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“LEVANTAMIENTO DE PROTOCOLOS DE REPARACION DE EQUIPOS ESPECIALES.”

GUIA DE MANTENIMIENTO Y REPARACION INTERRUPTOR BAJO CARGA EN SF6

MARCA YASKAWA

TIPOS:

LFG-15ERA141-E Y

LFG-15DRA141-E

POR :

JUAN DAVID ESCOBAR RAMIREZ.

DIRECTOR: CLARA ROSA ROJO CEBALLOS.

SEMESTRE I 2009

UNIVERSIDAD NACIONAL SEDE MEDELLIN

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Índice: 1 GENERALIDADES

1.1 presentación 3 1.2 definiciones 6 1.3principio de funcionamiento y partes constitutivas

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1.3.1condiciones de servicio 9 1.3.2 características de placa 9 1.3.3indicador de posición 10 1.3.4estructura circuito principal 11 1.3.5contactos 12 1.3.6bujes 13 1.3.7dispositivo de control y operación

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1.3.8accesorios auxiliares 16 1.4 características generales 18 1.5 extinción de arco 29

2 PROCEDIMIENTOS 31 2.1retrofitting 31 2.2diagnostico 32 2.3requerimientos del taller 33 2.4 ensayos 33 2.4.1tipo 34 2.4.2 Referencia 34 2.4.3 tabla de pruebas 34 2.4.4 orden de pruebas 37 2.5 ensayos rutina 38 2.6 tabla mantenimiento sin salir de servicio

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2.7 tabla mantenimiento preventivo al salir de servicio

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2.8 guía de mantenimiento 42 2.8.1prueba 1 43 2.8.2prueba 2 47 2.8.3prueba 3 48 2.8.4prueba 4 49 2.8.5prueba 5 50 2.8.6manejo del gas. 68

3 BIBLIOGRAFIA 71

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1.1 PRESENTACIÓN. Los suitches con apertura bajo carga, en SF6, son dispositivos de maniobra instalados en postes, que incluyen el control y son utilizados para seccionar y transferir carga de los circuitos de distribución aéreos de 13.2 kV. Estos dispositivos son fundamentales en la operación actual del sistema de distribución puesto que constituyen la base de la automatización de las redes. El aislamiento SF6 es considerado un aislamiento recuperable por ello se verán detalladamente las características de este aislamiento mas adelante Los equipos en SF6 son de cierto cuidado desde el punto de vista ambiental y salud. En este manual hablaremos de las características de este elemento, la forma de su manipularlo y de los cuidados especiales que se deben tener. Los suiches que están instalados en el sistema poseen dos (2) tipos de mandos motorizados, uno local, suministrado por el fabricante Yaskawa y otro remoto, suministrado por Cóndor, que es utilizado para el sistema de automatización de la distribución. Para ir entendiéndonos en el tema e ir conociendo este dispositivo mostraremos algunos suiches en SF6 de diferentes fabricantes y con diferentes formas de instalación en el poste. Los suiches Yaskawa, que son los que posee las Empresas, serán analizados y detallados más adelante.

PPuunnttoo ddee ssuuiittcchhee SSFF66 ppaarraa mmoonnttaajjee eenn ppoossttee..

También es muy normal que con los suiches los fabricantes suministren pipetas de relleno de gas, como se muestra a continuación. Se adjuntan diagramas y fotos de diferentes tipos de montaje en poste:

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FFiigguurraa 11..MMoonnttaajjee eenn ppoossttee eenn ccrruucceettaa vvoollaaddaa.

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Figura 2. unidad abastecedora de gas.

Figura 3. Vistas del interruptor

Figura 4. Montaje en poste con control.

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1.2 DEFINICIONES Algunas definiciones importantes relacionadas con los equipos de corte y en especial de los suitches aparecen de manera detallada en la norma ANSI/IEEE C37.100 IEEE STANDARD DEFINITIONS FOR POWER SWITCHGEAR. A continuación se hace una recopilación de ellas. Dispositivo de suitcheo:: Dispositivo diseñado para cerrar, abrir o ambas, uno o más circuitos eléctricos. Estructura del suitche: Está conformado por el suiche principal y el equipo asociado que son los transformadores de medida, los barrajes, los fusibles y las conexiones. Este puede ser diseñado para uso exterior e interior y ser ensamblado con o sin paneles que tienen incorporado el equipo de control. Pértiga de suitche:: Es un dispositivo con una palanca o manivela aislada y un gancho que sirve para la manipulación correcta del suitche. Contacto: Es la parte que conduce la energía en el suitche. Generalmente existen dos contactos, uno móvil y otro fijo. Entre ellos se da la acción de abrir o cerrar. Indicador de posición de contacto: Es un dispositivo que está localizado en la cercanía de los mecanismos de operación. Señala si el contacto principal está en la posición de cerrado o abierto. El indicador está muy ligado al código de colores y por lo tanto se utiliza el color rojo para indicar la posición de cerrado mientras que el color verde señaliza la de abierto. Superficie de Contacto: Es aquella superficie total por donde la corriente pasa del contacto principal al contacto auxiliar o coactuante. Desgaste Permitido del Contacto: Es el espesor total del material que puede ser gastado antes de que cese el contacto auxiliar (coactuante). Control: Es la ejecución de un sistema por medio manual, medio remoto, medio automático o parcialmente por medio automático. Control Automático: Es una disposición de controles eléctricos que sirve para llevar a cabo el suitcheo, el control del equipo, o ambos, operados en una secuencia automática y bajo unas condiciones predeterminadas.

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Control de Circuito Enmallado: Es un tipo de control automático en el cual las acciones de control están basadas en una alimentación de respaldo del equipo controlado o sistema. Por ejemplo, las estaciones remotas pueden administrar las condiciones locales del voltaje por control de cambiadores de carga y un equipo de control de compensación de voltios - amperios reactivos (VAR). Control de Malla Abierta: Es una forma de control sin alimentación de respaldo. Control Manual: Es un control en el cual el sistema o dispositivo principal, ya sea directo o por medio de potencia, es directamente controlado por una persona. Control Parcialmente Automático: Control que tiene una combinación de manual y automático. Control Remoto: Es el control de un dispositivo desde un punto distante o lejano. Distancia de arco: Es la distancia de un punto medio entre las extremidades del arco para el punto más remoto del arco en el tiempo y con una longitud máxima. Cámara de arco: una estructura de encerramiento o de presión de un espacio confinado o un camino, generalmente cubierto con material resistente al arco, dentro del cual el arco es direccionado para extinguirlo. Contactos de Arqueo: Son los contactos de un dispositivo de suitcheo, en el cual el arco es relevado después de que el contacto principal (o intermedio según el caso) ha arrancado. Tiempo de Arqueo: Es el intervalo de tiempo entre el instante del primer inicio del arco y el instante final de interrupción del circuito. Presión de diseño: es la presión máxima del gas en la carcaza o tanque de cualquier sistema o equipo bajo condiciones normales de operación. Este es resultado de la densidad nominal del gas cuando se rellena el tanque inicialmente más los efectos producidos de la corriente de carga y temperatura ambiente. CCaarrccaazzaa:: Es la parte metálica aterrizada que rodea el switche de gas, permite retener el gas presurizado bajo las condiciones pre-establecidas necesarias para mantener con seguridad el nivel de aislamiento. También previene al personal de contactos accidentales de partes vivas.

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CCoorrrriieenntteess ddee CCaarrccaazzaa:: Es la corriente que resulta por los voltajes inducidos en la carcaza metálica debido a los cables aislados que están dentro y fuera del switche. DDeennssiiddaadd MMíínniimmaa ddeell GGaass: Es la mínima densidad de gas en operación de dispositivos y sistemas aislados en SF6,donde éstos cumplen sus características dieléctricas y se le puede realizar las pruebas eléctricos. DDeennssiiddaadd NNoommiinnaall ddeell GGaass:: Es la densidad de operación recomendada por el fabricante (generalmente expresada a una presión a 20 °C). Esta densidad se debe garantizar al momento del llenado del tanque o carcaza. SSiisstteemmaa ddee MMoonniittoorreeoo ddee GGaass: Cualquier instrumentación para medir, indicar o dar una señal remota de las condiciones o cambio de las características del gas aislante en la carcaza del switche, tales como: Presión, Densidad, Humedad, Contenido de Humedad. 11..33 PPRRIINNCCIIPPIIOO DDEE FFUUNNCCIIOONNAAMMIIEENNTTOO YY PPAARRTTEESS

CCOONNSSTTIITTUUTTIIVVAASS Los switches operables bajo carga bajo carga con aislamiento en gas SF6 están diseñados para cumplir con las crecientes exigencias para la automatización de alimentadores con equipos libres de aceite, libres de mantenimiento, de larga vida útil y de máxima seguridad. El gas SF6 que actúa como medio de aislante y de interrupción del arco junto con el principio de soplado aseguran una firme interrupción de pequeñas corrientes, corriente principalmente activa, corriente de carga en el cable, corriente magnetizante, etc. Los tiempos de arco extremadamente cortos (dentro de medio ciclo) más unos contactos tipo tulipán de material resistente al arco aseguran una larga vida útil de interrupción y una extensa capacidad de cierre sobre cortocircuitos. El mecanismo básico consta de aperturas y cierres rápidos, los cuales descartan la necesidad de un cierre manual por medio de un operario, a su vez combinado con un mecanismo de apertura y de cierre motorizado. El mecanismo motorizado fue desarrollado principalmente para la automatización de las líneas para cumplir con los requerimientos de las operaciones en líneas sin tensión con la misma confiabilidad que un seccionador manual, pero siendo aún lo suficientemente rápido para la automatización del sistema de distribución (Tiempos de operación dentro de 1.2s luego de recibir el comando de apertura o de cierre). La interrupción y el aislamiento es por medio de gas SF6. El nivel de aislamiento y nivel de interrupción pueden ser logrados con presión atmosférica del SF6. Se dispone de operación motorizada. Membrana de

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explosión en caso de sobre presión. Dispositivo de enclavamiento en caso de baja presión del gas. Tanque de acero inoxidable, con soldadura de tungsteno y sellado a fin de obtener una larga vida útil. A continuación detallaremos en algunos aspectos generales de los suiches en SF6 de Yaskawa. 11..33..11 CCoonnddiicciioonneess uussuuaalleess ddee sseerrvviicciioo El interruptor bajo carga en SF6 deberán estar diseñados para una adecuada operación de acuerdo con las siguientes condiciones: - Temperatura ambiente de trabajo –5°C a 40°C. - Altura máxima de trabajo 2000 metros. - Humedad relativa máxima 100% sin condensación. - Polución equivalente de cámara salina: menor a 0.35 mg/mc2. - Material: aero inoxidable - Espesores: 0.8 mm. - Color de fondo: plata 11..33..22 CCaarraacctteerrííssttiiccaass ddee ppllaaccaa La placa de los desconectadores en SF6 de Yaskawa instaladas en las redes de las Empresas tiene lo siguiente:

15 kV SF6 GAS LOAD BREAK SWITCH TYPE LFG-15ERA20 ASKAWA ELECTRICAL CORPORATION KITAKYUSHU JAPAN

1 EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN

NOMINAL VOLTAGE

13.2 Kv

BIL

110 Kv

NOMINAL CURRENT

600 A TOTAL WEIGHT 115 kg

FREQUENCY 60 HZ SF6 GAS VOLUME

35X103 CM3

INTERRUPTING CURRENT

600 A SF6 GAS PRESSURE

2.0Kgf/cm2 G (20°C)

SHORT TIME CURRENT

25kA SERIAL No.

