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TEMAS A TRATAR
EL FENOMENO DE ARCO ELECTRICO NORMAS ENERGIA INCIDENTE Y DISTANCIAS, EFECTOS. ECUACIONES
FUNDAMENTALES APLICACIN CHILQUINTA CAUSAS MEDIDAS DE MITIGACION DE RIESGO CELDAS RESISTENTE A ARCO INTERNO ESPECIFICACIONES ESTUDIO DE RIESGO EFECTUADO EN CHILQUINTA.RESULTADOS Y
CONCLUSIONES RECOMENDACIONES AL INSTALAR, MANTENER Y OPERAR CELDAS O PATIO? Y QUE PASA EN OTROS EQUIPOS
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El arco Elctrico
CIRCULACIN DE CORRIENTE ELECTRICA A TRAVS DELENTRE CONDUCTORES NO STERRIZADOS O ENTRECONDUTORES NO ATERRIZADOS Y CONDUCTORESATERRIZADOS (NFPA 70E)
SE PRODUCE CUANDO LA DIFERENCIA DE POTENCIAL ENDOS PUNTOS ES MAYOR AL DENOMINADO VOLTAJE RUPTDEL AIRE QUE LOS RODEA, PRODUCINDOSE LO QUE SEDENOMINA RUPTURA DEL DIELCTRICO
AL PRODUCIRSE UN ARCO INMEDIATAMENTE COMIENZAFENMENO DENOMINADO IONIZACIN, EN DONDE ELMEDIO SE VUELVE CADA VEZ MAS CONDUCTIVO
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El arco Elctrico
V
I
Vd
Con el voltaje Vd seproduce la descarga, seinicia el arco.El aire se ioniza y se vuelveconductor adoptando lacaracterstica no linealLa conductividad bajaaumentando la corriente,aumenta la temperatura,aumenta la ionizacin y elefecto se incrementa hastallegar a la estabilizacin encorrientes muy altas.Todo el ciclo hasta llegar acorrientes altas se produceen tiempos cortsimos
(mseg)
El arco elctrico tiene una caracteristicatiempo corriente inversa, al contrario de losconductores
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El arco Elctrico
La energa liberada en un arco elctrico dependeprincipalmente de dos factores: Del nivel decortocircuito aguas arriba y de la duracin del arco
La temperatura de un arco elctrico puede llegar a
los 20.000C. La temperatura de la superficie solares del orden de los 6.000C.
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El Arco Elctrico Por la enorme temperatura del arco, se producen expansionesexplosivas tanto del aire circulante como del metal que se
encuentra en la va del arco. Por ejemplo el cobre se expande67.000 veces al producirse su evaporacin a partir de los 3.000C.
Esta sbita expansin del aire y metales dan origen a ondas depresin que superan los cientos de kg/cm2 y ondas de sonido quepueden superar los 160 dB, capaces de causar traumas y dao alodo.
Debido al confinamiento que existe en una celda o equipoencapsulado, existe la posibilidad de proyeccin de materialincandescente a altas temperaturas y a velocidades que pueden
llegar a exceder los 1600 km/h, suficiente como para penetrar en elcuerpo humano La intensidad de la luz de un arco elctrico mas de 20.000 veces
mas intensa que la de esta sala.
