Equipos Genesis HighSpeed para el Laboratorio Damstra de ensayos eléctricos

El Prof. Ir. Damstra Laboratory de Hengelo —o Laboratorio Damstra— es un centro dedicado a los ensayos de componentes y sistemas eléctricos. Este laboratorio lleva a cabo un amplio espectro de ensayos eléctricos y es uno de los pocos de los Países Bajos que cuenta con un generador propio para efectuar ensayos de cortocircuito. Se trata de un centro independiente propiedad del grupo Eaton, y no solo lleva a cabo ensayos para empresas de su grupo sino también para otros fabricantes. Al igual que otros muchos centros de pruebas de alta, media y baja tensión, el laboratorio utiliza equipos Genesis HighSpeed para tareas de registro de transitorios y adquisición de datos.

El Laboratorio Damstra realiza distintos tipos de ensayos de componentes y equipos eléctricos. Con la ayuda de los ensayos, valida diseños y especificaciones dentro del proceso de desarrollo de productos de distintos fabricantes, se ocupa de obtener certificaciones conforme a las normas aplicables y hace comprobaciones de componentes procedentes de fábricas. El objetivo es garantizar que cumplen las especificaciones iniciales de producto y que los procesos de fabricación son correctos. Por otro lado, el laboratorio investiga no conformidades, para determinar la causa raíz cuando hay fallos en los sistemas. Para terminar, el personal del laboratorio ayuda a los clientes a confeccionar planes de pruebas, en conexión con la validación de diseños y la certificación de productos.

“El Laboratorio Damstra está especializado en ensayos de sistemas de conmutación y distribución eléctrica y en componentes de conmutación eléctrica”, explica Menno Visser, director del laboratorio. “Nuestra competencia esencial es convertir las normas aplicables a los productos en ensayos fiables. Hacemos pruebas de equipos muy variados, desde fusibles y pantógrafos ferroviarios de alta tensión hasta terminales para cables y barras colectoras. Realizamos ensayos de cortocircuito, ensayos de impulsos de tensión, ensayos de resistencia a la tensión, mediciones de descarga (parcial), pruebas de aumento de temperatura y pruebas de resistencia mecánica. Entre nuestros clientes figuran constructores de paneles, fabricantes de cables y accesorios, y empresas dedicadas al suministro eléctrico, la energía y el transporte, tanto ferroviario como de vehículos eléctricos”.

El laboratorio trabaja conforme a la norma IEC/ISO 17025 y se somete a una auditoría anual a cargo de IECEE, como Laboratorio de ensayos CB para la certificación DEKRA. Asimismo, el Laboratorio Damstra está reconocido por Intertek para la realización de certificaciones ASTA.

Estación de control del Laboratorio Damstra
Estación de control del Laboratorio Damstra
Secuenciador de pruebas BE32000
Secuenciador de pruebas BE32000 de HBM, para la temporización y el control de secuencias en ensayos balísticos y de aparamenta de conexión.
Dispositivos de pruebas ya cableados
Dispositivos de pruebas ya cableados

Hazemeyer y Holec

La historia del Laboratorio Damstra se remonta a 1920, año en el que se creó el laboratorio de Hazemeyer & Co. En sus primeros años, este laboratorio se dedicó fundamentalmente a realizar ensayos de productos desarrollados y fabricados por la empresa Hazemeyer y, posteriormente, por Holec. Fue uno de los primeros laboratorios de los Países Bajos dotado de instalaciones para ensayos de alta tensión.

En 2001 se abrió un nuevo laboratorio en su actual ubicación de la calle Europalaan, en la localidad de Hengelo. Tomó su nombre del profesor Damstra, que participó en su diseño. En 2003, Holec fue absorbida por Eaton. Formalmente, el laboratorio es parte de la división eléctrica europea de Eaton, aunque funciona como un laboratorio de ensayos independiente. Eso le permite atender encargos de terceros. Con los años, el volumen de trabajo que el laboratorio desarrolla para terceros ha aumentado considerablemente; hoy día supone un porcentaje mayoritario de su actividad.

“El Laboratorio Damstra tiene doce empleados y no es precisamente el laboratorio más grande de ensayos de componentes y sistemas eléctricos”, explica Visser. Y añade: “Pero como somos una organización relativamente pequeña y horizontal, podemos trabajar de manera muy ágil y flexible. En todo el mundo, la competencia es altísima. Sin embargo, gracias a nuestras líneas directas de comunicación, a la efectividad de nuestras instalaciones de ensayo y a la experiencia de nuestros ingenieros, ofrecemos a nuestros clientes un soporte óptimo. Nuestro equipo puede realizar ciclos de pruebas completos. Nosotros mismos desarrollamos los ensayos, configuramos el montaje, realizamos los ensayos, validamos los datos y reflejamos todos los resultados en el informe de pruebas. Por si todo esto fuera poco, también nos encargamos del mantenimiento de los equipos”.

