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Divisor de alto voltaje

Sistema de medición de alta tensión

Divisores de alto voltaje para medición de CA, CC e impulsos.

Los divisores de alta tensión DEMIKS reducen la alta tensión a una tensión de salida baja y medible: modelos resistivos, capacitivos, capacitivos de baja amortiguación y RC, cada uno adaptado a la forma de onda que se esté probando. Ya sea para corriente continua, corriente alterna, impulsos de rayo o impulsos de conmutación, el factor de escala se caracteriza según la norma IEC 60060-2 y los parámetros de impulso se evalúan según la norma IEC 61083.
Divisor de alta tensión DEMIKS
Resumen de la solución
Tipos de separadores: resistivo, capacitivo, capacitivo de baja amortiguación, RC
Formas de onda medidas: CC, CA, impulso de rayo (LI), impulso de conmutación (SI)
Clase de tensión: Diseñados a medida para cada aplicación, con configuraciones de hasta 800 kV.
Factor de escala: caracterizado en cada rango de medición asignado
Normas: IEC 60060-1, IEC 60060-2, IEC 61083-1/-2, IEC 60052
Suministrado con: brazo de baja tensión, cable de medición, anillos de clasificación
La salida alimenta un voltímetro de pico, un osciloscopio o un registrador digital.
Formulario de contacto

Por qué medir con precisión altos voltajes es más difícil de lo que parece

Medición de sistemas divisores de alta tensión

Un divisor de alta tensión es el instrumento que permite medir la alta tensión. Divide la tensión entre un brazo de alta tensión y otro de baja tensión, y un voltímetro de pico, un osciloscopio o un registrador digital miden la baja tensión en el brazo inferior. La relación entre ambos brazos —el factor de escala— es la base de toda la medición.

Los problemas comienzan cuando el divisor no se elige de acuerdo con la forma de onda que debe medir. Si se utiliza un divisor puramente resistivo que mantiene una relación perfectamente plana en CC, distorsionará el frente de un impulso de rayo y puede añadir su propia distorsión no deseada. Si se coloca un divisor capacitivo simple que maneja correctamente la tensión alterna de frecuencia industrial en un transitorio muy rápido, puede volverse inestable y oscilar. Si se elige un brazo de baja tensión que no se ajusta a la forma de onda, el error de carga se introduce silenciosamente al cambiar la relación. Si no se utilizan anillos de calibración en un brazo de alta tensión, la carga parásita se disipa en el aire como un error invisible. En todos estos casos, el divisor sigue mostrando una lectura, solo que es incorrecta.

Precisamente esa brecha es la que los divisores DEMIKS están diseñados para cubrir. En lugar de ofrecer un único divisor de uso general para cada aplicación, la gama DEMIKS proporciona un divisor resistivo, capacitivo, capacitivo de baja amortiguación o RC, específico para el tipo de forma de onda que utilice y la clase de voltaje que mida. Cada uno se caracteriza meticulosamente para que el factor de escala y la incertidumbre se establezcan en fábrica, y se envía con una certificación que garantiza que el gerente, el ingeniero y el departamento de compras estén en sintonía.

Gama de divisores de alta tensión DEMIKS: resistivos, capacitivos, de baja amortiguación y RC.

Cada divisor de voltaje de la gama permite medir voltajes altos convirtiéndolos en voltajes bajos proporcionales, pero la composición del brazo de alto voltaje determina qué forma de onda mide con precisión. Las resistencias mantienen una relación precisa en corriente continua y corriente alterna de frecuencia industrial; los condensadores ofrecen bajas pérdidas y una buena respuesta en frecuencia en corriente alterna; la combinación de ambos amplía el ancho de banda útil a la región de impulsos. En conjunto, los cuatro modelos que se muestran a continuación cubren todas las necesidades de medición en un laboratorio de pruebas de alto voltaje.
Divisor de alta tensión resistivo

Divisor de alta tensión resistivo

Un divisor resistivo construye su brazo de alta tensión a partir de una cadena de resistencias de precisión en serie, con el brazo de baja tensión conectado en el extremo inferior. Mantiene una relación estable tanto en tensión continua como en corriente alterna de frecuencia industrial, y es el divisor más económico cuando se requiere la medición de una sola onda continua. Los coeficientes de temperatura coincidentes y un coeficiente de baja tensión mantienen la resistencia —y, por consiguiente, el factor de escala— constantes ante las variaciones de tensión y temperatura.

