EquipoElectrico desprotegido

8/3/2019 EquipoElectrico desprotegido

1/78

Equipo Elctrico 1

Iluminacin y Alta Tensin FIMEDivisin de Ingeniera Elctrica

ndice

1.- INTRODUCCIN A LOS SISTEMAS ELCTRICOS DE POTENCIA ........................... ........... 3

1.1 FUNCIN DE LOS SISTEMAS ELCTRICOS DE POTENCIA .......................... ........................... ........... 31.2 DESCRIPCIN DEL SISTEMA ELCTRICO ......................... ........................... ........................... ....... 4

2.- TRANSFORMADORES DE POTENCIA ......................... ........................... ........................... ....... 6

2.1TIPOS DE TRANSFORMADORES....................... ........................... ........................... ........................... .. 62.2CARACTERSTICAS GENERALES PARA TRANSFORMADORES Y AUTOTRANSFORMADORES DEPOTENCIA......................... ........................... ........................... ........................... ........................... ........... 72.3CONEXIONES PRINCIPALES ........................ .......................... ........................... ........................... ....... 82.4SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO......................... ........................... ........................... ........................... 102.5CAMBIADOR DE DERIVACIONES ......................... ........................... ........................... ....................... 11

3.- INTERRUPTORES DE POTENCIA.............................. ........................... ........................... ......... 13

3.1 INTERRUPTORES DE BAJO VOLTAJE ........................ ........................... ........................... .............. 133.2 INTERRUPTORES EN ALTO VOLTAJE........................ ........................... ........................... .............. 14INTERRUPCIN DE CIRCUITOS INDUCTIVOS .............................................................................. 15INTERRUPCIN DE CIRCUITOS CAPACITIVOS ............................................................................ 15INTERRUPCIN DE CIRCUITOS EN OPOSICIN DE FASES ............................................................ 16UNA CLASIFICACIN DE LOS TIPOS DE INTERRUPTORES EN ALTA TENSIN SERA: ................... 163.3 INTERRUPTORES EN REDUCIDO VOLUMEN DE ACEITE ....................... ........................... .............. 173.4 INTERRUPTORES DE POTENCIA NEUMTICOS ....................................................... ...................... 19 3.5 INTERRUPTORES DE POTENCIA SF6................................................ ........................... .................. 20

3.6 INTERRUPTORES DE VACO......................... ........................... ........................... ........................... 24SISTEMAS DE CONTACTO DE LOS INTERRUPTORES EN VACO: PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.................................................................................................................................................. 25

4.- RESTAURADORES Y SECCIONADORES....................... ........................... ........................... .... 27

SECCIONADORES DE CUCHILLAS GIRATORIAS .......................................................................... 29SECCIONADORES DE CUCHILLAS DESLIZANTES......................................................................... 29SECCIONADORES DE COLUMNAS GIRATORIAS........................................................................... 29SECCIONADORES DE PANTGRAFO ............................................................. .............................. 30MANDO DE SECCIONADORES..................................................................................................... 31

5.- CORTACIRCUITOS FUSIBLES ........................... .......................... ........................... .................. 32

5.1CORTACIRCUITOS FUSIBLES DE BAJA TENSIN.................................................................... 345.2CORTACIRCUITOS FUSIBLES DE ALTA TENSIN ....................................................... ...................... 36


2/78

Equipo Elctrico 2


6.- APARTARRAYOS........................... .......................... ........................... ........................... .............. 38

6.1ORIGEN DE LAS SOBRETENSIONES .......................... ........................... ........................... .................. 39SOBRETENSIONES ORIGINADAS EN EL SISTEMA......................................................................... 39SOBRETENSIONES DE ORIGEN ATMOSFRICO............................................................................ 396.2VALORES CARACTERSTICOS.................................................. ....................................................... . 39 6.3DESCRIPCIN Y PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE LOS APARTARRAYOS. ................................ 40APARTARRAYOS DE EXPLOSORES Y CARBURO DE SILICIO......................................................... 41APARTARRAYOS DE XIDOS METLICOS .................................................................................. 41FUNCIONAMIENTO DE LOS APARTARRAYOS.............................................................................. 42

7.- HILOS DE GUARDA Y PARARRAYOS......................................... ........................... .................. 44

7.1SOBRETENSIONES POR RAYOS................................................ ....................................................... .. 44 7.2POSICIN DE LOS HILOS DE GUARDA .......................... ........................... ........................... .............. 467.3SISTEMAS DE PARARRAYOS............................................... ....................................................... ....... 49 7.4PROTECCIN DE ESTRUCTURAS Y EDIFICIOS............................................... ................................... 51

8.- CAPACITORES PARA CORRECCIN DE FACTOR DE POTENCIA............. ....................... 55

8.1POTENCIA APARENTE Y POTENCIA ACTIVA ......................... ........................... ........................... ..... 558.2CAUSAS DE UN BAJO FACTOR DE POTENCIA......................... ........................... ........................... ..... 568.3PENALIZACIN DEL BAJO FACTOR DE POTENCIA ........................ ........................... ....................... 568.4CORRECCIN DEL F.P. .......................... ........................... ........................... ........................... ......... 57

9.- RELEVADORES DE PROTECCIN.............. ........................... ........................... ....................... 65

9.1TIPOS DE PERTURBACIONES EN INSTALACIONES DE ALTA TENSIN............................................... 65

9.2ESQUEMA BSICO DE UN REL DE PROTECCIN ....................................................... ...................... 67 9.3EXIGENCIAS BSICAS DE LOS RELS DE PROTECCIN....................................................... ............. 689.4PRINCIPIOS CONSTRUCTIVOS DE LOS RELS DE PROTECCIN................................................. ....... 699.5SISTEMAS DIGITALES DE PROTECCIN ............................................... ............................................ 72 9.6SISTEMAS DIGITALES INTEGRADOS DE PROTECCIN, CONTROL Y MEDICIN. .............................. 769.7SISTEMAS DE PROTECCIN MS USUALES ....................... ........................... ........................... ......... 77BIBLIOGRAFA .......................... ........................... ........................... ........................... ........................... 78


3/78

Equipo Elctrico 3


1.- Introduccin a los Sistemas Elctricos de Potencia

La energa elctrica es una de las formas ms sencillas de la energa, de las que a mayoresdistancias es posible transportarla. Se puede obtener de una diversa variedad de fuentes primarias

de energa y es la que ms usos y aplicaciones ofrece en la vida cotidiana.Sin embargo para que se cumpla lo anterior es indispensable disponer un sistema interconectadomediante el cual nos sea posible generar la energa, transportarla y distribuirla a todos losusuarios en forma eficaz, segura y con calidad. A este sistema lo llamamos Sistema Elctrico dePotencia (SEP). En este sistema la energa elctrica, desde su generacin hasta su entrega en lospuntos de consumo, pasa por diferentes etapas de adaptacin, transformacin y maniobra. Para lacorrecta operacin del sistema son necesarios equipos que sean capaces de transformar, regular,maniobrar y proteger. Durante el curso se estudiarn los equipos principales que cumplen dichasfunciones.

A continuacin se describen ms ampliamente a los sistemas elctricos de potencia.

1.1 Funcin de los sistemas elctricos de potencia

El sistema elctrico debe cumplir con la tarea de generar energa elctrica en los lugares msidneos para tal fin, transformar esa electricidad a unas caractersticas propicias para transportarlagrandes distancias, transformarla nuevamente para poder ser distribuida en los centros deconsumo y finalmente adaptarla a valores aptos para los usuarios.

Actualmente los sistemas operan con energa elctrica en forma de corrientes alternas trifsicas,

esto debido a su facilidad para transformarse en comparacin con la corriente directa. A parte deque requiere menores niveles de aislamiento que la corriente directa, lo que implica ahorro enaislamiento y en general equipos menos bromosos. Otra razn para el uso de corrientes alternastrifsicas es la simplicidad de los generadores y transformadores que trabajan con este tipo decorrientes, as mismo resulta tambin ms sencilla y econmica la transmisin y la distribucinde este tipo de corrientes.

La generacin de energa elctrica se logra generalmente a niveles de tensin menores a los 30kV, el generar a mayores tensiones sera incosteable debido a las dimensiones y el aislamientonecesario en los generadores. La energa elctrica generada es transformada a valores ms altosde tensin con el objetivo de conseguir una prdida mnima de energa en el transporte a travs delargas distancias. Esta elevacin de tensin justo despus de su generacin implica tener valoresde corriente bajos para una potencia determinada, y no provocar prdidas elevadas en laimpedancia propia de la lnea de transmisin. Al final de la etapa de transmisin en las cercanasde los centros de consumo, se hace entonces necesaria una reduccin de dicho valor de tensin,para su correcta distribucin y entrega a usuarios.


4/78

Equipo Elctrico 4


Otra de las ventajas derivadas de transportar la energa elctrica a valores altos de tensin, y enconsecuencia valores reducidos de corriente, es el ahorro econmico que implica poder utilizarcables con menor seccin transversal o calibre. Pues para la misma potencia a transportar pero amenores valores de tensin seran necesarios conductores de mayor calibre, ms costosos, paratransmitir energa con valores ms altos de corriente.

1.2 Descripcin del Sistema Elctrico

Para su mejor comprensin se puede dividir el sistema elctrico en subsistemas. Los tressubsistemas en general son:

Subsistema de generacinComprende las Centrales Generadoras, las cuales producen energa elctrica a partir de otrasfuentes de energa. Habitualmente las tensiones de generacin oscilan entre 3 y 23 kV y lapotencia de una central puede variar mucho desde menos de 100 hasta 1000 MVA o ms. (Fig. 1-1 a))

Subsistema de transmisinComprende las subestaciones elevadoras, las lneas de transmisin y las subestaciones reductoras.

