UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO

Vicerrectoría Académica

Facultad de Ingeniería Mecánica

Área Disciplinar: INGENIERIA ELECTROMECANICA

Espacio Académico:Electiva II : Aislamiento Eléctrico

Ciclo: 2Fundamentación:__Profesionalización: X Énfasis: __

Código: 51133282

No. de Créditos: 3Cr Horas en Aula: 2 H/S Horas Trabajo Independiente:7 H/S

Tipo de Espacio Académico: (Teórico, Práctico o Teórico _ práctico): Teórico

Pre-requisito: Sistemas de potencia, instalaciones eléctricas, máquinas eléctricas

Equipo Docente responsable:

Profesor Responsable: WILFRIDO HERNANDEZ RIVAS

Número de Estudiantes: Grupo:

Horario:

Motivación, importancia y pertinencia del Espacio AcadémicoLos sistemas eléctricos de potencia y en si cualquier sistema de energía debe ser confiable, cualidad que va de la mano con las características que tenga el sistema para soportar perturbaciones provenientes de la red eléctrica. La perturbación más importante y que más daños puede causar es la debida a sobretensiones eléctricas, situación que los equipos deben soportar junto con el conjunto de protecciones para no salir de funcionamiento o destruirse.Esto es fundamental para el diseño de equipos y sistemas que requieran trabajar con electricidad, y en particular aquellos que se ven sometidos a altos voltajes.

Este Espacio Académico privilegia el desarrollo de las siguientes competencias:

1. Competencia Comunicativa2. Competencia Crítica y creativa3. Competencia Analítica4. Competencia Experimental5. Competencia Tecnológica6. Competencia Científica

Objetivo General Conocer las principales formas de perturbaciones eléctricas que se pueden presentar en un

sistema de potencia o de baja tensión. Entender cuáles son los principales medios aislantes eléctricos y cómo operan ante un

esfuerzo eléctrico. Comprender cuáles son los medios utilizados en los laboratorios para generar, medir ltas

tensiones con el fin de poder realizar pruebas específicas a equipos que operen en altas tensiones.

Objetivos Específicos

Conocer los diferentes métodos y procesos con los cuales pueden ser producidos altos esfuerzos eléctricos (altos voltajes) de forma natural o artificial.

Conocer y analizar el comportamiento de los diferentes tipos de aislantes (gaseosos, líquidos y sólidos) ante altos esfuerzos eléctricos.

Estudiar los aspectos básicos para la selección y el diseño de aislamientos en equipos y sistemas eléctricos.

Planeador de Metodología de Aprendizaje por Contenido

Contenido Temático(incluir el tiempo requerido para

su desarrollo)

Estrategias Pedagógicas

para el trabajo en Aula

Trabajo Independiente

De Preparación De Resultados1. Introducción1.1. Sistemas de transmisión en alta tensión A.C, justificación, evolución.1.2. Sistemas de transmisión en alta tensión D.C, justificación, evolución, comparación con los sistemas de C.A.1.3. Clasificación de los niveles de tensión. NTC 1340.

2. Generación de Alta Tensión A.C, D.C, e impulso de tensión e impulso de corriente.1.4. Generación de Alta tensión en A.C1.5. Transformador de Alta Tensión.1.6. Transformadores en cascada.1.7. Circuitos Resonantes.1.8. Generación de Alta tensión en D.C

1.8.1. Rectificadores de media y de onda completa. Amplitud del Rizo, Factor de rizo.

1.9. Generación de Impulso de voltaje.

1.9.1. Circuitos de generación, circuitos de una etapa, circuitos multietapa, ondas normalizadas impulso tipo rayo y tipo maniobra IEC 1312-1- IEC 60-2

1.10. Generación de Impulso de corriente.

1.10.1. Circuito de generación, onda normalizada ANSI IEEE 62-41-IEC 61312.

3. Medición de Alta Tensión A.C, D.C e impulso de tensión e impulso de corriente.

Trabajo en grupo. Exposición por parte del profesor

Repasar las nociones aprendidas en los cursos anteriores de los prerrequisitos. Igualmente las lecturas a los temas dejados con anticipación.

Entrega de talleres acerca del tema propuestos.

