Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Análisis del fenómeno transitorio por descargas parciales utilizando el software ATP.  
DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v9i17.0329  
ANÁLISIS DEL FENÓMENO TRANSITORIO POR DESCARGAS PARCIALES  
UTILIZANDO EL SOFTWARE ATP  
ANALYSIS OF THE TRANSIENT PHENOMENON DUE TO PARTIAL  
DISCHARGES USING ATP SOFTWARE  
1
2
Lopez-Naula Jairo ; Mullo-Pallo Mauricio  
1
Universidad Técnica de Cotopaxi. Latacunga, Ecuador. Correo: jairo.lopez0577@utc.edu.ec.  
Universidad Técnica de Cotopaxi. Latacunga, Ecuador. Correo: mauricio.mullo@utc.edu.ec.  
Resumen  
2
El estudio desarrollado aborda la simulación de fenómenos transitorios asociados a descargas  
parciales en sistemas eléctricos de potencia, con el fin de comprender su comportamiento bajo  
condiciones transitorias y su influencia en la integridad de los sistemas de transmisión. El estudio  
considera una red representativa de 138 kV, con modelos de líneas distribuidas y parámetros  
concentrados, donde la configuración de conductores se define como la disposición geométrica  
y forma de interconexión eléctrica entre fases. Los resultados muestran frentes de onda con  
tiempos de ascenso cercanos a 0,5 ms y amplitudes transitorias significativas, coherentes con  
eventos reales. La solución propuesta consiste en el uso de modelación detallada para identificar  
trayectorias críticas de propagación y evaluar la severidad del fenómeno. La importancia del  
estudio radica en demostrar que ATP permite reproducir con precisión fenómenos rápidos,  
optimizando el diagnóstico del comportamiento transitorio y apoyando decisiones técnicas  
orientadas a mejorar la confiabilidad operativa y prolongan la vida útil del sistema eléctrico.  
Palabras clave: Propagación transitoria, modelado computacional, aislamiento eléctrico,  
fenómenos transitorios, descargas parciales.  
Abstract  
This study addresses the simulation of transient phenomena associated with partial discharges  
in electrical power systems, aiming to understand their behavior under transient conditions and  
their influence on the integrity of transmission systems. The study considers a representative 138  
kV network, using distributed line models and lumped parameters, where the conductor  
configuration is defined as the geometric arrangement and form of electrical interconnection  
between phases. The results show wavefronts with rise times close to 0.5 ms and significant  
transient amplitudes, consistent with real-world events. The proposed solution involves the use  
of detailed modeling to identify critical propagation paths and assess the severity of the  
phenomenon. The study's significance lies in demonstrating that ATP (Automatic Phase  
Transformation) allows for the accurate reproduction of rapid phenomena, optimizing the  
diagnosis of transient behavior and supporting technical decisions aimed at improving operational  
reliability and extending the lifespan of the electrical system.  
Keywords: Transient propagation, computational modeling, electrical insulation, transient  
phenomena, partial discharges.  
Información del manuscrito:  
Fecha de recepción: 11 de noviembre de 2025.  
Fecha de aceptación: 12 de enero de 2026.  
Fecha de publicación: 19 de febrero de 2026.  
201  
Lopez-Naula et al. (2026)  
1
. Introducción  
Instituciones como IEC y CIGRÉ han  
creado procedimientos y estándares  
particulares para su detección,  
modelado y evaluación [4]. En este  
Los sistemas  
eléctricos  
son  
afectados por una abundante  
cantidad de señales transitorias de  
corriente y de tensión, las cuales  
tienen el potencial de perjudicar su  
rendimiento óptimo y el de los  
escenario,  
la  
simulación  
por  
computadora se ha vuelto una  
herramienta indispensable para  
prever el comportamiento transitorio  
de estos fenómenos sin poner en  
riesgo equipos reales en el  
laboratorio.  
equipos  
que  
puedan  
estar  
conectados e interconectados [1].  
Este tipo de señales pueden ser  
causadas por sucesos que ocurren  
dentro o fuera del sistema eléctrico  
El programa ATP (Alternative  
Transients Program) es uno de los  
programas más empleados para  
analizar transitorios eléctricos. Se  
trata de una plataforma de cálculo  
electromagnético que utiliza el  
método EMTP y que ha sido  
ampliamente adoptada en empresas  
de  
potencia.  
Los  
fenómenos  
externos son provocados por las  
descargas atmosféricas que afectan  
directamente las líneas de alta y  
media tensión, o por sobretensiones  
inducidas en relación con los  
campos electromagnéticos que  
emiten los rayos [2].  
distribuidoras universidades  
y
ubicadas en Asia, Europa  
y
Los signos iniciales más importantes  
de que un sistema de aislamiento se  
está deteriorando, como los cables  
XLPE, las máquinas rotativas y los  
transformadores, son las descargas  
parciales (DP) [3] . El análisis de este  
asunto ha tomado un papel  
estratégico en la ingeniería eléctrica  
contemporánea a nivel global, ya  
Norteamérica [5]. Su flexibilidad  
posibilita que se modelen descargas  
parciales como impulsos de corriente  
o de onda doble exponencial, se  
analice su propagación en líneas de  
transmisión y se valore su efecto en  
diferentes puntos de medición.  