Subestaciones elevadoras: Tambin conocidas como subestaciones de bloque degeneracin. Su funcin es bsicamente elevar la tensin de generacin a la tensin detransmisin (220 400 KV). Esto debido a que generalmente las centrales se encuentranalejadas de los grandes centros de consumo, as que debe ser transportada. Y con el fin deque el transporte se haga con las menores perdidas y la instalacin de las lneas detransmisin resulte ms econmica se elevan las tensiones de generacin a estos rangos.(Fig. 1-1 b))

Lneas de transmisin: Son lneas areas que unen las subestaciones elevadoras con lassubestaciones reductoras, y por lo tanto, son las encargadas de transportar la energa amuy largas distancias. Estas lneas trabajan a valores de tensin de 220 400 kV. (Fig. 1-1 c))

Subestaciones reductoras: Tienen la funcin bsica de reducir los valores de tensin detransmisin a valores propios para el reparto en las reas industriales de los grandescentros de consumo, as como para las subestaciones de distribucin del propio sistemaelctrico. Estos valores pueden ser 138, 115 o 69 kV. Frecuentemente estas subestacionesrealizan la misin de interconexin entre distintas lneas de transmisin, con la intencinde formar anillos en reas de consumo importante y asegurar la continuidad en el servicioante la presencia de fallas en alguna de estas subestaciones. En estos casos lassubestaciones reductoras cumplen tambin con la funcin de maniobra. (Fig. 1-1 d))

Subsistema de distribucin: consta de las lneas de subtransmisin, de las subestaciones dedistribucin, redes de distribucin en media tensin, bancos de transformacin y las redes dedistribucin en baja tensin (en general llamadas secundario).


5/78

Equipo Elctrico 5


Red de subtransmisin: Son lneas que se distribuyen en torno a los grandes centros deconsumo con valores de tensin de 138, 115 69 kV. Por lo general son areas, aunqueen algunas ciudades existen restricciones para lo areo y existen redes subterrneas. (Fig.1-1 e))

Subestaciones de distribucin: Transforman los valores de tensin de las lneas desubtransmisin a valores de distribucin en media tensin, 13, 23 33 kV. (Fig. 1-1 f))

Redes de distribucin en media tensin: Son las lneas que conectan a los usuarios enmedia tensin a las subestaciones de distribucin. Estas pueden existir areas osubterrneas. (Fig. 1-1 g))

Bancos de transformacin: Transforman los valores de media tensin a valores aptos parael consumo en baja tensin. Los valores de tensin de los bancos pueden ser de 220/127 240/120 V (entre fases / entre fase y neutro). (Fig. 1-1 h))

Redes de distribucin en baja tensin: Estas lneas unen los bancos de transformacin conlas acometidas de los usuarios en baja tensin. (Fig. 1-1 i))

Figura 1.1 Esquema general de un Sistema Elctrico de Potencia

Subsistema de Generacin Subsistema de Transmisin Subsistema de Distribucin

a) b) c) d) e) f) g) h) i)


6/78

Equipo Elctrico 6


2.- Transformadores de PotenciaLos transformadores de potencia cumplen con una funcin muy importante en los sistemaselctricos de potencia. Transforman el voltaje del sistema de nivel nominal a otro y debenser capaces de transportar el flujo de potencia en forma continua hacia una parte particular

del sistema o hacia la carga (en su caso). Para cumplir con este requerimiento especfico,resulta que el t ransformado r de potenc ia es el equipo ms grande, pesado, complejo y tambinms costoso de los equipos usados en una subestacin elctrica.

2.1 Tipos de transformadores

Los transformadores de potencia pueden ser autotransformadores o transformadoresconvencionales de vario s devanados. Una insta lac in tr ifsica puede cons istir detres unidades monofsicas formando un banco tr ifs ico o una sola unidad tr ifs ica .La decisin de que tipo trans for mad or usar depende de fact ore s como: el co stoin ic ial, los costos operacin (influencia de la e fic ienc ia) , la confiabilidad, etctera.Las unidades trifsicas tienen por lo general mayor eficiencia, menor tamao y costosinicia les menores, por lo tanto son ms econmicas.


7/78

Equipo Elctrico 7


La ventaja de usar tres unidades monofsicas es que, se puede compartir una unidad a un costomenor. La seleccin entre transformadores convencionales de dos o tres devanados oautotransformadores, involucra sus diferencias bsicas en las medidas que puedan afectar losfactores de costos y aplicacin.

En general, los autotransformadores se consideran primero, debido a sus ventajas de costo,siempre y cuando la relacin de transformacin no exceda a 3/1, mas all de esta relacin,desaparece la ventaja de costo de los autotransformadores.

Otras ventajas de los autotransformadores son: menor tamao fsico, menor peso, menorregulacin, corrientes de excitacin ms bajas y menores prdidas. Las principales desventajas delos autotransformadores son: menor impedancia, diseo ms complejo y su efecto adverso a laproteccin o tierra por relevadores.

2.2 Caractersticas generales para transformadores y autotransformadores depotencia

Tensin nominal. Las tensiones nominales de un transformador son aquellas a las que se refieren

sus caractersticas de operacin y funcionamiento.

Tensin nominal de un devanado. Es la tensin que debe ser aplicada o inducida en vaci, entrelas terminales de un transformador. Por ejemplo:


8/78

Equipo Elctrico 8


Relacin de transformacin y su tolerancia. La relacin de transformacin esta basada en larelacin de las tensiones y sujeta al efecto de la regulacin a diferentes cargas y factores depotencia. La tolerancia para la relacin de transformacin, medida cuando el transformador estasin carga, debe ser de 0.5% en todas las derivaciones. Si la tensin por vuelta excede de 0.5%de la tensin deseada, las tensiones de las derivaciones deben corresponder a la tensin de lavuelta prxima.

Impedancia nominal. La impedancia se expresa generalmente en porcentaje de la tensinde impedancia (cada de voltaje) con respecto a la tensin nominal.

La tolerancia de la impedancia deber ser la siguiente:

a) La impedancia de un transformador de 2 devanados con un valor en porcentaje de impedanciasuperior al 2.5%, debe tener una tolerancia de 7.5% del valor especificado.Cuando se especifiquen transformadores de dos devanados con un valor en porcentaje deimpedancia menor a 2.5%, debe tener una tolerancia de 10% del valor especificado.

b) La impedancia de un transformador de 3 o ms devanados, o bien, con devanados en zigzag,debe tener una tolerancia de 10% del valor especificado.

c) La tolerancia en la impedancia de un autotransformador debe ser 10% del valor especificado.

2.3 Conexiones principales

Conexin estrella-estrella.Esta conexin da un servicio satisfactorio si la carga trifsica es balanceada; si la cargaes desbalanceada, el neutro elctrico tiende a ser desplazado del punto central, haciendo

diferentes los voltajes de lnea a neutro; esta desventaja puede ser eliminada conectando a tierrael neutro. La ventaja de este sistema de conexiones es que el aislamiento soportanicamente el voltaje de lnea a tierra, que es 58% del voltaje entre lneas. ,

Conexin delta-delta.Este arreglo es usado generalmente en sistemas donde los voltajes no son altos y cuandola continuidad del servicio debe ser mantenida aun si uno de los transformadores falla; si estosucede, los transformadores pueden continuar operando en la conexin delta-abierta,tambin llamada "conexin V". Con esta conexin no se presentan problemascon cargas desbalanceadas, pues prcticamente los voltajes permanecen iguales,independientemente del grado de desbalance de la carga.


9/78

Equipo Elctrico 9


Conexin delta-estrella.

Esta conexin se emplea usualmente para elevar el voltaje, como por ejemplo al principio de unsistema de transmisin de alta tensin. En el lado de alta tensin, el aislamiento trabaja asolamente el 58% del voltaje de lnea a lnea; otra de sus ventajas es que el punto neutro esestable y no flota cuando la carga es desbalanceada. Esta conexin tambin es muy usada cuando

los transformadores deben suministrar carga trifsica y carga monofsica; en estos casos, laconexin proporciona un cuarto hilo conectado al neutro.

Preferentemente, las conexiones en transformadores trifsicos de dos devanados son delta en elprimario y estrella en el secundario; el secundario en estrella, con neutro a travs de una boquilla,proporciona un punto conveniente para establecer una tierra en el sistema; el primario conectadoen delta asla los 2 sistemas en cuanto al flujo de corriente de secuencia cero, que resultan defallas a tierra en el secundario.


10/78

Equipo Elctrico 10


2.4 Sistemas de enfriamiento

Sistema de enfriamiento OA

E1 transformador debe contar con el nmero suficiente de radiadores o enfriadores con objeto deque no exceda las temperaturas mximas permisibles.

A la entrada y a la salida de cada enfriador se deben proporcionar vlvulas de mariposa conobjeto de poder desmontar el radiador del tanque, sin necesidad de vaciar el aceite deltransformador.

Estas vlvulas deben estar montadas en el tanque del transformador y acoplarse a los enfriadorespor medio de bridas atornilladas y con empaques a prueba de aceite. Un lado de las bridas debecontar con una caja circular y rectangular, maquinada, para alojar empaques y evitarsobrecompresiones de los empaques. Las vlvulas deben tener indicador de posicin.

Sistema de enfriamiento OA/FA y OA/FA/FA

Estos sistemas deben cumplir con lo especificado en las normas ANSI C57.12.10, ascomo con lo siguiente:

E1 transformador debe contar con un nmero suficiente de radiadores o enfriadores, detectores detemperatura, sistema de control y proteccin, con el objeto de que el transformador no exceda lastemperaturas mximas permisibles.

Los motores de los ventiladores deben ser trifsicos y cumplir con lo siguiente:

Totalmente cerrados.Servicio intemperie.Frecuencia de 60 Hz.Clase de aislamiento tipo B.Elevacin de temperatura 80 C.Con dispositivos de proteccin, individuales para cada motor contra cortocircuitos.La tensin de alimentacin debe ser indicada segn las caractersticas particulares.

El control de los pasos de enfriamiento debe hacerse basndose en la temperatura, esto es, por untermmetro de imagen trmica de devanados.

E1 gabinete de control del transformador debe incluir lo siguiente:Interruptores termomagnticos por grupo o paso de enfriamiento.Contactores magnticos directos a lo lnea, para arranque y paro de grupo o pasode enfriamiento.


