EN IEC 60156 Fluidos aislantes - Determinación de la tensión de ruptura a frecuencia de red - Método de ensayo

EN IEC 60156 Fluidos aislantes - Determinación de la tensión de ruptura a frecuencia de red - Método de ensayo

La norma «EN IEC 60156 Fluidos aislantes - Determinación de la tensión de ruptura a frecuencia de red - Método de ensayo», desarrollada por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) y publicada posteriormente como norma europea en el marco de los esfuerzos de armonización, describe el método para determinar la tensión de ruptura dieléctrica de los fluidos aislantes a frecuencia industrial. Este procedimiento de ensayo se lleva a cabo en un dispositivo específico donde la muestra de aceite se expone a un campo eléctrico alterno creciente hasta que se produce la fractura.

EN IEC 60156 Fluidos aislantes - Determinación de la tensión de ruptura a frecuencia de red - Método de ensayo

El método descrito es aplicable a todo tipo de fluidos aislantes con una viscosidad nominal de hasta 350 mm² /s a 40 grados . Es adecuado tanto para las pruebas de aceptación de fluidos nuevos en el momento de la entrega como para determinar el estado de las muestras tomadas durante el control y el mantenimiento de los equipos.

La norma EN IEC 60156 es necesaria para evaluar el rendimiento del aislamiento eléctrico de los aceites para transformadores y otros fluidos aislantes utilizados en transformadores de potencia, aparamenta, interruptores, reactores y equipos de alta tensión. Esta norma es ampliamente aplicada por fabricantes de transformadores, compañías eléctricas, laboratorios de ensayo y organizaciones de mantenimiento.

El objetivo principal de la norma EN IEC 60156 es determinar la tensión a la que un fluido aislante sufre una ruptura dieléctrica al ser expuesto a un campo eléctrico de corriente alterna (CA) creciente. La tensión de ruptura medida indica el estado del fluido aislante y ayuda a determinar si es adecuado para:

  • Puesta en marcha de nuevos equipos eléctricos.
  • Control de calidad rutinario
  • Mantenimiento preventivo
  • Monitoreo del estado del transformador
  • Verificación de refinación de petróleo
  • Prueba de aceptación de aceites aislantes recién suministrados

La tensión de ruptura es uno de los indicadores clave de la calidad del aislamiento. Un fluido aislante normalmente impide el flujo de corriente eléctrica entre conductores energizados. A medida que aumenta la tensión,

  • El campo eléctrico dentro del líquido se intensifica.
  • Los contaminantes se vuelven eléctricamente activos.
  • Se forman canales de descarga microscópicos (corrientes).
  • Finalmente, se desarrolla un camino conductor.
  • Se forma un arco eléctrico en el espacio entre los electrodos.

La tensión a la que esto ocurre se denomina tensión de ruptura dieléctrica. Una tensión de ruptura más alta generalmente indica un mejor aislamiento eléctrico.

La norma EN IEC 60156 incluye lo siguiente:

  • Aceites minerales para transformadores
  • Fluidos aislantes de éster natural
  • líquidos ésteres sintéticos
  • fluidos de sellado de silicona
  • Otros fluidos aislantes utilizados en equipos eléctricos.

Esta norma también es aplicable a lo siguiente:

  • Nuevos fluidos aislantes
  • grasas almacenadas
  • Aceites extraídos de transformadores en funcionamiento.
  • Fluidos aislantes para aparamenta eléctrica
  • Aceites para interruptores automáticos

Esta norma no pretende ofrecer una evaluación completa del estado del aceite; en cambio, evalúa la rigidez dieléctrica como una propiedad clave. La prueba mide el voltaje necesario para producir una ruptura dieléctrica entre dos electrodos estandarizados sumergidos en un fluido aislante. El proceso de prueba sigue los siguientes pasos:

  • Llene un recipiente de prueba limpio con la muestra de aceite.
  • Colocación de electrodos estandarizados dentro de un rango específico.
  • Aplicar una tensión de corriente alterna a la frecuencia de la red eléctrica (normalmente 50 o 60 Hz).
  • Aumentar el voltaje a un ritmo constante.
  • Para registrar la tensión de falla.
  • Repita la prueba varias veces.
  • Cálculo de la tensión de ruptura promedio.

Estas pruebas requieren un dispositivo de prueba de ruptura dieléctrica que consta de los siguientes componentes:

  • transformador de alta tensión
  • regulador automático de voltaje
  • Sistema de medición de voltaje
  • Circuito de detección de fallas
  • Contenedor de prueba
  • Disposición estándar de los electrodos
  • Guardia de seguridad

Los dispositivos modernos automáticamente,

  • Aumenta el voltaje.
  • Detecta la falla.
  • Detiene la prueba
  • Registra el valor.
  • Realiza varias pruebas consecutivas.