Alemania, Brasil y Japón han puesto  
en marcha modelos híbridos de  
ensayo-simulación que emplean  
ATP y ATPDraw [6], los cuales se  
combinan con sensores HFCT y  
que  
afecta  
directamente  
la  
confiabilidad y continuidad operativa  
de las redes de media y alta tensión.  
202  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Análisis del fenómeno transitorio por descargas parciales utilizando el software ATP.  
métodos de detección en banda  
ancha para supervisar en línea  
cables subterráneos en redes  
urbanas.  
normas INEN) todavía no tienen  
procedimientos concretos para  
evaluar descargas parciales en  
redes de media tensión [9]. Esto  
brinda una posibilidad técnica y  
científica para establecer futuras  
En Ecuador, el vertiginoso desarrollo  
de la infraestructura eléctrica ha  
promovido la utilización a gran  
escala de cables aislados en las  
redes primarias de distribución de  
regulaciones  
a
través  
de  
investigaciones que se basan en  
modelamiento y análisis transitorio  
[
10]. El uso de ATP en este ámbito  
1
3.8 kV, particularmente en las áreas  
urbanas de Guayaquil, Cuenca y  
Quito [7]. No obstante, el  
seguimiento de fenómenos  
no solo posibilita la replicación de  
condiciones reales de operación,  
sino que también hace posible  
determinar  
parámetros  
precursores como las descargas  
parciales queda en segundo plano,  
ya que la mayor parte de los  
sistemas de monitoreo instalados en  
el país todavía se centran en  
fundamentales como la magnitud, la  
frecuencia y la atenuación de los  
pulsos producidos por DP en cables  
XLPE empleados en el país. Por lo  
tanto, es esencial el análisis del  
fenómeno transitorio de descargas  
sobrecorrientes  
o
fallas  
permanentes. Este vacío técnico  
crea una amenaza latente de averías  
parciales  
mediante  
software  
especializado para aumentar la  
sostenibilidad y la confiabilidad de  
los sistemas de distribución eléctrica  
en cada país [11].  
imprevistas  
en  
cámaras  
subterráneas o cables enterrados,  
donde el acceso físico para la  
inspección es limitado [8]. La  
simulación a través de ATP se  
vuelve un instrumento estratégico  
para prever conductas críticas y  
crear esquemas de protección  
preventiva frente a esta realidad.  
2. Metodología  
Métodos  
parciales  
de  
las  
descargas  
El modelo a-b-c (también llamado  
modelo de condensador) puede  
utilizarse para representar las  
Además,  
las  
regulaciones  
ecuatorianas (especialmente el  
Código Eléctrico Nacional y las  
203  
Lopez-Naula et al. (2026)  
descargas parciales en cavidades  
cerradas [12]. Este modelo se  
fundamenta en la hipótesis de la  
Modelado eléctrico del sistema  
trifásico  
Para cada fase del sistema trifásico  
mediante parámetros eléctricos  
distribuidos, permitiendo modelar  
con realismo el comportamiento  
cavidad  
cerrada  
se  
puede  
representar como capacitancia, el  
aislamiento saludable próximo a ella  
se puede representar como una  
dinámico  
del  
sistema  
ante  
capacitancia  
distinta  
y
otra  
fenómenos transitorios. A diferencia  
de los modelos concentrados, esta  
formulación considera la naturaleza  
continua de la línea, siendo  
fundamental para analizar la  
propagación de impulsos de alta  
frecuencia, los originados por  
descargas parciales [14].  
capacitancia extra puede simbolizar  
el material aislante restante. En tal  
situación, la carga aparente 푄 que un  
detector de DP percibe puede  
expresarse de la siguiente manera:  
푄 = 퐶 ∗ ∆푉  
(1)  
푏
푐
Donde 퐶푏 es la capacitancia del  
aislamiento sano que está al lado de  
Los parámetros R, L, C y G  
representan respectivamente la  
resistencia serie, inductancia serie,  
la cavidad, y ∆푉 es la variación de  
푐
voltaje que ocurre debido a la  
descarga en el interior de la cavidad.  
Se toma esta cantidad como una  
medida de descarga precisa, aunque  
no solo depende de las dimensiones  
de la cavidad, sino también del  
grosor del aislamiento [13]. La  
energía de una descarga individual,  
que se expresa como: está  
relacionada con el modelo abc.  
capacitancia  
transversal  
y
conductancia transversal por unidad  
de longitud. La resistencia modela  
pérdidas óhmicas, la inductancia  
almacena energía magnética, la  
capacitancia  
acoplamiento  
conductores  
representa  
eléctrico  
tierra,  
el  
entre  
la  
y
y
conductancia incorpora pérdidas  
dieléctricas del aislamiento.  
푊 = 0.7 ∗ 푄 ∗ 푉푖  
(2)  
Impulso de descarga parcial  
donde, 푄 es la carga aparente de  
La corriente de descarga parcial se  
modela mediante una función doble  
una descarga individual y 푉 la  
푖
tensión de inicio de descarga.  
204  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Análisis del fenómeno transitorio por descargas parciales utilizando el software ATP.  
exponencial,  
la  
cual  
permite  
del medio con la dinámica del  
impulso.  
reproducir de manera realista el  
rápido crecimiento y la posterior  
disipación del impulso [15]. Este tipo  
de representación es ampliamente  
aceptado para describir fenómenos  
transitorios de corta duración y alta  
pendiente temporal.  
