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V CONGRESO INTERNACIONAL TRABAJOS CON TENSIÓN y SEGURIDAD EN TRANSMISIÓN Y

DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICAy MANTENIMIENTO SIN TENSIÓN DE INSTALACIONES DE AT

30 de Agosto al 2 de Septiembre de 2011 Ciudad de Salta, República Argentina

EQUIPO PROBADOR DE SOGAS DIELECTRICAS

UNA HERRAMIENTA INDISPENSABLE EN EL CORAZON DEL TRABAJO CON TENSION MODERNO

Ing. Mariano TERZI, LIAT S.A.

Introducción Las sogas con propiedades dieléctricas han sido

históricamente utilizadas en tareas de mantenimiento con tensión, aunque originalmente no eran consideradas como dieléctricas y siempre se utilizaban con un elemento aislante en serie, como una pértiga, para prevenir fugas elevadas de corriente, descargas o arcos.

Hoy en día con el avance en los materiales sintéticos, es posible utilizar sogas con ambas propiedades; dieléctricas / mecánicas sin el uso de materiales aislantes en serie.

Varias compañías ya están utilizando esta técnica, usando sogas entre potenciales de fase-tierra o fase-fase.

IntroducciónEjemplos: Elevar herramientas, Colocar un operario a potencial, entre otras tareas

Introducción

Mediante el uso de este tipo de sogas dieléctricas como el único elemento aislante, es necesario asegurar sus propiedades (especialmente las propiedades dieléctricas) antes de cada trabajo.

A diferencia de las pértigas, este tipo de sogas, una vez que entran en contacto con la humedad o el agua puede retenerla dentro, lo que las convierte en conductores y para peor no son fáciles de secar.

Es por ello que se conservan en contenedores especiales para prevenir el contacto con el suelo u otros elementos que puedan humedecerlas.

Introducción

• Desafortunadamente es muy común ver probar estas sogas con probadores de pértigas.

•  Es por ello que es necesario contar con equipo adecuado para la prueba dieléctrica de sogas,

• un instrumento portátil diseñado para este fin, de manera garantizar sus propiedades dieléctricas antes de cada trabajo.

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• La idea de estos probadores es de imitar en campo los ensayos dieléctricos de las normas como la:

• IEC 62192• ASTM F 1701

• De la misma manera que los linieros prueban las pértigas de TcT antes de cada trabajo.

El objetivo de este trabajo es de demostrar la efectividad de los probadores de sogas de corriente continua para

asegurar la seguridad del trabajador.

Introducción

Muestras para ensayos• Diferentes muestras de las sogas más utilizadas fueron

seleccionadas como muestras,• incluso se añadieron sogas no dieléctricas para enfatizar

los resultados.

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7

Ident Descripción / Material ø mm.Tipo

M1 Polidacron de 3 cabos, Generica 16 Dieléctrica

M2 Polidacron de 3 cabos, EEUU 16 Dieléctrica

M3 Dacron, Generica 12 Regular

M4 Polipropileno, Generica 12 Regular

M5 Polietileno, Generica 12 Regular

M6 Soga de 8 cabos con tratamiento de polímero de oleofina (usada), EEUU 16

Dieléctrica con tratamiento especial

M7 Polipropileno c tratamiento especial, España 16

Dieléctrica con tratamiento especial

MedicionesAC Los ensayos de corriente de fuga en AC se realizaron en

100 Kv. / 300 mm. de acuerdo a lo establecido en la norma ASTM F 1701-96

DC Los ensayos en corriente continua se

hicieron con un probador portátil de sogas, PR-S fabricado por LIAT S.A., el cual aplica una tensión de:

• 16.60 kVCC. / 50 mm.

Estos ensayos fueron realizados en secos y luego de la exposición a la humedad.

Mediciones

Problemas

Durante los ensayos en AC (de acuerdo a la norma ASTM de referencia), las muestras no superaban el ensayo tal cual lo indicado en la norma (sección 13.5 "Wet acceptance test").

Se producían arcos y/o descargas antes del valor requerido de 50 KV. / 300 mm., haciendo imposible la medición de corrientes de fuga.

MedicionesSoluciones

• Se altero el ensayo de manera de poder simular condiciones de humedad y poder medir valores de corrientes de fuga.

• Las muestras se humedecieron mediante un rociador, se aplicaron 1.5 ml de agua a una distancia de 300 mm.

• La rampa de subida de tensión indicada por la norma (5-15 s.) tuvo que ser alterada al doble del valor, ya que se producían valores de corriente muy elevados y hasta descargas.

