DIAGNÓSTICO DE ENVEJECIMIENTO DE CABLES SUBTERRÁNEOS DE MEDIA TENSIÓN BAJO CONDICIONES DE HUMEDAD MEDIANTE SOLICITACIÓN VLF

Abstract

En la presente memoria se presenta la problematica de como afecta la humedad alos cables subterraneos en su vida util y como implementar una forma de realizar estasmediciones en el Laboratorio de Alta Tension de la Universidad. Como apoyo se utilizola norma IEEE Std 1407 del 2007, que consistia en realizar envejecimiento acelerado medianteestanques llenos de agua y la memoria anterior de don Alejandro Octavio LobosOrtega del 2008 con ttulo Diagnostico de envejecimiento de cables subterraneos de mediatension mediante solicitacion VLF. El laboratorio consta de dos (2) VLF, uno de ellos dedimensiones mas grande y uno mas moderno que es mas pequeño y portatil, en la presentememora se utilizo el segundo.El instrumento VLF (Very Low Frequency, Frecuencia Muy baja) FRIDA TD al sernuevo no se saba bien como entregaba los datos de tension, por ello se realizaron medicionescon unas cargas resistivas, que se sabe de antemano sus valores de resistencia, conellos se puede configurar un divisor de tension y se puede calibrar el instrumento parasaber si sus mediciones son correctas.Se construye un sistema de estanque de PVC de un m3, este es llenado con agua delsuministro de agua potable. En el cubo de PVC se colocan medidores de temperatura comoindicaba la gua de IEEE. Para ello se realizaron mediciones para sacar una formulacionde la medicion de los PT-100 utilizados para medir temperatura, creando una especie dehervidor electrico a traves de dos barras de acero inoxidable para no contaminar el aguapuesta dentro del cubo.Se utilizaron cables con aislante polietileno reticulado (XLPE) que son empleados enla actualidad para el tendido subterraneo. Para ello se utilizan tres probetas de pruebasque fueron nombradas como cable 1, 2 y 3 respectivamente, los dos primeros con chaquetade proteccion y el tercero sin ella. Se deja un trozo del conductor para prueba posterioren microscopio.Se realizan una serie de mediciones de ndice de polarizacion (IP), tangente de delta(tan d), temperatura, nivel de evaporacion y estado general del sistema.Dentro de las mediciones se obtuvo mediante un supuesto de envejecimiento aceleradopor vida util tomando en cuenta el aumento considerable de la tangente de delta. Por ellose coloca como final de vida util teorica a 20 años que recomiendan varios fabricantes.En los cable 1 y 2 se presenta una tendencia exponencial que es llevada a una formulade aumento de tangente de delta de acuerdo al envejecimiento, con esto se puede llevaruna estadstica y revelar cuando sera conveniente pensar en cambiar el conductor. Esto nose pudo realizar por un comportamiento erratico en la medicion realizada por la presenciaacelerada de humedad.Se comparo lo realizado en esta memoria con la anterior de don Alejandro Lobos y seobservo la aceleracion de los procesos visto por el comparados con los con presencia dehumedad, mostrando que el envejecimiento es aproximadamente el triple mas rapido.El conductor absorbe la humedad en los primeros a~nos de vida util, por ello es necesariohacer una medicion al comienzo con el cable nuevo y otra luego del primer año de uso.Una medicion que comprueba este supuesto es la realizada con el microscopio, porquese observa la presencia de arborescencia en el conductor. Una dificultad es la mediciondel ndice de polarizacion por la presencia de humedad en el sistema, que no lleva a unabuena conclusion, pero tiene una tendencia descendente.Dentro de la construccion del estanque se propona en la norma, colocar varios sensoresde temperatura a diferentes alturas, de acuerdo a lo observado solo basta con uno (1)ubicado en la parte central y otro para la temperatura ambiente.El instrumento VLF Frida utilizado es un buen elemento de medicion en terreno porlo pequeño y transportable que es. Un defecto es que mide tangente de delta solo a unafrecuencia (0,1 [Hz]) , pero el instrumento tiene un rango de 0,01 a 0,1 [Hz], teniendoque utilizar el sistema tradicional con el osciloscopio y analizar el desfase entre tension ycorriente.In this memory the problem of how moisture aects underground cables in its usefullife it is shown and the form to perform these measures in the laboratory of high voltageof the university is presented.An IEEE guide was used as a support for accelerated aging by means of ponds fullof water based on IEEE std. 1407-2007 standard on Alejandro Octavio Lobos Ortega'sin 2008, earlier report titled \Diagnosis of aging underground cables of medium voltagebiasing by VLF". The laboratory has two (2) VLF, one of them is bigger and one smallerand portable. In this abstract second was used.Since this report with VLF was done the laboratory acquired a new instrument tomeasure smaller and more portable VLF.As the VLF (very low frequency) FRIDA TD was new, it was no known how themeasurements of tension were made. A resistive load was used with a voltage dividerwhich can calibrate the measurements are correct.A system of pond plastic (PVC) is built by means of a water bucket where temperaturegauges are placed as indicated in the IEEE guide. The water used is normal water fromthe supply of drinking water. For this, measures were performed to make a formulation ofmeasurement of PT-100 to measure temperature, for this purpose a kind of electric kettlewas created through two stainless steel rods to avoid polluting the water into the bucket.Cable with insulating cross-linked polyethylene (XLPE) was used. They are used formanufacturing underground cables today. They are used for hanging underground.For this test, three specimens, which were named as wire 1,2 and 3 were used respectively;the first two with a protective jacket and the third without it. A piece of the testdriver is left for checking in microscope.A series of measurements of polarization index (IP), tan delta (tan d), temperature,evaporation rate and overall system status are mode. Among the measures of polarizationindex (IP) through a course of accelerated aging life taking account the considerableincrease in tan delta.Therefore it stands as a theoretical end of life 20 years recommended by several manufacturers.In cables 1 and 2 an exponential trend is taken to an increasing formula tan deltaaccording to aging, this can take to a statistic and reveal when it is convenient to thinkin changing the driver.This couldn't be done for an erratic behavior in the measure done because of theaccelerate presence of moisture. We compared all done in this memory with Mr. Alejandro Lobos with what and the acceleration of the processes done compared with the presenceof moisture, the aging is nearly three times faster.The driver absorbs moisture in its first year of useful life, so it is necessary to measureat the beginning with the new cable and another after the first year of use.A checking measurement is made with microscope because the arborescence of driveris observed in the driver. One diculty is the measurement of the polarization index bythe presence of moisture in the system that doesn't lead to a good conclusion but it hasa downward trend.In the building of the pond a norm of placing several sensors of temperature at dierentlevers was proposed, according to observed only one of them (1) is placed in the centralpart and the temperature environment.The VLF Frida instrument used it is a good measure element field for it is smalland portable, a defect is that measures only tan delta in a frequency (0.1 Hz) but theinstrument has a range from 0,01 to 0,1 Hz but it has to be used the system with theoscilloscope and analyze the gap between current and tension.