LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 1LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES. MÉTODO VARLEY. OBJETIVOS. Aplicar las mediciones indirectas y el método de comparación por cero, a la localización de fallas a tierra y por cruzamiento que puedan existir en los cables subterráneos o cables aéreos que vayan reunidos bajo una misma cubierta. Conocer como se determinan las fallas en un cable, ya sean a tierra, por cruzamiento o por conductor abierto, utilizando un multímetro en su función de óhmetro. Aprender como se determinan las fallas por baja resistencia de aislamiento en un cable, ya sean a tierra o por cruzamiento, utilizando un medidor de resistencia de aislamiento o megóhmetro. Estudiar el método de la malla de Varley que se utiliza en la localización de fallas a tierra o por cruzamiento en los cables. Conocer como se realizan las localizaciones preliminares de las fallas a tierra y por cruzamiento en un cable, utilizando el método de la malla de Varley. Analizar los resultados obtenidos con el método de la malla de Varley, para determinar la distancia más probable a la que se encuentran las fallas. CONSIDERACIONES TEÓRICAS. INTRODUCCIÓN. Las componentes de una red de distribución o de comunicaciones son muy numerosas, entre ellas tenemos los cables, los cuales son muy vulnerables a las influencias exteriores. Generalmente, nos damos cuenta de que un cable ha fallado por medio de la indicación de un sistema de protección, el cual además en el caso de los cables de energía, los desconecta de la fuente de alimentación. Las causas de las fallas de un cable son diversas, tales como envejecimiento o pérdida de aislamientos, colocación sin precauciones, deslizamiento del terreno, corrosión anódica, acción de la humedad, trabajos o accidentes de vialidad, vandalismo, etc. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 2 Los tipos más comunes de defectos en cables son: 1. Ruptura del aislamiento de un conductor, lo que ocasiona que la corriente fluya del conductor a tierra o a la cubierta del cable. Este caso se denomina falla a tierra. 2. Ruptura del aislamiento entre dos conductores, lo que ocasiona un corto circuito entre ellos. Este caso se denomina falla por cruzamiento entre conductores. 3. Disminución de la resistencia de aislamiento de un conductor a tierra o entre conductores, a un valor tal que se puede considerar insuficiente como para tener una operación segura. En este caso se dice que hay una falla por baja resistencia de aislamiento. 4. Ruptura de un conductor o deterioro de una unión, dando lugar a la falta de continuidad de la alimentación o de la comunicación. Este caso se denomina falla por conductor o hilo abierto. Es evidente que en un mismo cable se pueden presentar simultáneamente varios de los defectos mencionados, lo que hace más difícil la localización de los puntos defectuosos. La duración de la interrupción es directamente proporcional al importe de las pérdidas económicas que sufre la compañía suministradora, en tanto que deja de ganar en la venta de energía eléctrica; en el caso de cables de comunicación, se puede perder información valiosa, o aún más la confiabilidad de algún sistema de protección u operación. ETAPAS PARA LA LOCALIZACIÓN DE LAS FALLAS EN UN CABLE. La experiencia práctica distingue tres etapas para la localización de las fallas en un cable. 1. Un análisis de la naturaleza de la falla, durante él cual se realizan diversas pruebas al aislamiento de cada conductor, así como las pruebas de continuidad. 2. Una localización preliminar efectuada en los extremos del cable y que da una estimación aproximada del lugar donde se encuentra la falla. La localización preliminar debe ser rápida, con una incertidumbre media, del orden de unidades de por ciento. Una incertidumbre menor en esta etapa de la localización no es necesaria, debido a que de todas formas el resultado se ve afectado por otros errores, tales como los cometidos en el trazo de la ruta del cable, la determinación de la longitud del cable, etc. Para la localización preliminar se utilizan aparatos sencillos y eficaces, de fácil manejo. 3. Una detección confiable realizada sobre el lugar, para localizar el punto exacto donde se encuentra la falla. Esta es el único medio que permite eliminar los errores, debe estar basada en un fenómeno que se origine por el mismo defecto. Puede llevarse a cabo por exploración directa a lo largo de la zona de la ruta del cable que se considera dudosa, de acuerdo con la localización preliminar, esta generalmente es de algunas decenas de metros. PRUEBAS PARA ANALIZAR LA NATURALEZA DE LA FALLA. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 3 Las pruebas que se realizan en el análisis de la naturaleza de la falla se efectúan con aparatos sencillos, como son el multímetro (en su función de óhmetro) y el megóhmetro (Megger). Para determinar si hay una falla a tierra, se selecciona la escala más baja del multímetro, una de sus terminales se conecta firmemente a tierra mientras que la otra se debe ir conectando en forma alternada a cada uno de los conductores del cable, como se muestra en la figura número 1. A B 1 2 3 ÓHM E T R O 4 5 FALLA 6 F IG U R A N Ú M E R O 1 . D E T E R M IN A C IÓ N D E F A L L A S A T IE R R A. Si el conductor tiene falla, se cerrara el circuito del multímetro, circulando corriente por él, y este dará una indicación igual a la resistencia del tramo del cable entre le multímetro y la falla, por otro lado si el conductor no tiene falla, no se cierra el circuito del multímetro, y por lo tanto no circulará corriente por él, dando una indicación igual con infinito (∞). Para determinar si hay una falla por cruzamiento, se selecciona la escala más baja del multímetro, se conecta una de sus terminales al primer conductor y la otra se conecta sucesivamente a cada uno de los conductores restantes, como se muestra en la figura número 2. Enseguida se pasa la primera terminal al conductor número dos y la otra se conecta sucesivamente a los conductores