Curso Arco Eléctrico v original.pdf

8/10/2019 Curso Arco Elctrico v original.pdf

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TEMAS A TRATAR

EL FENOMENO DE ARCO ELECTRICO NORMAS ENERGIA INCIDENTE Y DISTANCIAS, EFECTOS. ECUACIONES

FUNDAMENTALES APLICACIN CHILQUINTA CAUSAS MEDIDAS DE MITIGACION DE RIESGO CELDAS RESISTENTE A ARCO INTERNO ESPECIFICACIONES ESTUDIO DE RIESGO EFECTUADO EN CHILQUINTA.RESULTADOS Y

CONCLUSIONES RECOMENDACIONES AL INSTALAR, MANTENER Y OPERAR CELDAS O PATIO? Y QUE PASA EN OTROS EQUIPOS


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El arco Elctrico

CIRCULACIN DE CORRIENTE ELECTRICA A TRAVS DELENTRE CONDUCTORES NO STERRIZADOS O ENTRECONDUTORES NO ATERRIZADOS Y CONDUCTORESATERRIZADOS (NFPA 70E)

SE PRODUCE CUANDO LA DIFERENCIA DE POTENCIAL ENDOS PUNTOS ES MAYOR AL DENOMINADO VOLTAJE RUPTDEL AIRE QUE LOS RODEA, PRODUCINDOSE LO QUE SEDENOMINA RUPTURA DEL DIELCTRICO

AL PRODUCIRSE UN ARCO INMEDIATAMENTE COMIENZAFENMENO DENOMINADO IONIZACIN, EN DONDE ELMEDIO SE VUELVE CADA VEZ MAS CONDUCTIVO


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El arco Elctrico

V

I

Vd

Con el voltaje Vd seproduce la descarga, seinicia el arco.El aire se ioniza y se vuelveconductor adoptando lacaracterstica no linealLa conductividad bajaaumentando la corriente,aumenta la temperatura,aumenta la ionizacin y elefecto se incrementa hastallegar a la estabilizacin encorrientes muy altas.Todo el ciclo hasta llegar acorrientes altas se produceen tiempos cortsimos

(mseg)

El arco elctrico tiene una caracteristicatiempo corriente inversa, al contrario de losconductores


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El arco Elctrico

La energa liberada en un arco elctrico dependeprincipalmente de dos factores: Del nivel decortocircuito aguas arriba y de la duracin del arco

La temperatura de un arco elctrico puede llegar a

los 20.000C. La temperatura de la superficie solares del orden de los 6.000C.


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El Arco Elctrico Por la enorme temperatura del arco, se producen expansionesexplosivas tanto del aire circulante como del metal que se

encuentra en la va del arco. Por ejemplo el cobre se expande67.000 veces al producirse su evaporacin a partir de los 3.000C.

Esta sbita expansin del aire y metales dan origen a ondas depresin que superan los cientos de kg/cm2 y ondas de sonido quepueden superar los 160 dB, capaces de causar traumas y dao alodo.

Debido al confinamiento que existe en una celda o equipoencapsulado, existe la posibilidad de proyeccin de materialincandescente a altas temperaturas y a velocidades que pueden

llegar a exceder los 1600 km/h, suficiente como para penetrar en elcuerpo humano La intensidad de la luz de un arco elctrico mas de 20.000 veces

mas intensa que la de esta sala.


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El Arco Elctrico

CONDICIONES ELCTRICAS QUE FAVORECEN LA APARIDE ARCO ELECTRICO. DIFERENCIA DE POTENCIAL QUE SUPERA LO ESTIPULADO

ESPECIFICACIONES DEL MATERIAL, CONCENTRACIONES DECARGA (PUNTAS), SOBREVOLTAJES TRANSITORIOSCAMBIOSEN LAS CONDICIONES DEL SISTEMA ELECTRICO

LA PRESENCIA DE ELEMENTOS EXTRAOS MODIFICA LADISTRIBUCIN DEL CAMPO ELCTRICO, PUDIENDO ORIGINCONCENTRACIONES DISRUPTIVASCAMBIOS EN EL ENTORNOFISICO

CONDICIONES AMBIENTALES QUE FAVORECEN LA APARICIARCO ELCTRICO. BAJA DE PRESIN, HUMEDAD, POLUCIN(DIELCTRICO CONTAMINADO)CAMBIOS EN LASCONDICIONES AMBIENTALES DE DISEO E INSTALACIN


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3 principales causas de eventos de arco elctricoen celdas

ERROR HUMANO Procedimiento de trabajo no seguro,errores de mantenimiento u operacin, herramientasinadecuadas o mal utilizadas, cables y cubiertas metlicas,caida de herramientas, contacto accidental

