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Interruptores de potencia en vacío y en SF6,
Tableros Metal Clad y termografía, conceptos
teóricos, pruebas y mantenimiento.
Comisión Federal de Electricidad
División Bajío
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
Interruptores de Potencia
a. Principio de operación
b. Periodicidad de mantenimiento
c. Pruebas eléctricas
- Resistencia de aislamiento
- Factor de Potencia
- Resistencia de contactos
d. Pruebas mecánicas
- Tiempo de operación y simultaneidad de
contactos
e. Interpretación de resultados.
Índice:
Tableros Metal Clad
a. Características generales
Tableros aislados en SF6
a. Características generales
Detección y Medición de Puntos Calientes
a. Principio de operación
b. Técnica de medición
c. Interpretación de resultados
d. Registro y reporte de resultados
Indice:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
DEFINICIÓN.
Un Interruptor es un dispositivo, cuya función es interrumpir
y restablecer la continuidad en un circuito eléctrico,
partiendo de este concepto se tiene que los Interruptores
de Potencia son dispositivos electromecánicos de conexión
y desconexión, este cambio de estado se puede efectuar
bajo carga, para despejar por ejemplo una falla
(sobretensión o sobrecorriente) o bien por razones de
servicio para conectar o desconectar alguna carga.
El interruptor de potencia es, junto con el Transformador de
potencia, el dispositivo más importante de una subestación
eléctrica, su comportamiento determina el nivel de
confiabilidad que se puede tener en un sistema Eléctrico de
Potencia (SEP).
a. Principios de operación:
a. Principios de operación:
Tareas fundamentales:
•CERRADO, debe ser un conductor ideal
• ABIERTO, debe ser un aislador ideal
• CERRADO, debe ser capaz de interrumpir la corriente a que fue diseñado, rápidamente y en cualquier instante, sin producir sobrevoltajes peligrosos
• ABIERTO, debe ser capaz de cerrar rápidamente y en cualquier instante, bajo corrientes de falla, sin soldarse los contactos por las altas temperaturas
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
COMPONENTES DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA
El interruptor es el más importante y complicado de todos los
equipos de interrupción. Esto es debido a su elevada capacidad
de interrupción de la elevada corriente de cortocircuito, además
de su rol normal de conducción, de aislamiento y de
interrupción de la carga de corriente nominal. El Interruptor de
potencia se puede considerar formado por tres partes
principales:
a. Principios de operación:
Parte activa
Parte pasiva
Accesorios
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
PARTE ACTIVA: a).- Cámara de extinción.- La cámara de extinción es un
recipiente cerrado que contiene un contacto fijo, un contacto
móvil y un medio de interrupción, y es aquí donde se genera el
arco eléctrico y se extingue el mismo.
b).- Medio de extinción.- Este es el responsable de extinguir el
arco y de establecer el nivel nominal de aislamiento entre los
contactos abiertos. El medio de extinción puede ser aire, aceite,
gas hexafluoruro de azufre (SF6) o vacío.
a. Principios de operación:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
c).- Mecanismo de operación.- Es donde se desarrolla la
energía requerida para separar los contactos y para extinguir el
arco. Los mecanismos de operación más comunes en los
interruptores son:
Operados por resortes.
Operados hidráulicamente.
Operados neumáticamente
d).- Contactos.- Estos son los elementos por los cuales pasa la
corriente y es donde se genera el arco eléctrico. Se establece
una corriente cuando el contacto móvil toca al contacto fijo y se
interrumpe cuando éstos se separan.
a. Principios de operación:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
a. Principios de operación:
PARTE PASIVA:
Está formada por una estructura que soporta los depósitos de
los medios de extinción (aceite, aire, Hexafluoruro de Azufre
[SF6] o vacío), en los que se aloja la parte activa. En si la parte
pasiva desarrolla las siguientes funciones:
•Protege eléctricamente y mecánicamente el Interruptor.
•Ofrece puntos para el levantamiento y transporte del
Interruptor así como espacio para la instalación de los
accesorios.
•Soporta los recipientes de aceite (si los hay) y el gabinete de
control.
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
a. Principios de operación:
ACCESORIOS:
•Boquillas terminales que a veces incluyen Transformadores de
Corriente.
•Válvulas de llenado, descarga y muestreo del fluido del aislante.
•Conectores de tierra.
•Placa de datos.
•Gabinete que contiene los dispositivos de control, protección,
medición, accesorios como: compresora, resorte, bobina de cierre
o de disparo, calefacción, etc.
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a. Principios de operación:
PROCESO DE CIERRE
Los interruptores no sólo deben de interrumpir, también deben cerrar el circuito.
Esto puede ocasionar ciertos problemas, particularmente si el interruptor cierra
sobre un corto circuito.
Cuando el interruptor está abierto, aparece en sus terminales la tensión del
sistema, a esta tensión se le denomina tensión de cierre. Al valor cresta mayor
de la corriente que fluye al cerrar el interruptor se le llama "corriente de cierre".
La potencia de cierre es el producto de la tensión de cierre por la corriente de
cierre.
El tiempo de cierre de un interruptor, es el que transcurre desde el momento de
energizarse la bobina de cierre hasta la conexión metálica de los contactos
principales.
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
a. Principios de operación:
PROCESO DE APERTURA
Si estando cerrado el interruptor se desea interrumpir el circuito,
se libera el mecanismo de apertura el cual permite que los
contactos principales se separen con una cierta velocidad.
Al separarse los contactos, aparece entre ellos el arco eléctrico.
La potencia de corto circuito que el interruptor es capaz de
interrumpir, está dada por el producto de la corriente de corto
circuito simétrica y la tensión de restablecimiento, un ciclo
después de la interrupción. Generalmente se expresan los KA de
corriente interruptiva nominal simétrica para indicar la capacidad
de corto circuito del interruptor.
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
a. Principios de operación:
La interrupción de la corriente propiamente dicha, consiste en
convertir un espacio altamente ionizado entre los contactos
principales del interruptor en un buen aislante, con el objeto de
que la corriente no pueda fluir a través de él.
A medida que la corriente senoidal se dirige por su paso natural a
cero, la columna de gas ionizado pierde rápidamente
temperatura, de tal suerte que en la cercanía del cero natural
empieza a tener lugar la transición de una columna de gas a otra
que se asemeja mucho a la de un buen aislante.
El período de transición de conductor-aislador, varía desde
algunos milisegundos hasta algunas décimas de segundo,
dependiendo de la corriente, el medio y sistema de extinción del
arco, la longitud del arco, etc.
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
a. Principios de operación:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
b. Periodicidad de mantenimiento :
El aspecto de periodicidad para la atención de los equipos y
dispositivos que conforman una Subestación Eléctrica, es un
concepto que ha venido variando significativamente con el
tiempo; producto principalmente del continuo desarrollo
tecnológico alcanzado tanto en el diseño y fabricación de tales
componentes, como en la implementación de nuevas y mejores
técnicas de prueba, verificación, supervisión, monitoreo y
diagnóstico.