restantes, con excepción del primero. Se sigue la secuencia anterior con todos los conductores. Si hay falla entre conductores, se cierra el circuito del multímetro, dando una indicación igual a la suma de la resistencia de los tramos de los conductores con falla. Si no hay falla, no se cerrara el circuito del multímetro dando una indicación igual con infinito (∞). LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 4 A B 1 2 3 FA LLA 4 5 ÓHM E T R O 6 F IG U R A N Ú M E R O 2 . el cual se conecta en forma similar a la mostrada en la figura número 2. A M E GÓHM E T R O B 1 2 FA LLA 3 4 5 6 F IG U R A N Ú M E R O 3 . se utiliza el megóhmetro. por el contrario si el conductor tiene falla. tendremos una indicación que comparada con la anterior es mucho menor. Para determinar si hay una falla por baja resistencia de aislamiento entre conductores. tendremos una indicación que nos representa la resistencia de aislamiento del conductor en buen estado. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . Para determinar si hay una falla por baja resistencia de aislamiento con relación a tierra. Si el conductor no tiene falla. D E T E R M IN A C IÓ N D E F A L L A S P O R C R U Z A M IE N T O . D E T E R M IN A C IÓ N D E F A L L A S P O R B A JA R E SIST E N C IA D E A ISL A M IE N T O . el cual se conecta como se muestra en la figura número 3. se utiliza el megóhmetro. debidos a las diferentes fallas o combinaciones de ellas o a la naturaleza de las impedancias o longitudes de los cables. A B 1 2 ÓHM E T R O FALLA 3 4 5 6 F IG U R A N Ú M E R O 4 . la malla de Graff de tres puntos. si hay falla tendremos una indicación que comparada con la anterior será mucho menor. la malla de Hilborn. LOCALIZACIÓN PRELIMINAR DE LA FALLA. la malla de Fisher o Heinzelmann. no se cerrara el circuito del multímetro y por lo tanto se tendrá una indicación igual con infinito (∞). Por lo que después del análisis de la naturaleza de la falla. se utiliza el multímetro en su escala más baja. entre los que se basan en el cambio de impedancia tenemos el método de ondas estacionarias y el del radar. la malla de Varley. la malla con alta tensión y galvanómetro y la malla con capacitancias. en el extremo B se conecta el mismo conductor a tierra como se muestra en la figura número 4. Algunos de los métodos que utilizan la configuración de puente son la malla de Murray. este es el que utilizaremos en esta práctica. Para determinar si hay una falla por conductor o hilo abierto. si el conductor no tiene falla. Para la localización preliminar de la falla de un cable se han desarrollado un gran número de métodos. el cual está basado en LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS .LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 5 Si no hay falla entre conductores . si bien tenemos algunos métodos que se basan en el cambio de impedancia. Puesto que los métodos más sencillos y útiles para una localización preliminar es el conocido como malla de Varley. En la mayoría de los casos el circuito de prueba tiene la configuración de un puente para medición. D E T E R M IN A C IÓ N D E F A L L A S P O R H IL O A B IE R T O . en el extremo A del cable se conecta el multímetro con una punta firmemente conectada a tierra y la otra a uno de los conductores. Si el conductor tiene falla. se debe escoger el método más apropiado para su localización preliminar. tendremos una indicación que representa la resistencia del aislamiento entre los conductores. se cerrara el circuito del multímetro y se tendrá una indicación que corresponde en forma aproximada a la resistencia del conductor. M A L L A D E V A R L E Y . una unión de baja resistencia en uno de los extremos. y en el otro extremo se unen a los conductores la parte restante del circuito puente. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . A R a L R CO N DUCTO R EN BUEN ESTADO B U N IÓ N D E B A JA R E S IS T E N C IA G FU EN TE E + R R b g R CO N D UCTO R CO N FALLA s R L x x R f R ' L W V D ES A ) F A L L A A T IE R R A A R a L R C O N DUC TO R EN B U EN ESTA DO B U N IÓ N D E B A JA R E S IS T E N C IA G FU EN TE E + R R b g R CO NDU C TO R C O N FA LLA s R Lx Rx f C O NDU C TO R CO N FA LLA W V DES L R ' B ) F A LLA E N T R E C ON D U C T O R E S. esta malla esta formada por un conductor en buen estado y el conductor que tiene la falla. como se muestra en la figura número 5A.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 6 el puente de Wheatstone. F IG U R A N Ú M E R O 5 . RV = RW − RX Despejando a RX tenemos. de la ecuación número (1) tenemos. tenemos RV = ( R + R ' − RX ) = MV RSV Sustituyendo el valor de (R + R’) = RW. ru = R 2 R RX = = L 2 L LX (4) Despejando a LX de la ecuación número (4) tenemos.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 7 Con el desconectador DES en la posición W y el puente en equilibrio. tenemos RW = ( R + R ') = M W RSW Si los conductores tienen la misma sección transversal. esto es. para las dos posiciones tenemos. RW = 2 R = M W RSW (2) (1) Con el desconectador DES en la posición V y el puente está en equilibrio. Considerando a ru como la resistencia óhmica por unidad de longitud. esto es cuando el galvanómetro no muestra desviación alguna. LX = R RW − RV × 2 L = 2 L × 1 − V RW RW (5) LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . RX = RW − RV = M W RSW − MV RSV Si los multiplicadores o brazos de relación son iguales. LX = RX ×2 L 2R Considerando el valor de 2 R como el valor obtenido en la ecuación número (2) tenemos. RX = M ( RSW − RSV ) (3) Sin embargo es más útil tener directamente la distancia a la falla en unidades de longitud que la resistencia del tramo que ha fallado. y solamente se modifica el circuito de la fuente. R LAT = 2 L 1 − VAT RWAT (6) Distancia del extremo B a la falla a tierra. En el caso de una falla por cruzamiento entre conductores. calculada con lecturas. calculada con lecturas. LAT en metros. como se muestra en la figura número 5B. o bien otra solución evidente es reducir la resistencia de la falla. y RX se obtiene de los parámetros del puente utilizando la ecuación número (3) Si bien el valor de la resistencia de la falla Rf no interviene en el cálculo de la distancia a ella. R LBC = 2 L × 1 − VBC RWBC (9) Con el objeto de mejorar la probabilidad en la localización preliminar de la falla. la cual generalmente se conoce ya que se tiene en registros. se calculan por medio de las fórmulas siguientes: Distancia del extremo A a la falla a tierra. LAC en metros.