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Artículo técnico
Marzo de 2017
124
www.read-eurowire.comLa
Tabla 1
muestra una comparación de los
dos métodos de medición TDR.
Una ventaja del método en línea es la
ausencia de reflexiones del extremo
lejano. La descarga disruptiva causa una
impedancia muy baja en su posición y las
señales son reflejadas desde este punto.
La
Figura
1
muestra
un
circuito
simplificado para mediciones en línea.
La medición de los dos extremos del cable
con dos dispositivos de medición mejora
la precisión de la localización del fallo. Sin
embargo, la factibilidad de esta opción
depende de la configuración del sistema
de cables de alimentación y del acceso
a sus extremos. Por lo tanto, esta opción
todavía no ha sido considerada en las
pruebas experimentales.
Consideraciones
teóricas y simulación
La
física
de
los
cables
y
su
comportamiento son muy complejos
y han sido tratados ampliamente en la
literatura. Por lo tanto, no serán repetidos
en este artículo (para un ejemplo de
referencia véase
[4]
). En este caso se
necesitan solamente dos ecuaciones de
base:
Cuando se usa este tipo de TDR el
conocimiento
de
la
velocidad
de
propagación exacta
v
determina la
precisión de localización del fallo.
(Esto difiere de la medición TRD para la
localización del fallo debido a descarga
parcial (PD o
Partial Discharge
) donde la
precisión se determina solamente por la
relación temporal de las reflexiones. Por lo
tanto, se debe conocer exactamente esta
velocidad de propagación para poderla
determinar con antelación.
Cuando los parámetros
L’
y
C’
del cable
son conocidos efectivamente, se puede
calcular la velocidad de propagación con
la
Ecuación 1.
Sin embargo, y si es posible,
se debería hacer una medición inicial de la
velocidad de propagación para cada cable
puesto en servicio.
La situación cambia cuando las señales
TDR son medidas en ambos extremos
del cable. Por lo tanto, no es necesario
conocer la velocidad (de manera similar a
la localización de fallos debidos a PD) y la
localización del fallo se calcula con:
donde
T
x
y
T
y
son la propagación de la
señal medida de ambos extremos del
cable. Por supuesto, el cálculo conociendo
la velocidad de propagación sigue siendo
válido y las mediciones se pueden verificar
cuando se conoce también la longitud
correcta del cable.
El circuito de prueba fue simulado con
el sistema OrCAD PSpice y se basa en
parámetros de cables realísticos
[5]
. Este
software permite la simulación de la
propagación de la señal en cables muy
largos y la distorsión de la señal mediante
el circuito de medición en el extremo del
cable.
Se efectuó la simulación con una longitud
de cable de 100km y una velocidad de
propagación de 171,25m/µs. El fallo fue
simulado a una distancia de 83km de
dicho extremo del cable donde se conectó
el circuito de medición.
El resultado de la simulación ilustrado en
Figure 3
muestra un tiempo
T
= 970µs y,
con la velocidad
v
citada antes, la distancia
hasta el fallo resulta ser
l
x
= 83,06km.
La desviación despreciable del valor de
referencia es el resultado de una medición
del tiempo ligeramente inexacta de los
resultados de la simulación.
Equipo de medición
El circuito de medición consiste en dos
componentes principales, el divisor de alta
tensión y el grabador de transitorios.
Mientras que existe un solo tipo de
grabador de transitorios para elaborar
las señales de las mediciones de cables
de corriente alterna y continua, los
divisores de alta tensión son distintos
para aplicaciones de corriente alterna y
corriente continua.
Capacidad
a tierra
Ecuación 1
Ecuación 2
Ecuación 3
▼
▼
Figura 2
:
Circuito simulado
▼
▼
Figura 3
:
Resultados de la simulación
Fuente de
alta tensión
c.a/c.c.
▲
▲
Figura 1
:
Circuito principal para localización de
fallos en línea
Divisorde
alta tensión
TDR clásica
TDR para detectar
descargas disruptivas
en línea
Aplicación
Después
del fallo,
fuera de línea
Durante
el fallo, en línea
Aplicación de impulso
artificial
Sí
,
para la medición de la
reflexión
No
,
las señales proceden de la
descarga disruptiva misma
Reflexiones
del extremo
lejano o de la posición del
fallo
Dependiente
del tipo
de fallo
Ninguna
descarga
disruptiva completa en el
punto de fallo
Longitud del cable
Aprox 10km
Estado presente
Longitud esperada
>100km
(depende del tipo de fallo)
(por verificar)
▲
▲
Tabla 1
:
Comparación de métodos de localización de fallos