Con el único propósito de establecer una referencia o guía
práctica, se establece la siguiente tabla con los periodos mínimos
de mantenimiento lo cual deberá de complementarse con las
recomendaciones establecidas en los instructivos de
mantenimiento y operación del fabricante, historial de operación,
corrientes interrumpidas, medio aislante, medio ambiente, tipo de
mecanismo, etc., que puede modificar la periodicidad requerida. Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
b. Periodicidad de mantenimiento :
EQUIPO PERIODO
MESES AÑOS
PRUEBAS ELECTRICAS 3
MANTENIMIENTO A CAMARAS Y 4
MACANISMOS
CAMBIO DE ACEITE A CAMARAS 2
MEDICION DE HUMEDAD RESIDUAL 3SF6
PRUEBAS ELECTRICAS 3
MANTENIMIENTO A CAMARAS Y 4
MACANISMOS
CAMBIO DE ACEITE A CAMARAS 1
MEDICION DE HUMEDAD RESIDUAL 3SF6
PRUEBAS ELECTRICAS 2
MANTENIMIENTO A CAMARAS Y 4
MACANISMOS
CAMBIO DE ACEITE 4
MANTENIMIENTO A 6
MOTOCOMPRESORES Y AUXILIARES
MANTENIMIENTO A MECANISMOS 2NEUMATICOSIN
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M.T
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Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
c. Pruebas eléctricas :
Un interruptor de potencia debe ser sometido a pruebas de
diferente naturaleza, con el objeto de verificar el correcto estado
de sus componentes.
Para asegurar el funcionamiento correcto de un interruptor se
deben conocer las condiciones de su medio aislante, de sus
mecanismos de operación y de sus contactos, entre otras cosas.
El aislamiento más importante en un interruptor es el medio
donde se extingue el arco. Actualmente, los medios más
comunes para extinción del arco eléctrico son el aceite, el aire y
el SF6, las boquillas también son parte importante del sistema
de aislamiento del Interruptor. Para conocer las condiciones del
sistema aislante se aplican las pruebas Resistencia de
Aislamiento.
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
c. Pruebas eléctricas:
CLASIFICACIÓN DE LAS PRUEBAS:
1.- Pruebas de Fabrica
•Prototipo
•Rutina
•Opcionales
2.- Pruebas de campo
•Recepción y/o verificación
•Puesta en servicio
•Mantenimiento
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
c. Pruebas eléctricas:
RECOMENDACIONES GENERALES PARA REALIZAR
PRUEBAS ELÉCTRICAS A EQUIPO PRIMARIO DE UNA
SUBESTACIÓN.
•Para equipos en operación, con base en los programas de
mantenimiento, tramitar los registros y licencias correspondientes
de acuerdo al código de Red.
•Tener la seguridad de que el equipo a probar no este energizado.
Verificando la apertura física de interruptores y/o cuchillas
seccionadoras.
•El tanque o estructura del equipo a probar, debe estar aterrizado.
•Verificar que las condiciones climatológicas sean adecuadas y
no afecten los resultados de las pruebas que se van a realizar.
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
c. Pruebas eléctricas:
•Aterrizar el equipo a probar por 10 minutos aproximadamente
para eliminar cargas capacitivas que puedan afectar a la prueba y
por seguridad personal.
•Desconectar de la línea o barra, las terminales del equipo a
probar.
•En todos los casos, ya sea equipo nuevo, reparado o en
operación, las pruebas que se realicen siempre deben estar
precedidas de actividades de inspección o diagnóstico.
•Preparar los recursos de prueba indispensables como son:
Equipos, Herramientas, Probetas, Mesas de prueba, etc.
•Realizar inicio de maniobra y actividades que salvan vidas.
•Preparar el área de trabajo a lo estrictamente necesario,
delimitar el área de trabajo para evitar el paso de personas ajenas
a la prueba; procurando se tengan fuentes accesibles y
apropiadas de energía
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO:
La resistencia de aislamiento es un indicador de la condición del
aislamiento de los equipos eléctricos, la cual se define como la
oposición al paso de una corriente eléctrica que ofrece un
aislamiento al aplicarle una tensión de Corriente Directa (C.D)
durante un tiempo dado, medido a partir de la aplicación del
mismo y generalmente expresada en Megaohms (MΩ),
Gigaohms (GΩ) o Teraohms (TΩ). Para el caso particular de los
Interruptores, la resistencia de aislamiento indica las
condiciones de humedad y contaminación de sus elementos
aislantes, como la porcelana, el medio aislante e interruptivo y
demás componentes aislantes (barra de operación, soportes,
etcétera).
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
Los factores que más afectan la medición de la resistencia de
aislamiento son:
•Humedad.
•Temperatura.
•Contaminación superficial.
•Carga residual.
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
CONEXIONES PARA REALIZAR LA PRUEBA
Para efectuar esta prueba, se requieren realizar diferentes
arreglos para medir la resistencia de aislamiento en un
interruptor trifásico. Dependiendo del tipo de arreglo, se
evalúan los diferentes elementos del sistema aislante de los
interruptores. Se puede evaluar porcelana y su medio
aislante, el medio aislante e interruptivo de la cámara de
extinción, aislamiento entre fases, aislamiento a tierra, etc.,
En las figuras siguientes se muestra la interconexión de los
equipos de medición y el Interruptor para realizar la prueba de
resistencia de Aislamiento.
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
PRUEBA POSICION DEL
INTERRUPTOR
CONEXIONES MIDE
L G T
1 ABIERTO 1 2 E Boq. 1, As
2 ABIERTO 2 1 E Boq. 2, As
3 ABIERTO 3 4 E Boq. 3, As
4 ABIERTO 4 3 E Boq. 4, As
5 ABIERTO 5 6 E Boq. 5, As
6 ABIERTO 6 5 E Boq. 6, As
7 CERRADO 1-2 - E Boq. 1-2, As,Ba
8 CERRADO 3-4 - E Boq. 3-4, As.Ba
9 CERRADO 5-6 - E Boq. 5-6, As,Ba
Conexiones para la prueba.
Donde:
• E = Estructura
• Boq = Boquilla.
• As = Aislador soporte.
• Ba = Barra de
Accionamiento
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS:
•En los interruptores en vacío y SF6, el aislamiento está formado
por las boquillas y aislamientos soportes,(barras de
accionamiento y mamparas) los bajos valores de aislamiento se
deben a deterioro de alguno de ellos. Los resultados de estas
pruebas a equipos con medio de extinción en SF6 no determinan
el estado del gas, para conocer la condición de este es necesario
realizar pruebas al gas individualmente.
•Para estos interruptores los valores de resistencia de aislamiento
deben ser superiores a los 100,000 MΩ si los componentes
aislantes están en buenas condiciones; para casos de valores
bajos de aislamiento, se requieren pruebas de factor de potencia
para completar el análisis de las condiciones del aislamiento.
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
• Es importante considerar en cada uno de los interruptores su composición
de todos sus elementos aislantes para determinar correctamente en donde se
encuentra el problema de los valores bajos de resistencia, como es de su
conocimiento el utilizar los valores de los datos históricos son de mucha
utilidad, solo que se debe de considerar las condiciones y los parámetros con
los cuales se realizaron las pruebas anteriores, es impórtante que el personal
técnico al estar realizando la prueba identifique que elementos se encuentran
bajo prueba y cuales son los valores esperados de las mismas para que
desde que se realice la prueba se repita si no son los valores esperados o
exista alguna duda, por ejemplo en un interruptor de vacio las pruebas 1, 3 y 5
deberán de ser similares y las 2,4 y 6 también tendrán valores semejantes asi
como las 7, 8 y 9 que es donde se prueba las cámaras de vacio y los
aislamientos soporte cualquier variación de estas es un indicativo de una mala
conexión, o algún tipo de degradación del aislamiento en boquillas,
aislamiento soporte y mamparas, como por ejemplo un mal sellado de las
boquillas que se encuentre penetrando agua al interior de la misma.
