Serie IDAX de analizadores de diagnóstico de aislamiento
El sistema más rápido del mercado
Al usar una señal de medida multifrecuencia a bajas frecuencias, el tiempo de medición acumulado se reduce y elimina la necesidad de combinar mediciones de dominio de frecuencia y tiempo para acelerar la medida
Mediciones fiables en entornos con altas interferencias
Al medir completamente en el dominio de frecuencia, se minimiza la EMI
Corrección de temperatura individual (ITC) automatizada
Para una comparación precisa con los datos/medidas de referencia
Procedimientos de medida específicos
Para transformadores de potencia, bornas y transformadores de corriente
Acerca del producto
El IDAX es un analizador de diagnóstico de aislamiento basado en DFR (respuesta de frecuencia del dieléctrica), también conocido como FDS (espectroscopia de dominio de frecuencia). La tecnología DFR es un procedimiento de medida establecido en laboratorios que, en un esfuerzo innovador de Megger, se ha adaptado para su uso en campo en la gama de equipos IDAX.
DFR es la medición de capacitancia y pérdidas (tangente delta o factor de potencia) en varias frecuencias. La curva DFR medida depende de la geometría del aislamiento, la humedad, la conductividad del aceite y la temperatura. Mediante el ajuste avanzado de la curva al modelo del material de referencia, el IDAX calcula el contenido de humedad en el aislamiento sólido, la conductividad del aceite a una temperatura de referencia de 25 °C y el factor de potencia/tangente delta a una temperatura de referencia de 20 °C.
En estos cálculos, la ITC (corrección individual de temperatura), otra innovación importante de Megger, se utiliza para convertir los datos de medida de la temperatura del objeto de medida a las temperaturas de referencia. El software IDAX incorpora un barrido de frecuencia corregido por ITC diseñado explícitamente para evaluar transformadores y bornas de equipos.
Gracias a un novedoso enfoque de la combinación de datos de dominio de tiempo y frecuencia, el IDAX proporciona el tiempo de medición más corto del mercado para una medición de DFR completa de 1 kHz a 10 μHz. Se ajustan modelos de referencia independientes a cada conjunto de datos (tiempo o frecuencia) antes de la transformación y la combinación, lo que elimina el riesgo de artefactos introducidos por aproximaciones o transformaciones de conjuntos de datos incompletos.
El IDAX es extremadamente fácil de usar, con un flujo de medida automatizado y presentación de resultados que utiliza un sistema de "semáforo" fácil de entender.
El método IDAX DFR forma ahora parte de las guías y normas internacionales, como Cigre TB 254, Cigre TB 414, Cigre TB 445, Cigre TB 775, IEEE C57.152-2013, IEEE C57.161-2018.
El IDAX está disponible en varias versiones:
- IDAX300 – Una entrada compacta y ligera de tres canales (rojo, azul y tierra), tres terminales (generador, medición y guarda), y un amperímetro para su uso con un ordenador externo que ejecuta el software de diagnóstico IDAX.
- IDAX300/S – Como el IDAX 300, pero con dos amperímetros para dos mediciones simultáneas.
- IDAX350 – Como el IDAX 300/S, pero alojado en una carcasa robusta y resistente al agua con un ordenador integrado que también se puede utilizar para controlar otros equipos Megger.
- IDAX322 – Como el IDAX 300/S, pero con amplificador de 2 kV integrado para una mayor relación señal-ruido en objetos de medida de baja capacidad. Perfecto para mediciones en campo de bornas.
Para aplicaciones ampliadas, el IDAX se comunica perfectamente con los amplificadores de alta tensión VAX; VAX020 para 2 kV y VAX220/230 para 20/30 kV (previa solicitud).
