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Consideraciones sobre las limitaciones de los análisis termográficos

viernes, 8 de noviembre de 2019

Controles y Verificaciones eléctricas en Subestaciones (Parte 3ª)




Continuación del post publicado: “Controles y Verificaciones eléctricas en Subestaciones (Parte 2ª)”


4.- Controles y verificaciones de campo en aparamenta de Subestación

4.1.- Inspección termográfica

La inspección termográfica se utiliza, mediante el empleo de cámaras de termovisión infrarroja, para localizar defectos por calentamiento, particularmente en piezas de contacto en seccionadores, bornas y grapas de conexión de los equipos, tomando como referencia la temperatura ambiente y la de otra fase sana. Se aplica mediante un barrido de todas las conexiones eléctricas de un parque y permite registrar la distribución de temperaturas en un equipo que se encuentre en las condiciones de régimen normal de servicio.


Figura 25: Termografía realizada en un disyuntor de AT.

No existe normativa internacional que regule esta técnica pero existen recomendaciones de diversas organizaciones con vasta experiencia.

Las aplicaciones de la termografía son muy variadas y como toda técnica requiere mucha experiencia. En los centros de certificación de operarios se instruye sobre la utilización de las cámaras y la interpretación de la información pero no se instruye sobre la aplicación concreta. Eso debe aprenderse con la experiencia en campo a lo largo del tiempo.

Para más información, ver post: “Consideraciones sobre las limitaciones de los análisis Termográficos” en el siguiente link:
Ver post: “Importancia de la termografía infrarroja en el mantenimiento eléctrico” en el siguiente link:

4.2.- Sistemas de puesta a tierra

El mal estado de una red de tierras, no solamente hace peligrar grandes valores materiales, sino que son un peligro constante para la vida, por ejemplo, la operación manual de un equipo, tal como un seccionador, requiere la presencia de un operario cerca de la estructura puesta a tierra en un punto donde la apertura de un circuito energizado por error puede a veces originar un arco con la estructura. Gran porcentaje de los accidentes mortales por gradiente de tensión han estado relacionados con mandos de accionamiento. Se han utilizado plataformas portables o permanentes de aislamiento, sin embargo, estas no serían necesarias si el entramado de la tierra estuviera proyectado de forma que cualquier potencial de contacto por toque o pisada estuviese dentro de los límites de seguridad y si su estado mediante una conservación adecuada, asegurase su cometido. En definitiva todas estas seguridades, son pocas ante la gravedad que se expone, deduciendo como imprescindible una comprobación periódica del estado de la red de tierras.


Figura 26: Esquema de conexiones para la medida de la resistencia de puesta a  tierra con la unidad CPC 100 de Omicron.

Las operaciones de verificación siguientes son imprescindibles para comprobar la eficacia del sistema de puesta a tierra en una Subestación eléctrica : Medición y comprobación de la resistencia tierra en relación con el terreno, medidas desde diversos puntos de la red, comprobación y medición de continuidad de la tierra hasta los electrodos, verificación de secciones del cable de tierra en diversos tramos, fijación y paso por las distintas zonas de la red, resistencias de contacto en las uniones de la malla, medición y observación del estado de las conexiones y piezas especiales que lo componen, estado y medición (si es factible determinarlas en el terreno) de los electrodos o placas enterradas, asegurándose que la medida efectuada corresponde a la toma en cuestión y no a la totalidad del sistema de puesta a tierra, a la cual está conectada, medición si existiese de corrientes de circulación o fugas, así como tensiones de paso y contacto, resistividad del terreno para futuros emplazamientos de toma de tierra.

4.2.1- Medida de tensiones de paso y contacto

En las instalaciones eléctricas se producen de forma circunstancial, corrientes de defecto a tierra que generan elevaciones del potencial del terreno, que pueden llegar a ser peligrosas para las personas que trabajan en ellas. Para garantizar que estos potenciales no sean peligrosos, el Reglamento español sobre Condiciones Técnicas y Garantías de Seguridad en Centrales Eléctricas y Centros de Transformación, en su instrucción RAT-ICT 13, define los valores máximos admisibles de tensión y el método de medida de la tensión de paso y contacto, mediante la inyección de corriente en la red de p.a.t. Asimismo, se establece la necesidad de medir las tensiones que se puedan transferir fuera de la subestación y la determinación de la resistencia de difusión a tierra de una subestación, recién construida o en funcionamiento, para verificar su estado de conservación con el paso del tiempo.



Figura 27: Medida de las tensiones de paso y contacto con la Unidad CP 100
más el módulo CP CU1 de Omicron

Para saber más, ver el siguiente artículo:
“Medidas y vigilancia de las instalaciones de puesta a tierra”

4.3.- Seccionadores de AT.

Los Seccionadores de Alta Tensión, son los elementos más sencillos y por ello precisamente su conservación está más descuidada. Las interrupciones de servicio por avería en los mismos son bastante frecuentes y aunque no tan graves como las ocasionadas por transformadores, interruptores, etc..., ocasionan generalmente la parada total de la instalación. Estas averías normalmente suelen ser debidas, bien a defectos de cierre de alguna cuchilla del seccionador, o a contactos imperfectos de la misma.

El programa de revisión general de seccionadores comprende: revisión y ajuste de las tres fases, presión correcta y resistencia adecuada de contactos, revisión y limpieza general de aisladores (muy a tener en cuenta cuando la atmósfera es salina, o propensa a emanaciones de vapores ácidos, polvo de cemento o metálico), pruebas de aislamiento, efectividad de los enclavamientos mecánicos o electromagnéticos, revisión de sistemas de señalización de contactos auxiliares y control, engrase y aligeramiento de sus mecanismos.

