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INGENIERIA ELECTRICA Prácticas de alta tensión para fines didácticos en ingeniería Se condensan en este articulo algunas Ideas acerca de las posibles prácticas de alta tensión que pueden ser Imple- mentadas en la carrera de Ingenlerla Eléctrica, con el fin de dar cumplimiento a sus objetivos Instrucclonales. Se presentan doce prácticas docentes que pueden Ir Imple- mentándose poco a poco, de acuerdo a los desarrollos que semestre a semestre se logren en este campo. Se Incluye para cada práctica docente el objetivo general, el montaje básico y los circuitos de medida y algunos comentarlos acerca de las partes que pueden ser cons- truidas localmente. La Inspiración fundamental de este trabajo es la certeza de que la construcción y dotación de casi la totalidad de los dispositivos puede hacerse con ayuda de las empresas locales de electricidad, los fabrican- tes de equipo y los profesores con estudiantes, mediante la dirección de proyectos de grado. Las Ideas expresadas en este articulo son fruto de las experiencias adquiridas en los laboratorios de alta tensión de las universidades Nacional de Bogotá y Frlderlclana de Karlsruhe, dentro de los programas del Grupo de Investi- gación en alta tensión -GIAT - de la Universidad Nacional. FRANCISCO ROMAN CAMPOS Ingenlerlo Electricista Profesor Asistente Universidad Nacional de Colombia Pág. 45-54 Ingenierla e Investigación Volumen 4 NI! 1 Trimestre 1 - 1986 El país es cada vez más consciente de la necesidad de desarrollar el área de la alta tensión. dado su rápido ingreso a tecnologías que aún presentan grandes retos a la ingeniería eléctrica. Dentro de este panorama puede des- tacarse la transmisión de energía a 500 KV. la operación de subestaciones encapsuladas en hexafluoruro de azufre. la fabricación nacional de transformadores a 1 15 KV. el efecto del altísimo nivel ceraúnico de nuestro país en condiciones geográficas muy especiales y la necesidad de garantizar una alta confiabilidad del sistema eléctrico mediante un eficiente control de calidad de los equipos de fabricación nacional y extranjera. Una de las circunstancias que más ha influido en el -hasta ahora- lento avance de la técnica de alta tensión en el país. es precisamente. el corto tiempo que ha tenido Colombia. yen general los países en desarrollo. para aceptar. adaptar y emplear tecnologías nuevas. que en los países dueños de las mismas. ha podido madurar en períodos de tiempo mucho más largos. La gráfica Nº 1. presenta el aumento en el tiempo de los niveles de tensión de transmisión en Voltaje (KV) 1000 800 500 500 400 300 200 100 25 '-+.!="---+ 1896 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 A~os FIGURA 1. Desarrollo de la alta tensión en Colombia y el mundo. Tomado de [1]. Ingeniería e Investigación 45

Prácticas de alta tensión para fines didácticos en … · operación de subestaciones encapsuladas en hexafluoruro de azufre. la fabricación nacional de transformadores a 115

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INGENIERIA ELECTRICA

Prácticas de alta tensiónpara fines didácticos en ingeniería

Se condensan en este articulo algunas Ideas acerca de lasposibles prácticas de alta tensión que pueden ser Imple-mentadas en la carrera de Ingenlerla Eléctrica, con el fin dedar cumplimiento a sus objetivos Instrucclonales. Sepresentan doce prácticas docentes que pueden Ir Imple-mentándose poco a poco, de acuerdo a los desarrollos quesemestre a semestre se logren en este campo.Se Incluye para cada práctica docente el objetivo general,el montaje básico y los circuitos de medida y algunoscomentarlos acerca de las partes que pueden ser cons-truidas localmente. La Inspiración fundamental de estetrabajo es la certeza de que la construcción y dotación decasi la totalidad de los dispositivos puede hacerse conayuda de las empresas locales de electricidad, los fabrican-tes de equipo y los profesores con estudiantes, mediante ladirección de proyectos de grado.Las Ideas expresadas en este articulo son fruto de lasexperiencias adquiridas en los laboratorios de alta tensiónde las universidades Nacional de Bogotá y Frlderlclana deKarlsruhe, dentro de los programas del Grupo de Investi-gación en alta tensión -GIAT - de la Universidad Nacional.

