Película metalizada frente a tipo de lámina: una comparación técnica de condensadores en derivación de alto voltaje para la corrección del factor de potencia

1. Introducción: la columna vertebral de la eficiencia del sistema energético

Los sistemas de energía eléctrica modernos enfrentan desafíos constantes. Las cargas inductivas, como motores, transformadores y hornos de inducción, extraen energía reactiva de la red. Esta potencia reactiva no realiza un trabajo útil, pero aún fluye a través de líneas de transmisión, transformadores y aparamenta, provocando caídas de voltaje, mayores pérdidas y reducción de la capacidad del sistema.

El condensador en derivación de alto voltaje es la solución más eficaz y económica para la corrección del factor de potencia. Conectados directamente al bus de alto voltaje, estos condensadores suministran energía reactiva localmente, aliviando a la red de esta carga. El resultado es una mejor regulación del voltaje, menores pérdidas en la línea, mayor capacidad del sistema y menores costos de electricidad.

Este artículo proporciona una comparación técnica completa de los condensadores en derivación de alto voltaje, centrándose en las construcciones de película metalizada versus las tradicionales de tipo lámina. Examinaremos materiales dieléctricos, propiedades de autorreparación, gestión térmica, diseño sísmico y pautas de aplicación. Para ingenieros de servicios públicos y profesionales de adquisiciones industriales, esta guía sirve como referencia para seleccionar el capacitor en derivación de alto voltaje apropiado para diferentes condiciones del sistema y requisitos ambientales.

2. Definición del condensador en derivación de alto voltaje

Un condensador en derivación de alto voltaje es un componente eléctrico conectado en paralelo con un sistema de alimentación de CA para suministrar potencia reactiva y mejorar el factor de potencia. Estos condensadores están diseñados para funcionamiento continuo a voltajes de 1 kilovoltio a 24 kilovoltios y superiores, con potencias nominales de 100 a 667 kilovoltios amperios reactivos por unidad.

La construcción de un condensador en derivación de alto voltaje moderno comienza con el material dieléctrico. Los condensadores de calidad utilizan una película de polipropileno metalizado avanzada. El polipropileno ofrece excelentes propiedades de aislamiento eléctrico, pérdidas dieléctricas muy bajas, alta intensidad de campo de ruptura y capacitancia estable con respecto a la temperatura y el tiempo.

El proceso de metalización aplica una capa extremadamente delgada de metal, generalmente aluminio o una aleación de zinc y aluminio, directamente sobre la superficie de la película. Esta capa metalizada sirve como electrodo del condensador. A diferencia de los condensadores de lámina tradicionales que utilizan electrodos de lámina metálica separados, la construcción de película metalizada permite la propiedad de autorreparación que distingue a los condensadores en derivación de alto voltaje modernos.

El devanado del condensador consta de múltiples capas de película metalizada enrolladas en forma cilíndrica o aplanada. Luego, el devanado se somete a secado al vacío para eliminar la humedad y el aire. La impregnación con un fluido aislante sin PCB llena los huecos restantes, mejorando la rigidez dieléctrica y la transferencia de calor.

El devanado terminado se aloja en una carcasa robusta, normalmente hecha de acero inoxidable para ofrecer resistencia a la corrosión y resistencia mecánica. La carcasa proporciona protección ambiental y actúa como superficie de disipación de calor. Los terminales están diseñados para conexiones de alto voltaje y las resistencias de descarga internas garantizan niveles de voltaje residual seguros cuando el capacitor está desconectado.

3. Comparación uno: condensadores en derivación de película metalizada versus condensadores de lámina

La diferencia fundamental entre los condensadores en derivación de alto voltaje de película metalizada y los de lámina metálica radica en la estructura del electrodo. Esta diferencia impulsa la capacidad de autorreparación, el modo de falla y la confiabilidad a largo plazo.