MAKING CURRENT

65 kA MANUFACTURING DATE

Corriente nominal: Corriente nominal en servicio continuo es el valor eficaz de la corriente que el aparato está en condiciones de conducir en forma permanente, a la frecuencia nominal, manteniendo

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las temperaturas de sus diferentes partes, dentro de valores especificados Corriente de interrupción: Corriente eléctrica máxima a la tensión nominal que un dispositivo, es capaz de interrumpir bajo condiciones de prueba normalizadas. Corriente de corta duración: La sobrecarga de corriente de corta duración se produce por cortocircuito y origina corrientes de valores de 5 a 100 veces la corriente nominal o más. Making current: el valor pico alcanzado por la corriente durante el primer ciclo después de que un aparato de swicheo ha cerrado.

1.3.3 IInnddiiccaaddoorr ddee ppoossiicciióónn ddeell iinntteerrrruuppttoorr ccoonn aappeerrttuurraa bbaajjoo

ccaarrggaa: Es un indicador de posición mecánica, confiable y fácil manejo que indica las posiciones OFF y ON del interruptor con apertura bajo carga. La palabra “OFF” está escrita con letra blanca y fondo verde. La palabra “ON” con letra blanca y con fondo rojo.

Figura 5. Elementos externos del suiche

Las indicaciones o señales del interruptor y el símbolo mulsell están indicados en las tablas de placa y señalización.

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ITEM SÍMBOLO COLOR LOCALIZACIÓ

N Posición del desconectador

ON OFF (Indicator)

Blanco sobre fondo rojo Blanco sobre fondo verde

Caja de operación

Palanca manual

Rojo (palanca de cierre) Verde (palanca de apertura)

Palancas

Logotipo

Yaskawa Rojo

Fondo

Indicador de baja presión.

Rojo

Fondo

IInnddiiccaaddoorr ddee bbaajjaa pprreessiióónn yy ddiissppoossiittiivvooss ddee sseegguurriiddaadd.. Indicador de baja posición y dispositivos de seguridad: El interruptor de presión tiene la función de detectar la caída de presión aproximadamente entre 0.8 a 1.2 kgf/cm2. El interruptor de presión deberá operar con un dispositivo de bloqueo, un microswitche y un indicador de baja presión. Lo más importante de cada uno es: - El indicador de presión debe estar visible. - El microswitche opera para enviar una señal. - El dispositivo de bloqueo previene que el desconectador sea

operable bajo carga opere a la vez mecánica y eléctricamente. 11..33..44 EEssttrruuccttuurraa yy ccoommppoonneenntteess ddeell cciirrccuuiittoo pprriinncciippaall iinntteerrnnoo.. --DDiissppoossiittiivvoo ddee eexxttiinncciióónn ddee aarrccoo:: El dispositivo de extinción consiste de una cámara de extinción, bobinas de manejo de arco y contactos en general. - El dispositivo de extinción de arco tiene una fuerte resistencia eléctrica y mecánica que le permita resistir los esfuerzos asociados o incidentes en su operación dentro de las capacidades de los valores nominales requeridos del desconectador y minimizado el desgaste de la superficie de contacto debido a la energía del arco.

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11..33..55 CCoonnttaaccttooss:: -- CCoonnttaaccttooss TTIIPP ddee MMoovviimmiieennttoo ((CCuu--WW)):: tienen un comportamiento superior contra el arco eléctrico; está localizado en la parte superior de los contactos móviles. Los contactos deslizantes son usados entre el contacto móvil.

Figura 6. Contacto movil. -- SSeeggmmeennttooss ddee CCoonnttaaccttooss TTUULLIIPPAANN:: tienen una gran capacidad de llevar grandes corrientes dentro del interior de los dispositivos de extinción de arco. El contacto tipo tip están localizados en la parte superior de los contactos estacionarios.

Figura 7. Contacto tulipán -- BBrraazzoo oo PPaallaannccaa AAiissllaaddaa:: los brazos aislados son hechos de resina epóxica los cuales tienen excelentes características eléctricas y mecánicas, necesarias para cuando en especial cuando actúan los contactos móviles.

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11..33..66 BBuujjeess:: El buje del switche es blanco y de una porcelana de alta calidad, la cual no absorbe humedad y tiene suficiente resistencia contra los cambios súbitos de temperatura y choques externos. El buje deberá tiene suficiente distancia de fuga y una excelente resistencia en condiciones ambientales contaminadas.

Figura 8. Corte transversal del buje.

HHeerrmmeettiicciiddaadd ddee llaa CCaajjaa ddee OOppeerraacciióónn:: El empaque de caucho está colocado entre la caja de operación y la carcaza.

Figura 9. Corte transversa caja de mecanismo de operación. 11..33..77 DDiissppoossiittiivvoo ddee ccoonnttrrooll yy ooppeerraacciióónn:: Cada switche con apertura bajo carga esta agrupado con los siguientes dispositivos para operación y control.

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RReessoorrttee ddee RReecciieerrrree ppaarraa OOppeerraacciióónn ddee ““CCiieerrrree””:: Para cerrar el desconectador operable bajo carga por la técnica de energía almacenada en el resorte. RReessoorrttee ppaarraa OOppeerraacciióónn ddee ““AAppeerrttuurraa””:: Para operar el desconectador bajo carga por la técnica de energía almacenada en el resorte.

Figura 10. Perfil de mecanismo de operación. MMoottoorr ppaarraa CCaarrggaarr eell RReessoorrttee:: Carga el resorte para la operación de apertura y cierre.

Figura 11. Vista superior motor de carga. EElleeccttrroo mmaaggnneettoo ppaarraa OOppeerraacciióónn ddee AAppeerrttuurraa:: Es el gancho o lámina para carga el resorte para abrir el switche operable bajo carga. A continuación se adjunta figura de un electro magneto.

Figura 12. Solenoide de disparo.

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PPaallaannccaa MMaannuuaall ppaarraa OOppeerraacciióónn ddee CCiieerrrree:: Tiene la capacidad manual de operación de cierre si la potencia eléctrica no es suministrada. Esta palanca debe ser operada por la mano con una fuerza menor a 30 kgf y retornarla a la posición inicial cuando la fuerza de cierre es relevada. PPaallaannccaa MMaannuuaall ppaarraa OOppeerraacciióónn ddee AAppeerrttuurraa:: Tiene la capacidad manual para operación de apertura si no existe la potencia eléctrica. Esta palanca debe ser operada por la mano con una fuerza menor a 15 kgf y retornada a su posición inicial cuando la fuerza de apertura es relevada. Estas palancas son externas. OOppeerraacciióónn aauuttoommááttiiccaa:: CCoommaannddoo ddee CCiieerrrree ddeell CCoonnttrroollaaddoorr:: el switche operable bajo carga en SF6 debe ser operado para apertura para condición de cerrado por el comando de cierre del controlador. Por lo anterior el resorte de cierre y de apertura debe ser cargado simultáneamente y el resorte de cierre debe ser descargado para cerrar el circuito principal. CCoommaannddoo ddee AAppeerrttuurraa ddeell CCoonnttrroollaaddoorr:: El switche operable bajo carga debe ser abierto por el comando de apertura de el controlador.

FFiigguurraa 1133.. TTiieemmppooss ddee ooppeerraacciióónn ddeell sswwiittcchh

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DDiissppoossiittiivvoo mmaannuuaall ddee bbllooqquueeoo:: El dispositivo manual de bloqueo está diseñado para conservar mecánicamente las posiciones de apertura y cierre de la palanca de operación respectivamente hasta que el dispositivo se encuentre en posición de no bloqueo, accionado o maniobrado por la pértiga.

FFiigguurraa 1144.. BBllooqquueeoo ddee ooppeerraacciióónn mmaannuuaall..

11..33..88 AAcccceessoorriiooss aauuxxiilliiaarreess TTeerrmmiinnaall ddee aatteerrrriizzaammiieennttoo El conector Terminal de aterrizamiento esta provisto tal que el conector Terminal con un hueco de conexión no es menor que 10 veces el diámetro que puede ser conectado como se muestra en la figura de abajo.

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Figura 15. Terminal de aterrizamiento.

OOjjaall ppaarraa iizzaaddaa:: La carcaza tiene cuatro ojales de izada para instalación. SSooppoorrttee:: El suitche esta capacitado para instalarse con un par de ángulos de soporte de 75 x 75 mm. Los soportes y pernos, se ilustran en la figura de abajo.

Figura 16. Base para sujeción a soporte.

CCoonneeccttoorr ddeell cciirrccuuiittoo ddee ooppeerraacciióónn:: La conexión del circuito de operación para el switche operable bajo carga es un conector metálico de 8 pines tipo enchufe a prueba de agua. El receptáculo (de 8 pines) debe ser instalado en el switche operable bajo carga con un tapón para evitar el ingreso del agua dentro el receptáculo cuando el enchufe es desconectado.

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Figura 17. entrada de cable de control.

CCoonnttaaddoorr El contador esta instalado en el lado derecho de la caja de operación que está incluido en una ventana.

11..44 CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAASS GGEENNEERRAALLEESS DDEELL SSWWIITTCCHHEE OOPPEERRAABBLLEE

BBAAJJOO CCAARRGGAA EENN SSFF66.. CCaarraacctteerrííssttiiccaass ggeenneerraalleess El suitche de apertura bajo carga con todos los accesorios internos y externos está diseñado para soportar todos los esfuerzos mecánicos cuando éste opera dentro los valores ratados, así también para los esfuerzos ocurridos dentro del montaje, movimiento o mantenimiento del desconectador en su comportamiento normal. El dispositivo no cambia sus características debido al envejecimiento, variaciones de temperatura y humedad. El switch debe estar llenado con gas SF6 para su operación y funcionamiento.

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La carcaza del switch es de material de lámina de acero inoxidable (SUS 30 UL), el espesor de la carcaza no debe ser mayor que 2.5 mm. La carcaza tiene formación cilíndrica por su mejor comportamiento ante los altas presiones. Todas las uniones de la carcaza son soldadas por el método de soldaduras TIG y MIG las cuales tienen un mejor comportamiento ante atmósferas corrosivas. El sello de hermeticidad o de estanqueidad es en general de color amarillo en forma de “O” de larga vida y de resistencia superior a la corrosión, es usado para sellar todas las partes del buje de porcelana, ejes de rotación, etc. El sello está protegido por un empaque contra la humedad y el aire que lo rodea. Doble sello en “O” se aplica para darle hermeticidad a la rotación del eje y para darle una larga vida y alta confiabilidad.

Figura 18. Empaques de buje.

PPiinnttuurraa:: La parte exterior de la carcaza esta pintada para una alta durabilidad de la siguiente manera: - Primera capa: poliuretano primer - Capa de acabado: esmalte poliuretano - Color de la pintura: Gris (munsell N5.5) El dispositivo de control de presión (membrana de expulsión): está provisto de tal manera que el operador no quede expuesto a los productos derivados del arco eléctrico que viajan (Flying debris) o son expulsados debido a la destrucción de la presión en el evento que ocurra una falla interna, de donde la dirección de la explosión debe ser opuesta al lado de donde se coloca la palanca de operación. El dispositivo de expulsión deberá hacerse de lámina de aluminio y con cubrimiento de un óxido anódico.

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Figura 19. Vista transversal y frontal membrana de expulsión.