Especificaciones técnicas
- Test type
- Capacitance and dissipation/power factor
FAQ / Preguntas frecuentes
DFR significa respuesta de frecuencia del dieléctrico. La medida también se conoce como FDS (espectroscopia de dominio de frecuencia). DFR es una técnica de medición en la que la capacitancia y las pérdidas (expresadas como factor de disipación/tangente delta o factor de potencia) se miden en varias frecuencias para evaluar el estado de aislamiento en objetos de medida, como transformadores de potencia, bornas y transformadores de equipos. La tecnología DFR es un procedimiento de medida establecido en laboratorios que, en un esfuerzo innovador de Megger, se ha adaptado para su uso en campo con la gama de equipos IDAX. En transformadores, bornas y transformadores de equipos, los problemas solo son visibles a veces en condiciones en las que es fácil realizar medidas de diagnóstico (normalmente, a temperatura ambiente y frecuencia de línea). En su lugar, los problemas suelen aparecer más fácilmente a temperaturas más altas o más cercanas a los límites operativos de los equipos. Lamentablemente, la temperatura no se controla de forma fácil o eficaz en un entorno de medida de campo. La fuerza de una medida de DFR es que la tangente delta o el factor de potencia es la base de sus mediciones. La tangente delta o factor de potencia es principalmente una función de la geometría del sistema de aislamiento, los subproductos del envejecimiento, la humedad, la conductividad del aislamiento líquido, la frecuencia y la temperatura. Al aplicar el conocimiento sobre estas relaciones, podemos evaluar los subproductos del envejecimiento, la humedad y la conductividad en el dominio de frecuencia a través de DFR en lugar de en el dominio de temperatura, mucho más difícil de controlar. Por lo tanto, el DFR facilita la detección de problemas en el aislamiento en condiciones prácticas en el campo.
Se proporcionan curvas de medida de DFR para todas las mediciones. En función del activo, se notifican resultados de medida adicionales y discretos. Por ejemplo, un informe del transformador incluye el contenido de humedad del aislamiento sólido del transformador, la conductividad de su aislamiento líquido y el valor de tangente delta o factor de potencia del aislamiento total del transformador a 50/60 Hz. Al medir una borna, el factor de porcentaje de disipación o el valor del factor de potencia se indican en tres frecuencias diferentes.
No, es muy diferente. La medición de DFR es una serie de medidas de tangente delta que se realizan en un rango de frecuencias. Las frecuencias utilizadas son mucho más bajas que las utilizadas para SFRA, normalmente 1 mHz (milihercios) a 1 kHz. Los resultados se presentan normalmente como curvas de capacitancia y/o factor de disipación/factor de potencia. Cuando se utiliza junto con el modelado de aislamiento, proporciona información valiosa sobre el estado del sistema de aislamiento del transformador, especialmente el contenido de humedad del aislamiento de celulosa y la conductividad del aceite.
Las técnicas de medición utilizadas son similares, pero, como su nombre indica, la DFR de banda estrecha utiliza un rango de frecuencias mucho más limitado, normalmente de 1 Hz a 500 Hz. Además, los resultados se analizan directamente en lugar de utilizar técnicas de modelado. Se tarda mucho menos tiempo en realizar una medida de DFR de banda estrecha que una medida de DFR completa (alrededor de dos minutos en comparación con más de veinte minutos o más), pero la medida de banda estrecha no proporciona el contenido de humedad estimado para el aislamiento de celulosa. Sin embargo, una medida de DFR de banda estrecha indica problemas antes que las medidas tradicionales de factor de potencia/tangente delta realizadas solo a la frecuencia de potencia. También confirma que los valores aparentemente buenos de factor de potencia/tangente delta son realmente buenos y permite determinar el factor de corrección de temperatura individual (ITC) del transformador.
Una respuesta tradicional puede haber sido tomar muestras del aceite de los transformadores y determinar el contenido de humedad de la muestra mediante análisis de gases disueltos (DGA) o el método de valoración Karl Fischer. Sin embargo, este enfoque tiene algunas deficiencias. Una es que el contenido de aceite de un CT de alta tensión típico es pequeño, por lo que no resulta práctico repetir el muestreo para controlar la entrada de humedad en el CT durante un tiempo. Otra limitación es que las medidas de DGA y Karl Fischer determinan el contenido de humedad del aceite, pero no se puede depender de ellas para proporcionar información precisa sobre el contenido de humedad del aislamiento sólido (normalmente papel) en el CT, que a menudo está implicado en el escape térmico que conduce a una avería catastrófica. Una mejor opción para determinar el contenido de humedad de los CT de alta tensión es utilizar la respuesta de frecuencia del dieléctrico (DFR).
