Imágenes acústicas para la detección previa de descargas parciales
Introducción
El de descarga parcial (DP) es un fenómeno que se produce en muchos tipos de sistemas de aislamiento eléctrico cuando la tensión eléctrica localizada en un punto supera la rigidez dieléctrica del material aislante. Básicamente, adopta la forma de pequeñas descargas eléctricas que, de no controlarse, erosionan gradualmente la integridad física del aislamiento. Este deterioro puede provocar el acortamiento de la vida útil de los activos y averías que pueden resultar catastróficas, lo que hace que la detección temprana y la localización de descargas parciales sean labores esenciales para evitar estos riesgos en la medida de lo posible y garantizar la fiabilidad de los activos eléctricos de la máxima importancia.
La DP produce varios tipos distintos de emisiones, de entre las que se pueden aprovechar la radiación de radiofrecuencia (RF) y las ondas acústicas para detectar y ubicar las fuentes que la generan. Si las ondas acústicas son lo suficientemente potentes, la adquisición de imágenes acústicas (que aprovecha el ruido acústico vinculado con la DP), ofrece una alternativa atractiva para la detección previa del origen de la DP de forma segura y eficaz.
Las dificultades para detectar puntos de generación de descargas parciales
La detección exacta de la fuente que genera la DP resulta complicada si se recurre a los métodos tradicionales de medición puntual como consecuencia de la complejidad de los equipos empleados y la capacidad y formación necesarias para el técnico. Estos métodos a menudo requieren que los técnicos escaneen o analicen físicamente las superficies del equipo o realicen mediciones de contacto, lo que supone una gran carga de trabajo y posibles peligros por la alta tensión de los entornos o lo reducido del espacio.
Imágenes acústicas para la detección previa de DP
La tecnología de imágenes acústicas ofrece una solución inicial atractiva para las dificultades que supone la detección previa de descargas parciales. Por medio de una matriz de micrófonos, una cámara acústica capta el ruido perceptible por el ser humano y los ultrasonidos que genera la DP. Seguidamente, se procede a procesar las señales de los micrófonos a fin de minimizar el efecto del ruido disperso y determinar la dirección y calcular la intensidad aproximada de la DP. Mediante una técnica denominada "conformación de haces", se hace uso de esta información para generar una imagen en la que se representa la DP en forma de un "mapa de nubes" en color superpuesto por una imagen digital normal del equipo en el que se efectúa la investigación. Las soluciones modernas de imágenes acústicas proporcionan toda esta funcionalidad en un único equipo portátil compacto y autónomo.
Una de las ventajas más importantes de la adquisición de imágenes acústicas es su capacidad para detectar DP desde una distancia notable de hasta 120 metros, con las cámaras MPAC de Megger. Esta función facilita la inspección rápida de secciones de gran envergadura de una planta cuando se buscan DP, lo que elimina la necesidad de colocarse cerca de equipos con corriente y las dificultades de llegar a activos en altura, por ejemplo, tendidos eléctricos. La naturaleza visual de las imágenes acústicas también permite la detección exacta de las fuentes de DP, incluso en zonas complejas o de difícil acceso, lo que facilita las reparaciones específicas y reduce todo lo posible la necesidad de llevar a cabo una inspección manual exhaustiva.
Los sistemas avanzados de adquisición de imágenes acústicas también pueden clasificar los tipos de avería de las DP. Lo hacen principalmente mediante la resolución de fase, que correlaciona el sonido de la DP con la forma de onda de la tensión aplicada. Los diferentes tipos de DP tienen diferentes patrones de resolución de fase. Las cámaras acústicas de Megger distinguen tres tipos de DP: la descarga superficial, que a menudo recibe la denominación inglesa de "tracking"; la descarga de vacío o interna, que normalmente tiene lugar atravesando un pequeño entrehierro o separación, y las descargas de tipo corona, que se producen directamente de un punto afilado o un borde al aire. Esta información adicional sobre el tipo de DP puede ser muy útil para detectar el origen y elegir la medida correctiva más indicada.
Ventajas de la detección y corrección tempranas de DP
La detección temprana de la DP (actividad en la que se incluye la adquisición de imágenes acústicas) permite tomar medidas oportunas, con lo que se evita que errores de pequeña envergadura empeoren y se conviertan en averías catastróficas y paradas imprevistas. La detección de averías y la resolución de los desperfectos en el aislamiento antes de que causen daños irreversibles permite una gestión proactiva de las incidencias de descarga parcial, actividad que puede prolongar notablemente la vida útil de los activos eléctricos, optimizar las labores de mantenimiento y reducir los costes totales.
Además de evitar averías y alargar la vida útil de los activos, las imágenes acústicas ofrecen mayor seguridad, ya que el personal no debe trabajar en las inmediaciones de equipos de alta tensión durante las inspecciones de DP. La capacidad de detectar y localizar descargas parciales desde una distancia de seguridad reduce el peligro de que se produzcan accidentes eléctricos y permite llevar a cabo labores de mantenimiento más eficientes y específicas.
Detectar y rectificar los problemas de aislamiento en un momento temprano permite a los centros evitar costosas reparaciones y sustituciones, además del tiempo de inactividad derivado de averías desastrosas. Una monitorización periódica de las incidencias de DP también permite disponer de más información a la hora de tomar decisiones en lo tocante al mantenimiento, lo que permite asignar recursos en función del estado real de los activos en lugar de en programaciones fijas.
Conclusión
Distintos sectores dan cada vez más valor al mantenimiento según estado y a las estrategias predictivas, por lo que el uso de imágenes acústicas para la detección de descargas parciales se está convirtiendo en cuestión esencial de las labores de mantenimiento actuales. La tecnología de adquisición de imágenes acústicas es un método no invasivo de largo alcance para detectar y localizar previamente incidencias de DP en equipos eléctricos de alta tensión. La "notificación anticipada" de averías en fase de evolución permite lidiar con deficiencias en los aislamientos de manera proactiva, ahorra tiempo y dinero, evita averías y optimiza el rendimiento de los activos.