INCORRECTO O INSUFICENTE MANTENIMIENTOPREVENTIVO No se revisan apriete de conexiones defuerza, polvo y/o suciedad (esto es crtico en media y altatensin), mecanismo de apertura mediantealmacenamiento de energa no probados(ej. Interruptoreso desconectadores); y

EQUIPO ELCTRICO INAPROPIADO O DISEOINADECUADO Modificaciones incorrectas o fuera deestandar. Equipos antiguos que no cumplen estandar deresistencia a arco interno


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Como nos protegemos

Conociendo y evaluando cuantitativamente elfenmeno

Conociendo las normas que aplican paraestablecer los criterios de proteccin.Estableciendo estos criterios y utilizndolos

Especificando equipos que cumplan demanera comprobada con normas defabricacin especficas ante este fenmeno


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Normas mas comunes aplicables

Respecto de evaluacin de riesgo y calculos de energasasociadas IEEE 1584. Guide for Permorming Arc Flash Hazard

Calculations NFPA 70E. Standard for Electric Safety in the Workplace

Respecto de construccin de celdas IEC-62271-200. High-voltage switchgear and controlgear.

Part 200: AC metal-enclosed switchgear and controlgearfor rated voltage above 1 kV and up to and including 52 kV

ANSI C37.20.7 IEEE Guide for Testing Metal-EnclosedSwitchgear rated Up to 39 kV for Internal Arcing Faults

No existe normativa nacional aplicable


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Energa Incidente

Las consecuencias de una exposicin a un arcoelctrico en una persona dependern de ladenominada Energa Incidente definida comola energa, expresada en Calorias/cm2, querecibe el cuerpo de una persona al exponersea una falla con arco elctrico por un tiempo

dado.


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Energa incidente La norma IEEE 1584 y la NFPA 70E entregan ecuaciones

para determinar la energa incidente en distintassituaciones

Pero estas ecuaciones son empricas, por lo que nonecesariamente representan la realidad de todos los

casos, Sin embargo, hasta el momento no existen otras. El arco elctrico es de difcil modelacin matemtica,

por lo cual es un tema an en investigacin. La IEEE,por ejemplo, se encuentra desarrollando unainvestigacin en el rea, con un presupuesto dealrededor de MUS$6,5 en donde participan y aportanentidades y empresas como NFPA, UL, NETA, Schneider,Eaton, Procter&Gamble y otros


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Rangos de Energa Incidente y efectos esperados

Energa(Cal/cm2)

Efectos esperados

0 a 1,2

Efectos menores (herida menor, moretones, quemadura de

primer grado).

1,2 a 4Efectos reversibles. Dao auditivio, quemadura de segundogrado. Se espera total recuperacin.

4 a 8

Efectos permanentes-Ceguera, perdida de audicinpermanente, quemaduras de tercer grado. Posiblefallecimiento dependiendo de edad y estado de salud previo.

>8Efectos irrevesibles. Trauma mayor, quemaduras sobre tercergrado, Espectativas de sobrevivencia: muy bajas


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Energa incidente. Ecuaciones

Cliente:Chilquinta Energa S.A. Por APJ

Ubicacin: Subestacin Valparaiso-Barra 1 Rev.: A

Lugar: Celdas de media tensin Fecha 01-05-2013Voltaje nominal: 12 kV

1. Calculo de corrientes de arco

Corriente de cortocircuito trifasica franca Ibf 6,54 kACorriente de arco calculada Ia 6,39 kACorriente de arco 2 0,85Ia 5,43 kA2.Energa incidente normalizada (0,2s-610mm)

ParmetrosArco confinado k1 -0,555Sistema con neutro aterrizado de manera directa k2 -0,113Espacio entre conductores (tpico para switchgears) G 153 mm

Energa incidente normalizada (J/cm2) - calculada con Ia En 2,3 J/cm2Energia incidente normalizada (J/cm2) -calculada con 0,85Ia En(085Ia) 2 J/cm2

Calculo Energia y distancia de arco en Celdas de Media Tensin

segn IEEE 1584 Guide for performing arc flash hazard calculations


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Energa incidente. Ecuaciones3. Energa incidente real

ParmetrosVoltaje sobre 1 kV Cf 1tiempo de arco para Ia t 0,81 segtiempo de arco para 0,85Ia t 1 segExponente x en ecuacin (Para switchgears) x 0,973Distancia de trabajo (valor usual) D 910 mm

Energia incidente real para Ia E 26,4 J/cm2Energa incidente real para 0,85Ia E 28,4 J/cm2Energia incidente mxima E 28,4 J/cm2

Energia incidente mxima E 6,8 Cal/cm24. Frontera de arco elctrico

Energa en frontera de arco Eb 5 J/cm2Eb 1,2 Cal/cm2

Frontera de arco Db 503 cm


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Factores que afectan la Energa incidente Corriente de cortocircuito en el punto de

trabajo. A mayor nivel de cortocircuito mayorenerga incidente esperada

Tiempo de operacin de las protecciones. Amayor tiempo de operacin de lasprotecciones, mayor energa incidenteesperada.

