Las descargas parciales son invisibles: no producen chispas, sonidos ni olores; se trata simplemente de picoculombios de daño eléctrico que desgastan el aislamiento durante años. Para cuando una descarga parcial provoca una falla, el aislamiento ya se ha estado deteriorando durante meses, años o décadas, y usted lo sabría utilizando equipos y protocolos de prueba de descargas parciales.
Le proporciona los conocimientos necesarios: una sólida comprensión de qué es realmente la descarga parcial (DP); una visión general de los principios de medición según la norma IEC 60270; cómo elegir entre enfoques en línea y fuera de línea; cómo seleccionar el equipo de medición; y, quizás lo más importante, cómo evitar confundir el ruido electromagnético parásito con un defecto. Esta es la introducción y guía de campo para el ingeniero, tanto si realiza una primera prueba de aceptación en fábrica como si implementa la monitorización de la DP en toda una infraestructura.
Especificaciones rápidas — Descargo parcial Análisis de las pruebas de un vistazo
| Unidad de medida | Picocoulombs (pC) — carga aparente |
| Norma rectora | IEC 60270:2025 (Ed. 4.0, publicada en junio de 2025; sustituye a IEC 60270:2000/AMD1:2015) |
| Ancho de banda de frecuencia | 30 kHz – 1 MHz (banda ancha según IEC 60270) |
| Tipos de activos cubiertos | Transformadores, cables de alta y media tensión, aparamenta (GIS y AIS), generadores, motores |
| Métodos de detección | Convencionales (basadas en carga según IEC 60270) + No convencionales (HFCT, TEV, UHF, acústicas) |
| Estándares de aprobado/suspenso | IEC 60076-3 (transformadores de potencia) · IEC 60840 (cables de alta tensión) · IEC 62271-1 (aparamenta eléctrica) |
¿Qué es una descarga parcial y por qué daña el aislamiento?
La norma 60270 define la descarga parcial como “una descarga eléctrica que solo crea un puente parcial entre los conductores”. Y la clave aquí es “parcialmente”. En lugar de una conexión sólida, una descarga parcial produce pequeños eventos de erosión en el aislamiento eléctrico; descargas eléctricas cortas de duración extremadamente breve, una de las cuales destruye la capa microaislante.
Tres mecanismos impulsan la formación de descargas parciales en equipos de alta tensión:
- Descargas de vacíoLas inclusiones llenas de gas atrapadas dentro del aislamiento sólido se ionizan bajo la acción de un campo eléctrico local concentrado. Cada descarga erosiona la pared de la cavidad, agrandando progresivamente el vacío y reduciendo la tensión inicial con el tiempo.
- Las descargas de corona se producen en bordes metálicos afilados y en conductores salientes en gases, especialmente en el aire. En estos lugares, la intensidad del campo eléctrico local alcanza un nivel mucho mayor que la rigidez dieléctrica de los gases circundantes, provocando repetidamente una descarga disruptiva exactamente en el mismo punto.
- Seguimiento de superficie: A lo largo de superficies aislantes contaminadas donde la humedad, los depósitos de carbono o la materia conductora crean caminos de baja resistencia capaces de mantener arcos parciales.
Se expresa en picoculombios (pC) y es el valor de la carga aparente, una carga que se necesitaría suministrar en los terminales del objeto de prueba para causar, medida a través de la impedancia de prueba, el mismo impulso que la descarga real. Debido a que la duración del pulso (por ejemplo, corto para aislamiento líquido < 1 s) no permite utilizar la medición de corriente normal con potencia de frecuencia de línea, no se toma de la medición utilizando una técnica alternativa, como se especifica en IEC 60270, que define la detección de banda ancha en el rango de 30 kHz a 1 MHz.
¿Por qué es esto importante para un ingeniero?
La norma NFPA 70B identifica la rotura y el fallo del aislamiento como la principal causa de fallos en los equipos eléctricos. Según el Libro de Oro del IEEE (IEEE Std 493), los equipos que sufren las mayores pérdidas por fallos relacionados con el aislamiento son los cables, los interruptores y los transformadores.
Un programa de pruebas de probabilidad de fallo no necesariamente identificará un fallo a corto plazo. En cambio, se trata de desarrollar una base de datos de diagnóstico. Si un activo registra un valor de 50 pC en enero y luego de 600 pC en julio, la decisión sobre el riesgo es fundamentalmente distinta a la de un activo que ha mantenido un valor de 800 pC durante tres años.
Es la tendencia, no el nivel, lo que ayuda a definir los enfoques predictivos frente a los reactivos en el mantenimiento.
IEC 60270: La única norma que todo ingeniero necesita antes de realizar una prueba de descarga parcial.
La norma IEC 60270 es la norma internacional para la medición de descargas parciales. Publicada originalmente en 1970, fue revisada a IEC 60270:2000 +AMD1 en 2015. En 2025, se publicó la última revisión: IEC 60270:2025[4](edición 4.0.0), titulada «Técnicas de ensayo de alta tensión: medición de descargas parciales basada en la carga», publicada el 5/6/2025, que anula y reemplaza todas las ediciones anteriores.
Qué especifica realmente la norma IEC 60270 (cuatro cosas que debes saber)
- Magnitud medida: Carga aparente q en unidades de pC. La carga aparente no es la carga real en el punto de descarga, sino la carga que provoca que el detector responda de manera equivalente en los terminales del instrumento.
- Ancho de banda de frecuencia: de 30 kHz a 1 MHz para mediciones de banda ancha. En la norma AMD1 de 2015, el límite máximo de ancho de banda se incrementó de 500 kHz a 1 MHz; la norma IEC 60270:2025 amplía aún más el alcance, hasta tensiones alternas de hasta 500 Hz.
