Pruebas del máximo nivel en el Laboratorio de Alta Potencia de ABB

Muestreo ultrarrápido con el sistema de medición Genesis HighSpeed

El Laboratorio de Alta Potencia de Ludvika (Suecia) prueba prácticamente todos los productos de distribución eléctrica que fabrica el grupo industrial ABB. Entre los productos que se someten a pruebas cabe citar equipos de control, interruptores de circuitos de alta tensión o transformadores, en diferentes fases durante el desarrollo del producto y en pruebas rutinarias de los productos acabados. Durante las pruebas, los productos se someten a esfuerzos extremos de intensidad y tensión, y se adquieren datos correspondientes a intervalos de tiempo muy cortos. Para ello se utilizan equipos de medición y pruebas avanzados como, por ejemplo, el sistema de medición Genesis HighSpeed de HBM, combinado con el software Perception.

Ludvika es un importante centro de pruebas de productos eléctricos de ABB desde 1933, año en el que instaló el generador de corriente de cortocircuito más grande de la época. Hoy día, Ludvika sigue siendo un líder mundial en este campo altamente especializado. El laboratorio dispone de dos robustos generadores con corriente de cortocircuito, capaces de proporcionar una potencia combinada de 4.000 MVA en pruebas directas. Para las pruebas sintéticas, pueden suministrar hasta 75.000 MVA.

Ensayos destructivos

“Trabajamos con tensiones e intensidades extremadamente altas. Además, muchas de nuestras pruebas son destructivas, lo que significa que no queda mucho del producto después de la prueba. Y está claro que no se pueden hacer ensayos de productos de alta tensión sin hacer un poco de ruido. Pero incluso en este caso, la prueba tiene que funcionar de manera que todo lo que ocurre en un instante quede perfectamente documentado. Queremos ver una curva precisa y detallada que describa el proceso”, explica Kjell Korhonen, ingeniero jefe y especialista en tecnología de medición y sistemas de control del Laboratorio de Alta Potencia de ABB en Ludvika.

Ventajas de HBM

Documentación segura de los datos de pruebas con frecuencias de muestreo máximas.
Tecnología de adquisición de datos fiable, sobre todo cuando no es aceptable perder datos.
Larga vida útil duradera de los instrumentos de medición gracias al aislamiento eléctrico especial de los sistemas de adquisición de datos Genesis HighSpeed.

Kjell Korhonen, ingeniero jefe y especialista en tecnología de medición y sistemas de control del Laboratorio de Alta Potencia de ABB en Ludvika. De media, lleva a cabo dos pruebas de alta potencia al día durante todo el año.

Desarrollo de los sistemas de medición

Los esfuerzos extremos y las altas velocidades de muestreo, de hasta 100 MS por segundo, son todo un desafío para la instrumentación. Ya en los ochenta, ABB era pionera en el diseño de sistemas digitales de datos digitales para pruebas. Este trabajo pionero sirvió de base a lo que hoy se ha convertido en un producto comercial, la gama Genesis HighSpeed de HBM para el registro de datos de transitorios. ABB sigue colaborando estrechamente con HBM en el desarrollo de este sistema, que ya se encuentra en su novena generación.

“Para nosotros es importante que sea una empresa comercial quien siga desarrollando el sistema, porque tiene otros muchos usuarios, nos puede proporcionar soporte y puede introducir mejoras. Ahora utilizamos Genesis y Perception en todos nuestros laboratorios y mantenemos un diálogo muy fluido con HBM en lo relativo a mejoras. Es muy tranquilizador saber que nuestras herramientas, aparte de ser uniformes y efectivas, están en un proceso continuo de actualización”, añade Kjell Korhonen.

Un sistema flexible

El laboratorio tiene acceso a cuatro bastidores de medición del sistema Genesis HighSpeed. Es un sistema muy flexible que permite conectar directamente al bastidor los módulos que se necesiten en cada caso. Cuando se desea hacer pruebas a gran escala se pueden combinar varios bastidores de medición.

Cada bastidor de medición tiene espacio para una tarjeta receptora con cuatro canales. Los canales se unen a unos digitalizadores mediante cables de fibra óptica. La misión de los digitalizadores consiste en convertir la señal analógica en digital y enviarla al software Perception donde se verifica y procesa. El laboratorio de Ludvika y los equipos de pruebas cuentan con alrededor de 30 ingenieros altamente cualificados, que trabajan en dos turnos.