Descripción de los ensayos

Ensayos de Corriente Continua (CC) en seco • Medición de la corriente de fuga, mediante

probador dieléctrico de sogas, PR-S– 16.60 KV. / 50 mm.

 Ensayos de Corriente Continua (CC) en húmedo• Medición de la corriente de fuga, mediante

probador dieléctrico de sogas, PR-S• La condición de humedad se obtuvo mediante un

rociador, aplicando 1.5 ml de agua a una distancia de 300 mm .

Descripción de los ensayosEnsayos Corriente Alterna (AC) en seco• Medición de la corriente de fuga, de acuerdo a la norma

ASTM F 1701-96– 100 KV / 300 mm. (F 1701-96, 13.4)

 Ensayos de Corriente Alterna (AC) en húmedo• Medición de la corriente de fuga, de acuerdo a la norma

ASTM F 1701-96, a 100 KV / 300 mm. (F 1701-96, 13.4)– La condición de humedad se obtuvo mediante un rociador,

aplicando 1.5 ml de agua a una distancia de 300 mm .– La rampa de subida de tensión indicada por la norma (5-15 s.)

tuvo que ser alterada al doble del valor, ya que se producían valores de corriente muy elevados y hasta descargas.

Configuracion de ensayo

Cronología de los ensayos Para evitar el efecto de secado debido a la corriente de fuga, la

secuencia de ensayos fue la siguiente:

 Ensayos en CC  • 1er Ensayo: Ensayo CC en seco mediante probador dieléctrico de

sogas• 2do Ensayo: Ensayo CC en húmedo mediante probador

dieléctrico de sogas

Ensayos en AC• 1er Ensayo: Ensayos AC en seco• 2do Ensayo: Ensayos AC en húmedo

• Se registró el valor de la corriente a los: 0, 30 and 60 s.

Resultado de ensayos CC, seco Vs húmedoIdent. Muestra 1 at 0

seg. [µA CC]Muestra 2 at 30

seg. [µA CC]Muestra 3 at 60

seg. [µA CC] Tipo de ensayo

M1 15 16 15 SecoM1 41 38 34 HúmedoM2 2 1 1 SecoM2 77 68 50 HúmedoM3 5 6 6 SecoM3 86 53 36 HúmedoM4 25 24 22 SecoM4 86 83 76 HúmedoM5 24 22 20 SecoM5 240 229 177 HúmedoM6 4 3 0 SecoM6 7 5 4 HúmedoM7 2 1 1 SecoM7 2 1 1 Húmedo

Resultado de ensayos CC, seco Vs húmedo

Resultado de ensayos CC, seco Vs húmedoEn los ensayos de corriente continua en seco notamos:• Bajas lecturas de corrientes de fuga,• con valores promedios de 13 µA y valores desde 0 a 25 µA.• Excepto para las muestras M6 y M7 (Sogas dieléctricas con tratamiento

especial), en donde los valores obtenidos fueron muy bajos, casi cero

En la condición en húmedo se notó:• Un incremento en los valores generales.• Una disminución de los valores sobre el tiempo, debido a la evaporación de la

humedad debido a la corriente de fuga.• Para las muestras 1 a 5, promedios de valores de 90 µA. y valores desde 34

hasta 240 µA.• Excepto para las muestras M6 y M7 (Sogas dieléctricas con tratamiento

especial), en donde los valores obtenidos fueron muy bajos con promedios de 3.33 µA. y valores entre 1 y 7 µA.

Resultado de ensayos AC, seco Vs húmedoIdent.

Muestra 1 a 0 seg. [µA AC]

Muestra 2 a 30 seg. [µA AC]

Muestra 3 a 60 seg. [µA AC]

Tipo de ensayo

M1 21,7 22 22,3 SecoM1 85,5 69,9 61,6 HúmedoM2 2,8 2,8 2,8 SecoM2 3,2 3,1 2,9 HúmedoM3 7,4 7,4 7,4 SecoM3 31,5 27,1 24,1 HúmedoM4 81,7 58,1 40,5 SecoM4 53,7 47,3 43,6 HúmedoM5 38,3 30,1 25,5 SecoM5 47,2 38 32,7 HúmedoM6 2,6 2,6 2,6 SecoM6 2,5 2,5 2,5 HúmedoM7 2,4 2,4 2,4 SecoM7 2,6 2,7 2,6 Húmedo

La corriente de offset del dispositivo de ensayo 2.4 µA.