- Estándar de calibración: El calibrador que inyecta una carga conocida q debe conectarse a los terminales de alta tensión del instrumento bajo prueba (no a la entrada del detector) para corregir la atenuación conocida en el circuito de medición.
- Formatos de circuitos de medición: se especifican cuatro formatos diferentes de circuitos de medición IEC 60270: Zm en serie, Zm en paralelo, puente y toma de buje; estos incluyen todas las combinaciones de objeto de prueba y fuente de alta tensión.
Nota de ingeniería: Lo que la norma IEC 60270 NO define
La norma IEC 60270 describe cómo medir las descargas parciales, pero no especifica los umbrales de aceptación; los criterios de aceptación/rechazo se especifican en la norma del producto para cada tipo de activo:
- Transformadores de poder: IEC 60076-3 / IEEE C57.12.91
- Cables de alta tensión (>30 kV): IEC 60840 / IEC 62067
- Conmutación: CEI 62271-1
- Máquinas rotativas: CEI 60034-27
Es posible que su informe de prueba no se denomine "conforme a la norma IEC 60270" ni "no conforme" en términos del nivel de PD; ¡la medición se rige únicamente por la norma, no por los límites de aceptación!
Procedimiento de calibración previa a la prueba (IEC 60270)
- Conecte el calibrador entre el terminal de alta tensión del dispositivo bajo prueba y tierra.
- Inyectar una carga conocida q (normalmente 100 pC o 1,000 pC, dependiendo de la magnitud de la descarga parcial prevista).
- Lea el factor de escala aplicado k del detector: carga aparente q = k Vdetector
- Registre el valor de k en el informe de prueba; esta es su línea base de calibración.
- Repita la calibración inmediatamente después de la prueba para confirmar que k se ha mantenido estable.
- Si el valor de k posterior a la prueba difiere del valor de k previo a la prueba en más del 10%: investigue el circuito de prueba antes de continuar.
Consejo profesional: la norma IEC 60270:2025 acaba de publicarse.
La norma IEC 60270:2025 (Ed. 4.0) se publicó en junio de 2025, siendo la primera edición nueva en 25 años. Antes de su próximo proyecto de pruebas de aceptación, verifique si la especificación de su cliente utiliza la edición combinada de 2015 o la revisión de 2025. Las distintas ediciones incluyen diferentes parámetros de circuito. ¡Ninguno de los manuales de la competencia ha actualizado aún esta edición!
Para equipos de prueba de descargas parciales (DP) conformes a la norma IEC 60270, consulte lo siguiente: Equipos de prueba de descarga parcial DEMIKS — Diseñado para mediciones convencionales de banda ancha desde media tensión (MV) hasta extra alta tensión (EHV).
Pruebas de desarrollo profesional en línea frente a pruebas presenciales: cómo elegir la más adecuada para su situación.
El debate sobre la adquisición de sistemas de diagnóstico remoto de descargas parciales frente a instrumentación independiente sigue siendo la decisión más importante en un programa de diálisis peritoneal. Ambas opciones son válidas, pero satisfacen necesidades diferentes.
Los monitores de descargas parciales en línea se utilizan para analizar activos energizados y en funcionamiento a la tensión operativa. No se requiere interrupción del suministro eléctrico; sensores como pinzas HFCT y captadores TEV se conectan sin desenergizar el sistema. Las pruebas en línea son la herramienta ideal para el análisis de tendencias, permitiendo determinar qué activos presentan descargas parciales y cómo evolucionan.
Las pruebas fuera de línea requieren que el activo esté desenergizado y que se introduzca una fuente de alta tensión externa. Esto permite controlar la tensión y determinar la tensión de inicio de descarga parcial (PDIV), que es la tensión mínima a partir de la cual se manifiesta la descarga parcial, y la tensión de extinción de descarga parcial (PDEV), que es la tensión a partir de la cual, al reducirse, no se produce descarga parcial. La PDIV y la PDEV no se pueden medir durante las pruebas en línea.
| Criterio | Pruebas de desarrollo profesional en línea | Pruebas de PD fuera de línea |
|---|---|---|
| Estado del activo | En servicio (energizado) | Desenergizado |
| Tiempo de inactividad requerido | Ninguna | Sí, interrupción programada. |
| Control de tensión | No (solo tensión de funcionamiento) | Sí (variable) |
| PDIV / PDEV medible | ✗ No | ✓ si |
| Test de aceptación | No adecuado | Requerido según las normas IEC. |
| Caso de uso principal | Seguimiento de tendencias, encuestas de flotas | Aceptación, puesta en marcha, investigación de fallos |
Marco de decisión: ¿Qué método se adapta mejor a su caso?
- Cuando el servicio de assetin y la necesidad de datos de tendencias en línea
- Si el activo es nuevo, no se ha reparado o necesita la aprobación de la IEC fuera de línea (obligatorio).
- If Se necesita caracterización de PDIV/PDEV → Sin publicar
- ¿Alta PD en línea? La encuesta dice que sí. Compruebe si hay una ventana de interrupción disponible. Sin conexión para una caracterización completa de la PD.
¿Qué es una prueba de PD sin conexión?
