Desarrollo de métodos para la ubicación de fallas hidráulicas en cables OF Equipo de trabajo UTN : Ricardo Crivicich Alfredo Láttero Gustavo Villa Juan Carlos Contigiani Leandro Carabajal Diego Noez Edenor : Eloy Creichmon Víctor Antelo Gustavo Asta Víctor Cedrón Ricardo Casas Vamos a hacer una breve descripción del desarrollo que estamos haciendo

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Objeto del análisis : Cable OF El cable OF es bien conocido por casi todos. Para las excepciones se muestra la configuración constructiva . OF (Oil filled), la aislación eléctrica está dada por una envoltura de papel saturada en aceite, El centro del conductor tiene un pasaje para el fluido que se difunde, a través del conductor a la aislación de papel, siendo una cubierta de plomo la que actúa como contención exterior. Tipo de aceite: mineral denominado Linear Akil Benceno (LAB), de baja densidad y de alta biodegradación natural.

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Problema a resolver: Ubicar pérdidas provocadas por fallas propias en la vaina de plomo o por acciones de terceros que la dañan Extensión del problema 1035 Km de cable OF (3 x 345 Km) soterrados 427 tramos hidráulicos Falla propias por : crecimiento de grano debido a sobretemperatura en cable, reparaciones o empalmes. Acciones de terceros: hincado de jabalinas, excavaciones, etc.

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Magnitud del problema Elevada indisponibilidad de las líneas por : Ineficiencia de la técnica actual: congelamientos sucesivos con método de la bisección Ubicación de las perdidas por zanjeos ,congelamientos y reparaciòn de veredas. Elevados tiempo de indisponibilidad de la instalación de transmisión de energía para la búsqueda sucesiva de la perdida. (entre 3 y 7 congelamientos)

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Magnitud del problema Elevada indisponibilidad de las líneas por : Ineficiencia de la técnica actual Interrupciones de los trabajos por necesidad de cubrir picos de carga 97 localizaciones promedio anuales 550 MU$S promedio anual en reparaciones Zonas densamente pobladas Insatisfacción de los vecinos frentistas por rotura de veredas y calles Sobrecarga de cables y transformadores de respaldo durante el proceso de búsqueda Demoras por necesidad de reconectar el electroducto aún sin reparar para cubrir sobrecargas en el sistema.

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Funcionamiento actual Sistema de monitoreo continuo centralizado, con indicación, registro y alarma por baja presión . Actualmente y a efectos de controlar que el papel este permanentemente impregnado en aceite, cada tramo hidráulico tiene su medición de presión con alarma y un transductor para transmitir el valor de la presión a distancia. Toda la información se recoge en un sistema de control de presiones, que si aparece un descenso en un tramo avisa a la central en forma automática y retransmite la información al celular del retén de guardia, de forma de que una perdida puede detectarse en forma temprana.

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Técnicas consideradas: Inyección de portadores radioactivos Empleo de perros entrenados Uso de radar geofísico Métodos hidráulicos Inyección de trazadores químicos La metodología utilizada de congelamientos sucesivos es de uso internacional, habiendo algunas empresas que han trabajado con otras técnicas De los análisis de artículos y trabajos internacionales realizados se llego a la conclusión de optar, como camino de I+D, por el Método Hidráulico por: 1)Factibilidad de implementación con tecnologías disponibles en el país 2)Costo estimado del desarrollo y de la operatoria en régimen 3)Resultados alcanzados en desarrollos a nivel internacional. Alternativamente se inició otra línea con la técnica de los trazadores químicos para confirmar que la elección sea la correcta. Vamos a hacer una referencia al final de la presentación

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Métodos hidráulicos Fundamento : Ecuación de Hagen-Poiseuille Pérdida de carga en un tramo de un conducto cerrado en el que circula laminarmente un fluido viscoso Caída de presión en la longitud x Pronunciación :Puaséil No se puede aplicar teóricamente por R y, además, está el flujo térmico. Diferencia de coeficiente de dilatación de cobre y aceite es un orden de magnitud Caudal circulante Resistencia hidráulica por unidad de longitud de un tubo cilíndrico de radio r Viscosidad dinámica