Distancia a la falla. A menor distancia mayorenerga incidente


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Energas Incidentes calculadas en celdas MTChilquinta

Aplicando las ecuaciones y recomendacionesde IEEE 1584 y NFPA 70E, se han determinado

las Energas Incidentes en celdas de MT deChilquinta.

Valparaiso-B1

Valparaiso-B2

Miraflores-B1

Miraflores-B2

Quilpue Concon-B1 Concon-B2Quintero-

B1Quintero-

B2

Energia incidentecalculada (Cal/cm2)

6,8 7,2 6,4 6,4 7,7 12 12 5,6 5,6

Celdas instaladasParmetro


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Como reducimos el riesgo a niveles tolerables Si es posible,desenergizar el equipo donde se va a

trabajar Cuando no es posible desenergizar el equipo, se debe

limitar la energa del arco incidente por medio de: Reduccin del nivel de cortocircuito Puede no serfactible Reduccin del tiempo de operacin de las

protecciones factible slo hasta cierto nivel Incrementar la distancia entre la persona y el eventual

punto de falla No factible para ciertos trabajos. Se debenconocer las distancias seguras Usar ropa adecuada antiarco Se debe utilizar y se debe

saber que usar Usar equipos diseados para mitigar y resistir los efectos

de un arco interno Cambio en especificacin


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Distancias de aproximacin


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Frontera de arco

Definicin: Distancia entre punto de falla(arco) y la ubicacin de una persona, en dondela energa incidente producto del arco alcanzay no supera las 1,2 Cal/cm2; energa que enbase estadstica se considera que producequemaduras de hasta segundo grado,

calificadas como curables.


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Frontera de arco

La Frontera de arco determina la mnimadistancia de aproximacin a una potencialfuente de arco elctrico para una persona no

equipada adecuadamente o para personal noespecialista Dentro de esta frontera de arco existirn

restricciones de acceso definidas al nivel deaproximacin con la potencial fuente de arcoelctrico


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1. Frontera deArco. Lmite deaproximacin apotencial arcoelctrico, dondeuna personapuede recibir

quemaduras desegundo grado


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2. Frontera deAccesocontrolado.Limite deaproximacinluego de lo cualexiste riesgo deelectrocucin


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3. Frontera deAccesorestringido.Limite deaproximacinluego de lo cualexiste un elevado

riesgo de arcoelctrico y/oelectrocucin pormovimientos

inadvertidos


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4. Frontera deAccesoprohibido.Limite deaproximacinluego de lo cual eltrabajo es

considerado iguala realizarlo encontacto conpartes

energizadas


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VoltajeFrontera de

arco

Limite espacioaccesocontrolado

Limite espacioaccesorestringido

Limite espacioaccesoprohibido

Distancia de

arcosobre 751 V yhasta 15 kV

Ver tablabarras de

subestacin1.5m 0,7m 0,2m 39mm

sobre 15,1 kVhasta 36 kV

Calcular 1,8m 0,8m 0,3m 161mm

Fuente: NFPA 70E


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Fronteras de arco en celdas de Chilquinta

Valparaiso-

B1

Valparaiso-

B2

Miraflores-

B1

Miraflores-

B2


B1

Quintero-

B2Energia incidentecalculada (Cal/cm2)

6,8 7,2 6,4 6,4 7,7 12 12 5,6 5,6

Frontera de arco(cm) 503 403 436 406 517 819 816 364 361



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Ropa Adecuada-Proteccin Personal Todo trabajo cuyo desarrollo incluya el exponerse a un

arco elctrico debe ser desarrollado utilizando ropaantiarco seleccionada adecuadamente.

La seleccin de la ropa adecuada depende de lacategora del riesgo, el cual a su vez est determinadopor el nivel de energa incidente probable

La ropa de trabajo permite que, en caso de serafectado por un evento de arco elctrico, el impacto nosea mayor al de una exposicin a 1,2 cal/cm2(quemaduras de segundo grado), con un 95% deprobabilidad.