En un condensador tipo lámina, se intercalan electrodos de lámina de aluminio separados con la película dieléctrica. La lámina es gruesa, normalmente de 5 a 10 micrómetros, y proporciona una resistencia muy baja. Sin embargo, cuando ocurre una falla dieléctrica en un capacitor de lámina, la falla crea un cortocircuito permanente. El condensador falla catastróficamente, lo que a menudo provoca perturbaciones en el sistema, fusión de fusibles e incluso ruptura del tanque.

En un condensador de película metalizada, el electrodo es una capa metálica microscópicamente delgada aplicada directamente a la superficie de la película. Cuando se produce una ruptura dieléctrica, la alta corriente de falla vaporiza la metalización alrededor del punto de falla. El metal vaporizado se aleja del área, dejando un pequeño espacio aislante. El condensador se repara automáticamente y continúa funcionando con una pérdida de capacitancia insignificante.

La siguiente tabla compara los condensadores en derivación de alto voltaje de tipo lámina y película metalizada según parámetros clave.

Para aplicaciones de condensadores en derivación de alto voltaje en sistemas de energía, donde los picos de voltaje debidos a transitorios de conmutación y rayos son comunes, la propiedad de autorreparación de la película metalizada es decisiva. El condensador puede sobrevivir a miles de pequeñas averías a lo largo de su vida útil, cada una de las cuales se recupera automáticamente sin interrumpir el funcionamiento del sistema.

4. El mecanismo de autorreparación en condensadores en derivación de alto voltaje

La propiedad de autorreparación de los condensadores en derivación de alto voltaje de película metalizada es su característica más valiosa. Comprender este mecanismo explica por qué estos condensadores han reemplazado los tipos de láminas en casi todas las aplicaciones de corrección del factor de potencia industriales y de servicios públicos.

Una ruptura dieléctrica ocurre cuando la tensión de voltaje a través de la película de polipropileno excede su rigidez dieléctrica. Esto puede ocurrir debido a un defecto de fabricación, un pico de voltaje debido a operaciones de conmutación, una descarga eléctrica o el envejecimiento gradual de la película. En el punto de ruptura se forma un pequeño canal conductor a través de la película. La corriente fluye a través de este canal, creando un intenso calentamiento localizado.

Debido a que el electrodo metalizado tiene sólo unas pocas decenas de nanómetros de espesor, el calor de la corriente de ruptura vaporiza rápidamente el metal alrededor del punto de falla. El metal vaporizado se expande y se aleja del área. En cuestión de microsegundos, el camino conductor se interrumpe. La metalización circundante permanece intacta y el condensador continúa funcionando con una pequeña área de película que ya no contribuye a la capacitancia.

La energía necesaria para la autocuración es muy pequeña. Cada proceso de curación consume sólo una pequeña área de metalización, normalmente menos de un milímetro cuadrado. La pérdida de capacitancia por evento es insignificante, a menudo menos de una parte por millón. Un condensador en derivación de alto voltaje bien diseñado puede soportar miles o incluso decenas de miles de eventos de autorreparación a lo largo de su vida.

El fluido aislante juega un papel fundamental en la autocuración. El fluido enfría rápidamente el punto de falla, evitando que la descomposición se propague a las capas de película adyacentes. El fluido también proporciona un ambiente libre de oxígeno, evitando la combustión. Los condensadores en derivación de alto voltaje de calidad utilizan fluidos aislantes sin PCB que son seguros para el medio ambiente y tienen excelentes propiedades dieléctricas.

Para el operador del sistema de energía, la autorreparación significa que un capacitor en derivación de alto voltaje no requiere ser retirado inmediatamente del servicio después de una sobretensión transitoria. El condensador puede continuar funcionando durante muchos años, con sólo una disminución gradual de la capacitancia. El monitoreo periódico de la capacitancia puede predecir el final de la vida útil, permitiendo un reemplazo planificado en lugar de una interrupción de emergencia.

5. Comparación dos: protección con fusible interno versus protección con fusible externo

Los bancos de capacitores en derivación de alto voltaje generalmente se ensamblan a partir de múltiples unidades de capacitores individuales conectadas en combinaciones en paralelo y en serie. La protección contra fallos internos es esencial.