1
푣 =  
(
4)  
√
퐿퐶  
Los parámetros 퐿 y 퐶 representan la  
inductancia capacitancia por  
y
unidad de longitud del sistema. La  
velocidad 푣 depende inversamente  
del producto 퐿퐶, indicando que  
medios con mayor almacenamiento  
de energía eléctrica o magnética  
(푡) = 퐼 ꢂ푒− ꢄ 푒−훽ꢃ  
∝ꢃ  
(3)  
ꢀ
ꢅ
ꢁ
La ecuación 3, 퐼 corresponde a la  
ꢁ
amplitud máxima del impulso,  
mientras que ∝ yꢆson constantes de  
decaimiento que controlan la  
presentan  
velocidades  
de  
propagación menores, lo cual explica  
los desfases temporales entre fases  
observados en la simulación.  
velocidad  
de  
crecimiento  
y
amortiguamiento de la señal. El  
tiempo 푡 representa la evolución  
temporal del fenómeno. La diferencia  
entre exponentes permite capturar la  
asimetría típica de las descargas  
parciales reales.  
Tiempo de propagación hacia el  
punto de medición  
En la Ecuación 5, permite determinar  
el tiempo que tarda un impulso en  
propagarse desde su punto de  
origen hasta el punto de medición.  
Es fundamental para el análisis  
temporal de señales y para la  
identificación de la ubicación  
espacial de eventos transitorios.  
Velocidad de propagación del  
impulso  
La velocidad de propagación del  
impulso electromagnético se obtiene  
a partir de los parámetros inductivos  
y capacitivos del sistema, siendo una  
magnitud clave para la localización  
temporal de eventos transitorios. En  
la Ecuación 4, permite relacionar  
directamente las propiedades físicas  
푙
푡푝 =  
(5)  
푣
El parámetro 푙 corresponde a la  
longitud recorrida por el impulso,  
mientras que 푣 es la velocidad de  
propagación previamente calculada.  
205  
Lopez-Naula et al. (2026)  
El tiempo 푡 representa el retardo  
Atenuación del impulso a lo largo  
de la línea  
푝
introducido por el sistema físico, el  
cual varía entre fases debido a  
La Ecuación 7, de atenuación  
describe la reducción progresiva de  
la amplitud del impulso conforme se  
propaga a lo largo del sistema. Este  
fenómeno es relevante para explicar  
diferencias  
acoplamientos  
eléctricos.  
en  
trayectorias,  
parámetros  
y
Impedancia característica de la  
línea  
la  
disminución  
de  
magnitud  
observada en señales medidas a  
mayor distancia [16].  
La impedancia característica define  
la relación entre tensión y corriente  
de una onda viajera en la línea,  
siendo esencial para analizar  
푉(푥) = 푉 푒−  
훼ꢈ  
(7)  
ꢁ
El parámetro 푉ꢁ representa la  
amplitud inicial del impulso, ꢉ es el  
coeficiente de atenuación del medio  
y 푥 la distancia recorrida. La  
dependencia exponencial indica que  
las pérdidas aumentan con la  
longitud, influyendo directamente en  
la detectabilidad de las descargas  
parciales.  
reflexiones  
y
transmisión  
de  
impulsos. En la Ecuación 6, es clave  
para interpretar la forma y amplitud  
de las señales medidas.  
퐿
푍 = ꢇ  
(6)  
ꢁ
퐶
Los parámetros 퐿 y 퐶 representan la  
inductancia  
distribuidas  
y
capacitancia  
sistema. La  
Relación entre carga aparente y  
variación de tensión  
del  
impedancia 푍 depende del cociente  
ꢁ
entre  
ambos,  
reflejando  
las  
Permite cuantificar la carga aparente  
asociada a una descarga parcial a  
partir de la variación de tensión  
generada, en la Ecuación 8. Es  
ampliamente utilizada en diagnóstico  
de aislamiento eléctrico.  
propiedades electromagnéticas del  
medio. Una correcta estimación de  
푍ꢁ  
permite  
predecir  
el  
comportamiento del impulso ante  
discontinuidades eléctricas.  
푄 = 퐶 ∆푉푐  
(8)  
푏
206  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Análisis del fenómeno transitorio por descargas parciales utilizando el software ATP.  
El parámetro 퐶푏 representa la  
clave para análisis de degradación  
del aislamiento.  
capacitancia  
sistema,  
equivalente  
mientras que  
del  
∆푉푐  
푇
corresponde  
a
la  
variación  
푊 = ∫ ꢊ(푡) 푑푡  
(10)  
ꢁ
instantánea de tensión provocada  
por la descarga. La carga 푄 es un  
indicador directo de la severidad del  
fenómeno y su potencial impacto  
sobre el aislamiento.  
El intervalo de integración  
ꢋ
representa la duración del impulso,  
mientras que ꢊ(푡) es la potencia  
instantánea. La energía 푊 cuantifica  
el daño potencial causado por la  
descarga y su contribución al  
envejecimiento del sistema.  
Potencia instantánea del impulso  
La potencia instantánea describe la  
transferencia de energía durante la  
ocurrencia del impulso, permitiendo  
analizar la intensidad energética del  
evento transitorio, en la Ecuación 9.  
Diferencia de tiempo entre fases  
para localización  
La diferencia temporal entre las  
señales registradas en cada fase  
permite identificar la ubicación  
espacial del fenómeno transitorio  
dentro del sistema trifásico. Este  
enfoque es fundamental en técnicas  
de localización basadas en tiempo  
de llegada en la Ecuación 11.  