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 8 En esta última ecuación tenemos que LX es la distancia a la falla. ya que fundamentalmente no han cambiado las ramas del puente. calculada con lecturas. Para mejorar la sensibilidad del puente se puede recurrir a una fuente de alta tensión. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . R LAC = 2 L × 1 − VAC (8) RWAC Distancia del extremo B a la falla por cruzamiento. a partir de ambos extremos del cable. esto es. LBC en metros. R LBT = 2 L × 1 − VBT RWBT (7) Distancia del extremo A a la falla por cruzamiento. Para obtener la localización preliminar de la falla se utilizan las mismas ecuaciones anteriores. por medio de un equipo denominado quemador de fallas. LBT en metros. la malla se forma con los dos conductores que tienen la falla y un conductor en buen estado. las distancias se calculan en función de los cálculos obtenidos para ambos extremos. juega un papel muy importante sobre la sensibilidad del puente. Las distancias a las fallas. en unidades de longitud. calculada con lecturas. L es la distancia entre los extremos del cable. ya que queda en serie con la fuente. LPBT en metros. El segundo se basa en una señal provocada en el lugar mismo del defecto y se detecta auscultando el cable. LPAT = L + LAT − LBT 2 (10) Distancia probable del extremo B a la falla a tierra. debido a la torsión de los conductores. LPAT en metros. Las diferencias entre la localización preliminar y la localización sobre el lugar. siendo el más sencillo el que utiliza una bobina exploradora. LPBT = L + LBT − LAT 2 (11) Distancia probable del extremo A a la falla por cruzamiento. La frecuencia que generalmente se utiliza está situada en la banda de 200 a 1 200 Hz. DAT . en metros. LPAC en metros LPAC = L + LAC − LBC 2 (12) Distancia probable del extremo B a la falla por cruzamiento. LPBC = L + LBC − LAC 2 (13) LOCALIZACIÓN SOBRE EL LUGAR. así como los errores que se tienen en la localización preliminar.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 9 Distancia probable del extremo A a la falla a tierra. Los métodos de detección sobre el lugar se dividen en dos grandes grupos. El primero se basa en captar una señal a lo largo del cable. se obtienen utilizando las fórmulas siguientes: Diferencia entre el valor probable y el valor real de la distancia del extremo A a la falla a tierra. Para la recepción de la señal se han diseñado diversos dispositivos. en el lugar de la falla se hace continua y se atenúa rápidamente pasando el lugar de la falla. el lugar de la falla se manifiesta por una modificación de la señal. un amplificador y unos audífonos. LPBC en metros. DAT = LPAT − LRAT (14) LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . El método que utilizaremos en esta práctica es del primer grupo y consiste en enviar una señal de alterna a través del cable y captar el campo magnético a lo largo del cable. En tanto que la señal a lo largo del cable se presenta con una cierta variación. Este es método denominado de inducción y se muestra en la figura número 6. LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 10 D G H H L F IG U R A N Ú M E R O 6 . así como la incertidumbre en la medición. D ε AT = AT ×100 (15) LRAT Diferencia entre el valor probable y el valor real de la distancia del extremo A a la falla por cruzamiento.5 km de longitud. DAC. en metros. εT. En la prueba para determinar si hay una falla a tierra se obtuvieron los resultados mostrados en la tabla número 1. Error relativo en la determinación de la distancia del extremo A a la falla a tierra. M É T O D O D E IN D U C C IÓ N . DAC = LPAC − LRAC (16) Error relativo en la determinación de la distancia del extremo A a la falla por cruzamiento εAC. Localizar las fallas de un cable de comunicaciones de 3 pares y 2. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . D ε AC = AC ×100 (17) LRAC EJEMPLO. en %. 1. en %. Ω OBSERVACIONES CONDUCTOR DESDE A DESDE B 2 ∞ ∞ 3 ∞ ∞ 4 1 ∞ ∞ 5 ∞ ∞ 6 ∞ ∞ 3 40 26 FALLA 4 ∞ ∞ 2 5 ∞ ∞ 6 ∞ ∞ 4 ∞ ∞ 5 3 ∞ ∞ 6 ∞ ∞ 5 ∞ ∞ 4 6 ∞ ∞ 5 6 ∞ ∞ 3. CONDUCTOR 1 2 3 4 5 6 Ω A TIERRA DESDE A DESDE B ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 9.6 24. se obtuvieron los resultados mostrados en la tabla número 2. CONDUCTOR BASE LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS .0 ∞ ∞ ∞ ∞ OBSERVACIONES FALLA 2. En la prueba para determinar si hay fallas por baja resistencia de aislamiento a tierra. TABLA NÚMERO 2. CONTRA RESISTENCIA. LECTURAS OBTENIDAS EN LA PRUEBA DE LA DETERMINACIÓN DE LAS FALLAS A TIERRA. se obtuvieron los resultados mostrados en la tabla número 3. LECTURAS OBTENIDAS EN LA PRUEBA DE LA DETERMINACIÓN DE LA FALLA POR CRUZAMIENTO ENTRE CONDUCTORES.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 11 TABLA NÚMERO 1. En la prueba para determinar si hay por cruzamiento entre conductores. LECTURAS OBTENIDAS EN LA PRUEBA PARA LA DETERMINACIÓN DE LA FALLA POR BAJA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO A TIERRA. se obtuvieron los resultados mostrados en la tabla número 5. MΩ DESDE A DESDE B 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 OBSERVACIONES 1 2 NO HAY FALLAS 3 4 5 5. MΩ A TIERRA DESDE A DESDE B 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 1 000 CONDUCTOR 1 2 3 4 5 6 OBSERVACIONES NO HAY FALLAS 4. En la prueba para determinar si hay fallas por hilos o conductores abiertos. se obtuvieron los resultados mostrados en la tabla número 4.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 12 TABLA NÚMERO 3. En la prueba para determinar si hay fallas por baja resistencia de aislamiento entre conductores. LECTURAS OBTENIDAS EN LA PRUEBA DE LA DETERMINACIÓN DE LA FALLA POR BAJA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO ENTRE CONDUCTORES. