Revisando Bancos de Condensadores en busca de Condensadores Defectuosos

Introducción
Esta nota técnica proporciona una información de fondo sobre la prueba de capacidad de los condensadores de doble aislador de media tensión normalmente usados en bancos de condensadores y series de filtro armónicos con tensiones de línea clasificadas mayores que los 2,4kV. Debido a su capacidad relativamente baja (0,20uF a 100,00uF), las pruebas de los condensadores se pueden realizar con muchos multitester digitales estándar (DMM). Los indicadores, tales como el Fluke serie 110, 170 y 180 puede proporcionar la información necesaria para determinar la presencia de un condensador defectuoso. Aunque hay disponibles otros métodos de prueba, como el ensayo en tiempo real, esta nota técnica se centra en los condensadores de prueba en estado inactivo.

Los Condensadores de Media Tensión pueden contener indicadores de fusibles internos o externos. La operación de fusibles externos (como se evidencia por un indicador de fusible quemado para los fusibles limitadores o un fusible “reemplazable” para los fusibles extraibles) es posible indicar un condensador defectuoso. Sin embargo, el funcionamiento del fusible, no garantiza un que este no se encuentre defectuoso ya que el fusible se pudo haber abierto debido a una falla o por una sobretensión causada por rayos u otro tipo de operaciones. Por lo tanto, es recomendable que los condensadores de fusibles externos se prueben antes de reemplazarlos en situaciones donde el fusible externo se haya quemado. Para los condensadores de fusión interna, se requiere una prueba ya que el fusible no está visible.

Procedimiento de Prueba
El siguiente procedimiento de prueba requiere que el banco de condensadores y la serie de filtro armónico están puestos a tierra y desconectados. La desconexión de alta tensión normal, puesta a tierra y procedimientos de prueba se deberían seguir y sólo se deberían llevar a cabo por individuos calificados en la operación y mantenimiento de bancos de condensadores y series de filtro armónico de alta y media tensión. Un procedimiento sugerido, pero no necesariamente todos los procedimientos inclusivos, es el siguiente:

1. Desactivar el banco de condensadores por las recomendaciones del fabricante del banco de condensadores. Se deberían seguir todos los procedimientos de seguridad necesarios.
2. Aísle el banco de condensadores (por ejemplo, proporciona una desconexión visible) del sistema de alta o media tensión.
3. Espere por lo menos cinco minutos después de la desactivación antes de proceder al siguiente paso.
4. Poner a tierra el banco de condensadores. Es importante que cada fase, así como también el neutral (para bancos de puesta a tierra), sea puesta a tierra. Para los bancos equipados con conmutadores de vacío, se debería realizar una puesta a tierra de fase de conductor al costado de la carga de los conmutadores de vacío.
5. Además de la puesta a tierra de la fase del conductor y antes de entrar en contacto con un condensador individual, cada condensador debería ser puesto a tierra individualmente tocando sus terminales con una punta puesta a tierra al final de una punta de alta tensión.
6. Desconecte el terminal del lado de línea del condensador a ser probado. Esto puede involucrar la remoción de un fusible para los condensadores de fusión externa.
7. Después de la puesta a tierra del banco, proceda a la sección apropiada a continuación para el tipo de condensador.
   

Figura 1 – Fabricación interna de la Fusión externa o interna de los Condensadores de igual Clasificación

Prueba de Bancos de Condensadores de Fusión Interna y Sin Fusibles
Estándar 18 de IEEE (Estándar IEEE par los Condensadores de Energía Paralelos) especifica las clasificaciones estándar de los condensadores diseñados para la conexión paralela de los sistemas de distribución y transmisión de corriente alternativa debería tener una clasificación de capacidad de 0 a +10% de su valor de placa nominal. En realidad, la mayoría de los fabricantes producen condensadores en el 0 a +2% de su clasificación de placa nominal. Es deseable detectar, remover, y reemplazar los condensadores abiertos, condensadores cortocircuitados y condensadores parcialmente defectuosos. Cada una de estas condiciones puede ser detectada con un DMM de las siguientes maneras:

Condensadores Cortocircuitados – Normalmente el DMM mostrará la sobretensión o –O.L- por un condensador completamente cortocircuitado.

Condensadores Abiertos – Normalmente el DMM mostrará un “di.sc” o una lectura de capacidad muy baja (lectura de capacidad en el 0 a 1 nF).

Condensadores Parcialmente Defectuosos – Normalmente el DMM mostrará una lectura de capacidad de más de 10% mayor que el valor nominal de los condensadores como se muestra en la Tabla 1.

Los valores enlistados en la Tabla 1son para los condensadores paralelos estándar industriales. Para los condensadores de doble casquillo no enlistados en la Tabla 1, se puede usar un programa en la siguiente dirección de página web para calcular el valor de capacidad nominal basado en la información de la placa.
http://www.nepsi.com/cap_calculation.htm
En casi todos los casos, los condensadores utilizados en bancos de condensadores de fusión externa y bancos de condensadores sin fusible fallarán en la condición de defecto parcial o en la condición cortocircuitada, como se indica anteriormente.

Prueba de Bancos de Condensadores de Fusión Interna

Como con los condensadores de fusión externa, el Estándar 18 de IEEE especifica las lecturas de las capacidades en el rango de 0 o+10%. En realidad, los condensadores de fusión interna estarán en el rango de 0 a +2%. Estos condensadores mostrarán señales de falla de las siguientes tres maneras:

Condensadores Cortocircuitados – Normalmente el DMM mostrará la sobretensión o –O.L- por un condensador completamente cortocircuitado.

Condensadores Abiertos – Normalmente el DMM mostrará un “di.sc” o una lectura de capacidad muy baja (lectura de capacidad en el 0 a 1 nF).

Condensadores Parcialmente Defectuosos – Normalmente el DMM mostrará una lectura de capacidad de más de un 10% mayor que el valor nominal de los condensadores como se muestra en la Tabla 1.

Se debería notar que los condensadores de fusión interna están compuestos de muchos grupos paralelos y de serie de condensadores más pequeños llamados “secciones” o “cilindros”. Cada cilindro está protegido por un elemento de fusible que se abre en el momento del defecto del cilindro (Vea Figura 1). Los fabricantes de condensadores generalmente recomiendan que lse remuevan después de la falla del segundo cilindro. La detección de esta falla puede ser difícil por las siguientes razones:

• La pérdida total de la capacidad por una sola falla del cilindro puede ser tan pequeña como un 1,5%. Una doble falla del cilindro puede resultar en una pérdida de capacidad de un 3%.
• La capacidad sobre el rango de temperatura de operación del condensador puede variar en unos +/-2% (Vea la Figura 2).
• La precisión del DMM para las lecturas de capacidad está en el rango del 1% al 2%, pero puede ser mayor.

 



Figura 2 - Capacidad vs.Temperatura para los Condensadores de tipo “Film-Foil”


Debido a lo mencionado anteriormente, se necesitan los archivos de la capacidad de precisión para detectar una inminente falla del condensador cuando se utilizan los condensadores de fusión interna.


















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