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
PRUEBA DE FACTOR DE POTENCIA:
El factor de potencia en un aislamiento se define como el
coseno del ángulo entre la tensión aplicada y la corriente total
que circula por el aislamiento bajo prueba. El valor del factor de
potencia se obtiene directamente a través de la medición de los
volt-amperes de carga y las pérdidas en Watts del aislamiento
bajo prueba.
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
Los factores que más afectan la medición de la resistencia de
aislamiento son:
•Humedad.
•Temperatura.
•Contaminación superficial.
•Carga residual.
6
5 3 1
24
VACIO
5
6
3
4
1
2
E=ESTRUCTURA Boq.=BOQUILLAAs=AISLADOR SOPORTEBa=BARRA DE ACCIONAMIENTO
MEC.
FUENTE
CARGA
EJEMPLO: PRUEBA 1
MIDESELECTORT.B.T.T.A.T.INTERRUPTOR
PRUEBA
EABIERTO1 GROUND B1, As
E2
E3
E4
E5
E6
217
438
659
POSICION
" "
"
"
"
"
UST
"
"
5
6
4
3
2
1
B2, As, Ba
B3, As
B4, As, Ba
B5, As
B6, As, Ba
Cv
Cv
Cv
CONEXIONES
F.P.(L.V.)T.B.T.
(H.V.)T.A.T.
CAMARA DE
Cv=CAMARA DE VACIO
"
"
"
"
"
"
"
c. Pruebas eléctricas:
6
5 3 1
24
VACIO
5
6
3
4
1
2
E=ESTRUCTURA Boq.=BOQUILLAAs=AISLADOR SOPORTEBa=BARRA DE ACCIONAMIENTO
MEC.
FUENTE
CARGA
EJEMPLO: PRUEBA 1
MIDESELECTORT.B.T.T.A.T.INTERRUPTOR
PRUEBA
EABIERTO1 GROUND B1, As
E2
E3
E4
E5
E6
217
438
659
POSICION
" "
"
"
"
"
UST
"
"
5
6
4
3
2
1
B2, As, Ba
B3, As
B4, As, Ba
B5, As
B6, As, Ba
Cv
Cv
Cv
CONEXIONES
F.P.(L.V.)T.B.T.
(H.V.)T.A.T.
CAMARA DE
Cv=CAMARA DE VACIO
"
"
"
"
"
"
"
Conexiones para la prueba.
Donde:
• E = Estructura
• B = Boquilla.
• As = Aislador soporte.
• Ba = Barra de
Accionamiento
• Cv = Botella vacio
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS PARA LA EVALUACIÓN
DEL AISLAMIENTO.
PARA INTERRUPTORES EN VACÍO Y TANQUE MUERTO
Para interruptores en vacío y hexafluoruro de Azufre (SF6)
CONDICIÓN NORMAL
Menor 15 mW 2500 Volts
Menor 0.10 W 10000 Volts
CONDICIÓN ANORMAL
Mayor de 15 mW 2500 Volts
Mayor de 0.10 W 10000 Volts
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
T.A.T. T.B.T. SELECTOR 0 A 0.0099 0.01 A 0.015 0.016 A 0.03 0.031 A 0.05 0.051 A 0.1 MAYOR A 0.1
TERM. 1,3,5 TERM. 2,4,6 GROUND 21 71.429% 23.810% 4.762% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 1,3,5 TIERRA GROUND 21 61.905% 28.571% 9.524% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 2,4,6 TIERRA GROUND 21 33.333% 28.571% 38.095% 0.000% 0.000% 0.000%
IIFS TERM. 1,3,5 GROUND 12 0.000% 0.000% 8.333% 50.000% 41.667% 0.000%
IIFI TERM. 2,4,6 GROUND 12 0.000% 0.000% 100.000% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 1,3,5 TERM. 2,4,6 GROUND 12 100.000% 0.000% 0.000% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 1,3,5 TIERRA GROUND 12 8.333% 41.667% 50.000% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 2,4,6 TIERRA GROUND 12 41.667% 50.000% 8.333% 0.000% 0.000% 0.000%
T.A.T. T.B.T. SELECTOR 0 A 0.0099 0.01 A 0.015 0.016 A 0.03 0.031 A 0.05 0.051 A 0.1 MAYOR A 0.1
TERMINAL TANQUE GROUND 24 0.000% 0.000% 50.000% 45.833% 4.167% 0.000%
TERM. 1,3,5 TERM. 2,4,6 UST 12 83.333% 8.333% 8.333% 0.000% 0.000% 0.000%
IIFS TERMINALES GROUND 24 0.000% 50.000% 50.000% 0.000% 0.000% 0.000%
T.A.T. T.B.T. SELECTOR 0 A 0.0099 0.01 A 0.015 0.016 A 0.03 0.031 A 0.05 0.051 A 0.1 MAYOR A 0.1
TERM. 1,3,5 TERM. 2,4,6 GUARDA 6 50.000% 50.000% 0.000% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 1,3,5 TERM. 2,4,6 GROUND 12 100.000% 0.000% 0.000% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 1,3,5 TERM. 2,4,6 UST 9 66.667% 0.000% 0.000% 0.000% 0.000% 33.333%
IIFALDON TERMINALES GROUND 18 0.000% 50.000% 50.000% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 1,3,5 TERM. 2,4,6 GROUND 30 0.000% 83.333% 16.667% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 1,3,5 TERM. 2,4,6 UST 15 20.000% 66.667% 13.333% 0.000% 0.000% 0.000%
IIFALDON TERMINALES GROUND 30 3.333% 53.333% 30.000% 13.333% 0.000% 0.000%
NOTA 2: Estos valores fueron obtenidos en pruebas realizadas por el personal de la divisón Golfo Centro
RANGO DE
TENSIÓN
(kV)
CONEXIONES DE PRUEBA NUMERO
DE
PRUEBAS
TENSIÓN DE PRUEBA A 10 kV, PERDIDAS EN WATTS
INTERRUPTORES DE TANQUE VIVO GAS SF6
INTERRUPTORES DE VACIO
123
38
CONEXIONES DE PRUEBA RANGO DE
TENSIÓN
(kV)
NUMERO
DE
PRUEBAS
TENSIÓN DE PRUEBA A 10 kV, PERDIDAS EN WATTS
15.5
INTERRUPTORES DE TANQUE MUERTO GAS SF6
123
34.5
NOTA 1: Si los valores obtenidos por cada prueba rebasan los valores sombreados y en negritas de las tablas anteriores, debe
investigarse la causa de estos resultados.