En lugar de basarse en un único evento de falla, esta norma requiere múltiples mediciones consecutivas en la misma muestra. Entre cada prueba,

  • Se permite que los gases del arco se dispersen.
  • El aceite se puede mezclar o dejar reposar según las instrucciones.
  • Se comprueba el estado de los electrodos.

El último valor reportado suele ser la media aritmética de las tensiones de ruptura.

Varios factores pueden reducir significativamente la rigidez dieléctrica:

  • Humedad: El agua es la causa más común de una disminución en la tensión de ruptura. Incluso pequeñas cantidades pueden reducir significativamente el rendimiento del aislamiento.
  • Contaminación sólida: Por ejemplo,
    • fibras de papel
    • Toz
    • Partículas metálicas
    • residuos de carbono

Estas partículas intensifican los campos eléctricos locales y favorecen fallos prematuros.

  • Burbujas de aire: El aire atrapado crea concentraciones localizadas de campos eléctricos que pueden iniciar descargas a voltajes más bajos.
  • Envejecimiento de las grasas: Las grasas envejecidas pueden incluir lo siguiente:
    • Productos de oxidación
    • Lodo
    • ácidos
    • subproductos de degradación

Estos contaminantes reducen el rendimiento dieléctrico.

  • Estado de los electrodos: Los electrodos mal pulidos o contaminados pueden afectar significativamente los resultados. Por lo tanto, es necesario limpiarlos e inspeccionarlos cuidadosamente.

La toma de muestras de grasa precisa es crucial. Una toma de muestras incorrecta puede provocar:

  • Ni
  • Toz
  • burbujas de aire
  • Contaminación

Esto da como resultado tensiones de ruptura artificialmente bajas. La norma IEC 60475 es ampliamente citada para procedimientos de muestreo precisos.

La norma EN IEC 60156 se utiliza ampliamente en las siguientes áreas:

  • Transformadores de potencia
  • transformadores de distribución
  • Transformadores de medición
  • Interruptores llenos de aceite
  • Aisladores pasantes de alta tensión
  • Disyuntores
  • Reactores
  • condensadores
  • Programas de mantenimiento de la red eléctrica
  • Producción de aceite para transformadores
  • Plantas de regeneración de petróleo

La norma EN IEC 60156 se utiliza con frecuencia, a menudo junto con normas complementarias para aceites aislantes, entre las que se incluyen:

  • IEC 60422 Aceites minerales aislantes utilizados en equipos eléctricos - Guía de inspección y mantenimiento.
  • Método de muestreo IEC 60475 para fluidos aislantes.
  • IEC 60296 Fluidos para aplicaciones electrotécnicas - Aceites minerales aislantes para equipos eléctricos.
  • IEC 61125 Fluidos aislantes - Métodos de ensayo para la estabilidad a la oxidación - Método de ensayo para evaluar la estabilidad a la oxidación de los fluidos aislantes en su estado de suministro.
  • IEC 62021 Fluidos aislantes - Determinación de la acidez
  • IEC 60814 Fluidos aislantes - Papel impregnado en aceite y cartón prensado - Determinación del agua mediante titulación coulométrica automatizada de Karl Fischer.

En conjunto, estas normas proporcionan una evaluación exhaustiva de la calidad del fluido aislante.

La norma EN IEC 60156 se aplica ampliamente en las siguientes áreas:

  • Produccion de electricidad
  • Compañías de transmisión
  • Redes de distribución
  • Fabricación de transformadores
  • Empresas de mantenimiento eléctrico
  • Laboratorios de alto voltaje
  • Laboratorios de análisis de petróleo
  • Instalaciones de energía renovable
  • Sistemas de control de calidad finales

La falla del aislamiento eléctrico es una de las principales causas de fallas en transformadores y equipos de alta tensión. La medición de la tensión de ruptura dieléctrica ayuda a identificar la humedad, la contaminación y la degradación del aceite antes de que provoquen fallas en el aislamiento, lo que prolonga la vida útil de los equipos y reduce los costos de mantenimiento. Las pruebas periódicas, de acuerdo con la norma EN IEC 60156, facilitan el mantenimiento predictivo y mejoran la confiabilidad de los sistemas eléctricos.

Durante muchos años, nuestra organización, con su personal competente y experimentado, ha comprendido las necesidades de sus clientes, brindándoles los servicios de ensayo avanzados que requieren y asistiéndolos en el establecimiento, la implementación y la mejora de sus sistemas de gestión. En este marco, también ofrecemos servicios de ensayo que cumplen con la norma EN IEC 60156.

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