Absorbentes: El absorbente es una cubierta –envoltura que esta en la carcaza del switche para absorber la humedad y la descomposición del SF6 causado por la interrupción del arco.

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Características técnicas generales de suitche: - Voltaje nominal (ratado) 15 kV - Frecuencia nominal 50-60 Hz - Corriente continua ratada 600A - Corriente interrupción 600A - Número de polos 3 (trifásico) - Corriente de corta duración 25 kA RMS (simétrico) 1 segundo - Corriente de corto de cierre 65 kA pico asimétrica - Voltajes 50 kV RMS (1 minuto – seco) 45 kV RMS (10 seg. – húmedo) - BIL 110 kV pico (1.2 x 50 micro-seg.) - Vida de operación mecánica 2000 - Vida de operación eléctrica 600 - Voltaje de cierre del motor 24 Voltios D.C. - Voltaje de disparo del solenoide 24 Voltios D.C. Características físicas del hexafloururo de Azufre SF6

El hexafluoruro de azufre (SF6) es un gas inerte obtenido a través de la síntesis directa del flúor y del azufre fundido. El producto resultante es purificado por lavado, craqueo y secado, luego es licuificado por compresión a fin de eliminar los elementos no condensables tales como el oxígeno y el nitrógeno del aire y el tetrafluoruro de carbón, finalmente es almacenado a presión en tanques de acero El SF6 es un gas incoloro, inodoro, no inflamable, no venenoso y es uno de los compuestos químicos más estables que existen. Su peso molecular es cinco veces mayor al del aire, dicho peso es de 146 y si se compara este peso con el del nitrógeno (28) y el del oxígeno (32), resulta también ser aproximadamente 5 veces más pesado que éstos. Una molécula de gas SF6 está constituida por un átomo de azufre central el cual tiene valencia +6, y seis átomos de flúor simétricamente distribuidos en los vértices de un octaedro. Su energía de formación es de 262 Kcal/mol.

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Figura 20.

Esta estructura con sus enlaces químicos saturados, es químicamente inerte hasta 500°C y no acata metales, plásticos y otros materiales comúnmente usados en interruptores. La total ausencia de carbón en la molécula de SF6 permite libertad en el diseño estructural, ya que no presenta un problema típico de los equipos aislados en aceite, el cual consiste que en ello no es conveniente utilizar aisladores colocados horizontalmente, ya que la posibilidad de originarse en depósitos de carbón (altamente conductor) ofrece un alto riesgo de pérdida de las características aislantes, hecho que en aceites altamente degradados también puede ocurrir para aisladores verticales. La ausencia de aire elimina la posibilidad de oxidación de los contactos. La conductividad sónica del SF6 es muy baja, del orden del 41% de la del aire . El SF6 es el único gas que posee reunidas propiedades térmicas y dieléctricas tan favorables como para convertirlo en un medio extintor sobresaliente. Propiedades térmicas. El SF6 tiene la propiedad de incrementar notablemente su conductividad térmica a temperaturas relativamente bajas. Esta hiperconductividad está asociada al cambio de energía requerido para la disociación molecular. Su coeficiente de transmisión de calor a presión atmosférica, es de 1.6 veces mayor que el del aire y a una presión de 2 kg/cm2, este coeficiente es, aproximadamente 25 veces el del aire a presión atmosférica. Esta es una propiedad muy importante, pues facilita una rápida disipación del calor permitiendo una extremadamente rápida recuperación de la rigidez dieléctrica del gas luego de la extinción del arco al pasar por cero la corriente, lo cual impide el reencendido del mismo al aparecer la tensión entre los

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contactos del interruptor. A la vez para las condiciones de corriente de régimen permanente, es posible minimizar la sección requerida de los conductores. El incremento del valor del calor específico, el cual se podría decir que representa la conductividad térmica K del SF6, ocurre en el rango de temperatura comprendido entre los 2000°K y los 2500°K, a diferencia del valor de la conductividad eléctrica __ que es despreciable o nula en el mismo rango. Tal corregulación entre K y __ que se muestra en la Fig. 21 es la propiedad más destacada del SF6 a altas temperaturas, concluyéndose que en el momento en que hay máxima conductividad térmica, la conductividad eléctrica es nula, y cuando la conductividad eléctrica es máxima la conductividad térmica decrece bastante. De esto podemos deducir que una de las principales ventajas del SF6 es su alta facilidad de desionizarse, concepto que se analizará con más detalle al explicar la Fig. 23.

Figura 21.

Si se compara en la Fig. 22 la conductividad térmica del SF6 con la del nitrógeno se puede notar la diferencia en las temperaturas de disociación de ambos. Observamos que en el caso del nitrógeno la disociación térmica del gas ocurre a temperaturas del rango de 3000 kA 7000°K haciendo que las capas externas del arco posean una temperatura por encima del nivel de ionización, manteniendo dichas capas altamente conductivas, lo cual dificulta la extinción definitiva del arco. Este concepto será reforzado al analizar la Fig. 24.

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Figura 22.

Casi todas las reacciones disociativas del SF6 ocurren a temperaturas comprendidas entre los 2000°K y los 2500°K y la completa disociación térmica a temperaturas superiores a los 4000°K, lo cual ratifica el concepto expresado al analizar la Fig. 21 de que el SF6 solamente es buen conductor a muy altas temperaturas que sólo se encuentran en el centro del arco. Durante la formación de un arco en cualquier gas, la mayor parte de la corriente se encuentra en un arco central bien definido. Si se considera el SF6 como el medio en el cual se forma el arco y se mide la temperatura del mismo en puntos perpendiculares al flujo de la corriente, se observa que en los puntos más cercanos al centro del arco existen altas temperaturas que descienden abruptamente a medida que atravesamos el arco alejándose de él, encontrándose luego en la periferia una zona de variación relativamente lenta. (zona de máxima transferencia de calor aproximada a 2.100°K). En la figura 23 se muestra la variación de la temperatura (dt) con la distancia radial (dr) medida desde el centro del arco.

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Figura 23.

Se observa que dt/dr es bastante grande en la cercanía del centro del arco, luego disminuye alrededor de los 2000°K a 2500°K que es la zona donde el SF6 tiene su mayor coeficiente de transferencia de calor. En el centro del arco, la disociación del medio es muy grande, por lo que hay mayor cantidad de electrones libres, los cuales transportan la mayor parte de la corriente. Cuando la corriente aumenta, la temperatura aumenta y consecuentemente cuando la corriente disminuye la temperatura del centro disminuye y el calor se disipa muy rápidamente en la zona de dt/dr. El SF6 tiene gran conductividad térmica y baja conductividad eléctrica a temperaturas relativamente bajas. Estas características tienden a concentrar el arco en pequeños espacios o regiones, permitiendo a la mayor parte del medio actuar como disipador de calor (ver fig. 23). Si comparamos las características de temperatura del nitrógeno (N2) con la del SF6:

Figura 24.

Se observa que en el N2 la temperatura en el centro del arco alcanza un valor considerablemente mayor y la temperatura del a región de mayor disipación de calor está entre los 8500°K y los 95000°K aproximadamente (unas 4 veces mayor que la del SF6).

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Si la temperatura de la región de mayor conductividad térmica es alta, como en el caso de los gases diatómicos (N2, 02), el gas permanece fuertemente ionizado luego de la desaparición del arco. Como se observa en la Fig. 22 el rango de la temperatura a la cual existe la mayor conductividad térmica para el SF6 es mucho menor que el del N2, y en la Fig. 21 se muestra que en dicho rango la conductividad eléctrica del SF6 es casi nula, es decir, la existencia de electrones es escasa con lo cual él mismo fácilmente se desioniza, evitando reencendidos. En resumen: el hecho de que el arco central sea muy bien definido y la mayor parte del medio permanezca en un estado de hiperconductividad térmica, permite que la transferencia de la energía del centro del arco sea muy eficiente. Cuando la corriente del arco tiende a cero por su característica senoidal, el calor almacenado en el centro del mismo es transferido muy rápidamente, por caer la temperatura del arco en el rango en el cual existe una muy alta conductividad térmica y mínima conductividad eléctrica; todo esto trae como consecuencia que ocurra una rápida desionización del gas, incrementando súbitamente su rigidez dieléctrica, lo cual impide el reencendido del arco. Debido a esto el diseño de los interruptores en SF6 se hace muy eficiente permitiendo que el arco central sea dirigido hacia un cilindro metálico de pequeño diámetro dispuesto de tal manera que la energía transferida sea evacuada rápidamente. Propiedades químicas El gas SF6 presenta complicadas propiedades fisicoquímicas cuando se produce un arco. En la Fig. 6 se puede observar simplíficamente la forma como el gas se descompone con el aumento de la temperatura y se recombina con la disminución de la misma.

Figura 25.

Por debajo de 2000°K todo el SF6 permanece inalterable. Cuando la temperatura aumenta, las moléculas del SF6 se comienzan a disociar

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en gases monoatómicos y diatómicos del azufre y del flúor, ocurriendo ésto alrededor de los 2.100°K. Los compuestos disociados del flúor tienen gran afinidad o atracción electrónica y esto influye en la formación de iones negativos Cuando la temperatura aumenta por encima de 2.100°K, el azufre se inioniza produciendo iones positivos (S+) y liberando electrones (e-). Estos electrones son capturados rápidamente por los átomos de flúor produciendo iones negativos (F-). Los iones negativos del flúor son enormemente pesados y se mueven con una velocidad 185 veces menor que la de los electrones libres, de esta manera a temperaturas entre 2000°K y 4000°K el medio presenta características medianamente aislantes. Si la temperatura aumenta por encima de 4000°K el nivel de energía se hace suficientemente grande como para permitir que se liberen electrones extra de los átomos de flúor. De esta manera comienza a aumentar la conductividad eléctrica del medio. Alrededor de los 6000°K, el SF6 se convierte en un buen conductor debido a la gran cantidad de electrones libres liberados de los átomos de azufre y flúor. Cuando la temperatura en el centro del arco disminuye con la corriente, la cantidad de electrones libres disminuye. Por encima de 6000°K el decrecimiento es lento, pero al bajar de 6000°K la temperatura, los átomos de flúor comienzan a capturar electrones libres. Al pasar por 3000°K, casi todos los electrones libres han sido capturados por los átomos de flúor, produciendo iones negativos (F-). Una vez capturados todos los electrones libres, se puede considerar que se ha recuperado toda la rigidez dieléctrica del gas. Haciendo referencia a la simplificación hecha al explicar la Fig. 25 sobre la descomposición del SF6, tenemos que además de los elementos mostrados en la misma, existe una serie de compuestos entre los que se encuentran: SF4, SF2, SOF2, SOF4, SO2F2, S2F2, HF, H2SO4, SIF4 y SO2. Después de reducirse la temperatura la gran mayoría de estos sub-productos se recombinan para formar nuevamente el SF6. Sin embargo algunos de aquellos no recombinados son corrosivos a los metales y a los materiales aislantes en presencia de humedad, trazas de aire y material aislante. A fin de minimizar los inconvenientes del efecto corrosivo antes mencionado, es posible utilizar materiales poco propensos a reaccionar con dichos sub-productos a la vez que es posible colocar filtros de alúmina activada (A1203), los cuales tienen la propiedad de absorber una gran parte, tanto de los sub-productos de la descomposición antes mencionada como la posible humedad existente. Por otra parte antes de realizar el llenado de un determinado compartimiento, es necesario efectuar el vacío en dicho compartimiento a fin de extraer el aire, humedad y otras partículas

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sólidas que pudieran combinarse con el SF6 produciéndose los sub-productos mencionados. Las sustancias formadas por la combinación de los subproductos mencionados con metal vaporizado aparece como un polvo blanco grisáceo que se deposita sobre los aisladores y la envoltura del equipo, pero que sin embargo, tienen buenas propiedades aislantes. El inconveniente de dicha sustancia lo representa su toxicidad al contacto con el cuerpo humano, lo cual obliga al persona de mantenimiento a utilizar guantes cuando se tiene acceso al interior del equipo, a la vez que debe evitar inhalar dicho polvillo. Todo lo antes descrito es válido en aquellos componentes de los equipos donde han existido altas temperaturas como consecuencia de la formación del arco. Propiedades dieléctricas Dado que las tensiones disruptivas o de perforación del aislamiento en el SF6 son 24 veces las observadas en el aire, es posible cortar en SF6 corrientes 100 veces mayores que aquellas que podrían ser cortadas en el aire, bajo condiciones idénticas. En la figura 26 se muestran los resultados experimentales obtenidos, a varias presiones para una distancia de ruptura de 7.5 mm. a 2.3 kV.