En línea con la normativa internacional

Se hacen pruebas de prácticamente todos los productos de distribución eléctrica de ABB en diferentes etapas del desarrollo del producto; también se hacen ensayos rutinarios de productos acabados. En definitiva, una media de dos pruebas de alta frecuencia al día, durante todo el año. Una prueba puede durar desde un par de horas a una semana y generar hasta 1000 megabytes de datos. ABB guarda estos datos durante un mínimo de diez años.

Todas las pruebas se llevan a cabo conforme a la normativa regional e internacional. Es más, el laboratorio está sujeto a inspecciones de calidad independientes realizadas por la organización sueca de acreditación, Swedac. Otro indicador de calidad es la pertenencia del laboratorio a la Asociación Escandinava de Pruebas de Equipos Eléctricos de Potencia (SATS) y a su organización paraguas internacional STL (Short-Circuit Testing Liaison). Todas las actividades deben cumplir escrupulosamente la normativa relevante. De lo contrario, no sería posible certificar los equipos que se someten a pruebas tipo en el laboratorio.

Experiencia global

“La continuidad es crucial en nuestro trabajo. Tenemos que pensar en los cientos de cosas que pueden fallar en una prueba: el cableado, los errores, la posición del equipo de medición… Con frecuencia solo tenemos una oportunidad para probar un producto, y el proceso completo termina en cuestión de segundos. Sencillamente, no nos podemos permitir perder datos. Por esta razón nuestros años de experiencia son un importante activo. Y por eso hacemos todo lo posible por contar con los profesionales adecuados —que llegan a Ludvika de todo el mundo— y les damos la formación necesaria”.

El equipo de medición puede quedar destrozado

El Laboratorio de Alta Potencia de ABB no es precisamente un sitio seguro. Las altas intensidades y tensiones pueden dejar fuera de combate el sistema, y en el peor de los casos, se pueden quemar componentes sensibles, como los sensores utilizados para medir magnitudes como intensidad, tensión, presión o movimiento, por no hablar de los digitalizadores que convierten la señal. Los componentes que se queman deben sustituirse. Los cuatro bastidores de medición del sistema Genesis HighSpeed tienen una prolongada vida útil gracias a su aislamiento eléctrico especial. Para conectar los bastidores de medición de la sala de control con los digitalizadores se utiliza fibra óptica, entre otras cosas para proteger frente a las altas tensiones a los propios bastidores y al personal.

Un nivel de exigencia cada vez mayor

“Para mantenernos en primera línea, tenemos que poner constantemente al día nuestro equipo, para que incluya la tecnología más avanzada. Y eso es un gran desafío cuando, como ahora, llega el momento de cambiar a una nueva generación de sistemas. Estamos bajo la presión constante de mejorar la precisión de nuestras mediciones. Y también hacemos todo lo que podemos para crecer, en términos de volumen y de capacidad para hacer pruebas de más objetos de formas nuevas. En el futuro, seguro que habrá que seguir midiendo magnitudes como la intensidad o la tensión, pero también es posible que se añadan nuevas pruebas. Por ejemplo, quizá un día nos interese medir movimiento en procesos sin contacto”, especula Kjell Korhonen.

Uno de los cuatro bastidores de medición del sistema modular Genesis HighSpeed de HBM con los que cuenta el Laboratorio de Alta Potencia de ABB. ABB puede registrar datos de hasta 32 canales simultáneamente.

Una sonda Isoprobe 6600 HV de HBM conectada a la base de un divisor de tensión de ABB, durante una prueba en el laboratorio de Ludvika.

El sistema de adquisición de datos Genesis HighSpeed

Genesis HighSpeed es un sistema para la adquisición de datos de pruebas de alta velocidad. La familia Genesis HighSpeed admite frecuencias de muestreo de hasta 100 MS por segundo y por canal, con múltiples canales. Se trata de un sistema basado en plataformas modulares, en el que todo se puede configurar en función de cada aplicación concreta.

El software Perception está diseñado para procesar grandes volúmenes de datos de forma rápida y fiable. Con Perception, se pueden visualizar 10 gigabytes de datos en un PC en 10 segundos.

El cliente dice...

“Ahora utilizamos Genesis y Perception en todos nuestros laboratorios y mantenemos un diálogo muy fluido con HBM en lo relativo a mejoras. Es muy tranquilizador saber que nuestras herramientas, aparte de ser uniformes y efectivas, están en un proceso continuo de actualización”.

Kjell Korhonen, ingeniero jefe y especialista en tecnología de medición y sistemas de control del Laboratorio de Alta Potencia de ABB en Ludvika