Los fusibles internos están montados dentro de la unidad capacitora, conectados en serie con cada elemento o sección. Cuando una sección falla, su fusible interno funciona, aislando la sección fallida y permitiendo que las secciones restantes continúen operando. La unidad de condensador pierde una pequeña cantidad de capacitancia pero permanece en servicio. Los fusibles internos brindan protección a nivel de unidad sin requerir dispositivos externos.

Los fusibles externos se montan fuera de la unidad del condensador, normalmente en el casquillo del terminal. Cuando una unidad de condensador falla por completo, el fusible externo se activa y aísla toda la unidad. Los fusibles externos son más simples y menos costosos que los fusibles internos, pero dejan fuera de servicio toda la unidad ante cualquier falla interna.

Para grandes bancos de condensadores en derivación de alto voltaje en subestaciones de servicios públicos, generalmente se prefieren los fusibles internos. La pérdida de un solo elemento provoca sólo un pequeño cambio de capacitancia y el banco continúa proporcionando corrección del factor de potencia sin interrupción. La unidad defectuosa se puede reemplazar durante el mantenimiento programado.

6. Diseño de disipación de calor para condensadores en derivación de alto voltaje

Los condensadores en derivación de alto voltaje generan calor a partir de pérdidas dieléctricas y pérdidas resistivas en los electrodos y las conexiones. La disipación eficaz del calor es esencial para una larga vida útil. Un diseño térmico deficiente conduce a temperaturas de funcionamiento elevadas, que aceleran el envejecimiento y reducen la confiabilidad.

La ruta principal de disipación de calor va desde el devanado a través del fluido aislante hasta la carcasa y luego desde la carcasa hasta el aire circundante. La tasa de transferencia de calor depende de la conductividad térmica de los materiales, la superficie de la carcasa y el flujo de aire alrededor del condensador.

Los condensadores en derivación de alto voltaje de calidad utilizan una película de polipropileno metalizado con una pérdida dieléctrica muy baja. La tangente de pérdida, o tan delta, debe ser inferior a 0,0005 a tensión nominal y 20 °C. Esta baja pérdida significa que se genera menos calor internamente para la misma salida de potencia reactiva. En comparación, los condensadores dieléctricos de papel más antiguos tenían tangentes de pérdida de diez a veinte veces mayores.

El material de la carcasa afecta la disipación de calor. Las carcasas de acero inoxidable proporcionan buena resistencia mecánica y resistencia a la corrosión, pero tienen una conductividad térmica más baja que el aluminio. Sin embargo, el fino espesor de las paredes de las carcasas modernas minimiza esta diferencia. Algunos fabricantes ofrecen carcasas de aluminio para aplicaciones en las que el peso es una preocupación.

Es posible que se requiera refrigeración por aire forzado en entornos con temperatura ambiente alta o para bancos de condensadores densamente poblados. Los ventiladores aumentan el flujo de aire a través de las superficies del condensador, mejorando la transferencia de calor. Para aplicaciones de muy alta densidad de potencia, se puede utilizar refrigeración por agua, aunque esto es más común en condensadores especiales que en unidades de derivación de alto voltaje estándar.

Cuando seleccionas un Condensador en derivación de alto voltaje , considere el entorno de instalación. Los condensadores no deben instalarse bajo la luz solar directa, cerca de fuentes de calor de alta temperatura o en recintos mal ventilados. El espacio adecuado entre unidades permite que el aire circule libremente.

La siguiente tabla resume las consideraciones sobre disipación de calor.

7. Diseño sísmico para condensadores en derivación de alto voltaje

En regiones con actividad sísmica, los condensadores en derivación de alto voltaje deben resistir fuerzas sísmicas sin daños estructurales ni fallas eléctricas. El diseño sísmico es una consideración crítica para las empresas de servicios públicos en áreas como Japón, California, Turquía y China.

El diseño sísmico de un condensador en derivación de alto voltaje comienza con la resistencia mecánica. La carcasa del condensador debe resistir fuerzas de flexión, torsión y compresión sin deformarse. Las carcasas de acero inoxidable proporcionan una excelente resistencia mecánica. El devanado interno debe estar anclado de forma segura para evitar movimientos con respecto a la carcasa. Los devanados sueltos pueden dañar las conexiones eléctricas o provocar un cortocircuito en la carcasa durante la vibración.