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Categoras Ropa Antiarco

Categoriade riesgo

MinEnerga

incidentecal/cm^2

MaxEnerga

Incidentecal/cm^2

Nivelmmimo de

EPP,cal/cm^2

0 0 1,2

1 1,2+ 4 4

2 4+ 8 8

3 8+ 25 25

4 25+ 40 40

4+ 40+ 40++ No existe


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Categoras Ropa Antiarco

Categorade riesgo

Equipamiento de proteccin personal( EPP )

0Camisa y pantalones de fibra natural. Guantes dielctricos, casco, lentes y zapatosde seguridad

1Camisa y pantalones resistentes al fuego (FR Cat 1). Guantes dielctricos, casco,lentes y zapatos de seguridad

2Camisa y pantalones resistentes al fuego (FR Cat 2). Protector facial, protectoresauditivos insertos, guantes dielctricos, casco, lentes y zapatos de seguridad

3Igual a cat 2 mas buzo FR sobre camisa y pantalon. Protector facial tipo capuchon (elconjunto debe ser FR Cat 3), protectores auditivos insertos, guantes dielctricos,casco, lentes y zapatos de seguridad

4Igual a Cat 3 mas buzo adicional que incluye protector facial tipo capuchon.protectores auditivos insertos, guantes dielctricos, casco, lentes y zapatos deseguridad


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EPP En Chilquinta

Valparaiso-B1

Valparaiso-B2

Miraflores-B1

Miraflores-B2


B1Quintero-

B2

Energia incidente

calculada (Cal/cm2)6,8 7,2 6,4 6,4 7,7 12 12 5,6 5,6

Frontera de arco(cm) 503 403 436 406 517 819 816 364 361

Categora mnima ropa deproteccin antiarco

requerida

2 2 2 2 2 3 3 2 2



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Celdas de media tensin Comentarios y cambios a Especificaciones Tcnicas

de Chilquinta Las referencias normativas no se hacen a normas o

estndares especficos, sino a instituciones (ejemplo. debecumplir con IEC, ANSI, NEMA, etc). Se debe ser masexplcito a fin de evitar interpretaciones del fabricante

Se indica que celda debe ser Metal Clad . Estadenominacin ya no es usada en normativa IEC, solo ANSI.

Se indica que celdas deben ser resistentes a arco internode acuerdo a IEC 62271-200 Contradiccion ya que seindica Metal Clad


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Celdas de media tensin

Comentarios y cambios a Especificaciones Tcnicasde Chilquinta

No se indican que tipo de proteccin contra arco

interno es requerida de acuerdo a IEC 62271-200 No se indican que pruebas respecto a arco interno

que son requeridas Se especifica como aceptables interruptores al

vaco y SF6., pero Chilquinta slo est aceptandovaco, el cual es preferible


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Celdas de media tensin Otros aspectos considerados en la revisin.

An con norma ANSI, Metal Clad no implicaproteccin contra arco interno. Debe especificarseque tipo de proteccin se requiere

Se indican que se deben cumplir estndares ANSIe IEC. Esto puede resultar en ambigedades omalos entendidos de parte del proveedor


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FINALMENTE

SE INLCUYE EN ESPECIFICACION UNA SERIE DE CARACTERISTICAS QUE LANORMA ESTABLECENO TODAS LAS CELDAS CONSTRUIDAS SEGN IEC 62271-2NO SON IGUALES. ENTRE LOS PRINCIPALES QUE SE ESPECIFICAN ESTAN:

ARQUITECTURA Y ACCESIBILIDAD CATEGORIA DE CONTINUIDAD DE SERVICIO CLASE DE PARTICION CLASIFICACION ANTE ARCO INTERNO

LO ANTERIOR APARTE DE LAS TIPICAS: CLASE DE VOLTAJE, NIVEL DECORTOCIRCUITO, ECT

NORMAS DE FABRICACIN SELECCIONADAS IEC-62271-200. High-voltage switchgear and controlgear. Part 200: AC metal-

enclosed switchgear and controlgear for rated voltage above 1 kV up to andincluding 52 Kv

IEC-62271-1. High-voltage switchgear and controlgear. Part 1. GeneralConditions


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Celdas de media tensin Definicin General Celda

Conjunto de dispositivos de maniobra (interruptores, desconectadoresy otros) y todo su equipamiento de control, medicin y proteccinasociado, instalados normalmente dentro de una estructura metlicacerrada, con accesos claramente establecidos

Celda resistente a arco interno. Es una celda para la cual se cumplen los criterios prescritos para la

proteccin de las personas en caso de falla con arco y esto esdemostrado a travs de pruebas tipo (IEC-62271-200)

Unidad funcional. Conjunto de dispositivos de maniobra (interruptores, desconectadores

y otros) y todo su equipamiento de control, medicin y proteccinasociado, instalados normalmente dentro de una estructura metlicacerrada, con accesos claramente establecidos


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Celdas de media tensin Clasificacin (para los efectos de arco elctrico)

