efecto corona
TRANSCRIPT
Ofil Ltd.Ofil Ltd.Lider Lider en el en el desarrollo desarrollo
y y fabricacion fabricacion de de sistemas sistemas de de
inspeccioninspeccion UV UV aplicadas aplicadas enen
companias electricascompanias electricas
TitulosTitulos
Descripcion Descripcion de la de la
tecnologia tecnologia
Caracteristicas principalesCaracteristicas principales
UsosUsos
La La guia guia de la de la Inspeccion Inspeccion
de OHT de OHT Lineas AereasLineas Aereas
La tecnologia de Daycor se usa para detectar el efectocorona , Descarga
parcial y la formacionde arcos en
componentes electricos de la Red
¿¿Que es Que es corona ?corona ?
Un alto campo Un alto campo electrico electrico local local ioniza ioniza el el aire aire y y causa causa la la excitacion excitacion de de las las moleculas moleculas de de nitrogenonitrogeno, , conduciendoconduciendo a la a la emision emision de de radiacionradiacion UVUV
Campo E
Impacto de electrones en moleculas neutras resulta en emision de mas electrones, iones positivos y fotones.
La La activacionactivacion de la de la ionizacion ocurre ionizacion ocurre solamente si solamente si el electron el electron viaja viaja suficientemente rapidosuficientemente rapido, , es decir si es decir si el el campo campo electrico excede electrico excede un valor un valor criticocritico..
--V V ee ++--
----
Es Es decirdecir un un problemaproblema o o defectodefecto en en losloscomponentescomponentes creacrea un campo local un campo local elevado elevado produciendo actividadproduciendo actividad coronacorona
++
++--
--
--
UV
--V V ee ++
--
--
Electrones Negativos
Algunos de los atomos no se ionizan sino se excitan– emitiendo los fotones en la radiacion
--++
++
++
++
++
++
++
++
++
--
--
------
----
--
--
--
Iones Positivos
El movimiento de avance de los electrones crea una multiplicidad iones positivos
¿¿Por que es importante detectar Por que es importante detectar efecto efecto corona ?corona ?
Degradacion Degradacion de de los aisladores los aisladores
DaDañños fisicosos fisicos en en los componentes los componentes
InterferenciaInterferencia de radiode radio
Ruido Ruido de audio de audio
IndicacionIndicacion de de posibles fallasposibles fallas
IndicacionIndicacion de de una instalacionuna instalacioninapropiada inapropiada
IndicacionIndicacion de un de un lavadolavado nono efectivo efectivo
IndicacionIndicacion de un de un inminenteinminenteflashover oflashover o““disparodisparo, , salida salida de de linealinea””
Fuentes Fuentes queque puedenpueden causarcausar
efectoefecto corona y la corona y la formacion formacion
de arcosde arcos
•• Filamentos quebradosFilamentos quebrados
•• Hardware Hardware flojoflojo
•• ContaminacionContaminacion
•• Campanas cortocircuitadas Campanas cortocircuitadas
•• Instalacion incorrectaInstalacion incorrecta
•• Aislador daAislador daññado ado
•• Mala conexion Mala conexion a a tierratierra EPRI
EPRI
EPRI
El El efectoefecto corona corona es es un un
problema desde problema desde el el
punto punto de vista de vista
operacional operacional y de y de
mantenimientomantenimiento
Tipico espectro de emision de
efecto corona
Las Las descargasdescargas de de corona corona emitenemiten la la radiacionradiacion UV a UV a partir partir de 230nm de 230nm hasta loshasta los 405nm405nm.