Los dispositivos de absorción de impactos se utilizan a menudo para montar unidades de condensadores. Las almohadillas de goma o neopreno colocadas entre la base del capacitor y la estructura de soporte absorben la energía de vibración y reducen las fuerzas transmitidas al capacitor. Para instalaciones más grandes, los aisladores de vibración tipo resorte brindan una protección aún mayor.

El cálculo y la simulación sísmica utilizando software de ingeniería asistido por computadora pueden predecir la respuesta de los capacitores a las fuerzas sísmicas. El diseñador crea un modelo tridimensional del condensador y aplica ondas sísmicas de diferentes intensidades y frecuencias. El análisis identifica concentraciones de tensiones, posibles puntos débiles y desplazamientos máximos. Las iteraciones del diseño mejoran el rendimiento sísmico antes de que se construyan los prototipos físicos.

El entorno de instalación afecta el rendimiento sísmico. Los condensadores instalados en interiores se benefician de que la estructura del edificio absorba algo de energía sísmica. Las instalaciones al aire libre, particularmente en plataformas elevadas o estructuras de acero, pueden experimentar fuerzas mayores. La propia estructura de montaje debe estar diseñada para cargas sísmicas.

Las conexiones eléctricas deben adaptarse al movimiento relativo durante un terremoto. Las barras colectoras rígidas pueden romperse o separarse. Las conexiones flexibles, como puentes de cobre trenzado o conectores de expansión, permiten el movimiento sin pérdida de contacto eléctrico. Las conexiones de los terminales deben asegurarse con herrajes de bloqueo para evitar que se aflojen debido a la vibración.

Para los clientes en zonas sísmicas, los fabricantes pueden proporcionar soluciones de diseño sísmico personalizadas. Estos pueden incluir carcasas reforzadas, soportes de montaje de alta resistencia, refuerzos internos adicionales y aisladores de vibraciones especializados. El objetivo es garantizar que el capacitor permanezca operativo después de un evento sísmico, manteniendo la corrección del factor de potencia para cargas críticas.

8. Especificaciones ambientales y límites de aplicación

Los condensadores en derivación de alto voltaje están diseñados para funcionar dentro de límites ambientales específicos. Operar fuera de estos límites puede afectar el rendimiento, la confiabilidad y la vida útil.

El rango de temperatura ambiente suele ser de menos 25 °C a más 50 °C. Dentro de este rango, el condensador mantiene sus especificaciones eléctricas. A bajas temperaturas, el fluido aislante se vuelve más viscoso, lo que puede afectar la velocidad de autorreparación. A altas temperaturas, la pérdida dieléctrica aumenta y la vida útil del condensador disminuye. Por cada aumento de 8 a 10 °C en la temperatura de funcionamiento por encima del máximo nominal, la vida útil del condensador se reduce a la mitad.

La humedad relativa no debe exceder el 85 por ciento. En entornos de alta humedad, la humedad puede condensarse en los casquillos de los terminales, lo que reduce el aislamiento de la superficie y puede provocar descargas disruptivas. Se recomiendan medidas de deshumidificación, como calefacción del recinto o aire acondicionado, para instalaciones de alta humedad.

La altitud afecta la rigidez dieléctrica. En altitudes superiores a los 2000 metros, la presión del aire es menor, lo que reduce la rigidez dieléctrica del aire. Esto afecta el aislamiento externo, como el espacio de aire entre los terminales y entre los terminales y tierra. Para instalaciones a gran altitud, los condensadores pueden requerir modificaciones de diseño, como una mayor distancia de fuga o tratamientos terminales especiales.

El medio ambiente debe estar libre de gases corrosivos, polvo conductor y polvo explosivo. Los gases corrosivos como el dióxido de azufre o el sulfuro de hidrógeno pueden atacar el revestimiento de los terminales y los acabados de la carcasa. El polvo conductor puede acumularse en los casquillos, creando vías de fuga. Para ambientes contaminados, se recomiendan capacitores con recubrimiento de resina epoxi u otras capas protectoras.

