Descarga parcial para niños
En electricidad, una descarga parcial (DP) es como una pequeña chispa que ocurre dentro o sobre el material que aísla la electricidad en equipos de alto voltaje. Imagina que el material aislante es una barrera que mantiene la electricidad en su lugar. Una descarga parcial es una pequeña "falla" en esa barrera. No es una chispa grande que cruza todo el espacio entre dos cables, sino una muy localizada.
Estas pequeñas descargas pueden dañar el material aislante con el tiempo. Es como si fueran pequeñas "quemaduras" que lo desgastan. Además, pueden liberar gases que también dañan el aislamiento y las partes metálicas cercanas. Si no se detectan y reparan, estas descargas pueden crecer y causar problemas mayores. Podrían llevar a fallas en el equipo, interrupciones en el suministro eléctrico o incluso incendios.
Contenido
Tipos de Descarga Parcial
La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) define las descargas parciales como "descargas localizadas de electricidad que solo atraviesan parcialmente el aislante entre conductores". Esta definición es amplia, así que es útil dividir las descargas parciales en tres tipos principales.
Descarga en Corona: ¿Qué es y dónde ocurre?
La descarga en corona ocurre en el aire o gas alrededor de un cable o conductor eléctrico. Sucede cuando el campo eléctrico en un punto específico, como una punta afilada o un borde, es tan fuerte que el aire cercano no puede aislar más y se "rompe" un poco. Esto es común en equipos eléctricos que están al aire libre.
En equipos al aire libre, la descarga en corona suele ser menos dañina. Los gases que produce se dispersan con el viento y la lluvia. Sin embargo, si ocurre en un lugar cerrado, esos gases pueden acumularse y dañar más el equipo. Es importante intentar eliminar las fuentes de descarga en corona durante el mantenimiento, ya que pueden ocultar problemas más serios.
Descarga Superficial: El peligro en la superficie
La descarga superficial ocurre en la superficie de un material aislante. Imagina que el aislante tiene una capa de suciedad o humedad. La electricidad puede empezar a "caminar" por esa superficie, creando caminos conductores y reduciendo la capacidad del aislante para hacer su trabajo. Es un tipo de descarga parcial bastante común, especialmente si hay contaminación o humedad.
Este tipo de descarga es muy dañina para aislantes hechos de resina o polímeros. Si no se detecta y se repara, los puntos donde ocurre la descarga pueden crecer y hasta incendiarse. En aislantes de porcelana, puede causar grietas. A veces, si se detecta a tiempo y la causa es la contaminación, se pueden limpiar los aislantes antes de que el daño sea permanente.
Descarga Interna: El problema oculto
La descarga interna es la más difícil de detectar porque ocurre dentro del material aislante, ya sea sólido o líquido. Se asocia con pequeñas burbujas o huecos, a menudo microscópicos, dentro del aislante. Es un tipo de descarga parcial menos frecuente.
Como no hay síntomas visibles ni sonidos, es muy complicado diagnosticarla en el campo. Sin embargo, si esta descarga interna llega a causar un problema mayor, como un incendio, la energía no tiene por dónde escapar y el aislante podría explotar.
Es importante saber que algunos libros y sitios web pueden usar el término "descarga en corona" de diferentes maneras. A veces lo usan para referirse tanto a la descarga en corona como a la superficial, o incluso como un sinónimo general de descarga parcial.
¿Cómo se detectan las Descargas Parciales?
Cuando una descarga parcial comienza, produce pequeños pulsos de corriente eléctrica de muy alta frecuencia. Estos pulsos son muy rápidos y pequeños, lo que los hace difíciles de medir directamente. Sin embargo, existen métodos especiales para detectarlos.
Señales Eléctricas en Superficies Metálicas (TEV)
Las tensiones transitorias a tierra (TEV) son picos de voltaje que aparecen en la superficie de las partes metálicas cercanas al equipo eléctrico. Esto sucede porque la descarga parcial crea pequeñas corrientes en el cable y, por lo tanto, también en las partes metálicas conectadas a tierra que están cerca. Estos picos de voltaje se quedan en la superficie del metal. Los TEV son muy útiles porque se pueden detectar sin necesidad de hacer conexiones eléctricas ni de quitar paneles del equipo.
Medidas Ultrasónicas: Escuchando el problema
Las medidas ultrasónicas se basan en el hecho de que una descarga parcial emite ondas de sonido. Estas ondas suelen estar en una frecuencia que los humanos no podemos oír (alrededor de 40 kHz), pero pueden detectarse con equipos especiales. Sin embargo, las descargas internas no producen ultrasonidos, por lo que este método solo sirve para detectar descargas superficiales y en corona.
Detección del Campo Electromagnético: Ondas de radio
La detección del campo electromagnético permite captar las ondas de radio que genera una descarga parcial. Estas ondas de radio pueden incluso generar los picos TEV en las estructuras metálicas cercanas. Usando antenas especiales, se puede lograr una mayor sensibilidad para detectar estas ondas, especialmente en equipos de alto voltaje.
¿Por qué es importante detectar las Descargas Parciales?
Detectar las descargas parciales es muy útil para saber si el aislamiento de un equipo eléctrico de media o alta tensión está empezando a deteriorarse. Es como una señal de advertencia temprana. Por ejemplo, en algunos países, se recomienda revisar regularmente la actividad de descarga parcial en ciertos equipos para asegurar su buen funcionamiento y la seguridad.
Normas Internacionales Relevantes
Existen normas internacionales que guían cómo se deben medir y evaluar las descargas parciales para asegurar la seguridad y el buen estado de los equipos eléctricos. Algunas de ellas son:
- IEC 60270:2000/BS EN 60270:2001 "Técnicas de ensayo de alta tensión - Medidas de descarga parcial"
- IEC 61934:2006 "Materiales y sistemas aislantes eléctricos - Medida eléctrica de DP bajo impulsos de tensión repetitivos y de tiempo de subida corto"
- IEC 60664-4:2007 "Coordinación de aislamiento para equipos dentro de sistemas de baja tensión – Parte 4: Consideración del estrés de tensión de alta frecuencia"
- IEC 60034-27:2007 "Máquinas eléctricas rotativas – Medidas de descarga parcial fuera de línea en el aislamiento del devanado del estator de máquinas eléctricas rotativas"
- IEEE Std 436™-1991 (R2007) "Guía IEEE para realizar mediciones de corona (descarga parcial) en transformadores electrónicos"
- IEEE 1434–2000 "Guía de prueba IEEE para la medición de descargas parciales en maquinaria rotativa"
- IEEE 400-2001 "Guía IEEE para pruebas de campo y evaluación del aislamiento de sistemas de cables de alimentación blindados"
Galería de imágenes
-
Carro de interruptor mostrando los daños causados por una descarga superficial
-
Transformador de corriente seccionado para mostrar los daños producidos por una descarga interna
-
Ingeniero comprobando la descarga parcial utilizando un instrumento portátil que combina las técnicas TEV y ultrasónica
Véase también
En inglés: Partial discharge Facts for Kids
