06_SistemasparalaProteccion(3)

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Revista CIER Nº 57 - Diciembre 2010

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1. Introducción

En el presente el servicio eléc-trico es un servicio esencial.

Asimismo la energía eléctricaimplica riesgos para las perso-nas, ya sea directamente por elefecto de un choque eléctrico oindirectamente, como fuente decalor capaz de generar un incen-dio o una explosión en determi-nados ambientes.

En caso de averías, secaracteriza por una manifestaciónbrusca, de corta duración perocon una elevada concentraciónenergética.

En un sistema eléctrico depotencia aparecen distintos tiposde instalaciones y equipamien-tos que permiten que la energíallegue desde los puntos de gene-ración a cada uno de los clientes.

En grandes bloques nos en-contramos con:

Sistemas para la protección contraincendios en

subestaciones

Miguel Correa, Roberto Licursi / EDESUR S.A.

Guillermo Ureta / Asesor Externo

ARGENTINA

[email protected]

[email protected]

Congreso Internacional: Sostenibilidad y la Industria Eléctrica – CISLIE 200921 al 24 de abril de 2009

Buenos Aires, Argentina

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN

2. ANTECEDENTES3. PRINCIPIOS BÁSICOS

4. CRITERIOS

5. SISTEMAS DE DETECCIÓNAUTOMÁTICA DE INCENDIOS

6. SISTEMAS MANUALES DEEXTINCIÓN DE INCENDIOS

7. RESERVA DE AGUA

8. CONCLUSIONES

9. LECCIONES APRENDIDAS10. RECOMENDACIONES

11. MARCO NORMATIVO CON-SIDERADO

• Generación: Centrales térmi-cas, hidráulicas, nucleares

etc. que además de losgeneradores propiamentedichos incluyen transforma-dores que elevan el nivel desalida de estos al necesariopara la transmisión y distin-tos equipos de protección ymaniobra.

• Transmisión: básicamenteLíneas y Cables de Alta Ten-sión (AT) y Subestaciones

Transformadoras elevado-ras y reductoras entre distin-tos niveles de Alta Tensión(500/220/132/66 KV).

• Distribución: Subestacio-nes de Alta a Media Ten-sión (MT), líneas de baja ymedia tensión, centros detransformación, líneas ycables de baja tensión (BT)

y equipamiento de manio-bra y protección para losdistintos niveles de tensión.(132/33/13.2 KV)

Salud y Seguridad en el Trabajo




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Especí¿camente cuando seplantea la necesidad de prote-ger instalaciones contra incen-dios deberíamos determinar lamagnitud del riesgo que resultaaceptable, para ello deberíaplantearse:

¿Qué daño resulta aceptable?¿Cómo controlamos lapropagación? ¿Cómominimizamos el daño?

En general el expertise deesta especialidad, queda a cargode los Especialistas Senior deHigiene y Seguridad de las em-presas.

2. Antecedentes

En EDESUR coexisten algu-nas subestaciones antiguas conconstrucciones recientes con tec-nología de última generación, loque implica una enorme variedadde características edilicias, equi-pamientos eléctricos de poten-

cia, equipamiento de proteccióneléctrica y por supuesto disímilesinstalaciones para la prevenciónde incendios.A su vez las empresas Agua yEnergía, SEGBA y CIAE adop-taron distintos sistemas de ex-tinción, distinguiéndose por eluso de sistemas en base a aguafraccionada o dióxido de carbo-no las primeras y solo dióxido decarbono en las subestaciones dela última empresa mencionada.

Si a lo expuesto se suma laaparición de otros factores comoser la presencia de elementos deabsorción acústica para disminuir el nivel de ruido, cambios norma-tivos, criterios de reserva, etc., elproducto ¿nal resultante es unadiversidad de equipamientos cuyaoperatividad y efectividad, a la luz

de eventos acaecidos con el accio-namiento de sistemas de extinciónsimilares con resultados diferentes,resulta al menos inquietante.

3. Principios básicos

La idea básica de la protec-ción contra incendios consiste enla preservación de la vida de laspersonas, permitiendo que lasmismas puedan evacuar rápida-

mente los edi¿cios siniestrados yllegar a un lugar seguro.

