1. Estructura dieléctrica en estatores 2. Descargas parciales en máquinas rotativas 3. Importancia de la prueba para el diagnóstico 4. Normalización y referencias 5. Estadísticas de fallas 6. Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 7. Ejemplos de ensayos Estructura dieléctrica en estatores Clasificación generalizada de máquinas rotantes Estructura dieléctrica en estatores Partes y Estructuras Estructura dieléctrica en estatores Tipos de bobinados en estatores Estructura dieléctrica en estatores Principales características de los materiales empleados para el aislamiento Actualmente en uso: combinación de epoxi y mica Resina epoxi: polímero termoestable: • Rigidez dieléctrica - 260 kV/cm (DD) 1 bar Mica: mineral de silicato • Generalmente moscovita (micas alumínicas) • Rigidez dieléctrica material puro -— 120-200kV/mm • Rigidez dieléctrica en forma de cinta - 8-12 kV/mm Propiedades después de un apropiado proceso de curado: • Excelente estabilidad dieléctrica • Resistente a la humedad • Resistente a descargas parciales (¡no está libre de PD!) • Buena conductividad térmica • Buena estabilidad mecánica Estructura dieléctrica en estatores Aislamiento de bobinas del estator (U>1kV) 1) Propiedades principales y funciones de un sistema de aislamiento de estator Formando una barrera aislada entre los conductores internos y a tierra Óptima conducción térmica Asegurar los conductores de cobre contra vibraciones bajo fuerzas magnéticas Ser resistente a descargas parciales durante muchos años Asegurar la estabilidad mecánica y térmica. Resistente a la humedad y a la contaminación Estructura dieléctrica en estatores Aislamiento de bobinas del estator (U>1kV) 2) Conformación y materiales típicos Cobre Estructura dieléctrica en estatores Aislamiento de bobinas del estator (U>1kV) 2) Conformación y materiales típicos Aislamiento Subconductores Mica, poliéster Función: aislamiento del conjunto del subconductores Cobre Aislamiento Subconductores Mica, poliéster Función: aislamiento del conjunto del subconductores Capa semiconductora Carburo de silicio, etc Función: aislamiento del conjunto del subconductores Aislamiento principal Resinas, mica Función: aislamiento primario de a bobina a tierra (núcleo del estator) Aislamiento del conductor Barniz, papel Kraft, mica, poliéster, Kapton, Nomex Función: aislamiento del conductor. Define la clase térmica, “amortigua” las dilataciones térmicas 1. Estructura dieléctrica en estatores 2. Descargas parciales en máquinas rotativas 3. Importancia de la prueba para el diagnóstico 4. Normalización y referencias 5. Estadísticas de fallas 6. Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 7. Ejemplos de ensayos Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 4. Calibración: Calibración según IEC 60270 Niveles de calibración típicos para máquinas rotantes para mediciones fuera de línea: 500pC-10nC. El nivel de calibración depende de: • Aislamiento del devanado a ensayar: longitud de ranura y capacitancia • Relación señal / ruido (SNR) Se debe calibrar con una carga de referencia de entre el 50 y 200% del valor esperaba a medir. Ejemplo: Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 5. Circuitos de ensayos Dependen del conexionado de las bobinas de la máquina a ensayar: Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 5. Circuitos de ensayos Aislamientos involucrados: Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 5.1. Circuitos de ensayos estandarizados: a. Conexión estrella con centro de estrella abierto (accesible) Fuente sin energizar! Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 5.1. Circuitos de ensayos estandarizados: a. Conexión estrella con centro de estrella abierto (accesible) Se aplica tensión Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 5.1. Circuitos de ensayos estandarizados: b. Conexión estrella con centro de estrella cerrado y accesible Fuente sin energizar! Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 5.1. Circuitos de ensayos estandarizados: b. Conexión estrella con centro de estrella cerrado y accesible Se aplica tensión Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 5.1. Circuitos de ensayos estandarizados: c. Conexión estrella con centro de estrella cerrado NO accesible Fuente sin energizar! Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 5.1. Circuitos de ensayos estandarizados: c. Conexión estrella con centro de estrella cerrado NO accesible Se aplica tensión Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 5.2. Circuitos de ensayos adicionales: Conexión con centro de Conexión con centro de estrella cerrado y accesible estrella abierto Conexión con centro de estrella cerrado NO accesible Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 6. Procedimiento: Paso 1: Verificar el comportamiento del instrumental sin el estator conectado. Paso 2: Usar el circuito de conexión según el estado de la conexión del centro de estrella. Paso 3: Definir el nivel de tensión máximo a aplicar (nominal fase tierra), Una, Paso 4: Realizar la calibración del sistema de acuerdo a los criterios de IEC. Paso 5: realizar un acondicionamiento del devanado a ensayar, aplicando la tensión Umax, (5 min) antes de la medición DP. Paso 6: Verificar la calibración, y re calibrar el sistema si fuera necesario. Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 6. Procedimiento: Paso 7: Aplicar tensión gradualmente, en incrementos del 20% de la tensión máxima de ensayo Umax, definida en el Paso 3. Paso 8: Determinar los valores de tensiones de Ignición y Extinción. Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 6. Procedimiento: Paso 9: Adquirir un patrón de descarga parcial resuelta durante un mínimo de entre 30-60 segundos en cada paso. Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 7. Interpretación de los resultados: a. Instancia crítica que determina pasos a seguir. b. No hay límites establecidos de carga aparente. c. Criterios de interpretación: Tensión de ignición y tensión de extinción: es simple, pero requiere de cuidado. No es concluyente para caracterizar la fuente de DP. Tendencia de DP a lo largo del tiempo: Obtención de una referencia (huella digital) del as DP y evaluar su comportamiento en el tiempo. Comparaciones entre bobinados: se comparan los valores de las DP entre bobinas. Reconocimiento de patrones de DP: es posible separar varias fuentes de DP y es posible ponderar el riesgo. Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 7. Interpretación de los resultados: Reconocimiento de patrones de DP 1. Estructura dieléctrica en estatores 2. Descargas parciales en máquinas rotativas 3. Importancia de la prueba para el diagnóstico 4. Normalización y referencias 5. Estadísticas de fallas 6. Conexionados y procedimientos de ensayos fuera de línea 7. Ejemplos de ensayos Ejemplos de ensayos 1. Descarga esférica (Oclusiones internas) Principales propiedades del patrón: Distribución simétrica de pulso. Baja repetición de valores máximos de DP. Múltiples vacíos (contables). Patrón “lineal” (clausters en forma de seno). Adquisición unipolar versus bipolar. Ejemplos de ensayos 2. Delaminación interna Principales propiedades del patrón: Distribución simétrica de pulso. Alta disponibilidad de electrones. Generalmente alta tasa de repetición. Izquierda: combinación de delaminación y vacíos. Derecha: estator nuevo. Ejemplos de ensayos 3. Delaminación del aislamiento ligada al conductor Principales propiedades del patrón: Distribución asimétrica de pulso para ambos ciclos. Actividad de DP dominante en el semiciclo positivo. Delaminación del aislamiento del conductor interno. Envejecimiento normal: ciclos de carga frecuentes (por ejemplo, estaciones de bombeo). Ejemplos de ensayos 4. Delaminación de la pared de tierra: “Descarga ranura” Principales propiedades del patrón: Patrón asimétrico con semiciclo negativo dominante. Fuertemente dependiente del estado de carga. Contacto deficiente entre la barra y la ranura. Alta generación de ozono (O) que los que causa “daño colateral”. Ejemplos de ensayos 4. Delaminación de la pared de tierra: “Descarga ranura” Ejemplos de ensayos 4. Delaminación de la pared de tierra: “Descarga ranura” Ejemplos de ensayos 5. Descargas superficiales en cabezas de bobinas Principales propiedades del patrón: Patrón similar para ambos semiciclos. A menudo una configuración triangular. Máxima magnitud PD (90 * y 270 *). Magnitud de descarga fuertemente dependiente de la tensión. Ejemplos de ensayos 6. Descargas en la salida de ranura Principales propiedades del patrón etapa final: Patrón aproximadamente simétrico con semiciclo negativo dominante. Descargas superficiales ~, > 100 nC. Ejemplos de ensayos 6. Descargas en la salida de ranura Principales propiedades del patrón etapa final: Patrón asimétrico. Magnitudes de detección extraordinarias altas, > 100 nC. Resumen y conclusiones... 1. Los aislamientos de los estatores se componen diferente materiales y un trabajo fuertemente artesanal. 2. Las descargas parciales son un parámetro especialmente distintivo de éstos aislamientos. 3. Las mediciones fuera de línea las descargas parciales tienen una serie de ventajas frente a otros métodos y son fundamentales para un adecuado diagnóstico. 4. Los ensayos se realizan según lineamientos normalizados por IEC 60270. 5. No hay valores normalizados de DP límites establecidos. 6. La tendencia de los valores de DP en el tiempo y el análisis de patrones son el método mas efectivo para analizar los resultados. 7. Diversos tipos de patrones conocidos contribuyen a la interpretación.
