maniobras en instalaciones de alta tension

8/16/2019 Maniobras en Instalaciones de Alta Tension

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRICA Y

ELECTRÓNICA

MONOGRAFIA

PRESENTADO POR:

GUTIERREZ GALA, Edson Alexis

ASIGNATURA:

ALTA TENSIÓN

HUANCAYO - PERÚ

2016

“ Trabajos y Maniobras en Instalaciones de

Alta Tensión”


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Dedicatoria

Con cariño dedico este trabajo a toda mi familia y de manera especial a mis

Padres, quienes son los ejes fundamentales para mi desarrollo personal y

académico durante el transcurso de mi carrera universitaria.


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Resumen

El presente trabajo tiene como objetivo principal mostrar las técnicas y los medios

que deben emplearse con el fin de realizar trabajos en instalaciones eléctricas en

alta tensión de forma segura para evitar cualquier posible causa de accidente. Se

ha elaborado para que resulte adecuado tanto para trabajadores que no poseen

grandes conocimientos sobre temas eléctricos como para estudiantes o titulados

técnicos que cuentan con algún tipo de formación relacionada con el campo de la

electricidad. Incluye un gran número de ejemplos de aplicación, en los que se

muestra el procedimiento que suelen utilizar las compañías eléctricas, así como las

maniobras que deben realizarse al llevar a cabo un trabajo, sin tensión, en una

instalación eléctrica, además de abundante material gráfico. En él se tratan los

conceptos básicos relacionados con la electricidad y las puestas a tierra; se

describen los posibles riesgos eléctricos; se explica cuál es la aparamenta de alta

tensión, así como su principio de funcionamiento. También se describen los centros

de transformación de media y baja tensión y su funcionamiento; se explican las

maniobras que habitualmente se llevan a cabo en los centros de transformación y

en las subestaciones; se indican los aspectos más relevantes del Real, que

establece las disposiciones mínimas de protección de la salud y seguridad frente al

riesgo eléctrico, incluyendo comentarios y ejemplos clarificadores en relación con

los trabajos en alta tensión. Por ello se puede afirmar que es recomendable tanto

para los alumnos de cualquier estudio técnico como para trabajadores y técnicos

del sector eléctrico, así como para quienes deseen ampliar sus conocimientos sobre

los temas relacionados con la seguridad en las instalaciones eléctricas.


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Índice de contenidos

Dedicatoria .............................................................................................................. 2

Resumen ................................................................................................................. 3

Introducción ............................................................................................................. 9

CAPÍTULO I TERMINOLOGIA ............................................................................. 10

1. Términos generales .................................................................................. 10

1.1. Aparamenta de maniobra. ..................................................................... 10

1.2. Maniobra. .................................................................................................. 10

1.3. Ciclo de maniobra. ................................................................................... 10

1.4. Secuencia de maniobra............................................................................ 11

1.5. Circuito principal. ...................................................................................... 11

1.6. Circuito de mando. ................................................................................... 11

1.7. Circuitos auxiliares. .................................................................................. 11

1.8. Polo. ......................................................................................................... 11

1.9. Contacto principal. ................................................................................... 11

1.10. Contacto de arco. ............................................................................. 12

1.11.

Disparador. ........................................................................................ 12

1.12. Maniobra manual dependiente. ......................................................... 12

1.13. Maniobra con acumulación de energía. ...................................... 12

1.14. Maniobra manual independiente. ...................................................... 12


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1.15. Interruptor automático con disparo libre. ......................................... 13

1.16. Interruptor automático con cierre impedido. ................................... 13

1.17. Intensidad prevista. ........................................................................... 13

1.18. Tiempo de apertura. ......................................................................... 13

1.19. Tiempo de arco. ................................................................................. 13

1.20. Tiempo de corte. ................................................................................ 14

1.21. Línea de fuga. .................................................................................... 14

2.

Aparamenta de maniobra ......................................................................... 14

2.1. Seccionador. ............................................................................................ 14

2.2. Interruptor. ............................................................................................... 15

2.3. Interruptor seccionador. .......................................................................... 15

2.4. Contactor. ................................................................................................ 15

3. Aparamenta de protección ........................................................................ 16

3.1. Interruptor automático. ............................................................................ 16

3.2. Auto seccionador..................................................................................... 16

3.3. Fusible ..................................................................................................... 17

3.4. Seccionador-fusible ................................................................................. 17

3.5. Ruptofusible ............................................................................................. 17

4. Aparamenta de alta tensión ...................................................................... 17

4.1. Aparamenta de maniobra ....................................................................... 18


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4.2. Seccionador ............................................................................................. 18

4.3. Conmutador. ........................................................................................... 20

CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO .......................................................................... 24

1. Seccionadores. ......................................................................................... 24

1.1. Características de los seccionadores. ...................................................... 24

1.2. Contactos. ................................................................................................ 27

1.3. Cuchillas principales. ................................................................................ 27

1.4.

Contactares de los pantógrafos. ............................................................... 28

1.5. Cuchillas de puesta a tierra. ..................................................................... 28

1.6. Bornes. ..................................................................................................... 29

1.7. Aisladores. ................................................................................................ 29

1.8. Bancadas de seccionadores rotativos y cajas de mecanismos de Los

pantógrafos. .............................................................................................. 30

1.9. Placa de característica de polo. ................................................................ 31

1.10. Transmisiones. .................................................................................. 31

1.11. Accionamientos. ................................................................................ 32

1.12. Placa de características del accionamiento. ...................................... 37

1.13. Cableado. .......................................................................................... 37

1.14. Repuestos. ........................................................................................ 38

1.15. Hoja de datos técnicos. ..................................................................... 38


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2. Interruptores. ............................................................................................ 38

2.1. Objetivos. .................................................................................................. 38

2.2. Normas aplicables. ................................................................................... 38

2.3. Requerimientos de calidad ....................................................................... 40

2.4. Sistemas de unidades. ............................................................................. 40

2.5. Condiciones de servicio del sistema eléctrico. ......................................... 41

2.6. Características constructivas. .................................................................... 41

2.7.

Composición de los aisladores .................................................................. 44

2.8. Núcleo Resistente Dieléctrico de Fibra de Vidrio. ..................................... 44

2.9. Recubrimiento Polimérico Aislante del Núcleo. ......................................... 45

2.10. Campanas Aislantes. ......................................................................... 45

2.11. Acoples Metálicos de los Aisladores. ................................................. 46

2.12. Otros herrajes y grapas. ..................................................................... 47

2.13. Anillos equipotenciales ....................................................................... 50

2.14. Aisladores poliméricos normalizados.................................................. 50

3. Criterios básicos de protección. ................................................................ 52

3.1. Componentes de un sistema de protección .............................................. 54

3.2. Reles de protección .................................................................................. 55

3.3. Circuitos de control ................................................................................... 55

3.4. Transformadores de medida ..................................................................... 56


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3.4.1. Transformadores de corriente (TC) ................................................... 56

3.4.2. Transformadores de potencial (TP) ................................................... 58

3.5. Zonificación de protección. ....................................................................... 59

3.6. Protección Principal .................................................................................. 59

3.7. Protección secundaria. ............................................................................. 61

3.8. Protección de respaldo ............................................................................. 61

3.9. Protección Falla Interruptor ...................................................................... 61

BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 63


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Introducción

A pesar de que existe normativa legal que regula la realización de trabajos en

instalaciones de alta tensión ha podido constatarse que la mayoría de empresas no

eléctricas que operan en centros de transformación de su propiedad suelen

incumplir dicha normativa por una falta de planificación de los trabajos, por no

disponer de personal especializado para su realización, o carecer también de los

equipos de protección necesarios o adecuados.