FRANCISCO ROMAN CAMPOSIngenlerlo ElectricistaProfesor AsistenteUniversidad Nacional de Colombia

Pág. 45-54Ingenierla e InvestigaciónVolumen 4 NI! 1Trimestre 1 - 1986

El país es cada vez más consciente de lanecesidad de desarrollar el área de la altatensión. dado su rápido ingreso a tecnologíasque aún presentan grandes retos a la ingenieríaeléctrica. Dentro de este panorama puede des-tacarse la transmisión de energía a 500 KV. laoperación de subestaciones encapsuladas enhexafluoruro de azufre. la fabricación nacionalde transformadores a 1 15 KV. el efecto delaltísimo nivel ceraúnico de nuestro país encondiciones geográficas muy especiales y lanecesidad de garantizar una alta confiabilidaddel sistema eléctrico mediante un eficientecontrol de calidad de los equipos de fabricaciónnacional y extranjera.Una de las circunstancias que más ha influido enel -hasta ahora- lento avance de la técnica dealta tensión en el país. es precisamente. el cortotiempo que ha tenido Colombia. yen general lospaíses en desarrollo. para aceptar. adaptar yemplear tecnologías nuevas. que en los paísesdueños de las mismas. ha podido madurar enperíodos de tiempo mucho más largos.La gráfica Nº 1. presenta el aumento en el tiempode los niveles de tensión de transmisión en

Voltaje (KV)

1000

800

500500

400

300

200

100

25'-+.!="---+

1896 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 A~os

FIGURA 1. Desarrollo de la alta tensión en Colombia y el mundo.Tomado de [1].

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FIGURA 2. Equipo de prueba precursor de los laboratorios de AltaTensión en Colombia formado por el profesor Martin Lutz, en laUniversidad Nacional - Bogotá.

Colombia yen el mundo. apreciándose los largosperíodos que han tenido los países dueños de latecnología para el estudio básico de los fenóme-nos e implementación de las técnicas en trabajosconjuntos entre las empresas y las universidades.estableciéndose así. verdaderas escuelas de in-vestigación.

El profesor emérito de la Universidad Nacional.Martín Lutz. fundador de la carrera de IngenieríaEléctrica de la misma Universidad en el año 1961.fue a su vez el precursor en Colombia de loslaboratorios de alta tensión al formar el primerequipo de prueba empleando como fuente de ACun transformador de rayos X y para su rectifica-ción. tubos de vacío; y como complemento unespinterómetro y resistencias de agua para lalimitación de las corrientes. Este equipo básico sepresenta en la figura 2.Sin embargo. en los dos últimos años. ha sidomuy grato ver un rápido incremento de este tipode laboratorios. contándose ya con unos cinco decarácter didáctico en los quince programas deIngeniería Eléctrica que actualmente tiene el país.Con el deseo de colaborar en la formulación delas experiencias docentes. se presentan en esteartículo. algunas recomendaciones en cuanto altipo de prácticas y sus objetivos. y la forma deconstruir algunos de los elementos del sistema deprueba y medida.

LABORATORIO DE ALTA TENSIONEl profesor Dimetri Ivanoff /2/ clasifica loslaboratorios de prueba de alta tensión en tresgrandes clases:Una primera de laboratorios pequeños de 100-1200 KV.Una segunda de laboratorios medianos contensiones de 500 a 1000 KV Y una tercera delaboratorios grandes con niveles de tensiónsuperiores.Para el estado actual del desarrollo de técnica dealta tensión en nuestro país. puede considerarseque la primera categoría. es decir la de laborato-rios pequeños. debe ser la adoptada para la do-cencia; la segunda debe ser la adoptada por losfabricantes de equipos y la tercera; incluyendoinstalaciones de las dos clases anteriores. debeser la adoptada por entidades de control de

FIGURA 3. Mallas separadoraspara definir zonas de trabajo.

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FIGURA 4. Equipos modulares para pruebas docentes de altatensión. Tomado de [8]. Los elementos centrales fueron fabrica-dos en la Universidad [15].

calidad e institutos de investigaciones del sectoreléctrico.