Figura 26.

La rigidez dieléctrica del SF6 a presión atmosférica, es más del doble de la del aire, (anhídrido carbónico o nitrógeno). [4]. La rigidez dieléctrica y el voltaje de descarga de un medio aislante están íntimamente relacionadas. En la fig. 8, se muestran las curvas del voltaje de descarga en función de la presión para distintos medios. Allí encontramos que a la presión de 1 At. el voltaje de descarga en el aceite es mayor que en el SF6 y en el aire, pero que a medida que aumenta la presión, en el SF6 aumenta el voltaje de

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descarga hasta que a la presión de 2.8 At. igual al voltaje en el aceite, superándolo a partir de este valor.

Figura 27.

Al observar la fig. 27 se podría pensar que sería conveniente que al utilizar el SF6 como medio aislante, se elevase su presión a valores muy altos, a fin de aprovechar al máximo su característica de que al incrementar su presión mejora su rigidez dieléctrica. Sin embargo ésto no es conveniente hacerlo debido a que el valor de la presión a la temperatura media del equipo, debe ser limitado a un valor al cual durante la operación a la temperatura mínima de funcionamiento, no ocurra la licuefacción del gas con las consiguientes pérdidas de las características dieléctricas y extintoras del arco que le han sido atribuidas. A continuación aclaramos dicha limitación

Figura 28.

1.5 CARACTERÍSTICAS DE EXTINCIÓN DEL ARCO DEL SF6 La extinción del arco en corriente alterna (senoidal) ocurre en el momento en que el valor de la corriente pasa por cero, sin embargo la permanencia en este estado de no circulación de corriente, depende de la velocidad con la cual se regenera la rigidez dieléctrica

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en el espacio entre los contactos, la cual debe ser mayor que la velocidad de crecimiento del voltaje entre los mismos, a fin de evitar que ocurra un reencendido del arco. De las características antes expuestas acerca del SF6 se puede deducir que la alta capacidad de desionización y de recuperación de la rigidez dieléctrica de este gas, lo hace excelente medio para la extinción del arco. Un gran número de experimentos sobre el comportamiento del arco en el SF6 han demostrado que dicho arco se concentra en un fino arco central con una constante de tiempo térmica a corriente cero extremadamente pequeña. Esta constante de tiempo térmica tan pequeña es debida a la facilidad que tienen las moléculas del SF6 para capturar electrones libres, dando así una cantidad de iones del SF6. Estos iones rodean al arco y forman una barrera aisladora, la cual reduce el diámetro del arco, resultando así una reducción de la constante de tiempo térmica, lo cual ayuda a extinguir el arco muy rápidamente. La constante de tiempo térmica, es una función del cuadrado del radio del arco y se expresa:

2rC Donde C es una constante y r es el radio del arco central. En la fig. 29 y 30, se puede apreciar la constante de tiempo del SF6 y del aire en función de la presión. Esto explica por qué un disyuntor de SF6 no es influenciado por las frecuencias propias de la red, incluso las más elevadas. Debido a las notables propiedades inherentes a este gas, el proceso de ruptura en los disyuntores de SF6 es completamente diferente al de las unidades de aire comprimido.

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Figuras 29 y 30. el arco es extinguido mediante el efecto de flujo magnético rotativo desarrollado por la corriente de interrupción. la energía requerida para extinguir el arco es suministrada por el campo magnético inducido creado por el arco. Debido a el método de arco rotativo desarrolla la fuerza de guía del arco a partir de la magnitud de la corriente, no genera aumento de voltaje. La velocidad del arco en rotación se aproxima a la del sonido, creando un ambiente ideal para minimizar la erosión de los contactos.

CAMARA DE EXTINCION

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2 PROCEDIMIENTOS 1.1 Retrofitting. En general, es un método que consiste en sustituir en un equipo o conjunto de equipos, aquellos componentes cuya confiabilidad se ve afectada, y reemplazarlos por equipos o partes, más modernas, con mejores prestaciones y cuya mantenibilidad ha sido mejorada. Este proceso se denomina retrofiting. Así, mientras algunos de los componentes de una instalación eléctrica se van acercando al fin de su vida útil, afectando la confiabilidad del conjunto, otros se encuentran en perfectas condiciones de continuar operativos. La tecnología de retrofiting, que consideramos en este caso para switches, es aplicada a cualquier equipo eléctrico de potencia o a conjuntos de equipos. El conjunto de equipamientos de diferentes prestaciones, a las que nos referimos, pueden ser bobinas, motores, accionamientos, controles. Estos equipos, o parte de equipos, tienen en general características diferentes, entre las cuáles podemos destacar principalmente vida útil y obsolescencia. Los componentes que obsolescen más rápidamente suelen ser sistemas de protecciones, control y comunicación, aislamientos y medios de extinción del arco. Consecuencia de esto es que normalmente se actualizan las funciones de protección, comunicación y monitoreo. La importancia del retrofiting radica en su menor costo respecto a la sustitución total del equipamiento, a la posibilidad de obtener un equipamiento con tecnología totalmente actualizada y a la creciente atención que se presta actualmente a la seguridad de las instalaciones y personas que las operan. 1.2 Diagnostico Se parte de un análisis y revisión exhaustiva del equipo, ejecutado ensayos específicos para cada uno de sus componentes. La primera instancia consiste en realizar una inspección visual de los elementos aislantes constatando que estén en buen estado, se revisa también la tapa del tanque así como también los aisladores pasantes, luego se comprueba el funcionamiento del mecanismo y accionamiento simultaneo de los tres polos del interruptor; en esta prueba se incluye un chequeo de la carga de los resortes tanto mecánicamente como eléctricamente, después se efectúa una apertura y un cierre mecánico y eléctrico. A continuación se realiza un ensayo de Resistencia de contacto donde se verifica parcialmente el estado de los contactos del circuito principal y el conjunto pasante. La medida de resistencia de contacto es un elemento fundamental a la hora del diagnóstico, si bien el fabricante especifica valores límites, es la experiencia acumulada por las empresa de mantenimiento y

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reparación, a través de los años, que habilita para tomar decisiones, ya esta puede llegar a el cambio de algunos de los elementos con un costo importante innecesariamente, como puede ser el caso del cambio de ambos contactos. En caso de efectuarse la medida y se encontrase un valor muy alto, deberá diagnosticarse cual de los elementos puede estar ocasionando dicho valor para proceder al cambio. 1.3 Instrumentos de medida. El laboratorio requiere estar equipado con: equipo para realizar ensayo de test dieléctrico en alterna hasta 52.5kV (75% de 70kV), megohmetro, medidor de resistencia de contacto, equipo para medida de velocidad de apertura y cierre de los contactos principales, detector de fugas en gas y fuente de corriente de inyección primaria. 1.4 Ensayos. 1.4.1 ENSAYO TIPO: tienen el propósito de verificar las

características del equipo de maniobra y control, sus dispositivos de operación y equipo auxiliar, son realizadas por el fabricante y presentadas en un protocolo de pruebas, ya que algunas de ellas son destructivas o requieren equipos especiales para su ejecución, en su orden son:

-De apariencia y de inspección en construcción (1) -Ensayos de características de operación: (a) Operación manual (2) (b) operación automática (2) (c) resistencia mecánica (3) -Ensayo de resistencia de corriente de corta duración (4) -Ensayo de apertura y cierre ........(a) corriente de carga (5) (b) corriente de corto circuito de cierre (6) - De resistencia del aislamiento (7) - Pruebas dieléctricas: (a)Voltaje 60Hz 1 minuto seco (8) (b)Voltaje a 60Hz 10 segundos húmedo (8) ......(c) voltaje 60 Hz sobre circuitos auxiliares

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-BIL (9) - Polución del buje (10) - De vibración (11) - Hermeticidad del SF6 (12) - Incremento de temperatura (13) (a) de la resistencia del circuito principal (b)Incremento de la temperatura del circuito principal ... (c)Incremento de temperatura del equipo auxiliar - Prueba de choque (14) Prueba del dispositivo del bloqueo y de presión del switche (15) -Estanqueidad del circuito de control (16) 1.4.2 ENSAYOS DE REFERENCIA. Son pruebas que revelan limites de operación de las componentes del dispositivo, son: Presión de la carcaza del switche Dispositivo de expulsión Porcelana: refrigeración, choque térmico, porosidad y de radio interferencia 1.4.3 ENSAYOS DE RUTINA: tienen el propósito de revelar

fallas en el material o en la construcción y no afectan las propiedades y la confiabilidad de un objeto de ensayo.

- Apariencia e inspección en construcción - Switcheo en vacío 50 veces - Características de operación - Resistencia del aislamiento del circuito principal - Pruebas dieléctricas: voltaje a 60Hz 1minuto seco, y voltaje en circuito auxiliar - Hermeticidad del SF6 1.4.4 Tabla de pruebas: son los ensayos a los que ha sido sometido

el dispositivo y muestran cuantitativamente las propiedades del mismo, también sirven como punto de comparación para establecer criterios de aceptación de un equipo usado al cotejar los resultados de este con los de un equipo nuevo.

Item Características

Incremento

Localización Elevación de temperatura Contactos principales 65°C

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de Temperatura

Bujes terminales o Uniones conductivas (Partes que transportan corriente).

Entre conductores estañados

45°C

Entre conductores Plateados

65°C

Otras partes de mecánicas

60°C

Temperatura ambiente límite 40°C Operación

Manual Fuerza de operación de la palanca

Cierre Menor que 30 kgf

Disparo Menor que 15 kgf

Automática

Voltaje de cierre De 85% a 115% De voltaje ratado

Corriente de cierre 5A(pico 20A) a 100% de voltaje ratado

Voltaje de disparo De 85% a 115% De voltaje ratado

Corriente de disparo

10A (pico 15A) A 100% de voltaje ratado

Resistencia Mecánica

Operación Automática

100% a voltaje ratado

1600 veces

115% a voltaje ratado

100 veces

85% a voltaje ratado

100 veces

Operación manual

Voltaje ratado 200 veces

Los defectos se empezarán a encontrar después de 2000 operaciones consecutivas sin voltaje aplicado con las condiciones de operación descritas arriba.

La resistencia del aislamiento medida con un megger de 1000 V. no debe ser menor a los siguientes valores.

