Universidad del Valle. Seminario Internacional sobre ensayos Eléctricos. Pruebas en Cables Empalmes y Terminales Para Alta Y Extra Alta Tensión.

Transcripción

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2 Universidad del Valle Seminario Internacional sobre ensayos Eléctricos. Pruebas en Cables Empalmes y Terminales Para Alta Y Extra Alta Tensión. Calí Colombia Octubre 2015

3 Sistema Cable-Accesorios para Alta y Extra Alta Tensión Conjunto de elementos que deben de operar eléctrica y térmicamente dentro de sus límites de diseño por largo tiempo, en forma segura confiable y eficiente, a un costo razonable en armonía con la naturaleza. Cables dispositivos de conexión,empalmes, terminales, sistemas de tierra, elementos de protección y sujeción.

4 2 Componentes 4 Sistema Cable-Accesorios para Alta y Extra Alta Tensión Cable XLPE EAT 2. Terminal 3. Empalme 4. Caja sistema tierra 5. Abrazadera 1

5 Exterior Cerámica Húmeda (Oil Filled) Húmeda (Oil Filled) Terminales Polimérica Seca Accesorios Interior GIS/TRF Húmeda GIS/TRF Seca (Dry Type) (Dry Type) Pantalla Continua Empalmes Pantalla Interrumpida

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8 Pantalla Metálica (Alambres CU, Lámina Al, PB, FO ) Aislamiento (XLPE) Conductor (Cu, Al, Cu E) Cubierta (PEAD, PVC, FR0H) Pantalla semiconductora

9 Sistemas de Cables de Energía CA Alta y Extra Alta Tensión Ciclo de Vida Selección componentes del sistema. Manufactura Sistema de Calidad. Pruebas en Fábrica Transporte, manejo, almacenamiento. Instalación de cable y accesorios. Pruebas de campo. Operación y Mantenimiento. Reposición. Tendencias.

10 Sistemas de Cables de Energía CA Alta y Extra Alta Tensión En donde se dan los desarrollos? IEEE ( Institute of electric and electronic engeneers asociation ). PES / ICC ( Power engennering society ) /(Insulated conductors comitee ) CIGRÉ (Conceil des grandes reseaux de energie electrique) SC B1. JICABLE (Organización Internacional de expertos en cables ). AEIC (Asociation of Edison Iluminating Co)* ICEA ( Insulated cable Engenneers Asociation ).* UL ( Undrewriters Labs ).* Universidades: Delft (Holanda). Laboratorios: IREQ, CESI, KEMA. Renardies ( Electricite de France ). Fabricantes de los componentes de un sistema: Cables dispositivos de conexión,empalmes, terminales, sistemas de tierra, elementos de protección y sujeción. *Sociedades de Normalización

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12 Norma Descripción Alcance IEC IEC AEIC CS 9 ICEA S Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages above 30 kv (U m = 36 kv) up to 150 kv (U m = 170 kv) - Test methods and requirements Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages above 150 kv (Um = 170 kv) up to 500 kv (Um = 550 kv) - Test methods and requirements Specification for Extruded Insulation Power Cables and Their Accessories Rated Above 46kV through 345 KVac Standard for extruded insulation power cables rated above 46 through 345 kv Cables, accesorios y sistema de cables de 30 kv hasta 150 kv Cables, accesorios y sistema de cables de 150 kv hasta 500 kv Cables, accesorios y sistema de cables superiores a 46 kv hasta 345 kv Cable superior a 46 kv hasta 345 kv *Pendientes de las revisiones y actualizaciones de las mismas en proceso*

13 Sistema de Calidad

14 Sistema de Calidad

15 Sistema de Calidad

16 Pruebas Aplicables De rutina o aceptación Son las pruebas realizadas por el fabricante a cada componente fabricado (cable ó accesorio) para revisar que el componente cumple los requerimientos especificados. Indican defectos de manufactura que provoquen que los productos fallen de forma inmediata ó casi inmediata. De muestreo Son las pruebas realizadas por el fabricante a muestras de cable completo ó componentes tomados de un cable terminado ó accesorio, a una determinada frecuencia, para determinar que el producto terminado cumple los requerimientos especificados. Verifican que la calidad de los productos se mantenga. Tipo Son las pruebas realizadas antes de suministrar de manera comercial un tipo de cable, accesorio ó sistema de cable cubierto por la norma, para demostrar un desempeño satisfactorio para satisfacer la aplicación. Que el producto tenga las características necesarias para la aplicación.

17 Pruebas Aplicables Precalificación Son las pruebas realizadas antes de suministrar de manera comercial un sistema de cable cubierto por la norma, para demostrar un desempeño satisfactorio a largo plazo del sistema de cable. Que el sistema tenga las características necesarias para la aplicación pero a largo plazo.