La La radiacion radiacion de la corona de la corona entre los entre los 240240--280nm se 280nm se puede detectar por puede detectar por la la camara camara de de DaDayycorcor a a plenaplena luzluz solar solar debido debido al al filtro colocado para filtro colocado para eliminar eliminar el el resto resto del del espectro espectro de de luz luz solarsolar
Radiacion Radiacion del del efectoefecto coronacorona
500400300200 0
50
100
x100
Inte
nsid
ad re
lativ
a
Longitud de onda (nm)
Filtro de OFIL
Solar Blind Filter and Solar RadiationFiltro para bloquear luz solarTr
ansm
issi
on d
elfit
ro(%
)
Longitud de onda nm
UV Visible IR
200 300 400 500 600 700 800 900 1000
20
40
60
80
100
120
140
2
4
6
8
10
12
Inte
nsid
ad re
lativ
a(µW
/cm
2 /nm
)
C B A
Resumen sobre banda ciegaResumen sobre banda ciegasolar UV solar UV
La La deteccion deteccion en la en la banda ciegabanda ciega
solar UV solar UV ocurre ocurre sin sin fondo fondo de la de la
radiacion radiacion solar y con solar y con una una
excelenteexcelente relacion serelacion seññalal//fondo
permitiendopermitiendo la la deteccion deteccion del del
corona corona mas leve mas leve a a plena luz plena luz
solarsolar
meta:meta: detectar detectar y y localizar localizar el el efectoefecto corona en corona en lineas lineas de de
transmision transmision y y componentescomponentes de de las subestacioneslas subestaciones
principioprincipio:: imagenimagen bibi--espectral usa espectral usa el el filtro filtro de de bloqueo bloqueo
de de los rayos solares para detectar efecto los rayos solares para detectar efecto corona y la corona y la
imagen imagen visible visible para para el el escenario circundanteescenario circundante
El canal UV El canal UV detecta efecto detecta efecto coronacorona
El canal visible El canal visible detecta detecta la la fuente fuente del del efecto efecto
coronacorona
Visiblecamera
UV camera
Visible lens
UV lens
Imagen final
Filtro de bloqueo luz
solar
Mezcla de
imagen
Separador de haz UV
luz
CCD camera
Visi
ble
light
Visible Camera(OEM)
Solar Blind Filter
IP protected
core technology
Solar blind Image
Intensifier
UV UV opticsUV +
Visible light
CCD
Vide
o M
ixer
Canal UV
Canal Visible
19981998 -- Ofil Ofil desarrollodesarrollo la la inspeccion basada inspeccion basada en en
tecnologia tecnologia bibi--spectral technology. EPRI spectral technology. EPRI solicitosolicito a a
Ofil technology Ofil technology probar probar a a luz luz del del dia dia parapara detecciondeteccion
de de efectoefecto corona(DayCor I)corona(DayCor I)
1999 1999 -- InvestigacionInvestigacion e e implementacionimplementacion por partepor parte
de EPRI de la de EPRI de la Camara DayCorCamara DayCor I en I en inspeccion inspeccion de de
lineas Aereas lineas Aereas OHT OHT
19991999 -- un un grupo grupo de de trabajo fue formado por trabajo fue formado por EPRI EPRI
para guiar para guiar y y dar soporte dar soporte en el en el desarrollo desarrollo de la de la
camara DayCorcamara DayCor II II para que fuese orientada hacia para que fuese orientada hacia
grupos dedicados grupos dedicados al al mantenimientomantenimiento..
Hitos Hitos del del desarrollo desarrollo DayCorDayCor IIII™™
TVATVA
Southern Co.Southern Co.
GeorgiaGeorgia
Alabama Alabama
Gulf powerGulf power
Mississippi powerMississippi power
Savanna electricSavanna electric
EKPC EKPC (East Kentucky )(East Kentucky )
NYPA NYPA (New York)(New York)
Allegheny powerAllegheny power
CHG&E CHG&E (New York)(New York)
CPS CPS (Texas)(Texas)
BPA BPA (Colombia)(Colombia)
TriTri--state G&T state G&T (Colorado, Nebraska, New (Colorado, Nebraska, New
Mexico and WyomingMexico and Wyoming ))
Grupos Grupos de de trabajotrabajo
Esta camara fue Esta camara fue desarrollada por gentedesarrollada por gentedede mantenimiento para mantenimiento para
gentegente dedemantenimientomantenimiento
Sep. 2000Sep. 2000-- La La primera camara primera camara
DAYCOR II sale al DAYCOR II sale al mercadomercado
Desde entoncesDesde entonces masmas dede 60 DayCor II60 DayCor II™™han sido adquiridas por compahan sido adquiridas por compaññias ias
electricas electricas yy centroscentros de de investigacioninvestigacion. .