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . CONDUCTOR BASE CONTRA CONDUCTOR 2 3 4 5 6 3 4 5 6 4 5 6 5 6 6 RESISTENCIA. TABLA NÚMERO 4. utilizando el método Varley. Ω DESDE A DESDE B 34 34 33 33 34 34 33 33 33 33 34 34 OBSERVACIONES NO HAY FALLAS 6. 7. En la localización preliminar de la falla a tierra. podemos deducir que el conductor número 4 tiene falla a tierra y que los conductores 2 y 3 están cruzados. TABLA NÚMERO 6. LECTURAS OBTENIDAS EN LA PRUEBA PARA LA DETERMINACIÓN DE LA FALLA POR HILO O CONDUCTOR ABIERTO. A 1 2 3 4 5 6 B F IG U R A N Ú M E R O 7 . CONDUCTOR 1 2 3 4 5 6 RESISTENCIA. LECTURAS OBTENIDAS EN LA LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS .LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 13 TABLA NÚMERO 5. R E P R E SE N T A C IÓ N E SQ U E M A T IC A D E LAS FALLAS D EL C ABLE. se obtuvieron los resultados mostrados en la tabla número 6. como se muestra en la figura número 7. De los resultados obtenidos en las tablas números 1 a 5. EXTREMO A B POSICIÓN W M 10 10 RS 6. LPAT = LPBT L + LAT − LBT 2500 + 758 −1772 = = 743m 2 2 L + LBT − LAT 2500 + 1772 − 758 = = = 1757 m 2 2 Estos valores se deben anotar en la tabla número 8.823 4 6. 212 El valor de LBT se debe anotar en la tabla número 8.821 2 M 10 10 POSICIÓN V RS 5.446 7 9. Cálculos para obtener la distancia preliminar de la falla a tierra al extremo B. 208 RWAT El valor de LAT se debe anotar en la tabla número 8. R LBT = 2 L 1 − VBT RWBT 44. (6). se obtuvieron los resultados mostrados en la tabla número 7. En la localización preliminar de la falla por cruzamiento entre conductores.820 8 6.824 0 M 10 10 POSICIÓN V RS 4. LECTURAS OBTENIDAS EN LA LOCALIZACIÓN PRELIMINAR DE LA FALLA POR CRUZAMIENTO ENTRE CONDUCTORES. (7). 043 = 2 × 2500 1 − = 1772 m 68. R 57. DISTANCIA ENTRE EXTREMOS L = 2 500 m. Para obtener la localización preliminar de la falla a tierra a los extremos del cable.786 3 4. Las distancias probables de la falla a tierra con respecto a los extremos son. EXTREMO A B POSICIÓN W M 10 10 RS 6. TABLA NÚMERO 7.760 3 5. DISTANCIA ENTRE EXTREMOS L = 2 500 m. utilizaremos las lecturas anotadas en la tabla número 6 y las ecuaciones números (3). LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS .404 3 8.863 LAT = 2 L × 1 − VAT = 2 × 2500 × 1 − = 758 m 68.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 14 LOCALIZACIÓN PRELIMINAR DE LA FALLA A TIERRA. (10) y (11). utilizando la malla de Varley. Para la localización de la falla a tierra sobre el lugar. Para obtener la localización preliminar de la falla entre conductores a los extremos del cable. FALLA TIERRA CRUZAMIENTO DISTANCIA EN m. 467 = 2 × 2500 × 1 − =1009 m 68. 11. R LAC = 2 L × 1 − − VAC RWAC 47. se llevo el detector a 1502 m del extremo A. donde no se escucho la señal que se enviaba. donde se escucho la señal que se enviaba. (9). por lo que el detector se desplazo hacia el extremo A. se utilizó el método de inducción. 603 = 2 × 2500 × 1 − = 1512 m 68. RESULTADOS DE LOS CÁLCULOS PARA LA LOCALIZACIÓN PRELIMINAR DE LAS FALLAS. Para la localización de la falla por cruzamiento entre conductores. dejando de escucharse la señal a 1 500 m. LPAC = L + LAC − LBC 2500 + 1512 −1009 = = 1502 m 2 2 L + LBC − LAC 2500 + 1009 −1512 = = 998 m 2 2 LPBC = Estos valores se deben de anotar en la tabla número 8. CALCULADA CON LECTURAS DEL EXTREMO A B 758 1 772 1 512 1 009 DISTANCIA EN m PROBABLE DEL EXTREMO A B 743 1 757 1 502 998 10. Se llevo el detector a 743 m del extremo A. Las distancias probables de la falla entre conductores a los extremos son. 240 El valor de LBC se debe de anotar en la tabla número 8. (12) y (13). (8). Cálculo para obtener la distancia preliminar de la falla por cruzamiento al extremo B.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 15 TABLA NÚMERO 8. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . por lo que el detector se desplazo hacia el extremo B. dejando de escucharse la señal a los 750 m. 234 El valor de LAC se debe anotar en la tabla número 8. utilizaremos las lecturas anotadas en la tabla número 7 y las ecuaciones números (3). R LBC = 2 L × 1 − VBC RWBC 54. es decir la distancia a la falla se determina en función de la longitud entre los extremos y las lecturas obtenidas con un puente de Wheatstone.0.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 16 12.13 13. Cálculo de la incertidumbre en la medición de la distancia más probable del extremo A a la falla a tierra • Definición del mensurando. POR CIENTO DE ERROR EN LA DETERMINACIÓN PRELIMINAR DE LAS DISTANCIAS A LAS FALLAS. se calculan las diferencias entre los valores reales y los valores probables de las distancias. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . como se indica a continuación. TABLA NÚMERO 9. así como los errores relativos en la determinación de las distancias a las fallas. en sus posiciones W y V Tomando en cuenta lo anterior tenemos que. DAT = LPAT − LRAT = 743 − 750 = − 7 m εT = DAT −7 ×100 = ×100 = − 0.93 0.13% LRAC 1500 Los valores anteriores se deben de anotar en la tabla número 9. Con los resultados obtenidos de las distancias probables y los valores reales de la localización de la falla en el lugar. FALLA TIERRA CRUZAMIENTO DIFERENCIA CON RESPECTO AL EXTREMO A m -7 2 ERROR ε % . LPAT = L + LAT − LBT 2 Sustituyendo los valores de LAT y LBT de las ecuaciones (6) y (7) tenemos. El método de medición es indirecto.93% LRAT 750 DAC = LPAC − LRAC =1502 − 1500 = 2 m εC = DAC 2 ×100 = ×100 = 0. tenemos uE ( RWAT ) = 68. Evaluación tipo A de la incertidumbre estándar. podemos considerar como fuentes de incertidumbre las siguientes. podemos considerar esta como su incertidumbre especificada. 208 × 0. se tiene una exactitud de 0. con el multiplicador M en X10. LPAT = f ( L. Considerando la exactitud indicada como su incertidumbre especificada. modelo 2768). Tomando en cuenta el procedimiento de medición y el modelo matemático de la medición. de donde tenemos uE ( L ) = 2500 × 1 = 25 m 100 ) De acuerdo con las especificaciones del puente de Wheatstone utilizado (marca Yogogawa. • Evaluación de la incertidumbre estándar. 