Celda No resistente a arco interno Celda resistente a arco interno (IAC-Internal Arc Classified)

Los usuarios estn tendiendo a exigir en susespecificaciones el suministro de celdas IAC, debido aque sus trabajadores se encontrarn mas protegidos almomento de operar o hacer ciertas labores demantenimiento en estos equipos

A su vez, los fabricantes estn orientando sus diseos aeste tipo de celdas estandarizando ciertas lneas defabricacin


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Celdas de media tensin Los criterios para definir adecuadamente una celda a

resistente a arco interno estn acotados en la norma ypueden marcar diferencias importantes entre undiseo u otro si no son claramente especificados porquien compra. No basta con indicar en laespecificacin que la celda debe ser Resistente a ArcoInterno, pues la norma tiene opciones.

Definidos los criterios prescritos, el cumplimiento de

estos debe ceirse a lo indicado por la norma Cuales son estos criterios para el caso de Chilquinta


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Celdas de media tensinTipo de clasificacin segn IEC62271-200 Descripcin Designacin Chilquinta

Continuidad de servicio (LSC)

Describe la posibilidad de que uncompartimento de MV de una unidadfuncional sea abierto junto con que lasotras unidades funcionales de la celdapermanezcan en servicio

LSC 2B (Mxima flexibilidad)

Segregacin y Cortinas(Shutters)La separacin entre compartimentospuedeser metlica o no metlica. Las cortinas deacceso a barras idem

PM (metlico, aterrizado)

Clase de accesibilidad a compartimentosDefine la proteccin para abrircompartimentos de celdas

Frontal:Controlado por enclavamientoTrasero: Acceso mediante herramienta

Clasificacin contra arco interno yaccesibilidad a la celda

Define que la celda debe ser resistente aarco interno, en que lados tendr esta

proteccin, nivel de corriente de arco yduracin y que tipo de personal puedetener acceso a la celda

IAC A FLR 25 kA, 1 sIAC: Arc Flash Clasiffied

A: Accesa solo personal autorizado.FLR: Proteccion arco al frente, atrs a loslados

Proteccin contra ingreso de partculas(segn IEC-60529)

define el nivel de impedimento de laenvolvente exterior e interior para queingresen partculas de polvo

IP 4X. ExteriorIP 2X. Interior


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Ref.: ABB Unigear

A: Compartimento interruptorB: Compartimento de barrasC:Compartimento de conexin decablesD: Compartimento de control yprotecciones (BT)E: Ducto de gases

externo(opcional)F: Flaps limitadores de presinG: Sistema de evacuacin degases interno


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Ref.:Schneider-MCSet

Ref ABB Unigear


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Celdas de media tensin Una celda resistente a arco interno debe contar dentro

de sus antecedentes que el diseo ha sido sometido apruebas tipo que demuestren este diseo (que estaspruebas han resultados satisfactorias). Esto adems detodas las otras pruebas tipo y de rutina que deben serefectuadas como cualquier equipo elctrico

Pruebas de Rutina En fbrica. Antes de la entrega Pruebas tipo En laboratorio reconocido (en fbrica

bajo la aceptacin del cliente). Al momento depresentar oferta proponente debe poder presentarcertificados y protocolos


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Criterio 1: Puertas y cubiertas no se han abierto productode la prueba. Se aceptan deformaciones. Grado IP puedeno cumplirse luego de la prueba

Criterio 2: No hay fragmentacin de la envolvente. No hayobjetos expulsados de masa mayor a 60g

Criterio 3: El arco no produce agujeros en los ladosclasificados de la envolvente

Criterio 4: Los indicadores alrededor de la celda no se hanquemado producto de gases o lquidos calientes

Criterio 5: La envolvente permanece conectada a tierra

Clasificacin contra arco interno yaccesibilidad a la celda

IAC A FLR 25 kA, 1 sIAC: Arc Flash ClasiffiedA: Accesa solo personal autorizado.FLR: Proteccion arco al frente, atrs a loslados

Inspeccin resultados de pruebas tipo:Pruebas deben asegurar cinco criterios


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Otras Medidas de Proteccin Monitoreo interno permanente por presencia de

arco (luz, presin) y operacin directa osupervisada sobre el interruptor principal

Para ello se instala una red de fibra ptica o sensoresde presin en la celda. Si estos sensores acusancambios que caigan en cierto rango se interpretacomo un arco y dispara el interruptor principal demanera instantnea.