Los riesgos eléctricos, presentes en cualquier instalación que haga uso de la

electricidad, son mucho más importantes en instalaciones de alta tensión

(subestaciones, centros de transformación, líneas de transmisión, etc). En este tipo

de instalaciones cualquier error puede costar la vida, por lo que las medidas de

seguridad, así como los procedimientos para realizar los trabajos, deben estar

presentes en todo momento y deben ser asumidos por todo el personal involucrado.

El trabajo está estructurado para que, incluso trabajadores que no tengan grandes

conocimientos de electricidad, puedan comprender los principios básicos para

trabajar de forma segura en instalaciones de alta tensión. Y que, a partir de ahí,

puedan comprender los procedimientos de trabajo en estos tipos de instalaciones.

A lo largo de la monografía se muestran numerosos ejemplos de aplicación, con el

fin de facilitar la comprensión de los contenidos.


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CAPÍTULO I

TERMINOLOGIA

1. Términos generales

1.1. Aparamenta de maniobra.

Aplicado a los aparatos de conexión y apertura y a su combinación

con aparatos de control, de medida, de protección y de regulación

asociados a ellos, así como a los conjuntos de tales aparatos con las

conexiones, accesorios, envolventes y soportes correspondientes

destinados, en principio, a la maniobra de aparatos que utilizan energía

eléctrica.

1.2. Maniobra.

Paso de los contactos móviles de una posición a otra adyacente. Una

maniobra podrá ser de cierre o de apertura.

1.3. Ciclo de maniobra.

Sucesión de maniobras de una a otra posición con regreso a la posición

inicial.


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1.4. Secuencia de maniobra.

Sucesión de maniobras especificadas, efectuadas con intervalos de tiempo

especificados.

1.5. Circuito principal.

Conjunto de piezas conductoras de un aparato de maniobra introducidas en

el circuito, que tiene por función su cierre o su apertura.

1.6. Circuito de mando.

Conjunto de piezas conductoras de un aparato de maniobra introducidas en

el circuito, utilizando para ordenar la maniobra de cierre o apertura, o ambas.

1.7. Circuitos auxiliares.

Conjunto de piezas conductoras destinadas a un circuito distinto del

principal y de los de mando, y que responden a funciones complementarias

tales como señalización, enclavamientos, etc.

1.8. Polo.

Parte constituyente de un aparato de maniobra asociada exclusivamente a

un camino conductor eléctricamente separado y perteneciente a su circuito

principal.

1.9. Contacto principal.

Contacto introducido en el circuito principal del aparato de maniobra,

previsto para soportar, en posición cerrado, la intensidad del circuito del

principal.


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1.10. Contacto de arco.

Contacto previsto para que en él se establezca el arco. Puede ser parte

integrante del contacto principal, o estar separado, con la misión de que abra

después o cierre antes que el contacto principal.

1.11. Disparador.

Dispositivo conectado mecánicamente a un interruptor que provoca la

apertura automática del mismo.

1.12. Maniobra manual dependiente.

Maniobra por medio de la cual se hace pasar el aparato de la posición abierto

a la posición cerrado, exclusivamente por medio de una energía manual

aplicada directamente, de manera que velocidad y fuerza de la maniobra

dependen de la acción del operador.

1.13. Maniobra con acumulación de energía.

Maniobra efectuada por medio de energía almacenada en el propio

mecanismo del interruptor antes de la finalización de la operación y

suficiente para concluir la maniobra en condiciones de velocidad y fuerza

predeterminadas.

1.14. Maniobra manual independiente.

Maniobra con acumulación de energía, en la cual esta proviene de la

energía manual del operador, acumulada y liberada en una única maniobra

continua, de manera que la velocidad y la fuerza de la maniobra son

independientes de la acción del operador.


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1.15. Interruptor automático con disparo libre.

Interruptor cuyos contactos móviles vuelven a la posición abierto y

permanecen en ella cuando se ordena la maniobra de apertura, incluso una

vez iniciada la maniobra de cierre y aunque se mantenga la orden de cierre.

1.16. Interruptor automático con cierre impedido.

Interruptor en el que ningún contacto puede cerrar lo suficiente para dejar

pasar corriente, si al dar la orden de cierre persisten ciertas condiciones

específicas.

1.17. Intensidad prevista.

Intensidad que circularía por un circuito determinado en condiciones

especificadas, si el aparato de maniobra intercalado en el circuito fuese

sustituido por conexiones de impedancia despreciable.

1.18. Tiempo de apertura.

Intervalo de tiempo que media entre el instante en que, estando el

interruptor en posición cerrado, la intensidad del circuito principal alcanza el

valor de funcionamiento del disparador por máxima intensidad y el instante

de la separación de los contactos de arco en todos los polos. En los

interruptores automáticos disparados por una fuente cualquiera de energía

exterior, el tiempo de apertura se medirá a partir del instante de aplicación

de la fuente de energía exterior.

1.19. Tiempo de arco.

Intervalo de tiempo que media entre el instante de la primera iniciación del

arco y el instante de la extinción final del arco en todos los polos.


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1.20. Tiempo de corte.

Intervalo de tiempo que media entre el principio del tiempo de apertura y el

fin del tiempo del arco, o sea la suma de los tiempos de apertura y de arco.

1.21. Línea de fuga.

Camino más corto entre dos partes conductoras o entre una parte conductora

y la superficie límite del interruptor, medida a lo largo de la superficie de una

materia aislante. La superficie límite es la superficie exterior de la envolvente.

2. Aparamenta de maniobra

Tiene por misión establecer o interrumpir la corriente en uno o varios circuitos bajo

condiciones previstas de servicio, sin daños significativos para el aparato y sin

perturbar la explotación.

Se distinguen por la peculiaridad de su función, tres tipos fundamentales de

aparatos:

• Seccionadores

• Interruptores

• Contactores

2.1. Seccionador.

Aparato mecánico de conexión que por razones de seguridad, en posición

de abierto asegura una distancia de seccionamiento que satisface unas

condiciones específicas. Un seccionador es capaz de abrir o cerrar un

circuito cuando la corriente a interrumpir o a establecer es despreciable o

cuando no se produce ningún cambio notable de tensión en los bornes de

cada uno de los polos del seccionador. Debe ser capaz de soportar las


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corrientes que se presenten en condiciones normales del circuito y capaz

de soportar durante un tiempo especificado, las corrientes que se presentan

en condiciones anormales, como las de cortocircuito.

2.2. Interruptor.

Aparato mecánico de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir

la corriente en las condiciones normales del circuito y circunstancialmente

las condiciones específicas de sobrecarga en servicio, así como soportar,

durante un tiempo determinado, intensidades tales como las de cortocircuito.

Es un aparato sin distancia de seccionamiento y en consecuenciaaparecerá asociado a un seccionador.

2.3. Interruptor seccionador.

Interruptor que en posición de apertura satisface las condiciones de

aislamiento especificadas para un seccionador. También es llamado

seccionador en carga.

2.4. Contactor.

Aparato mecánico de conexión, con una sola posición de reposo, que puede

ser la de abierto o la de cerrado, accionado por cualquier forma de energía,

menos la manual, y capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en

condiciones normales de circuito, incluidas las condiciones de sobrecarga en

servicio. Ciertos Contactores pueden ser capaces de establecer o interrumpir

corrientes de cortocircuito. A tenor de la fuente de energía que obliga al

contactor a mantener la posición de trabajo, se distinguen los siguientes

tipos:


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Contactor electromagnético.- El esfuerzo lo suministra un electroimán.