Una vez asegurados estos as-pectos, se encara la proteccióndel equipamiento y del propioedi¿cio, para ello se sugiere, di-señar las obras civiles y las insta-laciones teniendo en cuenta lossiguientes aspectos:

• Di¿cultar la generación de in-cendios

• Detectar rápidamente lapresencia de humo o fuego

• Permitir la rápida evacuaciónde las personas

• Evitar la propagación del si-niestro y humos tóxicos

• Facilitar el acceso de Bom-

beros

• Prever instalaciones de extin-ción

• Contar con una reserva a-decuada de agua

Para evitar los siniestros y/odisminuir a su mínima expresiónlos daños provocados por los in-cendios, se recomienda que laprotección contemple tres aspec-tos básicos que son:

• Aspectos preventivos

• Protección pasiva

• Protección activa

3.1. Aspectos Preventivos

Contempla todas aquellas

acciones tendientes a evitar elorigen del incendio, como ser cuidado del orden y limpieza,control en el almacenamiento

de material inÀamable, mante-nimiento y control de instalacio-nes, etc.

En el caso particular de lassubestaciones, incluye las ac-tividades de mantenimiento del

equipo electromecánico, el fun-cionamiento y la calibración delas protecciones.

3.2. Protección pasiva (o tam-

bién denominada estructural)

Conjunto de elementos o dis-posiciones constructivas que evi-tan la propagación del fuego.

Se re¿ere a la resistencia

al fuego de los materiales y e-lementos constitutivos de losedi¿cios, muros y puertas corta-fuego, sistemas de recolecciónde aceites, sellados de pases deinstalaciones, pintura ignífugasobre cables, etc.

3.3. Protección activa

Sistemas que una vez de-clarado el incendio, sirven paraproceder a extinguirlo o mante-nerlo controlado.

Comprende a los equiposmanuales de extinción: extin-guidores en base a CO2 o polvoquímico (Monnex), instalaciones¿ jas contra incendios en base aagua, espumas sintéticas AFFF,o gases de accionamiento manu-al o automático, etc.

4. Criterios

En virtud de los estudios real-izados, considerando la carga defuego y la probabilidad de ocur-rencia de un siniestro en los dis-tintos equipamientos de las sub-estaciones se adopta el siguienteordenamiento.

• Transformadores y reactan-cias en aceite





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provisión de agua o un tanquede reserva y motobomba obien una combinación deambos.

Estos caudales se utilizanpara dimensionar los sistemasde recolección y conducción delos líquidos hacia la cisterna deforma tal de evitar desbordes(Para las conducciones de líqui-dos se recomienda considerar

un sobredimensionamiento del50 % por el eventual derrame deaceite).

4.1.2. Dióxido de Carbono(CO2)

Cuando las dimensiones delas subestaciones no permitanla construcción de sistemas deextinción por agua fraccionada yen subestaciones tipo interior, sepodrán utilizar sistemas de inun-dación de gas dióxido de carbono.

Para el diseño de estos siste-mas se considerará contingenciasimple, es decir incendio de unasola máquina.

Se recomienda adoptar lossiguientes parámetros (NFPA12), referidos siempre al recinto

con mayores requerimientos:

• Concentración de diseño: 50% (1,6 kg/m3)

• Sótanos y túneles de cables

• Capacitores

• Grupos electrógenos

• Salas auxiliares (comando,protecciones, telecontrol,baterías, etc)

Los criterios adoptados encada caso son:

4.1. Transformadores de po-

tencia o reactancias en aceite

Estos equipos se pueden en-contrar instalados dentro de re-cintos o “boxes” cerrados o bienen intemperie con un foso derecolección de aceite que limita

el área de derrame. La carga defuego (equivalente en Kg/m2 demadera) se calculó como el volu-men total de aceite de la máqui-na de mayor capacidad referidoa la super ¿cie que limitaría eleventual derrame de aceite (enSE con recintos cerrados se con-sideró la super ¿cie del recinto).

Los valores obtenidos varíanentre 1600 y 2400 Kg/m2.

A los ¿nes prácticos resultaimpensable construir un recintoque pueda resistir estos nivelesde carga de fuego, por lo cual sedebe hacer pasar el aceite quese pueda derramar a través deun sistema cortallama y luegosea recolectado y evacuado auna cisterna. EDESUR cuentacon este tipo de sistemas en to-

das las subestaciones.Aún así, el calor producido por

el aceite en combustión dentrodel transformador o del recinto(antes de que sea evacuado ala cisterna) puede producir unacantidad de calor su¿ciente paradeteriorar las edi¿caciones o eq-uipamientos cercanos.