Una prueba de descarga parcial fuera de línea (PD) es una medición de descarga parcial realizada en equipos desenergizados mediante una fuente externa de alta tensión. El objeto de prueba se aísla de la red y, a continuación, se incrementa la tensión de forma controlada mediante una rampa estándar según la norma IEC 60270, midiendo la PDIV y la PDEV en varios puntos a lo largo de la rampa. La norma IEC 60076-3 especifica que los transformadores de potencia deben probarse de esta manera para obtener la aprobación de conformidad y, debido al aislamiento físico del equipo de la red, las condiciones de ruido son significativamente mejores que en línea.
Subestación urbana de 132 kV: escenario de decisión híbrido (fuera de línea/en línea)
Una ingeniera de mantenimiento en una subestación urbana de 132 kV dispone de una ventana de interrupción de cuatro horas para cada una de las tres bahías de transformadores. Realizar pruebas completas fuera de línea equivalentes a la aceptación de la norma IEC 60270 en los tres transformadores por sí sola llevaría más de dos días, lo que implicaría un tiempo de inactividad considerable. En su lugar, opta por un método híbrido: medición completa fuera de línea de descargas parciales (DP) por la tarde, precedida de dos horas de pruebas en línea para las dos bahías de transformadores (n.° 1 y n.° 2) con un historial conocido de descargas parciales estables y en buen estado.
También selecciona dos horas de análisis de tendencias en línea para la bahía n.° 3, ya que había mostrado un cambio significativo en su actividad de descarga parcial en línea tres meses antes. El programa completo de pruebas de cuatro horas, que incluye algunos desplazamientos al sitio para realizar trabajos fuera de línea, le da tiempo para confirmar que el transformador n.° 3 de 80 kV había descendido a su PDIV (tensión de inicio de descarga parcial) de 68 kV. Se aplica resina correctiva durante el tiempo de parada asignado, lo que supone un ahorro estimado de 200 000 dólares en una nueva unidad de reemplazo.
Equipos de prueba de descarga parcial: qué necesita realmente y cómo configurarlos.
Construir un sistema que funcione correctamente prueba de descarga parcial El circuito es más complejo de lo que parece. O bien se sobreexaminará la unidad o bien la prueba pasará desapercibida debido a una configuración incorrecta; en ambos casos, se perderán ingresos si se firma el informe de prueba. ¿Qué hardware se necesita para las pruebas de PD?
Para pruebas de PD no convencionales, puede obtener la configuración del hardware de diferentes proveedores.
Circuito de medición convencional IEC 60270
Un circuito convencional completo requiere seis componentes:
- Fuente HV-alimentación en potencia de frecuencia (50/60 Hz) o VLF (0.1 Hz)
- Se bloquea la impedancia Z para evitar la transmisión de alta tensión a la rama de medición, generalmente mediante un filtro de choque de alta tensión.
- Testobject ca – objeto de prueba DUT (bobinado del transformador, cable, aparamenta)
- Condensador de acoplamiento Ck: este componente se conecta en paralelo al objeto de prueba, sirviendo como vía de baja impedancia para permitir que el pulso PD ingrese a la rama de medición. En el caso de aparatos de media tensión (de 6 a 36 kV), generalmente se eligen condensadores de acoplamiento de entre 100 y 1000 pF a 1.5 veces la tensión de prueba en un circuito que cumpla con el diagrama de circuito IEC 60270.
- La impedancia de medición Zm, ubicada en la conexión a tierra de Ck, convierte el pulso de carga PD en un voltaje medible para el detector.
- Detector PD M: amplificador y pantalla de banda ancha con ancho de banda de 30 kHz a 1 MHz según IEC 60270.
Calibrador (obligatorio): Un inyector de carga que inyecta una carga conocida en el circuito antes y después de cada prueba. Sin calibración, los valores de pC carecen de sentido, ya que no se pueden comparar entre diferentes instrumentos o configuraciones de prueba.
Sensores no convencionales: selección según el tipo de activo.
Los sensores no convencionales funcionan a potencial de tierra (seguro para equipos energizados) y utilizan acoplamiento capacitivo, inductivo o electromagnético en lugar de acoplamiento galvánico al circuito de alta tensión. Son las herramientas principales para las mediciones de descargas parciales en línea.
| Tipo de sensor | Principio de detección | Aplicación principal |
|---|---|---|
| Sensor HFCT | Acoplamiento inductivo: abrazaderas alrededor del conductor de tierra | Sistemas de cableado, empalmes de cables, conductores de tierra de transformadores |
| sensor TEV | Acoplamiento capacitivo de pulsos transitorios de tensión a tierra | Aparamenta eléctrica (GIS, RMU, cuadros de distribución), envolventes de media tensión |
| sensor UHF | Radiación electromagnética (300 MHz – 3 GHz) | GIS, transformadores de potencia de gran tamaño, extremos de sellado de cables |
| Acústica aérea | Emisión ultrasónica de 40 kHz desde el punto de descarga. | Transformadores llenos de aceite, tanques de reactores, barras colectoras aéreas |
Explorar el Detector de descarga parcial DEMIKS rango para estudios TEV/HFCT portátiles, o el Sistema automático de prueba de descargas parciales DEMIKS Para mediciones convencionales de grado de laboratorio según la norma IEC 60270.
Paso a paso: Cómo realizar una prueba de descarga parcial (DP): procedimiento de fábrica y de campo.
Las pruebas de descarga parcial son uno de los pocos métodos de prueba de alta tensión en los que los errores de configuración producen directamente resultados falsos, no solo incertidumbre en la medición, sino también respuestas erróneas. El siguiente procedimiento cumple con los requisitos de la norma IEC 60270 e incorpora los puntos de fallo más comunes identificados en la experiencia práctica.
✅ Lista de verificación de 5 pasos para la prueba de EP de DEMIKS
Aplicable a las pruebas IEC 60270 fuera de línea: aceptación en fábrica de transformadores, puesta en servicio de cables, pruebas de tipo de aparamenta.