Contactor neumático.- El esfuerzo proviene de un dispositivo de aire

comprimido, sin utilizar medios eléctricos.

Contactor electroneumático.- El dispositivo de aire comprimido es

maniobrado por electrovalvulas.

Contactor con retención.- Una vez alcanzada la posición de trabajo, un

dispositivo de retención impide su retorno cuando se deja de alimentar con

la fuente de accionamiento.

3. Aparamenta de protección

Tiene como misión evitar o reducir, en la medida de lo posible, los efectos

perjudiciales de las averías.

3.1. Interruptor automático.

Aparato mecánico de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir

la corriente en las condiciones normales del circuito y de interrumpir o

establecer corrientes anormales como las de cortocircuito.

3.2. Auto seccionador.

Aparato que abre un circuito de forma automática, cuando dicho circuito

está sin tensión, dejando fuera de servicio automáticamente una parte de

la red cuando detecta un número discreto de veces una sobre intensidad

en la misma. Siempre será utilizado en coordinación con interruptores

automáticos con reenganche.


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3.3. Fusible

Elemento que actúa por fusión dejando abierto al menos una fase del

circuito, destinado a proteger una instalación o parte de ella contra sobre

intensidades. Presenta una envoltura aislante y refractaria cerrada en sus

extremos por dos cazoletas o tapaderas metálicas. En el interior se aloja

el elemento fusible, compuesto por hilos de aleación especial de plata,

arrollado sobre un soporte de material aislante y refractario. Entre el hilo y

la envoltura se encuentra una materia inerte (arena de cuarzo) que

contribuye a la extinción del arco en el momento de la fusión. Dispone de un

percutor para señalizar su fusión o para actuar sobre otros dispositivos y

provocar la apertura de un interruptor.

3.4. Seccionador-fusible

Aparato mecánico en el que el contacto móvil está formado por un elemento

recambiable. Su maniobra es manual mediante pértiga.

3.5. Ruptofusible

Interruptor que en su posición de apertura satisface las condiciones de

aislamiento especificadas para un seccionador, en el que uno o más polos

posee un fusible en serie, en un aparato combinado. Su maniobra es

exclusivamente manual.

4. Aparamenta de alta tensión

Esta aparamenta se caracteriza por soportar tensiones superiores a los 1.000 V.


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4.1. Aparamenta de maniobra

Tiene por misión establecer o interrumpir la corriente en uno varios circuitos

bajo las condiciones previstas de servicio, sin daños significativos para el

aparato y sin perturbar la explotación. Los aparatos de maniobra están

destinados a conectar o desconectar porciones de la red, con el objeto de

aislar o alterar la configuración eléctrica de partes de la misma.

4.2. Seccionador

4.2.1. Seccionador de línea

Suelen estar situados tanto en interior como en intemperie, y su

localización habitual es:

Elementos fijos instalados en posiciones intermedias de líneas

aéreas.

Elementos fijos instalados en algunas derivaciones de la red de

distribución.

Elementos instalados en celdas de obra civil con alimentación

aérea.

Elementos instalados en celdas metálicas.

El mando puede ser manual o telemandado.

Están constituidos por una o tres cuchillas o polos principales,

accionados por un mecanismo o mando. Las cuchillas están

montadas sobre unos aisladores-soporte, unidos a un chasis o

soporte del conjunto. La misión de los aisladores-soporte es la de


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dotar al seccionador del necesario aislamiento con respecto a tierra

en función de la tensión de servicio.

Entre los distintos tipos de seccionadores se pueden destacar los

siguientes:

De cuchillas giratorias, de apertura lateral.

De cuchillas giratorias, de apertura central.

De cuchillas giratorias, de tres columnas.

De cuchillas deslizantes.

4.2.2. Seccionador de puesta a tierra.

Sirven para poner a tierra y en cortocircuito medios de servicio y

partes de la instalación que estén aislados. En muchos casos los

seccionadores de puesta a tierra se combinan con los de línea para

formar una unidad.

4.2.3. Interruptor

Es capaz de establecer o interrumpir la corriente en condiciones

normales del circuito, así como soportar, durante un tiempo

especificado, las corrientes que se presenten en condiciones

anómalas como las de cortocircuito. Es un aparato sin distancia de

seccionamiento y en consecuencia aparecerá asociado a un

seccionador.

4.2.4. Interruptor-seccionador.

Interruptor que en posición de apertura satisface las condiciones de

aislamiento especificadas para un seccionador. También es llamado


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Subestaciones de transformación y/o maniobra (STM):

o Elementos instalados en celdas de interior de cabecera

de línea.

o Elementos instalados en celdas metálicas de interior o

intemperie.

Centro de maniobra de reparto (CMR).

Para los interruptores de intemperie hay dos situaciones posibles:

Elementos fijos en posiciones de salida de STM. Siempre

telemandados.

Elementos fijos en posiciones intermedias de líneas:

o Sólo maniobra después del último reenganche.

o Telemando y mando manual.

Los relés de protección pueden ser:

Directos.

Indirectos.

Dentro de la técnica de ruptura en aceite, disponemos de

interruptores de gran volumen de aceite y de interruptores de

pequeño volumen de aceite.

4.3.3. Fusible.

Los fusibles protegen los aparatos y las partes de la instalación contra

los efectos dinámicos y térmicos de las corrientes de cortocircuito.

Esta compuesto por un cartucho fusible de alto poder de corte y una

base porta fusible.


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Normalmente son empleados para la protección de transformadores,

cables de derivación y condensadores. Las bases de los fusibles se

suministran en ejecución unipolar y tripolar. Las bases tripolares

están compuestas por tres bases unipolares montadas sobre un

bastidor común.

El indicador del estado está dispuesto sobre el extremo del fusible y

señaliza mecánicamente y/o eléctricamente a través de micro

interruptores, la fusión del cartucho.

4.3.4. Seccionador-fusible.El contacto móvil está formado por un elemento recambiable. Se

instalan como elemento de protección de transformadores o como

protección en las cabeceras de algunas derivaciones

(fundamentalmente cortas). Su maniobra es exclusivamente manual.

Tienen la particularidad de servir como seccionador accionado

mediante pértiga.

4.3.5. Ruptofusible.

Interruptor que en su posición de abierto satisface las

condiciones de aislamiento especificadas para un seccionador, en

el que uno o más polos poseen un fusible en serie en un aparato

combinado, permitiendo de esta forma actuar de modo automático.Son exclusivamente de interior y están instalados como protección

de transformadores de interior, siendo su maniobra exclusivamente

manual.


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4.3.6. Descargadores de sobretensión.

Para evitar fallos en los aislamientos de los aparatos conectados

en una red, es necesario limitar las sobretensiones de forma que no

sobrepasen los valores de la tensiones soportadas por dichos

aislamientos y con este objeto se utilizan los descargadores de

sobretensiones.

Los descargadores de sobretensiones no deben actuar con las

sobretensiones temporales y deben soportar sin fallo la corriente de

descarga de la sobretensión. El extremo superior del descargador se

conecta a la línea o punto que hay que proteger y su extremo inferior

se pone sólidamente a tierra.


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CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

1. Seccionadores.

1.1. Características de los seccionadores.

Los seccionadores estarán diseñados según la norma UNE-EN-

60129 (CEI-129) en su última edición.

