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Conoce todo sobre la detección de descargas parciales

Se estima que un 85% de fallas en equipamientos de subestaciones, líneas de transmisión, generadores, motores, celdas, cables y equipos eléctricos de alta tensión pueden ser originadas por descargas parciales (DPs). Por lo tanto, podemos decir que la actividad de DPs es un indicador reconocido del deterioro del aislamiento de los activos eléctricos.

El aumento constante de la actividad de descargas parciales indica un defecto incipiente en el aislamiento del activo que podría provocar una avería final y costosas interrupciones del servicio. Por ende, la continua determinación de tendencias de la actividad de DPs permite a los propietarios de los activos evaluar el estado del aislamiento durante toda la vida útil del equipo y tomar decisiones oportunas que garanticen un rendimiento confiable.

¿Estás interesado en saber más sobre este fenómeno y su detección? Si dijiste que sí, ¡tienes que leer el siguiente artículo! Aquí te explicamos todo sobre el tema.

¿Qué son las descargas parciales (DPs)?

Según la IEC 60270, las descargas parciales se definen como “descargas localizadas de electricidad que solo puentean parcialmente el aislante entre conductores”. Entre ellas se incluyen los siguientes tipos:

  • Descarga parcial superficial: Es uno de los tipos de descargas parciales que, por lo general, se presentan en las superficies del material aislante.
  • Descarga parcial de tipo corona: Este tipo de descarga parcial se genera a través de la ionización del aire o de un gas que emana de una superficie metálica no homogénea. Esto ocurre cuando el gradiente eléctrico del conductor supera la rigidez dieléctrica del aire, generando pequeñas chispas a escasos centímetros del conductor.
  • Descarga parcial flotante o de contacto: Es otra de las descargas parciales que se generan de una superficie metálica a otra, debido a imperfecciones en la superficie.

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¿Qué es la detección de DPs mediante ultrasonidos?

El método de detección de descargas parciales mediante ultrasonidos es una técnica no intrusiva, ampliamente utilizada para la detección de descargas en sistemas eléctricos de potencia. Este método se basa en el hecho de que los equipos eléctricos en funcionamiento producen una amplia gama de sonidos de onda muy corta a alta frecuencia, los cuales tienden a ser bastante direccionales.

De este modo, es relativamente fácil detectar la ubicación de la descarga parcial discriminando los ruidos de fondo. Su alta frecuencia/longitud de onda corta es la razón por la que se puede determinar con exactitud la ubicación de una señal ultrasónica.

La mayoría de los sonidos captados por los seres humanos oscilan entre 20 Hz y 20 kHz, mientras que los equipos de detección ultrasónica se encuentran en el rango de 2 kHz – 64 kHz. Por ello, la importancia de los filtros por rango de frecuencias de los equipos empleados para la detección es un factor considerable.

Ventajas de la detección de DPs mediante ultrasonidos

Existen muchas ventajas del método de detección de descargas parciales por ultrasonidos mediante cámaras acústicas. Entre las principales destacan las siguientes:

  • Ubica de forma efectiva las descargas parciales, mostrando clara y específicamente su lugar de origen.
  • Muestra automáticamente el patrón de la descarga parcial localizada.
  • Brinda un registro de la evolución de las descargas parciales en los equipamientos de alta tensión.
  • Detecta oportunamente los puntos de falla, disminuyendo el riesgo de interrupción del servicio y evitando daños directos a personas y equipos.
  • Reduce los costos de mantenimiento al detectar los problemas en las primeras etapas y prevenir la necesidad de reemplazar equipos costosos.
  • Permite planificar el mantenimiento preventivo y reducir los costos a largo plazo.
  • Proporciona confiabilidad a la operación continua del sistema eléctrico.

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Caso de éxito

El departamento de la unidad de negocios (UN) de Cables y Líneas de Transmisión de T&D Electric S.A.C. presenta como caso de éxito la detección de descarga parcial superficial en un conector acodado a un nivel de tensión de 220 kV, mediante la aplicación de la técnica de ultrasonido con el empleo de una cámara acústica.

  • Ubicación: Subestación eléctrica en 220 kV.
  • Evaluación y diagnóstico: La evaluación y diagnóstico de las descargas parciales se desarrolla mediante la aplicación de inteligencia artificial (IA) a través de algoritmos de descargas parciales empleados para la clasificación del tipo de DPs y la gravedad presente en el conector.
  • Medida correctiva: Durante la parada de planta programada se realizó el mantenimiento correctivo, en el que se cambió un nuevo conector acodado de similares características.

Ahora ya sabes en qué consiste la detección de descargas parciales. Además, conociste un caso de éxito que se realizó gracias a nuestro gran equipo de profesionales. Como mencionamos a lo largo de este artículo, diagnosticar este tipo de fallas es fundamental para garantizar el correcto funcionamiento de los equipos de subestaciones. ¡Esperamos que esta información te haya resultado útil!

En T&D Electric, brindamos soluciones electromecánicas, servicios de mantenimiento y soporte técnico especializado en los sectores mineros, energéticos e industriales. Si quieres recibir más información, no dudes en contactarnos.

Referencias bibliográficas:

  • CITE Energy, efecto corona en Líneas de Transmisión.
  • NL Camera, Partial discharge Analysis.
  • IEEE Conference international, An Optical Partial Discharge Localization Method Based on Simulation and Machine learning in GIL.