La siguiente tabla resume las especificaciones ambientales.

9. Clasificaciones de voltaje y potencia nominal

Los condensadores en derivación de alto voltaje están disponibles en una variedad de clasificaciones de voltaje y potencia para adaptarse a diferentes voltajes del sistema y requisitos de potencia reactiva.

Las clasificaciones de voltaje estándar para capacitores en derivación de alto voltaje se derivan de los voltajes nominales del sistema. Las clasificaciones comunes incluyen 1,05, 3,15, 6,6 dividido por raíz cuadrada de 3, 6,3, 10,5 dividido por raíz cuadrada de 3, 10,5, 11 dividido por raíz cuadrada de 3, 11, 12 dividido por raíz cuadrada de 3, 12, 24 dividido por raíz cuadrada de 3 y 24 kilovoltios. La raíz cuadrada de 3 divisores se aplica a bancos de capacitores conectados en estrella donde el voltaje del capacitor es el voltaje de fase a neutro.

Las potencias nominales estándar incluyen 100, 150, 200, 300, 334, 400, 417, 500 y 667 kilovoltios amperios reactivos. Estas clasificaciones representan la potencia reactiva de salida a voltaje y frecuencia nominales. Se conectan varias unidades en paralelo y en serie para lograr la calificación bancaria total.

Para una tensión nominal determinada, la potencia nominal determina el valor de capacitancia. Las potencias nominales más altas requieren una capacitancia mayor, lo que generalmente significa unidades físicamente más grandes o varias unidades conectadas en paralelo. La potencia nominal debe seleccionarse para proporcionar la cantidad requerida de corrección del factor de potencia sin sobrecorrección, lo que puede causar sobretensión e inestabilidad del sistema.

Al seleccionar la clasificación de voltaje, considere el rango de voltaje operativo del sistema. El condensador debe soportar un funcionamiento continuo de hasta el 110 por ciento del voltaje nominal. Se permiten sobretensiones intermitentes de hasta el 130 por ciento de la tensión nominal durante períodos cortos. El condensador debe aplicarse a un voltaje no inferior al 95 por ciento de su clasificación para evitar corrientes de entrada excesivas.

10. Pruebas y garantía de calidad

Los condensadores en derivación de alto voltaje de calidad se someten a pruebas rigurosas antes de salir de fábrica. Estas pruebas verifican el rendimiento eléctrico, la integridad mecánica y la seguridad.

La prueba de capacitancia mide el valor de capacitancia real. El valor medido debe estar dentro de más o menos el 5 por ciento del valor nominal. Para condensadores trifásicos, el equilibrio de capacitancia, definido como la relación entre la capacitancia máxima y la capacitancia mínima entre fases, no debe exceder 1,02. Este equilibrio garantiza una salida de potencia reactiva constante en las tres fases.

La prueba del factor de potencia mide la tangente de pérdida o tan delta. A tensión nominal y 20°C, la tangente de pérdida no debe exceder 0,0005. Una tangente de pérdida más alta indica pérdidas internas más altas, lo que conduce a un mayor calentamiento y una vida útil más corta. La tangente de baja pérdida es un indicador clave de calidad.

La prueba de resistencia a la tensión aplica tensión CA a 2,15 veces la tensión nominal durante 10 segundos entre terminales. Esta prueba verifica la rigidez dieléctrica del aislamiento interno. El condensador debe resistir esta prueba sin averías ni descargas eléctricas.

La prueba de resistencia de voltaje entre terminal y caja aplica voltaje de CA a 2,5 veces el voltaje nominal, con un mínimo de 2 kilovoltios, durante 1 minuto. Esta prueba verifica el aislamiento entre los elementos activos y la carcasa puesta a tierra.

Las pruebas de sellado confirman que la carcasa del condensador está sellada correctamente. No se deben detectar fugas de líquido aislante. Para condensadores encapsulados de tipo seco o de resina epoxi, la prueba de sellado verifica que no pueda entrar humedad.