ꢊ(푡) = 푣(푡)ꢀ(푡)  
(9)  
En lo que 푣(푡) e ꢀ(푡)representan la  
tensión y corriente instantáneas del  
impulso. La potencia ꢊ(푡) varía  
rápidamente en el tiempo, reflejando  
la naturaleza altamente transitoria  
del fenómeno y su impacto térmico y  
electromagnético local.  
|
푥 ꢄ 푥 |  
푖 푗  
∆푡푖푗 =  
(
11)  
푣
Energía total de la descarga  
parcial  
Las diferencias de tiempo dependen  
de la velocidad de propagación, la  
geometría del sistema  
y
los  
La energía total permite evaluar el  
efecto acumulativo de la descarga  
parcial sobre el sistema eléctrico, en  
Ecuación 10, siendo un parámetro  
parámetros eléctricos de cada fase.  
Este análisis explica por qué las  
fases no presentan respuestas  
simultáneas en la simulación  
207  
Lopez-Naula et al. (2026)  
ATPDraw, reforzando la validez del  
modelo utilizado.  
campo eléctrico existente en el lugar  
donde está situada la cavidad. Se  
determina la cantidad (퐸 ꢄ 퐸 ) de  
푖
ꢌ
Consecuencias de las descargas  
parciales  
acuerdo con el criterio de corriente  
continua [18], es decir:  
A pesar de ser muy útil durante  
muchas décadas, este modelo  
recibió críticas. donde se consideró  
que la capacitancia solo se aplica a  
electrodos metálicos y no a las  
superficies aislantes en oposición  
(
퐸 ⁄ꢊ) = ꢂ1 + 퐵⁄√2 ∗ 푎 ∗ ꢊꢅ 퐸 ⁄ꢊ (13)  
푖 푖  
Donde 퐵 es una propiedad constante  
del gas en la cavidad, a la distancia  
entre el radio de la cavidad y p la  
presión dentro de ella. Como se  
explica en [19], el beneficio de la  
carga 푄 está vinculada con varios  
parámetros. Este modelo hacía  
referencia a las descargas de tipo  
serpentín. El modelo mencionado  
fue precedido por el modelo  
planteado en. El modelo establece  
que la carga aparente 푄 se calcula  
usando la ecuación siguiente:  
[
17]. Por consiguiente, se diseñó un  
modelo alternativo, que se conoce  
como modelo de Pedersen y que  
está fundamentado en la teoría  
electromagnética:  
푄 = 푘 ∗ Ω ∗ 휀 ∗ 휀 ∗ (퐸 ꢄ 퐸 )∇휆  
ꢁ
(12)  
푟
ꢁ
푖
ꢌ
Donde 푄 es la carga que se induce  
en el electrodo de medición a partir  
de la descarga parcial en una  
cavidad, k representa el factor  
geométrico de la misma, Ω se refiere  
푄 = 휀 ∗ 휀 ∗ 퐸 ∗ 훾 ∗ 푉/1  
(14)  
푟
ꢁ
ꢍ
ꢎ
Donde 휀 y 휀 , como en [19], V  
푟
ꢁ
al volumen de dicha cavidad, 퐸 es el  
푖
representa el volumen de la cavidad,  
campo eléctrico inicial para generar  
γ equivale a 휆 , 퐸 se refiere a la  
ꢁ
ꢍ
corriente continua, 퐸 es el límite del  
ꢌ
tensión inicial de la descarga parcial  
según la ley de Paschen y a es el  
factor geométrico que depende del  
cociente entre los ejes de la cavidad.  
campo eléctrico para la ionización, 휀푟  
es la permitividad relativa del  
material aislante sólido circundante,  
휀ꢁ es la permitividad del espacio libre  
Este  
modelo  
se  
basa  
y ∇휆 corresponde a la función que  
ꢁ
fundamentalmente en las descargas  
de tipo Townsend, pues tiene en  
cuenta la tensión inicial de la  
establece cómo se relacionan entre  
sí el voltaje entre los electrodos y el  
208  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Análisis del fenómeno transitorio por descargas parciales utilizando el software ATP.  
descarga parcial desde el enfoque  
de la ley de Paschen. En realidad,  
los modelos comparten varios  
parámetros.  
experimentos  
únicamente  
se  
estudiaron las descargas parciales  
bajo condiciones iniciales de  
experimento.  
Se emitieron críticas al modelo de  
Pedersen, en las que se apuntó que  
este es válido para condiciones  
experimentales iniciales y que es  
esencial para el modelo. El modelo  
supone una ruptura en un espacio  
uniforme (la cavidad se rompe,  
aunque no es estrictamente así; lo  
que ocurre es una redistribución de  
cargas en la superficie de la  
cavidad). Las críticas posteriores  
provinieron de, donde se señaló que  
la capacitancia cambia en función de  
las cargas espaciales y que el  
cambio de capacitancia del sistema  
con respecto a las cargas espaciales  
La Figura 1, ilustra una secuencia  
metodológica estructurada e iterativa  
que inicia con la recolección  
sistemática de información relevante  
y el establecimiento riguroso de  
condiciones  
iniciales.  