1.11. Medición de Alta Tensión A.C y D.C.

1.11.1. Relación de Transformación.

1.11.2. Divisor Resistivo puro.

1.11.3. Divisor Capacitivo puro.

1.11.4. Divisor Resistivo Compensado.

1.11.5. Divisor Capacitivo Amortiguado.

1.11.6. Impedancia Previa.

1.11.7. Espinterómetro.1.11.8. Voltímetro

Electroestático.1.11.9. Transformador de

Potencial.1.12. Medición de Impulsos de voltaje e impulsos de corriente.

1.12.1. Medición de Impulsos de voltaje.

3.2.1.1 Divisores.

3.2.1.2 Espinterómetro de

campo homogéneo.

1.12.2. Medición de Impulsos de corriente.

1.12.2.1. Resistencia Shunt.

1.12.2.2. Bobina de Rogowsky.

72 Horas 16 Horas 32Horas 24 Horas1. Campo Eléctrico. Definición.2. Cálculo de campos electroestáticos utilizando la Ley de Gauss: Carga puntual, línea de carga, placas paralelas, conductor coaxial.3. Potencial eléctrico.

3.1 Definición

3.2 Cálculo de funciones de potencial para diferentes configuraciones de carga: carga puntual, línea de carga, placas paralelas, conductor coaxial (determinación del mínimo esfuerzo por campo eléctrico).

Trabajo en grupo El estudiante debe repasar los conceptos, terminología y principios. El estudiante debe entender las aplicaciones

Entrega de talleres acerca del tema propuestos.

27 Horas 6 Horas 12Horas 9Horas

3. Materiales aislantes líquidos, sólidos y gaseosos. Aislamiento Sólido.1.1 Usos, clasificación y características eléctricas (permitividad relativa, rigidez dieléctrica)1.2 Factor de Pérdidas (tan. Delta): Definición, medición (Puente de Schering.)1.3 Descargas parciales: Definición, medición.1.4 Mecanismos de Ruptura1.5 Factores que afectan la tensión de Ruptura.Aislamiento Liquido: Aceites.2.1 Usos, tipos y características eléctricas, térmicas y químicas.Mecanismos de Ruptura.2.3 Factores que afectan la tensión de Ruptura.Aislamiento Gaseoso.3.1 El aire y otros gases usados en sistemas de Alta Tensión.3.2 Mecanismos de ionización en aire.3.3 Mecanismos de ruptura en aire.3.3.1 Mecanismo de Townsend3.3.2 Mecanismo de canales (streamer)3.4 Factores que afectan la tensión de ruptura en aire.3.5 Ley de Paschen3.6 Efecto Corona.

32 Horas

Trabajo en grupo. Discusión acerca de la temática. Exposición por parte del docente de algunos aspectos de interés y solución a inquietudes.

8Horas

El estudiante debe preparar mediante lectura el tema o los temas a medida que se van presentando.

16Horas

Entrega de talleres acerca de los temas.

12Horas

4. Definición de Sobretensión en un sistema eléctrico.TiposSobretensiones de tipo internoSobretensiones de tipo externo4.1.1. Sobretensiones

temporales.4.2. Ondas viajeras en

sistemas de alta tensión.

4.3. Calculo de Sobretensiones

Trabajo en grupo. Discusión acerca de la temática. Exposición por parte del docente de algunos aspectos de interés y solución a inquietudes.

El estudiante debe preparar el tema con antelación para comprender mejor la exposición y diferentes problemas asociados con el tema

Entrega de talleres acerca de los temas.

utilizando método de Lattice.

4.4. Parámetros de rayo en Colombia.

4.5. Descargadores de Sobretensión.

4.6. Coordinación de aislamiento

4.6.1. Curva voltaje-tiempo,

curva de soportabilidad del

aislamiento, BIL, BSL,

factores de seguridad.

4.7. Apantallamiento de líneas de Transmisión.

13 Horas 4Horas 6 Horas 3 Horas

Los cálculos están basados en que 1 crédito corresponden a 48 horas de trabajo al semestre.

EvaluaciónContenido Temático

Logro esperado Estrategia y Criterio de Evaluación Fecha %

1 Que el estudiante haya entendido y aprendido los temas evaluados; cómo aplicarlos de una manera correcta.

Preguntas de selección múltiple que evalúe conocimiento y preguntas de respuesta numérica que evalúe modelamiento, interpretación.