11/78

Equipo Elctrico 11


Sistema de enfriamiento OA/FOA

Este sistema debe estar de acuerdo con la norma ANSI C57-12.10 y edemascumplir con lo siguiente:

En el sistema de enfriamiento OA, el transformador debe tener una capacidad no menor del 35%

de la capacidad FOA.

La impedancia de los transformadores debe estar referida a la base de lo capacidad en FOA.

E1 transformador debe contar con un nmero suficiente de radiadores de aceite y aire forzados,tuberas de interconexiones, detectores de temperatura, sistemas de control y proteccin, etctera,con el objeto de que el transformador no exceda las temperaturas permisibles.

E1 transformador debe contar con el nmero suficiente de radiadores, bombas de aceite yventiladores, para que no exceda la temperatura mxima permisible de 65 C en los devanadosdel transformador.

En la entrada y la salida de cada radiador, se deben proporcionar vlvulas adecuadas con objetode poder desmontar el radiador del tanque del transformador sin necesidad de vaciar el aceite.Estas vlvulas deben estar montadas en el tanque del transformador y acoplarse a la tubera de losradiadores par medio de bridas atornilladas con empaque a prueba de aceite. Una de las bridasdebe contar con una caja circular y rectangular maquinada para alojar el empaque y evitarsobrecompensaciones. Estas vlvulas deben tener indicador de posicin.

Los radiadores, bombas, ventiladores y. en general, todo el equipo de enfriamiento debe ser paraservicio intemperie. Las caractersticas de los motores deben ser las indicadas en el punto desistemas de enfriamiento OA/FA y OA/FA/FA visto anteriormente, excepto que la proteccin

contra cortocircuito de cada moto-bomba debe ser con interruptor termo magntico en vez defusible.

2.5 Cambiador de derivaciones

Cambio de derivaciones con transformador desenergizado

El devanado de alta tensin debe contar con 4 derivaciones de 2.5% de la tensin nominal. Lascuatro derivaciones deben ser para plena capacidad. Segn las necesidades de operacin, seindicar si las 4 derivaciones sern 2 arriba y 2 abajo o 1 arriba y 3 debajo de la tensin

nominal.

Cambio de derivaciones con carga

Para los casos en que se indique, los transformadores deben estar equipados con un cambiador dederivaciones con carga y deben cumplir con:a) Todas las derivaciones deben ser a capacidad plena.


12/78

Equipo Elctrico 12


b) El nmero de derivaciones debe ser de 10 arriba y 10 debajo de la tensin nominal, de un valorcada una de 1 % de la misma.c) La banda de regulacin total debe ser de ms-menos 10% sobre la tensin nominal.d) Las derivaciones deben estar sobre el devanado de alta tensi6n.e) Suministrar un gabinete comn que centralice la operacin de los cambiadoresindividuales como una sola unidad o banco.

f) En el caso de un banco de tres transformadores o autotransformadores y uno de reserva, sedeben dejar en el gabinete comn, el alambrado y las conexiones de la unidad de reserva, a finde que mediante un mnimo de interconexiones o puentes se pueda sustituir cualquiera de lostransformadores o autotransformadores por el de reserva.g) Se debe suministrar el equipo y dejar la preparacin necesaria para la operacin futura delbanco de transformadores en paralelo con otro banco similar.


13/78

Equipo Elctrico 13


3.- Interruptores de Potencia

Los interruptores son un medio para abrir o cerrar un circuito de corriente.Existen interruptoresde operacin sin carga (sin flujo de corriente), llamados desconectadores o cuchillasdesconectadotas. Y existen los interruptores de operacin con carga (con flujo de corriente),generalmente llamados interruptores de potencia, los cuales a su vez pueden estar diseados para

operar bajo cargas nominales y los que operan confiablemente para interrumpir corrientes defalla.

Los estados de operacin son los siguientes:

ABIERTO (O) Aislamiento seguro entre terminales, para corrientesnominales de operacin o hasta de corto circuito segn el caso.

CERRADO ( I ) Soporte de esfuerzos trmicos y dinmicos que implicala conexin bajo corrientes nominales de operacin.

3.1 Interruptores de bajo voltaje

En este punto podemos describir lo siguientes equipos principales:

DesconectadorPara conexin y desconexin de circuitos sin flujo de corriente

Interruptor de cargaCapacidad para conectar y desconectar a valores hasta el doble de la corriente nominal.

Interruptores de motoresEn este caso las capacidades de interrupcin se ajustan a la corriente de arranque del motor.

Interruptor de potenciaSu capacidad de interrupcin tiene que cubrir una corriente de corto circuito.En este caso como el anterior el problema principal es extinguir el arco elctrico formado alsepararse ambos contactos energizados, es decir bajo flujo de corriente o con carga conectada.

En bajo voltaje no se justifica econmicamente el uso de medios aislantes como gases, aire apresin o aceite. Aqu se utilizan cmaras de extincin de arco elctrico que se encuentran entre

ambos contactos al separarse. Estas cmaras enfran y desionizan el arco, conducindolo de talmanera que es forzado a tener una trayectoria ms larga. Lo que demanda un voltaje muchomayor para su permanencia. De manera que al instante del cruce por cero de la seal de alterna,el arco est tan extendido o tan largo que ya no se reestablece despus del cruce por cero.

Los tipos de accionamiento son en bajo voltaje predominantemente manual, aunque existentambin accionamiento por medio de relevadores de voltaje y otros accionamientos del tipomagntico, con motor o de presin de aire.


14/78

Equipo Elctrico 14


Los parmetros principales que describen las caractersticas de interruptores en baja tensin son:

Voltaje y corriente nominal Capacidad interruptiva para desconexin en kA (Valor efectivo) a un factor de

potencia determinado cos . Capacidad interruptiva para conexin (valor pico) en kA Voltaje de control para accionamiento remoto.

Losfusibles protegen equipos, principalmente conductores, de sobre corrientes que pueden causarsobrecalentamiento y daos mecnicos. La corriente fluye a travs de un hilo o laminilla de metalel cual se funde al sobrepasarse un valor dado de corriente. La curva Corriente-Tiempo marca laoperacin del fusible. El tiempo de fusin de la laminilla o hilo esta en funcin de la temperaturay esta a su vez de la corriente.

Los interruptores termomagnticos han desplazado en muchas aplicaciones a los fusibles. En estecaso se tiene en combinacin un interruptor trmico (Bimetal) como proteccin contra sobre

corriente y uno electromagntico con accionamiento rpido para proteccin contra corto circuito.Dependiendo de la aplicacin existen diferentes curvas de operacin, con ambas regiones deproteccin: contra sobrecorriente (inversa) y contra cortocircuito (rpida o instantnea).

3.2 Interruptores en alto voltajeA continuacin se describirn caractersticas y condiciones a los que operan en general losinterruptores de potencia en alta tensin. Para a continuacin estudiar de manera individual portipo de interruptor.

Algunas de las principales caractersticas que describen a los interruptores de potencia son:

Voltaje Nominal Corriente inicial de corto circuito

Valor instantneo de la corriente de falla

Corriente de rupturaValor permanente de la corriente de corto circuito

Capacidad interruptivaPotencia trifsica de interrupcin para una corriente de ruptura determinada

Voltaje de restablecimientoVoltaje en el interruptor despus de la desconexin.


15/78

Equipo Elctrico 15


Otro aspecto que caracteriza a los interruptores de potencia son los ciclos de trabajo. Los ciclosde trabajo son una serie de operaciones de apertura y cierre con el objeto de revisar sufuncionamiento y someterlo a las condiciones de operacin. Comnmente se tiene una primeraapertura por un tiempo determinado (en minutos) seguido de un cierre y apertura inmediata.

A la operacin de cierre de un interruptor despus de haberse abierto debido a una falla, se lellama reenganche rpido. El tiempo entre apertura y cierre (tiempo muerto) debe ser lo mas cortoposible para no perder sincronismo de generadores interconectados. La aplicacin principal delreenganche rpido es la interrupcin de fallas transitorias. En el caso que despus del reenganchepermanezca la falla, se forma el arco nuevamente entre contactos y queda el interruptor abierto.Pero en caso de ser efectivamente un transitorio, despus del reenganche sigue el sistema enoperacin normal.

Interrupcin de circuitos inductivos

Este podra ser el caso de conexin o desconexin de transformadores en vaco.

Generador Lnea Carga

Al instante de abrir el interruptor la energa magntica almacenada en la conductancia sedescarga en la capacitancia del circuito alimentado (carga). Esto provoca un aumento delpotencial en la capacitancia, de manera que al tener una diferencia de potencial alta entre la cargay la lnea, es decir, entre las terminales del interruptor, se presenta una regeneracin del arcoelctrico entre contactos tambin llamado reencebado del arco.En el caso de presentarse el reencebado, el arco permanece hasta consumir la energa almacenadaen la capacitancia y con esto la disminucin de su potencial.

Interrupcin de circuitos capacitivos

En lneas de muy alta tensin y gran longitud se presenta una alta capacitancia; en estos circuitosla corriente y el voltaje estn desfasados 90, de tal forma que el voltaje al final es mayor que alprincipio de la lnea.


16/78

Equipo Elctrico 16


Generador Lnea Carga Capacitiva

En este caso se presenta tambin una diferencia de potencial entre los contactos del interruptordebido al desfazamiento entre voltajes y a la alta capacitancia en la carga. En este caso el circuitooscilatorio LC se forma ente la carga y la inductancia de la lnea.

Interrupcin de circuitos en oposicin de fases

Al estar interconectadas varias centrales generadoras en un sistema, la falla que ocurra en algnpunto es alimentada desde varios lugares. Por lo que se puede presentar el caso que al abrir elinterruptor correspondiente, las ondas de voltaje de dos centrales de encuentren en sus valoresmximos opuestos. Entonces la tensin de restablecimiento entre los contactos es el doble de lanominal.