Posteriormente, se incorpora una  
etapa decisional orientada al ingreso  
y verificación de parámetros, la cual  
permite retroalimentación en caso de  
inconsistencias. Superada esta fase,  
se procede al modelado formal del  
sistema, seguido de la configuración  
detallada del modelo para asegurar  
coherencia física y numérica. La  
ejecución de los eventos simulados  
constituye el núcleo del proceso,  
habilitando ciclos de ajuste cuando  
los resultados no son satisfactorios.  
fue  
refutado  
mediante  
las  
ecuaciones de Pedersen [20]. No  
obstante, es importante señalar que  
el modelo de Pedersen, en lo que se  
Finalmente,  
culmina con una etapa de validación,  
garantizando la confiabilidad  
el  
procedimiento  
refiere  
a
ciertos  
con  
resultados  
cavidades  
experimentales  
y
cerradas en polímeros, mostró un  
buen rendimiento (en comparación  
con el modelo del condensador) y  
proporcionó valores teóricos de  
descarga más próximos a los  
experimentales [21]. Por otra parte,  
es importante destacar que en estos  
consistencia de los resultados  
obtenidos antes de cerrar el proceso  
analítico.  
209  
Lopez-Naula et al. (2026)  
Figura 1. Flujograma del modelo simulado  
con precisión o implican elevados  
costos y riesgos operativos [22]. En  
particular, la modelación del sistema  
trifásico y de los eventos transitorios  
asociados permite analizar la  
propagación temporal de las señales  
eléctricas  
en  
cada  
fase,  
evidenciando  
los  
desfases  
temporales observados en las  
formas de onda simuladas.  
Parámetros utilizados en la  
simulación  
La simulación radica en la  
representación  
fenómeno  
detallada  
del  
de  
propagación  
electromagnética en líneas  
y
conductores reales, donde cada fase  
presenta características eléctricas  
propias (impedancia, inductancia,  
capacitancia  
y
acoplamientos  
mutuos). Esto explica la separación  
temporal entre fases observada en  
los resultados, ya que los impulsos  
3
. Resultados y discusión  
La simulación desarrollada en  
ATPDraw cumple una función  
fundamental como herramienta de  
validación, análisis y comprensión  
del comportamiento dinámico del  
sistema eléctrico bajo estudio,  
permitiendo reproducir de manera  
controlada fenómenos transitorios  
que, en condiciones reales de  
operación, resultan difíciles de medir  
transitorios  
no  
se  
propagan  
simultáneamente, sino que están  
condicionados por la velocidad de  
propagación del medio y por las  
discontinuidades  
sistema.  
eléctricas  
del  
210  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Análisis del fenómeno transitorio por descargas parciales utilizando el software ATP.  
Modelación de la línea [23]  
Tabla 1. Coordenadas de las fases de la torre  
X
Y
Ground Wire  
0 m  
32.0 m  
24.0 m  
21.0 m  
18.0 m  
Conductor Fase A  
Conductor Fase B  
Conductor Fase C  
3.1 m  
-3.3 m  
3.6 m  
La caída momentánea de tensión (sag) para el sistema de 138 kV se asume:  
Conductores de fase: 6 m  
Alambre de apantallamiento: 5 m  
Tabla 2. Parámetros de conductor de fase y cable de guarda  
Tipo  
Conductor de Fase  
Tubular  
Cable de Pantalla  
Solid  
Conductor  
DC-Resistencia  
GMR  
0.05 Ω⁄푘푚  
11.73 mm  
28.8 mm  
0.50 Ω⁄푘푚  
6.0 mm  
Diámetro externo  
Diámetro interno  
17.0 mm  
-
9.6 mm  
Modelo eléctrico de la torre de transmisión de 138 kv [24]  
ℎ푀퐴푇푆 = 20 푚  
ꢏ푀퐴푇푆 = 5 푚  
퐿푀ꢐ푇푆 = 1 휇퐻⁄푚  
Para los aisladores:  
C entre 10 pF a 100 pF  
L = 0.002 mH  
R de pie de torre = 10 Ω  
Modelación de una barra [25]  
El detalle de la geometría de  
ubicación de las fases y las  
características de sus conductores  
en las barras se muestran en las  
siguientes tablas.  
La subestación aislada en aire con  
esquema de barra doble será  
modelada mediante un modelo de  
línea de parámetros distribuidos.  
211  
Lopez-Naula et al. (2026)  
Tabla 3. Coordenadas X-Y del sistema de las barras de 138 kV  
Phase  
X-Coordinate  
-2.8 m  
Y-Coordinate  
5.0 m  
Phase A  
Phase B  
Phase C  
0.0 m  
5.0 m  
2.8 m  
Table 4. Especificaciones de la barra 138 kV  
Parameter  
Value  
Conductor Type  
DC-Resistance  
GMR  
Tubular  
0.005 Ω⁄푘푚  
59.26 mm  
60.0 mm  
50.0 mm  
Outer Diameter  
Inner Diameter  
efectos capacitivos con los valores  
que se presentan a continuación.  
Modelación de un transformador  
25]  
[
Line-to-ground capacitances per  
side: 50 pF  
El modelo de transformador para  
análisis de transitorios debe  
considerar las capacitancias que se  
presentan entre las partes vivas del  
equipo y tierra. Los valores que se  
consideran para las simulaciones se  
detallan a continuación.  