02 = 0. RWBT • Fuentes de incertidumbre.02 % del valor indicado. Exactitud especificada del puente de Wheatstone. Evaluación tipo B de la incertidumbre estándar. Las fuentes de incertidumbre mencionadas anteriormente se pueden considerar como de este tipo. RWAT .LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 17 LPAT R R L + 2 L 1 − VAT − 2 L 1 − VBT RWAT RWBT = L 1 − RVAT + RVBT = 2 2 RWAT RWBT De donde LPAT es función de. RVBT . Considerando que en el registro de la distancia entre extremos se menciona que esta se obtuvo con una exactitud de 1 %. Registro de la longitud entre extremos. En virtud de que no se realizaron mediciones repetidas no es posible evaluar esta incertidumbre. 014 Ω 100 LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . RVAT . 02 = 0. 02 = 0.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 18 uE ( RVAT ) = 57.008 0. 009 = 0. 02 = 0. De aquí que. 005 Ω 3 u E ( RWAT ) 3 u E ( RVAT ) 3 u E ( RWBT ) 3 u E ( RVBT ) 3 = = = = Los valores anteriores se deben de anotar en la tabla número 10.006 uB(RWB) Ω 0. 008 Ω 3 0.005 0.008 0. 008 Ω 3 0. 012 Ω 100 0. uB ( L ) = uB ( RWAT ) = uB ( RVAT ) = uB ( RWBT ) = uB ( RVBT ) = uE ( L ) 3 = 25 = 14 m 3 0.863× uE ( RWBT ) = 68.008 uB(RVA) Ω 0. 012 = 0. INCERTIDUMBRES ESTÁNDAR TIPO B. 014 = 0.006 Determinación de la incertidumbre estándar combinada. 043 × 0. 009 Ω 100 Como en los manuales de los aparatos se especifica su exactitud nominal como un intervalo simétrico de valores máximos. La varianza combinada es. 007 Ω 3 0. TABLA NÚMERO 10. consideraremos este intervalo como una distribución de probabilidad del tipo uniforme con valor medio igual a cero. 212 × uE ( RVBT ) = 44. FALLA TIERRA CRUZAMIENTO uB(L) m 14 14 uB(RWA) Ω 0. 014 Ω 100 0. El mismo criterio se puede seguir para el valor dado en los registros de las distancias.008 uB(RVB) Ω 0. 014 = 0.007 0. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . 0 ×10 −3 + 35.12 × 0. 043 m = − 2VBT = − = − 23.5m 2 La incertidumbre estándar combinada es.008 2 + 36.1 2 RWAT RWAT 68. 043 = − + = − + = 0. ν eff = 4 4 uC ( L ) uC ( RWAT ) + νL ν RWAT 4 uC ( LPAT ) u4 ( R ) u4 ( R ) u4 ( R + C VAT + C WBT + C VBT ν RVAT ν RWBT νRVBT ) LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS .7 ) × 0. 297 2 ×14 2 + 31.3 + 61. En virtud de que el resultado de la medición se informará con un intervalo asociado con un nivel de confianza de 95.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 19 2 2 2 2 2 2 2 2 2 uC ( LPAT ) = C12 uB ( L ) + C2 uB ( RWAT ) + C32 uB ( RVAT ) + C4 uB ( R ) + C5 uB ( R WBT VBT ) Donde los coeficientes de sensibilidad. 212 Ω C5 = ∂LPAT L 2500 m = = = 36. 7 RVBT RWBT 68. teniendo en cuenta el modelo matemático del mensurando son.45 %. 297 L 2 RWAT RWBT 2 68. 7 2 RWBT RWBT 68.7 ×10 −3 =17.007 2 + ( − 23. 208 68.005 2 2 2 =17.9 ×10 −3 + 33.18 m Determinación de la incertidumbre expandida. U ( LPAT ) = tP ( ν ) uC ( LPAT ) Los grados de libertad efectivos se calculan con la fórmula siguiente.008 2 + ( − 36. 208 Ω C3 = C4 = ∂LPAT LR 2500 × 44.7 2 × 0. uC ( LPAT ) = 4. se utilizará para obtener la incertidumbre expandida la fórmula siguiente. 208 Ω ∂LPAT L 2500 m =− =− = − 36.7 ) × 0. 2 uC ( LPAT ) = 0.863 44. 212 C2 = ∂LPAT L RVAT 2 500 × 57.9 ×10−3 + 66.863 m = 2 = = 31. C1 = ∂LPAT 1 RVAT RVBT 1 57. 7 RVAT RWAT 68. 212 Ω Sustituyendo valores en la ecuación de la varianza tenemos. 0 ×10 ) + ( 35. El resultado de medición con su incertidumbre expandida. de la distribución de “Student”. 25−2 ν L =ν RWAT =ν RVAT =ν RVAT =ν RVBT = =8 2 Sustituyendo en la ecuación de los grados de libertad efectivos tenemos. entonces los grados de libertad de las incertidumbres estándar son. Los valores anteriores se deben de anotar en la tabla número 11.45 %.43 k 2.45 νeff 8 8 14. RESULTADOS DE LA MEDICIÓN.52 −3 2 ≅8 8 8 8 Para 8 grados de libertad y un nivel de confianza de 95. obtenida a partir de una incertidumbre estándar combinada de 4.9 ×10 ) + ( 33. se puede expresar como. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS .366 × 4. ν eff = 17.9 ×10 + 8 8 2 −3 2 ) + ( 66.366. 0.3 ( 61.18 = 9. tenemos t P ( 8 ) = 2.3 uC(LPA) m 4.45 % y 8 grados de libertad efectivos.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 20 Si consideramos que la incertidumbre expresada por los registros y los fabricantes son confiables en 25 %. de la tabla de tP. LPAT = 743 ± 10 m = 743m ± 1.366 Nivel confianza 95.18 8.18 m y un factor de cobertura de 2. U ( LPAT ) = 2.3 1.366 De aquí que la incertidumbre expandida es.45 95. Cálculo de la incertidumbre en la medición de la distancia más probable del extremo A a la falla entre conductores.3% Donde el número que sigue al signo ± es el valor de la incertidumbre expandida. obtenido con un nivel de confianza de 95.366 2.89 ≅ 10 m Expresión del resultado de la medición con su incertidumbre expandida. FALLA TIERRA CRUZAMIENTO LPA m 743 1 502 U(LPA) m 10 20 % 1. TABLA NÚMERO 11. 7 ×10 ) −3 2 −3 2 17. RVAC . LPAC = L + LAC − LBC 2 Sustituyendo los valores de LAC y LBC de las ecuaciones (8) y (9) tenemos. Evaluación tipo A de la incertidumbre estándar. Las fuentes de incertidumbre mencionadas anteriormente se pueden considerar como de este tipo. RWBC ) • Fuentes de incertidumbre. Evaluación tipo B de la incertidumbre estándar. En virtud de que no se realizaron mediciones repetidas no es posible evaluar esta incertidumbre. LPAC = f ( L. RWAC . R R L + 2 L 1 − VAC − 2 L 1 − VBC RWAC RWBC LPAC = 2 De donde LPAC es función de. Exactitud especificada del puente de Wheatstone. podemos considerar como fuentes de incertidumbre las siguientes. Considerando que en el registro de la distancia entre extremos se menciona que esta se obtuvo con una exactitud de 1 %. • Evaluación de la incertidumbre estándar. El método de medición es indirecto. Tomando en cuenta el procedimiento de medición y el modelo matemático de la medición. es decir la distancia a la falla se determina en función de la longitud entre los extremos y las lecturas obtenidas con un puente de Wheatstone. Registro de la longitud entre extremos. en sus posiciones W y V Tomando en cuenta lo anterior tenemos que.