LABORATORIOS DOCENTESLos laboratorios docentes, de 100 a 200 KVpueden ser desarrollados en gran parte por lasmismas universidades con el apoyo imprescindi-ble de las electrificadoras y los fabricantes. Losprofesores y estudiantes en sus proyectos degrado pueden hacer aportes invaluables en lafabricación de equipos yen la implementación deprácticas docentes formativas.Dentro de las características generales queplanteamos, debe poseer un laboratorio didácti-co, están las siguientes:

La definición de zonas fijas de trabajo, me-diante el empleo de mallas metálicas separa-doras de dimensiones aproximadas de1.80 X 1.80 rnt.. y la instalación por zonas deuna red de alimentación e iluminación. Lasmallas deben estar puestas a tierra en un solopunto. (Ver figura 3).La utilización de elementos modulares, talescomo resistencias y condensadores que per-mitan armar diferentes clases de circuitos enconexiones simples.En la figura A se destacan las de la firmaMesswandlerbau de la República FederalAlemana.Otra de las características de los laboratoriosde prueba es la limitación de las descargassobre el objeto de prueba y su efecto sobre eltransformador de ensayo empleando resis-tencias de agua o resistencias de carbón enaceite o fibra epóxica. Igualmente, la fabrica-ción de resistencias de medida de bajainductancia con materiales de resistividadestable con la temperatura como se apreciaen la figura 5.

FIGURA 5. Serie de resistencia de carbón para su empleo en altalenslón. (Foto tomada en el Laboratorio de alta tensión enKarlsruhe) y resistencia de bajo valor Inductivo.

El empleo de locales cerrados o con posibi-lidad de oscurecerlos para apreciar el efectocorona.La iluminación se supone incandescente yrequlab!e desde la obscuridad hasta el brillomáximo. Se evitan las luces fluorescentes porsu propiedad de encenderse con camposeléctricos altos y por su generación de ondasde interferencia para las medidas.La utilización de la norma lEC 60 [6] en cadauna de sus partes y el libro de Pruebas de altatensión de la IEEE [9] como guías básicas paralas pruebas y mediciones.El empleo de protectores de oídos o elamortiguamiento del sonido en paredes ytechos del laboratorio para evitar los efectosde las múltiples reflexiones del sonido causa-dos por las descargas dentro del local.Para medidas especiales, construir una cabi-na de medida especialmente apantallada. Elosciloscopio debe ir siempre apantallado[15].Determinación de las distancias mínimasmediante el empleo de curvas de tensióncontra distancia -figuras 6 y 7, corregidaspara las condiciones del laboratorio.La utilización de transformadores de pruebade potencia muy baja -5 a 20 KVA-, hasta100 KV ó 200 KV, con impedancia de corto-circuito bastante alta -del orden de 15%- ycon posibilidad de formar cascadas.Evitar el enmallamiento en conductores detierra para eludir lazos de tierra y el empleo deun sistema radial para las mediciones [5]

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UV2

(KV)

_1-""

1-

V"

V"

I

I

IJ

1.500

1.000

500

oO 5 15 20 2510

Distancia entre electrodos m.

FIGURA 6. Voltaje de dlsrupclón AC Vs. Distancia con electrodospunta-punta a condiciones normales.

PRACTICAS DOCENTESLas prácticas de alta tensión dan una visiónimportante sobre el comportamiento de losaislamientos y de los métodos de generación,medición y control de altas tensiones. Sin embar-go, la primera práctica docente debe ser la demedidas de seguridad en el trabajo con altastensiones, sig uiéndose para esto las normas quetienen que ver con el tema [3]. [4]. por ejemplo:VDE O, O, "Normas para construcción de insta-laciones de potencia con tensiones nominalessobre.' KV".VDE O, 05 "Normas para la operación de instala-ciones de potencia".VDE O, 04 "Normas para instalaciones de pruebay laboratorios con tensiones sobre' KV".Adicionalmente, es importante dedicar una se-sión a las prácticas de puesta a tierra y a laoperación del osciloscopio de persistencia.Para lograr el objetivo de formar los estudiantesen el área de alta tensión, se recomiendan lassiguientes prácticas docentes:

Generación y medida de tensiones alternasGeneración y medida de tensiones continuasGeneración y medida de tensiones de impulso

A = AmperímetroV = VoltímetroT = TransformadorVe = Variac

CM = Divisor capacitivo 100 pFMP = Medidor de picoDO = Divisor ohmico

DOC = Divisor oh mico-capacitivoKV = Voltímetro electrostáticoSP = EspinterómetroRs = Resistencia o condensador

serie

u,lo;J)ve

.~.o~~X ,p<o,lVV, o}tY .~.~ ~

~.('.o/V

.,~5'v.<;-~P/ Valor limite de la dis- r--<YV tancia disruptiva para

00/0de disrupci6n con r--// onda positiva.