Resistencia del aislamiento

Sección aplicada Resistencia A tierra 2000 M Entre fases 2000 M A través del mismo polo 2000 M Operación del circuito a tierra

5 M

El voltaje de ensayo debe ser aplicado a cada sección como se muestra.

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Voltaje a frecuencia industrial

Sección aplicada Seco 1 minuto.

Húmedo 10 seg.

A tierra posición cerrada y abierta

50 kV 45 kV

Entre polos 50 kV 45 kV A través del mismo polo (posición abierta)

50 kV 45 kV

Operación circuito a tierra 2 kV ---

Aplicar la onda de voltaje total de una onda normalizada especificada de 1.2 x 50 s + y - . La onda se aplica 3 veces respectivamente para cada sección como se muestra en la tabla siguiente:

Voltaje resistente al impulso

Sección aplicada Voltaje de ensayo A tierra posición apertura y cierre

110 kV

Entre polos 110 kV A través del mismo polo 110 kV Operación del circuito a tierra

5 kV

Resistencia a la corriente de corta duración.

Al suiche se le debe aplicar una corriente de 25 kA RMS por un segundo sin presentar ningún defecto, entonces el suiche debe ser capaz de operar sin ninguna falla.

Corriente de cierre de Cortocircuito

Después de terminar el ensayo de corriente de cierre como indica la tabla, no se debe presentar ningún problema. El suiche debe ser capaz de operar normalmente a voltaje y corriente sin ningún problema. Automático

115% del voltaje ratado

1 vez

100% del voltaje ratado

1 vez

Corriente de cierre de Cortocircuito

Después de terminar el ensayo de corriente de cierre como indica la tabla, no se debe presentar ningún problema. El suiche debe ser capaz de operar normalmente a voltaje y corriente sin ningún problema. Automático

115% del voltaje ratado

1 vez

100% del voltaje ratado

1 vez

85% del voltaje ratado

1 vez

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Corriente de cierre: 65 kA (pico) Tiempo de circulación de corriente: 0.3 segundos Intervalo de ensayo: 3 minutos Factor de potencia: menor que 0.3

Corriente de Interrupción.

El suiche debe ser capaz de interrupciones seguidas. Cualquier defecto no debe ser encontrado durante las veces de la maniobra de desconexión, tal como se indica abajo. Corriente de carga: 600A, 600 veces Pf 0.75

Vibración

Ningún defecto debe ser encontrado con el suiche montado en las condiciones de operación cuando la vibración es aplicada por 1 hora hacia arriba y hacia abajo, izquierda y derecha y adelante y atrás. La frecuencia debe ser de 16.7 Hz y la amplitud total debe ser de 4 mm.

Prueba de humedad a la caja de operación.

Ninguna fuga debe ser encontrada cuando exista 0.2 kgf/cm2 de aire seco que es forzado en la caja de operación del suiche según lo indicado en el 4.9 (2) de la JIS C 0920.

Indicador de baja presión y dispositivo de bloqueo exterior

Cuando la presión disminuye gradualmente, el indicador y el dispositivo debe operar a una presión de 0.8 a 1.2 kgf/cm2.

Choque mecánico

Ningún defecto debe encontrarse cuando el suiche de línea se ha caído 3 veces de una altura de 10 cm. sobre un piso de concreto.

Hermeticidad gas SF6

La variación de fuga del SF6 debe tener un valor de 2.0 kgf/cm2 G sobre el ensamble total del interruptor. La variación de fuga: de abajo 1 x 10-6 cc/sec

Polución del buje

En condiciones de polución de 0.35 mg/cm2 (equivalente ensayo cámara salina) 5% de flameo deberá ser arriba de 3/15 kV.

Resistencia de presión de la carcaza del suiche.

El suiche debe aguantar una presión interna de hasta 12 kgf/cm2. G. La distorsión de la carcaza debe ser permitida.

Dispositivo de expulsión

El dispositivo de expulsión debe operar a una presión de 6 a 8 kgf/mc2. G.

Refrigeración

-20°C. 12 Hr

Choque térmico Diferencia 90°C. 30 min. 10 veces

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Porcelana

Porosidad

La disolución líquida no debe penetrar en la porcelana a una presión de 100 kgf/cm2 por cuatro horas.

Voltaje alta frecuencia

Ningún defecto debe encontrarse sobre la superficie de la porcelana después de un flameo de 3 a 5 seg.

1.4.5 Orden de las pruebas: es la secuencia que siguió el

fabricante al hacer las pruebas, teniendo en cuenta que en algunos casos la realización de una prueba depende del éxito de la anterior.

descripción Orden de ensayo De apariencia y de inspección en construcción

1

Características de operación 2 Swicheo en vació 3 Ensayo de corriente de corta duración

4

Corriente de carga 5 Corriente de corto cto de cierre 6 Resistencia de aislamiento 7 Pruebas dieléctricas 8 BIL 9 Polución del buje 10 vibración 11 hermeticidad 12 Incremento de temperatura 13 Prueba de choque 14 Diagnostico del bloqueo y presióndel switch

15

Estanqueidad del cto de control 16 Debido a que el propósito de este manual es el de servir de guia para mantenimiento nos centraremos en los ensayos de rutina: 1.5 ENSAYOS DE GUIA. - - Apariencia e inspección en construcción - Switcheo en vacío 10 veces - Características de operación - Resistencia del aislamiento del circuito principal

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- Hermeticidad del SF6 Todas las pruebas son sustentadas en procedimientos estandarizados mediante normas para garantizar la valides del procedimiento. Medida de resistencia de aislamiento (NTC 3274-2003 numeral 7.1): esta medida se toma con el megger, aplicando un voltaje de 5000 VDC entre fases y con respecto a tierra para cada uno de los polos, debiendo obtener el valor garantizado por el fabricante. Medida de resistencia de contacto (NTC 3274-2003 numeral 7.3, IEEE C37.74-2003 numeral 7.1): La medida de resistencia de contactos se realiza aplicando el método voltamperimétrico: se hace circular una corriente continua por el elemento donde se desea medir la resistencia y se mide la caída de tensión entre los extremos del elemento. Como todos los elementos poseen resistencia e inductancia, la medida debe ejecutarse utilizando corriente continua para que la caída de tensión en la inductancia sea cero. Este ensayo nos indica el valor de resistencia, no solo del circuito primario, según su ajuste, sino también de todo el conjunto de uniones que lo conectan a los bornes del equipo. Como se mencionó es una importante herramienta de diagnóstico. Ensayo de tensión aplicada (75% del valor eficaz del ensayo de un equipo nuevo, NTC 3274 2003 anexos F2.1, F2.2 y F2.3, IEEE C37.74-2003 numeral 7.2): Para la realización de este ensayo se deberán destacar algunos aspectos; en cuanto a la seguridad se refiere El ensayo se realizará siempre con el equipo dentro de la jaula protegida para alta tensión, se verificará el correcto cierre de las conexiones de seguridad entre mamparas, se aplicarán los dispositivos previstos de señalización luminosa y acústica. Se conectará la masa de todos los equipos dentro de la jaula de alta tensión entre sí y a la barra de tierra dispuesta dentro del recinto cerrado a tales efectos. Hay dos ensayos que se le realizan a los switches. El primero consta en realizarle con el interruptor abierto aplicarle tensión entre un polo y todos los demás a tierra durante 1 minuto, y así se realizan 6 ensayos uno por cada polo. El segundo es con el interruptor cerrado se realiza un puente entre los tres bujes de entrada y se aplica tensión a estos contra el tanque a tierra, también durante 1 minuto. Ensayo de estanqueidad (NTC 3274-2003 numeral 7.4, IEEE C37.74-2003 numeral 7.4): se llevan a cabo a temperatura ambiente, con el conjunto llenado a la presión correspondiente a la presión de ensayo del fabricante, para sistemas llenos de gas se puede usar el detector de fugas.

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Características de operación (IEEE C37.74-2003 numeral 7.5): se chequea para cada switch lo siguiente:

Los indicadores de posición y contactos deben estar en su respectiva posición para los estados de abierto y cerrado respectivamente.

El indicador de cantidad de medio aislante debe estar operando correctamente.

La configuración del circuito es adecuada y los fusibles están bien posicionados.

Los fusibles están en posición. Los bloqueos mecánicos, en caso de ser requeridos están en

posición y operativos. Correcta posición y polaridad de los CT’s si son requeridos.

Switcheo en vació 50 veces (IEEE C37.74-2003 numeral 6.7.10.1): el switche será sometido a 50 operaciones de apertura y cierre desenergizado, sin presentar ninguna anomalía en funcionamiento, la norma nos habla de 50 operaciones pero se considera que con un número menor (10 operaciones) se puede constatar el correcto funcionamiento del mecanismo de carga de resortes de apertura y cierre. Inspección visual en construcción (IEEE C37.35-1995 numeral 8.1): chequeo visual de aisladores, que no presenten rotura, daño o contaminación en la superficie, en el tanque chequear deformación o presencia de oxido. 1.6 TABLA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO SIN RETIRO DE

SERVICIO. Aun cuando el equipo no haya fallado se deberían llevar registros de inspecciones simples para prevenir daños mayores y sobretodo para garantizar la continuidad del servicio al usuario. Los siguientes son los chequeos básicos que se deben hacer al equipo para un mantenimiento preventivo. Se recomienda seguir el orden de los ítems presentados.

(1) Inspección de rutina(sin retirar de servicio) Elemento a inspeccionar

Detalle de inspección nota

Buje Chequee fisura o daño del buje

41

chequee cualquier concentración de suciedad en la superficie del buje

Mantenga registros de mantenimiento periódico. Si cualquier problema pase a mantenimiento.

chequee cualquier daño en la Terminal de conexión. chequee cualquier daño o oxido en los elementos de acople del buje

tanque cualquier daño o oxido en la superficie Chequee cualquier deformidad. chequee el indicador de palanca (manual). chequee la instalación.

alarma de baja presión

chequee la alarma de baja presión.(debe estar adentro)

Cable bypass chequee la distancia de aislamiento

Cable de tierra.

chequee la conexión al equipo chequee la conexión a la referencia

control chequee visualmente la conexión al equipo Chequee visualmente la conexión a tierra

Una vez el suiche es retirado de servicio por alguna causa empezamos con la siguiente revisión como primer paso: 1.7 TABLA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO CON RETIRO DE

SERVICIO (2) Mantenimiento periódico (retirar de servicio), este

proceso esta recomendado para hacerse por la cuadrilla en sitio sin desmonte del equipo, cada 2 años aproximadamente.

Elemento a inspeccionar

Detalle de inspección nota

buje chequee la fisura o daño del buje

Ante una fisura se debe reemplazar la porcelana del buje, o repara con fibra de vidrio, cuidando de conservar la misma distancia de fuga.

Chequee cualquier concentración de suciedad en la superficie del buje

limpieza periódica con elementos que no deterioren el esmalte de la porcelana

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Chequee cualquier daño en la Terminal de conexión.

Chequee tanto la conexión como su colocación

chequee cualquier daño o oxido en los elementos de acople del buje

si el oxido el liviano se debe lijar, de otra manera(oxido pesado o daño profundo) se debe reemplazar el buje

tanque cualquier daño o oxido en la superficie

si el oxido es liviano se debe lijar, de otra manera(oxido pesado o daño profundo) se debe evaluar la reparación para no comprometer la hermeticidad.

Chequee cualquier deformidad.

Inspección de detallada para no comprometer la hermeticidad.

Chequee el indicador de palanca (manual).

Oxido liviano o deformaciones mininas deben ser removidas, la indicación debe ser coherente con el estado del switch, de otra manera de debe proceder a reparación.

