pruebas y diagnósticos avanzados de cables en acción, evaluación de la condición de cables de servicio antiguos
El mantenimiento eficaz del cable eléctrico es esencial para minimizar las fallas, prolongar la vida útil de los activos y garantizar la confiabilidad de la red. En nuestro último blog de la serie de pruebas y diagnósticos del cable de media tensión, destacamos cómo utilizar el rango completo de tensiones de excitación proporciona una ventaja significativa en las pruebas y los diagnósticos. En este blog, se presenta un estudio de caso real en el que se realizó una evaluación de la condición en un cable antiguo de servicio de tensión media mediante estos métodos.
Mediante el uso de DAC, CR/pendiente de VLF tensiones de excitación de onda sinusoidal de VLF de 0,1 Hz, los técnicos evaluaron la integridad del aislamiento y localizaron un defecto grave. Los hallazgos resaltan las diferencias clave en la sensibilidad de detección entre los métodos de prueba y enfatizan la importancia de seleccionar el enfoque de diagnóstico correcto para mantener la confiabilidad del sistema de cables.
Diagnóstico de tangente delta y descarga parcial con 3 tensiones de excitación
Como parte de la estrategia de mantenimiento de esta empresa, se realizó una evaluación del estado de un cable eléctrico de servicio antiguo. El cable probado era un cable XLPE de 12/20 kV, instalado en el 2007, con una longitud total de 995 metros. Se desconoce la cantidad exacta y la posición de las uniones. Para la evaluación, se utilizó una versión montada en camioneta del TDM4540, equipado con un acoplador de PD interno, como fuente de tensión de prueba.
La evaluación incluyó la medición de pérdida dieléctrica (tangente delta) para evaluar el estado del aislamiento y detectar la posible degradación. También se realizó una prueba de descarga parcial (PD) mediante el rango completo de las tensiones de excitación (DAC, CR/pendiente de VLF y onda sinusoidal de VLF de 0,1 Hz) para identificar defectos de aislamiento en diferentes condiciones de estrés.
Estas pruebas de diagnóstico proporcionan información fundamental sobre el desgaste del cable y los posibles riesgos de fallas. Los datos respaldan la planificación de mantenimiento informado, lo que ayuda a prolongar la vida útil de los activos, minimizar el tiempo de inactividad y garantizar la confiabilidad del sistema.
Mediciones de pérdida dieléctrica
La medición de pérdida dieléctrica reveló pérdidas elevadas en todas las fases, con resultados que se consideran graves según el Anexo I de la IEEE 400.2-2014, lo que indica la necesidad de una investigación más profunda. En particular, la fase L2 exhibió pérdidas significativamente mayores en comparación con las otras dos fases, lo que indica un problema localizado, como una falla en una unión o un terminal.
Ya que la medición de pérdida dieléctrica proporciona solo una evaluación global del estado de los
cables, no se puede localizar el problema con precisión. Para identificar la falla, se recomienda una medición de descarga parcial (PD) o una prueba de resistencia. Se debe tener en cuenta
que una prueba de resistencia solo identificará el problema si el defecto es lo suficientemente grave como para causar una falla inmediata durante la prueba.
Medición de descarga parcial
La empresa de servicios públicos decidió realizar una medición de PD en el cable mediante tres tensiones de excitación para aprovechar por completo las capacidades de su unidad de TDM. En la serie de gráficos 1, se muestran las asignaciones de PD en la tensión nominal de Uo para DAC, CR/pendiente de VLF y la tensión de excitación de la onda sinusoidal de VLF de 0,1 Hz. Tanto la DAC como la CR/pendiente de VLF identificaron un defecto en la fase L2 a aproximadamente 280 m, lo que se alinea con la anomalía observada antes a partir de la medición de pérdida dieléctrica, lo que probablemente indica un problema en una unión.
Curiosamente, este punto débil no se detectó con la tensión de excitación de la onda sinusoidal de VLF de 0,1 Hz, lo que resalta las diferencias de sensibilidad entre los métodos de prueba individuales.
En la serie de gráficos 2, las asignaciones de PD se muestran a una tensión de prueba de 1,7 veces la tensión nominal Uo, la tensión de prueba máxima estándar para mediciones de PD en cables de tensión media. Como se esperaba, la concentración e intensidad de PD en el punto débil localizado (~280 m) aumentó con la DAC y la CR/pendiente de VLF en comparación con las mediciones en tensión nominal.
Sin embargo, incluso en 1,7 U0, el punto débil identificado por la DAC y la CR/pendiente de VLF permanece sin ser detectado con la onda sinusoidal de 0,1 Hz de VLF, lo que resalta una diferencia significativa en las capacidades de detección entre los métodos de prueba.
Después de los resultados de las mediciones de pérdida dieléctrica y PD, la empresa de servicios públicos tomó la decisión de abordar el punto débil ubicado a aproximadamente 280 m, que se identificó como una unión defectuosa. Tras la disección, se descubrieron problemas relacionados con la mano de obra, específicamente el uso insuficiente de pasta de montaje y cinta aislante para llenar las cavidades, como se muestra en las imágenes.
Después de reemplazar la unión, se realizó una medición de PD de seguimiento, lo que confirma que el punto débil se había eliminado satisfactoriamente y que el cable ahora se encuentra en condiciones óptimas.
Conclusión
En este estudio de caso, se destaca la eficacia de combinar las mediciones de pérdida dieléctrica y PD para identificar y localizar problemas graves de cables, como la unión defectuosa descubierta en este caso. Mediante el uso de DAC y CR/pendiente de VLF, la medición de la descarga parcial identificó con éxito el punto débil que ya mostraba actividad de descarga parcial a la tensión nominal Uo, lo que llevó a la decisión proactiva de sustituir la unión antes de que se produjera una falla.
Fundamentalmente, la tensión de excitación de la onda sinusoidal de VLF de 0,1 Hz no pudo detectar este defecto grave, lo que destaca las limitaciones de confiar en este método. En este caso, se enfatiza la importancia de seleccionar las herramientas de diagnóstico adecuadas para garantizar una detección precisa de las fallas y mantener la integridad de los sistemas de cables.
En el próximo blog de nuestra serie de pruebas y diagnósticos de cables de media tensión, exploraremos otro estudio de caso que muestra cómo las soluciones de Megger, que aprovechan el rango completo de las tensiones de excitación, identificaron de manera efectiva un defecto no detectado con anterioridad, lo que finalmente evitó una falla importante.