Una variacin del anterior es disparar el interruptorprincipal slo si los TC tambin registran alza decorriente. Esto permite eliminar falsos disparos

Estos sistemas operan en el rango entre los 50 alos 100 ms


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Otras Medidas de Proteccin Monitoreo interno permanente por presencia de arco

(luz, presin) y operacin directa o supervisada sobreun desconectador de puesta a tierra

Para ello se instala una red de fibra ptica en la celda quemonitoree cambios en el nivel de luz dentro de la celda. Sieste se modifica en cierto rango se interpreta como unarco. Si esto es coincidente con una elevacin de corrienteen una o mas fases, se da orden de cierra a undesconectador de puesta a tierra de cierre rpido que creaun cortocircuito trifsico a tierra. Como consecuencia sedispara el interruptor principal de manera instantnea.

Este sistema opera en el rango de los 5 ms


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IMPORTANTEDEBE TENERSE EN CUENTA QUE EL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DE UCELDA RESISTENTE A ARCO INTERNO NO ES ALGO QUE DEPENDASOLAMENTE DE LA ESPECIFICACION Y EL DISEO DE LA CELDA EN SIMISMA, SINO QUE TAMBIEN DE LAS CONDICIONES DE INSTALACION Y

LOS PROCEDIMIENTOS DE OPERACIN.PARA INSTALACIONES AL INTERIOR, UNA FALLA CON ARCO INTERNO EUNA CELDA, AUNQUE SEA RESISTENTE A ESTE EVENTO, PUEDE CAUSASOBREPRESION AL INTERIOR DE LA SALA DONDE EST INSTALADA.


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Celdas de media tensin. Aspectos a considerar

en la instalacin de celdas IAC Altura de sala: Consultar a fabricante. Si altura libre es

menor a app 1,8 m evaluar con fabricante plenum deexpansin y expulsin de gases.

En ambientes exteriores contaminados o cercanos almar PRESURIZACION.

Antes de poner en servicio verificar si no se han obstruido los flaps de liberacin de

gases Verificar que no se han reemplazado los tornillos ofijaciones desprendibles por otros fijos en los flaps.

Estan instaladas todas las PM y Shutters? Verificar apriete de pernos y cubierta dielectrica de barras


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en el mantenimiento USAR EPP DE ACUERDO AL NIVEL DE RIESGO Limpieza de la sala (polvo) Limpieza de elementos de reserva almacenados en la sala Puertas cerradas y paneles con todos sus pernos

Termografa peridica (sin abrir puertas ni paneles-usar ventanas deinspeccin donde existan). Conexiones en MT sueltas deben sercorregidas lo antes posible

1 vez al ao los interruptores deben ser operados, retirados einsertados. Interruptor trabado es interruptor en falla; no repetiroperacin

Evaluar uso de tecnologas de monitoreo en lnea, sin intervencin. Monitoreo en lnea de temperatura Monitoreo en lnea de descargas parciales

Pauta de mantenimiento preventivo del fabricante


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en la operacin USAR EPP DE ACUERDO AL NIVEL DE RIESGO Donde exista la posibilidad, operar de forma

remota No operar con puertas abiertas o paneles

retirados No retirar ni insertar interruptores ni elementos

con puerta abierta. Interruptor trabado se debe declarar en falla. No

intentar extraer, insertar u operar con energa


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Y las celdas existentes?

Se desarroll un anlsis de riesgo en todas lasinstalaciones de celdas existentes

A partir de este anlisis se desprendenmedidas inmediatas, medidas de medianoplazo


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Anlisis de riesgo-Mtodo NFPA 70E

Frecuencia y duracin de la exposicin

= X Probabilidad de ocurrencia del evento

Probabilidad de evitar o limitar el dao

NFPA 70 E

Probabilidad deexposicin al

evento

Riesgo Consecuencias


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Anlisis de riesgo-Parmetros

Calificacin

C1Efectos menores (herida menor, moretones,quemadura de primer grado). E hasta 1,2 Cal/cm2 1

C2

Efectos reversibles. Dao auditivio, quemadura desegundo grado. Se espera total recuperacin. E

mayor que 1,2 Cal/cm2 y hasta 4 Cal/cm2 2

C3

Efectos permanentes-Ceguera, perdida de audicinpermanente, quemaduras de tercer grado posiblefallecimiento dependiendo de edad y estado desalud previo. E mayor que 4 Cal/cm2 hasta 8 Cal/cm2 3

C4Efectos irrevesibles. Trauma mayor, quemadurassobre tercer grado, o muerte. E>8Cal/cm2 4

Consecuencia


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2h

F1 Una vez al dia o mas 1 3 4 4F2 Una vez al mes a 10 veces en el mes 1 2 3 4

F3 Una vez al ao a 10 veces al ao 1 1 2 3

F4 Una vez cada 2 o mas aos 1 1 1 2

Frecuencia y duracin de la exposicin (Fd)


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Ponderador(Ci)

A Accin 0,3M Mantenimiento 0,15V Vida en servicio 0,15E Medio ambiente 0,1T Tipo ce celda 0,3

Factor

Probabilidad de ocurrencia del Evento


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Anlisis de riesgo-FactoresCalificacin

A1No hay acciones en media tensin. No hayoperacin de equipos. No hay retiro niinstalacin de interruptores.