DayCor IIDayCor II™™ en el en el mercado mercado
Clientes Clientes PRINCIPALES PRINCIPALES ((ElectricidadElectricidad))
TVATVA--Tennessee Valley AdministrationTennessee Valley Administration 4 units4 units
NYPANYPA--New York Power AdministrationNew York Power Administration 2 units 2 units
Bonneville Power AdministrationBonneville Power Administration 1 unit 1 unit
National Grid (UK)National Grid (UK) 1 unit 1 unit
East Kentucky Power CooperativeEast Kentucky Power Cooperative 1 unit1 unit
Allegheny PowerAllegheny Power 1 unit1 unit
City Public San AntonioCity Public San Antonio 1 unit1 unit
Central Hudson Gas and ElectricCentral Hudson Gas and Electric 1 unit1 unit
Consolidated Edison (Consolidated Edison (ConEdConEd)) 1 unit1 unit
TXU ElectricTXU Electric 1 unit1 unit
BGEBGE--Baltimore Gas & Electric Baltimore Gas & Electric 1 unit1 unit
SDG&ESDG&E-- San Diego Gas &ElectricSan Diego Gas &Electric 1 unit1 unit
Caracteristicas principalesCaracteristicas principales
BloqueoBloqueo total de la total de la luzluz solar . solar . Capacidad Capacidad
para trabajar totalmente para trabajar totalmente aa plena luz plena luz solar solar
Compacta Compacta y y disediseñño liviano para o liviano para un campo un campo
de de accion accion de 5 de 5 grados grados (5 FOV) (5 FOV)
AmplioAmplio rangorango de de detecciondeteccion: : masmas de 250 mde 250 m((En En inspeccionesinspecciones aereasaereas 50 50 mtsmts de lade la linealinea))--
Altamente ErgonomicoAltamente Ergonomico::
Manos libres Manos libres –– Chaleco especialmente diseChaleco especialmente diseññado ado
para para el el uso uso en campoen campo
Alta Alta resolucionresolucion LCDLCD
Full Auto FocusFull Auto Focus –– Ambos UV Ambos UV
y Visibley Visible
RobustaRobusta (Mechanics and Optics)(Mechanics and Optics) e e
impermeable impermeable ““splash proofsplash proof””
Ganancia Ganancia UV UV ajustableajustable –– MejorMejor
VisibilidadVisibilidad
Mayor Mayor sensibilidadsensibilidad –– Mayor Mayor integracionintegracion
Contador Contador de de eventos eventos UV UV ––Estimacion Estimacion de de
la la intensidadintensidad del del efecto efecto coronacorona
Zoom Visible Zoom Visible
X2 OpticsX2 Optics X8 DigitalX8 Digital
Carcasa metalicaCarcasa metalica EMIEMI Resistant Resistant
Caracteristica principalesCaracteristica principalesA RealA Real--Life SolutionLife Solution
Ofil
Diferencias entre Diferencias entre Ultarvioleta Ultarvioleta e e InfrarrojoInfrarrojo
Deteccion normalmente Deteccion normalmente se se hace hace en un en un estado avanzadoestado avanzado
de de degradaciondegradacion
La La deteccion ocurre deteccion ocurre en en cualquier etapa cualquier etapa de la de la
degradaciondegradacion(p.(p.ejej. . Puesta Puesta en en servicioservicio))
Requiere Requiere software software para para la la elaboracion elaboracion de de informe informe final final
((∆∆T)T)
No se No se requiere requiere software software para para la la elaboracion elaboracion de de informeinforme
RadiacionRadiacion solar y solar y ambiente ambiente caliente representan caliente representan un un
problemaproblema
Chequeos Chequeos a a cualquier hora cualquier hora y y en en cualquier tipo cualquier tipo de de ambiente ambiente (la (la humedad eshumedad es unauna ventajaventaja))
Dependiente Dependiente de la de la corrientecorriente((requiererequiere cargacarga elevadaelevada))
Depende Depende de la tension de la tension unicamenteunicamente
(No de la (No de la cargacarga de la de la linealinea))
∆∆T T –– Puntos calientePuntos caliente –– No No Corona!Corona!