Una clasificacin de los tipos de interruptores en alta tensin sera:

DESCONECTADORESUtilizados para apreciar fsicamente la separacin en la subestacin entre circuitosdesconectados y circuitos energizados. Y para maniobras de interconexin de circuitos sincarga (Arreglo de barras)

INTERRUPTORES DE CARGAConexin y desconexin hasta el doble de las corrientes nominales de operacin

INTERRUPTORES DE POTENCIAConexin y desconexin tanto a corrientes nominales de operacin como a corrientes de corto

circuito.

FUSIBLES DE ALTA EFICIENCIAProteccin nicamente para cortocircuito


17/78

Equipo Elctrico 17


Bsicamente los desconectadores son interruptores que operan sin presencia de corriente. De ahque no requieran arreglo alguno para extincin del arco elctrico. Su funcin es la separar o aislarequipo para revisiones, ampliaciones, etc, de manera que estos trabajos se puedan realizar enreas desenergizadas. Anteriormente debi haber sido interrumpida la corriente por medio de uninterruptor de potencia. Comnmente se toma en cuenta lo anterior en el control deaccionamientos de interruptores y desconectadores, de manera que no sea posible una secuenciafalsa en los accionamientos.

De acuerdo a su funcin los desconectadores siempre se encuentran a los extremos energizadosde los equipos, para su posible separacin. As tenemos por ejemplo siempre desconectadores aambos lados de un interruptor de potencia. Los desconectadores no pueden cerrar o abrir circuitosenergizados, pero deben una vez cerrados resistir conducir las corrientes nominales y hasta decorto circuito. Deben tambin ofrecer un aislamiento seguro entre fases y entre fase y tierra.

En el caso de los desconectadores a tierra, son desconectadores como los anteriormentedescritos, pero no requieren soportar corrientes nominales o resistir corrientes de corto circuito.Ya que se utilizan nicamente para aterrizar elementos del sistema que estn aisladospreviamente, pero que es necesario aterrizarlos para desenergizarlos completamente. Como es elcaso de lneas de transmisin o cargas capacitivas.

En algunas aplicaciones en medio voltaje (10-35kV) no se justifica un interruptor de potencia yse tiene un desconectador con una capacidad para interrumpir a bajos niveles de corrientenominal. Este tipo de desconectadores tienen un medio de extincin de arco elctrico y sonllamados interruptores de carga. Otra opcin es combinar un desconectador con fusibles, en estecaso se protege principalmente contra corto circuito.

3.3 Interruptores en reducido volumen de aceite

Estos interruptores trabajan por medio de flujos de aceite como medio de extincin del arco, y seutiliza la energa propia del arco para generar dichos flujos. Efectos de extincin del arco:

Efecto del hidrgenoEl arco elctrico segrega hidrgeno contenido en el aceite, el cual siendo buenconductor trmico permite un rpido enfriamiento del arco.

Efecto del flujo de aceiteEl arco genera altas temperaturas y elevada la presin en la cmara de extincinprovocando flujos de aceite en el interior de la cmara.

Efecto de la expansinLa alta temperatura del arco forma una cubierta de gas en el ncleo del arco. Al crucepor cero de la corriente se carece repentinamente de energa para mantener esatemperatura tan alta en el ncleo del arco por lo que es envuelto este punto por aceitelquido. Este es un medio de enfriamiento muy eficaz, ya que se enfra en la parte mscaliente del arco.


18/78

Equipo Elctrico 18


En la mayora de los casos se presentan los tres efectos en paralelo. Aunque en el caso de bajosniveles de corriente de desconexin acta predominantemente el efecto hidrgeno. Y los otrosdos en el caso de altos niveles de corriente.

Puede ser problemtico la interrupcin a bajos niveles de corriente, debido a que no se tenga lasuficiente energa para generar los flujos necesarios para extinguir el arco al cruce por cero de laseal de corriente.

Estos interruptores requieren mantenimiento peridico, como revisin, limpieza o cambio deaceite. A continuacin se presentan esquemas de interruptores en reducido volumen de aceitepara media y alta tensin. Ntese que en el caso del de alta tensin se tienen ms pasos deinterrupcin.

Medio voltaje Alto Voltaje

Las ventajas que se tienen con respecto al interruptor de gran volumen son:

Rpida desionizacin de la proyeccin del arco (duracin de ruptura de milisegundos). Baja cada de tensin en el arco (no hay sobretensiones). Mnima disipacin de energa.


19/78

Equipo Elctrico 19


Muy limitada carbonizacin de aceite. Reducido deterioro de contactos por la mnima disipacin de energa.

La desventaja principal que se tiene es la siguiente: En caso de una falla del interruptor, el aceite,al inflamarse, produce un aumento excesivo de presin que puede destruir el interruptor.

3.4 Interruptores de potencia neumticos

Tambin llamados interruptores de aire comprimido o de soplo de aire, se empleanprincipalmente en instalaciones al aire libre hasta en 800 kV, aunque actualmente se sustituyenpor la tecnologa del SF6 en la mayora de los casos. Los interruptores neumticos se han usadopara aplicaciones especiales como interruptor de banco de generacin de 42kA y mayores,interruptores de horno con un muy alto nmero de operaciones de conexin/interrupcin ( de 20 a50 interrupciones por hora) y corrientes de interrupcin mucho muy altas.

Los interruptores neumticos enfran el arco elctrico por medio de aire seco y limpio a presin.Las presiones de operacin varan entre 15-30 bar, estos niveles son tan altos que el aire en elrea del arco elctrico alcanza muy altas velocidades y puede ser extinguido el arco muyrpidamente, hasta en uno o dos semiciclos.

Estos interruptores trabajan en forma totalmente independiente a la intensidad de corrientepresente en el circuito a desconectar. De manera que se opera a niveles constantes de presin deaire as como de masa de aire en la cmara de extincin para cualquier valor de corriente ainterrumpir.

Estos interruptores tienen una fuente externa de aire a presin (Depsito), el aire a presinalmacenado se utiliza nicamente al momento de operar y comnmente se libera al medioambiente. Dicho aire a presin almacenado funciona tanto para la extincin del arco como para elaccionamiento mismo del interruptor.


20/78

Equipo Elctrico 20


Para prevenir el reencebado del arco al interrumpir circuitos capacitivos se opera a velocidadesmuy altas la separacin del contacto mvil as como un aumento de la presin de aire en lacmara de extincin en muy corto tiempo.

Para evitar sobrevoltajes al interrumpir pequeas corrientes inductivas se puede operar elinterruptor equipado con resistencias. La distribucin igualada del voltaje en las interrupcionesmltiples por polo (doble o triple paso) se logra mediante capacitores en paralelo.

Interruptores de este tipo existen hasta niveles de 110 kV con un solo paso, o un solo par de poloso contactos. Para niveles mayores de voltaje se utilizan ms pasos y se interrumpe as el arco pormedio de dos o tres pares de contactos en serie.

FUNCIONAMIENTO

3.5 Interruptores de potencia SF6

El hexafloruro de azufre (SF6) gaseoso hademostrado ser un medio excelente delenfriamiento del arco y de aislamiento paralos interruptores. Es un compuesto muyestable, inerte hasta los 500C, noinflamable, no txico, incoloro y carente de

olor.El comportamiento electronegativo del SF6,es decir, la propiedad de capturar electroneslibres y formar iones negativos, ocasiona larpida recuperacin de la resistenciadielctrica del canal del arcoinmediatamente despus de la extincin delarco.


21/78

Equipo Elctrico 21


Estos interruptores utilizan hexafloruro de azufre como medio aislante y para extincin del arco.Este tiene en comparacin con el aire a la misma presin una rigidez dielctrica hasta tres vecesmayor. Lo anterior se debe principalmente a su electronegatividad, ya que debido a su estructuramolecular, captura electrones libres conductores. Otra razn importante para la rpida extincindel arco es su alta conductividad trmica, que permite un enfriamiento y desionizacin rpida delarco.

Los interruptores SF6 trabajan con un circuitocerrado de medio aislante. El aislante SF6 se tienenormalmente a bajos niveles de presin (3-7 bar) ysolamente al operar el interruptor se aumenta lapresin en el rea cercana al arco, en la llamadacmara de interrupcin.

Al igual que en el caso de los interruptoresneumticos para voltajes muy altos de operacinse pueden operar varias cmaras de interrupcin enserie. Las capacidades de interrupcin de estosinterruptores es muy alta, por ejemplo 80kA a800kV, 50kA a 420kV y 40kA a 245kV. Estosinterruptores pueden ser de diseo para interioresen subestaciones encapsuladas, o para arreglos desubestaciones al intemperie diseos del tipo tanquevivo o tanque muerto.

Interruptor SF6 tanque muerto


22/78

Equipo Elctrico 22


Interruptor SF6 tanque vivo

Los dos principios fundamentales de extincin del arco son los del tipo soplador y el deautosoplado, mismos que se describen a continuacin.

A continuacin se ilustra la secuencia de operacin de un interruptor SF6 tpico del tipo soplador.En la posicin cerrada pasa la corriente sobre los contactos y todo el volumen del polo est sujetoa la misma presin. La precomprensin del SF6 gaseoso comienza con la operacin de apertura.Se separan los contactos de paso continuo de corriente y se conmuta la corriente a los contactosde arqueo. En el instante de separacin de los contactos de arqueo se alcanza la presin que serequiere para extinguir el arco. El arco producido se jala y se expone al gas, el cual escapa atravs del espacio anular situado entre la boquilla de extincin y el contacto mvil de arqueo.Hasta que se alcanza la posicin abierta, el SF6 gaseoso sigue saliendo del cilindro del soplador.


23/78

Equipo Elctrico 23


El principio de autosoplado de la interrupcin se ilustra a continuacin. En el caso deinterrupcin de corriente alta, la energa del arco calienta el gas, y da lugar a una elevacin depresin en el volumen esttico (volumen de calentamiento) V1. Esta presin enfra luego el arco auna corriente cero que se da en seguida. En el caso de corriente baja, un soplador auxiliar(volumen V2) genera suficiente presin para la interrupcin. Como consecuencia, se reducen en

forma considerable las necesidades de fuerza parea el sistema mecnico de accionamiento.


