Saturación por DC de Inversores en ATEX Zona 1 y Diagnóstico DGA

Fenomenología Electromagnética de la Inyección de Componente Continua

En las instalaciones industriales de la industria química clasificadas como ATEX Zona 1, el uso masivo de convertidores estáticos de potencia —tales como rectificadores de frente activo (AFE, Active Front End), accionamientos de frecuencia variable (VFD) y sistemas de almacenamiento de energía por baterías (BESS)— ha introducido un fenómeno crítico de degradación electromagnética: la inyección no intencionada de componente continua (DC offset) en el sistema de distribución en corriente alterna. Esta inyección de corriente continua, aun cuando sus magnitudes se limiten a fracciones del 0.5% al 1% de la corriente nominal del transformador, altera de manera radical el régimen de magnetización del núcleo de los transformadores de potencia y de aislamiento.

La causa raíz de este fenómeno radica en las asimetrías intrínsecas de conmutación de los semiconductores de potencia (IGBTs/IGCTs), las desviaciones térmicas de los sensores de corriente de efecto Hall en los bucles de control de los inversores, el tiempo muerto asimétrico (dead-time distortion) durante los disparos de los brazos del puente y el desequilibrio en las tensiones de la barra de C.C. intermedia. Desde el punto de vista electromagnético, la resistencia en corriente continua del devanado primario del transformador ($Rdc$) es de una magnitud extremadamente reducida. Por tanto, una tensión continua residual mínima ($Vdc$) produce una corriente continua significativa $Idc = Vdc / Rdc$, la cual fluye a través del devanado y genera un flujo magnético continuo unidireccional ($\Phi_{dc}$).

El flujo magnético total en el núcleo del transformador pasa a estar determinado por la superposición del flujo alterno de frecuencia fundamental ($\Phi_{ac}$) y el flujo continuo offset ($\Phi_{dc}$):

donde $N$ representa el número de espiras del devanado, $\omega$ es la frecuencia fundamental angular ($2\pi f$), y $\mathcal{R}_{m}$ es la reluctancia magnética equivalente del circuito del núcleo, expresada por:

Dado que la permeabilidad magnética relativa del acero al silicio de grano orientado (CRGO) $\mu_r(B)$ es altamente no lineal y dependiente de la densidad de flujo instantánea $B(t)$, la presencia de $Bdc = \Phi_{dc} / Aeff$ desplaza el punto de operación medio en el ciclo de histéresis $B-H$. Este desplazamiento sesga la curva hacia la región de saturación magnética profunda durante un semiciclo de la onda sinusoidal, mientras que el semiciclo opuesto permanece en la región lineal.

La consecuencia directa de esta saturación asimétrica es la deformación severa de la corriente de magnetización ($imag(t)$). El comportamiento de la densidad de flujo y la corriente magnetizante resultante se describe matemáticamente mediante la serie de Fourier de una onda fuertemente distorsionada con pérdida de simetría de media onda:

A diferencia de la saturación simétrica (que únicamente genera armónicos impares de orden $3, 5, 7, \dots$), la saturación por offset de C.C. induce la aparición de una familia densa de armónicos pares ($2^\circ, 4^\circ, 6^\circ, \dots$) junto con un incremento exponencial en el valor de cresta de la corriente de magnetización ($Ipeak$). En condiciones de saturación severa, la magnitud de la corriente de magnetización puede multiplicarse por un factor de 10 a 50 respecto a su valor nominal en vacío, adoptando la forma de impulsos estrechos y de alta amplitud en cada período de la tensión de red.

Este flujo disperso y fuertemente distorsionado invalida los modelos lineales de diseño magnético, provocando un acoplamiento inductivo parásito con las estructuras metálicas circundantes, los herrajes del núcleo, las prensas de los devanados y la cuba del transformador.