Matriz de selección de divisores

Tipo divisor Forma de onda primaria Clase de voltaje El trabajo más adecuado Sistema DEMIKS complementario
Resistador CC + CA de frecuencia industrial kV bajos a medios Medición de resistencia y fugas de CC Sistema de prueba HVDC
Capacitiva CA (50/60 Hz + HF) kV medio a alto Pruebas de resistencia y descarga de CA Sistema de prueba resonante de CA
Capacitivo de baja amortiguación Impulso LI/SI + CA Alta tensión (kV), configuraciones de hasta 800 kV Sistemas de medición y referencia de impulsos Sistema de prueba de tensión de impulso
RC (resistivo-capacitivo) CA / CC / impulso kV medio a alto Laboratorios de formas de onda mixtas Bancos de prueba multisistema
La clase de tensión se configura según la aplicación del cliente: DEMIKS fabrica divisores para laboratorios de pruebas de alta tensión en configuraciones de hasta 800 kV, junto con su amplia gama de sistemas de prueba resonantes de CA de frecuencia variable y generadores de impulsos. Cada divisor se suministra completo con su brazo de baja tensión, un cable de medición compatible y el hardware de clasificación para su clase de tensión. Para un laboratorio exclusivamente de CC, el divisor resistivo DEMIKS se combina de forma natural con el equipo de prueba de alta tensión de CC de la empresa, mientras que un laboratorio de impulsos combina el divisor capacitivo de baja amortiguación con un sistema de prueba de tensión de impulso.

Divisor resistivo vs. capacitivo vs. RC: elección según la forma de onda y la precisión.

El error más costoso en la medición de alto voltaje es seleccionar el divisor incorrecto y luego culpar a la precisión por un error causado por una discrepancia en la forma de onda. Esta comparación se basa en dos preguntas clave: ¿qué forma de onda se está midiendo y cuál es la causa del error en dicha medición? La precisión se considera una causa, no una característica de marketing.

Factor de seleccion divisor resistivo Divisor capacitivo divisor RC
Medición de CC excelente: relación estable limitado — depende de fugas Bien: el brazo resistivo transporta corriente continua.
Resistencia a corriente alterna (50/60 Hz) utilizable a menor kV excelente — baja pérdida bueno
Rayo / impulso de conmutación distorsiona el frente anillos sin amortiguación bueno con diseño amortiguado
Respuesta frecuente cae en HF wide wide
Autocalentamiento a alto kV pérdida de potencia significativa baja pérdida bajo a moderado
Informes factor de propagación no no
Coste relativo más bajo moderada más alto

Nota de ingeniería: de dónde proviene realmente la clase de precisión.

En el mercado, los divisores de CC alcanzan clases de precisión de aproximadamente 0.01 % a 3 %, y los divisores de CA de aproximadamente 0.2 % a 10 %. Este rango no depende del precio, sino del diseño. Tres parámetros influyen en el factor de escala: el coeficiente de temperatura de los elementos resistivos (las resistencias estándar de alta tensión mantienen una precisión superior a 30 ppm por °C, y la coincidencia de coeficientes es más importante que el valor absoluto), el coeficiente de tensión (la resistencia disminuye al aumentar la tensión aplicada, por lo que un divisor calibrado a una tensión y utilizado a otra presenta un error no lineal inherente) y la caracterización de cada rango de medición asignado, en lugar de un único punto. Un divisor es preciso porque sus componentes coinciden y su relación está documentada, no por el lugar de fabricación. Este es el criterio que debe considerarse al evaluar un divisor DEMIKS frente a cualquier otra alternativa.

