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1.3 Investigar el principio bsico del funcionamiento de los siguientes equipos del

laboratorio de alta tensin.

1. TRANSFORMADOR DE PRUEBA DE ALTA TENSION.

Marca:HAFEL

Modelo:!"# $%%&1$%

Equipo que posibilita la verificacin de la integridad de elementos diel'ctricos

mediante la reali(acin de ensa)os diel'ctricos de tensin soportada de frecuencia

industrial *+% H(,- aplicando una sobretensin normali(ada *asta 3%% /0 con

potencia de $ /0A, durante un periodo que oscila entre 2 segundos ) 1% minutos.

Indicado para ensa)os tpicos de verificacin de aparatos el'ctricos-

transformadores ) cables de alta tensin- ) para la reali(acin de 4la prueba del

minuto4.

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2. MULTIPLICADOR DE TENSION DE CD (CPCKROFT WALTON

El 5oc/croft67alton *57, generador- o multiplicador- es un circuito el'ctrico que

genera una alta tensin de corriente continua de una A5 de ba8o volta8e o pulsos

de entrada de 55. 9ebe su nombre a los fsicos britnicos e irlandeses :on

9ouglas 5oc/croft ) Ernest "omas ;inton 7alton- quien en 1tili(aron este multiplicador

cascada de tensin para la ma)or parte de su investigacin- que en 1

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!."ENERADOR DE IMPULSOS MULTIETAPA("ENERADOR DE MAR#

9etermina que la forma ms conveniente de incrementar las tensiones de prueba

para impulso era emplear mltiples etapas de condensadores que se cargaban en

paralelo a una fraccin del volta8e 0o )- posteriormente- se reconfiguraban en serie

para lograr el mismo efecto del circuito equivalente bsico ) generar el impulso a

la tensin deseada . La figura muestra los componentes activos durante la carga

de los condensadores ) los componentes activos durante la generacin de la onda

de impulso.

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El generador ms utili(ado se compone de n etapas similares a la descripta que se

cargan en paralelo ) se descargan en serie- segn la coneDin propuesta por

!arD. 5on 'l pueden obtenerse impulsos con crestas de 3+%% /0 ) an ma)ores.

La fig. 2+ !uestra el circuito de este generador- pudi'ndose observar que cada

una de las etapas *n63 en este caso, est constituida por un capacitor 51- en la

prctica separado del siguiente por un aislador de porcelana u otros aislantes- una

resistencia de carga c un resistor de frente 1 ) otro de cola 2- que se utili(antambi'n durante la carga ) un eDplosor de esferas E.

La distancia entre esferas de las diversas etapas se regula simultneamente por la

general mediante un servomotor que acciona un e8e roscado- el cual despla(a los

soportes de las mismasG ) el con8unto se alimenta con una fuente de A" continua-

regulable desde el primario del transformador elevador con uno de los medios

indicados oportunamente- a trav's de un resistor de algunas decenas de /7.

El funcionamiento de tal disposicin es el siguiente

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$. DI%ISORES DE ALTA TENSION

9ivisores de alta tensinG tipos 7!5- B!- ;!5F- ;!- !5 ) !5?

Los divisores de alta tensin se utili(an para medir tensiones ) como acopladores

para la captacin de descargas parciales en sistemas de ensa)o de alta tensin.

9ependiendo del tipo especfico- se utili(an para medir en sistemas de tensin

alterna *A5,- tensin continua *95,- tensin por impulso de ra)o *LI,- ) tensin de

impulso conmutado *;I,. Los divisores de tensin de HIBH0#L" cumplen con las

normas relevantes IE5 +%%+%- +1%3- ) +%%$2. Los sistemas estn disponibles

tanto para uso eDterno como interno.

"ipos

5ondensador A5- tipo 75 *componente principal del divisor de A" !7,

J ?ara medida de tensin A5

J ?ara desacoplar se=ales de ?9

J ?ara uso como carga bsica en sistemas de ensa)o resonante

J 5omponentes de un filtro de alta tensin para reducir el nivel de ruido de fondo

en medidas de ?9

J 9isponibles modelos aislados en aire- aceite ) ;F+6

J Los modelos cubren un amplio rango de tensiones- incluso tensiones ultra

elevadas

5ondensador estndar de gas comprimido- tipo !5?

J ?ara medida de tensin A5 asta %% /0

J ?ara utili(ar como condensador estndar para medidas de tangente delta

J 5omponente de sistemas de medida de referencia para calibracin segn la IE5

+%%+%62

9ivisor de tensin amortiguada- capacitivo- tipo ;!5

J ?ara medida de tensin A5 ) tensiones de impulso asta 1.$%% /0 A5 ) +.%%%

/0 LI

J ?ara utili(ar como carga bsica para sistemas de ensa)o de tensin por impulso

9ivisor de tensin amortiguada de referencia capacitivo tipo ;!5...ref

J ?ara medida de tensin A5 e impulsos asta %% /0 A5- %% /0 LI ) %% /0 ;I

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J ?ara utili(ar como divisor de tensin para calibrar tensiones de impulso tipo

ra)o- tensin de impulso de conmutacin ) sistemas de medida A5

9ivisor de tensin de referencia de impulso tipo ra)o- resistivo controlado- tipo

;!...ref

J ?ara medida de tensin de impulso asta 1.2%% /0 LI- en particular para

tensiones de impulso de ra)o recortado

J ?ara utili(ar como divisor de tensin de referencia para calibrar sistemas de

medida de tensin de impulso tipo ra)o

9ivisor de tensin de referencia resistivo&capacitivo universal- tipo !5...ref

J ?ara medida de varios tipos de tensin asta %% /0 A5- %% /0 95- %% /0 LI

) %% /0 ;IJ ?ara utili(arse como divisor de tensin patrn para calibrar sistemas de medida

de tensin A5695- tensin impulso tipo ra)o ) tensin por impulso conmutado

9ivisor de tensin de referencia resistivo de alto valor mico- tipo B!...ref

J ?ara medida de tensin 95 asta %% /0 95

J ?ara utili(arse como divisor de tensin de referencia para calibrar sistemas de

medida 95

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0#L!E"# 9E E;FEA;

El voltmetro de esferas normali(ado es un dispositivo para medir el valor pico de

la tensinG construido ) dispuesto de acuerdo con los requisitos establecidos en

esta norma. Este consiste de dos esferas metlicas del mismo dimetro 9- pernos-

vstago- dispositivos de operacin- soportes aislantes- marco de soporte )

terminales de medicin.