En función de las distancias y al-

turas relativas se determina la con-strucción de muros cortafuegos.

Las normas indican la nece-

sidad de construir muros corta-fuegos entre transformadorescuando la distancia entre ellos esinferior a 9,6 m.

Cuando no es factible ase-gurar la integridad de los otros

transformadores u otros bienespor este medio, se utilizará unsistema de extinción automáticade incendios

Los sistemas automáticos deextinción que se utilizarán seráalguno de los siguientes o com-binaciones de ellos:

4.1.1. Agua fraccionada

Preferentemente para laprotección contra incendios detransformadores se utilizaránsistemas ¿ jos automáticos deAgua Fraccionada.

Para el diseño de estos siste-mas se considera contingenciasimple, es decir incendio de unasola máquina.

La norma NFPA 15 recomien-da los siguientes parámetros,referidos siempre al transforma-dor con mayores requerimientos:

• Densidad de aplicación: 10,2litros/minuto/m2 (*)

• Tiempo de aplicación: 60minutos (**). El sistemaconstará de un tanquehidroneumático para la

Tanque hidroneumático de 17000 litros

SE AZOPARDO

Sistema de agua fraccionada so-

bre transformador de 300 MVA SE

Costanera





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• Tasa de aplicación: La con-

centración de diseño debe

alcanzarse en un lapso de

7 minutos, pero en los pri-

meros dos minutos deberá

alcanzarse como mínimo una

concentración del 30 %.

• Una vez alcanzada la con-

centración de diseño esta

debe mantenerse por un

período de 20 minutos.

• En los recintos donde se re-

quiera el cierre de aberturaso ventilaciones se utilizarán

dampers.

• Para seguridad de las perso-

nas sugerimos el retardo del

disparo del gas y accionar

dentro del recinto en emer-

gencia señales acústicas y

luminosas que sirvan para

advertir al personal sobre la

inminente inundación congas a ¿n de que evacuen el

local.

• Se recomienda prever dis-

positivos para inhibir el dis-

paro del sistema para cuando

se deba ingresar a los recin-

tos para realizar tareas de

mantenimiento.

4.2. Transformadores de servi-

cios auxiliares

Se sugiere el uso de transfor-

madores de servicios auxiliares

con aislamiento seco

Si se adoptan transforma-

dores con aislamiento en líqui-

dos se recomienda prever:

Para transformadores con

líquidos aislantes con tempera-

tura de inÀamación mayor a 300

ºC (siliconados, etc.) un sistema

de recolección de aceite

Para transformadores con

aceite mineral un sistema de re-colección de aceite conectado a

la cisterna y un sistema de extin-

ción automático por gas (opcio-

nalmente agua fraccionada).

4.3. Sótanos y túneles de ca-

bles

Las diferentes opciones y

combinaciones de sistemas, que

podemos utilizar en la protecciónde estos recintos son:

• Pintado de los cables con un

elastómero de base acuosa

(THEMALASTIC 83), espe-

sor ¿nal 1.6 mm, resistente al

fuego externo y evita la propa-

gación de la llamas. Para el

sellado de pases de cables

se utiliza un panel de ¿bra

mineral compactada FIRE-

STOP- PANEL 310, con unacapa ¿nal de pintura ignifuga.

• Sistema de extinción a base

de gas (CO2)

• Sistema de extinción por

agua fraccionada, combina-

do con detectores de humo

y cable de detección lineal

(PROTECTOWIRE)

En las subestaciones críticas

se recomienda instalar sistemas

de extinción en base a gases en

sótanos, túneles y galerías concables tanto de potencia como

de comando

Para los sistemas de extinción

automáticos se seguirán los

lineamientos indicados en los

puntos 3.1.1 y 3.1.2 (agua

fraccionada y dióxido de carbono

respectivamente).

Cables de 132 KV con protectowire

y sistema de extinción por agua frac-

cionada

Cables de media tensión con pinturaignífuga

SE EUGENIO BLANCO

Cortina metálica (Damper) SE Rivada-

via

Batería de tubos de CO2

SE Rivadavia





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4.4. Capacitores

Para baterías de capacitoresse sugiere instalarlos en salasque no contengan otras instala-ciones (salvo sus interruptoresde maniobra) con adecuada re-

sistencia al fuego. Si las mismasestán ubicadas en salas inde-pendientes (una batería por re-cinto) no se considera necesariala instalación de sistemas de ex-tinción de incendios automáticos.