Lea la tabla de esa manera y las respuestas serán sencillas. Los laboratorios de CC requieren un divisor resistivo; una cámara de pruebas de CA exige un divisor capacitivo; y un laboratorio que se niegue a tener tres instrumentos cuando uno basta debería considerar seriamente el divisor RC. El divisor capacitivo de baja amortiguación queda fuera de esta comparación triple, ya que la medición de impulsos es un problema diferente, que se aborda en el rango de divisores mencionado anteriormente. Nada de esto es teórico: la elección del tipo de divisor adecuado para la forma de onda es lo que mantiene el error de carga, la respuesta en frecuencia y el comportamiento corona dentro de los límites que indica su certificado de prueba.

Formulario de contacto

Medición de divisores de alta tensión en pruebas de transformadores, cables, pararrayos y GIS.

Un divisor se gana su lugar gracias a las pruebas que posibilita. Cada caso que se muestra a continuación ilustra dónde se utiliza un tipo de divisor en un laboratorio de alta tensión y por qué la medición es importante para el resultado de la prueba en sí, y no solo para la traza en el osciloscopio.

Prueba del divisor capacitivo en transformadores de potencia

Transformador de CA con resistencia

Prueba del divisor capacitivo en transformadores de potencia

Las pruebas de tensión inducida y de resistencia a la tensión alterna en transformadores de potencia requieren una medición de tensión que no sobrecargue el circuito de prueba resonante. Un divisor capacitivo consume una corriente insignificante, por lo que registra la tensión aplicada sin alterarla, y sus bajas pérdidas evitan el auto calentamiento que sufriría un divisor resistivo al manejar ese tipo de tensión. Su brazo capacitivo también registra el contenido armónico de la tensión de prueba, lo cual es importante cuando el criterio de aceptación es el valor pico en lugar del valor eficaz.

Divisor capacitivo de baja amortiguación en pruebas de impulsos de rayo

Coordinación de impulsos/aislamiento

Divisor capacitivo de baja amortiguación en pruebas de impulsos de rayo

Las pruebas de impulsos de rayo en transformadores, aisladores pasantes y subestaciones encapsuladas en gas (GIS) requieren una adquisición precisa y fiel del tiempo de frente y el pico de los transitorios rápidos. Un divisor capacitivo de baja amortiguación ofrece una representación sin oscilaciones ni distorsiones, a diferencia de un divisor capacitivo estándar. Su salida proporciona datos relacionados con el impulso desde registradores digitales, de acuerdo con la norma IEC 61083-2. Como divisor de referencia, este mismo instrumento permite la trazabilidad de los sistemas de medición de su laboratorio a las normas nacionales de su país.

Divisores RC y resistivos en programas de pruebas mixtas

Cable, pararrayos y SIG

Divisores RC y resistivos en programas de pruebas mixtas

Un laboratorio de cableado o SIG rara vez utiliza una única forma de onda. Un divisor RC puede medir la resistencia a CC en la cubierta de un cable por la mañana y la característica de CA de un pararrayos por la tarde, informando del factor de rizado siempre que sea necesario verificar una fuente de CC. Para trabajos con predominio de CC —medición de la tensión de referencia del pararrayos, fugas de CC en accesorios de cable— un divisor resistivo proporciona la relación estable de la que depende el certificado de prueba.

Marco de TCO

Comprar, alquilar o enviar: una perspectiva del costo total de propiedad de un divisor de alta tensión.

El precio de compra es solo la parte visible del costo de un compás. Cualquier sistema de medición que se mantenga en uso genera costos recurrentes, independientemente de quién sea su propietario, por lo que la decisión acertada depende de la frecuencia de uso del laboratorio.

  • Cuando se es propietario del divisor, tan solo la calibración deja el sistema de medición fuera de servicio durante 1 o 2 meses al año, lo que representa entre un 5 % y un 10 % del valor del equipo, mientras que el mantenimiento anual ronda el 2 % o el 5 %, y la depreciación se sitúa cerca del 20 % o el 25 % anual.
  • Por lo general, alquilar resulta más económico cuando un divisor se utiliza menos del 60-70% del tiempo, ya que la calibración, el mantenimiento y el almacenamiento corren a cargo del proveedor.
  • Comprar el separador se convierte en la opción más económica una vez que se necesita durante más de 30 a 35 semanas al año, de forma constante, durante varios años.
  • Una flota híbrida —que consiste en poseer el separador de referencia de alta utilización y alquilar el resto— tiende a reducir el coste total de la flota entre un 25 % y un 40 %.