Los valores normali(ados para el dimetro 9 de las esferas son 2- $- +.2$- 1%-

12.$- 1$- 2$- $%- $- 1%%- 1$% ) 2%% cm.

El espaciamiento entre las esferas es designado por 4;4.

Los puntos en las esferas que estn ms cercanos- se denominan puntos de

arqueo. En la prctica- la descarga disruptiva puede ocurrir en otros puntos-

vecinos a los puntos de arqueo.

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Co&e')& a *erra

>na de las esferas debe ser conectada al ;istema de tierra en forma directa- pero

puede ser conectada a trav's de una resistencia en casos especiales. ?ara

seguridad del personal- tal resistencia debe ser de mu) ba8o valor.

Co&e')& de al*a *e&+)&

El conductor de alta tensin que puede contener una resistencia en serie que no

est en el propio vstago- debe estar conectada a un punto del mismo que se

encuentre por lo menos a 2 9 de distancia del punto de arqueo de la esfera de alta

tensin.

El conductor de alta tensin *inclu)endo la resistencia en serie- si la a), no se

debe cru(ar a trav's del plano 4C4 normal al e8e del vltmetro de esferas- situado

cuando menos a una distancia 2 9 del punto de arqueo de la esfera de alta

tensin ) contenido en la regin K.

Re++*e&ca+ e& +ere ,ara ,ro*ecc)& e& la -edc)& de *e&+o&e+ al*er&a+

*e&+o&e+ drec*a+.;e deben tomar precauciones con el ob8eto de reducir la picadura de las esferas )

para prevenir oscilaciones superpuestas- las cuales pueden causar descargas

disruptivas errticas. ?ara lograr este propsito- se debe conectar en serie con el

vltmetro de esferas- una resistencia de 1%%% /a1!. Esta gama de valores de

resistencia se aplica en la medicin de tensiones de corriente alterna de

frecuencias ma)ores en donde el efecto de la cada de tensin en la resistencia-

debida a la corriente de carga- por la capacitancia de las esferas puede ser

apreciable- el valor de la resistencia debe reducirse adecuadamente.

5uando se presentan descargas en forma sostenida en el circuito de prueba- la

resistencia en serie es especialmente importante- a fin de reducir el efecto de laconsecuente sobretensin transitoria- en la operacin del vltmetro de esferas.

La resistencia debe colocarse tan cerca como sea posible de las esferas ) en serie

nicamente con la esfera de alta tensin.

Re++*e&ca e& +ere ,ara ,ro*ecc)& e& la -edc)& de *e&+o&e+ de

-,/l+o.

El propsito de la resistencia en serie- cuando se miden tensiones de impulso- es

el de reducir la relacin de la cada de tensin de corte- la cual puede introducir

esfuer(os indeseables en el ob8eto de prueba.

#tra aplicacin especialmente en vltmetros de esferas de gran dimetro- es

eliminar las oscilaciones en su circuito- las cuales pueden causar una ma)or

tensin entre las esferas- que en el ob8eto de prueba. ?ara esferas de menor

dimetro este fenmeno es- generalmente- de menor importancia. El valor de la

resistencia no debe eDceder de $%%*MMM,. Es esencial para la reduccin de las

oscilaciones- que 'sta sea de ba8a inductancia *no ms de 3% M H,. ?ara la

posicin de la resistencia en el circuito

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USO DE %OLTMETRO DE ESFERAS

Irradac)&

La "ensin de la descarga disruptiva- de un vltmetro de esferas- est afectada

por la ioni(acin en el espacio entre las esferas al momento de aplicacin de la

tensin.

Los valores mostrados en las tablas estn dados para mediciones ecas sin

irradiacin- fuera de aquella ioni(acin siempre presente- eDcepto en

a, La medicin de tensiones aba8o de $% N0 de valor pico- cualquiera que sea el

dimetro de las esferas.

b, La medicin de tensiones con esferas de 12.$ cm de dimetro ) menoresG )

para cualquier tensin.

?ara medicin ba8o las condiciones a, ) b,- se recomienda irradiacin eDtra ) es

algunas veces esencial- si se desean obtener resultados eDactos ) consistentes.

Esto es de especial importancia en las mediciones de tensiones de impulso ) paratodo tipo de tensiones- cuando sean usados mu) peque=os espaciamientos.

5#@5L>;I#@

En base al desarrollo de esta prctica se logr conocer e identificar el laboratorio

de altas tensiones- as mismo lo que dico laboratorio contiene desde un

generador de impulsos asta un instrumento de medicin lo que fue el volmetro de

esferas- se logro reconocer que dicos elementos son mu) importantes conocerlos

)a que si logramos un buen mane8o de ellos nos a)udara muco dentro del campo

laboral de altas tensiones.

;e identificaron las actividades de investigacin en el laboratorio de altas

tensiones es interesante saber que abarcara la materia -conocer pruebas-

rupturas-capacitancias-tanquente delta entre miles de t'rminos a aprender.