Impacto Térmico y Mecánico en Enclaves ATEX Zona 1 e Instalaciones IEC 61439-1/2

En el contexto estricto de una planta química con clasificación de riesgo de explosión ATEX Zona 1 (según las directivas IEC 60079-0 e IEC 60079-14), los equipos eléctricos no solo deben operar dentro de sus límites nominales de rendimiento, sino que deben garantizar bajo cualquier condición de fallo de servicio que la temperatura de sus superficies externas nunca alcance la temperatura de autoignición de la mezcla de gas, vapor o niebla presente en el entorno (clases de temperatura T1 a T6).

La saturación por C.C. de los transformadores y reactancias alojados en o conectados a la Zona 1 altera los parámetros de diseño térmico definidos por las normas de ensamblaje de aparamenta de baja tensión IEC 61439-1 y 61439-2. La saturación del núcleo invalida la suposición de que el flujo magnético se mantiene confinado dentro de las chapas de acero magnético. Al alcanzarse la densidad de flujo de saturación del material ($Bsat \approx 1.7 - 2.0 T$ en chapas CRGO), la permeabilidad del núcleo cae drásticamente hasta valores cercanos a la permeabilidad del aire ($\mu_r \to 1$). Esto desvía una fracción crítica del flujo magnético hacia las trayectorias de dispersión exterior (stray flux).

Este flujo magnético de dispersión incide de manera perpendicular sobre los elementos estructurales no laminados del transformador y los envolventes del cuadro eléctrico (puertas, perfiles de soporte de chapa de acero, blindajes de blindobarras según IEC 61439-2). De acuerdo con la ley de Faraday-Lenz y las ecuaciones de difusión de campo electromagnético, el flujo disperso variable induce corrientes parásitas de Foucault (eddy currents) masivas en la pared de la cuba y en las estructuras de soporte del cuadro:

donde $\sigma$ es la conductividad eléctrica del acero estructural y $\vec{A}_{stray}$ es el potencial vector magnético del flujo de dispersión. Estas pérdidas por corrientes de Foucault se concentran en volúmenes metálicos muy reducidos, generando "puntos calientes" o hotspots localizados. En un enclave ATEX Zona 1 con requerimiento estricto de Clase de Temperatura T4 (temperatura máxima de superficie permitida $Tmax \le 135^\circ C$), la generación de un hotspot localizado en la pared externa del transformador o en la envolvente del ensamble IEC 61439 debido a la dispersión por saturación puede superar fácilmente los $160^\circ C - 200^\circ C$ en pocos minutos de operación descontrolada por C.C., anulando de inmediato el modo de protección Ex (ej. Ex "d", Ex "eb" o Ex "p").

Adicionalmente, bajo la norma IEC 61439-1/2 (Cláusula 10.10 de Verificación del Incremento de Temperatura), el dimensionamiento de las barras colectoras y la capacidad de disipación del ensamble se calculan sobre la base de pérdidas de Joule lineales y pérdidas armónicas estándar. La saturación por C.C. induce un doble impacto térmico-mecánico:

• Derating Térmico Extremo de Envolventes: Las pérdidas totales en el hierro del transformador aumentan según una función cuadrática de los componentes armónicos de alta frecuencia inducidos en el flujo ($PFe = Physt \cdot \frac{f}{50} + Peddy \cdot \left(\frac{f}{50}\right)^2$). El volumen de aire interno dentro del armario superará los límites de temperatura operativa ambiente interna ($35^\circ C$ de media en 24h), provocando el colapso dieléctrico prematuro de los aisladores de soporte de las barras (poliamidas, resinas epoxi).
• Esfuerzos Mecánicos Magnetostrictivos: El régimen magnético asimétrico genera fuerzas electromagnéticas y fuerzas de reluctancia de gran magnitud que varían a la frecuencia fundamental y a frecuencias armónicas pares ($100 Hz , 200 Hz$). La distorsión por magnetostricción ($\lambda = \Delta L / L$) deja de ser simétrica y produce aceleraciones vibratorias intensas en los prensas del núcleo y envolventes metálicas:
  $$Fmag(t) = \frac{B(t)^2 \cdot Aeff}{2 \mu_0} = \frac{\left(Bac\sin(\omega t) + Bdc\right)^2 Aeff}{2 \mu_0}$$
  El término cruzado $\frac{Bac Bdc \sin(\omega t) Aeff}{\mu_0}$ introduce una fuerza oscilatoria primaria a la frecuencia fundamental de $50 Hz$ (en lugar de la pulsación normal a $100 Hz$), desencadenando resonancias mecánicas en las estructuras del cuadro bajo IEC 61439, aflojamiento de uniones atornilladas y deterioro mecánico en los sellos de estanqueidad ATEX (juntas elastoméricas Ex "d" o Ex "t").