Para el responsable de un laboratorio, la conclusión es clara: un divisor que se usa constantemente merece la pena tenerlo y calibrarlo con frecuencia, mientras que uno que se usa solo unas pocas semanas al año rara vez lo requiere. DEMIKS proporciona los datos de caracterización en ambos casos, por lo que el coste de calibración mencionado anteriormente se mantiene predecible en lugar de convertirse en una sorpresa.


Fuente: análisis comparativos de costos de alquiler frente a compra para equipos de prueba de alta tensión (Lakeland Engineering; RentalTec). Las cifras son promedios del sector para fines de planificación, no una cotización de DEMIKS.

Normas y cumplimiento — IEC 60060-2, IEC 61083 e IEC 60052

La fiabilidad de un divisor de alta tensión depende de la trazabilidad de sus mediciones a los estándares establecidos. Todos los divisores DEMIKS se calibran y se envían con datos de caracterización para que puedan integrarse en un sistema de medición homologado, verificado según el marco IEC que se detalla a continuación.

IEC-60060 1

Técnicas de ensayo de alta tensión: definiciones y requisitos de ensayo para tensiones de CC, CA e impulsos.

IEC-60060 2

Sistemas de medición: factor de escala, relación de voltaje y métodos para aprobar un sistema de medición y estimar su incertidumbre.

IEC-61083 1

Instrumentos para pruebas de impulsos: requisitos para los registradores digitales utilizados con divisores de impulsos.

IEC-61083 2

Software para pruebas de impulsos: evaluación de parámetros de impulsos a partir de formas de onda registradas.

IEC 60052

Medición de voltaje mediante electrodo de disco esférico: el método de referencia independiente para verificar el voltaje pico.

Nota técnica: ¿Qué requiere realmente un "sistema de medición aprobado"?

La norma IEC 60060-2 no aprueba un divisor de tensión de forma aislada. Lo considera un componente de un sistema de medición, expresa el factor de escala y la tensión medida como incertidumbres relativas, y establece cómo el usuario debe demostrar que el sistema cumple con los límites de incertidumbre para los niveles de prueba en cuestión. En la práctica, el divisor, su brazo de baja tensión, su cable de medición y el instrumento de registro se tratan como una cadena única; por ello, DEMIKS los suministra emparejados, con datos de caracterización, en lugar de como piezas separadas para ensamblar y luego intercambiar. La calibración de dicha cadena debe ser trazable a las normas nacionales, y se deben conservar los registros iniciales y finales para detectar cualquier desviación del factor de escala antes de que se incluya en el informe de prueba.

Compra de un divisor de alta tensión: factores que influyen en el precio, plazos de entrega y calibración.

Dado que cada divisor se fabrica según una clase de voltaje y una forma de onda específicas, un precio de lista sería engañoso: el mismo "divisor de 100 kV" puede variar considerablemente de precio según su precisión y los accesorios incluidos. A continuación, se muestra un marco de factores de precio que ilustra cómo influye en la cotización, para que el comprador pueda planificar un proyecto antes de solicitar un presupuesto.

¿Qué factores influyen en la cotización de un divisor de alto voltaje?

  • La clase de voltaje es el factor más importante: una clasificación de kV más alta implica un brazo de alto voltaje más largo, más equipos de clasificación y más trabajo de caracterización.
  • El tipo de divisor también importa: el resistivo es el menos costoso, mientras que los diseños capacitivos y RC de baja amortiguación añaden componentes y esfuerzo de diseño.
  • Una clase de precisión más estricta —una menor incertidumbre del factor de escala— exige una mayor coincidencia y caracterización de los componentes en un mayor número de rangos de medición.
  • La cadena de medición que incluya mueve la figura: voltímetro de pico o registrador digital, brazo de baja tensión, cable de medición correspondiente.
  • Los anillos de clasificación, los electrodos de blindaje y la estructura de soporte se seleccionan en función de la clase de voltaje del divisor, en lugar de añadirse sin más.
  • El alcance de la calibración completa la cotización: datos de caracterización del producto finalizado y si se incluyen certificados de trazabilidad con el divisor.

Asesoramiento al comprador: plazos de entrega e intervalos de calibración.