Si la disposición constructivano permite independizar las ba-terías de capacitores en distintassalas, se podrían colocar siste-

mas de extinción por inundaciónde gases

4.5. Salas de terminales y equi-

pamiento de alta tensión

Dado que el equipamiento dealta tensión utilizado en las sub-estaciones no representa unacarga de fuego importante (salvoen aquellos casos con interrup-tores en gran volumen de aceite,

para los cuales caben las mis-mas consideraciones que paratransformadores) y de acuerdoa la experiencia no se consideranecesario instalar equipamientode extinción automática.

Si el local alberga tambiéncables del tipo OF, deberíacomo mínimo procurarse laeventual contención del aceitepor pérdidas en los terminales.Para tanques de compensaciónsugerimos que se instalen enlocales independientes, con unsistema de recolección capazde contener los derrames, quedebe conectarse mediante unconducto provisto de un sifón aun depósito.

4.6. Playas de terminales y eq-

uipamiento de alta tensión

Dado que el equipamiento dealta tensión utilizado en las pla-yas de maniobras no representa

una carga de fuego importante(salvo en aquellos casos con in-terruptores en gran volumen deaceite, para los cuales cabenlas mismas consideraciones quepara transformadores), no se re-quieren equipamientos de extin-ción automática.

En donde existan cables deltipo OF, se sugiere procurar laeventual contención del aceitepor pérdidas en los terminales yla eventual proyección de aceiteincendiado en las inmediaciones

Se recomienda prever unsistema de recolección y depósi-

to vinculados mediante un con-ducto provisto de un sifón paralos tanques de compensacióncon capacidad de contener losderrames.

4.7. Salas de comando, releva-

dores, protecciones, teleco-

municaciones y/o telecontrol:

No se considera necesariocolocar sistemas de extinción au-

tomática en estas salas, exceptoen las subestaciones críticas,donde se instalarán sistemas deextinción automática por gasesque realicen la inyección dentrode los gabinetes.

4.8. Salas con equipamiento

de media tensión

Cuando existan salas inde-pendientes para cada conjunto

de celdas de media tensión (bar-ra), no se requerirá la instalaciónde un sistema automático de ex-tinción de incendios.

Cuando en una misma salacoexistan celdas de distintasbarras, se sugiere instalar unsistema automático de extinciónen base a gases.

Se sugiere tener en cuentaque en ese caso deberá reali-zarse la inundación del local, yaque por las características de los

equipamientos a prueba de arcointerno, no se podrán colocar ca-ños que acometan en el interior de las mismas.

4.9. Salas de baterías

No se considera necesaria lainstalación de un sistema de ex-tinción automática de incendios.No obstante si en la subestaciónhay salas o equipos que cuentancon sistemas de extinción por gases, puede analizarse la con-veniencia de ampliar la protec-ción.

5. Sistemas de detección au-tomática de incendios

Las normas indican la insta-lación de dispositivos de de-tección de humo en cantidadsu¿ciente para cubrir todos loslocales de la subestación.

Para transformadores o enequipamientos ubicados al airelibre se sugiere el uso de detec-tores de temperatura

En los locales o instalacionesdonde se instalen dispositivosde extinción automática se reco-mienda el uso detectores adicio-nales que provean una deteccióncruzada para evitar disparos por falsas alarmas de estos siste-mas. En general los detectoresadicionales deberán responder a

variables diferentes a los de de-tección, pudiéndose utilizar de-tectores de temperatura si los dedetección responden a presenciade humo.

Para bandejas de cables sepreferirá la utilización de detecto-res lineales de temperatura (Pro-tectowire o similar).

En las salas de baterías sesugiere utilizar además detecto-res de atmósfera explosiva.





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Las señales provenientes delos detectores convergerán a unacentral de alarmas, la cual daráinformación local acústica y lumi-nosa y podrá disponer de salidaspara transmitir las alarmas.

En caso de que la subestacióncuente además con sistemas au-tomáticos de extinción, esta cen-

tral deberá comandar los mis-mos.