☐ Paso 1 — Verificación previa de seguridad
- Verifique que el objeto de prueba esté desenergizado, aislado y conectado a tierra (todos los terminales).
- Confirme que todo el personal se encuentra fuera de la zona de alta tensión y que las barreras de seguridad están colocadas.
- Compruebe la temperatura y la humedad ambiente; regístrelas en el informe de la prueba (afectan al rendimiento dieléctrico y al nivel de ruido).
- Inspeccione el circuito de prueba para detectar daños visibles, contaminación o desmontaje previo.
☐ Paso 2 — Ensamblaje del circuito de prueba
- Conecte el condensador de acoplamiento Ck en paralelo con el objeto de prueba.
- Instale una impedancia de bloqueo Z entre la fuente de alta tensión y el dispositivo bajo prueba (DUT).
- Coloque la impedancia de medición Zm en la conexión a tierra de Ck.
- Verifique que todas las conexiones estén bien ajustadas mecánicamente; las conexiones flojas son la principal causa de lecturas de descarga parcial erróneas que simulan descargas reales.
- Para reducir la captación de ruido, aleje los cables de medición de los conductores de alta tensión (separación mínima de 300 mm).
☐ Paso 3 — Calibración previa a la prueba
- Conecte el calibrador a los terminales de alta tensión del dispositivo bajo prueba (DUT), no a la entrada del detector.
- Inyecte una carga conocida q (normalmente 100 pC para mediciones sensibles; 1,000 pC para pruebas de alto nivel).
- Registre el factor de escala k que aparece en la pantalla del detector; esta es su referencia calibrada.
- La calibración es imprescindible: sin ella, las lecturas de pC no se pueden comparar entre diferentes instrumentos o configuraciones de prueba.
☐ Paso 4: Aplicación de voltaje y registro de descarga parcial
- Comience con el 25% de la tensión de prueba antes de aumentar la fuente de alta tensión.
- Elevar la tensión hasta el valor máximo de prueba en 15 segundos, según la especificación IEC 60270.
- Mantener la tensión de prueba durante el tiempo especificado en la norma de producto aplicable.
- Registre los datos del patrón PRPD y los valores pico de pC en cada nivel de voltaje.
- Reduzca el voltaje gradualmente durante 5 segundos después del período de prueba; no lo reduzca bruscamente.
☐ Paso 5: Verificación de calibración posterior a la prueba e informe
- Repita la inyección de calibración inmediatamente después de la prueba.
- Si el factor de escala k posterior a la prueba difiere del k previo a la prueba en más del 10%: marque los resultados, investigue el circuito antes de presentar el informe.
- Documentar en el informe: voltaje de prueba, carga del calibrador, condiciones ambientales, capturas de pantalla del patrón PRPD, pico de pC (por fase), factor de escala antes y después. Zegbrk_0026.
💡 Consejo profesional: la velocidad de rampa de voltaje importa.
La norma IEC 60270 permite un máximo de 15 segundos para aumentar la tensión de 0 a la tensión de prueba. Un aumento demasiado rápido provoca descargas parciales espurias por choque de tensión; un aumento demasiado lento permite que el papel impregnado en aceite experimente un sobrecalentamiento que eleva el nivel de ruido. El aumento debe ser suave y controlado, y debe registrarse esta velocidad en el informe.
Advertencia: la colocación del calibrador es el error de configuración número 1.
Conecte el calibrador a los terminales de alta tensión del dispositivo bajo prueba (DUT), no a la entrada del detector ni a la impedancia de medición. Al calibrar en el extremo del detector, las señales del calibrador se inyectarán en paralelo a la ruta de la señal, evitando la atenuación del condensador de acoplamiento y las impedancias del circuito. El factor de escala será alto y los valores de pC reportados subestimarán sistemáticamente la transferencia de carga real; esto pasará una verificación visual, pero las comparaciones con equipos y estándares de referencia demostrarán que los valores medidos son significativamente altos.
Para transformadores: prueba de descargas parciales (DP) con tensión aplicada frente a tensión inducida
Para las pruebas de aceptación de transformadores de potencia, según la norma IEC 60076-3, se reconocen dos configuraciones de prueba distintas, cada una dirigida a una zona de aislamiento diferente:
- Prueba de tensión aplicada: esta prueba configura todos los terminales de los devanados de alta y baja tensión en paralelo y aplica una fuente de alta tensión externa durante un tiempo determinado. Este método de prueba se centra en identificar defectos en el aislamiento entre el devanado principal y tierra. La tensión típica para esta prueba es de 1.0 a 1.75 veces la tensión nominal, durante un tiempo definido.
- Prueba de sobretensión inducida con medición de descargas parcialesSe aplica tensión alterna al devanado de baja tensión a una frecuencia elevada (100–400 Hz) para limitar la saturación del núcleo. La descarga parcial se mide a una tensión aumentada (normalmente 1.5–1.8 × Um/√3 nominal durante 5 minutos). Criterios de aceptación de descargas parciales según IEC 60076-3: normalmente ≤300 pC para transformadores de 220 kV+ y ≤500 pC para clases de menor tensión en el nivel de tensión mejorado.