Chequee la instalación. Revisar las conexiones tanto de buje como de aterrizamiento

alarma de baja presión

chequee la alarma de baja presión.

Si la bandera se hace visible se debe proceder a reparación.

Cable de aterrizamiento

chequee la conexión al equipo

Asegure si esta desconectada

chequee la conexión a la referencia

Asegure la solides de la conexión.

Chequear medida de resistencia a tierra (inferior10Ω).

Resistencia del aislamiento

Chequee la Resistencia de aislamiento (condiciones secas) A tierra : Mas de

50000M Entre fases : Mas de

50000M Circuito abierto : Mas

de 50000M

Si no cumple este criterio, limpie el buje externamente, de otra manera se debe pasar a reparación.

Prueba de operación sin carga

Confirme la operación mecánica mediante la realización de 3 operaciones de apertura y cierre sin carga.

Si se siente pesado, lento o atascado, se debe proceder a reparación.

Control Verificar operación. Si no responde a las órdenes se debe llevar a reparación.

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Verificar estado de baterías.

Tienen una vida útil de 3 años aproximadamente.

Ahora tenemos el chequeo individual de los componentes del interruptor. 1.8 GUIA DE MANTENIMIENTO. 1.8.1 CONTROL Chequeo del control:

En la regleta de alimentación

(1), aplicamos 120DC al pin 1

Y el neutro al pin 3.

FASE (120 AC)

NEUTRO

Breakers

Contactores, descargadores

Cargador de baterías

Fuente dc-dc(abajo)

Panel de control

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Cuando el switche esta colocado en la posición “DENTRO” la batería está colocada con el circuito de control, cuando el switche está en la posición “FUERA”, la batería está desconectada del circuito de control.

Se debe tener en cuenta que las medidas pueden presentar un error de +/- 5% del valor descrito como referencia de aprobación. Los siguientes cuidados deben tenerse presentes para verificar la correcta operación y funcionamiento del mando motorizado de los suiches Yaskawa de mando local.

Se realiza un chequeo de voltaje dc : -19.8V entre las termínales: 1-2. -14.7V entre las termínales: 2-3 -10.9V entre las termínales: 3-4. -15.8VAC entre las termínales 1-4

Cargador de baterías

Terminales 1, 2, 3 y 4

Chequeo en la tarjeta de control 19.6VDC que sirven

para alimentar un convertidor DC-DC

Chequeo en la tarjeta de control 13.8VDC que son la

salida del convertidor y sirven para recargar las

baterías telecontrol.

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Realice un chequeo de continuidad entre los dos extremos del cable de comunicación (Suiche - Control remoto) verificando la correcta instalación de los pines del conector metálico hasta la regleta de conexión (CN8). Nota: el pin numero 1 del conector metálico no tiene continuidad con ningún punto de la regleta. Limpie y seque el receptáculo conector metálico (macho) que se encuentra en el mando motorizado del suiche (utilice limpiador de contactos CRC ) Con el suiche en posición OFF Abierto, realice el siguiente chequeo de continuidad:

Chequear continuidad entre terminales 2 y 3 : Sin continuidad (Abierto)

Chequear continuidad entre terminales 5 y 6 : Con continuidad (Cerrado)

Chequear continuidad entre terminales 5 y 7 : Sin continuidad (abierto)

Medir resistencia entre terminales 5 y 6 ( resistencia del motor) :

Con el suiche en posición ON Cerrado, realice el siguiente chequeo de continuidad:

Chequear continuidad entre terminales 2 y 3 : Con continuidad (Cerrado)

Chequear continuidad entre terminales 5 y 6 : Sin continuidad (abierto)

En el control

En la potencia

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Chequear continuidad entre terminales 5 y 7 : Sin continuidad (abierto)

Chequear continuidad entre terminales 6 y 7 : Con continuidad (Cerrado)

Medir resistencia entre terminales 6 y 7 ( resistencia de bobina de disparo): 6 ohm

Nota: los terminales corresponden a la numeración que se encuentra marcada sobre el cable de control y que están conectados a regleta de conexión.

Un chequeo adicional puede realizarse para verificar la correcta operación de motor, y bobina de disparo, este chequeo debe realizarse con 24 V DC :

Se aplica 24 Vdc entre las terminales 5 y 6 y el motor debe funcionar y cargar resorte, produciéndose el cierre del suiche. De igual manera si seguidamente aplico un pulso con los mismos 24 VDC en los terminales 6 y 7 el suiche debe Abrir pues estoy energizando la bobina de disparo.

En el caso de tener el equipo con sensores de corriente tenemos el mismo caso solo que debemos agregar el chequeo de la entrada de sensores de corriente. Este chequeo consiste en revisar la continuidad entre los pines de la entrada así: Continuidad entre: Pin 10 y pin 13 Pin 11 y pin 13 Pin 12 y pin 13 Luego se sigue con el chequeo del control.

47

Para el chequeo de telecomando con comunicación TDMF nos cercioramos que al conectarlo presente al voltaje de la línea telefónica (48Vdc), ya que la prueba de operación por motivos de seguridad, corresponde a los funcionarios del CLD.

El cambio de baterías se hace cuando el voltaje de salida no este entre 24.5 y 27.4 VDC que seria lo ideal o cuando estas lleven

El chequeo de cinco leds se hace operando el suiche codillo hacia arriba; los leds deben “encenderse simultáneamente”.

Prueba de leds

Se opera el suiche hacia abajo y enciende el led

dependiendo del estado, si no hay señal la indicación es abierto

(verde).

Prueba de estado

Mediante la tarjeta de telecomando,

que se conecta a la regleta de 24

posiciones en el control.

TARJETA DE TELECOMANDO

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montadas en el equipo mas de 3 años que seria el periodo de vida util de estos dispositivos. Al reemplazar se tienen las siguientes conexiones:

Forma de conexión de las baterías.

Después de chequear el control se continúa con las pruebas de rutina. 1.8.2 PRUEBA 1 Inspección visual (IEEE C37.35-1995 numeral 8.1): Se inspecciona el equipo exteriormente en busca de golpes, abolladuras, corrosión, daños estructurales y polución en la superficie del equipo y sus bujes.

Equipo en buen estado, no presenta irregularidades aparentes.

49

Buje con polución, esta se mide en mg/cm2, en este caso se debe proceder a limpieza, si existiera daño en el buje se evalúa si es procedente la rehabilitación con fibra de vidrio o se debe proceder a cambio de pieza.

En el caso de las irregularidades o golpes, estos en ningún caso deben interferir con el funcionamiento de la parte de control o con la hermeticidad del tanque, en algunos casos las perforaciones en la cámara de extinción serán reparables mediante soldadura autógena para sellar el tanque. 1.8.3 PRUEBA 2 Ensayo de estanqueidad (NTC 3274-2003 numeral 7.4, IEEE C37.74-2003 numeral 7.4). Primero empleando el manómetro se chequea que el equipo contenga gas y que la presión sea como mínimo dos bares, luego se procede a la búsqueda de fugas. Este procedimiento consiste en revisar todas las partes de unión, tales como bujes, interruptor de presión, membrana de expulsión, válvula de ingreso y regletas de transformadores de corriente en busca de fugas, empleando el detector de fugas, en caso de haberlas, se deben cambiar los empaques o válvula de entrada según el caso.

50

En la eventualidad de presentar ausencia de gas, se procede a buscar la fuga de la misma manera pero inyectando una carga de aire a la presión de funcionamiento (2 Bars) y ayudándose tanto del detector como de agua jabonosa. Estas pruebas son exteriores, es decir no se debe retirar ningún componente del equipo, esto debido a que la evaluación de la estanqueidad se hace sobre el total del equipo y no parcialmente. Con el cambio de empaquetaduras se debe solucionar cualquier fuga, de otra manera se debe proceder a dar de baja, ya que en ningún caso el equipo debe operar sin medio aislante y no es posible en el taller hacer reparaciones estructurales.

Empaques de buje

Empaque de eje

Mediante empaquetaduras en las uniones de las

partes

Empaque de

suiche de Presión

Empaque de

regleta de Ct’s

Se chequea con una sonda detectora de fugas, recorriendo todas las partes de la potencia que

estén unidas al tanque, la válvula de ingreso y la membrana de expulsión en la parte posterior.

51

1.8.4 PRUEBA 3 Medida de resistencia de aislamiento (NTC 3274-2003 numeral 7.1): Esta prueba se hace con ayuda del medidor de aislamiento, se toman medidas de aislamiento entre fases y respecto a tierra para cada uno de los polos.

Esta prueba se considerara exitosa si la medida de aislamiento es superior a 50000M, lo que garantiza seguridad de operación para el equipo y el personal de cuadrilla. De otra manera se debe separar el componente fallado y reemplazarlo completamente, ya que la ubicación de la falla del aislamiento no garantiza la corrección del problema. 1.8.5 PRUEBA 4 Medida de resistencia de contacto (NTC 3274-2003 numeral 7.3, IEEE C37.74-2003 numeral 7.1): Idealmente se debe emplear un micrómetro, instrumento conocido como ducter que inyecte 100 amperios para una medida mas exacta, en nuestro caso disponemos de un equipo de medida de resistencia de devanados en transformadores, el cual para efectos prácticos puede servir. En vista que un equipo con sus electrodos nuevos presenta valores aproximadamente entre 100 y 200 ohms, tendremos como criterio de aceptación valores de hasta 500 ohms. El montaje se debe hacer con los electrodos en el equipo y conservando la estanqueidad del medio aislante, sin embargo se muestra como se aplica el voltaje al circuito activo:

Conexión para Medición de aislamiento

Fase- tierra Lectura de resistencia

De aislamiento

52

Uno de las principales motivos de falla de esta prueba es la presencia de residuos en las superficies de contacto que disminuyen la conductividad, y en vista que la corriente de prueba es tan pequeña (5 Amperios) la medida puede ser afectada significativamente, luego se procede a limpiar los contactos internos como los conectores externos, esto es en caso de falla, para conservar la estanqueidad del equipo, ya que el retiro de los aisladores implica la extracción del gas.

Comparación entre contacto fijos contaminado (izquierda) y

limpio(derecha)

Comparación entre contactos móviles contaminado (derecha) y

limpio(izquierda) En la eventualidad de no mejorar después de la limpieza, estos componentes deben ser reemplazados ya que no hay medios en el

Montaje para prueba Display de equipo medidor

53

taller para recuperar las condiciones óptimas de conductividad de estos componentes. 1.8.6 PRUEBA 5 Características de operación (IEEE C37.74-2003 numeral 7.5): Esta prueba se empieza con el accionamiento del switch mediante el control, si no se dispone de este o la prueba de este no fue exitosa, se procede a hacer la operación manual del mismo: Operación manual.

(1) Cerrado. Gire la palanca de cerrado en sentido del reloj, se necesitan menos de 30Kgf para completar la operación. El resorte entonces se carga y cierra el suiche al completar la carga, de la misma manera el resorte de apertura esta cargado y engatillado.

(2) Apertura. Gire la palanca de apertura, en sentido opuesto de las manecillas del reloj, se necesitan menos de 15Kgf para completar la operación, tan pronto como se desengatilla el mecanismo se descarga el resorte de carga y se abre el suiche.

Se debe tener en cuenta:

54

Hay unos stopers que limitan el recorrido de las palancas, se debe tener cuidado que estos permitan suficiente desplazamiento para completar los movimientos.