RANGO DE
TENSIÓN
(kV)
CONEXIONES DE PRUEBA NUMERO
DE
PRUEBAS
TENSIÓN DE PRUEBA A 10 kV, PERDIDAS EN WATTS
(2, 4, 6)
(1, 3, 5)
E
13
5 64
2
C
A
R
G
A
F
U
E
N
T
E
M
E
C
1
2
1
3
4
2
5
6
3
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
T.A.T. T.B.T. SELECTOR 0 A 0.0099 0.01 A 0.015 0.016 A 0.03 0.031 A 0.05 0.051 A 0.1 MAYOR A 0.1
TERM. 1,3,5 TERM. 2,4,6 GROUND 21 71.429% 23.810% 4.762% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 1,3,5 TIERRA GROUND 21 61.905% 28.571% 9.524% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 2,4,6 TIERRA GROUND 21 33.333% 28.571% 38.095% 0.000% 0.000% 0.000%
IIFS TERM. 1,3,5 GROUND 12 0.000% 0.000% 8.333% 50.000% 41.667% 0.000%
IIFI TERM. 2,4,6 GROUND 12 0.000% 0.000% 100.000% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 1,3,5 TERM. 2,4,6 GROUND 12 100.000% 0.000% 0.000% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 1,3,5 TIERRA GROUND 12 8.333% 41.667% 50.000% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 2,4,6 TIERRA GROUND 12 41.667% 50.000% 8.333% 0.000% 0.000% 0.000%
T.A.T. T.B.T. SELECTOR 0 A 0.0099 0.01 A 0.015 0.016 A 0.03 0.031 A 0.05 0.051 A 0.1 MAYOR A 0.1
TERMINAL TANQUE GROUND 24 0.000% 0.000% 50.000% 45.833% 4.167% 0.000%
TERM. 1,3,5 TERM. 2,4,6 UST 12 83.333% 8.333% 8.333% 0.000% 0.000% 0.000%
IIFS TERMINALES GROUND 24 0.000% 50.000% 50.000% 0.000% 0.000% 0.000%
T.A.T. T.B.T. SELECTOR 0 A 0.0099 0.01 A 0.015 0.016 A 0.03 0.031 A 0.05 0.051 A 0.1 MAYOR A 0.1
TERM. 1,3,5 TERM. 2,4,6 GUARDA 6 50.000% 50.000% 0.000% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 1,3,5 TERM. 2,4,6 GROUND 12 100.000% 0.000% 0.000% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 1,3,5 TERM. 2,4,6 UST 9 66.667% 0.000% 0.000% 0.000% 0.000% 33.333%
IIFALDON TERMINALES GROUND 18 0.000% 50.000% 50.000% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 1,3,5 TERM. 2,4,6 GROUND 30 0.000% 83.333% 16.667% 0.000% 0.000% 0.000%
TERM. 1,3,5 TERM. 2,4,6 UST 15 20.000% 66.667% 13.333% 0.000% 0.000% 0.000%
IIFALDON TERMINALES GROUND 30 3.333% 53.333% 30.000% 13.333% 0.000% 0.000%
NOTA 2: Estos valores fueron obtenidos en pruebas realizadas por el personal de la divisón Golfo Centro
RANGO DE
TENSIÓN
(kV)
CONEXIONES DE PRUEBA NUMERO
DE
PRUEBAS
TENSIÓN DE PRUEBA A 10 kV, PERDIDAS EN WATTS
INTERRUPTORES DE TANQUE VIVO GAS SF6
INTERRUPTORES DE VACIO
123
38
CONEXIONES DE PRUEBA RANGO DE
TENSIÓN
(kV)
NUMERO
DE
PRUEBAS
TENSIÓN DE PRUEBA A 10 kV, PERDIDAS EN WATTS
15.5
INTERRUPTORES DE TANQUE MUERTO GAS SF6
123
34.5
NOTA 1: Si los valores obtenidos por cada prueba rebasan los valores sombreados y en negritas de las tablas anteriores, debe
investigarse la causa de estos resultados.
RANGO DE
TENSIÓN
(kV)
CONEXIONES DE PRUEBA NUMERO
DE
PRUEBAS
TENSIÓN DE PRUEBA A 10 kV, PERDIDAS EN WATTS
(2, 4, 6)
(1, 3, 5)
E
13
5 64
2
C
A
R
G
A
F
U
E
N
T
E
M
E
C
1
2
1
3
4
2
5
6
3
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
PRUEBA DE RESISTENCIA DE CONTACTOS:
Los puntos con alta resistencia en partes de conducción, originan caídas de voltaje,
generación de calor, pérdidas de potencia, etc. Los puntos de contacto entre dos
superficies metálicas, a través de los cuales realmente fluye la corriente eléctrica, son
muy pequeños en relación con la superficie total de los mismos. Una vez cerrados los
contactos, después de finalizado el proceso de conexión, se debe mantener la unión
firme aún después de un tiempo prolongado de cierre, con una resistencia de paso lo
más reducido posible, puesto que todo contacto, constituye una fuente de calor que
limita su capacidad de carga. La potencia térmica “P” desarrollada en el contacto
depende, a una intensidad dada, de la resistencia de paso “Rp” y por consiguiente de
la caída de tensión “V” en el contacto, esto se puede apreciar en la ecuación
siguiente:
RpIIVP ** 2
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
PRUEB
A
CONEXIONES PARA LA PRUEBA MIDE
C1 P1 C2 P2
1 1 1 2 2 RESISTENCIA CONTACTO FASE A
2 3 3 4 4 RESISTENCIA CONTACTO FASE B
3 5 5 6 6 RESISTENCIA CONTACTO FASE C
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
Esta prueba permite detectar oportunamente los problemas que
se presentan por alta resistencia de contactos, que puede ser
causada por cualquier elemento que forma el conjunto de
contactos; desde el conector de la boquilla hasta los conectores
fijos y móviles con todos sus accesorios.
La resistencia de contactos varía de acuerdo al tipo y diseño del
equipo, y debe ser de acuerdo a las normas correspondientes, los
valores establecidos en los instructivos así como los obtenidos
durante la puesta en servicio, nos sirven de referencia para
pruebas posteriores.
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
Para interruptores en gran volumen de aceite, los valores son del
orden de 100-300 µΩ. Para interruptores de los tipos pequeño
volumen de aceite, vacío y gas SF6, los valores de resistencia de
contactos aceptables son del orden de 30-100 µΩ. Este criterio es
aplicable a los interruptores de gas SF6 en tanque vivo y tanque
muerto. En el caso de aquellos interruptores que cuenten con
indicador visual de desgaste de contactos, verificar su estado o
posición como complemento de la prueba.
d. Pruebas mecánicas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
PRUEBA DE TIEMPO DE OPERACIÓN Y SIMULTANEIDAD DE
CIERRE Y APERTURA DE CONTACTOS.
A).- Operación de Contactos
El objetivo de estas pruebas es la determinación de los tiempos
de operación de interruptores de potencia, en sus diferentes
formas de maniobra (apertura, cierre, disparo libre, recierre), así
como la verificación del sincronismo y tiempos de operación en
sus polos. Esto permite comprobar si esas características se
mantienen durante su operación dentro de los límites
establecidos por las normas correspondientes, de no ser así,
efectuar ajustes al interruptor para recuperar sus valores
originales. Estas comprobaciones deberán efectuarse en forma
periódica a todos los interruptores de potencia.