1

A2Hay operaciones de media tension en l a salapero son remotas al a celda

2

A3

Hay operaciones en equipos de manera local.No hay extraccin de equipos de celdas. No hayapertura de puertas de gabinetes de medi atensin ni de puertas traseras de la celda

3

A4

Hay retiro o instalacin de i nterruptores. Hayapertura de puertas de compartimentos demedia tensin y/o puertas traseras decompartimentos

4

Accin Calificacin

M1

Muy buen mantenimiento. Pautas delfabricante se siguen y se han seguidorigurosamente. Se mantienes registroscompletos

1

M2

Buen mantenimiento. Se siguen en general laspautas del fabrciante pero no se puedeasegurar que siempre ha sido asi. No hayregistros completos. A veces se han canceladomantenimientos programados

2

M3

En general no se siguen pautas estrictas demantenimiento. Se privilegian algunos aspectossobre otros. No hay registro historico se llevaregistro pero parcial

3

M4Practicamente no se hace mantenimiento. Runto failure

4

Mantenimiento

CalificacinV1 0 a 5 aos 1

V2 mas de 5 aos y hasta 15 aos 2V3 mas de 15 aos hasta 25 aos 3V4 mas de 25 aos 4

Vida util remanente(base 30 aos) CalificacinE1 Poco agresivo exterior 1

E2 Medianamente agresivo exterior.controlado alinterior 2

E3Medianamente agresivo exterior. Nocontrolado al interior

3

E4 Extremadamente agresivo exterior 4

Medio ambiente

CalificacinT1 IAC AFLR, con certificacin de pruebas 1T2 No IAC 4

Tipo de celda


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Anlisis de riesgo-Resultados

Valparaiso-B1

Valparaiso-B2

Miraflores-B1

Miraflores-B2


B1Quintero-

B2Quintero-

B1Quintero-

B2

Consecuencia 3 3 3 3 3 4 4 3 3 3 3Probabilidad de ocurrencia del evento 3,1 3,1 2,05 2,05 3,1 3,35 3,35 3,55 3,55 3,55 3,55

Efecto de la accin 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4Frecuencia de exposicin 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3Probabilidad de evitar el dao 2 2 1 1 2 4 4 4 4 4 4Riesgo estimado 3,5 3,5 1,2 1,2 3,5 10,1 10,1 8,0 8,0 8,0 8,0

Clasificacin del riesgo operadoresAceptableconcontroles

Aceptableconcontroles

Aceptable AceptableAceptableconcontroles

Inaceptable InaceptableNodeseable

Nodeseable

Nodeseable

Nodeseable

Consecuencia 3 3 3 3 3 4 4 3 3 3 3Probabilidad de ocurrencia del evento 2,5 2,5 1,45 1,45 2,5 2,75 2,75 2,95 2,95 2,95 3,55Frecuencia de exposicin 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2Probabilidad de evitar el dao 2 2 1 1 2 4 4 4 4 4 4Riesgo estimado 1,9 1,9 0,5 0,5 1,9 5,5 5,5 4,4 4,4 4,4 5,3

Clasificacin del riesgo mant.Protecciones

Ac epta bl e Ac epta bl e Ac epta bl e Ac epta bl e Ac epta bl eAceptableconcontroles






Analisis de riesgo (operadores)

Analisis de riesgo (mantenimiento de protecciones)

ParmetroCeldas instaladas Proyecto Alimentador

Quintero 110 kV


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Etiqueta

propuestaSubestacin Valparaso

Equipo Barra 1 Celda de 12 kV

Distancia de trabajo 600 mm

Corriente de cortocircuito trifsica 6,54 kA

Frontera de arco elctrico 436 cm

Energa incidente a 910 mm 6,8 Cal/cm2

Nivel de proteccin EPP 2

RETIRAR PANEL TRASERO

OPERAR Y/O RETIRAR INTERRUPTOR

ABRIR PUERTA MEDIA TENSION

ABRIR PUERTA CONTROL

Chilquinta Energa S.A Fecha de evaluacin: Mayo 2013Area de Prevencin de Riesgos Proxima evaluacin: Mayo 2015

ADVERTENCIA

Peligro de Arco ElctricoElementos de proteccion personal

antiarco (EPP) es obligatorio

UTILIZAR EPP ANTIARCO PARA

!


