8 - DISTANCIAS ELÉCTRICAS (continuacion)
8.12 - INFLUENCIA EN EL MANTENIMIENTO
Al prepararse el mantenimiento de una parte de la instalación, se deben estudiar las zonas de guardia a respetar alrededor del área de trabajo, y establecer correctamente las superficies de vínculo, definidas por las distancias de vínculo, a fin de garantizar la ausencia de riesgos.
Es útil a nivel de proyecto un análisis aunque sea somero, de las condiciones de mantenimiento, esto no libera de ningún modo a quienes hacen el mantenimiento, de su responsabilidad en el respeto de las reglas de seguridad.
Cuando se accede a las instalaciones para efectuar trabajos, las distancias deben determinarse teniendo en cuenta las condiciones reales cada vez.
Cuando existen conductores se debe proveer a respetar las distancias.
No se consideran conductores desnudos en tensión:
- los que están incluidos en aparatos con caja metálica.
- los que están protegidos por paredes metálicas puestas a tierra con suficiente grado de protección.
- los protegidos con paredes llenas no metálicas (mampostería o aislantes) cuya superficie accesible se encuentre al menos a la distancia de guardia del conductor.
- si la distancia es inferior a la de guardia se debe poder contar con el efecto aislante de la pared.
DELIMITACION DE LA ZONA DE TRABAJO
La delimitación se controla en dirección horizontal y vertical.
En superficies de circulación no se admite la delimitación por simple distancia, es necesario vallas que indiquen esta delimitación.
Se acepta la limitación por simple distancia cuando el operador se encuentra alejado del suelo (por ejemplo sobre una escalera) ya que aun un error involuntario no podrá hacerle superar un cierto límite en sentido horizontal.
Limitaciones de altura parcial, parapetos contienen el desplazamiento del cuerpo del operador pero no sus brazos.
Limitaciones de altura total, tabiques, obstaculizan cualquier movimiento.
En sentido vertical el simple distanciamiento se realiza cuando el operador en los distintos planos a que tiene acceso y con los brazos levantados no penetre en zona de guardia.
La condición de estar debajo de partes en tensión no requiere ni siquiera el aviso.
Puede tenerse limitaciones materiales aptas a contener los movimientos del operador hacia arriba
En las limitaciones por simple distanciamiento es importante tener en cuenta las acciones erróneas o movimientos accidentales y considerarlos en las distintas de vínculo.
EL MANTENIMIENTO Y EL PROYECTO
La seguridad de las operaciones de mantenimiento obliga a hacer consideraciones que en la actualidad interfieren a nivel de proyecto , obligando al proyectista a un esfuerzo de asumir criterios que lo comprometen en mas con la vida de la obra.
Es obvio que la libertad absoluta de mantenimiento puede lograrse con una parada total de la instalacion, con desconexion total de las fuentes de peligro, pero esta situacion normalmente no se presenta.
Se trata siempre de hacer mantenimiento con parte de la instalacion en servicio, en este caso independientemente del proyecto corresponde a los que asumen la responsabilidad de mantenimiento analizar cuidadosamente las condiciones de trabajodurante las operaciones.
Se define el area de trabajo, superficie del suelo y se la seniala (eventulamente cerca rodea) limitando el area de peligro, dentro del area de trabajo la persona no debe penetrar en zonas peligrosas.
Se considera que no debe llegar a una distancia (3 m según algunas normas) desde donde extendiendo el brazo se penetra en zonas de peligro (hacia el costado, hacia arriba).
Se acepta tener por arriba puntos en tension, y en este caso queda restringida la altura de eventuales superficies para elevarse durante el trabajo.
Las partes que pueden asumir cargas por el campo electrico (por ejemplo una barra fuera de tension, que se carga capacitivamente por influencia) deben ponese a tierra para linitar sustos o tensiones imprevisibles.
Observese el corte de una playa (por ejemplo de 132 kV) y tomese nota de los problemas que se presentan, por ejemplo la cantidsad de planos de tension (cabezal de equipos, Barras principales, conexiones de salida o cruces).
Planteense acciones de mantenimiento, la salida fuera de servicio cruza al menos sobre una de las barras principales, por lo que no se puede trabajar en en la salida el los elementos que estan sobre la barra en tension.
El tramo vertical de subida esta cerca de las barras, entre ellas por lo que no puede llegarse a esta aunque solo una barra se encuentre en tension, si se pueden hacer trabajos debajo de las barras, en los seccionadores o los aparatos, controlando las distancias de seguridad.