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
d. Pruebas mecánicas:
•Tiempo de apertura.- Es el tiempo medido desde el instante que
se energiza la bobina de disparo hasta el instante en que los
contactos de arqueo se han separado.
•Tiempo de cierre.- Es el intervalo de tiempo medido desde el
instante en que se energiza la bobina de cierre, hasta el instante
en que se tocan los contactos primarios de arqueo en todos los
polos.
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
c. Pruebas eléctricas:
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
Para evaluar la simultaneidad entre fases, es necesario
considerar la máxima diferencia entre los instantes que se
tocan los contactos durante el cierre no debe exceder 3
milisegundos y para la apertura no debe exceder 2
milisegundos en equipos nuevos. Para equipos con varios
años en servicio se debe tomar en cuenta los valores de
puesta en servicio; así como, los valores recomendados por el
fabricante.
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
Tableros Metal Clad
a. Características generales
El Tablero Metal Clad es un tablero totalmente cerrado con
compartimentos y barreras internas metálicas y puestas a tierra
que separan perfectamente un elemento de otro, además de
tener las barras aisladas, para integrar interruptores de potencia y
contactores en vacío o SF6, así como equipo de protección,
medición y control. La función o finalidad del tablero es distribuir
la energía eléctrica en media tensión según las necesidades
específicas del cliente.
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
Estos tableros son utilizados predominantemente en
subestaciones de distribución que por su ubicación
geográfica requieren de espacios reducidos para su
operación, enclavados principalmente en zonas
densamente pobladas. Este diseño es de gran confiabilidad
y seguridad en su operación además de ofrecer un mejor
aspecto visual al medio.
Esto no limita que los tableros Metal Clad se utilicen en
otras áreas, donde la influencia de agentes externos
(animales, vandalismo, etc.) puedan ocasionar daños
irreversibles al equipo que convencionalmente es instalado
a la intemperie.
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
El equipo primario que conforma este tipo de tableros es el
mismo que el de una subestación convencional; solo que
este es diseñado (interruptores, aisladores soporte, etc.) con
un nivel básico de aislamiento menor debido al servicio de
tipo interior al que operan. Los módulos o secciones que
componen al tablero dependen del arreglo del mismo, en
ocasiones especiales se solicita el arreglo con barra doble,
pero el arreglo normalizado es el de barra sencilla, para el
cual se describen a continuación los módulos que lo
componen.
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
MODULO DEL INTERRUPTOR
Este modulo aloja en su interior al Interruptor de Potencia junto
con su respectivo carro, generalmente se emplean dos tipos de
interruptores, en cuanto a la técnica utilizada para extinguir el
arco, los cuales son: vacío y SF6, aunque cabe resaltar que la
tendencia se inclina en emplear interruptores en vacío debido a
que requiere menor mantenimiento, sin embrago para
capacidades altas de interrupción es necesario utilizar en SF6.
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
En este modulo existe un juego de cortinas separadoras
entre los contactos del Interruptor y el compartimento de
barras, estas cortinas obstruyen automáticamente los
accesos al juego de barras cuando el Interruptor se extrae
para evitar el riesgo de electrocución al personal que este
realizando el mantenimiento. Con el objeto de reducir las
perdidas magnéticas se colocan insertos de acero inoxidable
alrededor de los bocados por donde pasan los brazos del
Interruptor.
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
En caso de que existiese cuchillas de puesta a tierra se debe
contar con bloqueos mecánicos y/o eléctricos para evitar que la
cuchilla cierre cuando el interruptor este cerrado o en posición de
operación, estos bloqueos pueden consistir de pernos existentes
en el carro del Interruptor, los cuales son desplazados por la
inserción del interruptor y se deslizan por lo tanto, dentro de un
orificio practicado en la biela del mecanismo de la cuchilla de
puesta a tierra, impidiendo así su operación.
Fuente de la información: GOD 3531 y GOD 3536
Otro mecanismo de bloqueo que usualmente se utiliza son
chapas con llave, las cuales se diseñan mediante diagramas
booleanos (lógicos). Estos bloqueos se instalan sobre todo en
tableros con arreglo de doble barra. La posición de los
Interruptores permite la extracción de las llaves con las cuales se
abren las chapas que bloquean las cuchillas. La puerta de esta
celda puede incluir una mirilla para observar la posición del
Interruptor si el cliente as illo desea, así como también se puede
observar el estado del resorte del mecanismo, esta puerta cuenta
con un tirador con chapa apropiada para evitar que personal no
autorizado la abra, así también tiene empaques los cuales evitan
la entrada de polvo.
Cabe señalar que sobre la puerta se colocan los buses mímicos
de aluminio, pintado del color de norma según el voltaje que
representa el bus.
Los tableros blindados tipo Metal Clad, que adquiere la CFE,
están conformados por celdas tipo que son fabricadas y
probadas en estricto apego con los planos aprobados por la
misma CFE, basados en el diagrama unifilar de la subestación
donde será instalado. El diagrama unifilar de cada sección debe
corresponder con el diagrama típico designado para cada caso,
de no ser así, deberá indicarse en las características
particulares. A continuación se describen las diferentes celdas
tipo normalizadas.
SECCIÓN DE INTERRUPTOR DE BANCO
Esta sección se compone básicamente de:
1) Interruptor de potencia en media tensión tipo removible.
2) Dos transformadores de corriente por fase; uno de ellos con
un secundario para medición y el otro con los dos secundarios
para protección. Los transformadores pueden ser tipo ventana,
tipo barra y/o tipo boquillas, instalados por medio de un
pasamuros, siempre y cuando se cumpla con nivel de
aislamiento nominal requerido por el tablero, Estos no deberán
ser instalados en los cables de potencia.
3) Equipamiento requerido para la operación del tablero de
acuerdo con los planos aprobados, esto incluye entre otros:
•Palancas y accesorios de inserción/extracción de interruptores.
•Palanca de carga del mecanismo de operación.
•Carro de maniobra de interruptor.
Fig. 7.1 Diagrama unifilar de sección de interruptor de banco.
SECCIÓN DE INTERRUPTOR DE ENLACE DE BARRAS
Esta sección se compone básicamente de:
1) Interruptor de potencia en media tensión tipo removible con las
mismas características que un interruptor de banco.
2) Equipamiento requerido para la operación del tablero de
acuerdo con los planos aprobados, esto incluye entre otros:
•Palancas y accesorios de inserción/extracción de interruptores.
•Palanca de carga del mecanismo de operación.
•Carro de maniobra de interruptor.
Fig. 7.2 Diagrama unifilar de sección de
interruptor de enlace de barras
SECCIÓN DE INTERRPTOR DE ALIMENTADOR
Esta sección se compone básicamente de:
1) Interruptor de potencia en media tensión tipo removible.
2) Tres apartarrayos clase II de acuerdo con la tensión
nominal de operación del tablero blindado.
3) Un transformador de corriente por fase; dos devanados
secundarios independientes, uno para protección y otro para
medición. Los transformadores pueden ser tipo ventana, tipo
barra y/o tipo boquilla, instalados por medio de un
pasamuros, siempre y cuando se cumpla con nivel de
aislamiento nominal requerido por el tablero, Estos no
deberán ser instalados en los cables de potencia.
4) Palancas y accesorios de inserción/extracción de
interruptores.
•Palanca de carga del mecanismo de operación.