Semana 5 20%

1,2 Que el estudiante haya entendido y aprendido los temas evaluados; cómo aplicarlos de una manera correcta.

Preguntas de selección múltiple que evalúe conocimiento y preguntas de respuesta numérica que evalúe modelamiento, interpretación.

Semana 9 20%

3 Que el estudiante haya entendido y aprendido los temas evaluados; cómo aplicarlos de una manera correcta.

Preguntas de selección múltiple que evalúe conocimiento y preguntas de respuesta numérica que evalúe modelamiento, interpretación.

Semana 14 30%

4 Que el estudiante haya entendido y aprendido los temas evaluados; cómo aplicarlos de una manera correcta.

Preguntas de selección múltiple que evalúe conocimiento y preguntas de respuesta numérica que evalúe modelamiento, interpretación.

Semana 17 30%

Fuentes de Información o referentes (digitales e impresos)Textos Guía

1. ROTH ARNOLD. Técnica de la Alta tensión.

2. SIEGERT LUIS. Alta Tensión y sistemas de Transmisión.

3. NAIDU M.S, KAMARAJU V. Alta Tensión y sistemas de Transmisión.4. GALLAGHER T.J, PERMAIN A.J. High voltage measurement, testing and design.

5. KUFFEL E., ZAENGL W.S. High voltage engineering.

6. SCHWAB A.J. High voltage measurement technique.7. KRAUSS. Teoría Electromagnética.

TEXTOS EXISTENTES BIBLIOTECA UANNinguno

Textos Complementarios

e_libro

Revistas

PROQUEST

Direcciones de Internet

Datos del ProfesorNombre: WILFRIDO HERNANDEZ RIVAS Pregrado: LICENCIADO CON ESTUDIOS MAYORES EN ELECTRONICA Y ELECTRICIDADPostgrado: Especialista EN COMPUTACION PARA LA DOCENCIAMaestría : Informática Educativa

Dirección de correo electrónico: Wilfrido.hernandez@uan.edu.co

Horario de permanencia en la universidad:

FIRMA DE ESTUDIANTES

Nombre Firma Código Fecha

Firma del Profesor

_________________________________

Fecha de entrega:

ELECTIVA 2 (AISLAMIENTO ELÉCTRICO)

I. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

Fecha Descripción de la actividad Valor

porcentual

3 Agosto al 10, 17,

24 agosto

Introducción a la ingeniería

de alta tensión

31 de agosto al

7 ,14, 21 de Sep

Desarrollo de guía:

conducción y disrupción en

gases

28 de Sept al 5, 12

de Oct

Desarrollo de guía:

conducción y disrupción en

dieléctricos líquidos

19 de Oct al 26 de

Oct

Desarrollo de guía:

conducción en dieléctricos

sólidos

2 de Nov al 9, 16

de Nov.

Desarrollo de guía:

generación y medición de

alta tensión

II. PRESENTACIÓN

La creciente demanda de energía eléctrica, hace que se tenga que

transportar a niveles de alta tensión. En nuestro medio, son voltajes

típicos de transmisión 230 kV y 500 kV, de su transmisión 115 kV,

de electrificación rural 34.5 kV y de distribución 11.4 kV. Esta

situación hace que, los materiales que conforman tanto los equipos

utilizados, como los sistemas de protección, estén sometidos a altos

campos eléctricos deteriorando su nivel de aislamiento; importante

para el adecuado funcionamiento de los equipos y sistemas y para la

seguridad de las personas y animales. Dado que, entre las áreas de

actuación de la ingeniería electromecánica se encuentran las

instalaciones eléctricas de media y alta tensión y el mantenimiento

de éstas, se hace necesario un conocimiento más detallado del

fenómeno asociado a las altas tensiones y su relación con el

aislamiento eléctrico.

ASESORIA

Cada estudiante realizara las respectivas investigaciones de cada

unidad, y desarrollara las guías pertinentes, realizando los

respectivos ensayo y una vez terminada su investigación de la

unidad, entregara su respectivos trabajo a su tutor respectivos.