Factor de Correción de Aislamiento por Altitud.pdf

2013

Reinoso Jhon

Diseño en Alto Voltaje

11‐3‐2013

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

Factor de Correción de Aislamiento por Altitud (Norma IEC 60071‐2)

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL DISEÑO EN ALTO VOLTAJE

Factor de Corrección de Aislamiento por Altitud

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ÍNDICE

Pág.

1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 3

2. CUERPO DEL DOCUMENTO ........................................................................................................... 3

2.1 OBJETIVO ....................................................................................................................................... 3

2.2 ALCANCE ........................................................................................................................................ 3

2.3 MARCO TEÓRICO ........................................................................................................................... 3

2.3.1 FACTOR DE CORRECCIÓN POR VOLTAJE ............................................................................... 3

3. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................................................................... 6

4. BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................. 6



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1. INTRODUCCIÓN

La coordinación de aislamiento consiste en relacionar las sobretensiones que pueden aparecer en el sistema con los niveles de protección de la aislación del equipo. Para aislamiento externo los efectos de humedad, presión, lluvia y contaminación se deben tomar en cuenta, debido a que en el aire la resistencia del aislamiento aumenta con la humedad absoluta y disminuye al disminuir la densidad del aire (aumentar la altura sobre el nivel del mar). 2. CUERPO DEL DOCUMENTO

2.1 OBJETIVO

Conocer el grado de deterioro que experimenta el aislamiento en función de la altitud para definir una adecuada coordinación del aislamiento, garantizando de este modo el nivel de tensión soportada por el mismo.

2.2 ALCANCE

Recopilar información de diversas fuentes bibliográficas, con el objetivo de ampliar el conocimiento respecto al dimensionamiento y coordinación del aislamiento.

2.3 MARCO TEÓRICO

2.3.1 FACTOR DE CORRECCIÓN POR VOLTAJE

Está relacionada con la dependencia de la presión atmosférica de la altitud, la cual esta referenciada en el estándar IEC 721‐2‐3. Para el cálculo del factor de corrección se utiliza las siguientes fórmulas. El decremento de la rigidez dieléctrica con la altura tiene que ser compensado en la determinación de las tensiones soportadas requeridas. Se toma un factor por el cual se multiplica a las tensiones soportadas de coordinación para compensar la disminución de la rigidez dieléctrica por efecto de la disminución de la densidad del aire con el incremento de altura sobre el nivel del mar es:

Formula N° 1: Factor de corrección de voltaje por altitud (<1000m) [4]



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Debido al rango de valores estandarizados en la Norma IEC 60071‐1 se han determinado condiciones que cubren alturas de hasta 1000 metros sobre el nivel del mar, se puede afirmar que para alturas superiores a 1000 m, el factor de corrección por altura aplicable será:

Formula N° 2: Factor de corrección de voltaje por altitud (>1000m) [4]

Adicionalmente el fabricante especifica el aislamiento de los equipos para su operación a partir de 1000 m. [4]

Nota: El exponente m depende de varios parámetros, incluyendo la ruta de descarga mínima que es generalmente desconocido en la etapa de diseño. La determinación del exponente m se basa en el estándar IEC 60‐1, relación obtenida a partir de mediciones en altitudes de hasta 2.000 metros. [5]

Ka: factor de corrección por altura (disminución de la rigidez dieléctrica)

H = Altitud por encima del nivel del mar dado en metros

m exponente experimental. m = 1,0 para coordinación por tensión atmosférica de impulso que puede soportar. Estas últimas sin contaminación. m = 1,0 para tensiones de frecuencia industrial que se puede soportar en espacios de aire y aisladores limpios. [1]

Figura 1: Exponente m en función de la tensión soportada de coordinación para sobretensiones de frente lento o de maniobra [2]



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El valor que toma el exponente m que para los aisladores limpios es diferente de

1 sólo con los impulsos de conmutación y que dependiendo de la tensión y de la geometría de aislamiento debe ser tomado como un valor de orientación de

características (IEC 60071‐2). En el caso de aisladores contaminados, m está en el

intervalo entre 0,5 y 0,8 para pruebas de sobrevoltajes de coordinación. [3]

En base al mismo criterio del comportamiento de la rigidez dieléctrica con la altura, de acuerdo con diferentes referencias bibliográficas el factor de corrección puede variar. Para las normas ANSI/IEEE los factores de corrección por altura están definidos según la Tabla 1.

Tabla 1. Factores de corrección por altura según IEEE. [4]

Figura 2. Curva para del factor de corrección por altura según IEEE [4]



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En forma aproximada se establece que para alturas de entre 1000 y 4000 m la rigidez de aislamiento decrece un 1% por cada 100 m de incremento en altura. Considerando que tal corrección no es necesaria para alturas de hasta 1000 m Por lo tanto, el factor por el cual se deberá multiplicar las tensiones soportadas de coordinación será:

Formula N° 3: Factor de corrección de voltaje por altitud (>1000m) [4]

3. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

La importancia de estos factores desde el punto de vista del aislamiento puede variar según el tipo de aislamiento y de equipo.

El factor de seguridad que se especificado en determinados equipos está relacionado con los modos de operación y sus respectivas solicitaciones térmicas, eléctricas, medioambientales y mecánicas a las que el aislamiento eléctrico este sometido.

Se debe considerar algunos factores para la determinación del factor de seguridad entre los que están el envejecimiento del aislamiento, inexactitudes en la determinación de las tensiones soportadas por coordinación y las diferencias entre condiciones de fábrica (condiciones en pruebas prototipo y de rutina) y condiciones de montaje del equipo.

4. BIBLIOGRAFÍA [1] http://www.geindustrial.com.mx/PDFs/Factores%20de%20correcci%C3%B3n%20por%20altitud%20de%20operaci%C3%B3n%20‐%20GE%20Industrial%20Solutions.pdf (09‐marzo‐2013) [2] http://www.labplan.ufsc.br/congressos/XIII%20Eriac/B3/B3‐02.pdf (09‐marzo‐2013) [3] http://xa.yimg.com/kq/groups/22416992/1748698248/name/ABB_11_E_04_druck.pdf (09‐marzo‐2013) [4] http://dspace.epn.edu.ec/bitstream/15000/8878/3/T10880CAP3.pdf (09‐marzo‐2013) [5] INTERNATIONAL STANDARD IEC 60‐1 High – Voltage Test Techniques – Part 1: General Definitions and Test Requirements, 1989

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