Line-to-Line capacitances: 5 pF  
Modelación de transformadores  
de medida y protección  
Los transformadores de medida y  
protección  
serán  
modelados  
Line-to-ground capacitances HV  
side: 4 nF  
mediante sus efectos capacitivos a  
tierra asumiendo un valor de 500 Pf  
Line-to-ground capacitances LV  
side: 3 nF  
A. Validación del sistema de  
medición de PD trifásica  
Inter-Winding capacitances HV-LV: 3  
nF  
El modelo fue desarrollado con el  
software ATPDraw, un instrumento  
que se utiliza frecuentemente para  
estudiar sucesos transitorios en  
sistemas eléctricos de potencia. La  
simulación se centró en cómo  
Modelación de interruptores  
Los interruptores se modelarán, para  
análisis de transitorios, mediante sus  
212  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Análisis del fenómeno transitorio por descargas parciales utilizando el software ATP.  
funciona el sistema de medición de  
descargas parciales (PD) a lo largo  
de una línea llamada CC (Cable  
Conductor), que une la fuente de  
magnitud del pulso y la respuesta  
que ofrece el sistema.  
La línea CC se simuló con una altura  
cercana a los 3 metros, imitando así  
un montaje realista. Con esta  
disposición, se pueden calcular  
teóricamente las propiedades de  
propagación de la línea en función  
de la frecuencia, partiendo del  
supuesto de que las señales PD  
tienen componentes con frecuencias  
muy altas. La modelación posibilita el  
impulsos  
con  
la  
subestación  
receptora. Este esquema facilita una  
representación realista de la difusión  
de las señales de PD generadas por  
un calibrador, que viajan por el cable  
y simulan el comportamiento físico  
de las descargas en una línea aérea  
bajo condiciones controladas. El  
objetivo es estudiar su distorsión y  
atenuación.  
reconocimiento  
consecuencias de la atenuación, la  
dispersión las pérdidas  
de  
las  
El calibrador emite un pulso que  
funciona como una señal de PD  
simulada; esta se difunde a través de  
la línea CC y es registrada por la  
subestación después de haber  
recorrido cierta distancia. Este  
método experimental es esencial  
para entender de qué manera los  
parámetros eléctricos del medio de  
transmisión influyen en la señal de  
una descarga parcial. Los hallazgos  
posibilitan la evaluación de la  
sensibilidad del sistema de detección  
y la calibración de los aparatos de  
medición, lo que asegura una  
interpretación exacta de los eventos  
de PD en situaciones reales. De  
igual modo, permite examinar la  
relación entre la longitud del cable, la  
y
dieléctricas; estos son elementos  
fundamentales para establecer la  
exactitud en la localización de fallos  
y en el hallazgo de descargas  
parciales en sistemas eléctricos de  
potencia.  
En una etapa posterior, se desarrolló  
un modelo de medición en línea  
trifásico que permite extender el  
análisis del sistema de PD a líneas  
CC trifásicas. Sin embargo, se  
recomienda ampliar el estudio a  
líneas de 10 metros de altura para  
simular condiciones reales de redes  
de media tensión. Esta perspectiva  
posibilitará analizar el efecto de la  
distancia,  
el  
acoplamiento  
electromagnético entre las fases y  
213  
Lopez-Naula et al. (2026)  
las variaciones en la propagación de  
impulsos en configuraciones más  
complejas desde el punto de vista  
estructural.  
modelado a través de segmentos  
distribuidos  
resistencias  
con  
y
inductancias,  
capacitancias  
representativas. La subestación  
receptora, que está a la derecha,  
El modelo de simulación realizado en  
ATPDraw respaldada en [26], se  
presenta en la Figura.2, donde se  
puede ver la configuración total del  
sistema que mide descargas  
parciales. La fuente de excitación y  
el generador de impulsos calibrado  
están a la izquierda, después se  
encuentra la línea CC, que se ha  
consiste  
en  
una  
serie  
de  
y
transformadores, acopladores  
nodos de conexión que posibilitan la  
detección del pulso de PD. Este  
sistema posibilita que se examinen  
con  
exactitud  
la  
distorsión,  
propagación y reflexión de la señal a  
lo largo de la línea simulada.  
Figura 2. Sistema simulado en ATPDraw  
de ATPDraw, sino que confirman su  
capacidad para reproducir  
Desde un punto de vista diagnóstico,  
esta  
separación  
temporal  
es  
fenómenos físicos reales con alto  
grado de fidelidad.  
altamente valiosa, ya que constituye  
la base para técnicas avanzadas de  
localización de descargas parciales  
por tiempo de arribo (Time of Arrival,  
TOA)[27]. Las diferencias de tiempo  
entre fases permiten estimar con  
precisión la posición espacial del  
defecto, transformando el sistema  
trifásico en un sensor distribuido. En  
B. Análisis de transitorios en  
la simulación  
El  
comportamiento  
temporal  
diferenciado observado entre las  
fases A, B y C en las respuestas  
transitorias de tensión no es un  
efecto  
aleatorio,  
directa  
sino  
de  
la  
la  
consecuencia,  
los  
resultados  
consecuencia  
obtenidos no solo validan el modelo  
propagación electromagnética de  
214  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Análisis del fenómeno transitorio por descargas parciales utilizando el software ATP.  
impulsos de descarga parcial (DP)  
en un sistema trifásico distribuido.  
Cada fase presenta un tiempo de  
muy corta y una inclinación inicial  
alta como se observa en la Figura 3.  
