Pruebas en Cables Empalmes y Terminales

Para Alta Y Extra Alta Tensión.

Calí ColombiaOctubre 2015

¨Universidad del Valle¨

Seminario Internacional

sobre ensayos

Eléctricos.

Sistema Cable-Accesorios para Alta y Extra Alta TensiónConjunto de elementos que deben de operar eléctrica y térmicamente dentro de sus límites de

diseño por largo tiempo, en forma segura confiable y eficiente , a un costo razonable en

armonía con la naturaleza.

Cables dispositivos de conexión ,empalmes , terminales, sistemas de tierra,

elementos de protección y sujeción .

5

1. Cable XLPE EAT

2. Terminal

3. Empalme

4. Caja sistema tierra

5. Abrazadera

2

31

4

ComponentesSistema Cable-Accesorios para Alta y Extra Alta Tensión

Accesorios

Terminales

Exterior

CerámicaHúmeda

(Oil Filled)

Polimérica

Húmeda

(Oil Filled)

Seca

(Dry Type)

Interior

GIS/TRF Húmeda

GIS/TRF Seca

(Dry Type)

Empalmes

Pantalla Continua

Pantalla Interrumpida

Pantalla

Metálica

(Alambres CU, Lámina Al, PB, FO )

Aislamiento

(XLPE)

Conductor

(Cu, Al, Cu E)

Pantalla

semiconductoraCubierta

(PEAD, PVC, FR0H)

• Selección componentes del sistema.

• Manufactura Sistema de Calidad.

• Pruebas en Fábrica

• Transporte, manejo, almacenamiento.

• Instalación de cable y accesorios .

• Pruebas de campo .

• Operación y Mantenimiento.

• Reposición.

• Tendencias .

Sistemas de Cables de Energía CA

Alta y Extra Alta Tensión

Ciclo de Vida

Sistemas de Cables de Energía CA

Alta y Extra Alta Tensión

En donde se dan los desarrollos?

IEEE ( Institute of electric and electronic engeneers asociation ).

PES / ICC ( Power engennering society ) /(Insulated conductors comitee )

CIGRÉ (Conceil des grandes reseaux de energie electrique) SC B1.

JICABLE (Organización Internacional de expertos en cables ).

AEIC (Asociation of Edison Iluminating Co)*

ICEA ( Insulated cable Engenneers Asociation ).*

UL ( Undrewriters Labs ).*

Universidades: Delft (Holanda).

Laboratorios: IREQ, CESI, KEMA. Renardies ( Electricite de France ).

Fabricantes de los componentes de un sistema:Cables dispositivos de conexión ,empalmes , terminales, sistemas de

tierra, elementos de protección y sujeción .

*Sociedades de Normalización

Norma Descripción Alcance

IEC 60840 Power cables with extruded insulation and their

accessories for rated voltages above 30 kV (Um = 36 kV)

up to 150 kV (Um = 170 kV) - Test methods and

requirements

Cables, accesorios y

sistema de cables de 30

kV hasta 150 kV

IEC 62067 Power cables with extruded insulation and their

accessories for rated voltages above 150 kV (Um = 170

kV) up to 500 kV (Um = 550 kV) - Test methods and

requirements

Cables, accesorios y

sistema de cables de

150 kV hasta 500 kV

AEIC CS 9 Specification for Extruded Insulation Power Cables and

Their Accessories Rated Above 46kV through 345 KVac

Cables, accesorios y

sistema de cables

superiores a 46 kV hasta

345 kV

ICEA S 108 720 Standard for extruded insulation power cables rated

above 46 through 345 kV

Cable superior a 46 kV

hasta 345 kV

*Pendientes de las revisiones y actualizaciones de las mismas en proceso*

Sistema de Calidad

Sistema de Calidad

Sistema de Calidad

Pruebas Aplicables

De rutina o aceptaciónSon las pruebas realizadas por el fabricante a cada componente fabricado (cable ó

accesorio) para revisar que el componente cumple los requerimientos especificados.

Indican defectos de manufactura que provoquen que los productos fallen de forma

inmediata ó casi inmediata.