Para cables: prueba de puesta en servicio de descargas parciales basada en VLF
Pruebas de cables de alta tensión (AT). Para cables de AT nuevos, definidos como aquellos con una tensión nominal superior a 30 kV, se aplican los procedimientos de prueba según la norma IEC 60840. Normalmente se aplica una fuente de tensión de prueba de muy baja frecuencia (VLF) (0.1 Hz) durante un período prolongado (60 minutos a 1.7 U), o para pruebas de puesta en servicio después del tendido (de 60 a 180 minutos a 1.4 U). Los cables y accesorios nuevos, correctamente instalados (empalmes, terminaciones), no mostrarán descargas parciales (DP) por encima de la tensión de prueba. Las lecturas significativas indican un defecto de aislamiento; se debe localizar antes de la energización. La VLF reduce los requisitos de potencia de la fuente de AT, lo que permite su aplicación en campo.
¿Cómo seleccionar el equipo? Lea nuestra guía para cómo elegir el mejor equipo de prueba de descargas parcialesy nuestra descripción general de Procedimientos de prueba PD para la liberación en fábrica.
Escenario de campo: 820 pC, se detectó una desviación en la calibración de control de calidad de fábrica.
Durante las pruebas de aceptación en fábrica en las instalaciones de un fabricante de transformadores de potencia de 110 kV, una inspectora de calidad detecta 820 pC durante la prueba de sobretensión inducida (PD), muy por encima de la especificación del cliente de ≤500 pC. Antes de emitir un aviso de fallo, ejecuta el paso 5 de la lista de verificación DEMIKS: calibración posterior a la prueba. El factor de escala posterior a la prueba ha variado un 18 % con respecto a la línea base previa a la prueba. La investigación revela una conexión de cable suelta en la entrada de impedancia de medición; la conexión se había aflojado durante la aplicación de voltaje. Tras asegurar la conexión y recalibrar, el nivel de PD es de 310 pC, dentro de la especificación. La causa raíz: una conexión suelta había aumentado la impedancia en la entrada de medición, inflando artificialmente la lectura de carga aparente aproximadamente al doble. Sin la verificación de calibración posterior a la prueba, un transformador de 310 pC habría recibido un informe de fallo. La lista de verificación DEMIKS de 5 pasos incluye el paso 5 específicamente para detectar este modo de fallo.
Interpretación de los resultados de la prueba PD: valores pC, patrones PRPD y aprobado/suspenso.
El valor pC de su detector no indica si se ha aprobado o reprobado, sino que es un disparador. Es una señal que indica que hay trabajo por hacer. Este instrumento de diagnóstico utiliza el patrón PRPD (Descarga Parcial Resuelta en Fase), que representa gráficamente la amplitud de carga y la frecuencia de ocurrencia en función de la fase de la tensión aplicada.
Dos activos con valores de pC idénticos pueden presentar diagnósticos completamente diferentes debido a sus patrones distintos.
“Los patrones PRPD superponen la amplitud y la frecuencia de repetición con el ángulo de fase del voltaje aplicado, proporcionando datos sobre el tipo y la extensión del daño.”
– Charles Nybeck, Ph.D., Ingeniero de Aplicaciones de Subestaciones, Megger
Guía de identificación de patrones PRPD
| Patrón PRPD | Posición de fase | Fuente de descarga | Gravedad |
|---|---|---|---|
| Clústeres simétricos | 0–90° y 180–270° (ambos semiciclos) | Hueco/cavidad en el aislamiento sólido | Alto — defecto estructural |
| Picos cerca de 90° o 270° con efecto de polaridad | Cerca del pico de voltaje (dominante de medio ciclo) | Descarga de corona desde un electrodo afilado o punta | Medio: investigar el estado del electrodo |
| Dispersión asimétrica y amplia | Irregular: presente en múltiples ventanas de fase. | Descarga de contaminación o seguimiento de la superficie | Variable: depende de la tasa de descarga y la tendencia. |
| Dispersión aleatoria, sin correlación de fase. | Distribución uniforme de 0 a 360° | Ruido eléctrico / EMI externa | No es PD: identifique la fuente de ruido |
Advertencia: Las lecturas de pC elevadas no significan que su equipo esté fallando.
Es común observar lecturas entre 200 y 2,000 pC debido al ruido eléctrico o a circuitos con un apantallamiento inadecuado. Sin un patrón PRPD que correlacione las descargas en fase, casi con toda seguridad se trata de interferencia electromagnética externa y no de una descarga parcial interna. Los patrones PRPD son herramientas de diagnóstico; los valores en pC indican que se debe analizar el patrón.
Criterios de aprobación/rechazo: qué estándar se aplica a su activo.
Nota técnica: Criterios de aceptación IEC 60076-3 para transformadores de potencia
Durante una prueba de descarga parcial (DP) por sobretensión inducida realizada según la norma IEC 60076-3, el nivel de DP se mide a una tensión aumentada (generalmente de 1.5 a 1.8 µm/3) durante cinco minutos.
Los criterios de aceptación habituales son los siguientes:
- Transformadores con una tensión nominal de 300 kV: PD < 500 pC (a Um/3) (como mínimo y a modo de ejemplo, consulte las especificaciones contractuales).
- Transformadores con tensión nominal de 220 kV o superior: PD < 300 pC (a Um/3, un requisito más exigente para la clase EHV).
- Cables de alta tensión (IEC 60840): No se detectará ninguna descarga parcial a la tensión de prueba; se espera que los cables nuevos no presenten descargas parciales.
Nota: Los umbrales exactos se establecen según la clase de transformador.
Consulte el documento IEC 60076-3 aplicable y verifique cualquier requisito adicional de las especificaciones del contrato que pueda ser más estricto que el mínimo para la clase de transformador.
¿Cómo se comprueba si hay una descarga parcial?