Inner view of the of short-circuit testing facilities
Vista del interior de las instalaciones de ensayos de cortocircuito
Inner view of the of short-circuit testing facilities
Vista del interior de las instalaciones de ensayos de cortocircuito
View of one switchboard at Damstra Lab
Vista de un cuadro eléctrico

Instalaciones bien equipadas para ensayos de componentes eléctricos

El Laboratorio Damstra está muy bien equipado. “Contamos con cuatro salas de pruebas, en las que realizamos varios tipos de ensayos de cortocircuito”, nos explica Peter van Gestel, ingeniero de pruebas sénior y coordinador de los ensayos de cortocircuito durante una visita a las instalaciones. “Dos de ellas están conectadas a nuestro propio generador de cortocircuito, que data de 1956 pero que se sometió a una revisión en profundidad en 2015. El rotor del generador pesa 28 toneladas y proporciona una potencia de 500 MVA. La tensión de salida de 6,3 kV se transforma a distintos niveles de tensión por medio de transformadores. Podemos generar una corriente de cortocircuito máxima de 120 kVA durante 1 segundo. El sistema de activación que hemos desarrollado en combinación con los temporizadores de HBM nos permite efectuar ensayos de cortocircuito en el rango de baja tensión hasta 1450 V y en el rango de media tensión hasta 24 kV. También disponemos de un potente laboratorio dieléctrico, en el que hacemos ensayos de frecuencia de red, ensayos de descarga y ensayos de choques con sistemas y componentes de baja y media tensión, con tensiones máxima de  400 kV”.

Para las pruebas de temperatura con valores comprendidos entre -40 y +180 ºC, el laboratorio cuenta con cuatro cámaras climáticas para pequeños componentes. Igualmente, tiene una cámara de temperatura para grandes equipos e instalaciones, en la que pueden efectuarse ensayos de temperatura entre -25 y +60 ºC. El laboratorio también es capaz de realizar pruebas de resistencia mecánica de interruptores, por ejemplo. Si es preciso, se pueden grabar con cámaras de alta velocidad.

Unidad receptora del sistema de aislamiento ISOBE, de HBM
Unidad receptora del sistema de aislamiento ISOBE, de HBM
Adquisición segura de datos de mediciones de alta tensión, con el sistema de transmisión ISOBE
Adquisición segura de datos de mediciones de alta tensión, con el sistema de transmisión ISOBE
Adquisición de datos en tiempo real con registradores Genesis HighSpeed de HBM
Adquisición de datos en tiempo real con registradores Genesis HighSpeed de HBM

Pruebas de rayos

El laboratorio utiliza equipos de pruebas y adquisición de datos desde los ochenta. Incluso utilizó los predecesores de los equipos Genesis HighSpeed que HBM fabrica desde 2009. En la actualidad, el Laboratorio Damstra utiliza distintos sistemas de esta serie en los procedimientos de distintas pruebas; por ejemplo, los sistemas de adquisición de datos Genesis 7t, Genesis 5i y Genesis 2i. Los equipos Genesis se componen de un registrador de transitorios, un registrador de datos y un sistema de adquisición, todo en un mismo chasis. El laboratorio también utiliza equipos de HBM especialmente desarrollados para ensayos eléctricos. Por ejemplo, dispone de un registrador de transitorios autónomo ISOBE5600, capaz de medir a velocidades de hasta 100 MS/s. Este equipo proporciona datos digitales y es apto para llevar a cabo ensayos de alta tensión, del tipo de pruebas de rayos, de conmutación y de impulsos. Para proteger el registrador frente a las interferencias electromagnéticas, se utilizan cables de fibra óptica. Los datos obtenidos se procesan con el software Perception de HBM.

“Las ventajas del sistema registrador de transitorios de HBM también se notan en la medida de tensiones bruscas”, comenta Van Gestel. “El impulso de un rayo dura tan solo una fracción de segundo y eso exige medir a velocidades extremadamente altas. Los datos medidos se transfieren al PC utilizando fibra óptica, para eliminar interferencias y obtener datos de medición más precisos. De este modo, además, es imposible que el pico de alta tensión alcance otros equipos, con lo que la seguridad también mejora considerablemente”.

El Laboratorio Damstra utiliza asimismo el secuenciador de ensayo BE3200 de HBM. Este controlador de alta velocidad permite manejar con precisión los equipos durante la ejecución de los ensayos. Este dispositivo se ha desarrollado especialmente para temporizar y gestionar secuencias de ensayo, durante pruebas de aparamenta de conexión de baja, media y alta tensión. Se instala un sensor en el eje de un generador de cortocircuito y la temporización del secuenciador se sincroniza con el generador. Las 32 salidas ópticamente aisladas se van activando y desactivando en función de la secuencia programada. El software proporciona resultados en tiempo del orden de milisegundos. El programa de control del secuenciador funciona desde un PC normal.

Muy satisfechos con los equipos Genesis HighSpeed

Nunca hemos sentido la necesidad de buscar alternativas a los equipos Genesis HighSpeed”,  confiesa Van Gestel.

“Estamos muy satisfechos con los equipos y con el software. Tanto los equipos como el software son bien conocidos en la industria por su fiabilidad y constituyen soluciones contrastadas. Las auditorías de nuestros laboratorios son muy flexibles en todo lo que respecta a equipos de medición y software. HBM nos suministra equipos y software, además de proporcionarnos formación y servicios de mantenimiento. Nos gustan especialmente las actualizaciones automáticas del software que forman parte del contrato de servicio. Así, nuestro software está siempre al día, con independencia de los equipos que utilicemos. Otro aspecto importante es que los asesores de HBM siempre buscan activamente soluciones óptimas. Aunque somos nosotros quienes fijamos las especificaciones de los equipos de medición que queremos, HBM siempre aporta un punto de vista valioso sobre la solución final. También nos ayudan a programar el software si necesitamos una funcionalidad específica. De hecho, para nosotros es una gran ventaja que el departamento de desarrollo de Genesis se encuentre en Waalwijk, porque la comunicación es muy fluida. En justa reciprocidad, el departamento de desarrollo de HBM nos consulta con regularidad cuando están trabajando en algo nuevo. El resultado es una interacción muy fructífera”.

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