Se instalarán, generalmente, a la intemperie y podrán ser del

tipo pantógrafo o rotativos de tres columnas por polo y doble

apertura lateral. Irán equipados con cuchillas de puesta a tierra

con mando motorizado donde se requiera. Los rotativos de 50

kV podrán montarse en instalaciones de interior.

Los seccionadores deberán ser capaces de conducir en forma

permanente la intensidad nominal para la que han sido

diseñados y podrán ser maniobrados en tensión, pero sin carga,


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excepto la capacitiva correspondiente a pequeños tramos de

embarrados.

Los seccionadores estarán diseñados para soportar

cortocircuitos con los valores de intensidad térmica y dinámica,

simultáneamente a la aplicación de los máximos esfuerzos en

bornes, incrementados con los debidos al viento sobre el

aparato, siendo en todo momento capaces de maniobrar de

forma segura.

Las cuchillas de los seccionadores deberán estar diseñadas de

forma que al efectuar la maniobra de las mismas, se rompa el

hielo que haya podido formarse tanto en los contactos como en

transmisiones.

Los movimientos de apertura y cierre, se efectuarán de forma

progresiva y continua, sin vibraciones excesivas, tanto al inicio

como al final del movimiento, así como en toda la extensión del

recorrido, independientemente de cuales sean las condiciones

ambientales.

Los enclavamientos del seccionador asegurarán la

permanencia en las posiciones extremas (abierto/cerrado), aún

en condiciones meteorológicas adversas.

Cuando se requieran cuchillas de puesta a tierra, el seccionador

incorporará enclavamientos mecánicos entre éstas y las

cuchillas principales.


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El fabricante definirá los pares mecánicos resistentes máximos

en el eje de transmisión de cada polo que aseguren la correcta

operación del aparato en las peores condiciones, y el ángulo de

giro que la operación exige.

El Cliente se reserva el derecho de realizar inspecciones

programadas y/o imprevistas durante el proceso de fabricación,

para verificar la calidad y características de los materiales

empleados, los métodos de fabricación y solicitar los

certificados de calidad de los materiales empleados.

Las distancias mínimas entre partes energizadas y tierra, como

también las separaciones entre fases deberán estar

determinadas por los niveles de BIL y voltaje a frecuencia

industrial (ver recomendaciones de la norma IEC 60071). Estas

distancias mínimas en el aire deberán ser entregadas con la

propuesta.

La base de los seccionadores deberá ser rígida. Las

perforaciones de sujeción a la estructura se definirán en la

etapa de aprobación de los planos.

El fabricante debe proporcionar todos los elementos necesarios

para montar el seccionador sobre su estructura, lo cual incluye:

piezas especiales de fijación o adaptación, pernos, tuercas,

arandelas planas, arandelas de presión, etc.


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1.2. Contactos.

Los contactos serán ajustables, de alta presión y preferentemente

auto limpiantes y diseñados de forma que la presión de contacto se

logre después del movimiento de cierre y desaparezca antes de

comenzar el movimiento de apertura.

Los elementos conductores de los contactos serán de cobre o de

aluminio. Cuando sean de cobre los contactos estarán plateados.

Todos los demás componentes de los contactos serán de material

inoxidable e inalterable a los agentes externos y se dispondrán de

forma que se evite la conducción de corriente a través de ellos. Se

diseñaran de forma que mantengan el nivel exigido de RIV.

1.3. Cuchil las principales.

Las cuchillas serán de aluminio o cobre, en este caso estará

plateado en las superficies de contacto, con sección y geometríaadecuada a las intensidades a conducir y a los esfuerzos mecánicos

a soportar. Su perfil será diseñado para mantener el RIV dentro del

nivel exigido.

La base giratoria de cada aislador debe incluir rodamientos u otro

sistema que asegure libre mantenimiento por períodos

prolongados.

Cuando el mecanismo de operación sea motorizado, se debe

permitir desacoplar completamente el sistema de accionamiento


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con las barras de transmisión, esto debe realizarse por un

mecanismo de desacople rápido que no incluya el uso de

herramientas para el operador con el fin de facilitar las labores de

mantenimiento y pruebas.

1.4. Contactares de los pantógrafos.

Los contracontactos de los seccionadores pantógrafos podrán ser

de tipo “trapecio” o de tipo “flexible”. Estos últimos serán regulables

en altura en un rango entre 700 mm y 1400 mm con relación al

embarrado y estarán compuestos por dos piezas de conexión al

embarrado, y dos anillos de cable de sección y longitud adecuadas

que conectarán el contacto fijo, formado por un tubo de diámetro

40-50 mm. La zona de contacto asignada y los esfuerzos de

reacción serán de acuerdo a la norma UNE-EN 60129.

1.5. Cuchil las de puesta a tierra.En los casos que lleven cuchillas de puesta a tierra, éstas se

conectarán al sistema de tierras de la subestación mediante una

conexión flexible de cobre de sección no inferior a 2x120 mm2 que

deberá ser suministrada junto con el seccionador.

Preferentemente, la disposición de las cuchillas de puesta a tierra

en posición de apertura quedará integrada en las dimensiones del

chasis principal evitándose prolongar este longitudinal o

transversalmente.


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1.6. Bornes.

Los bornes de alta tensión deberán ser de cobre plateado o aluminio

lisos. Los bornes de conexión deberán permanecer inmóviles

durante las operaciones de apertura y cierre del seccionador.

1.7. Aisladores.

Las columnas de los aisladores soporte deberán ser de porcelana

esmaltada, que cumpla con los niveles de aislamiento y línea de

fuga especificados (31 mm/kV para intemperie y 25 mm/kV para

montaje en interior).

El color de la porcelana será marrón cuando se trate de equipos a

montar en instalaciones existentes en las que sea éste el color del

resto de aisladores del parque y serán de color gris en aquellas

instalaciones nuevas que ya incorporen aislamiento tipo polimérico

en transformadores de medida e interruptores.

El sentido de giro de las columnas de accionamiento:

En seccionadores de 3 columnas la apertura será siempre

girando en sentido contrario a las agujas de un reloj, visto en

planta.

En seccionadores pantógrafos la apertura será siempre

girando la columna motriz en sentido contrario a las agujas

de un reloj, visto en planta.


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En las cuchillas de p.a.t. la apertura será siempre girando la

transmisión en sentido contrario a las agujas de un reloj, visto

en planta.

1.8. Bancadas de seccionadores rotativos y cajas de mecanismos

de Los pantógrafos.

Alojarán los elementos propios que aseguren una maniobra segura

de los seccionadores. Estarán galvanizadas por inmersión en

caliente. Dispondrán de sistema de enclavamiento de operación

entre las cuchillas principales y las de puesta a tierra, del cual se

suministrará información.

Igualmente se referirá el sistema empleado para el enclavamiento

del seccionador en sus posiciones extremas, que deberá evitar con

seguridad, una vez enclavado, el cambio de posición.

La bancada de cada uno de los polos de los seccionadores deberá

estar provista de un terminal de puesta a tierra de tornillo de métrica

12 o similar y para un cable de tierra de 120 mm2. Este punto

deberá marcarse con el símbolo de tierra en lugar visible. Este

símbolo irá sobre una placa de material inalterable a la oxidación,fijada por dos tornillos. En el caso de que a través de la bancada se

de tierra a las cuchillas de p. a. t., la bancada irá prevista, para la

conexión, de 2 cables de cobre de 120 mm2.


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tracción), constando del menor número posible de piezas, cambios

de giro, desplazamientos y mecanismos. Las cajas de transmisión

y el resto de las piezas (bielas, cambios de giro, cojinetes,

transmisiones, enlazamientos) se identificarán con los sentidos de

giro, indicando en todas ellas sus esfuerzos máximos admisibles.