•Carro de maniobra de interruptor.
Fig. 7.3.- Diagrama unifilar de sección de interruptor de
alimentador
SECCIÓN DE INTERRUPTOR DE BANCO DE
CAPACITORES
Esta celda se compone básicamente de:
1) Interruptor de potencia en media tensión con capacidad para
desconectar y conectar bancos de capacitores.
2) Un transformador de corriente por fase con doble devanado
secundario independiente. Uno de los devanados debe ser
para medición y otro para protección. Los transformadores
pueden ser tipo ventana, tipo barra y/o tipo bushing, instalados
por medio de un pasamuros, siempre y cuando se cumpla con
nivel de aislamiento nominal requerido por el tablero, Estos no
deberán ser instalados en los cables de potencia.
3) Tres apartarrayos clase II de acuerdo con la tensión nominal
de operación del tablero blindado.
4) Equipamiento requerido para la operación del tablero de
acuerdo con los planos aprobados, esto incluye entre otros:
•Palancas y accesorios de inserción/extracción de
interruptores.
•Palanca de carga del mecanismo de operación.
•Carro de maniobra de interruptor
Fig. 7.4.- Diagrama unifilar de sección de interruptor de banco
de capacitores.
MODULO DE BARRAS
En esta sección se alojan el juego de barras colectoras, las
cuales están soportadas sobre aisladores tipo poste,
contiene también las acometidas de barras al Interruptor, las
barras deben montarse preferentemente en disposición
vertical, ya que de esta manera se minimizan los esfuerzos
electrodinámicos por cortos circuitos y se facilita la
ventilación.
En caso de que el tablero cuente con TC´s tipo barra se
encuentran instalados en esta sección, así también se
encuentran las tapas de sobrepresión que ventean hacia el
exterior del tablero y las ventilas de enfriamiento con filtros.
Como se menciono anteriormente los aisladores soporte son
parte importante de esta sección, estos son postes de resina
que soportan a la solera de las barras, la selección de los
aisladores es de gran importancia dentro de los tableros,
estos se calculan y seleccionan en base al nivel de corto
circuito y tensión de operación.
Los TC´s que se pueden montar sobre las barras por su
construcción son los siguientes:
•Tipo ventana, es aquel que tiene su devanado secundario
aislado, permanentemente ensamblado al núcleo por que no tiene
devanado primario como parte integrante de su estructura. El
nivel de aislamiento esta provisto por una capa de aislamiento en
la ventana a través de la cual pasa el conductor de la línea para
que este sea el devanado primario.
•Tipo boquilla o también conocido como tipo dona, el cual esta
provisto de un aislamiento clase 600 volts a través del cual pasa
el conductor aislado que representa el devanado primario a la
clase de aislamiento del tablero.
Tensión
Nominal (kV)
Valores de
Corriente (A)
Exactitud
Medición Protección
15
1200:5
0,2 (30VA) 10P20 (30 VA)
2000:5
25,8 1200:5
38
600:5
1200:5
•Tipo barra, es aquel que tiene integrado un conductor
central aislado en forma de barra o tubo el cual es
el devanado primario que pasa a través del circuito
magnético y que esta ensamblado junto con el secundario
núcleo y devanados.
Tabla 7.1.- Características de los transformadores de corriente.
MODULO DE CABLES
En esta sección se encuentran alojadas las acometidas para
conectarse al Interruptor o a las cuchillas en el caso de módulos
para servicios propios, para soportar los cables se instalan
clemas de madera y así evitar esfuerzos indebidos sobre los
brazos de los Interruptores.
Una parte importante que se debe considerar es la altura de los
brazos inferiores del Interruptor, ya que se debe cuidar la
distancia que requiere el cable para la instalación del cono de
alivio, esta distancia es variable según el voltaje nominal al que
será sometido el cable.
En el modulo de cables se encuentran instaladas las
resistencias calefactoras esto para mantener seca la celda
mientras se encuentra fuera de servicio el equipo. Las
dimensiones del bocado para el paso de los cables deben
estar bien calculadas ya que para altas corrientes (de 2000 –
3000 Amperes) pueden dar lugar a calentamiento por perdidas
magnéticas sin son muy estrechos los bocados. La celda
también contiene ventilas de enfriamiento.
MODULO DE TRANSFORMADORES DE POTENCIAL (TP)
Es aquí donde se encuentran alojados los Transformadores de Potencial extraíbles y su carro correspondiente. Los TP´s se
utilizan para reducir el potencial de las barras del tablero a un
valor que pueda ser de bajo riesgo para el personal y pueda ser
medido con equipos de medición convencionales, que
generalmente es de 120 volts, se usan 2 aparatos cuando se
conecta en delta abierta o 3 cuando se conecta en estrella, los
TP’s se especifican de la manera siguiente: 0.3W. Donde:
0.3 = representa la precisión.
W = una carga o burden de 12.5 VA.
En esta celda se encuentran pasamuros o cortinas protectoras
de material aislante para el operador del equipo.
Fig. 7.5.- Diagrama unifilar de la celda de
transformadores de potencial.
MODULO DE APARATOS O DE BAJA TENSION
Este contiene (si los hay) los equipos de protección,
control y medición requeridos por el cliente, tales como
relevadores, multimediadores, medidores, blocks de prueba,
tablillas, etc. La puerta que proteja a esta sección debe ser
aprueba de polvo para evitar el mal funcionamiento o
falla de los equipos allí alojados.
CONDICIONES DE OPERACIÓN DEL TABLERO
El interruptor que estará alojado en el interior del tablero estará
sometido a ciertas características
atmosféricas las cuales pueden afectar en su funcionamiento,
de acuerdo a la norma NRF-030-2004 para
Tableros Metal Clad se consideraran las siguientes.
TEMPERATURA AMBIENTE
Estos equipos y todos sus componentes,se deben diseñar para operar entre los -5 °C y 40 °C.
ALTITUD DE OPERACIÓN
Estos equipos y todos sus componentes,
se deben diseñar para operar satisfactoriamente
en condiciones normales hasta una altura de 1,000 MSNM
de acuerdo a lo descrito en la Norma Internacional
IEC-60694-2002 “Common especifications for high –
voltage switchgear and controlgear standards”.
TIPO DE SERVICIO
Esta clase de equipos, son para operar en condiciones normales,
instalación interior y servicio continuo. En el caso de que se
requiera que el equipo o alguno(s) de sus componentes cumplan
con algún tipo de característica especial de fabricación y/o
diseño, tales como resistencia al ambiente explosivo o inflamable,
alta contaminación industrial o salina, climas con alta humedad,
vibraciones y/o alta temperatura, estos requerimientos deberán
indicarse con toda claridad en las características particulares de
la especificación del equipo, a fin de que sean tomadas en
consideración como adicional a los requerimientos normativos de
diseño, fabricación y pruebas al equipo.
PARAMETROS Y CARACTERISTICAS DEL INTERRUPTOR
EN EL TABLERO
Los interruptores utilizados en tableros Metal Clad son de tipo
removible, intercambiables, con un mecanismo para introducirlo
y extraerlo manualmente, en tres posiciones definidas:
desconectado, conectado y prueba. El desplazamiento hacia
cualquiera de estas posiciones se realiza con la puerta cerrada.