La velocidad con que se operan las palancas no afecta la velocidad de la maniobra.

Las palancas se reacomodan una vez se operen, de otra manera se deben chequear los resortes de retorno en la parte de atrás de la cubierta del mecanismo de acción.

Debemos tener en cuenta que la bandera de alarma de gas, este en posición, es decir si para este punto la estanqueidad del equipo se conserva, esta debe estar replegada, sino debe estar desplegada.

Bandera desplegada indicando ausencia de gas, de otra manera

estaría oculta. El mecanismo dispone se un sistema de bloqueo mecánico y eléctrico ante la ausencia de gas para evitar su operación en campo, pero para efectos del chequeo podemos anularlo para comprobar funcionamiento. Procedemos como en la ilustración a desplazar hacia abajo el eje del suiche de presión, este evitara el bloqueo del brazo aislado y evitara el despliegue de la bandera, aun en ausencia de gas, de esta manera podremos hacer las pruebas mecánicas, cabe anotar que el mecanismo de actuación esta sobre la ilustración, pero no es necesaria su remoción para efectuar el bloqueo para pruebas mecánicas.

55

Este motor se debe probar entre la Terminal 5 del la regleta de alimentación y la Terminal negra del fin de carrera numero2, aplicando 24V DC. El motor debe operar, de otra manera se debe retirar para mantenimiento, cabe anotar que el motor opera conjuntamente con un reductor que minimiza la carga de los resortes mediante engranajes.

Bloqueo del movimiento del

eje del brazo

Liberación del Resorte de la

bandera

Conmutación del suiche para envió

de señal al control

Lugar de la arandela de

bloqueo (perforación)

Se debe desplazar el eje hacia abajo

y trabarlo para “engañar” el

sensor, simular presencia de gas y hacer pruebas

Regleta de alimentación: tiene todas las entradas y retornos para accionamiento del mecanismo de cierre y apertura. 24 V dc entre 4 y 5 para cierre. Y 24V dc entre 5 y 6 para apertura.

Bobina de cierre: solenoide que desplaza su núcleo para destrabar el mecanismo y liberar el resorte de cierre que fue cargado en la operación de apertura por el resorte.

Motor de carga: motor unidireccional de 24 v dc

que carga el resorte mediante un reductor que amplifica la potencia del

movimiento.

56

Si esta prueba es exitosa, es decir el conjunto actúa accionando, cargando y engatillando, se concluye con los aspectos mecánicos, sino se pasa a evaluar el interior del mecanismo de accionamiento.

Este dispositivo se chequea cerrando el fin de carrera numero 1 y aplicando 24 Vdc entre la Terminal roja de este y la Terminal 5 de la regleta de alimentación, si no opera se debe desmontar para reparación. Los suiches fines de carrera, son elementos que conmutan de acuerdo a cuñas desplazadas en las etapas del recorrido de los ejes del resorte. Son tres:

Bobina de

Apertura

Embolo del

Solenoide

Anclaje

1) Eje del brazo

aislado

2) Eje del reductor del motor

3) Aparejo de anclaje de los

resortes

Accionamientos

57

se chequean accionándolos manualmente y verificando que conmutan continuidad, de otra manera se deben reparar ya que no se dispone de estos dispositivos para reemplazo. Luego se retira la placa frontal del mecanismo de accionamiento removiendo las tuercas en las 4 esquinas de la placa, las palancas indicadora, el accionamiento del fin de carrera 2 y las conexiones de superiores de la regleta guardando el orden 2T1U primero a la izquierda y así consecutivamente hasta 2T7U en la derecha, esto para chequear la integridad y posición de los siguientes componentes:

Todos deben de estar en la posición mostrada y no mostrar desgaste visible, al momento de operar sin anclajes, alimentando por la regleta, la operación debe ser continua y sin atascos, si se presentan estos, se debe ubicar el punto de falla y revisar. En la eventualidad de encontrar una falla mecánica la pieza debe ser retirada, para medida y dimensionamiento, ya que no se dispone de repuestos de este tipo.

1) Eje del brazo aislado

2) Del eje del reductor del motor

3) Aparejo de anclaje

de los resortes de carga

Resorte De

carga

Leva de carga

Reductor

Eje guía Para indicador

Aparejo Para

Anclaje

Aparejo Para

Indicación y conteo

58

Estos mecanismos de carga y descarga, son cíclicos debido al movimiento en un solo sentido del motor de inducción, razón por la cual se necesitan dispositivos que regulen el movimiento como son los suiches fin de carrera, otros que almacenen energía como los resortes y otros que engatillen el sistema conservando la energía y limitando el movimiento, estos son los enclavamientos, que a saber son tres y se muestran a continuación:

A estos dispositivos se les aplica la misma gestión que a los demás componentes mecánicos. Una vez esta chequeado el mecanismo se procede a chequear los transformadores de corriente. Para este chequeo hay dos formas una cuando se ha perdido la estanqueidad y la otra cuando se conserva

1) Anclaje del aparejo

Del indicador de posición

2) Anclaje de La leva.

3).Anclaje del aparejo del indicador de carga del resorte, es liberado por el embolo desplazado al operar el solenoide de cierre, también manualmente mediante la palanca de cierre.

El movimiento del anclaje del indicador de posición es transmitido mediante una barra que tiene un ajuste de recorrido en su parte superior y depende de la posición del resorte de cierre.

59

Sin estanqueidad:

Primero se retira el mecanismo de acción, luego se ubica la regleta de los transformadores de potencial y se retira también:

Una vez retirada se toman las terminales, que para este caso son pares opuestos (8 y 5, 1 y 4,2 y 3 ) de la parte interior de la regleta y se determina midiendo la impedancia del toroide que debe ser aproximadamente 2 ohms, o aplicando corriente primaria y chequeando relación que debe ser de aproximadamente 600:1 entre las terminales: Pin 10 y pin 13 Pin 11 y pin 13 Pin 12 y pin 13 Con estanqueidad:

Resistencias carga de los ct’s

Regleta de conexión de los

ct’s

Suiche de presión

Entradas del control

Salidas de señal de Los ct’s

Regleta de conexiones

Parte posterior de la regleta.

Parte frontal de la regleta

La impedancia de cada CT debe dar 2Ω, o al inyectar

corriente la relación es de

aproximadamente 600:1

Pares Opuestos

Blanco negro

60

Tenemos entonces que debemos retirar la cubierta del mecanismo de accionamiento y chequear el paralelo de los transformadores de corriente con su resistencia “carga”, que un resistor en paralelo que tiene como función evitar la subida de voltaje en el toroide y mejorar la exactitud de la medida. Para probar se mide impedancia entre los puntos mostrados y se debe obtener el valor mostrado aproximadamente:

Si la prueba no es exitosa, se debe perder la estanqueidad del equipo retirar los transformadores que están en los bujes derechos (vistos desde el mecanismo de operación) y reemplazarlos. Transformador de tensión: Este transformador es monofasico y tiene una relación de 7620:120, luego debe cumplir con los chequeos estándar (aislamiento, relación, perdidas) se encarga de alimentar el control.

Para concluir se presenta el protocolo a ser diligenciado para garantizar la evaluación integral del equipo:

Transformadores de potencial: Monofasicos , Externos, Alimentan el control,

generalmente Son 3, de relación 7620:40, 1 por fase, detectan ausencia de V por fase,

o 1 con relación 7620:120

61

62

Campos del formato Se tiene ok para aprobación, fallado para desaprobación, incluido para presencia del elemento y faltante para ausencia del mismo.

1. Fecha de recepción del equipo 2. Fecha en que se efectúa el diagnostico. 3. Zona de origen del equipo. 4. Responsable del equipo en origen. 5. Causa de retiro sugerida por la cuadrilla de campo. 6. Serial de fabrica del equipo 7. Modelo del equipo. 8. Consecutivo de identificación interna de epm e.s.p. 9. Ingresado con control o no. 10. Serial de fabrica del control en caso que lo haya. 11. Presencia del tanque, soporte, bujes (6), palancas, indicador, caja de mecanismo de operación y

perno de puesta a tierra, deben estar todos para ok, de otra manera fallados y se reporta en novedades el faltante.

12. No debe presentar perforaciones, abolladuras, deformaciones o corrosión profunda, de otra manera se considera fallado

13. Mismo criterio anterior. 14. Exitoso comando de apertura y cierre de la potencia desde el control, de otra manera fallado. 15. Presencia de los 6, sin daños superficiales y instalados al tanque de otra manera fallado. 16. Presentes, instaladas en la parte de delante de la caja del mecanismo de operación, deben gira en

sentido de la manecilla y retornar a su posición una vez operadas, de otra manera fallado. Ver guía. Pág., 53.

17. Presente, debe coincidir con la continuidad entre polos y la operación de palancas, de otra manera fallado.

18. Al conectar manómetro en la válvula de entrada debe marcar 2 bars mínimo, de otra manera fallado.

19. Al presentar presión el indicador debe estar oculto, en ausencia de presión debe estar visible, en cualquier otro caso fallado. Ver guía pág.54.

20. Debe ejecutar las operaciones de cierre y apertura exitosamente de manera manual, de otra manera se considera fallado. Ver guía pág. 53.

21. Se chequea continuidad entre polos opuestos de la misma fase. El indicador de posición, debe dar continuidad en on y discontinuidad en off, de otra manera fallado.

22. Presencia de trafos de potencial. 23. Cantidad dependiendo de su relación de transformación 1 para 7620:120, 3 para 7620:40. 24. Fallado si llegan con daños visibles como flameos o fracturas, de otra manera ok. 25. Relación de fallas y ausencia de elementos requeridos. 26. Si se tiene ok en todos los ítems se pasa a mantenimiento, de otra manera a reparación, indicando

el lugar del equipo a ser intervenido, finalmente si el daño es estructural se procede a dar de baja. 27. Incluido cuando presenta el cable. 28. Incluido cuando presenta el cable. 29. Ok para presencia de breakes, contactores, trafo, fuente dc-dc, cargador de baterías y panel de

control, de otra manera fallado. Ver guía pág. 43. 30. Respuesta luminosa en el panel de control en presencia de alimentación principal de 120v ac, de

otra fallado. Ver guía pág. 43. 31. Operando el suiche codillo “estado” hacia arriba se debe encender uno de los leds, rojo para

cerrado o verde para abierto,, de otra manera fallado. Ver guía pág. 47. 32. Operando el suiche codillo “estado” hacia abajo, se deben encender todos los leds del panel de

control, de otra manera fallado. 33. Ok para respuesta positiva a orden de apertura 34. Ok para respuesta positiva a orden de cierre. 35. Ok para presencia de tarjeta de comunicación, de otra manera fallado. 36. Modo de comunicación, par telefónico o vía gprs. 37. Relación de elementos faltantes y fallas visibles no detalladas. 38. Si se tiene ok en todos los ítems se pasa a mantenimiento, de otra manera a reposición de

componentes, si el daño es masivo se pasa a dar de baja. 39. Nombre de quien hace la inspección. 40. Nombre de quien aprueba la inspección.

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Una vez evaluado el equipo se pasa a dar mantenimiento o reparación, estos dos procedimientos también cuentan con su respectivo protocolo, los cuales se muestran a continuación:

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Campos del formato. Los campos corresponden a procedimientos que en el caso que se hagan se marcan con si, de otra manera no, no todos los procedimientos se aplican a todos los equipos, se aplican dependiendo del diagnostico.