Diagnóstico de Degradación Dieléctrica mediante Análisis de Gases Disueltos (DGA) y Triángulo de Duval

El sobrecalentamiento localizado y el estrés eléctrico severo derivados de la saturación del núcleo por C.C. causan la degradación térmica y fotoquímica de los dieléctricos líquidos (aceites minerales o ésteres sintéticos/naturales) y sólidos (papel Kraft, cartón prensado Pressboard) utilizados en el aislamiento del transformador. La descomposición de las cadenas de hidrocarburos del fluido aislante libera gases combustibles que se disuelven en la matriz líquida. El Análisis de Gases Disueltos (DGA, Dissolved Gas Analysis), estandarizado por IEC 60599 e IEEE C57.104, constituye la herramienta forense primaria para la detección de estas anomalías.

Los mecanismos térmicos provocados por el flujo de dispersión en saturación por C.C. producen patrones de descomposición de gas altamente característicos. Las temperaturas del hotspot determinan la ruptura de enlaces químicos específicos:

• Bajas temperaturas ($T < 300^\circ C$): Ruptura de enlaces C-C débiles, liberando principalmente Etano ($C _2 H _6$) y Metano ($CH _4$).
• Temperaturas medias ($300^\circ C < T < 700^\circ C$): Ruptura de enlaces C-H y C=C, dando lugar a la dominancia de Etileno ($C _2 H _4$).
• Altas temperaturas ($T > 700^\circ C$) o arcos por fallos de aislamiento secundario: Generación masiva de Etileno ($C _2 H _4$) y aparición de Acetileno ($C _2 H _2$).

Para diagnosticar inequívocamente la degradación inducida por la saturación por offset de C.C., se aplica la metodología del Triángulo 1 de Duval, basada en las proporciones relativas de tres gases clave de hidrocarburos: Metano ($CH _4$), Etileno ($C _2 H _4$) y Acetileno ($C _2 H _2$). Las coordenadas dentro del triángulo se calculan porcentualmente a partir de las concentraciones en ppm mediante las siguientes expresiones:

La interpretación de la degradación causada por la saturación por C.C. a través del Triángulo 1 de Duval abarca las siguientes zonas térmicas:

• Zona T1 (Fallo Térmico $T < 300^\circ C$): Caracterizada por una alta concentración de $CH _4$ y $C _2 H _6$. Ocurre en las etapas iniciales de la inyección de C.C., donde el flujo magnético disperso induce calentamiento leve en las bridas del núcleo y las paredes del tanque.
• Zona T2 (Fallo Térmico $300^\circ C < T < 700^\circ C$): Corresponde al punto operativo crítico de saturación permanente por C.C. Las concentraciones de Etileno ($C _2 H _4$) aumentan vertiginosamente, situando el punto de coordinadas en la región media-derecha del triángulo. Esto confirma la presencia de hotspots en componentes estructurales de acero o en las zonas adyacentes a los bobinados.
• Zona T3 (Fallo Térmico $T > 700^\circ C$): Ocurre cuando la saturación por C.C. induce un recalentamiento masivo en las conexiones internas o destruye las láminas de aislamiento térmico de los pernos de apriete, alcanzando temperaturas extremas en presencia de concentraciones de $C _2 H _4 > 50\%$.

