La medida y escucha de ultrasonidos se ha consolidado como una técnica rápida y segura para detectar fallos eléctricos, tanto en alta como en baja tensión.
La detección de ultrasonidos es complementaria a las inspecciones termográficas, puesto que algunos modos de fallo como el efecto corona no produce calor y por lo tanto no es detectable mediante la técnica del análisis termográfico.
Las inspecciones de ultrasonidos para detección de fallos eléctricos se aplican a:
- Lineas de transmisión y distribución de alta tensión
- Inspecciones predictivas de subestaciones
- Conmutadores
- Transformadores
- Cuadros eléctricos de media y baja tensión
Las anomalías en los circuitos eléctricos provocan emisiones ultrasónicas. Al escanear el área con los detectores de ultrasonidos se localizan los puntos donde se generan estas emisiones de ultrasonidos.
En el siguiente vídeo se muestran los sonidos de casos reales de los defectos de corona, tracking y arco.
Las descargas parciales sólo se producen en instalaciones de media y alta tensión. Son descargas eléctricas no deseadas que atraviesan el aislamiento entre conductor y tierra. El flujo de corriente resultante puede causar una avería y derivar en el fallo total del equipo.
La fuga de corriente eléctrica provoca una ionización del aire alrededor de la cual se produce un amplio espectro de sonido, que incluye frecuencias de ultrasonidos. Los componentes de la actividad ultrasónica contienen abundante información útil para poder distinguir entre los efectos corona, tracking y arcos. La detección se basa primero en escuchar la señal, pero diagnóstico preciso de estos fallos se facilita en gran medida cuando se incorpora el análisis de la onda y del espectro de frecuencia de las señales de los ultrasonidos.
Efecto corona
El efecto corona afecta a los conductores eléctricos por encima de 1 kV. Produce ozono nocivo para el aislamiento, también produce ácido nítrico que oxida los metales en presencia de humedad y genera interferencias electromagnéticas.
El efecto corona se escucha como un zumbido constante, un sonido regular similar al producido al freír. Cuando se encuentra en un estado avanzado, se producen al azar sonidos de explosiones. El efecto corona avanzado tiene un tono más grave y más profundo.
La representación de la onda de la señal de una descarga de corona muestra picos con espaciados y amplitudes regulares. Cuando se encuentra en un estado avanzado, se añaden picos adicionales de mayor amplitud que aparecen de manera aleatoria.
La representación de la señal de frecuencia de la corona muestra un pico predominante en la frecuencia fundamental de 50 ó 60 Hz y unos pocos armónicos más débiles. Cuanto más avanzado se encuentra el fenómeno corona, más armónicos aparecen y su amplitud crece en comparación con la de la frecuencia fundamental.
Efecto Tracking
El fenómeno llamado tracking es la formación de caminos conductores en la zona de la superficie de un aislante eléctrico. Este fenómeno se ve agravado por la contaminación y la humedad.
Arco
El arco es una corriente que fluye a través del aire y produce una descarga de plasma.
El arco se escucha como un sonido violento con un comienzo y un desvanecimiento bruscos. El zumbido que se escucha en cuando se producen los efectos corona y tracking están ausentes.
La representación de la onda de señal del arco muestra picos de muy elevada amplitud que aparecen aleatoriamente en el tiempo. La principal diferencia es que con el tracking es que la duración de cada descarga es más larga, por lo que la representación de la señal de temporal del arco revela picos más anchos.
Igual que en el fenómeno del tracking, la representación del espectro de frecuencias de la señal no muestra ningún pico predominante.
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En el siguiente vídeo se muestran los sonidos de casos reales de los defectos de corona, tracking y arco.
Las descargas parciales sólo se producen en instalaciones de media y alta tensión. Son descargas eléctricas no deseadas que atraviesan el aislamiento entre conductor y tierra. El flujo de corriente resultante puede causar una avería y derivar en el fallo total del equipo.
La fuga de corriente eléctrica provoca una ionización del aire alrededor de la cual se produce un amplio espectro de sonido, que incluye frecuencias de ultrasonidos. Los componentes de la actividad ultrasónica contienen abundante información útil para poder distinguir entre los efectos corona, tracking y arcos. La detección se basa primero en escuchar la señal, pero diagnóstico preciso de estos fallos se facilita en gran medida cuando se incorpora el análisis de la onda y del espectro de frecuencia de las señales de los ultrasonidos.
Efecto corona
El efecto corona afecta a los conductores eléctricos por encima de 1 kV. Produce ozono nocivo para el aislamiento, también produce ácido nítrico que oxida los metales en presencia de humedad y genera interferencias electromagnéticas.
El efecto corona se escucha como un zumbido constante, un sonido regular similar al producido al freír. Cuando se encuentra en un estado avanzado, se producen al azar sonidos de explosiones. El efecto corona avanzado tiene un tono más grave y más profundo.
La representación de la onda de la señal de una descarga de corona muestra picos con espaciados y amplitudes regulares. Cuando se encuentra en un estado avanzado, se añaden picos adicionales de mayor amplitud que aparecen de manera aleatoria.
La representación de la señal de frecuencia de la corona muestra un pico predominante en la frecuencia fundamental de 50 ó 60 Hz y unos pocos armónicos más débiles. Cuanto más avanzado se encuentra el fenómeno corona, más armónicos aparecen y su amplitud crece en comparación con la de la frecuencia fundamental.
Efecto Tracking
El fenómeno llamado tracking es la formación de caminos conductores en la zona de la superficie de un aislante eléctrico. Este fenómeno se ve agravado por la contaminación y la humedad.
El tracking se escucha como un sonido de zumbido y chisporroteos intermitentes, con pausas y caídas y crecimientos en intensidad. La intensidad puede aumentar hasta llegar al punto de combustión súbita (flashover). Después de la combustión súbita todo este sonido se convierte en silencio.
La representación de la onda de la señal de tracking muestra altas cumbres muy cortas, pero con elevada amplitud. El espacio de tiempo entre picos y las amplitudes de los picos no son regulares. La amplitud de los picos es un indicador de la gravedad del defecto.
La representación de la señal en frecuencia no muestra picos predominantes.
Arco
El arco es una corriente que fluye a través del aire y produce una descarga de plasma.
El arco se escucha como un sonido violento con un comienzo y un desvanecimiento bruscos. El zumbido que se escucha en cuando se producen los efectos corona y tracking están ausentes.
La representación de la onda de señal del arco muestra picos de muy elevada amplitud que aparecen aleatoriamente en el tiempo. La principal diferencia es que con el tracking es que la duración de cada descarga es más larga, por lo que la representación de la señal de temporal del arco revela picos más anchos.
Igual que en el fenómeno del tracking, la representación del espectro de frecuencias de la señal no muestra ningún pico predominante.
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