Los costos de las descargas parciales

El Costo de las descargas parciales 

Las descargas parciales son fenómenos eléctricos que pueden generarse en instalaciones eléctricas de alta tensión y suelen tener serias consecuencias en el servicio eléctrico que van desde la interrupción total del servicio eléctrico en una comunidad hasta la pérdida de vidas humanas. De ahí la importancia de prestar atención a este fenómeno eléctrico desde su origen, para lograr su detección y mitigación. 

¿Qué es una descarga parcial? 

  • La norma IEC 60270 define a las descargas parciales como una descarga eléctrica localizada entre dos conductores eléctricos y que solo descarga su potencial (puentea) parcialmente sobre el aislamiento de los conductores. 
  • La descarga parcial (DP) ocurre cuando hay una región estresada debido a alguna impureza/cavidad dentro del aislamiento o cuando hay una protuberancia fuera de él. 
  • La zona estresada se forma si hay bordes afilados o protuberancias alrededor del conductor. 
  • Es una rotura dieléctrica localizada en una pequeña parte del aislamiento eléctrico.     

Tipos de descargas parciales: 

Internas: 

Ocurren en huecos o cavidades dentro de dieléctricos sólidos o líquidos y se producen en el interior del material o líquido aislanteestán asociadas a pequeñas cavidades huecas, a menudo microscópicas al inicio, existentes en el interior del aislador sólido o líquido. 

Descargas superficiales: 

Aparecen en el límite de diferentes materiales aislantes, se producen en la superficie de un aislador; su resultado más típico es la generación de pistas de conducción en la superficie del aislador y la reducción de su eficacia. 

Están estrechamente asociadas a la contaminación y la humedad, es una forma de descarga parcial relativamente común. 

La descarga superficial es particularmente dañina en aislantes encapsulados en resina o poliméricos. Si no se detectan y reparan, los puntos de descarga crecen y pueden llegar a arder, es también posible que se formen grietas en el esmalte de los aisladores de porcelana y la cerámica que contienen y esta resulte dañada. Si la causa de la descarga superficial es la contaminación y se detecta a tiempo, a veces es posible limpiar los aisladores de vidrio o porcelana antes de que se produzcan daños a largo plazo. 

Efecto Corona 

Es la descarga que se produce en el aire o el gas que rodea un conductor. Tiene lugar cuando el campo eléctrico localizado excede la tensión de ruptura del aire o el gas circundante. Esto ocurre típicamente en las puntas o en los bordes afilados de los conductores. En particular, es muy común en equipos de exteriores, que ocurren en dieléctricos gaseosos en presencia de campo no homogéneos. 

¿Cómo se manifiesta una descarga parcial? 

  • Corrientes de pulsos eléctricos 
  • Pérdidas dieléctricas 
  • Radiación (Luz UV)  
  • Sonido (Ultrasonido) 
  • Presión de gas incrementada 
  • Reacciones químicas 

Consecuencias de las descargas parciales y problemas que se tienen si no se detecta a tiempo: 

  • Apagones generalizados 
  • Grandes pérdidas económicas 
  • Daño a la infraestructura eléctrica 
  • Accidentes potenciales para las personas 

¿Cómo detectarlo y mitigarlo? 

Uno de los principales signos de las descargas parciales que se presentan en la líneas de transmisión de energía en alta tensión es la generación de sonido, pero no es un sonido convencional como lo pudiera parecer, los seres humanos tenemos la capacidad de escuchar sonidos que van desde los 2 a los 20 KHz, principalmente en personas jóvenes, en personas adultas este rango suele acortarse a los 15 KHz y en personas que han trabajo en ambientes altamente ruidosos con escasa protección auditiva suelen detectar solo hasta los 12 KHz, lo anterior se debe a que el oído está constituido por un sistema mecánico, el cual a lo largo del tiempo sufre desgaste sobre todo en condiciones adversas. 

Las descargas parciales generan un sonido que está en un valor de frecuencia muy por arriba de lo que una persona auditivamente sana pueda detectar, este tipo de sonidos reciben el nombre de ultrasonido. 

La tecnología que hasta la fecha se conocía para la detección de descargas parciales incluyendo el efecto corona era la de dispositivos y detectores visuales de luz UV (Ultravioleta) y por otra parte, detectores de ultrasonido, teniendo la desventaja en los primeros de tener costos sumamente altos y en los segundos de tener procedimiento sumamente difíciles y más aún si no se tiene la experiencia y entrenamiento adecuado.  

Para fortuna de los profesionales del mantenimiento en redes de alta tensión, actualmente ya se cuenta una nueva tecnología de detección de ultrasonido que va desde los 2 KHz hasta los 100 KHz, cubriendo gran parte del rango audible de las personas cuyo precio es más accesible y por otra parte hace la detección del ultrasonido mucha más eficiente. Esta tecnología consiste en ofrecer una imagen sónica o audiograma mediante colores que pueden de ir deazul marino (que representa la baja frecuencia) hasta un rojo tabique (que representa la alta frecuencia); por tratarse de una zona peligrosa por el potencial eléctrico que hay en el ambiente, este tipo de equipo puede detectar las frecuencias de ultrasonido 120 metros. 

De esta forma es posible detectar oportunamente todas las descargas parciales, sobre todo las de tipo interno que son las más difíciles de descubrir con la actual tecnología por detección UV y ultrasonido por antena parabólica. 

*Cortesía de Fluke en México.
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