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 21 • Definición del mensurando. RVBC . podemos considerar esta como su incertidumbre especificada. de donde tenemos LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS = L 1 − RVAC + RVBC 2 RWAC RWBC . De aquí que. modelo 2768). 008 Ω 3 0. 010 = 0.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 22 uE ( L ) = 2500 × 1 = 25 m 100 De acuerdo con las especificaciones del puente de Wheatstone utilizado (marca Yogogawa. 010 Ω 100 0. El mismo criterio se puede seguir para el valor dado en los registros de las distancias.02 % del valor indicado. Considerando la exactitud indicada como su incertidumbre especificada. uB ( L ) = uB ( RWAC ) = uB ( RVAC ) = uB ( RWBC ) = uB ( RVBC ) = uE ( L ) 3 = 25 = 14 m 3 0. 011 = 0. 02 = 0. 006 Ω 3 u E ( RWAC ) 3 u E ( RVAC ) 3 u E ( RWBC ) 3 u E ( RVBC ) 3 = = = = Los valores anteriores se deben de anotar en la tabla número 10. 234 × uE ( RVAC ) = 47. 014 = 0. se tiene una exactitud de 0. 02 = 0. tenemos uE ( RWAC ) = 68. 014 = 0. con el multiplicador M en X10. 234 × uE ( RVBC ) = 54. 011 Ω 100 Como en los manuales de los aparatos se especifica su exactitud nominal como un intervalo simétrico de valores máximos. 02 = 0. 014 Ω 100 0. 02 = 0. 006 Ω 3 0. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . 008 Ω 3 0. 603 × uE ( RWBC ) = 68. 467 × 0. 014 Ω 100 0. consideraremos este intervalo como una distribución de probabilidad del tipo uniforme con valor medio igual a cero. 6 ×10 −3 + 48. 6 2 RWAC RWAC 68. 2 uC ( LPAT ) = 0. 43m Determinación de la incertidumbre expandida. 240 C2 = ∂LPAT L RVAC 2500 × 47.008 2 + 36. 234 Ω ∂LPAC L 2500 m =− =− = − 36. U ( LPAC ) = tP ( ν ) uC ( LPAC ) Los grados de libertad efectivos se calculan con la fórmula siguiente. uC ( LPAC ) = 8.006 2 + ( − 29. teniendo en cuenta el modelo matemático del mensurando son.6 2 × 0. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . La varianza combinada es. C1 = ∂LPAC 1 RVAC RVBC 1 47.006 2 2 2 = 70.008 2 + ( − 36. 234 68.6012 ×14 2 + 25. 603 m = 2 = = 25.9 ×10−3 + 48.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 23 Determinación de la incertidumbre estándar combinada. 2 ) × 0. 467 = − + = − + = 0. 2 2 RWBC RWBC 68.6 ) × 0.45 %.6 2 × 0. 2 ×10 −3 = 71. 240 Ω C5 = ∂LPAC L 2500 m = = = 36. 603 54. se utilizará para obtener la incertidumbre expandida la fórmula siguiente. 6 RVBC RWBC 68. 234 Ω C3 = C4 = ∂LPAC LR 2500 × 54. 2 ×10 −3 + 54. 6 RVAC RWAC 68. 240 Ω Sustituyendo valores en la ecuación de la varianza tenemos. En virtud de que el resultado de la medición se informará con un intervalo asociado con un nivel de confianza de 95.0 m 2 La incertidumbre estándar combinada es. 601 L 2 RWAC RWBC 2 68. 467 m = − 2VBC = − = − 29. 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 uC ( LPAC ) = C12 uB ( L ) + C2 uB ( RWAC ) + C3 uB ( RVAC ) + C4 uB ( R ) + C5 uB ( R WBC VBC ) Donde los coeficientes de sensibilidad.8 + 41. 366. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS .45 % y 8 grados de libertad efectivos. de la tabla de tP. Determinar los defectos que tiene un cable de comunicaciones de 6 conductores que se encuentra instalado entre dos subestaciones apartadas una de otra 5 km.366 De aquí que la incertidumbre expandida es. U ( LPAC ) = 2. obtenida a partir de una incertidumbre estándar combinada de 8. 25−2 ν L =ν RWAC =ν RVAC =ν RVAC =ν RVBC = =8 2 Sustituyendo en la ecuación de los grados de libertad efectivos tenemos. Los valores anteriores se deben de anotar en la tabla número 11. 0.3% Donde el número que sigue al signo ± es el valor de la incertidumbre expandida.43 m y un factor de cobertura de 2. 02 −3 2 ≅8 8 8 8 8 Para 8 grados de libertad y un nivel de confianza de 95.9 ×10 ) + ( 48. El resultado de medición con su incertidumbre expandida. 43 =19. GUÍA DE LA PRÁCTICA. se puede expresar como.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 24 4 uC ( LPAC ) u4 ( R ) u4 ( R ) u4 ( R + C VAC + C WBC + C VBC ν RVAC ν RWBC νRVBC ν eff = 4 4 uC ( L ) uC ( RWAC ) + νL ν RWAC ) Si consideramos que la incertidumbre expresada por los registros y los fabricantes son confiables en 25 %. LPAC =1502 ± 20 m =1502 m ± 1. 2 ×10 ) + −3 2 −3 2 −3 2 71. obtenido con un nivel de confianza de 95. ν eff = 70. tenemos t P ( 8 ) = 2.45 %.8 8 2 ( 41.95 ≅ 20 m Expresión del resultado de la medición con su incertidumbre expandida. 6 ×10 ) + ( 48.366 × 8. Localizar las fallas a tierra y por cruzamiento entre conductores utilizando la malla de Varley. entonces los grados de libertad de las incertidumbres estándar son. 2 ×10 ) + ( 54. de la distribución de “Student”. Ajuste a cero el multímetro. En el extremo A. y una la otra consecutivamente al resto de los conductores.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 25 Determinar la incertidumbre de la medición. CONDUCTOR 1 2 3 4 5 6 Repita las mediciones anteriores en el extremo B y anótelas en la tabla número 12. Seleccione la escala más baja del multímetro para medir resistencias. LECTURAS OBTENIDAS EN LA PRUEBA DE LA DETERMINACIÓN DE LAS FALLAS A TIERRA. con excepción del primero. Ω A TIERRA DESDE A DESDE B OBSERVACIONES LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . Anote los resultados obtenidos en la tabla número 13. Determinación de la falla por cruzamiento entre conductores. 2. 