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El Arco Elctrico
CONDICIONES ELCTRICAS QUE FAVORECEN LA APARIDE ARCO ELECTRICO. DIFERENCIA DE POTENCIAL QUE SUPERA LO ESTIPULADO
ESPECIFICACIONES DEL MATERIAL, CONCENTRACIONES DECARGA (PUNTAS), SOBREVOLTAJES TRANSITORIOSCAMBIOSEN LAS CONDICIONES DEL SISTEMA ELECTRICO
LA PRESENCIA DE ELEMENTOS EXTRAOS MODIFICA LADISTRIBUCIN DEL CAMPO ELCTRICO, PUDIENDO ORIGINCONCENTRACIONES DISRUPTIVASCAMBIOS EN EL ENTORNOFISICO
CONDICIONES AMBIENTALES QUE FAVORECEN LA APARICIARCO ELCTRICO. BAJA DE PRESIN, HUMEDAD, POLUCIN(DIELCTRICO CONTAMINADO)CAMBIOS EN LASCONDICIONES AMBIENTALES DE DISEO E INSTALACIN
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3 principales causas de eventos de arco elctricoen celdas
ERROR HUMANO Procedimiento de trabajo no seguro,errores de mantenimiento u operacin, herramientasinadecuadas o mal utilizadas, cables y cubiertas metlicas,caida de herramientas, contacto accidental
INCORRECTO O INSUFICENTE MANTENIMIENTOPREVENTIVO No se revisan apriete de conexiones defuerza, polvo y/o suciedad (esto es crtico en media y altatensin), mecanismo de apertura mediantealmacenamiento de energa no probados(ej. Interruptoreso desconectadores); y
EQUIPO ELCTRICO INAPROPIADO O DISEOINADECUADO Modificaciones incorrectas o fuera deestandar. Equipos antiguos que no cumplen estandar deresistencia a arco interno
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Como nos protegemos
Conociendo y evaluando cuantitativamente elfenmeno
Conociendo las normas que aplican paraestablecer los criterios de proteccin.Estableciendo estos criterios y utilizndolos
Especificando equipos que cumplan demanera comprobada con normas defabricacin especficas ante este fenmeno
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Normas mas comunes aplicables
Respecto de evaluacin de riesgo y calculos de energasasociadas IEEE 1584. Guide for Permorming Arc Flash Hazard
Calculations NFPA 70E. Standard for Electric Safety in the Workplace
Respecto de construccin de celdas IEC-62271-200. High-voltage switchgear and controlgear.
Part 200: AC metal-enclosed switchgear and controlgearfor rated voltage above 1 kV and up to and including 52 kV
ANSI C37.20.7 IEEE Guide for Testing Metal-EnclosedSwitchgear rated Up to 39 kV for Internal Arcing Faults
No existe normativa nacional aplicable
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Energa Incidente
Las consecuencias de una exposicin a un arcoelctrico en una persona dependern de ladenominada Energa Incidente definida comola energa, expresada en Calorias/cm2, querecibe el cuerpo de una persona al exponersea una falla con arco elctrico por un tiempo
dado.
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Energa incidente La norma IEEE 1584 y la NFPA 70E entregan ecuaciones
para determinar la energa incidente en distintassituaciones
Pero estas ecuaciones son empricas, por lo que nonecesariamente representan la realidad de todos los
casos, Sin embargo, hasta el momento no existen otras. El arco elctrico es de difcil modelacin matemtica,
por lo cual es un tema an en investigacin. La IEEE,por ejemplo, se encuentra desarrollando unainvestigacin en el rea, con un presupuesto dealrededor de MUS$6,5 en donde participan y aportanentidades y empresas como NFPA, UL, NETA, Schneider,Eaton, Procter&Gamble y otros
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Rangos de Energa Incidente y efectos esperados
Energa(Cal/cm2)
Efectos esperados
0 a 1,2
Efectos menores (herida menor, moretones, quemadura de
primer grado).
1,2 a 4Efectos reversibles. Dao auditivio, quemadura de segundogrado. Se espera total recuperacin.
4 a 8
Efectos permanentes-Ceguera, perdida de audicinpermanente, quemaduras de tercer grado. Posiblefallecimiento dependiendo de edad y estado de salud previo.