El fenómeno tiene una magnitud  
instantánea que se determina por la  
amplitud alcanzada en el punto  
máximo; la forma asimétrica del  
pulso, en cambio, indica que ha  
ocurrido casi de inmediato una  
liberación de energía seguida de una  
disipación exponencial regulada por  
el medio. Este tipo de conducta se  
llegada distinto debido  
a
la  
combinación de tres factores  
fundamentales: la posición espacial  
relativa de la fuente de descarga, las  
diferencias en la impedancia  
distribuida de cada conductor y el  
acoplamiento  
electromagnético  
entre fases. La separación temporal  
entre fases se explica, en primer  
relaciona  
generalmente  
con  
lugar,  
por  
la  
velocidad  
de  
irregularidades internas en los  
materiales aislantes, donde las  
propagación finita de los impulsos de  
alta frecuencia, que depende de la  
anomalías  
pequeñas  
generan  
inductancia  
y
capacitancia  
descargas breves. La resolución  
temporal utilizada facilita la captura  
precisa de la cresta principal y sus  
distribuidas del conductor. Dado que  
la DP se origina en un punto  
localizado del sistema, la distancia  
efectiva recorrida por el impulso  
hacia cada punto de medición no es  
oscilaciones  
residuales  
subsiguientes, que son esenciales  
para  
posteriores  
escenarios simulados.  
análisis  
comparativos  
distintos  
idéntica,  
medibles  
generando  
retardos  
de  
entre  
del orden  
microsegundos. Este fenómeno es  
coherente con la teoría de líneas de  
transmisión, donde el tiempo de  
propagación (푡 = 푙/푣) varía según la  
longitud efectiva del trayecto  
electromagnético.  
La pendiente inicial del impulso  
ofrece datos fundamentales acerca  
de la rapidez con que se transfiere la  
carga vinculada al fenómeno  
observado.  
A
medida que la  
pendiente sea más alta, el evento  
impactará con mayor agresividad los  
componentes periféricos del sistema  
La señal es de tipo impulso, con un  
aumento brusco y una posterior  
caída rápida; esto es típico de  
sucesos que tienen una duración  
eléctrico. de  
El  
nivel  
amortiguamiento natural del medio  
215  
Lopez-Naula et al. (2026)  
en el que se genera la perturbación  
es indicado por la cola del pulso; esto  
hace posible determinar si el entorno  
tiene características capacitivas o  
inductivas predominantes. La señal  
tiene una única cresta predominante  
inmediatas, lo que sugiere que es un  
proceso no oscilatorio, el cual se  
produce por una única emisión  
puntual. Esta característica la hace  
apta para investigaciones de  
propagación  
distribuidos.  
en  
sistemas  
y
no  
presenta  
repeticiones  
Figura 3. Pulso de corriente de la descarga parcial  
amplitud obtenida en la primera  
cresta posibilita calcular la  
En la Figura 4. está representada en  
una alteración de corta duración  
provoca un aumento repentino de  
tensión en un punto específico  
dentro de una estructura trifásica. La  
respuesta muestra un pico inicial,  
después del cual se dan oscilaciones  
atenuadas que van disminuyendo  
poco a poco con el tiempo. Este  
comportamiento muestra que la  
perturbación no se limita a un solo  
nodo, sino que se propaga hacia los  
susceptibilidad del punto observado,  
lo que permite determinar si la  
configuración eléctrica relacionada  
tiene suficiente capacidad para  
contener sucesos impulsivos.  
Las oscilaciones que ocurren  
después principal  
demuestran la interacción entre  
componentes inductivos  
del  
pico  
y
capacitivos que se encuentran cerca  
de la zona de monitoreo. La  
resonancia natural del circuito, que  
se puede determinar a partir de la  
elementos  
encuentra  
vecinos,  
aunque  
por la  
resistencia  
impedancia natural del entorno. La  
216  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Análisis del fenómeno transitorio por descargas parciales utilizando el software ATP.  
frecuencia de dichas oscilaciones, es  
útil para detectar posibles  
configuraciones donde las cargas  
distribuidas funcionan como filtros  
pasivos, este tipo de respuesta es  
común. A pesar de que se permite la  
acoplamientos indeseados con otros  
elementos sensibles. La energía  
inicial se va dispersando a través de  
detección  
para  
propósitos  
la  
estructura  
conductora,  
diagnósticos, los eventos con alta  
pendiente son limitados en términos  
de propagación.  
disminuyendo su efecto local de  
manera progresiva. Esto lo evidencia  
la atenuación progresiva. En  
Figura 4: Respuesta transitoria de tensión de la descarga parcial de la Fase A.  
alto de amortiguamiento o una mayor  
La señal observada presenta  
distancia recorrida antes de llegar al  
propiedades parecidas a las de la  
punto de medición. Las técnicas de  
respuesta registrada en la fase B,  
triangulación, que se fundamentan  
aunque con un leve cambio en la  
en la amplitud relativa y en el tiempo  
amplitud y en su forma oscilatoria.  
de llegada, permiten estimar la  
Esto indica que el origen del evento  
localización aproximada del evento  
está más cerca de una de las rutas  
gracias  
a
este comportamiento  
de propagación, lo que causa  
pequeñas variaciones entre  
asimétrico.  