18 Pruebas de Rutina o Aceptación Descargas Parciales Alta Tensión Prueba de Integridad de la Cubierta, si se requiere

19 Pruebas de Muestreo Medición de la Resistencia Eléctrica del Conductor Inspección del Conductor Prueba de Curado XLPE/EPR Medición de Capacitancia Prueba de impulso por rayo seguido de prueba de alta tensión Medición de los espesores del aislamiento y de la cubierta Medición del espesor de la pantalla metálica Prueba de penetración longitudinal de agua, si aplica Medición de diámetros, si se requiere

20 IEC ICEA S Combined Tests Bending [ a)] Bending Bending Comparativo Pruebas Tipo IEC vs ICEA IEC & ICEA S Programa combinado pruebas para calificación sistema. NEETRAC (Usa ) & LAPEM ( México ) Tendencia hacia Convergencia Normativa Amb. PD [ a)] Hot Tan d [ b)] Heating Cycle Voltage Test [ c)] Hot Impulse [ f)] min. Power Frequency Voltage Test [ f)] Ambient & Hot PD [ d)+e)? g)] Visual Exam [ i)] Annex D Tests of Outer Joint Protection [ h)] DC & Impulse Thermal Cycling hr. AC Voltage Withstand Amb. PD Hot Tan d Hot Impulse hr. AC Voltage Withstand min. AC withstand (included above) Dissection Annex D Tests of Outer Joint Protection DC & Impulse Amb. PD Hot Tan d Thermal Cycling Amb. PD Hot Tan d Hot Impulse hr. AC Voltage Withstand Ambient & Hot PD Visual Exam Dissection

21 Pruebas Tipo Eléctricas Medición del espesor del aislamiento Prueba de Doblez Pruebas de descargas parciales a temperatura ambiente y a alta temperatura Pruebas de protección exterior en empalmes directamente enterrados Instalación de accesorios y prueba de descargas parciales a temperatura ambiente Medición de tan d (Factor de disipación) Envejecimiento Cíclico Prueba de impulso por maniobra (para cables con tensión nominal de 345 kv y superiores) Prueba de impulso por rayo / Alta Tensión Pruebas de descargas parciales, si no fueron efectuadas anteriormente Inspección del sistema Prueba de Corto Circuito Resistividad volumétrica de las pantallas semiconductoras

22 Pruebas Tipo No Eléctricas Inspección de la construcción del cable Presión a alta temperatura en cubiertas Propiedades físicas Iniciales y Envejecidas del Aislamiento Prueba de Curado para XLPE/EPR Propiedades físicas Iniciales y Envejecidas de la Cubierta Compatibilidad de Materiales Medición de contenido de negro de humo en cubiertas de PE negro Resistencia a la Penetración Longitudinal de Agua

23 Pruebas de Precalificación Envejecimiento Cíclico -Aplicar 180 ciclos térmicos -Aplicar tensión por 8760 horas (1 año). Prueba de Impulso por rayo Inspección del sistema

24 Sistema de Calidad Pruebas Tipo para Sistema 230 kv IEC Enlace Cable Terminales kv 20 Ciclos 95 C Prueba Impulso ± 1050 kva Anexo D

25 Pruebas Tipo para Sistema 230 kv AEIC/ICEA Enlace Cable Terminales kv Sistema de Calidad 20 Ciclos 105 C Prueba Impulso ± 1050 kv

26 Pruebas Precalificación Sistema 230 kv Sistema de Calidad

27 Pruebas de Precalificación Sistema 230 kv Sistema de Calidad

28 Sistema de Calidad Pruebas de Precalificación Sistema 230 kv - IEC Terminales Exteriores C & kv SF6 Terminales IMPULSE TEST ± 1050 kv

29 Sistema de Calidad Pruebas de Precalificación Sistema 230 kv - AEIC Adicional 90 Ciclos calentamiento posteriores IEC 105 C & 226 kv Prueba Impulso ± 1050 kv

30 Sistema de Calidad Pruebas de Corto Circuito Sistema 230 kv NF C Prueba de corto circuito@ 50 ka ( 3 disparos ) y 90C temperatura en conductor Disección e inspección de empalme

31 Sistema de Calidad

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33 Sistema de Calidad RETIE

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36 Sistema de Calidad

37 Sistema de Calidad

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39 Sistema de Calidad

40 Sistema de Calidad

41 Pruebas de campo

42 Pruebas de campo Integridad de cubierta

43 U = Voltaje entre fases Um = Voltaje máximo entre fases Uo = Voltaje fase a neutro Tabla valores para prueba IEC60840

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52 Pruebas de campo CA serie resonante según IEC 62067

53 Pruebas de campo CA serie resonante según IEC 62067

54 Pruebas de campo CA serie resonante según IEC 62067

55 Pruebas de campo CA serie resonante según IEC 62067

56 Pruebas de campo CA serie resonante según IEC KV DURANTE 1 HORA

57 Pruebas de campo CA serie resonante según IEC 62067

58 Pruebas de campo CA serie resonante según IEC 62067

59 Pruebas de campo CA serie resonante según IEC 62067

60 Pruebas de campo Medición de Descargas Parciales simultanea con CA

61 Pruebas de campo Medición de Descargas Parciales Simultanea con CA Análisis de DP mediante un mapa TF (Tiempo-Frecuencia) que permite la separación del ruido externo y la medición de DP. Permite la separación de los fenómenos detectados entre lo que pudieran ser DP internas, superficiales y de corona

62 Pruebas de campo Medición de Descargas Parciales simultanea con CA

63 Abb Kabeldon

64 *En la medida de la adquisición de mayor experiencia en campo, estos criterios podrían cambiar * Abb Kabeldon

65 Operación,Supervisión en Línea & Diagnóstico (Supervisión en línea Diagnóstico ) Trend analysis (Sup On-line ) (PD + Temp) & Amplitude or rate ( Off-Line PD +VLF+ Tan ) Abb Kabeldon

66 Abb Kabeldon

67 Herramientas Especificaciones de Productos:

68 Proyectos para Alta y Extra Alta Tensión Ing. Adolfo J. Villarreal Villarreal Tel 52 ( 81) Ext 8295 adolfovv@cmsa.com.mx Monterrey, Nuevo León México Gracias por su atención adolfovillarreal@yahoo.com 68

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