>8Efectos irrevesibles. Trauma mayor, quemaduras sobre tercergrado, Espectativas de sobrevivencia: muy bajas
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Energa incidente. Ecuaciones
Cliente:Chilquinta Energa S.A. Por APJ
Ubicacin: Subestacin Valparaiso-Barra 1 Rev.: A
Lugar: Celdas de media tensin Fecha 01-05-2013Voltaje nominal: 12 kV
1. Calculo de corrientes de arco
Corriente de cortocircuito trifasica franca Ibf 6,54 kACorriente de arco calculada Ia 6,39 kACorriente de arco 2 0,85Ia 5,43 kA2.Energa incidente normalizada (0,2s-610mm)
ParmetrosArco confinado k1 -0,555Sistema con neutro aterrizado de manera directa k2 -0,113Espacio entre conductores (tpico para switchgears) G 153 mm
Energa incidente normalizada (J/cm2) - calculada con Ia En 2,3 J/cm2Energia incidente normalizada (J/cm2) -calculada con 0,85Ia En(085Ia) 2 J/cm2
Calculo Energia y distancia de arco en Celdas de Media Tensin
segn IEEE 1584 Guide for performing arc flash hazard calculations
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Energa incidente. Ecuaciones3. Energa incidente real
ParmetrosVoltaje sobre 1 kV Cf 1tiempo de arco para Ia t 0,81 segtiempo de arco para 0,85Ia t 1 segExponente x en ecuacin (Para switchgears) x 0,973Distancia de trabajo (valor usual) D 910 mm
Energia incidente real para Ia E 26,4 J/cm2Energa incidente real para 0,85Ia E 28,4 J/cm2Energia incidente mxima E 28,4 J/cm2
Energia incidente mxima E 6,8 Cal/cm24. Frontera de arco elctrico
Energa en frontera de arco Eb 5 J/cm2Eb 1,2 Cal/cm2
Frontera de arco Db 503 cm
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Factores que afectan la Energa incidente Corriente de cortocircuito en el punto de
trabajo. A mayor nivel de cortocircuito mayorenerga incidente esperada
Tiempo de operacin de las protecciones. Amayor tiempo de operacin de lasprotecciones, mayor energa incidenteesperada.
Distancia a la falla. A menor distancia mayorenerga incidente
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Energas Incidentes calculadas en celdas MTChilquinta
Aplicando las ecuaciones y recomendacionesde IEEE 1584 y NFPA 70E, se han determinado
las Energas Incidentes en celdas de MT deChilquinta.
Valparaiso-B1
Valparaiso-B2
Miraflores-B1
Miraflores-B2
Quilpue Concon-B1 Concon-B2Quintero-
B1Quintero-
B2
Energia incidentecalculada (Cal/cm2)
6,8 7,2 6,4 6,4 7,7 12 12 5,6 5,6
Celdas instaladasParmetro
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Como reducimos el riesgo a niveles tolerables Si es posible,desenergizar el equipo donde se va a
trabajar Cuando no es posible desenergizar el equipo, se debe
limitar la energa del arco incidente por medio de: Reduccin del nivel de cortocircuito Puede no serfactible Reduccin del tiempo de operacin de las
protecciones factible slo hasta cierto nivel Incrementar la distancia entre la persona y el eventual
punto de falla No factible para ciertos trabajos. Se debenconocer las distancias seguras Usar ropa adecuada antiarco Se debe utilizar y se debe
saber que usar Usar equipos diseados para mitigar y resistir los efectos
de un arco interno Cambio en especificacin
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Distancias de aproximacin
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Frontera de arco
Definicin: Distancia entre punto de falla(arco) y la ubicacin de una persona, en dondela energa incidente producto del arco alcanzay no supera las 1,2 Cal/cm2; energa que enbase estadstica se considera que producequemaduras de hasta segundo grado,
calificadas como curables.