1. Día de recepción del equipo 2. Zona de origen del equipo zona de origen del equipo. 3. Responsable del equipo en origen. 4. Serial de fabrica del equipo 5. Modelo del equipo. 6. Consecutivo de identificación interna de epm e.s.p. 7. Ingresado con control o sin control. 8. Serial de fabrica del control

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9. Se define el área objeto de la reparación para optimizar el procedimiento y evitar emplear recursos innecesariamente.

10. Limpieza exterior con agua y jabón para remover suciedad liviana. 11. Remoción en exterior ayudada por elementos abrasivos como lija o motor-tool 12. Limpieza con elemento liquido en las terminales externas de los bujes para mejorar contacto

eléctrico. 13. En caso que del numeral 11 haya quedado daño parcial en la pintura menor al 25% de la

superficie total de la carcasa. 14. En caso que el daño en la pintura de la superficie supere el 25% de esta. 15. Corrección de la alineación de este eje con el indicador. Ver guía pág. 53. 16. En caso que el perno de aterrizamiento del tanque este deteriorado. Ver guía pág. 17. 17. Enderezada en caso de deformación y corrección de operación. Ver guía pág. 16. 18. En caso de fractura de la porcelana. Ver pág. 48 guia. 19. Positivo si las reparaciones pudieron llevarse a cabo, para luego repetir diagnostico y pasar a

mantenimiento, negativo para pasar a dar de baja. 20. Detalle de las causas por las cuales las reparaciones externas no pudieron llevarse a cabo. 21. Extracción del gas previa a cualquier intervención en el interior de la potencia. 22. Retiro de los bujes para permitir acceso al interior del tanque. Ver guía pág. 48. 23. Si los bujes presentan falla de porcelana, aislamiento o resistencia de contactos deben ser

cambiados. Ver guía págs. 48 y 51. 24. Cada vez que se retiren los bujes, se deben cambiar las empaquetaduras al instalarlos de nuevo al

tanque. Ver guía pág. 49. 25. En caso de presentar resistencia de contactos mayor a 500 microohmios, sin abrasivos. 26. Reparación del motor de carga. Ver pág. 55 guía. 27. Reparación del reductor del motor de carga. Ver pág. 55 guia. 28. Reparación del solenoide de la bobina de cierre. Ver guía pág. 55. 29. Los anclajes deben mantener la compresión de los resortes, ajustar la leva del motor de carga y

mover el eje indicador, todo en un ciclo de movimiento. Ver pág. 58,59 guia. 30. Ajuste de los suiches en caso que no conmuten continuidad al mover el accionador. Ver guía

pág. 56. 31. Ajuste del resorte en caso que no registre maniobras. Ver guía pág. 18. 32. Este dispositivo se debe manipular en caso de bloqueo mecánico por falta de gas o extracción del

mismo para reparación. Ver guía pág. 54. 33. En caso que se presente fuga por este dispositivo. Ver guía pág. 49. 34. Aplicación de liquido para remover suciedad en caso que la haya. 35. En caso que la prueba de ct’s falle, véase pagina 58 y 59 guía. 36. En caso de presentar fuga por este dispositivo. Ver guía pág. 49. 37. Positivo si las reparaciones pudieron llevarse a cabo, para luego repetir diagnostico y pasar a

mantenimiento, negativo para pasar a dar de baja. 38. Detalle de las causas por las cuales las reparaciones que no se pudieron llevar a cabo. 39. Cambio de baterías por agotamiento de las mismas, se tiene una serie de dos baterías de 12 v c/u,

7 amperios/hora deben se proveer 24 voltios. 40. Deben de interrumpir la alimentación principal al control al ser accionados. Ver pág.44 guía. 41. Deben de accionarse visiblemente ante la presencia de voltaje en la alimentación de la regleta

principal.120vac. Ver pág.44 guía 42. Cambio del cargador si no se obtienen las salidas esperadas. Ver pág. 44 guia 43. Cambio de la fuente dc. No se obtienen las salidas esperadas. Ver pág. 45 guia. 44. Cambio del panel de control debido a falla en la ejecución de comandos de los suiches codillo y

pushbotons. Ver pág. 47 guia. 45. Cambio del cable de control por falla en la comunicación por falta de continuidad del cable. Ver

pág. 49 guia. 46. Cambio del cable de ct’s por falla en la comunicación por falta de continuidad del mismo 47. Falla en la operación remota por falla de comunicación. Ver guía pág.47. 48. . Positivo si las reparaciones pudieron llevarse a cabo, para luego repetir diagnostico y pasar a

mantenimiento, negativo para pasar a dar de baja. 49. detalle de las causas por las cuales las reparaciones que no se pudieron llevar a cabo. 50. Nombre de quien hace la reparación. 51. Nombre de quien aprueba la reparación.

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Campos del formato La ejecución de cada uno de los siguientes procedimientos esta sujeta a la evaluación particular del inspector, ya que algunos equipos no necesitarían la totalidad de los procedimientos..

41. Fecha de recepción del equipo

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42. Zona de origen del equipo zona de origen del equipo. 43. Responsable del equipo en origen. 44. Serial de fabrica del equipo 45. Modelo del equipo. 46. Consecutivo de identificación interna de epm e.s.p. 47. Ingresado con control 48. Serial de fabrica del control 49. Limpieza exterior con agua y jabón(clean-grass) para remover suciedad liviana.. 50. Remoción de oxido con papel lija o motor-tool. 51. Remoción de suciedad y oxido con liquido para preservar la superficie del conductor 52. Repintado de avisos en caso de no estar visibles a distancia 53. En caso de haber remoción de irregularidades que afecten menos del 25 % de la superficie total

de la carcasa. 54. En caso de que la remoción sea superior al 25% de la superficie total de la carcasa se debe pintar

completamente todo el exterior. 55. Para acceder al interior se debe extraer primero el gas sf6.ver guía. Pág. 63. 56. Los bujes deben ser retirados para acceder al interior del equipo. 57. Los contactos principales, tulipán y móvil deben ser limpiados con liquido no abrasivo para

preservar la capa exterior conductora. Ver guía. Pág.52. 58. Se debe limpiar con aire seco a presión el interior del tanque para desalojar partículas producto

de la extinción de arco. 59. Esta malla atrapa mucha suciedad y debe estar despejada para la libre evacuación del gas en una

contingencia, se limpia con agua y clean-grass ver guía. Pág. 20. 60. Cada vez que se retiren los bujes, se deben cambiar las empaquetaduras al instalarlos de nuevo al

tanque. Ver guía pág. 49. 61. Después de empacados los bujes deben ser instalados de nuevo en el tanque. Ver guía pág.48. 62. Después del armado se debe inyectar aire al interior del equipo hasta alcanzar la presión de

operación (2 bars) y luego se chequea en búsqueda de fugas. Ver guía pág.50. 63. Después de descartar fugas, se desaloja el aire que pueda estar al interior del equipo, generando

el vació que ocupara el sf6. Ver guía. Pág. 63. 64. Después del procedimiento se debe rellenar el equipo con gas nuevo. Ver guía. Pág. 63. 65. Aplicación de limpiador de contactos a las terminales expuestas del control remover oxido y

suciedad que puedan afectar la conductividad. 66. Aplicación de limpiador de contactos a las terminales expuestas de las regletas de la conexión

entre el control y sus periféricos así como chequeo de la firmeza y continuidad de las terminales.

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1.9 Manejo del gas el equipo debe contener gas para su correcta operación, en caso de perdida de este y solo después de haber corregido la causa de esta perdida, o después de una reparación se debe reponer esta carga que actúa como medio de aislamiento y de extinción. Se dispone de este gas almacenado en una pipeta como se muestra en la ilustración, esta operación de carga se hace por transferencia directa entre el cilindro cargado y el equipo, que es un fenómeno que ocurre cuando la diferencia de presiones entre la fuente (pipeta) y el receptor(suiche) se conectan y se transfiere fluido de mayor a menor presión, cabe anotar que la presión de la pipeta es de 25 Bars aproximadamente y que la presión que se debe inyectar es de 2 Bars, por eso se aprovecha el fenómeno físico para el llenado, pero no se llega al punto de “igualar presiones”. Esta menor presión se hace desplazando el aire que llena el tanque durante la reparación, para evitar que el aire se mezcle con el gas disminuyendo sus propiedades dieléctricas y que aire ocupe volumen que debería ser ocupado por el gas, para generar este vació se emplea la bomba de un dispositivo de tratamiento de aceite del que se dispone en el taller, el procedimiento a seguir es el siguiente: Este llenado se lleva a cabo de la siguiente manera:

Mediante la manguera se conectan la salida de la pipeta a la entrada en la parte inferior del suiche.

Se abre la llave válvula que va al suiche Se abre la llave de la pipeta, se debe observar la presión en el

manómetro izquierdo. Se cierra la llave de estrangulamiento, la presión en el

manómetro de la derecha debe aumentar, esperamos en intervalos de 30 sgs.

Se cierra la válvula de estrangulamiento. Se cierra la llave válvula Se cierra la llave de la pipeta. Después de cada intervalo, se chequea con el manómetro

manual la válvula del suiche, hasta alcanzar una carga de 2 bars, de otra manera se repite el ciclo hasta alcanzar la carga deseada.

69

Previo al llenado se debe chequear la estanqueidad del equipo, inyectando aire hasta presión de funcionamiento y revisando con el detector y agua jabonosa, una vez garantizada la estanqueidad se debe someter a un proceso de extracción del aire que haya entrado al interior para garantizar que el fluido dentro del tanque sea solo gas aislante y así garantizar sus propiedades dieléctricas. Este proceso de extracción se hace con la bomba de succión del dispositivo para tratamiento de aceite que esta en el taller, debemos entonces seguir los siguientes pasos para obtener un vaciado exitoso del aire: VACIO PARA SUICHES

- Conectar la bomba al inlet del suiche a través del cable - Cerrar la llave W1 - Abrir la llave 1 - ½ - Abrir la llave VV2 - Prender disyuntor NF trip ON (“Cerrar el breaker”) - Prender bomba de vacio (hacia la derecha) - Tiempo aproximado 3 horas.

Después de las 3 horas

- Se desconecta la manguera del interruptor. - Se apaga el compresor (disyuntor NF trip ON (“Cerrar el

breaker”) Característica

Presión emisor

Presión receptor

Llave pipeta Llave

válvula

Llave estrangulamiento

Salida A dispositivo

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- el filtro comienza a echar humo mostrando que se está quemando el aire concentrado dentro del interruptor.

Una vez se concluya el proceso de generar el vacío, se puede iniciar el proceso de carga del gas al suiche.

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BIBLIOGRAFIA.

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SF6) Marzo de 2003 Subgerencia Redes de Distribución Área Ingeniería y Gestión Equipo de Ingeniería.

C37.74TM IEEE Standard Requirements for Subsurface, Vault, and Pad-Mounted Load-Interrupter Switchgear and Fused Load-Interrupter Switchgear for Alternating Current Systems Up to 38 kV.

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for rated voltajes above 1 kV and less than 52 kV.

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International Electrotechnicat Vocabulary Chapter 441 : Switchgear, controlgear and fuses.

SF6 GAS ROTARY-ARC LOAD BREAK SWITCH & CONTROL 6 TO

38 kV, 200 TO 1000 A POLE MOUNTED TYPE PAD MOUNTED TYPE SUBMERSIBLE TYPE.

Manual de instrucción Suitches Yaskawa GA9401138. Yaskawa Especificaciones Técnicas SHTS-01001S, Revisión 3, Enero 31,

2003.