trayectorias cercanas entre sí. La  
primera cúspide se presenta con  
menos intensidad que en otros  
períodos, lo que señala un nivel más  
Las fluctuaciones posteriores tienen  
una frecuencia un poco diferente, lo  
que demuestra variaciones en la  
impedancia efectiva del camino  
217  
Lopez-Naula et al. (2026)  
recorrido como en la Figura 5. Esas  
alteraciones pueden ser causadas  
por empalmes, modificaciones de  
sección o efectos de acoplamiento  
entre fases cercanas. El patrón  
registrado muestra estabilidad, lo  
que evidencia que el sistema tiene  
un comportamiento determinístico  
frente a perturbaciones específicas y  
posibilita la repetición de mediciones  
en condiciones controladas. Esta  
clase de respuesta es útil para  
desarrollar modelos predictivos que  
pueden detectar anomalías antes de  
que ocurran fallos graves. La  
concordancia entre las formas de  
onda en las diferentes etapas  
confirma que el fenómeno observado  
se difunde de forma coherente a  
través del medio circundante.  
Figura 5. Respuesta transitoria de tensión de la descarga parcial de la Fase B.  
o en la constante dieléctrica del  
La amplitud intermedia entre las  
recorrido.  
Las  
oscilaciones  
respuestas  
observadas  
con  
posteriores son coherentes con las  
otras fases, lo que señala que el  
acoplamiento transversal entre los  
conductores es importante y que la  
energía del evento se reparte de  
manera uniforme a través de varias  
vías de retorno.  
anterioridad es una característica de  
la gráfica de esta etapa, lo cual  
apoya la hipótesis de que el  
fenómeno tuvo lugar en un punto  
equidistante entre dos trayectorias  
principales. A pesar de que el tiempo  
de ascenso varía 0.5 (ms), la forma  
general del pico inicial se mantiene.  
Esto hace posible concluir sobre  
cambios en la inductancia distribuida  
La amplitud intermedia entre las  
respuestas observadas con  
anterioridad es una característica de  
218  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 9 Núm. (17) 2026. ISSN: 2737-6249  
Análisis del fenómeno transitorio por descargas parciales utilizando el software ATP.  
la gráfica de esta etapa, lo cual  
apoya la hipótesis de que el  
fenómeno tuvo lugar en un punto  
equidistante entre dos trayectorias  
principales. A pesar de que el tiempo  
de ascenso varía ligeramente, la  
forma general del pico inicial se  
mantiene como se muestra en la  
Figura 6. Esto hace posible concluir  
sobre cambios en la inductancia  
distribuida  
dieléctrica  
oscilaciones  
o
en la constante  
del  
recorrido.  
Las  
son  
posteriores  
coherentes con las otras fases, lo  
que señala que el acoplamiento  
transversal entre los conductores es  
importante y que la energía del  
evento se reparte de manera  
uniforme a través de varias vías de  
retorno.  
Figura 6: Respuesta transitoria de tensión de la descarga parcial de la Fase C.  
4. Conclusiones  
variables distribuidas R, L, C. La  
detección  
de  
en  
tiempos  
términos  
de  
de  
Los resultados obtenidos evidencian  
que es importante conectar la  
propagación  
microsegundos  
y
cambios de  
simulación  
transitoria  
con  
amplitud que son consistentes con la  
teoría de líneas confirma su  
capacidad para ser utilizados en  
diagnósticos in situ. Esta conexión  
directa entre la simulación y la  
operación real optimiza la fiabilidad  
del sistema, disminuye los riesgos  
operativos en particular en redes  
urbanas con cables aislados y  
aplicaciones prácticas en los  
sistemas eléctricos de potencia. Con  
ATPDraw se logró replicar de  
manera  
precisa  
los  
sucesos  
vinculados a descargas parciales en  
redes de 138 kV, tomando en cuenta  
las configuraciones geométricas  
reales de los conductores y las  
219  
Lopez-Naula et al. (2026)  
acceso restringido para realizar  
inspección preventiva de forma  
directa favoreciendo el proceso de  
tomar decisiones técnicas.  
líneas simuladas tienen una longitud  
corta, cercana a 3 m. Los estudios  
futuros deben incluir variaciones  
ambientales, ampliar el análisis a  
configuraciones de 10 metros o más  
y corroborar los modelos mediante la  
toma de medidas experimentales en  
campo. Se sugiere también que se  
profundice en el acoplamiento  
electromagnético entre fases, que  
El por  
descargas parciales fue modelado  
de forma integral gracias  
ATPDraw, fusionando modelos  
fenómeno  
transitorio  
a
capacitivos, líneas de parámetros  
distribuidos y fuentes de impulso. Se  
obtuvieron respuestas temporales  
distintas entre las fases A, B y C, con  
retardos que se explican a partir de  
la relación mediante la dinámica del  
impulso y de los tiempos propagados  
hacia el punto de medición. La  
simulación tomó en cuenta valores  
representativos como capacitancias  
de aisladores de entre 10 pF y 100  
pF, resistencias de torre de 10 Ω y  
líneas de 138 kV; se lograron formas  
de onda coherentes con eventos  
reales. Estos hallazgos corroboran la  
habilidad predictiva del software,  
validan el modelo implementado y  
evidencian su eficacia para estudiar  
tiene  
un  
impacto  
en  
las  
La  
discontinuidades  
reales.  
integración de ATP con métodos de  
localización sofisticados, como el  
Time  
of  
Arrival,  
posibilitaría  
aumentar la precisión espacial y  
extender el uso del modelo en redes  
reales de media y alta tensión.  
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