Cada trabajo se debe plantear en esta forma, analizarlo y respetar las condiciones de trabajo seguro, y este analisis se deba hacer con quenes haran el trabjo para que ellos tengan conciencia de lo que pueden hacer y lo que no deben hacer.
8.13 - INFLUENCIA DE LA ALTURA - CONCEPTO
La rigidez dieléctrica del aire depende de la presión atmosférica y de la temperatura del aire.
Un objeto, con características de aislación definidas tiene una aislación externa, que depende del aire, y que puede ser crítica.
Cuando el sitio de instalación es en altura, más de 1.000 m sobre el nivel del mar, la disminución de rigidez del aire, puede hacer que no sean soportadas sobretensiones que al nivel del mar no traerían consecuencias.
Para tener en cuenta la disminución de rigidez del aire las distancias de aislación en aire se aumentan 1,25 % por cada 100 m de aumento de altura a partir de los 1.000 m.
La
fórmula 8.6 es aplicable para determinar la distancia en altura a partir de una distancia definida al nivel del mar.La descarga de la aislación en aire depende de las condiciones atmosféricas, en particular depende de la presión y de la humedad del aire.
La tensión de descarga medida en una condición determinada, se refiere al valor que se hubiera logrado en condiciones atmosféricas definidas normales.
Se pretende que el equipo en prueba soporte a una cierta altura sobre el nivel del mar un ensayo con cierto valor de tensión, en esas condiciones de presión (y temperatura) se aplica efectivamente la tensión de ensayo.
Si ese ensayo se refiere al nivel del mar, se determina el factor de referencia (kd = factor de corrección).
En consecuencia, definido y aprobado el equipo con la tensión que corresponde al nivel del mar, con el factor de corrección queda identificada la tensión de prueba aplicable en altura.
La
fórmula 8.7 permite determinar la variación de presión con la temperatura, la formula 8.9 permite determinar el factor de corrección. Los exponentes m y n generalmente valen 1, pero para el ensayo de corriente alterna, y para impulso de maniobra positiva, entre electrodos punta-punta o punta-plano, dependen del espacio de descarga, su valor es 1 hasta 1 m, de 1 m a 6 se interpola linealmente entre 1 y 0.4, por arriba de 6 m el valor es 0.4.La
fórmula 8.10 da la tensión corregida, (referida a condiciones normales) partiendo de un ensayo en condiciones especiales.En la aplicación que examinamos Vsnm es la tensión que el equipo soporta al nivel del mar, kd es el factor de corrección que corresponde a la altura de instalación, Vens es la tensión que puede soportar en altura.
Debe considerarse que la tensión de prueba que se aplica a un equipo es común tanto a las aislaciones externas como a las internas.
Generalmente las aislaciones internas no son sensibles a la presión atmosférica y en consecuencia no se degradan con la altura.
Por otra parte, las aislaciones en aire se autoregeneran, mientras en las otras aislaciones, en general, la falla es definitiva.
Al aplicar tensiones de prueba mayores para tener en cuenta la influencia de la altura deben tomarse precauciones para no solicitar indebidamente las partes del equipo de aislación no autoregenerativa (aislación interna).
El ensayo de un transformador, representativo de su funcionamiento en altura, hecho al nivel del mar requiere ensayar por separado la máquina, y la aislación en aire de los aisladores.
RELACIÓN ENTRE PRESIÓN Y LA ALTURA
La presión varía con la altura con una expresión que depende de ella en modo complejo.
La
figura 8.8 muestra un gráfico simple, que puede utilizarse para aplicaciones rápidas.Las instalaciones en altura requieren equipos con aislaciones en aire capaces de soportar (al nivel del mar) solicitaciones mayores que las que corresponden a su categoría de tensión.
En otras palabras, para una instalación que funciona a la tensión nominal (Um a la que corresponde una tensión de ensayo Ue, se requieren equipos que soporten la tensión de ensayo Ue/Kd, y en consecuencia serán de tensión nominal superior a Un (desde este punto de vista sobredimensionados).
Las aislaciones internas, no en aire, en cambio no requieren sobredimensionamiento alguno.
La variación de densidad del aire con la altura, afecta además las condiciones de disipación de calor.
En consecuencia la corriente (nominal) que lleva un equipo a su temperatura límite será menor con la altura.