24/78

Equipo Elctrico 24


3.6 Interruptores de vaco

En este tipo de interruptores se tienen ambos contactos en una cmara al vaco en el rango de 10-4 - 10-9 bar. La alta capacidad dielctrica del vaco permite una distancia entre los contactos de 6a 25 mm en posicin abierto. Este tipo de interruptores tienen principalmente aplicacin envoltajes medios hasta 38kV. Aunque existen hasta niveles de 70kV. Son considerablemente

compactos, prcticamente no requieren de mantenimiento y tienen larga vida de operacin (30000 interrupciones a corriente nominal, 100 de corto circuito).

Se tienen dos contactos montados sobre una envolvente aislante de la cual se ha evacuado aire.Un contacto es fijo y el otro es mvil. La interrupcin en vaco tiene la ventaja inherente demover un contacto ligero a solo una distancia muy pequea en un medio dielctrico casi perfecto.Esto produce una interrupcin segura y rpida de las corrientes de carga o de falla.

En los interruptores de vaco el arco elctrico se presenta por vaporizacin del material de loscontactos, como consecuencia de las altas temperaturas concentradas en algn punto de loscontactos y a la presencia del alto vaco en la cmara. Al cruce por cero de la seal se condensa la

mayor parte del vapor de metal en los contactos, por lo que no existe gran prdida de material.Los contactos son comnmente de cobre y cromo. Por lo anterior la forma y material de loscontactos del interruptor son importantes para el comportamiento del arco.

El arco elctrico es conducido en su propio campomagntico, mientras que el movimiento del mismo y suestado es controlado por el arreglo de los contactos. Conlos contactos ranurados se tienen arcos difusos a bajosniveles de corriente, concentrndose al elevarse lacorriente. As que cerca al cruce por cero de la seal setienen arcos difusos que son mas fciles de extinguir.

Para evitar un sobrecalentamiento de los contactos en elpunto donde se presenta el arco, las ranuras diagonaleshacen que el arco gire al rededor de los contactos y no seconcentre en un solo punto, por otro lado el campomagntico lo arroja hacia la parte externa de loscontactos.

Por medio de este fenmeno se extingue el arco,hacindolo girar y difundindolo, al grado que al cruce

por cero se extinga.


25/78

Equipo Elctrico 25


Sistemas de contacto de los interruptores en vaco: principio de funcionamiento

Cuando se separan los contactos a travs de los cualesfluye la corriente, la explosin del ltimo 'puente demetal' hace que se forme un arco de vapor metlico.Este arco, que consiste exclusivamente en el material

del contacto vaporizado, es mantenido por laalimentacin externa de energa hasta que la corrientepasa otra vez por el valor cero. En ese momento seextingue finalmente el arco y el interruptor de vacorecupera su capacidad de aislamiento dielctrico, esdecir, puede soportar la tensin transitoria de ruptura.Para asegurar una correcta extincin del arco cuando lacorriente alcanza el valor cero, se ha de evitar a todacosta que los contactos sufran una erosin importantedurante el paso de la corriente ms fuerte. Para RMF AMFintensidades de aproximadamente 10 kA el arco de vaco empieza a contraerse, lo que puede

observarse en primer lugar por la aparicin de manchas en el nodo. La contraccin, dependienteen parte del material del contacto, hace que se suministre ms cantidad de energa a estos,reduciendo por tanto la capacidad del espacio de vaco para extinguir el arco despus de que lacorriente haya alcanzado el valor cero. Una forma de aumentar la capacidad de interrupcin esmodificarla forma geomtrica de los contactos. (La geometra de los electrodos genera camposmagnticos, por lo que un cambio de la misma afectar al comportamiento del arco.) Loscontactos ms ampliamente utilizados generan un campo magntico radial (RMF, RadialMagnetic Field), que crea una fuerza electromagntica segn la regla de la mano derecha queacta sobre el arco de vaco contrado. El arco contrado se desplaza sobre la superficie delcontacto a una velocidad de 70-150 m/s. Esta alta velocidad asegura que la erosin de loscontactos sea menor, mejorando tambin de forma significativa la capacidad de interrupcin de la

corriente. La capacidad de interrupcin de los interruptores de vaco puede incrementarsetambin utilizando sistemas de contacto que generen un campo magntico axial (AMF). Cuandose aplica una densidad de flujo magntico en paralelo al flujo de corriente en el arco, la movilidadde las ondas portadoras perpendiculares al flujo se reduce considerablemente. Esto esespecialmente cierto en el caso de los electrones, los cuales tienen una masa menor que los iones.Los electrones giran alrededor de las lneas magnticas de fuerza, de forma que la contraccin delarco se desplaza hacia corrientes superiores. El arco genera una luz difusa y a los electrodos llegamenos energa. Esto tambin aparece indicado por la tensin del arco, que es menor que en loscontactos RMF. La ventaja del sistema de contacto RMF radica en la sencillez de su estructurafsica, mientras que otra de las ventajas de los contactos en espiral es que, en estado cerrado, lacorriente puede fluir por los contactos directamente a travs de la base, reduciendo por tanto lasprdidas de energa del interruptor de vaco a la intensidad nominal. En muchos sistemas decontacto AMF, el campo magntico axial es generado por una bobina situada detrs de loscontactos. Como resultado de ello, la resistencia del interruptor aumenta y las prdidas hmicasadicionales durante el servicio reducen la intensidad nominal de la corriente. La nica formaprctica en que un interruptor de vaco puede disipar el calor generado es a travs de conductoresde cobre ya que, en el vaco, la conveccin no puede considerarse una opcin. Como ya se hadicho, el arco difuso de los sistemas de contacto AMF da lugar a una excelente capacidad deruptura de las corrientes de cortocircuito. Esto es especialmente cierto en el caso de intensidades


26/78

Equipo Elctrico 26


iguales o superiores a 63 kA. Dentro de esta gama de corrientes de cortocircuito, los sistemas decontacto AMF ms complejos son claramente preferibles a los contactos RMF convencionales.Las redes con una frecuencia nominal baja (por ejemplo de 16 2/3 Hz) utilizadas para elsuministro de energa de traccin en trenes rpidos y urbanos, son otro campo en que vale la penautilizar los sistemas AMF. Debido a los tiempos extremadamente largos de formacin del arco,los interruptores de vaco con contactos AMF deben ser instalados en dichos sistemas a nivelesbajos de corriente de carga, del orden de 31,5 kA.


27/78

Equipo Elctrico 27


4.- Restauradores y Seccionadores

Los restauradores, son equipos que sirven para reconectar alimentadores primarios dedistribucin. Normalmente el 80 % de las fallas son de naturaleza temporal, por lo que esconveniente restablecer el servicio en la forma ms rpida posible para evitar interrupciones delargo tiempo. Para estos casos se requiere de un dispositivo que tenga la posibilidad de

desconectar un circuito y conectarlo despus de fracciones de segundo.

Los restauradores son dispositivos autocontrolados para interrumpir y cerrar automticamentecircuitos de corriente alterna con una secuencia determinada de aperturas y cierres seguidos deuna operacin final de cierre apertura definitiva. En caso de que la falla no fuera eliminada,entonces el restaurador opera manteniendo sus contactos abiertos. Los restauradores estndiseados para interrumpir en una sola fase o en tres fases simultneamente y pueden tenercontrol hidrulico o electrnico.

Los siguientes requisitos son bsicos para asegurar la efectiva operacin de un restaurador:

1- La capacidad normal de interrupcin del restaurador deber ser igual o mayor de lamxima corriente de falla.

2- La capacidad normal de corriente constante del restaurador deber ser igual o mayorque la mxima corriente de carga.

3- El mnimo valor de disparo seleccionado deber permitir al restaurador ser sensible alcortocircuito que se presente en la zona que se desea proteger.


28/78

Equipo Elctrico 28


Los seccionadores, son elementos que no estn diseados para interrumpir corrientes decortocircuito ya que su funcin es el de abrir circuitos en forma automtica despus de cortar yresponder a un numero predeterminado de impulsos de corriente de igual a mayor valor que unamagnitud previamente predeterminada, abren cuando el alimentador primario de distribucinqueda desenergizado.

En cierto modo el seccionador permite aislar sectores del sistema de distribucin llevando unconteo de las operaciones de sobrecorriente del dispositivo de respaldo.

Por su principio de operacin el medio aislante de interrupcin puede ser aire, aceite o vaco y encuanto al control es similar al caso de los restauradores o sea puede ser hidrulico, electrnico electromecnico. La misin de este aparato es la de unir o separar de una forma visible diferenteselementos, componentes o tramos de una instalacin o circuito.

Aunque los seccionadores han de maniobrarse normalmente sin carga, en determinadascircunstancias pueden conectarse o desconectarse con pequeas cargas. Cuando se trata decorrientes magnetizantes, como la corriente de vaco de los transformadores, y que tienen uncarcter claramente inductivo, la carga que pueden cortar los seccionadores es menor. Se puededecir que en tales circunstancias, la potencia mxima que pueden cortar los seccionadores es de50 KVA.

Los seccionadores habitualmente utilizados en instalaciones elctricas tienen muy variadasformas constructivas resultando de inters atender a una clasificacin segn su modo deaccionamiento:

Seccionadores de cuchillas giratorias.Seccionadores de cuchillas deslizantes.Seccionadores de columnas giratoriasSeccionadores de pantgrafo.

Dentro de esta clasificacin se puede aadir que todos ellos pueden tener una constitucinmonopolar o tripolar.

Construccin Monopolar Construccin Tripolar

T


29/78

Equipo Elctrico 29


Seccionadores de cuchillas giratorias

Estos aparatos son los ms empleados para media tensin, tanto como para interior como paraexterior, pudiendo disponer tanto de seccionadores. La constitucin de estos seccionadores esmuy sencilla, componindose bsicamente en una base o armazn metlico rgido (dondeapoyaran el resto de los elementos), dos aisladores o apoyos de porcelana, un contacto fijo o

pinza de contacto y un contacto mvil o cuchilla giratoria (estos dos ltimos elementos montadosen cada uno de los aisladores de porcelana).

