Diseño y construcción de una resistencia de frente y una de cola para el generador de impulsos de tensión tipo maniobra del Laboratorio de Alta Tensión de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas

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Universidad Distrital Francisco José De Caldas

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Resumen

High-voltage laboratories can be classified according to their equipment and scope, distinguishing between accredited and teaching laboratories. Within the latter category is the High Voltage Laboratory of Universidad Distrital Francisco José de Caldas (LAT-UD), where academic, research, and extension activities are carried out. In response to the impossibility of generating switching impulses due to the lack of required components, this work addresses the design, construction, and validation of a front resistor (58 kΩ) and a tail resistor (118 kΩ) for the switching impulse generation circuit of the LAT-UD. Based on theoretical values validated in ATP/EMTP, a modular construction approach was adopted, adjusting the electrical design to the availability of commercial high-voltage components, and defining the internal arrangement, encapsulation, and labeling using Fusion 360®. Frequency sweep, electrical stress, and impulse generation tests confirmed linear behavior up to 80 kHz, the suitability of air as the insulating medium, and compliance with standardized front and tail times. As a result, the LAT-UD now has new components that expand its technical capabilities, supporting academic training and research in high voltage and electromagnetic compatibility.

Descripción

Los laboratorios de alta tensión se clasifican según su equipamiento y alcance, distinguiéndose entre laboratorios acreditados y docentes. En este último grupo se encuentra el Laboratorio de Alta Tensión de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas (LAT-UD), donde se desarrollan actividades académicas, de investigación y extensión. En respuesta a la imposibilidad de generar impulsos tipo maniobra debido a la ausencia de los componentes requeridos, este trabajo aborda el diseño, construcción y validación de una resistencia de frente (58 kΩ) y una de cola (118 kΩ) para el circuito de generación de impulsos tipo maniobra del LAT-UD. A partir de valores teóricos validados en ATP/EMTP, se adoptó una construcción modular ajustada a la disponibilidad de elementos comerciales, definiendo su disposición interna, encapsulamiento y rotulado mediante Fusion 360®. Las pruebas de barrido en frecuencia, esfuerzo eléctrico y generación de impulsos confirmaron un comportamiento lineal hasta 80 kHz, la idoneidad del aire como aislante y el cumplimiento de los tiempos establecidos normativamente. Con estos resultados, el LAT-UD cuenta con nuevos elementos que amplían su capacidad técnica, favoreciendo la formación académica y la investigación en alta tensión y compatibilidad electromagnética.

Palabras clave

Sobretensiones, Impulsos tipo maniobra, Resistencias de alta tensión, Laboratorios de alta tensión, ATP/EMTP, Fusion 360®

Materias

Ingeniería Eléctrica -- Tesis y disertaciones académicas

Citación