EuroWire March 2017

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Artículo técnico
Marzo de 2017 123
Principio de localización
de fallos en línea en cables
HVAC y HVDC durante las
pruebas y el funcionamiento
Por Dr Frank Böhme, Dr Ralf Pietsch, Highvolt Prüftechnik Dresden GmbH
Resumen
Este artículo trata de un método
alternativo de monitorear sistemas de
cables de alta tensión de corriente alterna
(HVAC) y de alta tensión de corriente
continua (HVDC) largos y muy largos para
detectar y localizar errores fatales que
causan descargas disruptivas durante las
pruebas rutinarias y la puesta en servicio,
así como en condiciones de servicio.
El método se basa en la reflectometría de
dominio de tiempo (TDR o Time Domain
Reflectometry) y será comparado con el
método TRD clásico de localización de
fallos.
Se describirá y explicará el concepto
de base con resultados teóricos y
experimentales. Por consiguiente, las con-
sideraciones teóricas serán acompañadas
por una simulación detallada de la red
medida incluyendo un cable de alta
tensión.
Los experimentos prácticos fueron
realizados en muestras de cables de
media tensión y alta tensión sometidas a
tensiones de c.a. y c.c.
La tecnología que se va a presentar puede
ser implementada para cables de tierra
y submarinos. Se ha prestado especial
atención a la técnica de medición y a la
evaluación aplicable mediante algoritmo
software. La localización de fallos en
línea propuesta requiere un hardware de
medición apropiado que mantenga sus
prestaciones durante las pruebas y en
condiciones de servicio, incluso en caso de
descarga disruptiva fuerte.
El hardware consiste principalmente en
un divisor de alta tensión y un grabador
de transitorios. Hasta cuando el sistema
de cables funciona correctamente, el
sistema de medición funciona de manera
completamente invisible y fiable a largo
plazo.
Por lo tanto, el mismo dispositivo de
medición de alta tensión se usa así como
ha sido instalado para la medición de la
alta tensión durante las pruebas de los
cables o durante el mantenimiento del
sistema de cables. En este último caso,
el sistema de medición puede ser usado
también para otras mediciones de calidad
y diagnóstico.
Introducción
En los últimos años, el número de nuevos
sistemas de cables de alta tensión
instalados ha aumentado mucho. Esto
ha sido necesario para responder a
las crecientes demandas de redes de
suministro eléctrico públicas.
Por un lado, cada vez es más difícil
encontrar espacio para nuevas rutas para
líneas aéreas. Por otro lado, la técnica de
los sistemas de transmisión de alta tensión
de corriente continua está adquiriendo
una importancia creciente. A menudo,
estos sistemas incluyen cables de alta
tensión.
Un buen ejemplo es el de la conexión de
parques eólicos costa afuera a redes de
suministro eléctrico terrestres, donde
los cable de exportación son cables
submarinos HVAC largos o HVDC muy
largos.
Después del tendido y de la puesta
en servicio, la mayor parte de estos
cables no son accesibles, o lo son con
el consiguiente gasto y dificultades (a
excepción de los cables instalados en
conductos).
Si se verifica un fallo, éste no puede ser
reconocido con una simple inspección
visual. En estos casos, el conocido método
de localización de fallos TDR muestra sus
limitaciones.
El objetivo es proveer una herramienta
y un dispositivo en línea que permita
un diagnóstico rápido, y sobre todo la
localización de fallos en caso de descarga
disruptiva.
Para probar estos cables y sistemas de
cables en fábrica e in situ, se deberían
tomar en consideración normas y
recomendaciones (ej. [1], [2] y [3] ).
Principio del método
de medición
El método TDR descrito difiere del método
clásico conocido. El método clásico
TDR se aplica después de producirse
un fallo, mientras que este método
permite monitorear constantemente el
sistema de cables y evaluar las señales
generadas por la descarga disruptiva.
Esto significa que el sistema de medición
debe estar conectado y en función
durante todas las pruebas o el periodo de
servicio del cable. Solamente en caso de
pruebas con una fuente de alta tensión
separada se pueden hacer mediciones
repetidas.
La tensión de prueba aplicada puede ser
aumentada hasta un cierto valor para
provocar una nueva descarga disruptiva.