Como puede considerarse que en general la temperatura ambiente máxima disminuye con la altura esta situación puede no tener importancia.
8.14 - LA AISLACION SUPERFICIAL
El interés que ésta presenta es debido a su sensibilidad a la contaminación que provoca el ambiente.
Las consecuencias de la contaminación se observan, especialmente con las salidas de servicio debidas a descargas cuando la superficie de los aisladores está sucia.
- nulo - se clasifica así un ambiente sin industrias, donde hay baja densidad de habitaciones con instalaciones de calefacción (productoras de humos), lejos del mar, o no expuesto a vientos marinos (contaminación salina).
Cuando las industrias son importantes, el sitio debe ser bien ventilado, y las lluvias deben ser abundantes (de manera que se produzca lavado de los aisladores).
Cuando se presentan neblinas, las líneas de 145 kV con menor número de aisladores normales (9-10) no salen de servicio.
- ligero - las industrias no son de tipo particularmente contaminantes, si la densidad es alta el sitio debe ser muy ventilado y lluvioso, si hay vientos marinos la distancia al mar debe ser de 1 km. al menos.
En líneas de 145 kV con menos de 9-10 aisladores normales se presentan salidas de servicio en condiciones de neblina.
- pesado - alta densidad de instalaciones de calefacción, exposición a vientos marinos importantes.
Se requieren mas de 11-12 aisladores normales para que una línea de 145 kV no presente salidas de servicio en condiciones de niebla o viento marino.
- excepcional - se trata de zonas muy localizadas, donde el humo produce depósitos particularmente conductivos, o los vientos marinos arrastran gotas de agua de mar de dimensiones perceptibles, o se forman mezclas de sal y betún.
Se presentan salidas de servicio en condiciones de niebla o tempestades marinas aún si el número de aisladores de la línea es de 11 ó 12.
Los ensayos tiene por fin determinar el máximo grado de contaminación que un aislador puede aceptar sin perder su capacidad de soportar una tensión dada, o determinar la tensión soportada con cierto grado de contaminación.
Los métodos de ensayo son dos:
- método de la niebla neblina, consiste en inyectar niebla de agua salada en la cámara de prueba donde se encuentra el objeto en ensayo sometido a tensión.
- capa sólida superficial, el objeto se recubre con una capa de contaminante de cierta conductividad, el depósito se humedece hasta que la resistencia superficial alcanza un mínimo, y en estas condiciones se somete a tensión.
El nivel de contaminación se reconoce por la salinidad soportada (en Kg./m3 de agua) o la conductividad de la capa (en micro Siemens).
Según el grado de contaminación se recomienda una relación entre la longitud de la línea de fuga y la tensión máxima fase-tierra.
8.15 - SOLUCIONES CON AISLACION EN SF6
Intentando reducir tamaños de las instalaciones de alta tensión se desarrollaron equipos aislados en SF6, las soluciones actuales se basan en módulos compactos que corresponden a los mismos equipos que se encuentran en las soluciones tradicionales.
En tensiones menores (170 kV) la construcción puede ser tripolar, mientras que con tensiones mayores solo unipolar.
- los interruptores son con una o mas interrupciones por polo, en muy altas tensiones se utilizan seccionadores bajo carga (aptos para maniobrar, pero que no interrumpen las corrientes de cortocircuito).
- seccionadores generalmente de diseño coaxial, telescópico.
- transformadores de corriente de tipo toroidal.
- transformadores de tensión de tipo inductivo, aislados en gas.
- transformadores capacitivos, aislados con aceite y gas, utilizados en muy altas tensiones
- barras, en contenedor de gas, unipolares o tripolares.
Los elementos son estancos, están separados unos de otros mediante aisladores de soporte barras que cumplen la función de tabique entre ambientes de SF6.
- los transformadores de potencia, aislados en aceite, se unen a las barras mediante aisladores pasantes SF6/aceite.
- los cables de aislacion sólida, o de aceite fluido, también se unen a barras con aisladores terminales.
- para conectar líneas aéreas se utilizan aisladores SF6/aire, con adecuada línea de fuga, ya que esta puede llegar a ser la única aislacion sujeta a contaminación de la instalación.
- el diseño se completa con cuchillas de tierra de alta velocidad, que se disponen para seguridad de las personas.
Estos diseños constructivos están muy ligados al proveedor, inclusive en su ingeniería básica.