Para los fabricantes con certificaciones ISO9001 y CE, estas pruebas se realizan de forma sistemática en cada unidad de producción o en una muestra estadística según la norma. Los laboratorios de pruebas independientes también pueden realizar pruebas de muestras para verificar el cumplimiento de estándares como GB/T 3984 e IEC 60871.

11. Pautas de instalación y mantenimiento

La instalación adecuada y el mantenimiento regular prolongan la vida útil de los condensadores en derivación de alto voltaje y garantizan un funcionamiento seguro.

Durante la instalación, asegúrese de que haya un espacio libre adecuado entre las unidades de condensadores y entre los condensadores y las estructuras cercanas. El espacio mínimo recomendado es de 50 a 100 milímetros para permitir el flujo de aire para el enfriamiento. Mantenga distancias de fuga adecuadas para el nivel de voltaje como se especifica en las normas aplicables.

Las superficies de montaje deben estar niveladas y rígidas. Los condensadores deben asegurarse para evitar el movimiento debido a vibraciones o eventos sísmicos. Utilice almohadillas de goma o aisladores de vibración cuando monte en estructuras de acero para reducir la vibración transmitida.

Las conexiones eléctricas deben estar limpias, apretadas y protegidas contra la corrosión. Las conexiones de alta resistencia provocan calentamiento localizado y pueden provocar fallos en los terminales. Utilice compuesto antioxidante en terminales de aluminio. Apriete todas las conexiones según las especificaciones del fabricante.

Durante la operación, controle el rendimiento del banco de condensadores. Mida y registre periódicamente la tensión, la corriente y la potencia reactiva de salida. Grandes cambios en la corriente o la potencia reactiva pueden indicar unidades fallidas. Compare estas medidas con los valores calculados según la configuración del banco.

Realizar inspecciones periódicas. Busque signos de hinchazón de la carcasa, lo que indica presión interna debido a la generación de gas. El gas puede producirse por eventos de autocuración o por degradación del fluido aislante. Las tripas hinchadas deben ser reemplazadas. Verifique los terminales para detectar signos de sobrecalentamiento, como decoloración o fusión del aislamiento.

Mida periódicamente la capacitancia de las unidades individuales. Una pérdida de capacitancia de más del 5 por ciento del valor de la placa indica una actividad de autorreparación significativa y se debe considerar el reemplazo de la unidad. Una pérdida de capacitancia de más del 10 por ciento indica el final de su vida útil.

Para configuraciones de bancos conectados a tierra, mida la resistencia de aislamiento entre los terminales del capacitor y tierra usando un megaóhmetro. La baja resistencia del aislamiento indica entrada de humedad o degradación del aislamiento interno.

12. Conclusión: Selección del condensador en derivación de alto voltaje adecuado

La selección de un capacitor en derivación de alto voltaje para la corrección del factor de potencia debe basarse en los requisitos del sistema, las condiciones ambientales y las necesidades de confiabilidad.

Para subestaciones de servicios públicos y grandes instalaciones industriales, los condensadores de película metalizada con fusibles internos ofrecen la mejor combinación de confiabilidad, autorreparación y degradación elegante. La propiedad de autorreparación garantiza que las sobretensiones transitorias no provoquen fallas catastróficas. Los fusibles internos aíslan los elementos defectuosos mientras mantienen la unidad en servicio.

Para instalaciones más pequeñas o aplicaciones menos críticas, pueden ser aceptables condensadores de película metalizada con fusibles externos o sin fusibles. El menor costo inicial se equilibra con la posibilidad de que una falla de la unidad deje fuera de servicio a todo el banco.

Considere las condiciones ambientales en el sitio de instalación. Para temperaturas ambiente altas, asegúrese de que haya un espacio y una ventilación adecuados. Para humedad alta, considere condensadores con revestimiento de resina epoxi o montaje cerrado. Para zonas sísmicas solicitar capacitores con construcción reforzada y montaje con aislamiento de vibraciones.