((FenomenosFenomenos internosinternos))
Detecta efecto Detecta efecto corona, corona, descarga parcial descarga parcial y y arcoarco
((FenomenosFenomenos externosexternos))
IInfranfraRedRedUUltraltraVioletViolet
La UV y IR no son La UV y IR no son competencia sicompetencia si no no tecnologia complementarias tecnologia complementarias
La La tecnologiatecnologia DayCor IIDayCor II™™ trae trae beneficios desde beneficios desde el primer el primer momento momento de de
su implementacion ya que permite su implementacion ya que permite explotarexplotar la la InspeccionInspeccion UV UV durantedurante el el
diadia , , alcanzando alcanzando mayor mayor desempedesempeñño o y y ConfiabilidadConfiabilidad de la Red de la Red Electrica Electrica
Tecnologia inovativa Tecnologia inovativa
SDG&E
Metodos Metodos de de inspeccioninspeccion
InspectorInspector
AereasAereas
vehiculosvehiculos
Pan & tilt head
EPRIsolutions
SDG&E
Ofil
Aplicaciones Aplicaciones en en lineas lineas de de transmisiontransmision
La La tecnologiatecnologia DayCor IIDayCor II™™ fuefue
inicialmente probada inicialmente probada en en LineaLinea dede
Transmision Transmision
•Conductores de fase•Aisladores Ceramicos
•Aisladores Polimericos •Verificacion RI/AN
••Filamentos rotosFilamentos rotos
EPRI EPRI
Ofil
AplicacionesAplicaciones enen lineaslineas dedetransmisiontransmision
““Pin and ClevisPin and Clevis”” en en LineaLinea 500 kV500 kV
8 8 estructuras estructuras
en 5 en 5 horashoras
28 28 aañños os
operando operando
Aplicacion Aplicacion en en sistemas sistemas de de transmisiontransmision
Ruido Ruido de audio en de audio en linea linea de 500 kV de 500 kV
Structure #8 Middle PhaseStructure #8 Middle Phase
Antes del Antes del reemplazoreemplazo
Structure #8 Middle PhaseStructure #8 Middle Phase
Despues Despues del del
reemplazoreemplazo
Caso Caso en en Sistema Sistema de de transmisiontransmision
Audio Noise Investigation 500 kV LineAudio Noise Investigation 500 kV Line
Structure #8 Middle PhaseStructure #8 Middle Phase
ConteoConteo antes de antes de
reemplazoreemplazo
Structure #8 Middle PhaseStructure #8 Middle Phase
Conteo despues Conteo despues deldelreemplazoreemplazo
Tambien Tambien se se hanhan detectadodetectado muchosmuchos problemasproblemasen en laslas subestacionessubestaciones queque hanhan ayudadoayudado al al grupogrupo de de mantenimientomantenimiento en la en la solucionsolucion de de ellosellos..((ResultadosResultados enen componentes componentes dede 12.5 kV12.5 kV))
•Aisladores, Switches & Barras•Capacitores y Fusibles
•Terminales•Conectores de p.a.t.