El plazo de entrega se correlaciona con el precio: la clase de tensión, el tipo de divisor y la clase de precisión requieren un esfuerzo de caracterización, mientras que los divisores de impulso o de referencia requieren más tiempo para probarse que los de tipo CC resistivo. Solicite a DEMIKS un presupuesto de plazo de entrega para su aplicación específica en lugar de un valor estándar. Establezca el intervalo de recalibración según el uso que se le dé al divisor: una unidad de referencia con un mantenimiento adecuado puede conservar su factor de escala durante varios años, mientras que una unidad de uso frecuente necesita revisarse con mayor frecuencia. La tasa de uso, el entorno operativo, los requisitos de precisión y el historial de estabilidad del instrumento influyen en esta elección. DEMIKS ofrece soporte para la recalibración, de modo que el divisor se mantenga dentro de los límites de la norma IEC 60060-2 durante toda su vida útil.

Estado del sistema: Cotización lista

Envíe a DEMIKS la clase de voltaje, la forma de onda que mide, la precisión que necesita y el instrumento de registro que piensa utilizar, y recibirá un presupuesto detallado con un plazo de entrega estimado en función de esa aplicación, no un precio de lista estándar.

Especifique su divisor de alta tensión DEMIKS

Indíquenos la forma de onda, la clase de voltaje, el objetivo de precisión y el instrumento de registro, y le proporcionaremos el tipo de divisor adecuado y le enviaremos un presupuesto detallado con una estimación del plazo de entrega.

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Preguntas frecuentes sobre divisores de alta tensión: selección, precisión, estándares y compra. Todos los roles.

¿Qué es un divisor de alto voltaje y cómo funciona?

Un divisor de alta tensión es un instrumento de medición que reduce una alta tensión a una tensión baja proporcional para que pueda ser leída por un voltímetro de pico, un osciloscopio o un registrador digital. Está compuesto por un brazo de alta tensión y un brazo de baja tensión, y la relación entre ellos —el factor de escala— es el valor del que depende toda medición. El divisor permite medir la tensión en transformadores, cables, pararrayos y otros aparatos sin exponer el medidor a la tensión alta completa, y un cable de medición transporta la salida escalada al instrumento de registro. Dado que ninguna topología de un solo brazo maneja bien todas las formas de onda, DEMIKS suministra divisores resistivos, capacitivos, capacitivos de baja amortiguación y RC, de modo que el tipo de divisor se puede adaptar a la tensión CC, CA o de impulso que se esté midiendo, en lugar de comprometer el rendimiento en los tres casos.

Divisor de voltaje resistivo vs. capacitivo: ¿cuál necesito?

Elija un divisor de tensión resistivo para mediciones de CC y CA de frecuencia industrial, donde su relación estable y bajo costo representan una ventaja. Elija un divisor de tensión capacitivo para pruebas de resistencia de CA, donde la baja pérdida y la buena respuesta en frecuencia del brazo capacitivo reducen el calentamiento y el error. Por encima de aproximadamente 100 kV, la potencia disipada en un divisor puramente resistivo se vuelve difícil de controlar, razón por la cual los diseños capacitivos y RC predominan en el rango superior. Si mide más de una forma de onda, un divisor RC cubre CA, CC e impulsos desde un solo instrumento.

¿Qué tipo de divisor mide la tensión de impulso de rayo y de conmutación?

Los divisores capacitivos de baja amortiguación son la opción estándar para la medición de impulsos de rayo (LI) e impulsos de conmutación (SI). Sus resistencias de amortiguación suprimen las oscilaciones y la distorsión de la forma de onda que presenta un divisor capacitivo simple ante un transitorio rápido, lo que mantiene la precisión del tiempo de frente y del pico registrados. Un divisor capacitivo de baja amortiguación también puede funcionar como sistema de medición de referencia de CA y como divisor operativo de un sistema de prueba de alta tensión. Los divisores de impulso resistivos también se utilizan, principalmente como divisores de referencia estándar para la calibración trazable.

¿Qué tan preciso es un divisor de alto voltaje DEMIKS?