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Conclusiones y recomendaciones Las celdas Bahuen Efacec instaladas en subestaciones

Valparaso, Concn, Quilpu y Quintero, no es posiblesclasificarlas como resistentes a arco interno de acuerdo a IEC-62271-200 debido a la escasa evidencia en terreno y endocumentos disponibles.

Se recomienda pedir al fabricante evidencia documentada delas pruebas efectuadas a tales celdas y sus protocolos deresultados, todos de acuerdo a IEC-62271-200 y a las nuevasespecificaciones de celdas de Chilquinta desarrolladas comoparte de este estudio. Slo a la vista de estos resultados serposible revisar y eventualmente modificar el anlisis de riesgorealizado.

En el intertanto, la operacin y labores de mantenimiento enceldas bahuen efacec debe regirse por instructivo paraintervenir celdas NO IAC


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Conclusiones y recomendaciones Los niveles de energa incidente en celdas deSubestacin Concn junto con las caractersticas de las

celdas existentes de no ser poder ser clasificadas comoIAC hacen que el nivel de riesgo estimado paraoperaciones en estas sea inaceptable. Esta categora deriesgo hace necesario tomar medidas inmediatas enesta subestacin, entre ellas:

Efectuar un estudio del ajuste de las proteccioneselctricas de manera a fin de evaluar la posibilidad dereducir los tiempos de despeje de falla

Utilizar ropa clasificada como categora 3 en todas lasoperaciones en celdas de esta subestacin y manteneresta obligacin hasta no disponer de una nuevaclasificacin de riesgo luego de cambiar o agregar algnnivel de proteccin


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Conclusiones y recomendaciones En el mediano plazo en SE ConCon

Evaluar la Inclusin de elementos de operacinremota en celdas y/

Incorporar dispositivo de deteccin y despeje defalla contra arco interno de alta confiabilidad

Incluir en planes de inversin el reemplazo deceldas GEC Alsthom por otras clasificadas comoIAC y que cumplan las nuevas especificacionesdesarrolladas


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Conclusiones y recomendaciones SE Quintero. Sugerencias para accin inmediata

Incluir sistema de presurizacin en plan de mantenimientoperidico.

Sistema de escalerillas de cables est muy cercano a lasceldas y en algunos casos el cielo es muy bajo. En caso dearco interno se puede potenciar el efecto rebote de gasescalientes por esta condicin. Se recomienda evaluarinstalacin de tnel de expulsin de gases sobre las celdasy/o modificar sistema de canalizacin

SE Quintero. Sugerencias a mediano plazo Incorporar dispositivo de deteccin y despeje de falla

contra arco interno de alta confiabilidad Incluir en planes de inversin el reemplazo de celdas GEC

Alsthom por otras clasificadas como IAC y que cumplan lasnuevas especificaciones desarrolladas


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Subestacin Quilpu,

Sellos interioresfaltantes Exposicin aeventual arco interno


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Subestacin Quintero

Distancia entreescalerilla y partesuperior de celda esinsuficiente. Sesugiere evaluardesplazamiento


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Subestacin Quintero

Elemento adicionalinstalado en terreno

sobre celda BauenEfacec. Sedesconoce objetivo.Se sugiere consultarcon instalador yevaluar impacto enintegridad


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Subestacin Concn. Celda GEC AlstomCelda de fusibletransformador deSSAA, con barra de12 kV a la vistadetrs de visor. Se

desconocecapacidad de visorpara soportar unarco interno. Al noindicarse en placaque celda es

resistente sedebera asumir queno resiste


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Celdas o Patio? No conozco estudios comparativos acerca de la

probabilidad de un evento de arco entre una subestacintipo patio y una celda

A primera vista podra pensarse que hay una menorposibilidad en patio, debido a que las distancias entrepuntos a diferente potencial son en general mayores

Pero tambin hay mas polucin y est mas afecta aintervencin de terceros

Una ventaja de la subestacin en patio es que el arco seproducira en espacio no confinado-a menos que ocurradentro de un equipo, caso en donde sera mas grave por laposible explosin.

Celdas han incorporado la variable arco en sus diseosposibles, lo que hace que sean equipos muy seguros si seinstalan, operan y mantienen de manera adecuada


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Y QUE PASA EN OTROS EQUIPOS?

En cualquier equipo, operando desde 220 V haciaarriba, puede existir el riesgo de arco elctrico En baja tensin pueden ser particularmente

grandes las energas incidentes debido a los altos

niveles de cortocircuito, especialmente a la salidade subestaciones de distribucin En media tensin en distribucin el efecto es

similar al visto en celdas, por lo que puedenaplicar similares medidas tambin.

En ambos casos es importante la cuantificacindel riesgo y para ello lo primero es ladeterminacin de la energa incidente


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Y QUE PASA EN OTROS EQUIPOS?


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