Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Los estándares ANSI, IEEE, NEMA o IEC se utilizan para probar un banco de condensadores de potencia .
Hay tres tipos de pruebas realizadas en bancos de condensadores . Son
- Ensayos de diseño o ensayos de tipo.
- Prueba de producción o pruebas de rutina.
- Pruebas de campo o pruebas previas a la puesta en servicio.
Indice de contenidos
- Pruebas de diseño o pruebas de tipo de banco de condensadores
- Prueba de rutina del banco de capacitores
- Prueba previa a la puesta en servicio o instalación del banco de condensadores
Pruebas de diseño o pruebas de tipo de banco de condensadores
Cuando un fabricante lanza un nuevo diseño de condensador de potencia, se debe probar si el nuevo lote de condensador cumple con el estándar o no. Las pruebas de diseño o las pruebas de tipo no se realizan en condensadores individuales, sino que se realizan en algunos condensadores seleccionados al azar para garantizar el cumplimiento de la norma.
Durante el lanzamiento del nuevo diseño, una vez que se realizan estas pruebas de diseño, no es necesario repetir estas pruebas para ningún otro lote de producción hasta que se cambie el diseño. Las pruebas de tipo o las pruebas de diseño suelen ser destructivas y costosas.
Las pruebas de tipo realizadas en el banco de capacitores son:
- Prueba de resistencia al impulso de alto voltaje.
- Prueba de bujes.
- Prueba de estabilidad térmica.
- Prueba de voltaje de influencia de radio (RIV).
- Prueba de caída de voltaje.
- Prueba de descarga de cortocircuito.
Prueba de resistencia al impulso de alto voltaje
Esta prueba asegura la capacidad de resistencia del aislamiento utilizado en la unidad de condensador. El aislamiento provisto en la unidad del capacitor debe ser capaz de soportar altas tensiones aseguradas durante condiciones transitorias de sobretensión.
Hay tres tipos de unidades de condensadores .
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Unidad de condensador de buje único
Aquí, un terminal del elemento condensador sale de la pieza fundida a través de un casquillo y el otro terminal del elemento condensador está conectado directamente a la caja misma. Aquí, el cobro de la unidad de condensador sirve como un terminal de la unidad de condensador que sirve como un terminal de la unidad de condensador que se conecta al soporte del buje a través de los elementos del condensador. Impulso de alto voltaje con prueba de soporte no se puede realizar en esta unidad.
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Unidad de condensador de doble buje
Aquí, dos extremos del elemento condensador terminan en la caja a través de dos bujes separados. Aquí el cobro está completamente aislado del cuerpo de cobro.
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Unidad de condensador de tres bujes
En la unidad de condensador trifásico, el terminal de línea de cada fase de los elementos del condensador trifásico sale del cobro a través de tres bujes separados.
Esta prueba se realiza solo en una unidad de condensador de bujes múltiples. Todo el buje se coloca en cortocircuito por un cable de alta conductividad antes de aplicar el impulso de alto voltaje. El cuerpo del cobro debe estar debidamente conectado a tierra.
Si se va a probar más de una unidad de alguna clasificación de BIL o nivel de aislamiento básico, entonces todos los bujes de los lotes deben estar en cortocircuito.
En esta prueba, se aplica voltaje de cubierta de impulso estándar a cada uno de los soportes de bujes. La sobretensión de impulso recomendada es de 1,2 / 50 µseg. Si el condensadorLa unidad tiene dos bujes BIL diferentes, entonces la tensión de impulso aplicada se basa en un buje BIL bajo. Si no hay destello en el aislador durante tres aplicaciones sucesivas de voltaje de impulso nominal, la unidad se considera aprobada en la prueba.
Prueba de bujes
Si no hay destello en la prueba de impulso anterior, no es necesario realizar una prueba de buje por separado. Pero si hay un destello en las primeras tres aplicaciones sucesivas de sobrevoltaje de impulso, entonces se aplican más otras tres sobrevoltaje sucesivas. Si no se produce un destello adicional en el buje, entonces el buje se considera aprobado en la prueba.
Prueba de estabilidad térmica del condensador de potencia
Esta prueba se realiza para ver cuánto es térmicamente estable la unidad de condensador. Para esta prueba, la unidad de prueba se monta entre dos unidades de condensadores ficticios. Las unidades de condensador ficticias deben tener las mismas dimensiones que la unidad de prueba.