6. Sistemas manuales de ex-

tinción de incendios

• Extinguidores: La cantidad,tipo y ubicación de extin-guidores portátiles a instalar en cada subestación será

de acuerdo a la Norma Iram3517-1 y 2

• Red de hidrantes: De acuer-do a la normativa vigente seinstalará una red de hidran-tes para la alimentación delos equipos de los cuerposde bomberos de forma talque la distancia máxima deun hidrante a cada riesgo no

supere los 25 m.• Bocas de impulsión: Se de-

berá prever la colocación dedos bocas de impulsión

• Generadores de espuma:Se dispusieron equipos por-tátiles que producen la mez-cla de un agente espumígeno

con agua por efecto venturi.Estos equipos deben ser ali-mentados por un sistema deagua a presión del orden delos 7 Kg/cm2.

• En el caso de EDESUR esteequipo está previsto para ser utilizado por los cuerpos debomberos que concurran encaso de siniestro. Dado que

la espuma es conductora deelectricidad, su aplicación de-berá realizarse únicamentesobre instalaciones desener-gizadas.

• EDESUR posee un únicoequipo ¿ jo de espuma provisto de un tanque de reser-va, bomba y 4 monitores deuso manual para los trans-formadores de potencia de laSE ABASTO.

7. Reserva de agua

En las subestaciones se re-comienda la construcción deun tanque de reserva de aguapara uso exclusivo de bomberoscon una capacidad de 60 m3(equivalente al consumo de una

manguera de incendios duranteuna hora de uso).

Estos volúmenes podrían re-ducirse a la mitad en aquellassubestaciones ubicadas en zo-nas donde exista red pública de

incendios.

Los volúmenes indicados dereserva de agua son indepen-dientes de los indicados para lossistemas automáticos de extin-ción por agua fraccionada.

El tanque de reserva se su-giere ubicarlo a una altura talque asegure una presión de 1kg/cm2 en la boca más alejada,debiendo contar en su salida conuna válvula de retención paraevitar reÀujos en caso de que losbomberos deban inyectar aguapor las bocas de impulsión.

Resulta conveniente veri¿car con los destacamentos de incen-dio de cada zona el tipo de roscaa utilizar en estas bocas.

8. Conclusiones

Es necesario asegurar quelos siniestros queden conteni-dos dentro del recinto donde seprodujeron, evitando la propa-gación a los otros sectores de laSSEE. Es importante contar consistemas de Protección que ase-guren mitigar el fuego a su mín-

ima expresión, hasta que llegueayuda externa para la extinciónde¿nitiva.

9. Lecciones aprendidas

No existe una solución única,la misma dependerá del tipo deinstalación a proteger, riesgo aproteger, y disponibilidad de es-

pacio para la instalación de losequipos más adecuados para laextinción del siniestro.

Equipo espumígeno portátil

Detección combinada temperatura (pro-

tectowire) y humo

SE AZOPARDO II





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En este aspecto EDESUR de-sarrollo un programa de visitas asus instalaciones con los respon-sables de los cuarteles de bom-beros en cuya área de inÀuenciase encuentra cada subestacióny se desarrollaron actividadesde capacitación sobre el recono-cimiento de cada tipo de equi-pamiento y los riesgos que conl-levan.

11. Marco Normativo consi-

derado

• Decreto 351/79 reglamentariode la Ley Nacional de Higiene y

Seguridad 19587

10. Recomendaciones

Dotar a las SSEE de disposi-tivos de protecciones pasivas yactivas contra incendio, diseñan-do y respetando un plan de man-tenimiento periódico que asegureel buen funcionamiento ante unimprobable siniestro. Ademásentendemos que resulta conve-niente mantener un contacto Àu-ido con los Bomberos, DefensaCivil y otros organismos que pu-edan llegar a tener intervenciónen caso de emergencia para quelos mismos conozcan las insta-laciones y puedan plani¿car pre-viamente su intervención.


• Norma IRAM 3632 Instalaciones¿ jas contra incendio – Sistemas

de extinción a base de dióxido

de carbono

• Norma IRAM 3632 Instalaciones

¿ jas contra incendio – Sistemas

¿ jos de agua fraccionada

• NFPA 12 Standard on CarbonDioxide Extinguishing Systems

• NFPA 15 Standard for Water

Spray Fixed Systems for Fire

Protection

• NFPA 80 Recommended prac-

tice for protection of buildings

• NTP 39: Resistencia ante el

fuego de elementos constructi-

vos (MTAS España)

• IEEE Std 979/94 “IEEE Guide

for Subestation FIRE Protection

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