Una de las aplicaciones más críticas para el IDAX es determinar el contenido de humedad en el aislamiento del transformador. La humedad en el aislamiento acelera significativamente el proceso de envejecimiento. La humedad puede provocar burbujas entre los bobinados, lo que puede provocar averías catastróficas. El IDAX proporciona evaluaciones fiables de la humedad en una sola medida. Puede realizar la medida a muchas temperaturas; puede tardar más de 20 minutos o más, en función del estado y la temperatura del objeto de medida.
Las decisiones de mantenimiento (o sustitución) sobre un transformador deben realizarse con la información del estado de aislamiento de la unidad y la carga prevista. Añadir unos años de funcionamiento al final previsto de la vida útil de un transformador (o generador o cable) optimizando su estado de funcionamiento a partir de datos de diagnóstico fiables supone un ahorro sustancial de costes para el propietario del equipo.El propietario de un transformador también puede utilizar la tecnología FDS para evaluar el estado y el envejecimiento del aislamiento en bornas, CT, TV y otros componentes. Numerosos proyectos de investigación en curso en institutos y universidades de todo el mundo están añadiendo experiencia y valor a los usuarios del IDAX.
La humedad que se acumula en el sistema de aislamiento de un transformador de potencia afecta a varias propiedades:
- Limita la capacidad de carga, ya que los niveles de humedad más altos reducen la temperatura de incepción de la burbuja
- Reduce la rigidez dieléctrica del aceite, lo que tiene un efecto directo en las propiedades de aislamiento
- Envejece el aislamiento de celulosa, disminuyendo su resistencia mecánica
El DFR de IDAX es el único método fiable para determinar la humedad de los transformadores de potencia sin necesidad de retirar el equipo del servicio o desmontarlo. Normalmente, las medidas de tangente delta/factor de potencia de frecuencia única pueden dar resultados incorrectos debido a los efectos de la temperatura, y el análisis de aceite no es fiable, ya que la humedad reside principalmente en el aislamiento sólido. En una aplicación de transformador de potencia, el IDAX utiliza un modelo único de dos materiales e ITC para calcular con precisión la humedad, la conductividad del aceite y la tangente delta/el factor de potencia.
La entrada de humedad es un problema relativamente común en las bornas y transformadores de corriente que puede tener consecuencias catastróficas; el mal funcionamiento de los bornas es la causa del 17 % de todas las averías de los transformadores y de hasta el 70 % al 80 % de todos los incendios de los transformadores. También es probable que una borna averiada explote, lo que podría dañar toda la subestación.No basta con realizar medidas tradicionales de tangente delta o factor de potencia a la frecuencia de línea, ya que dichas mediciones pueden dar falsos positivos; solo a través de DFR se puede acceder al estado real de un transformador de borna o transformador del equipo. Además de detectar altos niveles de humedad, el DFR ha detectado con éxito trazas de descargas parciales en las bornas de alta tensión y extraalta tensión.
Cada vez que se puede realizar una medición completa en modo FDS (espectroscopia de dominio de frecuencia), se obtiene una medición mejor y más fiable. Un verdadero método de dominio de frecuencia que acelera el tiempo de medición se consigue aplicando varias frecuencias simultáneamente y extrayendo datos de medición de las frecuencias aplicadas simultáneamente. Debido a que es necesario reducir el nivel de tensión de cada frecuencia, las mediciones son un poco más sensibles a las interferencias de CA, pero las interferencias de corriente de CC no afectarán a las mediciones. Este enfoque multifrecuencia es un avance con respecto al enfoque anterior de combinar FDS con PDC, que es más sensible a las interferencias de CA y también bastante sensible a las interferencias de CC.El ahorro de tiempo del método multifrecuencia es significativo. Por ejemplo, el uso de tres frecuencias simultáneamente reduce el tiempo de medición en aproximadamente un 40 %.