La principal diferencia entre los seccionadores de cuchillas giratorias para instalacin en interiore instalacin en intemperie estriba en el tamao y forma de los aisladores que soportan loscontactos.

En muchos casos resulta conveniente poner a tierra las instalaciones cuando se ha de trabajar enellas, para lo cual se construyen seccionadores con cuchillas de puesta a tierra accionadas pormedio de una palanca auxiliar maniobrada con la prtiga de accionamiento.

Seccionadores de cuchillas deslizantes

Con una estructura muy similar a la de los seccionadores decuchillas giratorias, descritos anteriormente, poseen la ventaja derequerir menor espacio en sus maniobras dado que sus cuchillas sedesplazan longitudinalmente, por lo que se puede instalar en lugaresms angostos. No obstante, dado su tipo de desplazamiento de lascuchillas, estos seccionadores tienen una capacidad de desconexininferior en un 70% a los anteriores.

Seccionadores de columnas giratorias

Este tipo de seccionadores se utilizan en instalaciones al intemperie y con tensiones de serviciosuperiores a 30 KV. Dentro de este tipo de seccionadores cabe distinguir dos construccionesdiferentes

1.- Seccionadores de columna giratoria central:

En este tipo de seccionador la cuchilla esta fijada sobre una

columna aislante central que es giratoria. Con esta disposicin setiene una interrupcin doble. Las dos columnas exteriores estnmontadas rgidamente sobre un soporte metlico de perfileslaminados y son las encargadas de sostener los contactos fijos.


30/78

Equipo Elctrico 30


Este seccionador puede montarse tambin con cuchilla de puesta a tierra, se suele utilizar eninstalaciones con tensiones deservicio entre 45 y 400 KV y corrientes nominales comprendidasentre 630 A y 1,200 A.

2.- Seccionadores de dos columnas giratorias:

El seccionador dispone de dos columnas en lugar de tres como el modelo de columna giratoriacentral, siendo ambas columnas portadoras de cuchillas giratorias. En este caso se obtiene solo unpunto de aplicacin de este seccionador es en instalaciones de intemperie con tensiones deservicio de hasta 110 KV y corrientes nominales comprendidas entre 800 A y 2,000 A. Este tipode seccionador puede montarse con cuchilla puesta a tierra. El accionamiento de esta clase deseccionadores puede realizarse manualmente, por aire comprimido o por motor elctrico.

Seccionadores de pantgrafo

Los seccionadores de pantgrafo han sido creados para simplificar la concepcin y la realizacinde las instalaciones de distribucin de alta tensin en intemperie (se suelen utilizar para la

conexin de entre lineas y barras que se hallan a distinta altura y cruzados entre si).Conceptualmente se distinguen de los anteriores seccionadores mencionados porque el contactofijo de cada fase ha sido eliminado, realizando la conexin del contacto mvil directamente sobrela lnea ( en un contacto especial instalado en la misma).

Estos seccionadores se disponen para tensiones de servicio entre 132 y 400 KV en corrientesnominales entre 800 A y 1,600 A cuyos componentes principales, por polo o fase, son por logeneral los siguientes.

El soporte inferior: en cuyo interior se sitan los resortesque aseguran la presin de contacto, as como el ejedemando.

La columna soporte: constituida por dos aisladores sperpuestos y acoplados entre si por fijacin mecnica. Estacolumna contiene el eje aislante de resina sinttica queasegura el enlace entre el pantgrafo y el eje de mando.

El soporte superior: en cuyo interior esta fijado elmecanismo que ataca los brazos inferiores del pantgrafo.

El pantgrafo propiamente dicho: constituido por cuatrobrazos horizontales cruzados, dos a dos por cuatro brazosverticales y por los contactos mviles.

El contacto de lnea: Fijado a la lnea por una derivacin enforma de T.


31/78

Equipo Elctrico 31


Mando de seccionadores

Los mandos para seccionadores de alta tensin son muy variados, los cuales se pueden agrupar endistintos clasificaciones de las que una podra ser la siguiente:

Mando por prtiga.Mando mecnico a distancia.Mecanismo de biela y manivela.Mecanismo por rbol, y transmisin.Mecanismos por cadena y piones.

Mando por servomotor.Motor elctrico con reduccin.Grupo motor-bomba y transmisin hidrulica.Grupo motor-compresor y transmisin neumtica.

Los mandos por prtiga y mecnico a distancia son los ms utilizados en instalaciones de mediatensin.

Los mandos por servomotor se emplean principalmente en seccionadores de columnas giratoriasy en los seccionadores de pantgrafo.


32/78

Equipo Elctrico 32


5.- Cortacircuitos fusibles

EI cortacircuitos fusible, o fusible de forma abreviada, puede ser definido como un dispositivo deproteccin destinado a cortar automticamente el circuito elctrico al ser atravesado por una

sobrecorriente que puede poner en peligro los equipos e instalaciones del sistema. Estasobrecorriente puede ser debida a sobrecargas o cortocircuitos.

El corte se produce mediante la fusin de un alambre incluido en el aparato y colocado en seriecon el circuito. El paso de una sobrecorriente de determinado valor, hace que se caliente endemasa y llegue a fundirse, eliminando de esta forma la falta. Lgicamente estn diseados parafundirse en un tiempo especificado para cada valor de corriente.

El fusible est diseado para que la banda de metal pueda colocarse fcilmente en el circuitoelctrico. Si la corriente del circuito excede un valor predeterminado, el metal fusible se derrite yse rompe o abre el circuito. La intensidad nominal de un fusible, as como su poder de corte, son

las dos caractersticas que definen a un fusible.La intensidad nominal es la intensidad normal de funcionamiento para la cual el fusible ha sidoproyectado, y el poder de corte es la intensidad mxima de cortocircuito capaz de poder serinterrumpida por el fusible. Para una misma intensidad nominal, el tamao de un fusible dependedel poder de corte para el que ha sido diseado,

Los fusibles se dividen en dos clases dependiendo de la potencia a la cual van a operar.

Fusibles de potencia (sobre 600 volts). Estn en uso dos tipos de fusibles de potencia que son:a) Limitadores de corriente yb) Tipo de expulsin

Fusibles de bajo voltaje (600 volts) y menos. Estos a su vez se subdividen en:a) Tipo tapn yb) Tipo cartucho.

Un fusible cilndrico est formado por una banda de metal fusible encerrada en un cilindro decermica o de fibra. Unos bornes de metal ajustados a los extremos del fusible hacen contactocon la banda de metal. Este tipo de fusible se coloca en un circuito elctrico de modo que lacorriente fluya a travs de la banda metlica para que el circuito se complete.


33/78

Equipo Elctrico 33


Fusibles

Alto poder deruptura

Fusibles de potencia Fusibles de bajo voltaje

Tipo expulsin Tipo Tapn Tipo Cartucho

Fundamentalmente existen 2

tipos en las instalaciones

g1 aM

Se componen de:

Tubo protector

Elemento protectorTrencilla de conexin

Se clasifican por:

Operacin Accionamiento Desconexin

1.- Con carga2.- Sin carga

1.- Manual2.- Automtico

1.- Doble Arco2.- Con 2 aisladores3.- Un aislador fijo y uno giratorio4.- Pantgrafo5.- Cuchilla tipo AV6.- Cuchilla de tres aisladores7.- Cuchilla con cuerno de arqueo8.- Cuchilla con doble aislador giratorio


34/78

Equipo Elctrico 34


Fusible tipo cartucho Fusible tipo tapn

Los ltimos desarrollos en el campo de los fusibles incluyen modelos que permiten unasobrecarga momentnea sin que se rompa el circuito. stos son necesarios en los circuitos que seutilizan para alimentar los aparatos de aire acondicionado ya que en estos dispositivos es posibleque la alimentacin inicial sea mayor. Otro tipo de fusibles de fabricacin reciente contiene

diversas conexiones que pueden seleccionarse mediante un conmutador. Si una de las conexionesse funde, se puede seleccionar otra sin remplazar el fusible.

5.1 Cortacircuitos fusibles de baja tensin

Los cortacircuitos fusibles son el medio ms antiguo de proteccin de los circuitos elctricos y sebasan en la fusin por efecto de Joule de un hilo o lmina intercalada en la lnea como puntodbil.

Los cortacircuitos fusibles o simplemente fusibles son de formas y tamaos muy

diferentes segn sea la intensidad para la que deben fundirse, la tensin de los circuitos donde seempleen y el lugar donde se coloquen.

El conductor fusible tiene seccin circular cuando la corriente que controla es pequea, o estformado por lminas si la corriente es grande. En ambos casos el material de que estn formadoses siempre un metal o aleacin de bajo punto de fusin a base de plomo, estao, zinc, etc.

Fundamentalmente encontraremos dos tipos de fusibles en las instalaciones de baja tensin:gl (fusible de empleo general)aM (fusible de acompaamiento de Motor)

Los fusibles de tipo gl se utilizan en la proteccin de lneas, estando diseada su curva de fusin"intensidad-tiempo" para una respuesta lenta en las sobrecargas, y rpida frente a loscortocircuitos.

Los fusibles de tipo aM, especialmente diseados para la proteccin de motores, tienen unarespuesta extremadamente lenta frente a las sobrecargas, y rpida frente a los cortocircuitos. Lasintensidades de hasta diez veces la nominal (10 In) deben ser desconectadas por los aparatos de


35/78

Equipo Elctrico 35


proteccin propios del motor, mientras que las intensidades superiores debern ser interrumpidaspor los fusibles aM.

Un gran inconveniente de los fusibles es la imprecisin que tiene su curva caracterstica de fusinfrente a otros dispositivos que cumplen el mismo fin, tales como los interruptores automticos.Esto equivale a decir que la banda de dispersin de los fusibles es mayor que la de losinterruptores automticos, pese a que el fabricante solamente facilita la curva media de losfusibles.