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Frontera de arco
La Frontera de arco determina la mnimadistancia de aproximacin a una potencialfuente de arco elctrico para una persona no
equipada adecuadamente o para personal noespecialista Dentro de esta frontera de arco existirn
restricciones de acceso definidas al nivel deaproximacin con la potencial fuente de arcoelctrico
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Distancias de aproximacin
1. Frontera deArco. Lmite deaproximacin apotencial arcoelctrico, dondeuna personapuede recibir
quemaduras desegundo grado
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Distancias de aproximacin
2. Frontera deAccesocontrolado.Limite deaproximacinluego de lo cualexiste riesgo deelectrocucin
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Distancias de aproximacin
3. Frontera deAccesorestringido.Limite deaproximacinluego de lo cualexiste un elevado
riesgo de arcoelctrico y/oelectrocucin pormovimientos
inadvertidos
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Distancias de aproximacin
4. Frontera deAccesoprohibido.Limite deaproximacinluego de lo cual eltrabajo es
considerado iguala realizarlo encontacto conpartes
energizadas
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Distancias de aproximacin
VoltajeFrontera de
arco
Limite espacioaccesocontrolado
Limite espacioaccesorestringido
Limite espacioaccesoprohibido
Distancia de
arcosobre 751 V yhasta 15 kV
Ver tablabarras de
subestacin1.5m 0,7m 0,2m 39mm
sobre 15,1 kVhasta 36 kV
Calcular 1,8m 0,8m 0,3m 161mm
Fuente: NFPA 70E
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Distancias de aproximacin
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Fronteras de arco en celdas de Chilquinta
Valparaiso-
B1
Valparaiso-
B2
Miraflores-
B1
Miraflores-
B2
Quilpue Concon-B1 Concon-B2Quintero-
B1
Quintero-
B2Energia incidentecalculada (Cal/cm2)
6,8 7,2 6,4 6,4 7,7 12 12 5,6 5,6
Frontera de arco(cm) 503 403 436 406 517 819 816 364 361
Celdas instaladasParmetro
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Ropa Adecuada-Proteccin Personal Todo trabajo cuyo desarrollo incluya el exponerse a un
arco elctrico debe ser desarrollado utilizando ropaantiarco seleccionada adecuadamente.
La seleccin de la ropa adecuada depende de lacategora del riesgo, el cual a su vez est determinadopor el nivel de energa incidente probable
La ropa de trabajo permite que, en caso de serafectado por un evento de arco elctrico, el impacto nosea mayor al de una exposicin a 1,2 cal/cm2(quemaduras de segundo grado), con un 95% deprobabilidad.
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Categoras Ropa Antiarco
Categoriade riesgo
MinEnerga
incidentecal/cm^2
MaxEnerga
Incidentecal/cm^2
Nivelmmimo de
EPP,cal/cm^2
0 0 1,2
1 1,2+ 4 4
2 4+ 8 8
3 8+ 25 25
4 25+ 40 40
4+ 40+ 40++ No existe
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Categoras Ropa Antiarco
Categorade riesgo
Equipamiento de proteccin personal( EPP )
0Camisa y pantalones de fibra natural. Guantes dielctricos, casco, lentes y zapatosde seguridad
1Camisa y pantalones resistentes al fuego (FR Cat 1). Guantes dielctricos, casco,lentes y zapatos de seguridad
2Camisa y pantalones resistentes al fuego (FR Cat 2). Protector facial, protectoresauditivos insertos, guantes dielctricos, casco, lentes y zapatos de seguridad
3Igual a cat 2 mas buzo FR sobre camisa y pantalon. Protector facial tipo capuchon (elconjunto debe ser FR Cat 3), protectores auditivos insertos, guantes dielctricos,casco, lentes y zapatos de seguridad
4Igual a Cat 3 mas buzo adicional que incluye protector facial tipo capuchon.protectores auditivos insertos, guantes dielctricos, casco, lentes y zapatos deseguridad
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EPP En Chilquinta
Valparaiso-B1
Valparaiso-B2
Miraflores-B1
Miraflores-B2
Quilpue Concon-B1 Concon-B2Quintero-
B1Quintero-
B2
Energia incidente
calculada (Cal/cm2)6,8 7,2 6,4 6,4 7,7 12 12 5,6 5,6
Frontera de arco(cm) 503 403 436 406 517 819 816 364 361
Categora mnima ropa deproteccin antiarco
requerida
2 2 2 2 2 3 3 2 2
Celdas instaladasParmetro
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Celdas de media tensin Comentarios y cambios a Especificaciones Tcnicas
de Chilquinta Las referencias normativas no se hacen a normas o
estndares especficos, sino a instituciones (ejemplo. debecumplir con IEC, ANSI, NEMA, etc). Se debe ser masexplcito a fin de evitar interpretaciones del fabricante
Se indica que celda debe ser Metal Clad . Estadenominacin ya no es usada en normativa IEC, solo ANSI.