En posición de prueba los interruptores tienen los contactos
principales
desconectados de la línea y de la carga y debido a los bloqueos
mecánicos con que cuenta éste, no puede ser insertado al
Tablero cuando esta en la posición de cerrado.
Los interruptores instalados en un tablero Metal Clad no cuentan
con boquillas y se encuentran alojados dentro de celdas
independientes aisladas entre sí, según las características
particulares de cada equipo pueden operar por diferentes medios
de extinción (vacío, gas SF6, soplo magnético y pequeño
volumen de aceite). Por las ventajas que ofrecen y las
Necesidades operativas actuales los interruptores
con medio de extinción en vacío son los de uso más generalizado.
Los Interruptores que forman parte del tablero Metal Clad
deben cumplir con lo indicado en la norma IEC-62271-100-2001,
incluyendo la prueba de falla en línea corta, respecto a
los interruptores conectados a sistemas eléctricos de
distribución.
Así también las pruebas prototipo deben realizarse con el
Interruptor completamente ensamblado en su propia estructura
soporte dentro de la sección blindada completa con sus
dispositivos de interconexión, ventilas, compuertas de desfogue,
barras y conexiones principales ya que se suministran como
parte integral de una sección blindada.
a).- El interruptor debe contar con las características
nominales siguientes:
Tabla 7.2.- Valores de corriente
TENSION
NOMINAL
(KV)
CORRIENTE
NOMINAL
(A)
CORRIENTE
NOMINAL
DE CORTO
CIRCUITO
(KA)
15 1250(1)
2000
25; 31.5
Y 40
25.8(2) 1250 25 Y 31.5
38 1250 25 Y 31.5
NOTA:
1).- Se acepta el valor de corriente de 1200 A que cumplan
con los valores de sobre-elevación de temperaturas
normalizados establecidos en la norma IEC-62271-200-2003.
2).- Se aceptan los tableros de tensión nominal 24 kV que
cumplan con los valores de prueba dieléctricas indicados en la
tabla 7.3.
Tabla 7.3.- Tensiones Nominales, niveles de
aislamiento y valores de pruebas dieléctricas.
Tensión
Nominal
(kV)
Valores de Prueba
Tensión de aguante
a 60 Hz (kV)
Nivel básico de aislamiento
al impulso (kV)
15 35 95
25.8 50 125
38 70 170
b) Se requieren interruptores con medio de extinción del arco
en vacío, las cámaras de extinción del arco deben tener
una indicación física de límite de desgaste para su reemplazo.
El nivel de radiación de rayos X emitido
en las mismas no debe rebasar 1,29 x10-7 C/kg por
hora a la tensión máxima de operación.
El proveedor debe proporcionar la curvade vida esperada de
las cámaras de interrupción
(número de operaciones contra corriente interrumpida),
garantizando los valores indicados.
c).- Cada celda debe alojar un solo interruptor.
d).- Los interruptores de las mismas características técnicas,
deben ser del tipo removible, intercambiables, con un
mecanismo para introducirlo y extraerlo manualmente,
en tres posiciones definidas: conectado, prueba y desconectado;
el desplazamiento de la posición de conectado a la de prueba,
y viceversa debe efectuarse con la puerta del tablero
cerrada y bloqueada. La posición de prueba y la de
desconectado puede coincidir en el mismo punto de
desplazamiento.
A continuación se describen las diferentes posiciones o
estados que debe guardar el Interruptor.
•Posición de conectado, es la posición del interruptor en la cual
debe tener los contactos principales conectados a la línea y a la
carga así como su circuito de control y estar preparado para
desempeñar su función,
•Posición de prueba, es en la cual los contactos principales del
interruptor están desconectados de la fuente y la carga y fue
accionada la cortina metálica de la celda, segregando el
interruptor de las barras (fuente y carga), debiendo permanecer
conectados los circuitos de control,
•Posición desconectado, es en la cual los contactos principales
del interruptor están desconectados de la fuente y carga y fue
accionada la cortina metálica de la celda, segregando el
interruptor de las barras (fuente y carga), y desconectados los
circuitos de control.
e).- Los equipos deben contar con un dispositivo de bloqueo
mecánico el cual impida que el Interruptor sea extraído de la
posición de insertado, cuando los contactos principales están
cerrados. También debe contar con un dispositivo que evite la
sobre carrera o un desplazamiento mayor del Interruptor al llegar
a la posición de conectado.
f).- Debe contar con un tope o dispositivo que asegure la posición
de prueba.
g).- Contara con mecanismo de operación tripolar.
h).- Debe tener un mecanismo de operación de resorte de
energía almacenada para los tres polos (resorte o actuador
magnético-capacitores).
El fabricante debe garantizar el mecanismo y sus componentes
para un mínimo de 2000 operaciones Cierre-Apertura entre
servicios de mantenimiento en condiciones normales de servicio,
y garantizar 10 000 operaciones como mínimo en la vida útil del
mecanismo y ser resistentes a la corrosión y libres de
mantenimiento. El mecanismo debe estar diseñado para efectuar
operaciones de recierre y debe cumplir con la siguiente secuencia
nominal de operación en condiciones normales de servicio:
A-0,3s-CA-3min-CA
En condiciones de falta de energía externa, debe cumplir
con el siguiente ciclo básico de operación;
A-0,3 s -CA
Donde:
•A = Representa la operación de apertura.
•CA = Representa la operación de cierre
•seguida inmediatamente de una operación
•de apertura, sin ningún tiempo de retraso
•adicional al propio de operación del interruptor.
i).- Los tiempos de operación requeridos para los Interruptores,
son los siguientes:
•Tiempo de apertura, máximo 50 ms.
•Tiempo de cierre, máximo 80 ms.
j).- Las diferencias en tiempos de simultaneidad de operación
entre el primero y el último polo del interruptor deben ser:
•en operación de cierre: 3 ms como máximo,
•en operación de apertura: 2 ms como máximo.
k).- La tensión de control para la operación eléctrica debe
ser de 125 V.C.D, debiendo operar en forma adecuada los
dispositivos con los límites de variación siguientes:
Función
Limite
(V)
Inferior Superior
Apertura (disparo) 87 137
Cierre 106 137
Tabla 7.4.- Limites de tensión para los dispositivos de control.
l).- Debe contar con indicador mecánico de posición “abierto-
cerrado”.
m).- Contara con indicador de posición “conectado-prueba-
desconectado”.
n).- Dispositivo mecánico instalado en el frente del interruptor
para el disparo manual en caso de emergencia o prueba,
accesible desde el exterior, el dispositivo debe estar protegido
para evitar operaciones no deseadas y su accionamiento debe
bloquear el cierre eléctrico.
o).- Contara con contador de operaciones del interruptor.
p).- Disparo libre, debe ser mecánico y eléctrico.
q).- Dispositivo de anti-bombeo en el circuito de cierre, detección
de baja tensión de C.D y detección de ausencia de C.A.
r).- Selector para operación local o remota de uso pesado.
s).- Los interruptores con mecanismo de resorte de energía
almacenada, deben prever la carga de éste en forma eléctrica y
manual, e incluir medios de protección al personal contra
cualquier riesgo accidental por la descarga del mecanismo de
energía almacenada. La energía almacenada del mecanismo de
operación, debe provenir de un resorte o de cualquier otro medio
de energía almacenada (actuador magnético-capacitores) y el
accionamiento de éste debe ser por medio de un sistema
eléctrico, electrónico y/o por medios manuales (para la apertura),
en caso de falta de energía eléctrica.