•Transformadores
Aplicaciones Aplicaciones en en subestacionsubestacion
EPRI
EPRI
Ofil
Aplicaciones Aplicaciones en en SistemasSistemasde de DistribucionDistribucion
InspeccionInspeccion en en Bancos Bancos de de CapacitoresCapacitores
138 kV138 kV
Corona en un CapacitorCorona en un Capacitor
Arco en un CapacitorArco en un Capacitor
Actualmente Actualmente la la tecnologia DayCortecnologia DayCor IIII™™
eses usadasusadas para Lineas para Lineas dede Distribucion Distribucion ((ResultadosResultados enen componentes componentes 10 kV10 kV))
•Switches & Transformadores•Pole Tops And Hardware
•Conectores •Aisladores
Cracked fuse carrier
AplicacionesAplicaciones enen SistemasSistemasdede DistribucionDistribucion
STRI
C&M
C&M
Ofil
FuegoFuego en Torres de en Torres de madera madera LineaLinea de de DistribucionDistribucion 25 kV25 kV
Motor 6.6 kV 1200 HP
Despues de reparar
5500 pC a 3.8 kV
IEC
Recomendacion:
Recomendacion: Chequear
Chequear proximoproximo aaññoo
OtrasOtras AplicacionesAplicacionesPruebaPrueba de de descargas Parcialesdescargas Parciales en en
Motores electricosMotores electricos
MOTOR 6.6 kV2500 HP
Despues dereparar
14000 pCat 3.8 kV
Otras AplicacionesOtras Aplicaciones
IEC
Recomendacion :
Recomendacion : Rebobinar
Rebobinar
PruebaPrueba dede descargas Parcialesdescargas Parciales enen
Motores electricosMotores electricos
Otras AplicacionesOtras AplicacionesTransformadorTransformador secoseco
Transformador Transformador de 22 kV de 22 kV \\ 400V400Vmarcas de quemado
causada por efecto corona
:s Opinion’ExpertTransformer will blow up at this point due to leakage through the
insulation layers inside the transformer
ContaminacionContaminacion
CortoCorto--circuitocircuito Pin &CapPin &Cap
Perforaciones Perforaciones en la en la CampanaCampana
GrietasGrietas y erosion en el y erosion en el cemento cemento
cercanocercano a a loslos pinespines
DefectosDefectos ocasionados porocasionados porCoronaCorona
AisladoresAisladores CeramicosCeramicos
Ofil
ContaminacionContaminacion and surface trackingand surface tracking
DaDaññosos o o instalacioninstalacion incorrectaincorrecta en en
loslos anillos anillos de corona de corona
Perdida Perdida dede AnillosAnillos de coronade corona
DaDaññosos en end fittingen end fitting
Defectos ocasionados porDefectos ocasionados porCoronaCorona
Aisladores Aisladores de de polimerospolimeros
STRI
Core rod delamination with acid ingressCore rod delamination with acid ingress
Core rodCore rod--toto--housing interfacial separation housing interfacial separation with water ingresswith water ingress
Interfacial separation at the endInterfacial separation at the end--fittingfitting
DefectosDefectos internosinternos creadoscreadosporpor efectoefecto CoronaCorona
AisladorAislador PolimericoPolimerico
Corona has higher Corona has higher probability to probability to
develop after a develop after a few weeks of few weeks of
exposure to high exposure to high humidityhumidity
STRI STRI
Marcas de quemado por corona
HilosHilos rotosrotos
Conductores desflecadosConductores desflecados ((efectoefecto jaulajaula))
Damaged conductors sheath bearing the Damaged conductors sheath bearing the currentcurrent
ContaminacionContaminacion
Damaged or distorted armor rodDamaged or distorted armor rod
Damaged or loose spacersDamaged or loose spacers
Bird droppings is of no concern (RFI)Bird droppings is of no concern (RFI)
DefectosDefectos Creados porCreados por CoronaCoronaConductoresConductores
Informacion disponible Informacion disponible sobresobre aplicacionesaplicaciones
El El entrenamiento entrenamiento en en Inspeccion Inspeccion UVUV DayCorDayCor estaesta
disponibledisponible del EPRI (del EPRI (Mas Mas de 15 de 15 CursosCursos en 2001)en 2001)
La reunion del La reunion del grupogrupo de de usuariosusuarios se se desarrolladesarrolla en en
forma forma anualanual (La (La ultima fue ultima fue en en Noviembre Noviembre del 2002)del 2002)
PuestaPuesta en en comuncomun de de experienciasexperiencias en en EmpresasEmpresas de de
EnergiaEnergia (Seeing Corona)(Seeing Corona)
Additional Application Additional Application Information Sources Information Sources
STRI STRI -- SwedenSweden
CRIEPICRIEPI –– JapanJapan
IIE IIE –– MexicoMexico
CESI CESI -- Italy Italy
Guia Guia dede InspeccionInspeccionOHT y OHT y SubestacionesSubestaciones
Los Los programasprogramas de de desarrollodesarrollo del EPRI del EPRI
sobresobre OHT se OHT se desarrollan desde hace mas desarrollan desde hace mas
de 2 de 2 anos liderados por anos liderados por el Dr. Andrew J. el Dr. Andrew J.