~~

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12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

oo 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

Tensi6n disruptiva (KV)

7,0

FIGURA 7. Distancia de separación a la pared con un voltaje deImpulso de punta positiva.

Ensayos de sólidos y líquidosMedición de capacidad y tangente Delta.Comprobación de la Ley de PaschenVisualización y medida del efecto coronaVisualización y medida del campo eléctricoVisualización y medida de ondas viajerasGeneración y medida de corrientes de impulsoSobretensiones de maniobra.

GENERACION y MEDIDA DE TENSION ALTERNAA partir de la norma lEC 60 [6] y mediante unaformulación teórica inicial. el estudiante nombray describe los métodos de generación de altas ten-siones alternas: transformadores de una sola etapayen cascada y los circuitos resonantes. La medidase hace con transformadores de tensión, diviso-res de tensión de tipo capacitivo, capacitivoamortiguado, óhmico, óhmico-capacitivo, impe-dancia previa (resistencia o condensador serie),voltímetro electrostático, espinterómetro de esfe-ras y medidores de valor pico.En la práctica el estudiante debe realizar montajespara el manejo de los diferentes sistemas demedida, conocer sus limitaciones y dibujar unagráfica comparativa de los resultados de losdiferentes sistemas de medida.

T

Doe

FIGURA 8. Montaje para la práctica de generación y medida de tensiones alternas.

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D Dv = VoltímetroT = Transformador

CM = Condensador de divisorcapacitivo

D = diodos de selenioKV = KilovoltímetroCs = Condensador

de filtro 6000 pFRm = Resistencia serie 140 MSp = EspinterómetroP = Objeto de prueba

es

II

~

TSP

FIGURA 9. Circuito básico para medidas con tensión continua.

Para esta práctica pueden construirse localmenteel transformador de prueba y los condensadores yresistencias de alta tensión empleando series deelementos de baja tensión o algunas de lasconstrucciones antes mencionadas.A continuación se presenta el montaje en la figura8.

GENERACION y MEDIDA DE TENSIONESCONTINUAS

Los estudiantes nombran y describen los méto-dos de generación de altas tensiones continuas:rectificación de altas tensiones alternas yempleode generadores electrostáticos. De igual forma, lohace con los circuitos de rectificación de mediaonda y onda completa (puente de Graetz) asícomo los circuitos duplicadores de tensión -se-gún Villard. Greinacher, Zimmernann - Wittka yGreinacher en cascada.En el aspecto de las mediciones puede emplearseel espinterórnetro. la resistencia previa, el divisorde tensión óhmico, los medidores de tensiónelectrostáticos y el voltímetro giratorio.En esta práctica el estudiante, a partir de la normalEC 60 [6]. construye los circuitos de generacióny aplica los diferentes sistemas de medida, evalúael principio de operación de cada uno, suslimitaciones y dibuja una gráfica comparativa delos diferentes sistemas.Para esta experiencia pueden construirse local-mente los rectificadores empleando diodos de

R D D

P

alta tensión (20 KV) en serie y los elementosmencionados anteriormente.A continuación se presenta el montaje en la tiqura9.

GENERACION y MEDIDA DE TENSIONESDE IMPULSO

A partir de las normas sobre ondas de choque [6].[9]. [10]. el estudiante realiza los montajes de unode los circuitos normalizados para generación deimpulsos y nombra las formas típicas de las ondasde choque. Adicionalmente proyecta estos es-quemas a las pruebas de transformadores y a lacoordinación de aislamiento.Del dominio de los diferentes esquemas multipli-cadores de Marx pasa a las mediciones compara-tivas de la onda de choque visualizándola en elosciloscopio de persistencia mediante los diviso-res capacitivos, resistivos, mixtos y capacitivoamortiguado, realizando gráficas comparativascon los valores obtenidos en el espinterómetroluego de su calibración hecha con cualquiermétodo, por ejemplo el UP - ANO - DOWN. [12].El generador de impulsos puede construirselocalmente, luego de ganar experiencia en cons-trucciones de otros elementos de prueba.A continuación se presenta el montaje en la figura10.