Para refinar la caracterización de los fallos térmicos de baja y media temperatura producidos por flujos parásitos frente a fallos en el papel aislante, se utiliza de manera complementaria el Triángulo 4 y Triángulo 5 de Duval (específicos para fallos térmicos de baja temperatura y transformadores en servicio con fluidos no minerales):

Un incremento sostenido en el gas Monóxido de Carbono ($CO$) y Dióxido de Carbono ($CO _2$), junto con un cociente $CO _2 / CO < 3$, confirma inequívocamente que el hotspot provocado por el flujo disperso de saturación ha alcanzado la celulosa aislante (papel Kraft), degradando irreparablemente su estructura polimérica.

Análisis Forense de Fallos en Componentes de Potencia

La inyección continuada de componente continua a través de conversores de electrónica de potencia desencadena un proceso de degradación en cadena sobre los activos del sistema eléctrico. A continuación se realiza la disección forense por componente:

Transformadores de Potencia y Aislamiento

El primer modo de fallo es la descomposición pirolítica de la celulosa aislante. El papel Kraft está compuesto por cadenas de glucosa cuyo parámetro indicativo de vida es el Grado de Polimerización (DP). Un aislamiento celulósico nuevo posee un $DP \approx 1000 - 1200$. Bajo el impacto de hotspots térmicos inducción por flujo disperso ($T > 140^\circ C$), la velocidad de ruptura de las cadenas de celulosa se acelera exponencialmente según la ecuación de Arrhenius:

Cuando el $DP$ desciende por debajo de 200, la resistencia mecánica del papel se reduce al 20% de su valor original, volviéndose quebradizo. Ante cualquier esfuerzo electrodinámico posterior (como una corriente de cortocircuito pasante), las espiras del devanado sufren un colapso mecánico y un cortocircuito entre espiras (turn-to-turn fault).

El segundo modo de fallo en transformadores es el ruido acústico anómalo y la resonancia estructural. La inyección de C.C. rompe la simetría del ciclo de histéresis, generando ondas de vibración a la frecuencia fundamental ($50 Hz$) que se superponen a los componentes armónicos. Esto provoca un estrés sostenido sobre las soldaduras de la cuba y el fallo fatiga en las tuberías del sistema de refrigeración (radiadores y bombas de aceite).

Cables y Canalizaciones Eléctricas (IEC 60287 / NEC 310)

Los cables de media y baja tensión que conectan los inversores AFE a los transformadores experimentan un régimen térmico severamente alterado. La corriente no sinusoidal y fuertemente asimétrica rica en armónicos pares de bajo orden (especialmente el $2^\circ$ y $4^\circ$ armónico) induce un incremento drástico en la resistencia efectiva en C.A. del conductor ($Rac$), debido a los efectos de piel (skin effect) y de proximidad (proximity effect):

donde $y_s$ y $y_p$ son los factores de efecto piel y de proximidad respectivamente, los cuales escalan proporcionalmente con el cuadrado de la frecuencia de las componentes armónicas causadas por la saturación ($y_s \propto f^2$). Esto se traduce en un incremento severo de la temperatura interna de los conductores, acelerando el envejecimiento térmico del aislante XLPE o EPR por encima de su temperatura máxima admisible en régimen permanente ($90^\circ C$), promoviendo el fenómeno de árboles de agua (water treeing) y descargas parciales destructivas en instalaciones subterráneas químicas.