De muestreoSon las pruebas realizadas por el fabricante a muestras de cable completo ó

componentes tomados de un cable terminado ó accesorio, a una determinada

frecuencia, para determinar que el producto terminado cumple los requerimientos

especificados.

Verifican que la calidad de los productos se mantenga.

TipoSon las pruebas realizadas antes de suministrar de manera comercial un tipo de

cable, accesorio ó sistema de cable cubierto por la norma, para demostrar un

desempeño satisfactorio para satisfacer la aplicación.Que el producto tenga las características necesarias para la aplicación.

Pruebas Aplicables

PrecalificaciónSon las pruebas realizadas antes de suministrar de manera comercial un sistema de

cable cubierto por la norma, para demostrar un desempeño satisfactorio a largo

plazo del sistema de cable.

Que el sistema tenga las características necesarias para la aplicación pero a largo plazo.

Pruebas de Rutina o Aceptación

Descargas Parciales

Alta Tensión

Prueba de Integridad de la Cubierta, si se requiere

Pruebas de Muestreo

Prueba de impulso por

rayo seguido de prueba

de alta tensión

Inspección del

ConductorMedición de la

Resistencia Eléctrica

del Conductor

Medición de los

espesores del

aislamiento y de la

cubierta

Medición del espesor

de la pantalla metálica

Medición de diámetros,

si se requiere

Prueba de Curado

XLPE/EPR

Medición de

Capacitancia

Prueba de penetración

longitudinal de agua, si

aplica

12.4.4

Bending[12.4.2 a)]

12.4.5

Amb. PD[12.4.2 a)]

12.4.6

Hot Tan d[12.4.2 b)]

12.4.7

Heating Cycle

Voltage Test

[12.4.2 c)]

12.4.9

Hot Impulse[12.4.2 f)]

12.4.9

15 min. Power

Frequency

Voltage Test[12.4.2 f)]

12.4.5

Ambient &

Hot PD[12.4.2 d)+e)? g)]

Annex D

Tests of Outer

Joint

Protection[12.4.2 h)]

DC & Impulse

12.4.10

Visual Exam[12.4.2 i)]

IEC 62067-2006

10.1.2

Bending

10.1.3

Thermal

Cycling

10.1.5

2 hr. AC

Voltage

Withstand

10.1.6

Amb. PD

10.1.7

Hot Tan d

10.1.4

Hot Impulse

10.1.4

15 min. AC

withstand(included above)

10.1.8

Dissection

ICEA S-108-720-2004

10.1.2

Bending

12.4.5

Amb. PD

12.4.6

Hot Tan d

10.1.3

Thermal

Cycling

10.1.6

Amb. PD

10.1.7

Hot Tan d

10.1.4

Hot Impulse

12.4.5

Ambient &

Hot PD

12.4.10

Visual Exam

10.1.8

Dissection

Annex D

Tests of Outer

Joint

Protection

DC & Impulse

Combined Tests

10.1.5

2 hr. AC

Voltage

Withstand

10.1.5

2 hr. AC

Voltage

Withstand

IEC 62067 & ICEA S-108-720

Programa combinado pruebas

para calificación sistema.

NEETRAC (Usa )

&

LAPEM ( México )

Comparativo

Pruebas Tipo

IEC vs ICEA

¨Tendencia hacia Convergencia Normativa¨

Pruebas Tipo Eléctricas

Prueba de Doblez

Instalación de

accesorios y prueba de

descargas parciales a

temperatura ambiente

Medición de tan d

(Factor de disipación)

Envejecimiento Cíclico

Prueba de impulso por

rayo /

Alta Tensión

Pruebas de protección

exterior en empalmes

directamente

enterrados

Inspección del sistema

Pruebas de descargas

parciales a temperatura

ambiente y a alta

temperatura

Pruebas de descargas

parciales, si no fueron

efectuadas

anteriormente

Resistividad

volumétrica de las

pantallas

semiconductoras

Medición del espesor

del aislamiento

Prueba de Corto

Circuito

Prueba de impulso por

maniobra (para cables

con tensión nominal de

345 kV y superiores)

Pruebas Tipo No Eléctricas

Inspección de la

construcción del cable

Propiedades físicas

Iniciales y Envejecidas

del Aislamiento

Propiedades físicas

Iniciales y Envejecidas

de la Cubierta

Compatibilidad de

Materiales

Presión a alta

temperatura en

cubiertas

Prueba de Curado para

XLPE/EPR

Medición de contenido

de negro de humo en

cubiertas de PE negro

Resistencia a la

Penetración

Longitudinal de Agua

Pruebas de Precalificación

Envejecimiento Cíclico-Aplicar 180 ciclos térmicos-Aplicar tensión por 8760horas (1 año).