ENSAYOS DE SOLIDOS Y LlQUIDOSA partir de las normas ASTM sobre ensayos depapel, cuacho. vidrio: y los montajes para ensayo

RdMontaje

OP

T = Transformador Rs = Resistencia de cargaR = Resistencia de protección 10 MO Rd = Resistencia de amortiguamientoD = Diodos ET = Espinterómetro con trigatrónCs = Condensador de choque OP = Objeto de prueba

RM = Resistencia previa o serie DR = Divisor resistivoMA = Microamperímetro ose = Osciloscopio

FIGURA 10. Montaje para generación y medida de ondas de choque.

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ET

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con electrodos de disco y VDE para el aceite [12]el estudiante realiza el ensayo con cualquiera delos dieléctricos mencionados. siguiendo las for-mulaciones de la norma. El equipo empleado parala práctica en un transformador AC con regula-ción de la aplicación de la tensión mediante unmotor eléctrico. Se presenta uno de tales equiposen la figura Nº 11.

MEDICION DE CAPACIDAD Y TANGENTE DELTAEsta práctica permite al estudiante realizar medi-ciones de la capacidad y tangente Delta enobjetos de prueba reales. como son [lar ejemplolos cables. los transformadores. etc. El estudianteexplica cómo son los mecanismos de pérdidasdielétricas y describe la operación y los errores

FIGURA 11. Equipo para ensayode sólidos y liquldos.

que puede generar el sistema de medida emplea-do en la práctica. Adicionalmente debe nombrarlos diferentes métodos existentes para realizar lasmismas mediciones; se recomiendan para esteobjetivo consultar Schwab [5].

Es imprescindible para esta práctica contar conun puente de medida tipo Schering o cualquierotra variante. que permita medir con el objeto deprueba preferiblemente energizado en alta ten-sión.Durante la práctica el estudiante debe medir lacapacidad y tangente Delta de aislamientos demateriales. tales como cables mono y tripolares.que pueden ser conseguidos localmente.Véase montaje en la figura 12.

220V

T

P

VC = VariacV = VoltímetroI = Relé de sobrecarga

CP = Contacto en la puertaT = Transformador de alta tensión

CP = Condensador -objeto de prueba-

FIGURA 12. Montaje para la medida de capacidad y tangente Delta de objetos libres de tierra. Tomado de [3].

50 Ingeniería e Investigación

CN = Condensador normalR3.R. = Resistencias de baja tensión del puente

C. = Condensador del puente para medir Tang. DeltaP = Pararrayos de protección

ON = Medidor de cero para equilibrar fluente

P

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COMPROBACION DE LA LEY DE PASCHENEl propósito de esta práctica es el identificarlos diferentes mecanismos de disrupción engases -aire y SF6- y su comportamiento antelas variaciones de la presión.Al final de la práctica el estudiante debe dibujarla característica tensión contra presión para unarreglo de electrodos esfera-esfera a una distan-cia constante. Se recomienda electrodos deesfera de 50 mm. de diámetro a una distancia de2 mm.Para esta práctica se requiere un cilindro quesoporte 5 atmósferas. el cual puede ser construi-do localmente. Otros aditamentos que requiereson: compresor. bomba de vacío y manómetros.Véase figura 13. El montaje puede verse en lafigura 14.

VISUALlZACION Y MEDIDADEL EFECTO CORONA

Esta práctica tiene por objeto lograr que elestudiante identifique las diferentes etapas que sepresentan en la producción del efecto coronapositivo y negativo. Igualmente que describa yhaga los montajes de medida necesarios y mida

M

FIGURA 13. Elementos para obtenercaracterlstl,ca de Paschen.

las variaciones -de la frecuencia de los pulsostrichel contra la tensión.

Para lograr esto se emplean electrodos tipopunta-placa. con alimentación OC. con el monta-je de la figura 15 [3]. Adicionalmente se usa enesta práctica el cilindro a presión de la experien-cia de comprobación de la ley de Paschen.

El ensayo puede complementarse estudiando elefecto de las pantallas graficando las variacionesde la tensión disruptiva. dependiendo de lélseparación de la pantalla respecto a los electro-dos.

En una etapa posterior puede realizarse la medi-ción del corona en conductores. empleandocilindros coaxiales para formar la llamada líneaenmallada. con la cual pueden obtenerse lascaracterísticas carga contra voltaje. captando lacorriente que ingresa en la malla. en función de latensión de alimentación del sistema.