Aparamenta de Maniobra y Relés de Protección

La presencia de componente continua y saturación en los transformadores altera la operación de los sistemas de protección (IEC 60255):

• Saturación de Transformadores de Medida y Protección (TI/CT): La corriente primaria fuertemente distorsionada y con offset de C.C. se transfiere al secundario de los transformadores de intensidad. El núcleo del propio TI se satura rápidamente, provocando una deformación severa de la señal secundaria enviada a los relés de protección. Esto causa el cegamiento (underreaching) o disparo intempestivo (overreaching) en reles de sobrecorriente (50/51) y relés de protección diferencial de transformador (87T).
• Interrupción de Arco en Interruptores Automáticos (IEC 60947-2 / IEC 62271-100): La distorsión de la onda de corriente puede desplazar los puntos de cruce por cero ($zero-crossing$) de la corriente alternada, u omitirlos durante varios ciclos en el caso de fallos combinados con transitorios de C.C. Los interruptores automáticos dependen del paso natural por cero para extinguir el arco eléctrico en las cámaras de soplado. La ausencia o distorsión del cruce por cero prolonga el tiempo de arco, destruyendo los contactos de potencia de plata-cadmio/tungsteno e induciendo el estallido catastrófico de la cámara de extinción en atmósferas ATEX.

Matriz Comparativa de Parámetros Electromagnéticos, Normativos y de Diagnóstico

Parámetro Electrónico / Térmico	Operación Normal Nominal (Sin Offset C.C.)	Saturación Severa por C.C. (Offset > 0.5% $I_n$)	Límite según Norma (IEC / IEEE / ATEX)	Consecuencia DGA y Diagnóstico Forense
Densidad de Flujo Magnético ($Bpeak$)	$1.50 - 1.68 T$ (Región lineal del acero CRGO)	$1.90 - 2.15 T$ (Saturación profunda en un semiciclo)	$Bmax < 1.75 T$ (Criterio de diseño del fabricante)	Induce pérdidas aberrantes en el hierro; inicio de degradación por hotspots localizados.
Corriente de Magnetización ($Imag$)	$< 1\% - 2\%$ de $I_n$ (Forma de onda quasi-sinusoidal)	$10\% - 50\%$ de $I_n$ (Impulsos periódicos de gran amplitud)	IEEE Std C57.110 / IEC 60076-1	Generación acelerada de gases $H _2$ y $CH _4$ por descargas parciales superficiales y sobrecalentamiento.
Temperatura Externa de la Cuba / Envolvente	$55^\circ C - 70^\circ C$ (Elevación media sobre ambiente)	$> 140^\circ C - 180^\circ C$ (En zonas de flujo disperso concentrado)	IEC 60079-0 (ATEX T4: $Tmax \le 135^\circ C$) / IEC 61439-1 (Cláusula 10.10)	Riesgo inminente de ignición ATEX. Diagnóstico DGA: Zona T2 o T3 en Triángulo de Duval ($C _2 H _4$ dominante).
Contenido de Armónicos en Corriente	THD$_i < 3\%$, dominancia de armónicos impares ($3^\circ, 5^\circ$)	THD$_i > 25\%$, presencia masiva de armónicos pares ($2^\circ, 4^\circ, 6^\circ$) y C.C.	IEEE 519 / IEC 61000-3-6 (Límite de inyección C.C. $< 0.5\%$ $I_n$)	Pérdidas severas en aislantes líquidos; aceleración de pirólisis en el papel aislante.
Nivel de Ruido Acústico y Vibración	$55 - 65 dBA$ (Vibración dominante a $100 Hz$)	$> 85 - 95 dBA$ (Aparece componente severa a $50 Hz$ e impares)	IEC 60076-10 (Límites de presión acústica)	Fallo mecánico por fatiga en abrazaderas, fugas en juntas de estanqueidad ATEX y conectores.
Grado de Polimerización del Papel (DP)	$1000 - 1200 (Estado nuevo)$	Caída a $< 200 (Fin de vida útil del aislamiento)$	IEC 60450 / IEEE C57.100	Generación masiva de $CO$ y $CO _2$, relación $CO _2/ CO < 3$, presencia de furanos (2-FAL).