En conjuntos trifásicos, se establecerán las distancias admisibles

máximas y mínimas entre polos que aseguren las características

técnicas asignadas y un correcto funcionamiento del sistema.

1.11. Accionamientos .

El mecanismo de accionamiento, tanto del seccionador principal

como del de tierra (cuando sea aplicable), debe ser diseñado de tal

modo que asegure la operación simultánea de los polos.

Este mecanismo debe ser suministrado completo, con todos sus

acoplamientos, engranajes, barras de accionamiento, etc., de modoque los seccionadores puedan ser operados cómodamente desde

el piso.

Con el objeto de asegurar la integridad del seccionador ante el caso

de fallas mecánicas propias, el mecanismo deberá tener un

embrague o un fusible mecánico que limite el esfuerzo máximo que

puedan transmitir las barras de accionamiento. En la etapa de

aprobación de planos, se definirá la ubicación de las cajas de

accionamiento de las cuchillas principales y de puesta a tierra.

Existirá un bloqueo que, ante falta de tensión en el circuito de


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accionamiento y consecuente detención del seccionador en

posición intermedia, impida la prosecución de dicha maniobra al

reponerse la tensión.

Los motores de accionamiento y sus auxiliares se instalarán en un

armario de mando en el cual se alojarán también los aparatos de

mando y control del mismo. Dicho armario estará situado

físicamente en el polo central y fijado la estructura soporte del

seccionador. El armario estará preparado para su instalación a la

intemperie, con un grado de protección IP-54.

El material de los armarios de los accionamientos será Acero

Inoxidable tipo AISI-304 o Aluminio. Toda la tornillería que se

emplee en los armarios de mando será de acero inoxidable.

Se definirán los tiempos de operación, así como los pares máximos

proporcionados por los accionamientos a las transmisiones y sus

ángulos de regulación o número de revoluciones de salida

definiendo los sentidos de giro.

El eje de salida del mando no debe realizar, en cada una de las

operaciones, apertura o cierre, un giro superior a los 360 grados,

disponiendo de topes mecánicos internos que fijen las posicionesfinales.

El inicio y final de la maniobra de apertura o cierre, deberá realizarse

de forma que no se produzcan movimientos o impactos bruscos que


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Contactores 110 V c.c. de cierre (CC) y apertura (CA)

enclavados eléctricamente entre sí.

Resistencia de caldeo, de tipo P.T.C. de potencia adecuada

para evitar condensaciones y humedades. Deberá estar

protegida mecánicamente contra choques o contactos

accidentales.

Interruptor con protección térmica para protección del motor.

Un contacto (NA) del interruptor se cableará directamente a

bornas para enclavamiento del circuito de maniobra de los

contactores y otro contacto (NC) estará cableado a bornas

en paralelo con un contacto de operación del relé térmico.

Conmutador local (L), remoto (R), bloqueo (B) y manual (M)

que realizará las siguientes funciones:

o Posición (R): Impedirá el mando local eléctrico y/o

manual.

o Posición (B): Impedirá el mando local y remoto.

o Posición (L): Impedirá el mando remoto y permitirá el

mando eléctrico a pie de aparato.

o Posición (M): Impedirá el mando eléctrico, bien

remoto bien local, y permitirá el mando manual a pie

de aparato.

Este conmutador tendrá cableadas a bornas las tres posiciones (L),

(R), (M) y (B).


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Botones pulsadores o dispositivo similar para accionamiento

eléctrico local.

Electroimán de enclavamiento de la operación manual que

impedirá la introducción de la manivela de accionamiento a

no ser que sea energizado, para lo cual será preciso accionar

un pulsador instalado en el mismo armario, o abrir la trampilla

de introducción de la manivela, actuando los contactos

asociados. Se sacará un contacto abierto y un contacto

cerrado de los mismos a bornas.

Contactos auxiliares de acuerdo a la secuencia de

funcionamiento en las cantidades siguientes:

Tipos de

contacto Descripción Cantidad

TIPO 1

Contacto CERRADO con seccionador

TOTALMENTE CERRADO y abierto en otro caso. 4

TIPO 2

Contacto CERRADO con seccionador

TOTALMENTE ABIERTO y abierto en otro caso. 4

TIPO 3

Contacto ABIERTO con seccionador

TOTALMENTE ABIERTO y cerrado en otro caso. 2

TIPO 4

Contacto ABIERTO con seccionador

TOTALMENTE CERRADO y cerrado en otro caso. 2


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1.12. Placa de características del accionamiento.

El mecanismo de accionamiento llevará una placa de

características de acero inoxidable o aluminio sujeta con dos

tornillos que, cumpliendo con las normas contendrá los siguientes

datos:

Nombre del fabricante.

Tipo de aparato.

Número de serie / Año de fabricación.

Grado de protección del armario (IP54).

Tensión de alimentación de las bobinas / potencia de las

bobinas.

Tensión de alimentación del motor / potencia del motor.

Tensión de alimentación de la calefacción / potencia de la

calefacción.

Esquema eléctrico.

1.13. Cableado.

El armario se suministrará totalmente cableado hasta regleta de

bornas terminales, para efectuar en ellas todas las conexiones

exteriores. Entre las regletas finales de bornas para conexión de los

cables exteriores y el fondo de armario se montará una canaleta

para llevar por la misma los cables del campo. Todo el cableado

interno debe estar ferrulado en ambos extremos.


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1.14. Repuestos.

El oferente deberá incluir un listado de los repuestos recomendados

para un período de cinco (5) años, así como todos aquellos

elementos que sean necesarios en la etapa de montaje y pruebas

de puesta en servicio.

1.15. Hoja de datos técnicos.

Para cada pedido se debe completar y particularizar la siguiente

hoja de datos técnicos.

2. Interruptores.

2.1. Objetivos.

La presente especificación técnica establece los requisitos

generales de fabricación, pruebas y transporte que deben

cumplir los aisladores, tanto de porcelana, vidrio y material

polimérico (compuestos); tipo Suspensión, Retención (Anclaje) yLine Post (Pilar); a ser suministrados a las empresas

distribuidoras del Grupo Endesa S.A. en Latinoamérica. Los

aisladores serán instalados en las redes aéreas de alta tensión de

las empresas distribuidoras del Grupo en Latinoamérica.

2.2. Normas aplicables.

Para el diseño, fabricación y pruebas, los aisladores así como

sus componentes, deberán cumplir con las prescripciones de la

última versión de las siguientes normas:


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Y IEC 60060 Pruebas técnicas de alta tensión. Parte 1.

Y IEC 60120 Medidas de los acoplamientos para rótula y

Y IEC 60471 Dimensiones de los acoplamientos de horquilla y

Y IEC 60071 Coordinación de la aislación. Parte 1: Definición,

Y IEC 60815 Guía para la elección de aisladores bajo

Y IEC 61109 Aisladores compuestos para líneas aéreas de corriente

alterna de tensión nominal su erior a 1 kV. Definiciones,Y IEC 61952 Aisladores para líneas aéreas. Aisladores poliméricos

com uestos ti o line ost ara sistemas a.c. con

Y IEC 60383 Aisladores para líneas aéreas de tensión nominal

su erior a 1 kV. Parte 1: Aisladores cerámicos o deY IEC 60507 Pruebas de contaminación artificial en aisladores de

Y IEC 61466 Elementos de cadenas de aisladores compuestos para

líneas aéreas de tensión nominal superior a 1 kV. Parte

Y IEC 60305 Aisladores para líneas aéreas de tensión nominal

su erior a 1 kV – Cadenas de aisladores cerámicos oY IEC 60720 Características de aisladores line post.Y ASTM A 153 Galvanización en caliente de herrajes de hierro y acero.