Por último puede mencionarse que esta prácticapermitirá hacer medidas posteriores de radiointerferencia. Para explicaciones a nivel docente.puede hacerse con un receptor de radio. captan-

M

T = TransformadorCm = Condensador de medida

100 pFVP = VoltímetroRP = Recipiente de presiónM = ManómetroVe = Manómetro de vacíoBv = Bomba de vacíoC = CompresorR = Recipiente con SF6C

R

BV

FIGURA 14. Montaje para la obtención de la curva caracteristlca de Paschen. Tomado de [4].

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CN = Conector de gasL = Lámpara de seguridad

PA = PicoamperímetroP = PararrayosM = Manómetro de vacío

BV = Bomba de vacíoV = VoltímetroS = Instalación de seguridadVe = VariacIP = InterruptorT = Transformador de alta tensión

R"

R3 = Resistencia de aguaD = DiodoR2 = Resistencia de filtro 500 K

C,• C2 = Condensadores de filtroR. = Resistencia de medida 140 MRp = Recipiente a presión

,-------------1I II I

IIIIIIII

--- ---_j

220V

IIIL _

eN

FIGURA 15. Circuito para la medida del efecto corona. Generación de pullol Trlchel y variaciónde la frecuencia de generación de los pulsos Trlchel con la tensión.

St.Tr. = VariacP = Objeto de prueba

G1 = NeónC = CondensadorU. = Alta tensión nominalVK = Tensión de compensación

N.Tr. = Transformador de redH.Tr. = Transformador de prueba

R = ResistenciaV = VoltímetroU' = TensiónS = Interrputor

FIG URA 16. Montaje para medir la distribución de campo eléctrico en un bujeo pasatapas mediante el método del neón. Tomado de [3].

do la interferencia al sintonizar emisoras en FM.Para elrnontaje véase la figura 15.

VISUALlZACION y MEDIDA DEL CAMPOELECTRICO

Se pueden considerar dos etapas: 1) el estudianteencuentra la distribución de los campos eléctri-co~on ayuda de los campos de corriente, y 2)realiza la medición del campo en objetos atensión nominal.En la medida con campos de corriente se puedeemplear como mejor método el del tanqueelectrolítico. Es un equipo de laboratorio quepuede ser construido en la Universidad y quepuede tener una aplicación muy justificada endistribución de campo eléctrico en puestas atierra y en transformadores.

FIGURA 17a. Montaje para la medida de las tensiones U, y U2paraZ, ; OÓ Z y Z2 ; O, 00 Z. La longitud del cable de retardo debeser calculada para sincronizar U, y U2 en el osciloscopio - Figuratomada de [3].

52 Ingenieria e Investigación

Para la medición del campo en objetos a tensiónnominal, se recomienda el empleo del método delneón, en especial para la medida de la distribu-ción de campo en un pasamuros. Se recomiendael montaje de la figura 16.En la práctica el estudiante encuentra y grafica ladistribución del campo y determina si se trata o node un buje apantallado.

VISUALlZACION y MEDIDADE ONDAS VIAJERAS

El objetivo de esta práctica es que el estudiantepueda relacionar las ecuaciones matemáticasque definen las ondas viajeras con las respuestasexperimentales. A través de esta práctica sedemostrarán los conceptos de ondas viajeras, lasdefiniciones de impedancia característica. impul-

fiGURA 17b. Montaje para el estudio de ondas viajeras enconductores (K" K2) con el empleo de G ; generador de pulsosrepetitivos de baja tensión.K" K2 ; cables coaxiales con Vel ; 4 m/).!l, largo; 12 metrol,medida en 101 puntol1,1'; 2,2'; 3,'. Enel punto 2,2' puedelnltalarseun diodo Zenner. Figura tomada de [4].

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eoneuteno

I43 2

FIGURA 18. Resistencia tubular de medida. 1- Entrada de lacorriente. 2- Cilindro Interior de papel aluminio. 3- Cilindroexterior. 4- Anillo colector. 5- Conductor interno para la medida dela sefial entre los puntos 1 y 5.

sos de voltaje, acoplamiento de impedancia, etc.en forma experimental.Como ejemplo para lograr estos objetivos gene-rales, se pueden realizar dos montajes diferentes[4]:

Medida en conductores rnediants.un genera-dor de impulso repetitivo [3] y su limitacióncon un diodo Zener.Distribución de tensiones de impulso en losarrollamientos de un transformador.