PhillipsPhillips
Las Las investigacionesinvestigaciones inicialesiniciales fueronfueron hechashechas
con con DayCorDayCor I y I y luego luego concon DayCorDayCor IIII™™
Inspecciones terrestres Inspecciones terrestres y y aereas por todo aereas por todo
EEUUEEUU
AisladoresAisladores PolimericosPolimericos–– 8 8 CondicionesCondiciones
AisladoresAisladores PorcelanaPorcelana–– 5 5 CondicionesCondiciones
ConductoresConductores –– 6 6 CondicionesCondiciones
Hardware Hardware –– 2 2 CondicionesCondiciones
CondicionesCondiciones con con bajasbajas posibilidadesposibilidades de de
descargadescarga –– 4 4 CondicionesCondiciones
FactoresFactores queque confundenconfunden el el procesoproceso de de
inspeccioninspeccion –– 5 5 CondicionesCondiciones
GuiaGuia de de InspeccionInspeccion
FormatoFormatoGuiaGuia de de
InspeccionInspeccion
CONDITION NAME: Damaged Corona Rings
Voltage: 345 kV Config: Suspension Wetting: NoCamera: Mk I Corona Count: N/A
Voltage: 345 kV Config: Suspension Wetting: NoCamera: Mk II Corona Count: 200-6000 at Gain of 120
Voltage: 345 kV Config: Suspension Wetting: NoCamera: Mk II Corona Count: 7000-8000 at Gain of 120
Visual: Severe damage to corona ring (burned away). Corona image labeled “A” corresponds to this condition.
Visual: Minor damage to corona ring due to flashover. Corona images labeled “B” correspond to this condition.
A
B B
A B
CONDITION NAME: Damaged Corona Rings Description: The corona rings have either been damaged from an external arc or gunshot. Excessive long-term discharge activity from corona ring damage may degrade the polymer and/or end-fitting seal. Inspection Issues: Wetting may result in discharge activity that masks the corona ring damage. Corona/Arcing: The activity is corona from high electric fields due to the deformation of the corona ring. Factors Influencing Discharge Activity: Voltage H More likely above 115 kV. (Note: corona rings are usually only applied at voltages greater than 161 kV). Position H More likely from the live-end corona ring than the ground-end corona ring. Configuration M May be more prevalent on dead-end configurations. Moisture L Activity unaffected by low levels of moisture. Significant wetting may mask the activity. Infra-Red: There is normally no discernable heating from the discharge activity. (None observed). Visual: Check for damage to the corona ring (eg. deformity, gunshots holes, burn marks). Effect on Reliability: Component Line Electrical Integrity 0 No short term effects. May degrade the
polymer long term resulting in flashover. , No effect. May result in AN/RI/TVI complaint.
Mechanical Strength 0 No short term effects. May degrade the rod or end-fitting seal long term resulting in line drop.
, No effect.
Recommendations: Problems with the corona rings may result in degradation of the polymer insulator. Visually inspect the polymer for further damage. Replace the ring at the next scheduled outage. If corona is in contact with the rubber, then PRIORITY replacement.
Factores que perturban la deteccionde Corona con la camara DayCor
The UV radiation of Corona is very weak relative to the UV emission of many sources in the inspected area. Disturbing UV sources are:
a. Welding machines near construction or industrial areas.
b. Refineries flares near harbours.
c. Steel mills in industrial area.
d. Strong Halogen lamps (in substations ).
e. Fires when farmers burn rice fields.
f. Some types of fluorescent lamps in laboratories.
g. Scattering from strong corona in substations.
Maquina de soldar
Do not aim the camera directly to a welding arc.
Cielo con maquina de soldar en el fondo - 600 m de distancia
Solar Blind UV ( 250-280 nm )is strongly scattered in the atmosphere
because it is a short wavelength.The scattering is a real physical
phenomenon – not a camera problem
Fuego – Quemador de PropanoLlama azul ~20 Cm Long
Background from other coronas
Lampara potente emitiendo UV
How to overcome disturbancefrom non corona random UV
1. Corona repeats at the same place, scattering is random.
look for the signals repeating at the same place.
2. Reduce gain and use Time Integration (LI)
Time integration amplify all signal but the repetitive signal are amplified more than the random signals. Reducing the gain will remove most of the disturbing random signals.