Al medir objetos de baja capacitancia, como bornas y transformadores de corriente, el IDAX junto con el VAX020 proporcionan una tensión de medida de hasta 2 kV, lo que ofrece una excelente relación señal-ruido y medición de hasta 1 kHz. Una versión única de un solo material de ITC proporciona los resultados de la medida a una temperatura de referencia independientemente de la temperatura del objeto de medida. IDAX admite OIP, RIP, RBP, OIP CT y materiales definidos por el usuario.Con los amplificadores de 20/30 kV (VAX220), el IDAX se puede utilizar para evaluar el estado de los cables XLPE. Los barridos de frecuencia se realizan al 25 %, 50 %, 75 % y 100 % de la tensión de servicio fase a tierra y, al comparar las curvas de DFR, se pueden detectar trechos de agua. El DFR permite separar la respuesta característica de la arborescencia acuosa de la influencia de los accesorios y las corrientes ciegas.
El nivel de tensión más utilizado es 140 V RMS, que es suficiente para medir el aislamiento CHL de un transformador en la mayoría de las condiciones. Sin embargo, en situaciones en las que hay un alto nivel de interferencia o al medir CH o CL (de un transformador), reactores, bornas y transformadores de corriente, una señal RMS de 140 V no proporciona una relación señal-ruido de medición lo suficientemente alta para obtener resultados significativos. Una tensión de medida más alta, como los 1400 V RMS/2000 V pico del IDAX 322, mejorará la precisión de medición y se recomienda en estos casos.
La ventaja de tener dos sistemas de medición disponibles en un equipo es la ventaja única de medición dos capacitancias simultáneamente. Por ejemplo, el IDAX puede medir dos bornas de alta tensión al mismo tiempo. También puede medir simultáneamente los dos sistemas de aislamiento entre devanados de un transformador de tres devanados, por ejemplo, CLH y CLT.Ningún otro equipo es capaz de realizar mediciones simultáneas en el dominio de frecuencia. En algunos equipos de doble canal, ambos canales comparten un único amperímetro. Con estos equipos se realizan o bien la mitad de mediciones (es decir, menos precisión), o no se ahorra tiempo en comparación con la realización de dos medidas independientes.
Lecturas y seminarios web adicionales
Solución de problemas
Existen algunas razones y contramedidas posibles para esto:
- La salida del generador está conectada a tierra.
Debe:
- Comprobar la configuración de la medición y desconectar la conexión a tierra.
- Cambiar la configuración de medición si no puede desconectar el terminal del objeto de medida de la toma de tierra.
- La salida del generador está conectada a un electrodo de medición (entrada o tierra).
Debe:
- Comprobar la configuración de la medición.
- Desconectar los electrodos de medición o de guarda de la salida del generador.
- No conectar la salida del generador a electrodos de medición o de guarda.
- Hay altas capacitancias de fuga a tierra o el objeto de medida tiene una capacitancia alta.
Debe:
- Reducir la frecuencia más alta utilizada en la medición.
- Reducir la tensión de medida.
- Si intenta utilizar una versión antigua del software IDAX (versión 3,2 o anterior), pero el firmware de IDAX es para el software IDAX 4,0 o posterior, el software IDAX no entiende la incapacidad y normalmente genera el error 347. Compruebe el software IDAX y, si utiliza la versión 3,2 o anterior, actualice a la versión 4,0 o posterior (este nuevo software actualizará automáticamente el firmware si es necesario).
Los valores de capacitancia medidos para diferentes configuraciones no coinciden. Esto incluye UST, guarda GST y tierra GST. Al realizar una medición UST, el electrodo de medición se conecta junto con el electrodo de tierra o se conecta a tierra:
Debe:
- Comprobar la configuración de la medición y asegurarse de que el electrodo de medición está conectado a un terminal no conectado a tierra del objeto de medida y que el electrodo de tierra está conectado a tierra.