Los implementos requeridos para esta prácticason:• Conductores coaxiales de diferentes impedan-

cias características;• Acoples de impedancias de diferentes valores;• Generador de impulsos repetitivos de bajo

voltaje:• Sonda 1: 10 para acople al osciloscopio y

osciloscopio de dos canales con ancho debanda mayor a 10 Mhz.

Los montajes se presentan en la figura 17

GENERACION y MEDIDA DE CORRIENTESDE IMPULSO

En esta práctica aprende el estudiante a distinguirlas ondas de choque de corriente, a identificar sustiempos característicos y a aplicar estas ondas enlas pruebas de equipos en especial para obtenerla tensión residual. El estudiante, adicionalmentepodrá realizar los montajes para medición dealtas corrientes familiarizándose con las resisten-cias coaxiales de bajo valor inductivo.En la figura Nº 18 se presentan aspectos de lafabricación de dichas resistencias y su formafinal. El circuito de prueba para realizar estapráctica, se aprecia en la figura 16.Para esta práctica pueden construirse las resis-tencias de medida y demás implementos delcircuito [14]. El condensador del generador seforma con condensadores de los empleados enbancos de distribución de 6000 voltios y 100 o200 KVAR.

SOBRETENSIONES DE MANIOBRAEsta práctica tiene por objeto hacer que elestudiante se familiarice y vea el origen experi-

Medida de voltajeDivisor resistivo

Medida de corriente

Rsh = Resistencia tubular

FIGURA 19. Montaje para la práctica del generador de Impulsos decorriente. El estudiante obtiene la característica V vs. I y la tensiónresidual.

mental de las diferentes sobretensiones quepueden presentarse en los sistemas por efecto delas maniobras. El estudiante puede comprobar deesta forma que las respuestas esperadas de loscircuitos por los métodos de Laplace o numéricoso con el circuito real. son exactamente iguales.Esta práctica se hará en alta o baja tensióndefiniendo los modelos de los diferentes equiposque desee simularse, por ejemplo, líneas otra nsformadores.Los diferentes elementos para esta prácticapueden ser construidos localmente. Se presentaen [16] una serie de montajes y pruebas quepueden ser implementados.

CONCLUSIONESUna de las mayores preocupaciones del Grupo deInvestigación en Alta Tensión ha sido el poderrevertir los resultados y experiencias adquiridosen las Investigaciones de las sobretensiones delsistema eléctrico [20] con el objetivo de reforzarla formación de los ingenieros electricistas en elárea de Alta Tensión, ya que la situación actual deldesarrollo en el sector eléctrico así lo demanda.Para el cumplimiento de este objetivo instruccio-nal. se plantea la formación del estudiante en lateoría de alta tensión con un fuerte refuerzoexperimental. el cual le permitirá realizar conseguridad mediciones de alta tensión a fin decomprobar la exactitud de pruebas de equipos oestudiar la influencia de ciertos fenómenos en eldiseño del aislamiento de equipos o líneas detransmisión.Estos conocimientos guían al estudiante hacia unmayor dominio de la alta tensión aplicada a lacoordinación del aislamiento, que a nuestromodo de ver, es la aplicación final y máselaborada de la alta tensión en unión con losprogramas propios de los sistemas de potencia,como son los de corto circuito.En este orden de ideas, se presentó en esteartículo una serie de montajes básicos que

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permitirán organizar un verdadero laboratoriodocente de alta tensión, que seguramente será labase para la solución de los problemas que tienensu origen en el aislamiento de los equipos y en elcontrol adecuado del campo eléctrico.

La conclusión final de este trabajo y siguiendo loscomentarios del profesor Ivanoff (2) es impres-cindible para la realización de los laboratorios, elapoyo de las empresas locales de electricidad, losfabricantes y la universidad.

AGRADECIMIENTOSMuchas veces es labor de personas y no deinstituciones, el poder realizar esa simbiosis de launiversidad con las empresas de energía: ya quese requiere mucha credibilidad en las posibilida-des de este trabajo conjunto que es lento perosiempre productivo y edificante. Por estas razo-nes queremos agradecer al ingeniero JorgeGutiérrez de la Empresa de Energía Eléctrica deBogotá quien desde nuestras primeras iniciativasha creído en los frutos de este trabajo.

BIBLlOGRAFIAMEJIA. A; ROMAN. F; TORRES, N. Teoría de la alta tensión.ASignatura dictada en el Postgrado de Sistemas de Potenciaen la Universidad Nacional de Colombia. Bogotá. 1984.

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