Las unidades ficticias y la unidad de prueba deben montarse de la misma manera que se montarían prácticamente en la estructura del banco de condensadores .
Para reducir la circulación de aire, los tres condensadores se mantienen dentro de un recinto cerrado. Las unidades ficticias pueden ser de las mismas unidades de capacitores nominales que la unidad de prueba o son modelos de resistencia de la unidad de prueba. El modelo de resistencia significa en lugar de elementos de condensador, resistenciasse colocan dentro de la carcasa del condensador para generar el mismo efecto térmico que la unidad del condensador original para la misma potencia de la unidad. El aire del interior del armario no debe circular a la fuerza. Las tres muestras, es decir , el condensador de prueba y los dos condensadores ficticios, se activan con un voltaje de prueba que se calcula mediante la fórmula que se indica a continuación, 
donde,
V T es el voltaje de prueba,
V R es el voltaje nominal de la unidad de prueba,
W M es la pérdida de potencia máxima permitida,
W A es la pérdida de potencia real.
Aunque el voltaje de prueba se calcula a partir de la fórmula anterior, el voltaje de prueba debe limitarse hasta ese valor que produce un máximo del 144% del KVAR nominal del capacitorunidad. Una vez calculada o estimada y aplicada la tensión , debe mantenerse dentro de ± 2% durante las 24 horas del período de prueba.
Prueba de voltaje de influencia de radio
Esta prueba se realiza a la frecuencia nominal y al 115% del voltaje rms nominal del capacitor. Esta prueba solo se realiza en la unidad que tiene más de un buje. Porque la unidad de buje único tiene una carcasa conectada directamente con los elementos del condensador. Durante la prueba, la carcasa de la unidad de bujes múltiples debe estar correctamente conectada a tierra. El condensador de prueba debe mantenerse a temperatura ambiente y su buje debe estar seco y limpio. La unidad debe montarse en su posición recomendada. Durante la medición a 1 MHz, la tensión de radiofrecuencia no debe superar los 250 µv.
Prueba de caída de voltaje
Aquí, la unidad de condensador se cambia con la tensión continua cuyo valor es igual al valor máximo de la tensión alterna nominal de la unidad. Después de cargar la unidad, deje que se descargue por algún medio y se mide la caída de voltaje. Si el voltaje desciende a menos de 50 V en 5 min en el caso de la unidad de condensador con una clasificación superior a 600 V ( rms ), entonces la unidad se considera aprobada en la prueba de caída de voltaje. Esta caída de voltaje debe estar dentro de 1 minuto en el caso de la unidad de condensador con una clasificación inferior a 600 V (rms).
Prueba de descarga de cortocircuito
Esta prueba se realiza para verificar la estanqueidad de todas las conexiones internas de una unidad de condensador. No solo la estanqueidad, también verifica que el tamaño de los conductores y sus propiedades eléctricas estén seleccionados y diseñados correctamente o no, en una unidad de condensador. En esta prueba, las unidades de condensadores se cargan hasta 2,5 veces su voltaje rms nominal. Luego, la unidad de condensador se descarga. Esta carga y descarga debe realizarse al menos 5 veces. La capacitancia de la unidad de condensador se mide antes de aplicar el voltaje de carga y también después de la quinta descarga de la unidad. Se registra la diferencia entre la capacitancia inicial y final y no debe ser mayor que la diferencia de capacitancia de la unidad cuando un elemento del capacitor está en cortocircuito o un elemento fusible está funcionando.
Eso significa,
(Capacitancia medida inicialmente – capacitancia medida después de la quinta descarga) <(capacitancia de la unidad con todos los elementos y elemento fusible – capacitancia con un elemento capacitor en cortocircuito o un elemento fusible operado)
Prueba de rutina del banco de capacitores
Las pruebas de rutina también se conocen como pruebas de producción. Estas pruebas deben realizarse en cada unidad de condensador de un lote de producción para garantizar el parámetro de rendimiento de cada individuo.
