Monitorización continua de descargas parciales para caracterización de sistemas de aislamiento en máquinas eléctricas

Uno de los grandes problemas de la Industria actual es la gestión de los activos de la red eléctrica que permiten garantizar el suministro a particulares y empresas. Dentro de estos elementos a vigilar, los puntos de generación de energía eléctrica y algunos puntos de consumo críticos resultan vitales. Esta es la razón de que se dedique un gran esfuerzo de mantenimiento en maquinaria rotativa de Alta Tensión (AT) e incluso en ciertos motores de industrias esenciales. En casi toda la aparamenta eléctrica y más concretamente en máquinas rotativas, es bien conocido que el fenómeno de las Descargas Parciales (DP, “Partial Discharge”) es responsable de fallos anticipados de sus sistemas de aislamiento, y responsable de paradas no programadas. Estas descargas eléctricas que cortocircuitan sólo parcialmente el material aislante que se encuentra entre dos conductores a diferente potencial. La existencia de este fenómeno es una gran desventaja, pues está muy documentado que las descargas parciales son un fenómeno que degrada progresivamente el material aislante de este tipo de máquinas generando averías, y con el tiempo causar su destrucción total. Más aún, estas pequeñas ionizaciones se producen con niveles de tensión nominal sobre las máquinas en cuestión. Por otro lado, si somos capaces de detectarlas y medirlas correctamente, obtenemos información importante de la degradación que sufre la máquina, pues su actividad crece a la vez que aumenta el envejecimiento del material aislante. Mediante su detección y análisis podemos planificar tareas de mantenimiento y detectar posibles averías. Por otro lado, los fabricantes de maquinaria eléctrica realizan ensayos normalizados de aceptación destinados a certificar la calidad de los sistemas de aislamiento de máquinas eléctricas en su salida de fábrica. Aún así, están documentados fallos anticipados en los sistemas de aislamiento debido a la actividad de DP, por lo que ciertos fabricantes de materiales aislantes y componentes desarrollan ensayos de resistencia al ataque por descargas parciales, en los que se provoca una elevada actividad de DP para analizar nuevos materiales aislantes u objetos y así sacar conclusiones acerca de su comportamiento (Off-line). El objetivo del proyecto no es demostrar si el fenómeno de DP realmente actúa como indicador de fallos anticipados, pues eso ya está más que contrastado. De lo que trata este documento es mostrar las ventajas de la monitorización de DP. Para ello se han analizado los patrones de DP obtenidos en ensayos de envejecimiento acelerado, aplicado sobre tres tipos de hilo de cobre de distintos fabricantes. Se muestra que los esmaltes de los hilos de cobre aumentan su magnitud estadística de DP antes del fallo de los mismos. Todo esto mediante la utilización de novedosos sistemas de monitorización y adquisición de datos automáticos PDBase y PDCheck, adquiridos por el Laboratorio de Investigación y Ensayos de Alta Tensión (LINEALT) de la Universidad Carlos III de Madrid. Durante el proyecto se realiza una breve introducción a las DP, los materiales aislantes empleados en máquinas rotativas, principales mecanismos y test de envejecimiento junto con algunos de los ensayos de mantenimiento que se realizan. Continúa con la guía que describe la utilidad y el correcto manejo del software PDMonitor y PDCheck Control, empleado durante los ensayos realizados. Para terminar presentaremos los resultados obtenidos en los ensayos de envejecimiento de DP, además del análisis de los parámetros más importantes a la hora de intentar conocer la degradación sufrida.Ingeniería Técnica en Electrónic