Resultado de ensayos AC, seco Vs húmedo

Resultado de ensayos AC, seco Vs húmedo

En los ensayos de CA en seco notamos:

• Lecturas de corrientes de fuga, con valores promedios de 24.7 µA y valores desde 2.8 a 81.7 µA.

• Excepto para las muestras M6 y M7 (Sogas dieléctricas con tratamiento especial),

• en donde los valores obtenidos fueron muy bajos, con valores promedios de 2.5 µA y valores desde 2.4 a 2.6 µA.

Resultado de ensayos AC, seco Vs húmedoEn la condición en húmedo se notó:• Un incremento en los valores generales.• Una disminución de los valores sobre el tiempo (0, 30 y 60 s.), debido a la

evaporación de la humedad por la corriente de fuga.• En algunos casos la corriente de fuga al final del ensayo fue la misma

obtenida con la muestra en seco.• Muestras 1 a 5, con promedios de valores de 38 µA. y valores desde 2.9

hasta 85.5 µA.• Excepto para las muestras M6 y M7 (Sogas dieléctricas con tratamiento

especial), en donde los valores obtenidos fueron muy bajos con promedios de 2.56 µA. y valores entre 2.5 y 2.7 µA.

• También se noto en los ensayos en AC, que los valores obtenidos para la misma muestra presentan una dispersión elevada.

CONCLUSIONES De los ensayos realizados podemos decir que las sogas dieléctricas en

seco, tienen buenas propiedades dieléctricas. La mayoría de las sogas ensayadas se comportaron dieléctricamente

“bien” en seco.

Sin embargo;

• Es difícil notar la diferencia en función de la corriente de fuga, incluso para las sogas no dieléctricas.

• La presencia de humedad es lo que hace una clara diferencia entre las sogas no-dieléctricas versus las dieléctricas

• Un fabricante de sogas dice:

“La humedad retenida en la soga incrementa dramáticamente la conductividad”.

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• Las sogas dieléctricas (en particular las que poseen un tratamiento especial) retienen menos agua, este hecho lo pudimos comprobar basado en dos observaciones:

Una corriente de fuga baja a lo largo del tiempo del ensayo La facilidad para evaporar toda la humedad, causando que la

corriente al final del ensayo sea semejante a la del ensayo en seco

CONCLUSIONES

CONCLUSIONES Es evidente en base a los resultados que los probadores portátiles

en DC, detectan la presencia de humedad en las sogas. El uso de estos probadores es esencial para la seguridad de los

trabajadores y debe estar presente en la lista de herramientas de TcT.

  Los resultados ensayos en corriente continua, pusieron más

evidencia de la presencia de humedad

Corriente de fuga promedio (DC en húmedo) Corriente de fuga promedio (DC en seco)

= 6.6

Corriente de fuga promedio (AC en húmedo) Corriente de fuga promedio (AC en seco)

= 1.5

CONCLUSIONES• Muchas compañías ya han tomado en cuenta los problemas que

presenta la presencia de humedad en las sogas y ya han implementado la utilización de probadores portátiles de sogas en el campo, de la misma manera que lo hacen con las pértigas de maniobra.

• Un ejemplo de estas empresas es REP (Red de Energía del Perú), • Basados en su propia experiencia utilizan el PR-S con umbrales de

corriente de fuga: 20-40 µA para las sogas que se utilizan en 220 kV. 20-30 µA para las sogas que se utilizan en 138 kV.

  Como nota de advertencia para los usuarios de sogas dieléctricas, tener en cuenta que algunas sogas no

cumplen con lo establecido en los estándares, incluso algunas sogas llamadas dieléctricas.

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¿ PREGUNTAS ?

GRACIAS!

Apéndice A

• Ensayos AC en luego de la inmersión en agua, realizados de acuerdo a la norma ASTM F 1701-96, a 50 KV / 300 mm. (F 1701-96, 13.4), tal cual lo especificado en la norma. Se aplicó la tensión de ensayo entre 5-15 s.

Ident.Muestra 1 at 0 seg.

[µA AC]Muestra 2 at 30

seg. [µA AC]Muestra 3 at 60

seg. [µA AC]

M1 Descargas < 10 kV. - -M2 Descargas < 10 kV. - -M3 Descargas < 10 kV. - -M4 Descargas < 10 kV. - -M5 Descargas < 10 kV. - -M6 47,7 41,6 30,8

M7 Descargas at 11 kV. - -