La detección de descargas parciales se realiza siempre mediante la medición de los pulsos electromagnéticos producidos. Durante una prueba estándar IEC 60270, el condensador de acoplamiento y la impedancia de medición crean una vía de detección que captura pulsos de carga en la región de frecuencia de 30 kHz a 1 MHz. Durante las pruebas no estándar, se utilizan sensores como pinzas HFCT, sondas TEV y antenas UHF para captar la energía magnética, capacitiva y electromagnética emitida por cada evento de descarga/fortalecimiento a potencial de tierra. La salida de diagnóstico predominante es el patrón PRPD, que correlaciona la magnitud de la descarga y la tasa de repetición, graficada sobre el ángulo de fase de la tensión aplicada. La discriminación de ruido (descartar las descargas parciales reales con actividad eléctrica) se realiza haciendo pasar los pulsos del detector al patrón PRPD en lugar de registrar el valor pC bruto. Para obtener consejos sobre cómo evitar los errores de interpretación más comunes, consulte nuestra guía. Errores comunes en las pruebas de PD in situ.
Escenario de campo: Lectura de TEV de 680 pC en Johannesburgo: EMI identificada por patrón PRPD
Un ingeniero de protección en Johannesburgo, Sudáfrica, realiza su primer estudio de descargas parciales (DP) in situ utilizando un sensor TEV en una unidad de distribución anular de 33 kV, tres semanas después de completar la capacitación IEC 60270. El detector muestra 680 pC. Alarmado, contacta a su gerente y recomienda la retirada inmediata del servicio. Antes de la interrupción programada, que afectaría a 2,000 clientes durante aproximadamente seis horas, un ingeniero sénior revisa los datos de PRPD. El patrón no muestra correlación de fase: pulsos dispersos uniformemente en los 360°, con una distribución de amplitud irregular y sin agrupamiento en las ventanas de 0–90° o 180–270° típicas de descargas en vacío. El diagnóstico es EMI externa proveniente de un variador de frecuencia instalado en un centro de control de motores de media tensión adyacente tres semanas antes. Después de instalar un filtro de DP entre la fuente y el circuito de prueba y reubicar el sensor TEV a 30 cm del panel del variador, la lectura real de DP es de 42 pC, dentro de los límites aceptables. No se requiere interrupción de la red. La lección: el patrón PRPD siempre prevalece sobre el número pC.
Creación de un programa de monitorización de la protección de datos que prevenga fallos.
Una sola prueba de descargas parciales (DP) responde a una pregunta: ¿cuál es el estado del aislamiento en ese momento? Un programa de monitoreo de DP responde a otra pregunta importante: ¿el estado del aislamiento está mejorando, se mantiene igual o está empeorando, y a qué ritmo?
Los estudios de campo demuestran sistemáticamente que solo entre el 5 % y el 10 % de los activos en una subestación o planta industrial presentan actividad de descarga significativa en un momento dado. ¿Qué hacer con el 90 % al 95 % restante? No resulta rentable invertir en la monitorización continua de todos los activos de una planta. Un programa escalonado —con inspecciones periódicas portátiles para identificar los activos con mal funcionamiento y realizar una monitorización o inspección específica— garantiza el mayor retorno de la inversión con el menor coste de monitorización.
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- Establecimiento de la línea base: La primera prueba es para configurar el procedimiento, NO para decidir si se procede o no. Sin establecer una línea base, cualquier análisis de tendencias es una mera conjetura. Registre cada resultado de la primera prueba como un conjunto de datos de referencia inicial, independientemente del nivel de pC.
- Intervalos de prueba: Activos con lecturas de PD bajas y estables durante más de un año: desenergización anual o bienal + medición portátil. Activos con PD bajas y estables y carga significativa: desenergización semestral o trimestral + medición portátil. Activos con lecturas de PD elevadas o tendencias al alza: monitoreo continuo o mediciones cíclicas de 30 días.
- Configure las alarmas para detectar desviaciones con respecto al valor actual (por ejemplo, desviación por encima del valor de referencia más los valores actuales). Puede configurarlas en 3 niveles; por ejemplo, recibir una alerta cuando el valor de pC aumente en 2, 5 y 10 con respecto al valor actual, y verificarlo con las especificaciones del producto como umbral 3.
- Vaya más allá de lo último: grafique el pC a lo largo del tiempo, por activo. Es la tasa de cambio sobre el nivel. Un nivel alto no es importante, lo que importa es la tendencia. Un aumento constante del 400 pC es peor que un 800 pC sostenido durante años.
- Establecer parámetros de escalamiento: ¿Qué nivel de PD o qué tasa de tendencia hará que un activo se "fuera de servicio" para realizar pruebas exhaustivas? ¿En qué nivel retiramos el activo del servicio?
Predefina estas condiciones, ¡antes de que se produzca una crisis!
Consejo profesional: realice una encuesta antes de optar por la monitorización continua.
Menos del 5-10% de sus activos de media y alta tensión presentan descargas parciales (DP) significativas en cualquier inspección. Realice un barrido inicial con un transceptor portátil HFCT/TEV en toda su flota para identificar las unidades con DP elevadas y, posteriormente, instale sensores de monitoreo continuo fijos únicamente en las unidades identificadas. Por lo general, este método ofrece una reducción del 80-90% en la inversión total en comparación con la implementación de sensores en toda la flota.
Revise los usos de las arquitecturas de monitoreo continuo y periódico en nuestro Guía comparativa de sistemas de pruebas PD. Mientras tanto, Sistema de monitorización automática de PD DEMIKS es una solución viable de monitoreo continuo integrado.