Estando los seccionadores en servicio, es muy recomendable realizar medidas periódicas para detectar «puntos calientes», origen de sobrecalentamientos en distintos puntos de unión, elevada densidad de corriente, etc..., no discernibles por los métodos usuales y basados en el principio de radiación de energía de los metales y captación por radiación infrarroja (ver apartado  4.1).

Para saber más, ver post:
“Aparamenta de Subestación: Seccionadores (y Parte 2ª)” en el siguiente link:

4.3.- Disyuntores de AT

4.3.1. Medida de la resistencia de contacto

Las características eléctricas de un contacto, en elementos de maniobra, dependen del número de interrupciones y de la energía del arco acumulada, ya que provocan el desgaste de sus componentes, pérdida de presión de contacto y presencia de impurezas al depositarse una película particularmente aislante en la superficie. Asimismo, los esfuerzos que se producen durante las faltas, la acción del viento y las vibraciones transmitidas durante las maniobras, empeoran las características mecánicas de los puntos de conexión de los equipos. El control del valor de la resistencia eléctrica en las uniones de conductores que forman un circuito eléctrico, permite determinar la máxima intensidad que puede circular a través de ellas, sin que se sobrepasen los límites de calentamiento admitidos para cada tipo de material que componen la unión.


Figura 28: Medida de resistencia de contacto con CPC 100 en el rango de 400 A (1 μΩ a 10 mΩ)

4.3.2.- Resistencia dinámica de contactos

Debido al diseño de los contactos en algunos interruptores, que disponen de contactos principales y de arco, se aprovecha durante la realización de la curva de desplazamiento de los mismos, para registrar de forma continua la caída de tensión en la cámara de corte al inicio y fin de las maniobras de apertura y cierre.


Figura 29: Curva típica de la resistencia dinámica de contactos. Maniobra de apertura

4.3.3.- Medida de tiempos de maniobra

Una de las principales medidas que se realizan en el mantenimiento de seccionadores con mando eléctrico o neumático y especialmente en interruptores, consiste en el control de los tiempos propios requeridos en la realización de maniobras de cierre y apertura. El control de estos valores posibilita los ajustes precisos para garantizar la correcta operación de los equipos y permite programar adecuadamente la revisión necesaria para sustituir piezas y componentes.

4.3.4.- Sincronismo entre cámaras del interruptor

La medida del tiempo de maniobra en cada una de las cámaras del interruptor permite conocer el nivel de sincronismo alcanzado por los contactos, tanto linealmente (entre cámaras de corte de cada fase) como transversalmente (entre fases) facilitando una información complementaria del balance de energías en la maniobra.

4.3.5.- Tiempo de reposición de energía del mando de accionamiento del interruptor

En interruptores con mando a resortes se mide el tiempo de carga de resortes para poder asegurar que las maniobras son realizadas en condiciones óptimas. En mandos neumáticos es necesario verificar la actuación de los presostatos. Cuando los tiempos obtenidos difieran o presenten desviaciones significativas con respecto a los valores de referencia, se procederá a la revisión de los sistemas de carga: motores, compresores, conducciones, conexiones eléctricas, tensión, etc.

4.3.6.- Análisis del gráfico de desplazamientos de contactos en interruptores

El método de diagnóstico más utilizado para conocer el estado mecánico de un interruptor se basa en la obtención gráfica de las curvas de desplazamiento de sus contactos principales durante las maniobras de cierre, apertura y cierre sobre falta.

Del análisis del gráfico, realizado en la propia instalación y cuya interpretación se ve ampliamente apoyada mediante el uso de la telediagnosis, se obtienen los siguientes parámetros de control:

Carrera total (recorrido): Valor definido entre la diferencia desde la posición inicial, antes del comienzo de la maniobra, hasta la posición final alcanzada al término de dicha maniobra. Penetración de contactos: Distancia que recorre en la apertura el contacto principal entre la posición de cerrado y la separación eléctrica de con-tactos. Velocidad de apertura y cierre: Se miden en los intervalos del gráfico de desplazamiento indicados por el fabricante: zona de arco en la apertura y de prearco en el cierre. Amortiguación sobrerrecorridos y rebotes: se analizan en las zonas de referencia del gráfico, observando si la amortiguación es correcta y no se producen sobrerrecorridos, ni rebotes en número y amplitud excesivos.

4.3.7.- Gráficos de consumo de bobinas y motores

El control del consumo de las bobinas de apertura contribuye al conocimiento del estado de los sistemas eléctricos y mecánicos del interruptor, obteniéndose normalmente del registro gráfico de la intensidad realizado simultáneamente con el registro de desplazamiento de contactos, tiempos de maniobra, y tensión de alimentación en bornas del armario de mando. El registro del consumo del motor facilita una in-formación complementaria a la del tiempo de reposición de energía del mando en interruptores y sirve igualmente para controlar el comportamiento del mando de los seccionadores durante las maniobras.


Figura 30: Equipo CIBANO 500 de Omicron: Analizador gráfico con traductores para el registro de velocidad, sincronismo, sobrerrecorrido, penetración de contactos, etc.

Para saber más, ver los siguientes posts:
“Pruebas funcionales en Disyuntores de AT. (1ª Parte)”
"Pruebas funcionales de disyuntores de AT. (Parte 2ª)”
“Localización de averías en Disyuntores de AT”



Continua en: Controles y Verificaciones eléctricas en Subestaciones (y Parte 4ª)
https://imseingenieria.blogspot.com/2019/11/controles-y-verificaciones-electricas_10.html



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