La precisión se expresa mediante el factor de escala y su incertidumbre de medición, caracterizada según la norma IEC 60060-2. En la industria, los divisores de CC alcanzan clases de precisión de entre el 0.01 % y el 3 %, y los divisores de CA, de entre el 0.2 % y el 10 %, según la clase de tensión y la aplicación. Los factores clave para la precisión son los coeficientes de temperatura coincidentes, un coeficiente de baja tensión y la caracterización de cada rango de medición asignado, no el país de fabricación. Los divisores DEMIKS se caracterizan en sus rangos asignados y se suministran con datos de calibración, de modo que la incertidumbre con la que se trabaja está documentada, no se da por sentada.

¿Los separadores DEMIKS cumplen con las normas IEC 60060-2 e IEC 61083?

Sí. Los divisores DEMIKS están diseñados conforme a las normas IEC 60060-1 e IEC 60060-2 para técnicas de ensayo y sistemas de medición, IEC 61083-1 e IEC 61083-2 para instrumentos de impulso y software, e IEC 60052 para el método de referencia de la esfera de medición. El factor de escala y la respuesta escalón se verifican para un sistema de medición homologado.

¿Qué rango de voltaje y qué formas de onda se pueden medir?

Cubre corriente continua (CC), corriente alterna (CA), impulsos de rayo e impulsos de conmutación. Cada divisor se fabrica según la clase de tensión del cliente, con configuraciones de hasta 800 kV. El tipo se elige primero en función de la forma de onda y luego de la clase de tensión y la precisión.

¿Cuál es el intervalo de calibración y es trazable?

La calibración de un sistema de medición de alta tensión debe ser trazable a las normas nacionales, y el intervalo depende de la frecuencia de uso, el entorno de funcionamiento del divisor, la precisión requerida y el historial de estabilidad del instrumento. Un divisor de referencia estable y de uso ligero puede mantener su calibración durante varios años; un divisor operativo de uso intensivo se revisa con mayor frecuencia. DEMIKS proporciona datos de caracterización de la configuración final y ofrece asistencia para la recalibración, de modo que el factor de escala se mantenga dentro de los límites de incertidumbre de la norma IEC 60060-2.

¿Cómo puedo evitar errores de carga y efecto corona a alto voltaje?

El error de carga se produce cuando la impedancia de entrada del medidor o registrador extrae corriente del divisor y modifica la relación de medición. Se controla ajustando la tensión del brazo de baja tensión al instrumento de registro y manteniendo el cable de medición correctamente conectado. El efecto corona —descarga parcial en el aire alrededor del brazo de alta tensión— se suprime mediante anillos de calibración y electrodos de blindaje que uniformizan el campo eléctrico. Los divisores DEMIKS se suministran con los accesorios de calibración y el cable recomendado, de modo que ambas fuentes de error se gestionan desde el principio.

¿Puede un divisor medir tanto corriente alterna como corriente continua?

Sí, ese es el propósito del divisor resistivo-capacitivo (RC). Los elementos resistivos le proporcionan un comportamiento estable en corriente continua (CC), mientras que los elementos capacitivos le brindan una buena respuesta en alta frecuencia, por lo que un solo divisor RC mide voltajes de corriente alterna (CA), corriente continua (CC) y de impulso. Un divisor RC también informa sobre el factor de rizado y las características de frecuencia, lo que lo convierte en la opción más flexible para un laboratorio que realiza programas de prueba mixtos. Si su trabajo se basa en una sola forma de onda, un divisor resistivo o capacitivo específico suele ser más económico.

¿Cuánto cuesta un divisor de alta tensión y cuál es el plazo de entrega?

El precio depende de la clase de voltaje, el tipo de divisor, la clase de precisión, el voltímetro o registrador de pico incluido, y si se suministran anillos de calibración y un juego de cables de medición. Las clases de voltaje más altas y una mayor precisión requieren un trabajo de caracterización más exhaustivo, lo que incrementa tanto el costo como el plazo de entrega. Dado que cada divisor se fabrica según el voltaje y la forma de onda del cliente, DEMIKS ofrece un presupuesto personalizado en lugar de publicar un precio de lista. Envíenos su clase de voltaje, forma de onda y objetivo de precisión para recibir un presupuesto detallado y una estimación del plazo de entrega.

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