Portable High Voltage Impulse Generator

Generador Portátil de Impulsos de Tensión

En  este  trabajo  se  presenta  un  generador  portátil de impulsos de tensión, diseñado y construido con un aislamiento hasta para 20 kV. El diseño fue basado en un trabajo previo en el cual   se   desarrolla   un   software   de   simulación   implementado exclusivamente   para   ondas   de   impulso   normalizadas. Los componentes    empleados    fueron    en    su    totalidad    de    bajo presupuesto,  comerciales  y  algunos  generalmente  no son  usados en  alta  tensión.  Con  el    generador  de  impulsos  se  obtuvieron resultados  satisfactorios  en  cuanto  a  tiempos  y  formas  de  onda, comparados  con  otros  generadores  de  impulsos  comerciales  y  el simulador  de  ondas  de  impulso  normalizadas.  Los  generadores de impulso utilizados en la industria y laboratorios eléctricos son normalmente   de   gran   tamaño,   costosos   y   fabricados   para soportar  trabajos  en  extra  alta  tensión,  ocupando  demasiado espacio e imposibilitando su transporte. De ahí la importancia de este  proyecto,  pues  siendo  portátil  facilita    realizar  pruebas  en elementos que no se puedan desplazar de su ubicación.

INTRODUCCIÓN

Los ensayos de resistencia dieléctrica de los materiales utilizados como aislantes eléctricos forman parte de pruebas o ensayos de calidad ampliamente utilizados y aceptados a nivel internacional y están sujetos a reglas o normas establecidas por las instituciones correspondientes, como la Sociedad Americana de Ensayos de Materiales (ASTM) y la Comisión Electrotécnica Internacional (CEI).

Debe realizarse un estudio de coordinación del aislamiento para garantizar que los materiales de alta tensión toleren diferentes sobretensiones a lo largo de su vida útil. Estas técnicas se utilizan para seleccionar la resistencia dieléctrica o el nivel de aislamiento de los materiales de alta tensión, que deben ser capaces de soportar tensiones normalizadas con diferentes formas de onda (los tipos más comunes son el rayo y la conmutación).

Algunos autores (ASTM, 2004; CEI, 2001) afirman que, para las pruebas de resistencia dieléctrica, se necesitan generadores de tensión de impulso capaces de proporcionar ondas de impulso lo suficientemente grandes como para provocar una interrupción de la energía en el elemento de prueba. Por lo tanto, hay que tener en cuenta dicha capacitancia a la hora de medir, ajustar y controlar la forma de onda de la tensión.

Se diseñó un generador de impulsos en (Lora, 2008) donde la mayoría de los componentes del proyecto eran importados, caros, poco comerciales y construidos para aplicaciones muy específicas, siendo éste el mayor inconveniente (altos costes de implementación). En (Carmano et al) se desarrolló una herramienta de simulación y optimización numérica que utilizaba una variante de mínimos cuadrados para comparar el resultado del modelo matemático con el sistema de salida. Esta herramienta calculaba los valores del circuito eléctrico durante los ensayos de impulso para los elementos que podían ser manipulados. Se afirmó que el modelo de optimización sería mejor en cuanto la cantidad de datos experimentales difíciles de obtener se ampliado.