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2.3. Requerimientos de calidad

El proveedor deberá demostrar que tiene implementado y

funcionando en su fábrica un sistema de Garantía de Calidad con

programas y procedimientos documentados en manuales,

cumpliendo las siguientes normas:

ISO 9001: Sistemas de calidad - Modelo de garantía

de calidad en diseño, producción, instalación y servicio.

Además, idealmente deberá contar con la

siguiente certificación de gestión ambiental:

ISO 14001: Sistemas de gestión ambiental - Modelo de

mejoramiento continuo y prevención de la contaminación,

cumplimiento de la reglamentación ambiental.

El Cliente se reserva el derecho de verificar los procedimientos y

la documentación relativa a la fabricación de los aisladores, y el

fabricante se obliga a poner a su disposición estos antecedentes.

2.4. Sistemas de unidades.

Todas las cantidades consideradas en esta especificación

técnica están en unidades del Sistema Internacional (SI).

Todos los documentos, tanto de la propuesta como del contrato

de suministro, deben expresar las cantidades numéricas en

unidades del Sistema Internacional (SI). Si el oferente utiliza en

su oferta, folletos o dibujos, unidades en sistemas diferentes, debe

hacer las conversiones respectivas.


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2.5. Condic iones de servic io del sistema eléctrico.

2.5.1. Condiciones ambientales.

En general, los aisladores deberán operar

satisfactoriamente a la intemperie, bajo las siguientes

condiciones ambientales:

De acuerdo a la tabla anterior, los aisladores funcionarán

según las condiciones normales de servicio indicadas.

Deben tenerse en cuenta las siguientes consideraciones:

o Los equipos suministrados a Chilectra y Edelnor

deben cumplir con los requerimientos sísmicos

exigidos en la especificación E – SE – 010.

o Los equipos suministrados a Codensa deben

cumplir con los requerimientos sísmicos exigidos

en la norma colombiana NSR – 98.

2.5.2. Características generales de los sistemas eléctricos.

En la tabla siguiente se indican las características generales

de los sistemas eléctricos de alta tensión de las distintas

empresas distribuidoras.

2.6. Características constructivas.

2.6.1. Generales.

Todos los aisladores deberán cumplir con los requisitos

de las normas indicadas en el Capítulo 2; cumpliendo

además con las características particulares indicadas en


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esta especificación. Los oferentes deberán recomendar, en

forma sustentada, los períodos y tipo de mantenimiento

requeridos para el tipo de aislador ofrecido.

2.6.2. Material del aislador .

2.6.2.1. Aisladores de Porcelana y Vidr io

Los aisladores de porcelana deben fabricarse por

proceso húmedo. Toda la superficie expuesta de

los aisladores de porcelana debe cubrirse con un

vitrificado de tipo compresión duro, liso, brillante eimpermeable a la humedad; que le permita, por

medio del lavado natural de las aguas lluvias,

mantenerse fácilmente libre de polvo o

suciedades residuales ocasionadas por la

contaminación ambiental. La superficie total del

aislador, con excepción de la superficie de

quema, deberá estar esmaltada. La superficie total

deberá estar libre de imperfecciones.

La porcelana utilizada no tiene que presentar

porosidades; debiendo ser de alta resistencia

dieléctrica, elevada resistencia mecánica,químicamente inerte y elevado punto de fusión. En

caso que las distribuidoras soliciten aisladores de

tipo Line Post (Pilar) de porcelana, esta deberá ser


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del tipo aluminosa.

Serán rechazados los aisladores con fallas en el

vitrificado; independiente si estos han sido

retocados con esmalte, sometidos a una nueva

quema, o retocados con pintura. En caso que los

aisladores sean de vidrio, este deberá ser templado.

El vidrio utilizado en la fabricación de aisladores

será de preferencia de tipo sodio-calcio, recocido

o temperado, homogéneo e incoloro.

2.6.2.2. Aisladores Poliméricos.

Todos los aisladores poliméricos serán livianos,

resistentes a los actos de vandalismo e inmunes a

daños causados por agua, rayos ultravioletas o

radiación solar. Los aisladores deben presentar

aletas de diseño aerodinámico, que faciliten su auto

limpieza por el viento y lluvia.

Se preferirán aquellos aisladores que sean de

goma de silicona de alta performance. No se

aceptarán polímeros de EPDM (Ethylene Pylene

Termolyner) o combinaciones de EPDM con

silicona.

Sólo en aquellos casos en que se indique

explícitamente, para zonas de alta contaminación


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salina, el aislador será con línea de fuga protegida;

tal que inhiba el ingreso de contaminación.

2.7. Composición de los aisladores

Los aisladores de tipo Line Post, suspensión y retención poliméricos

estarán formados por:

Núcleo resistente dieléctrico de fibra de vidrio

Recubrimiento polimérico aislante del núcleo

Campanas aislantes

Acoples metálicos de los aisladores

Herrajes y grapas

2.8. Núcleo Resistente Dieléctrico de Fibra de Vidrio .

Este núcleo transmite los esfuerzos mecánicos producidos por los

conductores y proporciona el necesario aislamiento eléctrico.

El núcleo terminado deberá ser resistente al ataque ácido ehidrólisis, para evitar el ingreso de humedad y provocar su rotura

por corrosión. En sus extremos dispondrá de los herrajes de

sujeción que se indican más adelante.

El núcleo deberá estar constituido por fibras de vidrio dispuestas

dentro de una resina epóxica y resistente a la hidrólisis, de tal forma

que se obtenga máxima resistencia a la tensión mecánica y

eléctrica. La distribución de las fibras de vidrio, en la sección

transversal del núcleo, deberá ser uniforme, libre de vacíos y de

sustancias extrañas.


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2.9. Recubrimiento Polimérico Aislante del Núcleo.

Alrededor del núcleo de fibra de vidrio deberá haber un

recubrimiento de aislante en goma de silicona, de una sola pieza,

sin juntas ni costuras. Este recubrimiento deberá ser uniforme

alrededor de la circunferencia del núcleo, en toda la longitud del

aislador, formando una superficie hidrófuga protectora, aún bajo

condiciones de contaminación severa, que no se degrade en largos

períodos de tiempo.

El recubrimiento aislante estará firmemente unido al núcleo de fibra

de vidrio, y deberá ser suave y libre de imperfecciones. La

resistencia de las interfaces entre el recubrimiento y el cilindro de

fibra de vidrio será mayor que la resistencia al desgarramiento del

recubrimiento del núcleo.

2.10. Campanas Aislantes.

Las campanas aislantes serán construidas de goma de silicona,

moldeadas bajo presión y estarán firmemente unidas a la

cubierta del núcleo, por un procedimiento donde el fabricante

asegure que la resistencia entre las campanas y el recubrimiento

polimérico del núcleo, sea mayor que la resistencia al

desgarramiento del material aislante.

Las campanas serán suaves y libres de imperfecciones;

resistentes a la contaminación; buena resistencia a la formación

de caminos de descarga superficial de banda seca (tracking),

la erosión, la temperatura, inflamabilidad y la acción de la


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radiación ultravioleta.

