Detección de Descargas Parciales en una Instalación Eléctrica Subterránea por Medio de Procesamiento Digital de Imágenes Térmicas
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Resumen
La instalación de cables de potencia se deben de considerar una serie de factores para asegurar un buen desempeño en su operación y así mejorar notablemente la confiabilidad del sistema donde se encuentra. Durante la instalación se ven involucrados el empleo de accesorios específicos para su conexión a sistemas aéreos o para conexión de equipos, tales accesorios son conocidos como terminales y empalmes. De acuerdo a las estadísticas estos accesorios presentan el 95% de las fallas debido a problemas durante su instalación o vida útil, por lo que es necesario llevar a cabo estudios o monitoreos programados de la operación de las instalaciones eléctricas con el fin de reducir riesgos y prevenir fallas en la instalación. En el presente trabajo se presenta un método de detección incipiente de falla, el cual se basa en el análisis de imágenes termográficas de los accesorios (empalmes y terminales) de media tensión en operación. El objetivo es identificar la zona de una terminal en la que exista una falla incipiente por descargas parciales, las cuales no se pueden observar con una imagen termográfica simple, sino que se requiere realizar un análisis y proceso digital de la imagen termográfica a fin de identificar plenamente el punto de falla en donde con el procesamiento digital de imágenes es posible extraer información que a simple vista no se percibe en una imagen obtenida con una cámara termográfica. Se presentan los resultados obtenidos en laboratorio de fallas previamente establecidas en un modelo de instalación eléctrica subterránea.
Detalles del artículo
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
Los autores conservan los derechos de autor y ceden a la revista el derecho de la primera publicación y pueda editarlo, reproducirlo, distribuirlo, exhibirlo y comunicarlo en el país y en el extranjero mediante medios impresos y electrónicos. Asimismo, asumen el compromiso sobre cualquier litigio o reclamación relacionada con derechos de propiedad intelectual, exonerando de responsabilidad a la Editorial Tecnológica de Costa Rica. Además, se establece que los autores pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
Citas
G. J. Paoletti and G. Herman, “Monitoring of electrical equipment failure indicators and zero-planned outages: Past, present and future maintenance practices,” 2015 61st IEEE Pulp and Paper Industry Conference (PPIC), 2015, pp. 1-10, doi: 10.1109/PPIC.2015.7165712.
E. Gulski et al., “On-site testing and PD diagnosis of high voltage power cables,” in IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 15, no. 6, pp. 1691-1700, December 2008, doi: 10.1109/ TDEI.2008.4712673.
P Levesque, P Brémond, J L Lasserre, A Paupert, D L Balageas, Performance of FPA IR cameras and their improvement by time, space and frequency data processing. Part I – Intrinsic characterization of the thermographic system’, QIRT Journal, Vol. 2, No 1, pp 97-112, 2005.
G M Carlomagno, P G Berardi, ‘Unsteady thermography in non destructive testing’, Proceedings 3rd Biannual Information Exchange, St Louis, USA, pp 33-39, 1976.
Condumex Cables, Manual técnico de cables de energía, 4ta ed. México: Grupo Condumex, 2006.
J. Kuffel, & P. Kuffel, High voltage engineering fundamentals. Newnes. 2000.
R. Arora, & W. Mosch, High voltage and electrical insulation engineering, John Wiley & Sons. 2006.
G.G. Raju, Dielectrics in electric fields, CRC press, (2016)
R. Bartnikas, “Detection of partial discharges (Corona) in electrical apparatus,” in IEEE Transactions on Electrical Insulation, vol. 25, no. 1, pp. 111-124, Feb. 1990, doi: 10.1109/14.45238.
A. Cavallini, G. C. Montanari and M. Tozzi, “PD apparent charge estimation and calibration: A critical review,” in IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 17, no. 1, pp. 198-205, February 2010, doi: 10.1109/TDEI.2010.5412018.
Lemke, E., Berlijn, S., Gulski, E., Muhr, H. M., Pultrum, E., Strehl, T., Hauschild, W., Rickmann, J., & Rizzi, G. (2008). Guide for Electrical Partial Discharge Measurements in compliance to IEC 60270. Electra 241, 60-68.
Young, Ian & Gerbrands, Jan & Van Vliet, Lucas & Bibliotheek, Cip-data & Haag, Den & Theodore, Young & Jacob, Gerbrands & Vliet, Van & Jozef, Lucas. Fundamentals Of Image Processing, 2004.
R.C.Gonzalez, R.E.Woods, S.L.Eddins, Digital Image Processing Using MATLAB, chap.11, Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 2009.
L. Vincent, “Morphological grayscale reconstruction in image analysis: applications and efficient algorithms,” in IEEE Transactions on Image Processing, vol. 2, no. 2, pp. 176-201, April 1993, doi: 10.1109/83.217222.
Bozek J., Mustra M., Delac K., Grgic M. (2009) A Survey of Image Processing Algorithms in Digital Mammography. In: Grgic M., Delac K., Ghanbari M. (eds) Recent Advances in Multimedia Signal Processing and Communications. Studies in Computational Intelligence, vol 231. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi. org/10.1007/978-3-642-02900-4_24.
Thierry Pun, A new method for grey-level picture thresholding using the entropy of the histogram, Signal Processing, Volume 2, Issue 3, 1980, Pages 223-237, ISSN 0165-1684, https://doi.org/10.1016/01651684(80)90020-1.
A. Gonzalez-Parada, R. Guzman-Cabrera, M. Torres-Cisneros, & J. Guzman-Sepulveda, J. R. Comparative Analysis of Thermography Studies and Electrical Measurement of Partial Discharges in Underground Power
Cables. International Journal of Thermophysics, 36(9), 2356-2369. 2015