Hacia dónde se dirige la realización de pruebas de PD: detección mediante IA, sensores inteligentes e IEC 60270:2025
Tres tendencias tecnológicas están a punto de revolucionar las pruebas de descarga parcial. Los ingenieros que conocen el futuro pueden tomar mejores decisiones de compra y no se quedan estancados con equipos diseñados para un enfoque obsoleto que quedará desfasado en cinco años.
1. Clasificación de patrones PRPD basada en IA y aprendizaje automático
La interpretación de los patrones de descargas parciales (DP) tradicionalmente requería especialistas en DP: principalmente ingenieros eléctricos con al menos algunos años de experiencia para identificar su naturaleza (vacío, corona, superficial, ruido). Estudios recientes (MDPI, 2026) han demostrado que la clasificación de las bases de datos estándar de patrones PRPD puede realizarse con una precisión similar utilizando un clasificador basado en redes neuronales convolucionales (CNN) que la que requieren ingenieros expertos. El conocimiento de las descargas parciales se convierte así en una oportunidad para el mantenimiento predictivo cuando este tipo de sistema esté disponible en el mercado para usuarios menos expertos en servicios públicos.
2. Sensores inteligentes UHF permanentes
Los sensores UHF que operan en el rango de 300 MHz a 3 GHz se están instalando como sensores permanentes no intrusivos en subestaciones encapsuladas en gas (GIS), transformadores de alta tensión y terminales de sellado de cables. Estos sensores, combinados con fibra óptica y diagnósticos en la nube, proporcionan información continua en tiempo real sobre el estado del aislamiento sin necesidad de realizar interrupciones programadas para acceder a las instalaciones e inspeccionarlas. Los principales impulsores de esta tendencia son el envejecimiento de las redes eléctricas y el aumento de la utilización de activos derivado de la integración de energías renovables.
3. IEC 60270:2025: ¿qué cambios supone para su próximo proyecto?
La norma IEC 60270:2025 (Edición 4.0), publicada en junio de 2025, es la primera edición nueva en 25 años de esta norma esencial para la medición de descargas parciales. Sin embargo, existe una modificación clave relevante para casi cualquier ingeniero que trabaje con energía industrial: el alcance se ha ampliado para incluir tensiones de CA de hasta 500 Hz. Anteriormente, solo abarcaba hasta 400 Hz, por lo que esto es importante para los parámetros de prueba de convertidores, rectificadores, etc. Si tiene una nueva prueba de aceptación y los documentos de licitación datan de finales de 2024 o antes, asegúrese de determinar con qué norma se ha comprometido a realizar las pruebas.
Podría tratarse perfectamente de la segunda edición desactualizada a la que se refería la especificación del cliente.
📊 Mercado de monitorización de la enfermedad pulmonar: estadísticas clave
- Se estima que el mercado mundial de sistemas de monitorización de PD alcanzará aproximadamente los 1.24 millones de dólares en 2025, y la previsión para 2032 es de aproximadamente 2.87 millones de dólares, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) aproximada del 11 % (Fuente: ReportPrime, 2025 – estimación de investigación de mercado no auditada).
- Los segmentos de mercado de mayor crecimiento son: Monitoreo continuo en línea para la infraestructura de la red eléctrica y los sistemas de cableado.
- ¿Qué causa los problemas en la infraestructura de transmisión? - La creciente antigüedad de los sistemas; la incorporación de fuentes renovables; el mantenimiento predictivo como enfoque para que los sistemas se aborden anualmente.
Nota sobre la procedencia de los datos: Las cifras sobre el tamaño del mercado provienen de estimaciones de empresas de investigación externas y no han sido verificadas de forma independiente. Úselas únicamente como indicadores orientativos.
💡 Consejo profesional: Prepárate para la norma IEC 60270:2025 ahora.
En junio de 2025 se publicó la norma IEC 60270:2025. Si va a presentar una oferta o especificar pruebas de descargas parciales (DP) a finales de 2025 o en 2026, asegúrese de que su contrato indique cuál de las dos versiones se utilizará, ya que ambas ediciones pueden aparecer simultáneamente en contratos vigentes hasta que su organismo nacional de normalización adopte formalmente la norma IEC 60270:2025.
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Preguntas frecuentes: Pruebas de descarga parcial
¿Cómo se realiza una prueba de PD paso a paso?
Vamos a repasar los cinco sencillos pasos: (1) Verificación de seguridad previa: apague el objeto de prueba, desconéctelo de todas las fuentes externas y conéctelo a tierra. (2) Construcción del circuito de prueba: construya el circuito IEC 60270 que consta de: condensador de acoplamiento, impedancia de bloqueo, impedancia de medición. (3) Calibración previa a la prueba: conecte el calibrador a los terminales de alta tensión del DUT, mida y guarde el factor de escala. (4) Encendido (rampa de 15 segundos), mantenga encendido, registre el patrón PRPD, el pico pC y la fase máxima (en mrad). (5) Verificación de calibración posterior a la prueba: asegúrese de que el nuevo factor de escala se mantenga dentro de ±10 por ciento del factor de escala previo a la prueba y guarde sus resultados. No omita la calibración: una lectura que no esté asociada con una calibración válida no puede interpretarse en términos de criterios de aprobación o reprobación.
¿Cuál es la norma IEC para las pruebas de descargas parciales?
El método de medición estándar para descargas parciales siempre ha sido el documento internacional correspondiente, la norma IEC 60270. La última versión publicada, de junio de 2025 (IEC 60270:2025, Edición 4.0), define el circuito de medición eléctrica, los métodos de calibración, la magnitud (aparentemente medida por "Q") en culombios picofaradios (pC) y el ancho de banda (de 30 kHz a 1 MHz). La norma IEC 60270 define cómo realizar la medición, pero no establece criterios de aceptación.