Estrategias de Mitigación y Criterios de Diseño Anti-Saturación

La resolución del riesgo térmico ATEX y la prevención de fallos dieléctricos en instalaciones impulsadas por conversores exige una combinación de técnicas de mitigación activas, modificaciones pasivas de hardware y un estricto diseño conforme a las especificaciones de envolventes IEC 61439-1/2.

Mitigación Activa por Control del Inversor

Las arquitecturas avanzadas de control de inversores deben incorporar bucles de eliminación de offset de C.C. mediante el monitoreo de alta precisión del flujo en el transformador o el muestreo directo de la corriente de salida. Se utilizan sensores de corriente tipo Fluxgate de bucle cerrado (con deriva de cero $< 1 ppm/K$) acoplados a un algoritmo de compensación de valor medio en el procesador de señal digital (DSP):

Esta señal de corrección se resta directamente del módulo de modulación por ancho de pulsos (PWM), ajustando simétricamente el tiempo muerto de conmutación de los transistores superior e inferior de cada rama del inversor para cancelar el voltaje equivalente de corriente continua $Vdc \to 0$.

Mitigación Pasiva y Diseño Magnético

Cuando la inyección activa no puede ser garantizada al 100% bajo condiciones de fallo del inversor, se deben implementar soluciones a nivel de hardware pasivo:

• Inserción de Entrehierros Estratégicos (Core Gapping): La introducción de un pequeño entrehierro distribuido ($\delta$) en el circuito magnético del transformador incrementa sustancialmente la reluctancia del núcleo a la componente continua, atenuando drásticamente el flujo offset $\Phi_{dc}$. La reluctancia modificada viene dada por:
  $$\mathcal{R}_{m, modified} = \frac{leff}{\mu_0 \mu_r Aeff} + \frac{\delta}{\mu_0 Aeff}$$
  Aunque esto incrementa levemente la corriente de magnetización reactiva fundamental en vacío, desplaza la rodilla de saturación en la curva $B-H$, protegiendo al transformador frente a desviaciones sustanciales de C.C.
• Transformadores de Aislamiento con Devanados en Zig-Zag (Zn): Latopología de devanado en Zig-Zag crea un cancelador natural de componente continua y armónicos triplens en el lado secundario. Los flujos creados por la corriente continua en dos mitades opuestas de las columnas del devanado se oponen magnéticamente, logrando una cancelación neta de la fuerza magnetomotriz en C.C. ($FMM_{dc} = N Idc - N Idc = 0$).
• Filtros Bloqueadores de C.C. (DC Blocking Capacitors): Conexión en serie de bancos de condensadores no polarizados en el neutro del transformador o en las fases de acoplamiento de baja tensión. Los condensadores ofrecen una impedancia infinita a la C.C. ($Zdc = \infty$), bloqueando completamente el paso de cualquier componente en corriente continua proveniente del inversor.

Diseño de Envolventes y Montajes en ATEX Zona 1 (IEC 61439 / IEC 60079)

En el diseño de tableros de distribución e interfaz de potencia bajo IEC 61439-1/2 para aplicaciones ATEX Zona 1, deben implementarse las siguientes reglas estrictas de ingeniería anti-calentamiento por flujo disperso:

• Placas de Pasamuros Amagnéticas: La entrada de cables monopolares de gran sección a través de la envolvente Ex "d" o Ex "e" del tablero debe realizarse exclusivamente utilizando placas pasamuros de materiales amagnéticos (acero inoxidable austenítico AISI 316L, aluminio o latón). Esto evita el cierre del circuito magnético del flujo disperso alrededor del conductor, eliminando el calentamiento por corrientes de Foucault en el chasis del armario.
• Supervisión Térmica por Fibra Óptica Distribuida (DTS): Para evitar que la temperatura superficial de la envolvente en Zona 1 supere el límite ATEX T4 ($135^\circ C$), se deben instalar sensores continuos de temperatura por fibra óptica de Red de Bragg (FBG) directamente sobre los herrajes del núcleo, prensacables y paredes de la cuba. Estos sensores, inherentemente intrínsecos (Ex "i"), deben interbloquear el interruptor de alimentador principal en caso de detectar incrementos de temperatura por encima de $105^\circ C$.