- Comprobar si los conectores de los cables están dañados.
- Medir la resistencia entre el chasis y el electrodo de guarda. Debe ser de 1,2 a 1,4 ohmios. Si la resistencia es inferior, hay un cortocircuito en el equipo.
Si la capacitancia medida está por debajo del límite especificado en el archivo C por MinSpecimenC, las posibles razones y contramedidas incluyen:
- La capacitancia medida es superior a 10 pF. Sin embargo, el tamaño de la muestra es muy pequeño, lo que da como resultado un valor de capacitancia bajo:
- Cambie el límite establecido por MinSpecimenC a un valor aproximadamente un 10 % inferior a la capacitancia medida.
- Seleccione otra configuración de medición, si es posible.
- Si la capacitancia medida es inferior a 10 pF, lo más probable es que no haya contacto con la muestra de medida:
- Compruebe si hay contactos sueltos en las conexiones con la muestra.
- Compruebe si los cables de medición están dañados.
Para más información sobre la capacitancia medida real, consulte la ventana de mensajes.
Una capacitancia medida por encima del límite especificado por MaxSpecimenC en el plan de medidas suele deberse al gran tamaño de un objeto de medida, lo que da como resultado valores altos de capacitancia:
- Cambie el límite establecido por MaxSpecimenC a un valor aproximadamente un 10 % superior a la capacitancia medida.
- Seleccione otra configuración de medición, si es posible.
- Una disminución de la tensión de medida permite medir a frecuencias más altas
Si la corriente CC medida supera los límites establecidos por MaxDCCurrent en el plan de medidas, la razón más común es que la resistencia entre el electrodo de medición y la guarda es demasiado baja. Por ejemplo, al medir una configuración UST entre devanados de alta y baja tensión de un devanado de un transformador de dos devanados, el devanado de baja tensión tiene una impedancia a tierra demasiado baja (transformador de tensión inductiva conectado, daños internos del transformador, neutro conectado a tierra a través de una bobina Peterson). Para una medición de GST, lo mismo se aplica a los electrodos de guarda, es decir, un electrodo de guarda con una resistencia a tierra demasiado baja puede introducir corrientes de CC.
Asegúrese de que el electrodo flotante tiene una alta resistencia a tierra. Si esto no es posible, utilice otra configuración (por ejemplo, medir hasta el suelo sin utilizar guarda).
Es posible aumentar el nivel límite de corriente CC en la plantilla de medición, pero solo cuando la diferencia es muy pequeña y se excluyen todas las demás posibilidades.
Si la interferencia medida o la corriente de zumbido superan los límites establecidos por MaxHumCurrent en el plan de medidas, el nivel de interferencia es muy alto. Intente reducir el nivel de interferencia:
- Desconectando las barras aún conectadas que recogen interferencias.
- Seleccionando otra configuración, por ejemplo, a CHG+CHL le afectan mucho menos las interferencias que CHG.
- Como última opción, es posible aumentar el límite de corriente de zumbido en la plantilla de medición.
Interpretación de los resultados de la medida
El software IDAX de Megger proporciona un análisis del contenido de humedad, la conductividad del aceite y los resultados de las medidas de frecuencia de línea PF/DF con corrección de temperatura. Es importante que proporcione la temperatura de aislamiento del activo sometido a medida para una evaluación precisa.
Para un transformador nuevo, el contenido de humedad en el aislamiento sólido suele ser inferior al 0,5 % en peso. A medida que el transformador envejece, el contenido de humedad suele aumentar en torno al 0,05 % al año en el caso de un transformador conservador sellado y en aproximadamente un 0,2 % al año en el caso de los transformadores de respiración libre. En un transformador antiguo y/o gravemente deteriorado, el contenido de humedad puede ser superior al 4 %. El siguiente gráfico proporciona los criterios de interpretación de la humedad de Megger y de diferentes organismos normativos. De acuerdo con ellos, el contenido de humedad superior al 2 % en un transformador requiere atención.