1. Deje el cable completamente libre en sus dos extremos. Seleccione la escala más baja del multímetro para medir resistencias. Deje el cable completamente libre en sus dos extremos. En el extremo A del cable. Repita las mediciones en el extremo B y anótelas en la tabla número 13. TABLA NÚMERO 12. conecte firmemente a tierra una de las terminales del multímetro mientras que la otra se debe ir conectado en forma alternada a cada uno de los conductores del cable. si es necesario. Ajuste a cero el multímetro. Anote las lecturas obtenidas en la tabla número 12. conecte una de las terminales del multímetro al primer conductor y la otra conéctela sucesivamente a cada uno de los conductores restantes. si es necesario. Pase una de las terminales del multímetro al segundo conductor. Siga la secuencia anterior con todos los conductores del cable. Determinación de la falla a tierra. Anote las lecturas obtenidas en la tabla número 13. LECTURAS OBTENIDAS EN LA PRUEBA DE LA DETERMINACIÓN DE LA FALLA POR CRUZAMIENTO ENTRE CONDUCTORES. LECTURAS OBTENIDAS EN LA PRUEBA PARA LA DETERMINACIÓN DE LA FALLA POR BAJA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO A TIERRA. Ω DESDE A DESDE B OBSERVACIONES 1 2 3 4 5 3. Determinación de la falla por baja resistencia de aislamiento a tierra. TABLA NÚMERO 14. CONDUCTOR 1 2 3 4 5 6 MΩ A TIERRA DESDE A DESDE B OBSERVACIONES LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . Accione el megóhmetro y anote la lectura obtenida en la tabla número 14. Para esta determinación se usa el megóhmetro. Deje el cable completamente libre en sus dos extremos. En el extremo A del cable conecte firmemente a tierra una de las terminales del megóhmetro y la otra al primer conductor. CONDUCTOR BASE CONTRA CONDUCTOR 2 3 4 5 6 3 4 5 6 4 5 6 5 6 6 RESISTENCIA.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 26 TABLA NÚMERO 13. Pase la terminal que esta en el segundo conductor al tercer conductor y accione el megóhmetro. MΩ DESDE A DESDE B OBSERVACIONES 1 2 3 4 5 Pase la terminal que esta en el conductor número 1 al conductor número 2 y la otra terminal al conductor número 3. si es necesario. CONDUCTOR BASE CONTRA CONDUCTOR 2 3 4 5 6 3 4 5 6 4 5 6 5 6 6 RESISTENCIA. Deje el cable completamente libre en sus dos extremos. Accione el megóhmetro y anote la lectura obtenida en la tabla número 15. Repita las mediciones anteriores en el extremo B y anótelas en la tabla número 15. 4. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . Para esta determinación se usa un megóhmetro. Seleccione la escala más baja del multímetro para medir resistencias. Ajuste el multímetro a cero.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 27 Repita el procedimiento anterior con todos los conductores y anote los resultados obtenidos en la tabla número 14. En el extremo A. conecte una de las terminales del megóhmetro al primer conductor y la otra conéctela al segundo conductor. Determinación de la falla por baja resistencia de aislamiento entre conductores. TABLA NÚMERO 15. anote la lectura obtenida en la tabla número 15. accione el megóhmetro y anote las lecturas obtenidas en la tabla número 15. Deje el cable completamente libre en sus dos extremos. Repita el procedimiento anterior con todos los conductores restantes. LECTURAS OBTENIDAS EN LA PRUEBA DE LA DETERMINACIÓN DE LA FALLA POR BAJA RESISTENCIA DE AISLAMIENTO ENTRE CONDUCTORES. Determinación de la falla por hilo abierto. 5. conecte el mismo conductor a tierra. CONDUCTOR 1 2 3 4 5 6 6. TABLA NÚMERO 16.9999. y la otra a tierra. 7. lleve el conmutador de funciones del galvanómetro a la posición de galvanómetro interno (INT GA) para verificar que su aguja indique cero sobre su escala. Anote la lectura obtenida en la tabla número 16. similar al de la figura número 7. LECTURAS OBTENIDAS EN LA PRUEBA PARA LA DETERMINACIÓN DE LA FALLA POR HILO O CONDUCTOR ABIERTO. c). Lleve el conmutador de funciones del galvanómetro a la posición verificación B (B CHECK). Coloque los conmutadores de la rama de medición RS en la posición 1. Representación esquemática de las fallas del cable. y los botones pulsadores BA y GA a la posición abierto. Ω DESDE A DESDE B OBSERVACIONES LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . Verificación del galvanómetro del puente de Wheatstone. Siga el mismo procedimiento con todos los conductores. en el extremo B. a). dadas las características del cable y a que es una de las que se utilizan con mayor frecuencia. Enseguida. Si la aguja no indica el cero de la escala. Posiciones del puente.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 28 En el extremo A conecte una de las terminales del multímetro al primer conductor. Para esta localización preliminar utilizaremos la malla de Varley. trace un esquema que muestre los diferentes tipos de fallas que tiene el cable bajo prueba. Seleccione la posición del conmutador del factor de multiplicación (RANGE) considerando el valor estimado de la resistencia bajo medición. Anote los resultados obtenidos en la tabla número 16. De acuerdo con los resultados obtenidos en las tablas 12 a 16. Conecte los instrumentos y accesorios de acuerdo con la figura número 8. Localización preliminar de la falla a tierra. RESISTENCIA. b). gire el tornillo de ajuste de cero del galvanómetro para llevar la aguja al cero de la escala. Lleve el conmutador de funciones de alimentación (POWER SUPPLY) a la posición cerrado. LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 29 LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS .PUENTE DE WHEATSTONE R a A GA H RX L CONDUCTOR CON FALLA CONDUCTOR EN BUEN ESTADO B BA FUENTE EXTERNA + + G R G W R b S EXT BAT L X R DES V L FIGURA NÚMERO 8. MALLA DE VARLEY PARA LOCALIZAR FALLAS A TIERRA. Para balancear el puente siga el mismo procedimiento indicado en el punto e). LECTURAS OBTENIDAS EN LA LOCALIZACIÓN PRELIMINAR DE LA FALLA A TIERRA. d). Medición de la resistencia del conductor en buen estado más la resistencia del conductor con falla (R + R´). aumente el valor de la barra de medición RS. e). disminuya el valor de la barra de medición RS hasta obtener una indicación igual con cero. Lleve la palanca del desconectador DES a la posición V. se debe aumentar la sensibilidad del galvanómetro y rebalancear el puente de la misma manera que se menciono anteriormente. si la aguja se desvía hacia el lado (-). Medición de la resistencia (R + R’ – RX). tenga cuidado de realizar esta operación con la secuencia BA-GA. Abra el desconectador DES. Repita el paso c). girándola en sentido contrario a las manecillas del reloj. TABLA NÚMERO 17. Lleve el conmutador de funciones de alimentación (POWER SUPPLY) a la posición EXT. DISTANCIA ENTRE EXTREMOS L = 5 000 m. EXTREMO A B f). Una vez equilibrado el puente. Cuando se esta muy cerca del equilibrio. POSICIÓN W M RS M POSICIÓN V RS LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . en la tabla número 17. Observe la dirección de la desviación de la aguja después de presionar el pulsador BA y el pulsador GA. Si la aguja del galvanómetro se desvía hacia el lado (+). Ajuste el valor de la tensión externa a 3 V. Alimentación del puente. Lleve la palanca del desconectador DES a la posición W.