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Seguridad en su energía
Número 23, Ago. 2015
Prueba de potencial aplicado (primera parte)
Introducción:
Los aislamientos en un transformador son probablemente los materiales más
importantes en su construcción. Un transformador puede funcionar
adecuadamente aún si la eficiencia y regulación son pobres, si el incremento de
temperatura es elevado o si la resistencia mecánica se encuentra en el límite,
pero si el aislamiento es inadecuado y falla, el transformador fallará y se
convertirá en un grave problema.
La efectividad del sistema aislante puede ser evaluada por su resistencia
dieléctrica.
El propósito de las pruebas dieléctricas es verificar la resistencia dieléctrica del
aislamiento y demostrar que soporta los niveles de prueba que están definidos
por las normas. Lo anterior nos dará la confianza de que en operación, el
transformador soportará las posibles sobretensiones. Existen tres tipos de
pruebas que se aplican a los aislamientos de un transformador:
o Prueba de Potencial Aplicado.
o Prueba de potencial Inducido
o Prueba de Impulso.
Cada una de estas pruebas, como será mostrado, tiene un propósito específico
al verificar los aislamientos menores y mayores de un transformador.
Los aislamientos mayores consisten de los aislamientos y distancias fase a fase
y fase a tierra así como del aislamiento que separa el devanado primario del
secundario. Los aislamientos capa a capa y vuelta a vuelta así como de sección
a sección son llamados aislamientos menores.
Objetivo de la prueba de Potencial Aplicado:
La prueba de potencial aplicado consiste en verificar que la clase y cantidad de
material aislante sean las adecuadas, con el objeto de asegurar que el
transformador resistirá los esfuerzos eléctricos a los que se verá sometido
durante su operación.
Esta prueba es también conocida como de “High Pot” o también como prueba
de “baja frecuencia”, y tiene como propósito verificar el aislamiento mayor de
un devanado a tierra y a los demás devanados.
En esta prueba todos los devanados son cortocircuitados y aterrizados junto
con el tanque del transformador excepto el devanado que esta siendo probado.
El nivel de tensión a ser aplicado al devanado bajo prueba ha sido establecido
en las normas Nacionales NMX-J-116 para transformadores de Distribución y en
la NMX-J-284 para transformadores de Potencia y esta nombrada en la columna
de “Prueba de baja frecuencia”, ver tablas 1, 2 y 3.
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La prueba se efectúa aplicando una tensión a 60 Hz, durante un minuto,
iniciándose con un valor no mayor de un cuarto del establecido como tensión
de prueba. Posteriormente se elevará hasta alcanzar la tensión requerida en un
tiempo aproximado de 15 segundos. Para suspender la tensión, se reducirá
gradualmente hasta alcanzar por lo menos un cuarto de la tensión máxima
aplicada en un tiempo no mayor de 5 segundos. Si la tensión se retira
repentinamente por medio de un interruptor, el aislamiento puede ser dañado
por una tensión transitoria mayor que la de prueba. Sólo en caso de falla la
tensión podrá ser suspendida repentinamente.
Tabla 1
Clases de aislamiento y valores de pruebas dieléctricas
para transformadores de Distribución
sumergidos en líquido aislante.
Nivel básico de
Prueba a baja aislamiento al
Clase de
frecuencia
impulso (NBAI)
Aislamiento
(tensión aplicada) onda completa.
kV
kV
kV cresta
1.2
2.5
5,0
8,7
15,0
18,0
25,0
34,5
10
15
19
26
34
40
50
70
30
45
60
75
95
125
150
200
Onda cortada
kV cresta tiempo mínimo
de arqueo en
36
54
69
88
110
145
175
230
1,0
1,5
1,5
1,6
1,8
2,25
3,0
3,0
NOTAS:
1.- Las tensiones nominales intermedias entre las clases de aislamiento
anotadas, deben considerarse en la clase de aislamiento próxima superior.
2.- Para devanados serie en aparatos tales como autotransformadores,
los valores de prueba a tierra deben deter minarse por la clase de
aislamiento correspondiente a la alta tensión, en lugar de usar la diferencia
de tensión entre los extremos del devanado serie.
3.- Los aparatos conectados en estrella para operar con el neutro sólidamente
a tierra o a tierra a traves de una impedancia, pueden tener aislamiento
reducido en el neutro.
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