Otro inconveniente de los fusibles es la facilidad que tienen de poder ser usados con una mismadisposicin de base, hilos o lminas no adecuadas. As mismo, la independencia de actuacin delos fusibles en una lnea trifsica supone un serio problema, ya que con la fusin de uno de ellosse deja a la lnea a dos fases, con los inconvenientes pertinentes que ello conlleva.

La selectividad entre fusibles es importante tenerla en cuenta, ya que de ello depender el buenfuncionamiento de los circuitos. Idntico problema se nos presentara con la selectividad de losinterruptores automticos.

Entre la fuente de energa y el lugar de defecto suele haber varios aparatos de proteccin contracortocircuitos. Para desconectar la zona afectada, es necesario que los fusibles reaccionen deforma selectiva, es decir, debe desconectar primero el fusible ms prximo al lugar de defecto. Sipor alguna causa este fusible no responde correctamente, debe actuar el siguiente, y assucesivamente.

La selectividad entre dos fusibles se determina grficamente mediante la comparacin de ambascaractersticas de disparo; para ello, las curvas, a la misma escala, no deben cortarse ni sertangentes. Esto es cierto en el caso de sobrecargas y pequeas intensidades de cortocircuito, perono lo es en el caso de intensidades muy grandes de cortocircuito, ya que aqu los tiempos defusin son extremadamente cortos y solamente es posible la selectividad en fusibles con unanotable diferencia de valor nominal de la intensidad.


36/78

Equipo Elctrico 36


5.2 Cortacircuitos fusibles de Alta tensin

Son dos los tipos de fusibles ms utilizados en A. T., siendo su diferencia principal la forma deeliminar el arco de energa que se produce en la falta del sistema. De esta forma tenemos los

fusibles Alto Poder de Ruptura y los cortacircuitos de expulsin.Fusibles de alto poder de ruptura (A.P.R.)

Tambin denominados fusibles de ruptura rpida, tienen como caracterstica principal la rapidezde intervencin ante un cortocircuito, impidiendo que el valor de corriente producido llegue alnivel de cresta que se alcanzara, en su ausencia, en el circuito. Son por tanto limitadores decorriente.

La extrema velocidad de corte se logra repartiendo la corriente que atraviesa el fusible entrevarios hilos conductores de pequea seccin, dispuestos en paralelo, que estn construidos de

plata. Aparte de tener unas excelentes cualidades elctricas, la plata no se oxida a altastemperaturas, a diferencia del cobre, con lo que no pierde seccin til, permitiendo asegurar unmejor calibrado y eliminando de esta forma un corte no deseado.

Estos hilos estn dispuestos en el interior de un tubo aislante, generalmente cermico o deporcelana, que dispone de dos contactos metlicos en sus extremos. El interior est relleno por unmaterial encargado de enfriar el arco y por tanto de ayudar a su extincin. Se suele utilizar polvode arena de slice o cuarzo para este cometido. Al producirse el arco, los vapores metlicosprocedentes de la fusin de los hilos de plata son enfriados en la arena, y por tanto el arco tieneque cebarse a travs de un material altamente resistivo que provoca su extincin, al aumentarenormemente la tensin de reencendido del mismo

Los fusibles A.P.R se utilizan como elementos de proteccin de bateras de condensadores,motores, lneas areas de M. T. y transformadores de M. T, siempre en instalaciones de pocapotencia.

Cortacircuitos de expulsin

Estn constituidos por un tubo protector en cuyo interior est dispuesto el elemento fusible, yunido a l la trencilla de conexin En el momento de producirse el arco, la generacinconsiguiente de gases provoca la expulsin de la trencilla con el posterior a1argamiento ysoplado del arco, que provoca su extincin.

Las caractersticas ms sobresalientes de estos son:

Tubo protector: Construido de papel barnizado; interiormente lleva un recubrimiento especial queayuda a la extincin del arco.


37/78

Equipo Elctrico 37


Elemento fusible: De plata, lo que le confiere una gran exactitud en el calibrado, unas excelentespropiedades contra la corrosin, y gracias a la gran conductividad de este material, permite unaconfiguracin helicoidal del elemento, con lo que se consigue minimizar el efecto corona.

Trencilla de conexin: Generalmente construida en cobre, debe tener la seccin suficiente paraevitar calentamientos no deseados por el paso decorriente nominal

La expulsin de gases en estos dispositivos haceque se utilicen exclusivamente en instalacionesexteriores. Su mbito de aplicacin se encuentrareducido a tensiones de hasta 36 KV., y se utilizanpara la proteccin transformadores sobre poste,bateras de condensadores y derivaciones de lneaarea a subterrnea.

Para proteccin de transformadores o de lneas, loselementos fusibles estn situados en el interior deun tubo portafusible, el cual est colocado sobre unsoporte, debidamente aislado de masa. La baseportafusible en su interior est revestida por unmaterial que ayuda a enfriar y eliminar el arco.Exteriormente estn confeccionados de fibra devidrio, lo que le proporciona una alta resistenciamecnica.

En el momento de producirse la fusin, la base portafusible se suelta de la conexin superior,dejando de esta forma una apertura visible del circuito. La fusin del cartucho se hace visiblemediante un percutor de sealizacin, el cual sale al exterior al actuar al fusible.

Para reponer el fusible basta con descolgar esta base de la bisagra inferior y cambiar el elementofusible interior.


38/78

Equipo Elctrico 38


6.- Apartarrayos

Se denominan en general Apartarrayos a los dispositivos destinados a absorber las sobretensionesproducidas por descargas atmosfricas, por maniobras o por otras causas que en otro caso, sedescargaran sobre aisladores o perforaran el aislamiento. Ocasionando interrupciones en elsistema elctrico y, en muchos casos, desperfectos en los generadores, transformadores, etc.

Para su correcto funcionamiento, los Apartarrayos se hallan permanentemente conectados entre lalnea y tierra, y se han de elegir con unas caractersticas tales que sean capaces de actuar antes deque el valor de la sobretensin alcance los valores de tensin de aislamiento de los elementos aproteger (lo que se conoce como coordinacin de aislamiento), pero nunca para los valores detensin normales.

A estos dispositivos se les denomina apartarrayos porque en un principio su nica misin era lade limitar las sobretensiones de origen atmosfrico. Posteriormente se ampliaron sus funciones,utilizndose frente a otro tipo de sobretensiones, como las de origen interno, por lo que parecems adecuada la nomenclatura a descargadores de sobretensin, aunque se mantienen, por

costumbre y convencin, la denominacin de apartarrayos.

Los apartarrayos han sufrido una evolucin importante, pasando de los apartarrayos de cuernos,en los que la descarga de sobre tensin se realizaba sobre dos cuernos metlicos separados poruna capa de aire, a los actuales apartarrayos auto valvulares, cuyo principio de funcionamiento sebasa en la descarga de la sobre tensin sobre unas vlvulas o resistencias variables con el valor de

la tensin.


39/78

Equipo Elctrico 39


6.1 Origen de las sobretensiones

Sobretensiones originadas en el sistemaEstas pueden se originadas por desconexin repentina de carga, influencia mutua entre lneasparalelas de transmisin, siendo esto significativo nicamente en caso de falla por corto circuitoen una de las lneas. Otra causa puede ser la interrupcin de circuitos capacitivos o pequeas

corrientes inductivas.

Sobretensiones de origen atmosfricoDescargas en forma de rayos, que se presentan con mayor frecuencia en lneas de transmisin ysubestaciones a la intemperie. En la atmsfera se forman ambientes con cargas elctricasdiferentes (+/-) a lo que se le llama polarizacin.

Un rayo en el interior de una nube polarizada tiende a equilibrar las cargas en la misma. Un rayoNube-Tierra es el que se presenta ms frecuentemente (88%) y el que alcanza mayoresintensidades de energa. En este caso se tienen nubes en la atmsfera cargadas negativamente y

estas cargas negativas se aproximan a la tierra en donde influencian cargas positivas paraprovocarse la descarga. Estadsticamente se sabe que el 50% Porciento de los rayos de este tipoalcanzan una intensidad de 30 kA, pudiendo alcanzar hasta los 200 kA con un 1% deprobabilidad.

El rayo Tierra-Nube es muy espordico y se genera al cargarse negativamente partes metlicasmuy altas sobre la tierra. Lo que provoca una descarga sobre nubes cargadas positivamente. Perolos niveles de energa en este caso son mucho menores.

Las descargas atmosfricas pueden provocar altos sobrevoltajes al descargarse directamente enuna lnea de transmisin o cualquier otro elemento. Pueden provocar sobrevoltajes

indirectamente al descargarse en un medio cercano a la lnea de transmisin o a cualquier otroelemento.

Son para remarcarse los sobrevoltajes provocados por una alta resistencia de tierra en el elementoque sufre la descarga. Frecuentemente sufren las descargas las torres de las lneas y estas estnsiempre aterrizadas, pero al tener una resistencia de tierra muy grande por ejemplo 10 Ohm ypresentarse una descarga de 50kA, lo anterior equivaldra a tener energizada esta torre a 500kV alinstante de la descarga. Lo que rebasara la capacidad de los aisladores y en consecuencia setendra un sobrevoltaje en el sistema por esta razn.

6.2 Valores caractersticos

Las caractersticas que definen a un apartarrayos son expresadas por los siguientes conceptos:

Tensin nominal del apartarrayos: es el valor mximo de la tensin, en condiciones normales,expresados en kilovolts.


40/78

Equipo Elctrico 40


Frecuencia nominal del apartarrayos: es la frecuencia o banda de frecuencia, nominal de la redpara la cual el pararrayos est previsto.

Corriente de descarga: onda de corriente evacuada por el apartarrayos despus de un cebado.

Corriente de descarga nominal: es la corriente de descarga que tiene la amplitud y forma de ondaespecificadas, utilizada para definir un apartarrayos.

Corriente subsiguiente: es la corriente suministrada por la red y evacuada por el apartarrayosdespus del paso de la corriente de descarga.

