¿Cuáles son los pasos básicos y los métodos de medición de distancia para la detección de fallas en cables de energía? HV Hipot Electric Co., Ltd. se especializa en la producción de
La búsqueda de fallas en los cables de alimentación generalmente implica dos pasos: el diagnóstico de la naturaleza de la falla y las pruebas de falla. El proceso de diagnóstico de la naturaleza de la falla consiste en la comprensión y análisis iniciales de la situación de la falla del cable. Luego, se clasifica la naturaleza de la falla según el valor de la resistencia de aislamiento. Se seleccionan distintos métodos de localización según la naturaleza de la falla y se determina la distancia aproximada a la falla. Método de medición de la distancia para fallas en cables de alimentación
1. Método del puente
Esto incluye principalmente varios métodos, como el método tradicional del puente de corriente continua, el método de comparación de caída de tensión y el método de resistencia de corriente continua. Se trata de un método para medir la relación entre la ubicación del fallo en el cable y la caída de tensión a lo largo de toda su longitud, y luego multiplicar dicha relación por la longitud total del cable para calcular la distancia al fallo. Por lo general, se utiliza para probar la distancia al fallo en cables cuya resistencia de aislamiento en el punto de fallo es de unos pocos cientos de kiloohmios.
2. Método de impulsos de baja tensión
También conocido como método de radar, es un procedimiento mediante el cual señales de pulso de baja tensión se inyectan en un cable mediante un instrumento desde uno de sus extremos. Cuando se encuentra un punto de falla con impedancia de onda desajustada, la señal de pulso se refleja y regresa al instrumento de medición. La distancia hasta la falla puede determinarse detectando la diferencia de tiempo entre la señal reflejada y la señal transmitida. Este método presenta las ventajas de una operación sencilla y una alta precisión en las pruebas. Principalmente se utiliza para detectar roturas de conductores y fallas de baja resistencia (resistencia de aislamiento por debajo de varios cientos de ohmios), pero no puede emplearse para detectar fallas de alta resistencia ni fallas por destello posteriores. Las fallas de alta resistencia son más comunes en cables de alta tensión.
3. Método de tensión de impulso
Este método aplica una señal de alta tensión continua (DC) al cable defectuoso mediante un generador de señales de alta tensión, provocando que el fallo se descargue con un chasquido. Tras la descarga con chasquido del fallo, se genera una señal de onda de voltaje viajera, que se propaga de ida y vuelta entre el extremo de medición y el punto de fallo. En el extremo de alta tensión del generador de alta tensión DC, el dispositivo recibe y mide el tiempo que tarda la señal de onda de voltaje viajera en recorrer una vez dicha trayectoria de ida y vuelta, y multiplica dicho tiempo por la velocidad de propagación de la señal de impulso para calcular la distancia al fallo. Este método puede detectar tanto fallos de alta como de baja resistencia, pero al emplearlo para las pruebas puede existir un riesgo de seguridad debido a la conexión eléctrica directa entre el instrumento de medición de distancias y la parte de alta tensión.
4. Método de corriente pulsada
Este método, al igual que el método de voltaje de pulso, también es un procedimiento para calcular la distancia hasta la falla mediante la aplicación de una señal de corriente de alto voltaje al cable defectuoso, lo que provoca la descarga por chasquido en el punto de falla; a continuación, se recibe y mide, mediante un instrumento, la señal de onda viajera de corriente de pulso generada por dicha descarga en el punto de falla, la cual viaja de ida y vuelta una sola vez entre el punto de falla y el extremo de medición. La diferencia radica en que este método consiste en colocar un acoplador de corriente sobre el cable de tierra del generador de alto voltaje de corriente continua para captar la señal de onda viajera de corriente generada por la descarga en el punto de falla dentro de la línea. Esta señal resulta más fácil de comprender e interpretar, y el acoplador de corriente no tiene conexión eléctrica directa con la parte de alto voltaje, lo que lo hace más seguro.
5. Método del pulso secundario
Este es un método de prueba relativamente avanzado que ha surgido en los últimos años. Se trata de un nuevo método de localización desarrollado basándose en el fácil análisis y la alta precisión de las pruebas con formas de onda de impulsos de baja tensión. El principio básico consiste en aplicar impulsos de alta tensión a cables con fallas de alta resistencia o de arco voltaico mediante un generador de alta tensión, provocando una descarga por arco en el punto de falla. Debido a la pequeña resistencia del arco, las fallas de alta resistencia o de arco voltaico durante el período de ignición del arco se convierten en fallas de cortocircuito de baja impedancia. En este momento, al inyectar una señal de impulso de baja tensión en el cable defectuoso mediante un dispositivo acoplador y registrar la forma de onda de reflexión del impulso de baja tensión (conocida como «forma de onda del arco cargado»), se puede observar claramente el pulso de reflexión de baja impedancia en el punto de falla; tras la extinción del arco de falla, se inyecta una señal de impulso de baja tensión en el cable defectuoso y se registra la forma de onda de reflexión del impulso de baja tensión en ese momento (denominada «forma de onda sin arco»). En este caso, debido a que la resistencia de la falla vuelve a su valor elevado, la señal de impulso de baja tensión no se refleja, o lo hace muy débilmente, en el punto de falla. Al comparar la forma de onda del arco cargado y la forma de onda sin arco, ambas formas de onda presentarán diferencias significativas en los puntos correspondientes a la falla, y la distancia entre el punto de divergencia evidente de la forma de onda y el extremo de prueba corresponde a la distancia hasta la falla.
Para probar la distancia hasta la falla del cable mediante este método, deben cumplirse las siguientes condiciones: en primer lugar, debe poder producirse una descarga por arco en el punto de falla bajo la acción de alta tensión; en segundo lugar, el instrumento de medición de distancia debe ser capaz de emitir y recibir señales de reflexión de pulsos de baja tensión durante el tiempo de descarga por arco. En la práctica, generalmente es necesario prolongar el tiempo de descarga por arco en el punto de falla insertando, en el momento de la descarga, un condensador de baja tensión con una gran capacitancia, o bien detectar con precisión el inicio del arco e inyectar señales de pulsos de baja tensión para garantizar que se pueda obtener la forma de onda de reflexión de los pulsos de baja tensión durante la descarga por arco en el punto de falla.
Este método se utiliza principalmente para probar la distancia al fallo en fallos de alta resistencia y fallos por flashover, los cuales generalmente pueden generar una descarga por arco, mientras que los fallos de baja resistencia pueden probarse directamente mediante el método de impulsos de baja tensión.
La forma de onda medida mediante este método es más fácil de analizar y comprender que la forma de onda obtenida mediante los métodos de corriente pulsada o tensión pulsada, permite lograr el cálculo automático y tiene una mayor precisión de medición.
Según los distintos métodos de conteo de pulsos, también puede denominarse método de tres pulsos o método de múltiples pulsos.