Para determinar el límite de aceptación, debemos utilizar normas según el tipo de equipo, por ejemplo, IEC 60076-3 para transformadores de potencia, IEC 60840 para cables e IEC 62271-1 para aparamenta eléctrica.
¿Qué es un detector (comprobador) de descargas parciales?
1. Un detector de descargas parciales es un aparato que se utiliza para indicar y cuantificar los pulsos de descarga parcial detectados en el circuito de medición. Un detector de descargas parciales común según la norma IEC 60270 consta de un amplificador de banda ancha (30 kHz-1 MHz), un medidor de carga pico y una pantalla PRPD (amplitud de descarga/ángulo de fase).
Algunos instrumentos avanzados guardan los datos de los patrones para su posterior análisis y procesamiento. Para la inspección in situ de equipos energizados en campo abierto, un instrumento TEV y un instrumento basado en HFCT funcionan como detectores personales de descargas parciales en campo que no necesitan conectarse a un circuito de prueba estándar IEC 60270.
¿Cuál es un nivel de pC aceptable para una descarga parcial?
Los niveles de pC aceptables se definen mediante estándares específicos para cada activo, no por la norma IEC 60270. Para transformadores de potencia según la norma IEC 60076-3, los criterios de aceptación típicos son ≤500 pC para transformadores con una tensión nominal inferior a 220 kV y ≤300 pC para transformadores de muy alta tensión (EHV) de 220 kV o superior, medidos durante la prueba de sobretensión inducida. Para cables de alta tensión nuevos según la norma IEC 60840, el criterio es la ausencia de descargas parciales detectables (DP) a la tensión de prueba. Para el monitoreo de condición in situ, no existe un nivel de pC universal de aprobación/rechazo; el resultado debe evaluarse en función de la línea base histórica del propio activo y la tasa de cambio de tendencia. Un único valor absoluto de pC, sin análisis del patrón de PRPD ni contexto de la línea base, es insuficiente para tomar una decisión de mantenimiento.
¿Las pruebas de PD reemplazan las pruebas de hipot (resistencia)?
¿Acaso estas pruebas no hacen lo mismo?
No. El propósito diagnóstico o predictivo de las pruebas de descarga parcial es completamente diferente y complementario al objetivo de las pruebas de integridad estructural o predictiva que ofrecen las pruebas de alta tensión o de potencial aplicado. Según normas como la IEC 60076-3 (transformadores de potencia), tanto la prueba de tensión aplicada (resistencia) como la prueba de descarga parcial de tensión inducida se realizan en transformadores de potencia nuevos.
Una de las pruebas (la de tensión aplicada) evalúa la capacidad de resistencia del aislamiento y, si se produce un fallo, sabemos que la unidad no está en buen estado y que podríamos necesitar pruebas de diagnóstico más específicas. La segunda prueba, la de descarga parcial (DP), es una prueba de diagnóstico no destructiva que cuantifica la calidad del aislamiento a la tensión de funcionamiento o ligeramente superior. La prueba de DP identifica las condiciones de degradación del aislamiento *antes* de que se produzca la rotura del aislamiento y el fallo del equipo; la prueba HIPOT no lo hace.
Realizar pruebas de PD después de que las pruebas de hipot hayan fallado proporciona información de diagnóstico sobre un componente averiado que puede no reflejar con precisión las condiciones de una unidad en funcionamiento.
Referencias
- IEC 60270:2025 (Edición 4.0) — “Técnicas de ensayo de alta tensión: Medición de descargas parciales basada en la carga”. Comisión Electrotécnica Internacional, Ginebra, 2025. Disponible en: Tienda web de IEC
- IEC 60076-3: 2013 — “Transformadores de potencia — Parte 3: Niveles de aislamiento, ensayos dieléctricos y distancias de seguridad externas en el aire”. Comisión Electrotécnica Internacional, Ginebra. Disponible en: Tienda web de IEC
- IEC 60840: 2020 — “Cables de potencia con aislamiento extruido y sus accesorios para tensiones nominales superiores a 30 kV hasta 150 kV — Métodos de ensayo y requisitos.” Comisión Electrotécnica Internacional, Ginebra. Disponible en: Tienda web de IEC
- NFPA 70B:2023 — “Práctica recomendada para el mantenimiento de equipos eléctricos”. Asociación Nacional de Protección contra Incendios, Quincy, MA. Disponible en: NFPA.org
- Norma IEEE Std 493-2007 (Libro de Oro de la IEEE): “Práctica recomendada de la IEEE para el diseño de sistemas de energía industriales y comerciales fiables”. Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Nueva York.
- Nybeck, C. (2021). “Preguntas y respuestas: Pruebas de descarga parcial”. Probador eléctrico Megger en líneaOctubre de 2021. Disponible: Megger.com
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Los ingenieros de DEMIKS pueden suministrar sistemas de prueba de descargas parciales que cumplen con la norma IEC 60270 para programas de pruebas rutinarias (por ejemplo, FAT, puesta en marcha y monitorización de descargas parciales en línea).
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Sobre la autora
Este artículo fue escrito y revisado por el equipo de ingeniería de DEMIKS.
DEMIKS es un fabricante y proveedor registrado de equipos de prueba de alta tensión. Todas las pruebas descritas en este documento se ajustan a la norma IEC 60270 vigente a partir de mayo de 2026. Asegúrese de utilizar la edición correcta de la norma que esté en vigor en su región durante las pruebas de aceptación.