Los aisladores serán de color gris o azul. El diseño será simétrico

al eje transversal. La cantidad y diámetro de las campanas serán

los adecuados para garantizar los valores eléctricos solicitados

en el Anexo de Características Técnicas Garantizadas.

Finalmente, el ensamble completo constituirá una unidad

totalmente sellada.

Los tipos de goma a utilizar serán, con aditivos de relleno

totalmente libre de EPDM o de otros cauchos orgánicos.

Los tipos de goma de silicona a utilizar serán:

HTV: Un componente de goma de silicona sólida con

vulcanización a elevada temperatura (200 °C

aproximadamente).

LSR: Dos componentes de goma de silicona líquida

que se mezclan y vulcanizan a elevada temperatura

(entre 100 y 200 °C).

2.11. Acoples Metálicos de los A isladores.

Los acoples metálicos de los extremos, los cuales transmiten los

esfuerzos mecánicos del conductor a un extremo del núcleo y del

otro extremo del núcleo al apoyo, deberán ser de acero forjado y

galvanizados en caliente de acuerdo con las normas ASTM A153,

para herrajes (ferretería).

Los acoples deberán estar conectadas al núcleo por medio del

método de múltiple compresión radial, mínimo seis puntos, o por


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un sistema de relleno y sección cónica, de tal modo que asegure

una distribución uniforme de la carga mecánica, alrededor de la

circunferencia del núcleo de fibra de vidrio.

Otros tipos de sellos propuestos por los fabricantes, deberán ser

aprobados por el cliente.

El material y los métodos usados en la fabricación del herraje de

extremo deben ser seleccionados para proveer apropiada

resistencia y ductilidad. El forjado será uniforme en calidad y sin

bordes o aristas. Los forjados deberán estar libres de grietas,

bolsas de contracción, escamas, rajaduras producidas por el

calor, costuras, costras, incrustaciones, fisuras, etc.

2.12. Otros herrajes y grapas.

Los aisladores expuestos a zonas de alta contaminación, según

la sección 5.1 deben ser adecuadamente protegidos contra

corrosión por zincado según la norma ASTM A153.

2.12.1. Herrajes normalizados

2.12.1.1. Herrajes para Aisladores de Suspensión y

Retención.

El acoplamiento utilizado para los aisladores de

suspensión y retención será ball and socket, elcual se indica en la Figura 1. Las dimensiones del

acoplamiento serán según IEC 60120.


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Acoplamiento tipo Bal l and Socket (IEC 60120).

En aisladores poliméricos, el acoplamiento del

extremo superior podrá ser Y-clevis, el cual se

indica en la Figura 2. Las dimensiones serán

según IEC-61446-1, Anexo C.

Acoplamiento tipoY-clevis (IEC 61446-1)


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Acoplamiento tipo base rígida hacia el lado de la estructura.

Acoplamiento tipo base flexible hacia el lado de la estructura


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2.13. Anil los equipotenciales

Los aisladores de suspensión y retención poliméricos para

operación a partir de 220 kV deberán ser diseñados con

dispositivos reguladores o repartidores del gradiente de potencial,

conectados a los extremos metálicos del aislador próximo al

conductor.

El número de anillos por aislador, su tamaño y su ubicación

deberán ser determinados por el fabricante para evitar el arqueo

de banda seca en la proximidad de los herrajes, y prevenir la

formación de efecto corona en los herrajes. El fabricante deberá

adjuntar el sustento y justificación de uso de estos elementos.

El diseño de los herrajes y los anillos equipotenciales de los

aisladores será tal que el anillo se pueda instalar solamente en

la posición determinada por el fabricante, sin posibilidad de

instalación en otra posición. Alternativamente, los herrajes o los

anillos deberán estar claramente marcados mostrando la

correcta ubicación y orientación del anillo equipotencial.

Los anillos equipotenciales deberán estar diseñados para

efectuar su instalación y remoción con herramientas para

trabajos con la línea energizada, sin necesidad de desarmar

ninguna otra parte del conjunto aislante.

2.14. Aisladores poliméricos normalizados.

La longitud total del aislador L debe ser especificada por el

fabricante en su oferta técnica. Eventualmente, la distribuidora


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podrá especificar la longitud del aislador polimérico, en caso

que se requieran para reemplazo en lineas existentes.

El diámetro máximo de las campanas del aislador D se especificará

según la norma IEC 61466-2. Ambas dimensiones se definen en la

Figura 7.

2.14.1. Aisladores poliméricos de suspensión/retención

con acoplamiento socket-ball.

Para identificar al aislador polimérico de

suspensión/retención con terminales Socket-Ball, sedefinirán sus características según las normas IEC 61466-1

e IEC 61466-2.

Su nomenclatura consta de las letras CS, las cuales

designan a los aisladores poliméricos, seguidas de un

número que indica la carga mecánica nominal (CMN)

expresada en kN. A continuación van dos letras: la primera

expresa el tipo acoplamiento del extremo del aislador

próximo a la estructura (apoyo), y la segunda letra indica el

tipo de acoplamiento del extremo próximo al conductor. El

significado de estas letras es:

S: Acoplamiento de rótula (Socket)

B: Acoplamiento de bola (Ball)

Las dimensiones del acoplamiento tipo Ball and Socket se

especifican en la norma IEC 60120.


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Aislador polimérico suspensión/retención.

3. Criterios básicos de protección.

El objetivo principal del sistema de protección es proporcionar, en forma

rápida, el aislamiento de un área de falla en el sistema y de éste modo,

poder mantener en funcionamiento la mayor parte del sistema eléctrico

restante.

El término “Protección” no implica que el equipo de protección pueda

“prevenir ” fallas o deficiencias de los equipos. Los equipos de protección

sólo se ponen en funcionamiento “después que haya ocurrido una

condición insostenible”. Sin embargo su función es minimizar los daños

a equipos fallados, reducir el tiempo y costo de interrupción así como el de

reparación y problemas afines que pudieran ocurrir.

La protección del sistema y de los equipos es muy importante, en vista que

una falla puede dejar sin suministro un área entera. Además de poner en

riesgo la estabilidad del sistema de potencia. Afortunadamente, los

diseñadores de equipos de subestaciones y líneas han tomado muy en

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serio éste tipo de fallas, por lo que una falla está considerada

estadísticamente como una situación bastante improbable.

Esta protección debe tener como característica principal la estabilidad y

rapidez por tener las potencias de cortocircuito la posibilidad de alcanzar

valores de decenas de MVA, incluso para fallas monofásicas.

En éstas condiciones, las posibilidades de actuaciones incorrectas por el

fenómeno de saturación de los transformadores de medida aumentan

considerablemente, además de añadirse la aparición de la componente

asimétrica, que puede ser muy importante ya que en éstas redes suelen

obtenerse X/R considerables.

Para establecer los criterios de ajuste y coordinación de la protección se

debe considerar lo siguiente:

Sensibilidad: Según esta característica, el relé debe detectar y operar

con pequeñas señales.

Selectividad: Cuando en un sistema se presenta una falla, debe

operar la protección más cercana a la falla, sin cortar la energía que

alimenta otras áreas del sistema, seleccionando los interruptores

necesarios que liberan la falla.

Velocidad: La característica de velocidad es fundamental para

disminuir al máximo los daños en la zona de falla y además evitar que

el sistema salga de sincronismo. La velocidad depende de la magnitud

de la falla y de la coordinación con otras protecciones.

Confiabilidad: La confiabilidad junto con la velocidad son muy

importantes, pues un relé debe ser muy rápido y en un momento crítico

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puede fallar, por lo cual de nada serviría. Por esto, deben tener un

buen mantenimiento, estar bien ajustados y en general ofrecer la

seguridad que no van a fallar cuando más se necesite su operación.

