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Implementación de un banco para pruebas de envejecimiento acelerado a barras del estator de máquinas rotativas.

Resumen en español

La operación continua y confiable de los sistemas de generación eléctrica de alta tensión depende del desempeño del sistema de aislamiento del estator. Durante la operación de la máquina, el aislamiento de las barras o bobinas del estator está sometido a esfuerzos del tipo eléctrico, térmico, mecánico y ambiental, los cuales se han incrementado a lo largo del tiempo significativamente con el fin de producir máquinas de mayor potencia y menor tamaño. Como consecuencia, entre 50-60% de las fallas ocurridas en máquinas eléctricas están relacionadas con su sistema de aislamiento. Las pruebas de envejecimiento acelerado constituyen una herramienta para la investigación y entendimiento de la evolución de los mecanismos de degradación del aislamiento en una fracción de tiempo. Este proyecto de investigación diseño, construyó e implementó en el Laboratorio de Máquinas Eléctricas de la Universidad del Valle un banco para envejecimiento acelerado por esfuerzos termoeléctricos y de ciclado térmico a barras estatóricas. Es importante mencionar que el ciclado térmico se llevará a cabo mediante la inyección de corriente por medio de un grupo motor-generador de 500Adc/30V en régimen continuo con el que se cuenta en el Laboratorio de Máquinas Eléctricas. El área de las bobinas bajo prueba se redujo conectando los strands en serie lo que permitió obtener densidades de corriente de 6.4 A/mm2 y así elevar la temperatura del cobre disipando mucho menos potencia que si se utilizaba el área total de las bobinas. Para aplicar el esfuerzo termoeléctrico se construyeron placas calentadoras que a su vez simulan las ranuras del estator. Por tratarse de pruebas de larga duración, ambos sistemas se automatizaron para no requerir supervisión del personal. La implementación de este banco de pruebas está enmarcada dentro de una investigación más amplia a nivel de doctorado. Adicionalmente, la ejecución de este proyecto involucró a cuatro estudiantes de pregrado de Ingeniería Eléctrica a través de la realización de dos trabajos de grado.