Prueba de Impulso por

rayo

Inspección del sistema

Pruebas Tipo para Sistema 230 kV – IEC 62067

Enlace Cable Terminales – 20 días @ 254 kV 20 Ciclos calentamiento @ 95°C

Prueba Impulso ± 10 @ 1050 kVa

Anexo “D”

Sistema de Calidad

Pruebas Tipo para Sistema 230 kV – AEIC/ICEA

Enlace Cable Terminales – 20 Días @ 266 kV

20 Ciclos calentamiento @ 105°C

Prueba Impulso ± 10 @ 1050 kV

Sistema de Calidad

Pruebas Precalificación Sistema 230 kV

Sistema de Calidad

Pruebas de Precalificación Sistema 230 kV

Sistema de Calidad

Pruebas de Precalificación Sistema 230 kV - IEC

Terminales Exteriores180 Ciclos @ 95°C & 365 Días @ 216 kV

SF6 Terminales IMPULSE TEST ± 10 @ 1050 kV

Sistema de Calidad

Pruebas de Precalificación Sistema 230 kV - AEICAdicional 90 Ciclos calentamiento

posteriores IEC PQT @ 105°C & 226 kV

Prueba Impulso ± 10 @ 1050 kV

Sistema de Calidad

Pruebas de Corto Circuito Sistema 230 kV – NF C 33-254

Prueba de corto circuito@ 50 kA ( 3 disparos ) y 90C temperatura en conductor

Disección e inspección de empalme

Sistema de Calidad

Sistema de Calidad

RETIE

Sistema de Calidad

Sistema de Calidad

Sistema de Calidad

Sistema de Calidad

Sistema de Calidad

Pruebas de campo

Pruebas de campo

Integridad de cubierta

U = Voltaje entre fasesUm = Voltaje máximo entre fasesUo = Voltaje fase a neutro

Tabla valores para prueba IEC60840

Pruebas de campo

CA serie resonante según IEC 62067

Pruebas de campo

CA serie resonante según IEC 62067

Pruebas de campo

CA serie resonante según IEC 62067

Pruebas de campo

CA serie resonante según IEC 62067

Pruebas de campo

CA serie resonante según IEC 62067

180 KV DURANTE 1 HORA

Pruebas de campo

CA serie resonante según IEC 62067

Pruebas de campo

CA serie resonante según IEC 62067

Pruebas de campo

CA serie resonante según IEC 62067

Pruebas de campo

Medición de Descargas Parciales simultanea con CA

Análisis de DP mediante un mapa TF (Tiempo-Frecuencia) que permite la separación

del ruido externo y la medición de DP .

Permite la separación de los fenómenos detectados entre lo que pudieran ser DP

internas, superficiales y de corona

Pruebas de campo

Medición de Descargas Parciales Simultanea con CA

Pruebas de campo

Medición de Descargas Parciales simultanea con CA

Abb Kabeldon

*En la medida de la adquisición de mayor experiencia en campo, estos criterios podrían cambiar * Abb Kabeldon

Abb Kabeldon

Operación ,Supervisión en Línea & Diagnóstico

Trend analysis (Sup On-line ) (PD + Temp) & Amplitude or rate ( Off-Line PD +VLF+ Tan )

(Supervisión en líneaDiagnóstico )

Abb Kabeldon

Herramientas Especificaciones de Productos:

Proyectos para Alta y Extra Alta Tensión

Ing. Adolfo J. Villarreal Villarreal Tel 52 ( 81) 80 30 80 00 Ext 8295

adolfovv@cmsa.com.mx adolfovillarreal@yahoo.comMonterrey , Nuevo León

México

Gracias por su atención68

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