Modelado e Integración Técnica en Vexten Suite

La evaluación rigurosa del impacto de la saturación por offset de C.C. en los sistemas eléctricos de plantas químicas requiere el uso de herramientas de simulación avanzada. El software Vexten Suite integra módulos de cálculo diseñados para contemplar la no linealidad electromagnética e hidrocarbúrica descrita.

Módulo de Cálculo de Cortocircuito (IEC 60909 / IEEE 141)

La saturación previa del núcleo por inyección de C.C. modifica las impedancias equivalentes del sistema en el momento de la ocurrencia de un cortocircuito. Bajo la norma IEC 60909, la corriente de cortocircuito de pico ($i_p$) depende directamente del factor $\kappa$ (factor de cresta), el cual está en función de la relación $R/X$ del circuito de fallo:

Cuando el núcleo del transformador está saturado por una componente previa de C.C., la reactancia de reactancia de magnetización y la reactancia de dispersión se reducen transitoriamente ($Xsat < Xlinear$). Esto desplaza drásticamente la relación $R/X$ hacia valores más altos de la relación espectral, mientras que la reactancia de secuencia cero desciende. Vexten Suite ajusta dinámicamente la matriz de admitancias del sistema ($\mathbf{Y}_{bus}$) recalculando el valor de la reactancia subtransitoria saturada ($X_{d\_sat}''$) para entregar una estimación precisa de la corriente de pico máxima $i_p$, previniendo la subdimensionamiento del poder de corte (breaking capacity) de los interruptores automáticos instalados en la Zona ATEX.

Módulo de Dimensionamiento de Cables y Derating Armónico (IEC 60287 / NEC 310)

El módulo de dimensionamiento de cables de Vexten Suite ejecuta un algoritmo iterativo basado en la norma IEC 60287 para la capacidad de transporte de corriente continua en régimen permanente, incorporando el factor de corrección térmico por distorsión armónica y C.C. ($Kderating$):

El software calcula internamente la resistencia en corriente alterna a la frecuencia de cada armónico par ($Rac(h)$) resultante de la saturación por C.C., evaluando los incrementos por profundidad de efecto piel $\delta_s = \sqrt{\frac{2}{\omega \mu \sigma}}$. De este modo, Vexten Suite evita el fallo dieléctrico de los cables que alimentan las cargas críticas en plantas químicas, garantizando que el punto de operación de temperatura del conductor permanezca por debajo de los $90^\circ C$ de diseño nominal.

Módulo de Análisis de Resonancia y Filtros de Armónicos

La inyección de corriente continua y la distorsión armónica por saturación modifican la respuesta en frecuencia de la red de potencia. La inductancia de magnetización equivalente del transformador desciende a valores mínimos instantáneos durante la saturación del núcleo ($L_{mag\_sat} \ll L_{mag\_nom}$). Esto desplaza la frecuencia de resonancia paralela del sistema ($fres$) hacia órdenes armónicos más elevados:

Si la frecuencia de resonancia sintonizada desplazada sintoniza con uno de los armónicos pares intensificados por la saturación (ej. $2^\circ$ armónico a $100 Hz$ o $4^\circ$ a $200 Hz$), la tensión en el embarrado del ensamble IEC 61439-1/2 sufrirá una amplificación por resonancia destructiva. Vexten Suite ejecuta barridos de frecuencia dinámicos (Frequency Scan Analysis) en función del nivel de inyección de C.C., diseñando de forma automatizada los filtros pasivos amortiguados (Filtros C-Type o de Alto Paso) o configurando los parámetros de amortiguamiento activo del inversor para suprimir de forma segura la resonancia en entornos con alto riesgo de explosión.