Las corrientes de fuga fluyen a través de la superficie de los aisladores contaminados en condiciones atmosféricas húmedas y se relacionan estrechamente con los fenómenos de descarga resultantes. Tienen una gama de características que incluyen amplitud máxima, número de pulsos que exceden ciertas amplitudes, frecuencia de pulso, componente armónico de la forma de onda, etc.

Debido a sus efectos térmicos, pronto aparecen zonas secas en lugares donde la densidad de corriente de fuga es más alta (por ejemplo, en las tapas y clavijas de los aisladores de suspensión) y la corriente de fuga se detiene de manera efectiva. Sin embargo, la distribución del potencial a lo largo de la superficie del aislador ha cambiado y los dos extremos de la "zona seca" pueden soportar un voltaje más alto. Pero una vez que esta zona seca no resista el voltaje, se producirá una perforación de aire a lo largo de la superficie y el resultado serán fenómenos como descargas de chispas, arcos menores y aparición de un pulso de corriente de fuga.

En el caso de CA, un pulso de descarga dura solo unas pocas o decenas de frecuencias. Para DC, la duración del pulso también se puede calcular en milisegundos, sin embargo, el intervalo entre pulsos sucesivos dependerá en gran medida del clima. Por ejemplo, bajo humectación saturada o casi saturada, el intervalo entre pulsos puede ser de varios segundos o varios minutos. Pero bajo una humedad ambiental menos saturada, el intervalo entre pulsos puede ser de decenas o incluso decenas de minutos. Si el clima no es húmedo, es posible que no haya ninguna corriente de fuga.

El alcance de la corriente de fuga, por supuesto, no depende únicamente de la humectación, sino también del tipo de aislador, las dimensiones, el voltaje de funcionamiento y los niveles de contaminación. Debido a que el tipo de aislador, las dimensiones y la resistencia requerida en servicio se especifican en condiciones de humedad saturada, el alcance de la corriente de fuga se correlaciona estrechamente con la contaminación y, de hecho, se puede utilizar para caracterizar el nivel de contaminación de un aislador. Además, debido a que la instalación de sistemas de monitoreo de corriente de fuga en línea es relativamente simple, ahora hay un interés creciente en usarlos no solo para el monitoreo en tiempo real de los niveles de contaminación del aislador, sino también para activar alarmas en caso de descarga disruptiva inminente.

Como parámetro para caracterizar los niveles de contaminación, la corriente de fuga tiene sus ventajas y desventajas. Una ventaja, como se mencionó, es la facilidad de configurar el monitoreo en línea, mientras que una desventaja es el alto impacto de las condiciones climáticas. Por ejemplo, el monitoreo de fugas de corriente en línea no tendrá éxito en áreas que experimentan sequías prolongadas. Además, incluso en áreas con algo de humedad, es posible que no se encuentre en un nivel suficientemente saturado. Dado que la corriente de fuga se relaciona tanto con el nivel de contaminación como con el grado de humectación, el análisis de las señales recopiladas solo adquiere sentido si se tienen en cuenta estas condiciones.

Actualmente, la investigación en China se centra en:

• Examinar la relación entre la corriente de fuga y la acumulación de contaminación, la humectación, la tensión de funcionamiento, así como el tipo y la geometría del aislador para proponer diversas relaciones cuantitativas;

• Desarrollar más métodos matemáticos para analizar la forma de onda de la corriente de fuga y utilizar procesamiento y análisis de señales para evaluar mejor los datos en términos de dominio del tiempo, dominio de la frecuencia, fase y energía. Además, tratar de encontrar los parámetros de corriente de fuga que se relacionen más estrechamente con la acumulación y humectación de la contaminación del aislador, así como caracterizarlos;

• Desarrollar dispositivos mejorados para el monitoreo en línea que recolectarán grandes cantidades de señales de corriente de fuga y al mismo tiempo podrán realizar todos los análisis estadísticos necesarios.

Ahora se está avanzando en todas las áreas. Por ejemplo, a través de pruebas exhaustivas, se ha obtenido la relación entre la corriente de fuga y el nivel de contaminación, así como la humedad relativa (HR). Además, se ha estudiado el impacto sobre la corriente de fuga de factores tales como la niebla, la lluvia, la condensación, el derretimiento del hielo, etc.

El efecto de los componentes no solubles así como de las sales solubles en la absorción de humedad por parte de los contaminantes también es un asunto de cierto interés. Si los contaminantes contienen azúcar, por ejemplo, pueden absorber humedad a una HR más baja y, por lo tanto, se pueden detectar corrientes de fuga y descargas más altas. En este sentido, los hallazgos se pueden obtener no solo a través de pruebas, sino también derivando la relación teórica entre la corriente de fuga y parámetros como el voltaje de operación, la dimensión del aislador, la conductividad superficial y SDD.

Sobre la base de señales de corriente de fuga completas y confiables, la identificación del modelo y la lógica difusa se pueden usar para analizar datos en términos de dominio de tiempo, dominio de frecuencia, fase y energía, mientras se intenta encontrar las características de la corriente de fuga que se correlacionan más estrechamente. a la acumulación y humectación de la contaminación. Sin embargo, todavía queda un camino por recorrer para que dicho análisis sea más práctico. Por el momento, por ejemplo, la característica de corriente de fuga que más se relaciona con la tensión de descarga disruptiva de la contaminación sigue siendo su amplitud máxima.

La Universidad de Tsinghua desarrolló una variedad de dispositivos de medición de corriente de fuga aplicables a laboratorios, subestaciones y transmisión aérea. Casi 100 de estos dispositivos en línea están instalados en diferentes partes del país y han generado una gran cantidad de datos que ofrecen una base para realizar un análisis estadístico detallado de la corriente de fuga. Otras universidades chinas y también fabricantes han desarrollado instrumentos de prueba similares que ahora se utilizan en servicio para recolectar, procesar y analizar señales de corriente de fuga.

Aunque aún queda por hacer más investigación, se puede afirmar que la medición en línea de la corriente de fuga ofrece excelentes perspectivas para monitorear los niveles de contaminación del aislador, así como el riesgo de descarga disruptiva.

https://www.inmr.com/monitoring-leakage-current-evaluate-insulator-pollution/           Prof. Guan Zhicheng