Seguridad: Para que no operen en condiciones que no represente

una falla, o para que no saque de servicio una determinada zona

cuando la falla no es en dicha zona.

Precio: El precio de una protección es un factor poco importante, se

si compara con el costo del resto de los equipos de una instalación,

por lo que debe tratar de adquirirse la mejor calidad posible.

3.1. Componentes de un sistema de protección

La protección de un equipo eléctrico puede ser tan simple como un fusible

o tan compleja como los modernos relés de tipo numérico, que hacen uso

de enlaces de radio, microondas o fibra óptica para transmitir la

información de un punto a otro. Por esta razón, una definición de Sistema

de Protecciones debe ser lo suficientemente amplia como para incluirlas

a todas.

Un sistema de protecciones es el conjunto de elementos y de sus

circuitos de control asociados que se encuentran interconectados

dependientes entre sí, cuya función es proteger a un equipo o a un

conjunto de equipos. Este conjunto de elementos operará bajo

condiciones predeterminadas, usualmente anormales, desconectando

un elemento de la red eléctrica o emitiendo una señal o ambas cosas.

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Bajo la perspectiva de esta definición, los componentes de un sistema de

protecciones, tal como se muestra

Protección físicamente diferentes (protección primaria y secundaria), los

cuales deben operar de manera independiente uno del otro y contar con

baterías de alimentación diferentes.

Componentes de un sistema de protección

3.2. Reles de protección

Son los elementos que reciben la información de los transformadores de

medida y que son capaces de discriminar entre una condición normal y

anormal. Cuando el relé detecta una condición anormal inicia su acción

(“opera”), generalmente a través de contactos que se cierran o se abren

y que, en forma directa o indirecta, habilitan los circuitos de apertura o

desenganche de los interruptores de potencia.

3.3. Circuitos de control

Conjunto de elementos que interconectan los transformadores de

medida, relés de protección y los interruptores de potencia. Entre estos

elementos se puede mencionar: cables de control, regletas de

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transformadores de Corriente Cargas según norma ANSI C57.13 Definidas a 5

Amp erios , 60 Hertz

Nombre VA Impedancia Factor de Potencia Servicio Preferente

B0.1 2.5 0.1 ohmios 0.9 Medición

B0.2 5 0.2 ohmios 0.9 Medición



B1.0 25 1.0 ohmios 0.5 Protección

B1.8 45 1.8 ohmios 0.9 Medición




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.

3.4.2. Transformadores de potencial (TP)

Su función principal es la de transformar el voltaje real en un

voltaje adecuado para la alimentación de los equipos de medida y

protección del sistema de potencia en condiciones normales de

uso, la tensión en el secundario es prácticamente proporcional a

la primaria y desfasada, en relación con la misma, un ángulo

aproximo a cero para un sentido apropiado de las conexiones. En

la Figura se observa la representación de un transformador depotencial

Transformador de potencial

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TP ANSI C57.13

Transformadores de Potencial Cargas según norma ANSI C57.13Definidas a 120 Voltios, 60 Hertz

Nombre VA Impedancia Factor dePotencia

ServicioPreferente

W 12.5 1152 ohmios 0.10 MediciónX 25 576 ohmios 0.70 MediciónM 35 411 ohmios 0.20 MediciónY 75 192 ohmios 0.85 MediciónZ 200 72 ohmios 0.85 ProtecciónZZ 400 36 ohmios 0.85 Medición

3.5. Zonificación de protección.

Para definir la protección el sistema eléctrico en estudio se divide en

zonas, que puedan ser protegidas por equipos apropiados (interruptores,

transformadores, etc.) y cuyas zonas pueden ser desconectadas de la

red en un tiempo muy corto, causando la mínima anormalidad en la parte

del sistema que permanece en servicio.

Zona de protección

3.6. Protección Principal

Este criterio se refiere a la propiedad del sistema de protección para

mostrarse insensibles a las condiciones normales de carga y para

condiciones de fallas extremas a las zonas previamente definidas.

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Los relés de protección principal, son aquellos que deben operar tan

pronto ocurre la falla, ordenando la apertura del mínimo número de

interruptores en el menor tiempo posible al establecerse esta protección

se establecen zonas de protección alrededor de cada elemento del

sistema con el fin de abrir todos los interruptores que están asociados a

esa zona si una falla ocurre dentro de ella, es la primera protección que

tiene que actuar.

Lo ideal sería despejar cualquier falla con protecciones principales ya que

se interrumpe la falla a la mayor velocidad posible, desconectando una

porción mínima del sistema de potencia. La protección de respaldo es

lenta (temporizada) y desconecta en algunos casos una porción mayor

del sistema de potencia que la protección principal. Sin embargo, hay

muchas causas que pueden hacer que un cortocircuito no pueda ser

despejado en protección principal y por lo tanto, se necesita tener una

segunda línea de defensa. Algunas de estas causas son:

Desperfectos de los relés o error en su diseño.

Avería en el mecanismo de apertura del interruptor.

Avería en el interruptor propiamente dicho. El interruptor abre pero

es incapaz de interrumpir la corriente de cortocircuito.

Falta de continuidad en los circuitos de control.

Falta de continuidad en los transformadores de medida de los relés.

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3.7. Protección secundaria.

Este dispositivo de protección tiene características de respuesta y

funciones similares o inferiores a las de la protección primaria, puede

actuar igual que esta, tanto en tiempo como alcance, pero su función

principal es servir de apoyo cuando la protección primaria esta fuera de

servicio.

3.8. Protección de respaldo

Es el dispositivo de protección que interviene sólo cuando no actúan las

protecciones primarias y secundarias. Puede ser seleccionada con unas

características de respuesta y funciones similares, diferentes o inferiores

a las protecciones primarias y secundarias. Pueden estar en una misma

ubicación o en la zona de protección siguiente.

Estas protecciones se clasifican como Locales cuando se hallan en la

misma zona que la protección principal, también se conocen como

Secundarias cuando están asociadas al mismo interruptor que la

protección principal. Cuando la protección de respaldo está ubicada en

otra dependencia se califica como Remota.

3.9. Protección Falla Interruptor

Como parte de la protección de respaldo local hoy en día es común

utilizar una protección denominada FALLA INTERRUPTOR, (breaker

failure) para desconectar por medio de un envío de disparo transferido

directo (DTD) todos los interruptores que alimenten la falla en caso de

que el primer interruptor llamado a despejarla no pueda hacerlo.

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En los sistemas de alta tensión es indispensable que cualquier falla sea

despejada en un tiempo muy breve para evitar daños y para preservar la

estabilidad del sistema de potencia. Para lograr este objetivo se duplican

las protecciones primarias y secundarias, se utilizan núcleos secundarios

por separados en los transformadores de medida, contactores de disparo

y baterías de control

Esquema de protección de un interruptor

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BIBLIOGRAFÍA

[1.] Rodolfo Dufo Lopez “ Trabajos y maniobras en alta tensión” Ediciones

Paraninfo 2012

[2.] Jose Mestre Rovira “ Al ta tensión: segur idad en trabajos y maniobras en

centros de transformacion”
http://www.casadellibro.com/libros-ebooks/rodolfo-dufo-lopez/139036http://www.casadellibro.com/libros-ebooks/rodolfo-dufo-lopez/139036http://www.casadellibro.com/libros-ebooks/rodolfo-dufo-lopez/139036

maniobras en instalaciones de alta tension

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