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 30 Ajuste la perilla de sensibilidad (SENSITIVITY) del galvanómetro de tal manera que este tenga una sensibilidad baja. Abra en desconectador DES. anote los valores obtenidos del factor de multiplicación M y el de la barra de medición RS. RESULTADOS DE LOS CÁLCULOS PARA LA LOCALIZACIÓN PRELIMINAR DE LAS FALLAS. TABLA NÚMERO 18. b). Repita los procedimientos indicados en los puntos e) y f). Anote los valores obtenidos en la tabla número 18. Para obtener la localización preliminar de las fallas a los extremos del cable. utilice las lecturas anotadas en las tablas números 17 y 18. 8. CALCULADA CON LECTURAS DEL EXTREMO A B DISTANCIA EN m PROBABLE DEL EXTREMO A B POSICIÓN W M RS M POSICIÓN V RS LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . y las ecuaciones números (3). (12) y (13). Conecte los instrumentos formando una malla de Varley. Anote los valores obtenidos en la tabla número 19. (11). (6).LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 31 Una vez equilibrado el puente. (8). (9). TABLA NÚMERO 19. como la mostrada en la figura número 9. Anote los resultados obtenidos en la tabla número 17. EXTREMO A B 9. Cálculos. Siga un procedimiento igual al mencionado en la parte 7. anote los valores obtenidos del multiplicador M y el de la barra de medición RS. a). g). Localización preliminar de la falla por cruzamiento entre conductores.(10). FALLA TIERRA CRUZAMIENTO DISTANCIA EN m. (7). LECTURAS OBTENIDAS EN LA LOCALIZACIÓN PRELIMINAR DE LA FALLA POR CRUZAMIENTO ENTRE CONDUCTORES. DISTANCIA ENTRE EXTREMOS L = 5 000 m. con el equipo de medición instalado en el extremo B. anote los valores obtenidos en la tabla número 17. MALLA DE VARLEY PARA LOCALIZAR FALLAS A ENTRE CONDUCTORES . BA + + G L X FUENTE EXTERNA W R b S EXT BAT G R R CONDUCTOR CON FALLA DES V L LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 32 LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS FIGURA NÚMERO 9.PUENTE DE WHEATSTONE R a A GA CONDUCTOR CON FALLA H RX L CONDUCTOR EN BUEN ESTADO B 10. Localización sobre el lugar. LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 33 Para la localización de las fallas en el lugar. Anote los valores obtenidos en la tabla número 20. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . TABLA NÚMERO 21. Anote los valores obtenidos en la tabla número 20. Cálculo de los errores. la falla se encontrará en el lugar donde se atenúe marcadamente la señal. considerando un nivel de confianza de 95. Coloque el detector en el punto determinado en la localización preliminar. recorra sobre la trayectoria del cable el detector hacia el extremo A. y la incertidumbre expandida. Cálculo de la incertidumbre en la medición de la distancia más probable del extremo A a las fallas. calcule las incertidumbres estándar tipo B. DA m ERROR ε % FALLA TIERRA CRUZAMIENTO 11. recorra sobre la trayectoria del cable el detector hacia el extremo B. 12. utilizaremos el método de inducción. tomando en cuenta las características del cable y el tipo de fallas. tomando como base el extremo A. FALLA TIERRA CRUZAMIENTO uB(L) m uB(RWA) Ω uB(RVA) Ω uB(RWB) Ω uB(RVB) Ω Calcule la incertidumbre combinada. la falla se encontrará en el lugar donde se detecte la señal en forma continua. Con los resultados obtenidos de las distancias probables a las fallas y los de la localización sobre el lugar. LR m DIFERENCIA CON RESPECTO AL EXTREMO A. Conecte los instrumentos como se muestra en la figura número 10. DISTANCIA REAL A LA LOCALIZACIÓN DE LA FALLA.. INCERTIDUMBRES ESTÁNDAR TIPO B. TABLA NÚMERO 20. Si se detecta la señal en los audífonos. Si por el contrario no se detecta la señal en los audífonos. Con los datos del registro de la distancia entre extremos y las especificaciones del puente de Wheatstone utilizado. PORCIENTO DE ERROR EN LA DETERMINACIÓN PRELIMINAR DE LAS DISTANCIAS A LAS FALLAS. Anote los resultados obtenidos en la tabla número 21.45 %. calcule la diferencia en metros y él por ciento de error en la localización preliminar de la falla. Anote los resultados obtenidos en la tabla número 22. Analizar Los resultados obtenidos y discutir a que se podría deber la diferencia entre los valores medidos y los obtenidos sobre el lugar. FALLA TIERRA CRUZAMIENTO LPA m U(LPA) m % UC(LPA) m k Nivel confianza νeff CONCLUSIONES. Analizar el resultado de la medición. RESULTADOS DE LA MEDICIÓN. Comentar la facilidad o dificultad de la aplicación de los métodos empleados. L O C A L IZ A C IÓ N D E F A L L A S P O R M E D IO D E L M É T O D O D E IN D U C C IÓ N BIBLIOGRAFÍA.LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA Y POR CRUZAMIENTO EN CABLES POR EL MÉTODO VARLEY 34 TABLA NÚMERO 22. G FA LLA F IG U R A N Ú M E R O 1 0. en cuanto a su incertidumbre. LABORATORIO DE MEDICIONES ELÉCTRICAS . México. Instruction Manual 2768. 5. Palau Alberto. La localización de defectos en las redes de cables. Precision Wheatstone Bridge. New York: McGraw-Hill Book Company. Grisal L. 1938. Laws Frank A. España. 8. Fernández Arin José María. traductor.. 4.. London: Sir Issac Pitman and Sons.. 2000. Instrumentación electrónica moderna y técnicas de medición.. A. Great Britain.Distrito Federal: Prentice-Hall Hispanoamericana. Técnica de las medidas eléctricas. 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