La liberación de la energía, para cerrar o abrir el interruptor,
debe ser por medio de un dispositivo de operación eléctrico
o mecánico, conectado al mecanismo de operación.
t).- Bloque de contactos de desconexión secundaria del circuito
de control, tipo receptáculo.
u).- Deberá contar con dos bobinas de apertura y una de cierre.
Las bobinas de disparo deben ser de operación directa
dentro de los valores de tensión de operación y únicamente
se intercalaran contactos auxiliares del propio Interruptor,
deben ser selladas para que su operación no se afecte por
la entrada de polvo y suciedad.
No se aceptan dispositivos
en serie con los circuitos de las bobinas de apertura, cuya
falla evite la apertura del interruptor. En caso proporcionarse
una sola bobina de apertura, esta debe garantizarse para un
mínimo de 10 000 operaciones.
v).- Contactos auxiliares:
•Cada interruptor debe contar como mínimo, con 10 contactos
auxiliares para uso exclusivo de la CFE, cinco normalmente
abiertos y cinco normalmente cerrados.
•El mecanismo de disparo debe disponer de contactos auxiliares
que impidan el cierre del Interruptor antes de que se haya
completado la operación de apertura. Estos contactos auxiliares
deben de depender directamente del mecanismo principal de
accionamiento sin utilizar relevadores auxiliares.
w).- Contactos auxiliares de posición del Interruptor para
indicación remota, “conectado” y “prueba”, alambrados a tablilla
de control del mecanismo de operación.
x).- La estructura del Interruptor se debe conectar directamente
a tierra por medio de contacto deslizante que conecte en la
posición de cerrado y de prueba.
y).- Alarma por resorte de cierre descargado alambrada a tablilla
de contactos auxiliares.
Detección y Medición de Puntos Calientes
Uno de los problemas más comunes que se presentan en
las instalaciones eléctricas (Centrales Generadoras,
Subestaciones, Líneas de Transmisión y Subtransmisión,
Redes de Distribución),así como en los diversos equipos
donde existe puntos de conexión o contacto en las partes
que las integran, son los denominados "PUNTOS CALIENTES";
Los cuales pueden llegar a ocasionar el daño parcial o total
en equipos e instalaciones, con la consiguiente pérdida de la
continuidad del servicio eléctrico.
Por tal razón es de suma importancia dedicar recursos y
orientar esfuerzos para la detección, medición y corrección
oportuna de estos "PUNTOS CALIENTES", las
repercusiones o consecuencias producto de los falsos
contactos son, perdida de las propiedades en los materiales
trayendo como consecuencia el debilitamiento de los
elementos, por la acción de las corrientes de sobrecarga y
cortocircuito, o bien por agentes externos a la instalación.
La programación de las acciones de detección de puntos
calientes, debe estar debidamente fundamentada en las
estadísticas de comportamiento de cada instalación, disturbios en
el sistema y fallas relevantes, evitando el caer en la práctica
errónea de ejecutar dichas actividades de manera rutinaria con
base en una supuesta periodicidad, que lejos de dar los
resultados requeridos, desvía la atención en muchas ocasiones a
instalaciones que no representan problema alguno.
Es importante que por la naturaleza, de los puntos
calientes se tenga siempre presente, que aún después de realizar
un mantenimiento correctivo, no se puede asegurar su
eliminación definitivo, estando siempre latente su reaparición en
función de las condiciones operativas de cada una de las
instalaciones.
Todos los objetos o cuerpos que se hallan por encima del cero
absoluto emiten radiación de energía infrarroja, que depende de
la temperatura alcanzada por dicho objeto como generador del
“punto caliente”.
Por la pequeña longitud de onda en el espectro
electromagnético, esta radiación no es perceptible al ojo
humano, siendo por tanto imposible detectar a simple vista un
punto caliente en una línea, dispositivo o equipo eléctrico que se
encuentre energizado; sobre todo en las etapas iniciales, que es
cuando en forma oportuna puede corregirse sin ningún riesgo
para la instalación. Obviamente, cuando el punto caliente es
perceptible a simple vista, es porque se encuentra ya en un
proceso acelerado de crecimiento,
presentándose incluso el deterioro o degradación de
los elementos de la instalación involucrados.
La elevación de temperatura en los puntos de contacto
es producida por varios factores, entre ellos se pueden
citar principalmente:
a) Alta resistencia de contacto, ocasionada por deficiente
apriete de partes de la unión.
b) Corrosión producida por la unión de materiales de
diferentes características (cobre con aluminio, “par galvánico”).
c) Reducida área de contacto para la conducción.
d) Baja calidad de los materiales en algunos equipos.
Un falso contacto en un equipo o instalación,
produce calentamiento excesivo, al grado de fundir los
materiales.
Los materiales más comúnmente usados como
conductores, conectores y herrajes en la industria eléctrica,
son el cobre y el aluminio.
El cobre se funde a una temperatura de 1080°C.
El aluminio se funde a una temperatura de 560°C.
Las aleaciones para algunos conectores están constituidas de
varios materiales en diferentes proporciones, las temperaturas de fusión, son del orden de los 600°C.
La termografía es una técnica usada para detectar radiaciones
infrarrojas invisibles (emisión de calor), sin necesidad de tener
contacto con la instalación o con los equipos. El principio de
funcionamiento de los dispositivos utilizados para propósito, es
este la conversión de la energía calorífica en luz visible.
TÉCNICA DE MEDICIÓN.
El principio para la detección de puntos calientes, se basa en
utilización de un equipo termovisor, cuyas características son las
de convertir la emisión de energía térmica radiada en
temperatura, que se produce por alta resistencia de contactos.
Esta captación es realizada a través de un sensor
microbolometrico especial, cuya función es la de convertir la
energía radiada en una señal electrónica transformada a una
imagen térmica infrarroja o señal de video, la cual puede ser
observada y analizada.
El beneficio de utilizar un equipo termovisor es la medicion sin
contacto con los elementos inspeccionados, no interferir con la
continuidad del servicio de energia electrica, la observacion,
analisis y prevencion de problemas potenciales por fallas por
puntos calientes en instalaciones o equipos, mediante un
mantenimiento predictivo.
El equipo debe ser operado principalmente por personal técnico
capacitado; por estar construido con elementos, dispositivos
electrónicos delicados y frágiles.
REGISTRO Y REPORTE DE INSPECCIONES PARA LA
DETECCIÓN DE PUNTOS CALIENTES.
Para el registro de los puntos calientes detectados en una
instalación eléctrica se han utilizado diversos formatos
simplificados, hasta los sofisticados reportes fotográficos, en
videocassette, disco flexible, termograficos, software e
impresión multicromática con voz.
INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
En la detección de puntos calientes además de
medir la temperatura registrada, se debe considerar la
corriente circulante a la hora de la medición, la temperatura
ambiente y las condiciones de operación del equipo, y con
estos parametros se pueden evaluar como críticos,
programables o por investigar. Se recomienda considerar como crítico un valor mayor a 100 °C.