0.1 Hz) necesita mucha menos potencia, por lo que conviene para cables largos de media tensión cuando la portabilidad es lo más importante; consulte (en inglés) VLF frente a pruebas resonantes en serie. La prueba hipot de CC ya no se recomienda para cables XLPE envejecidos, porque la carga espacial puede dejar el aislamiento más débil después de la prueba.

Qué enviarnos para una cotización

  • Objetos de prueba: tipo de cable, sección y longitud, o la capacitancia de GIS, transformadores o generadores
  • Tensión y duración de prueba requeridas, y la norma o especificación que aplica
  • Alimentación disponible en sitio (monofásica o trifásica, tensión y frecuencia)
  • Si necesita medición de descargas parciales o solo una prueba de tensión soportada
  • Condiciones de transporte: vehículo, equipo de izaje y límites de peso en sitio

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre un sistema de prueba resonante en serie y un equipo hipot de CA?

Un sistema resonante en serie es un tipo de equipo hipot de CA. Un equipo hipot de CA convencional usa un transformador de prueba que debe suministrar toda la potencia reactiva del objeto de prueba, mientras que en un sistema resonante la aportan los reactores. Para objetos capacitivos como cables y GIS, esto hace que el sistema resonante sea mucho más pequeño y liviano para la misma prueba.

¿Se acepta una frecuencia de prueba distinta de 50 Hz?

Sí. IEC 60502-2, IEC 60840 e IEC 62067 permiten pruebas de CA después de la instalación en sistemas de cables a frecuencias de 20 a 300 Hz. Los sistemas HUAC se sintonizan entre 30 y 300 Hz (la serie XB desde 20 Hz), dentro de ese rango.

¿Qué longitud de cable puede probar un sistema?

Depende de la capacitancia por kilómetro, de la tensión de prueba y de la configuración de los reactores. Las frecuencias de prueba más altas y los reactores conectados en paralelo aumentan la longitud que se puede probar. Envíenos los datos del cable y lo calcularemos.

¿Por qué un objeto de baja capacitancia necesita compensación?

Si la capacitancia es muy pequeña, la frecuencia de resonancia sube por encima de 300 Hz. El divisor de tensión capacitivo agrega capacitancia al circuito y devuelve la frecuencia al rango, a la vez que mide la tensión de prueba.

¿Se puede usar el sistema para pruebas de descargas parciales?

Sí. La salida es una onda senoidal de baja distorsión, y el sistema de 75 kVA / 75 kV está especificado con una distorsión del 1 % o menos, por lo que puede servir como fuente de tensión para mediciones de descargas parciales junto con un sistema de medición de DP.

¿Cuándo conviene más un transformador de prueba que un sistema resonante?

Cuando el objeto de prueba tiene baja capacitancia, como aisladores, boquillas, celdas pequeñas o herramientas para trabajo en línea energizada, y la especificación exige una tensión de prueba de 50 o 60 Hz. Un transformador de prueba debe suministrar toda la potencia reactiva del objeto, por lo que para cables y GIS grandes un sistema resonante en serie es mucho más pequeño y liviano.

¿Por qué usar un divisor de alta tensión separado?

La tensión en el objeto de prueba puede diferir del valor calculado a partir de la fuente, sobre todo con cargas capacitivas. Un divisor conectado en el objeto mide la tensión que realmente soporta el aislamiento, que es lo que debe indicar el informe de prueba.

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