Prueba de sobrevoltaje de corto tiempo
En esta prueba, se aplica una tensión continua de 4,3 veces la tensión rms nominal o una tensión alterna de 2 veces la tensión rms nominal a los soportes de bujes de la unidad de condensador. El límite del condensador debe soportar cualquiera de estos voltajes al menos durante 10 segundos. La temperatura de la unidad durante la prueba debe mantenerse a 25 ± 5 grados. En el caso de la unidad de condensador trifásico, si los elementos del condensador trifásico están conectados en estrella con el neutro conectado a través de un cuarto buje o a través de la carcasa, la tensión aplicada entre los terminales de fase sería √3 veces las tensiones mencionadas anteriormente. Se aplicaría el mismo voltaje que el anterior a través del terminal de fase y el terminal neutro.
Para la unidad trifásica conectada en triángulo, la tensión nominal es la tensión de fase a fase.
La capacitancia debe medirse antes y después de aplicar la tensión de prueba. El cambio en la capacitancia debe ser inferior al 2% de la capacitancia medida original o la causada por la falla de un solo elemento capacitivo o elemento fusible, el que sea menor.
Prueba de voltaje de terminal a caja
Esta prueba solo es aplicable cuando los elementos del condensador interno de una unidad están aislados de su carcasa. Esta prueba asegura la capacidad de resistencia de sobretensión del aislamiento provisto entre la carcasa metálica y los elementos del condensador. La tensión de prueba se aplica entre la carcasa y el soporte del buje durante 10 segundos. Para la unidad de condensador que tiene bujes de diferente BIL , esta prueba se realiza sobre la base del buje BIL inferior.
Prueba de capacitancia
Esta prueba se realiza para asegurar que cada una de las unidades de condensadores en un lote o lote no debe dar más del 110% de su VAR nominal durante la condición de operación normal que está cargando la aplicación de voltaje y frecuencia nominales a la unidad dentro del posible límite de temperatura que es considerado como Grado C. Si la medición se realiza a cualquier temperatura distinta de 25 o C, entonces el resultado del meandro debe calcularse de acuerdo con 25 o C.
Prueba de fugas de unidades de condensadores
Esta prueba se realiza para garantizar que el límite esté libre de fugas. En esta prueba, la unidad de prueba es calentada por un horno externo, para forzar la salida del líquido aislante de la carcasa si hay algún punto de fuga. Esta prueba asegura que todas las juntas estén selladas y apretadas correctamente.
Prueba de resistencia de descarga
Esta prueba se realiza en cada unidad de condensador para garantizar que el dispositivo de descarga interno o la resistencia sea lo suficientemente capaz de descargar la unidad de condensador de su voltaje residual inicial a 50 V o menos dentro del límite de tiempo especificado. El voltaje residual inicial puede ser √2 veces el voltaje rms nominal del capacitor.
Prueba de determinación de pérdidas
Esta prueba se realiza en cada unidad de condensador para demostrar que la pérdida que se produce en la unidad durante el funcionamiento es menor que la pérdida máxima permitida de la unidad.
Prueba de capacidad de fusible de la unidad de condensador con fusible interno
En esta prueba, la unidad de condensador se carga primero con voltaje directo (CC) hasta 1,7 veces el voltaje rms nominal de la unidad de condensador. Luego, esta unidad puede descargar a través de un espacio situado lo más cerca posible sin ninguna impedancia adicional al circuito de descarga.
La capacitancia del condensador debe medirse antes de la aplicación del voltaje de carga y también después de descargar la unidad. La diferencia de estas dos medidas debe ser menor que la diferencia de capacitancia cuando se opera un elemento fusible interno.
Prueba previa a la puesta en servicio o instalación del banco de condensadores
Cuando un banco de condensadores está prácticamente instalado en el sitio, deben realizarse algunas pruebas específicas para garantizar que la conexión de cada unidad y el banco en su conjunto estén en orden y según las especificaciones.
Medida de capacitancia
Se utiliza un medidor de capacitancia sensible para medir la capacitancia del banco en su conjunto para garantizar que la conexión del banco sea según la especificación. Si el valor medido no es el calculado, debe haber alguna conexión incorrecta en el banco que se debe rectificar. Para medir la capacitancia de un banco, no es necesario aplicar el voltaje nominal completo, sino solo el 10% del voltaje nominal para determinar la capacitancia de la unidad. La fórmula de la capacitancia es 
Donde, V es el voltaje aplicado al banco,
I es la corriente de suministro y
ω = 377.7 que es una calidad constante.
Prueba de aislamiento de alto voltaje
La prueba de aislamiento de alto voltaje se puede realizar de acuerdo con NBMA CP-1