Tensin residual de un pararrayos: tensin que aparece entre los bornes de un apartarrayosdurante el paso de la corriente de descarga,

Tensin de cebado a frecuencia nominal de un apartarrayos: valor eficaz de la mnima tensin afrecuencia nominal que, aplicada entre bornes del apartarrayos, una vez provocado el cebado detodos los explosores en serie.

Tensin de cebado al choque de un apartarrayos: Valor de cresta de la mxima tensin que esalcanzada antes del paso de la corriente de descarga cuando una onda de forma y polaridaddeterminada es aplicada entre los bornes de un apartarrayos.

Coeficiente de puesta a tierra de una red trifsica: relacin entre la tensin eficaz ms elevadaentre la fase o fases sanas y la tierra, en el lugar de emplazamiento del apartarrayos, en casos dedefecto a tierra (cualquiera que sea el lugar de defecto), y la tensin eficaz entre las fases mselevadas de la red, expresado en tanto por ciento de esta ltima.

Nivel de proteccin a las ondas de choque de un apartarrayos: es el valor de cresta ms elevadode la tensin de choque que puede aparecer entre los bornes de un pararrayos en las condicionesprescritas.

Nivel de proteccin nominal a las ondas de choque de un apartarrayos: es el nivel de proteccin alas ondas de choque cuando la tensin residual corresponde a la corriente de descarga nominal.

Relacin de proteccin: es la relacin entre el nivel de aislamiento del material protegido y elnivel de proteccin del apartarrayos expresado segn un mltiplo de esta ltima.

6.3 Descripcin y principios de funcionamiento de los apartarrayos.

Los dos tipos de apartarrayos ms utilizados hoy en da son, el de explosores y carburo de silicioy el de xidos metlicos, los cuales mantienen una cierta similitud desde un punto de vistaconstructivo y funcional, aunque se hace necesaria una descripcin de sus componentes porseparado.


41/78

Equipo Elctrico 41


Apartarrayos de explosores y carburo de silicio.

Es el apartarrayos ms antiguo, tambin llamado autovalvular. Consta de una envolventecermica en cuyo interior estn conectadas en serie las resistencias no lineales de carburo desilicio con los explosores metlicos, aislados entre s por separadores cermicos.

Envolvente cermico: son generalmente deporcelana blanca o roja de alta resistencia,fabricada por un proceso hmedo y con unalnea de fuga larga para que ningn arcocontornee bajos efectos de contaminacin.Vlvulas o resistencias no lineales de carburo desilicio. Tiene como misin limitar el paso decorriente a tierra cuando el pararrayos se hacebado por una sobre tensin.Explosores: se hallan conectados en serie con el

conjunto de resistencias no lineales, y son losque estn conectados directamente a la lnea.Cuando se producen sobretensiones quesobrepasan un cierto nivel de tensin, estos seceban, permitiendo as el paso de corriente atravs de las resistencias y dirigidas a tierra.Sistema de sellado: se realizan con anillos degoma sinttica blanda de cloropreno. Estesistema garantiza su duracin, ya que se hayanrodeados de gas inerte, como el nitrgeno, enestado puro y seco.

Conexin de tierra eyectable: tiene una doble misin, siendo por un lado la de conectar elapartarrayos con tierras y garantizar el paso de la corriente de descarga, y por otro lado su misines la de evitar la inutilizacin de una lnea por fallo de un apartarrayos como consecuencia de unaserie continuada de descargas o una sobre tensin mantenida y prolongada. Cuando se avera elapartarrayos por una sobrecarga trmica, funciona un dispositivo de eyeccin, desconectando elcable de conexin a tierra y poniendo, de esta forma, el apartarrayos fuera de servicio.

Apartarrayos de xidos metlicos

Son ms modernos, de construccin similar a los anteriores, pero carecen de explosores. Acontinuacin se describen sus partes principales.

Envolvente exterior: puede ser un envolvente cermico de porcelana blanca o roja de altaresistencia de las mismas caractersticas que el apartarrayos de carburo de silicio, o un envolventepolimrico mucho ms ligero y resistente a golpes en el proceso de empaquetado y transporte.


42/78

Equipo Elctrico 42


Resistencias no lineales de xidometlico: tienen idntica misin que lasresistencias de carburo de silicio pero conun coeficiente de no linealidad muchomas elevado, con lo que se consigue quetensiones nominales de servicio, estasresistencias conduzcan una corriente defuga despreciable, mientras que frente auna sobre tensin, absorbenperfectamente la corriente de descargas.Conexin a tierra eyectable: de lasmismas caractersticas que la delapartarrayos de explosores y carburo desilicio.

Funcionamiento de los apartarrayos

Un apartarrayos, sin tener en cuenta sus caractersticas constructivas, debe limitar sensiblementelas sobretensiones peligrosas para el equipo a unos valores perfectamente conocidos y que noexponga riesgos para el mismo. Esta misin la cumplen los apartarrayos de carburo de silicio ylos de xidos metlicos, aunque de forma diferente.

Autovalvular xido de Zinc


43/78

Equipo Elctrico 43


Los apartarrayos de carburo de silicio,llamados convencionales, utilizanvlvulas de resistencias no lineales decarburo de silicio en serie con unaestructura de explosores, a travs de loscuales se descargan las sobretensiones yen los que se limita y se corta lacorriente subsiguiente. Cuando elapartarrayos es alcanzado por una ondade sobretensin, el pararrayos noconduce corriente a tierra hasta que latensin en los explosores es losuficientemente elevada para ionizar elespacio de aire o dielctrico existenteentre los electrodos de los explosores.Una vez que se han cebado losexplosores (a la tensin de cebado de choque), las vlvulas o resistencias no lineales comienzan aconducir la corriente de la falla a tierra. Transcurrida la sobre tensin, la corriente de descargadisminuye hasta alcanzar valores de corriente subsiguiente, la cual es fcilmente extinguible porlos propios explosores, cortando as la falla a tierra. La utilizacin de los explosores se hacenecesaria debido a que el carburo de silicio tiene un pequeo coeficiente de no linealidad, por loque el elemento valvular conducira por si solo corrientes de elevado valor para la propia tensinde la red, con lo que pronto se destruira. La misin de los explosores es, pues, la de disminuir latensin aplicada a las resistencias de carburo de silicio, impedir el paso de corrientes de fuga avalores de tensin de servicio y cortar el paso de la corriente subsiguiente que se produce despusde una descarga.

Los apartarrayos de xidos metlicos disponen de unos elementos valvulares extremadamente nolineales. En condiciones normales de las tensiones de lnea con respecto a tierra conducen unospocos de miliampers de corriente de fuga, que pueden ser perfectamente tolerados de formacontinua, por lo que existe una mnima prdida de potencia asociada a su funcionamiento.Cuando se presenta una sobre tensin y la corriente que circula por el apartarrayos aumenta, laresistencia de las vlvulas disminuye drsticamente, por lo que absorben perfectamente lacorriente de descarga sin que aumente la tensin entre bornes de apartarrayos. Cuando lacorriente de descarga disminuye hasta los valores de corriente subsiguiente, las resistencias dexidos metlicos aumentan su valor, volviendo a conducir a tierra unos pocos miliampers, por loque se puede decir en ese momento que la sobretensin se ha extinguido. De esta manera quedapatente la innecesaria utilizaci6n de explosores en serie u otro dispositivo que asle lasresistencias de la red cuando se trabaja en condiciones normales de operacin.

Sin embargo, este funcionamiento continuo aade una nueva serie de criterios de evaluacin,como son la buena disipacin de los watts consumidos, el envejecimiento a largo plazo y laestabilidad trmica.


44/78

Equipo Elctrico 44


7.- Hilos de guarda y pararrayos

Las subestaciones de transmisin y subestaciones receptoras de energa elctrica estninterconectadas por lneas de transmisin. En la parte superior de cada una de las torres llevan unhilo de guarda, cuya funcin es proteger a las lneas contra descargas atmosfricas. Estaproteccin consiste en interceptar las descargas atmosfricas y conducirlas a tierra por medio de

un conductor conectado a tierra. El hilo de guarda se instala en la parte ms elevada de la torre detransmisin y subestacin. Estos hilos de guarda llevan frecuentemente en su interior fibraspticas que permiten a la compaa suministradora establecer una red de telecomunicacinconfiable, rpida y econmica, a travs de cualquier lnea area de alta tensin.

El cableado denominado CGFO cumple con la funcin del cable de tierra tradicional y adems elde sistema de telecomunicacin econmico y de alta capacidad, ya que soporta las necesidades decomunicacin de la propia compaa suministradora y al mismo tiempo, una gran capacidad extrapara otras aplicaciones u operadores de telecomunicaciones.

La tecnologa CGFO emplea fibras de tipo monomodo y multimodo, las primeras se utilizan en

cables submarinos e interurbanos a 140 y 565 Mb/s; las segundas en distribucin de televisin,transmisin de datos, redes locales y punto a punto y otras aplicaciones. El ncleo ptico es untubo holgado, relleno de gel (absorbente de hidrgeno) y protegido de la temperatura. La partemetlica la conforma un tubo de aluminio y una o dos capas de hilos del mismo metal o acero.

7.1 Sobretensiones por rayos

Podemos decir que bsicamente las redes elctricas estn sometidas a los siguientes tipos deperturbaciones:

a) Perturbaciones internas temporales de duracin largab) Perturbaciones internas de maniobrac) Perturbaciones externas o atmosfricas

Las perturbaciones externas se caracterizan por ser de una duracin mas reducida que lasrestantes y muy fuertemente amortiguadas. Las mismas son las causantes del mayor nmero defallas y se producen generalmente por la cada de un rayo sobre las lneas. En este caso, elcarcter aleatorio de ciertos parmetros, como la intensidad del rayo, el punto de cada, etctera;determinan que dichas sobretensiones no puedan definirse mediante un valor concreto para unainstalacin dada, sino como una distribucin de probabilidad de alcanzar una

EquipoElectrico desprotegido

Documents

Transcript of EquipoElectrico desprotegido