Criterios recomendados para la evaluación del agua, en porcentaje por peso, en el aislamiento sólido de los transformadores.
Estos criterios de aceptación son algo "amplios". Por lo general, para transformadores de clase de tensión superior, se puede tolerar un porcentaje menor de humedad por contaminación por peso.
También es muy importante ocuparse de un transformador húmedo cuando el transformador está excesivamente cargado. Cuando se combina con la exposición a temperaturas más altas, como las resultantes de una sobrecarga, el aislamiento del transformador puede envejecer rápidamente. Además, estar al corriente de la humedad es un punto de datos crítico para los operadores del sistema que, de otro modo, podrían causar involuntariamente un fallo del devanado del transformador mediante la conmutación y carga de emergencia, si estas actividades dan lugar a un aumento de la temperatura que supera la temperatura de incepción de la burbuja de un transformador húmedo.
Guías de usuario y documentos
FAQ / Preguntas frecuentes
El tiempo necesario para completar una medida de DFR depende del activo que se esté midiendo, de su temperatura y, en el caso de un transformador, de su estado. Cuanto mejor sea el estado del aislamiento del transformador, más tiempo requerirá la medida. Sin embargo, una medida de DFR con el IDAX suele ser inferior a 20 minutos. Para una borna, una medida de DFR tarda menos de 5 minutos.
DFR (respuesta de frecuencia directa) y SFRA (análisis de respuesta de frecuencia de barrido) son dos medida muy diferentes. A menudo se confunden porque ambos realizan mediciones en muchas frecuencias diferentes.El DFR evalúa cómo se comportan las pérdidas de aislamiento a medida que cambia la frecuencia.El SFRA evalúa la propagación de una señal de tensión a través de un devanado en muchas frecuencias diferentes. Una medida de SFRA proporciona una evaluación mecánica de un transformador.
La evaluación de la humedad del aislamiento sólido de un transformador mediante DFR es más precisa que tomar una muestra de aceite para una medida de contenido de humedad. Este último suele dar lugar a estimaciones excesivas del contenido de agua en el papel. Sin embargo, se puede tomar una muestra de aceite mientras el transformador sigue recibiendo corriente. La medida de DFR se realiza cuando el transformador no tiene corriente. Un monitor de humedad en línea instalado en el transformador proporciona tendencias de humedad en cualquier momento, pero requiere instalar un corte y, posteriormente, realiza el seguimiento de un solo transformador. Por lo tanto, este enfoque es relativamente caro. Como propietario de un activo, las acciones subsiguientes que planee tomar en varias situaciones debe conformar el método que elija para evaluar la humedad en sus transformadores. Si desea una evaluación precisa del contenido de humedad en el aislamiento sólido de su transformador para poder determinar si procesar o no la unidad, el DFR es una excelente opción.
Al medir la impedancia en un punto, es decir, a una frecuencia y amplitud específicas, se pueden calcular parámetros como tangente delta/factor de potencia, capacitancia y resistencia. La impedancia de una muestra se mide aplicando tensión a lo largo de la muestra. Esta tensión generará una corriente a través de la muestra. Al medir con precisión la tensión y la corriente, se puede calcular la impedancia.
Es fundamental registrar la temperatura de aislamiento/temperatura del aparato al realizar una medición con el IDAX. En la mayoría de los casos, no se debe suponer que la temperatura del objeto de la medida sea la temperatura ambiente.En el caso de los transformadores, la temperatura del objeto medido debe ser la más cercana a la temperatura del aceite o del devanado. Si el transformador tiene indicadores de temperatura de devanado, esta temperatura debe utilizarse como temperatura del aparato. Si el transformador no dispone de indicadores de temperatura del devanado, puede registrar la temperatura del aceite superior y la temperatura del aceite inferior; se puede usar una media de las dos temperaturas como temperatura del aparato. Esta temperatura debe introducirse en el campo "Temperatura aparato" ("App. temp.") de la pestaña "Secuencia de medición" ("Measurement Sequence") de la ventana "Resultados" ("Results").