Seleccione voltajes y potencias que coincidan con los requisitos del sistema. No especifique excesivamente la clasificación de voltaje innecesariamente, ya que esto reduce la salida de potencia reactiva para una capacitancia determinada. No lo subestime, ya que el funcionamiento con sobretensión reduce la vida útil del condensador.

Al comprender las comparaciones técnicas y las consideraciones de diseño presentadas en este artículo, los ingenieros de servicios públicos y los profesionales de adquisiciones pueden seleccionar con confianza capacitores en derivación de alto voltaje que brindarán una corrección confiable y eficiente del factor de potencia durante muchos años.

5 preguntas frecuentes (FAQ)

P1: ¿Cuál es la vida útil típica de un condensador en derivación de alto voltaje?
R: Un condensador en derivación de alto voltaje de calidad con dieléctrico de película metalizada tiene una vida útil típica de 15 a 20 años en condiciones normales de funcionamiento. Esto supone un funcionamiento dentro del rango de tensión nominal y temperatura ambiente, con ventilación adecuada y mantenimiento adecuado. La propiedad de autorreparación permite que el capacitor sobreviva picos de voltaje que destruirían los capacitores de lámina. El fin de la vida útil se indica mediante una pérdida gradual de capacitancia; una pérdida superior al 10 por ciento sugiere que se debe reemplazar el capacitor.

P2: ¿Con qué frecuencia se deben probar en servicio los condensadores en derivación de alto voltaje?
R: Se recomiendan pruebas anuales de capacitancia y factor de potencia para instalaciones críticas. Para instalaciones menos críticas, puede ser suficiente realizar pruebas cada dos o tres años. Las pruebas deben incluir medición de capacitancia de unidades individuales, medición de tangente de pérdida, medición de resistencia de aislamiento e inspección visual para detectar hinchazón de la carcasa o daños en los terminales. El análisis de tendencias es más valioso que las mediciones únicas; una disminución gradual de la capacitancia o un aumento de la tangente de pérdida indica un envejecimiento normal, mientras que un cambio repentino indica un problema.

P3: ¿Se pueden conectar condensadores en derivación de alto voltaje en serie para aumentar la tensión nominal?
R: Sí, los condensadores en derivación de alto voltaje se pueden conectar en serie para lograr una clasificación de voltaje más alta. Cuando los condensadores se conectan en serie, el voltaje se divide inversamente con la capacitancia. Para garantizar una distribución uniforme del voltaje, se deben conectar resistencias de equilibrio de voltaje en cada unidad de capacitor. Las resistencias también sirven como vías de descarga cuando el banco de condensadores está desenergizado. La conexión en serie reduce la capacitancia total, por lo que la salida de potencia reactiva del banco disminuye para el mismo voltaje aplicado.

P4: ¿Cuál es la diferencia entre un capacitor en derivación y un capacitor en serie?
R: Un condensador en derivación está conectado en paralelo con la carga o el bus del sistema. Suministra potencia reactiva localmente, mejorando el factor de potencia y la regulación de voltaje. Un capacitor en serie está conectado en serie con la línea de transmisión. Cancela parte de la reactancia inductiva de la línea, aumentando la capacidad de transferencia de energía y mejorando la estabilidad del voltaje. Los condensadores en derivación son mucho más comunes para la corrección del factor de potencia en instalaciones industriales y de distribución. Los condensadores en serie se utilizan normalmente en líneas de transmisión largas.

P5: ¿Por qué los condensadores en derivación de alto voltaje tienen resistencias de descarga?
R: Las resistencias de descarga están conectadas internamente a través de los terminales del capacitor para descargar la carga eléctrica almacenada después de que el capacitor se desconecta de la fuente de energía. Sin resistencias de descarga, un condensador en derivación de alto voltaje podría retener una carga peligrosa durante horas o días. Las resistencias reducen el voltaje del terminal a menos de 50 voltios dentro de un tiempo específico, generalmente 5 minutos para capacitores de alto voltaje. Esto proporciona seguridad al personal que trabaja en el banco de condensadores desconectado.

Referencias

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