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Métodos hidráulicos Método de 1 Fase Q2 2 Q1 ∆P=P2-P1 Q2 m2 1 x ∆P=P1-P2 Q1 m1 Documentado en IEEE Vincent Burgess y John Brailsford en Capenhurst – Muy preciso pero no prevé el flujo térmico. Experiencias referidas: enfriamiento de entre 2 y 4 días – Nuestra experiencia en medición de T: influencia de ternas compañeras x = m1 / ( m1 + m2 )

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Métodos hidráulicos Método de 3 Fases Documentado en IEEE por Lugujun en Guanghzou Parece el más seductor por la compensación relativamente sencilla del flujo térmico

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Métodos hidráulicos Estrategia de implementación Ensayos en laboratorio con tubos de poliamida Ensayo de tendido especial Ensayo en instalación real

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Métodos hidráulicos Implementación práctica Caudalímetros volumétricos Sistema de control Sistema SCADA PA PC Paire Set PA DPT Set =0 PT Para realizar el ensayo se requiere aplicar presiones y medir presiones y caudales. Empezamos con el diseño de un caudalímetro volumétrico ad-hoc...

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Métodos hidráulicos Resultados de laboratorio Método de 1 Fase : Error de ± 3 m en 240 m, consistente en los distintos ensayos Xcalculado = 106 m Xreal = 103 m

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Métodos hidráulicos Resultados de laboratorio Método de 1 Fase : Error de ± 3 m en 240 m, consistente en los distintos ensayos Método de 3 Fases (empleando dos PT en lugar de un DPT) : Error máximo ± 3 m en 70 m, muy sensible a la diferencia de presión.

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Métodos hidráulicos Resultados de laboratorio Método de 1 Fase : Error de ± 3 m en 240 m, consistente en los distintos ensayos Método de 3 Fases (empleando dos PT en lugar de un DPT) : Error máximo ± 3 m en 70 m, muy sensible a la diferencia de presión. Resultados de ensayo de tendido especial En evaluación En evaluación: La gran masa de aceite y los efectos térmicos cambian el comportamiento que nuestro sistema estaba teniendo.

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Métodos hidráulicos Próximos pasos Conclusión del ensayo de tendido especial Ensayo en instalación real Comportamiento con flujo térmico Evaluación del procedimiento operativo desarrollado Transferencia de tecnología Adecuación del instrumental y software Capacitación Conclusión del ensayo de tendido especial: Ajustes respecto del método de laboratorio y algún efecto térmico por calentamiento y enfriamiento solar. Ensayo en instalación real: Trabajo en paralelo con congelamientos para comparar el resultado con el cálculo y ajustes En el próximo CIDEL esperamos mostrar los resultados

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Método de los trazadores químicos (PFT) Proceso: Marcado del cable con un compuesto Perfluoro dimetil ciclobutano Perfluoro dimetil ciclohexano Otra línea de desarrollo que estamos siguiendo Se trata de mezclar un compuesto poco abundante en la naturaleza, líquido y con una buena tasa de evaporación y luego determinar la concentración a lo largo de la traza. (PerFluorTracers) Brookheaven National Laboratory – Localización con +-50 metros – Ubicación eventual más detallada con perforaciones Desventajas: más caro (operación de marcado y detección posterior) y más complejo para ser operado por personal Ventajas: no requiere sacar el cable de servicio y puede cubrir múltiples pérdidas

Métodos para ubicar pérdidas hidráulicas en cables OF Método de los trazadores químicos (PFT) Proceso: Marcado del cable con un compuesto Detección de los vapores por medio de: Cromatógrafo con analizador de masa En forma directa Empleando adsorbedores distribuidos Espectroscopía fotoacústica (CITEFA) Otra línea de desarrollo que estamos siguiendo Se trata de mezclar un compuesto poco abundante en la naturaleza, líquido y con una buena tasa de evaporación y luego determinar la concentración a lo largo de la traza. (PerFluorTracers) Brookheaven National Laboratory – Localización con +-50 metros – Ubicación eventual más detallada con perforaciones Desventajas: más caro (operación de marcado y detección posterior) y más complejo para ser operado por personal Ventajas: no requiere sacar el cable de servicio y puede cubrir múltiples pérdidas

Muchas gracias por su atención ¿Preguntas? ?