Se indica que celdas deben ser resistentes a arco internode acuerdo a IEC 62271-200 Contradiccion ya que seindica Metal Clad
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Celdas de media tensin
Comentarios y cambios a Especificaciones Tcnicasde Chilquinta
No se indican que tipo de proteccin contra arco
interno es requerida de acuerdo a IEC 62271-200 No se indican que pruebas respecto a arco interno
que son requeridas Se especifica como aceptables interruptores al
vaco y SF6., pero Chilquinta slo est aceptandovaco, el cual es preferible
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Celdas de media tensin Otros aspectos considerados en la revisin.
An con norma ANSI, Metal Clad no implicaproteccin contra arco interno. Debe especificarseque tipo de proteccin se requiere
Se indican que se deben cumplir estndares ANSIe IEC. Esto puede resultar en ambigedades omalos entendidos de parte del proveedor
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FINALMENTE
SE INLCUYE EN ESPECIFICACION UNA SERIE DE CARACTERISTICAS QUE LANORMA ESTABLECENO TODAS LAS CELDAS CONSTRUIDAS SEGN IEC 62271-2NO SON IGUALES. ENTRE LOS PRINCIPALES QUE SE ESPECIFICAN ESTAN:
ARQUITECTURA Y ACCESIBILIDAD CATEGORIA DE CONTINUIDAD DE SERVICIO CLASE DE PARTICION CLASIFICACION ANTE ARCO INTERNO
LO ANTERIOR APARTE DE LAS TIPICAS: CLASE DE VOLTAJE, NIVEL DECORTOCIRCUITO, ECT
NORMAS DE FABRICACIN SELECCIONADAS IEC-62271-200. High-voltage switchgear and controlgear. Part 200: AC metal-
enclosed switchgear and controlgear for rated voltage above 1 kV up to andincluding 52 Kv
IEC-62271-1. High-voltage switchgear and controlgear. Part 1. GeneralConditions
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Celdas de media tensin Definicin General Celda
Conjunto de dispositivos de maniobra (interruptores, desconectadoresy otros) y todo su equipamiento de control, medicin y proteccinasociado, instalados normalmente dentro de una estructura metlicacerrada, con accesos claramente establecidos
Celda resistente a arco interno. Es una celda para la cual se cumplen los criterios prescritos para la
proteccin de las personas en caso de falla con arco y esto esdemostrado a travs de pruebas tipo (IEC-62271-200)
Unidad funcional. Conjunto de dispositivos de maniobra (interruptores, desconectadores
y otros) y todo su equipamiento de control, medicin y proteccinasociado, instalados normalmente dentro de una estructura metlicacerrada, con accesos claramente establecidos
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Celdas de media tensin Clasificacin (para los efectos de arco elctrico)
Celda No resistente a arco interno Celda resistente a arco interno (IAC-Internal Arc Classified)
Los usuarios estn tendiendo a exigir en susespecificaciones el suministro de celdas IAC, debido aque sus trabajadores se encontrarn mas protegidos almomento de operar o hacer ciertas labores demantenimiento en estos equipos
A su vez, los fabricantes estn orientando sus diseos aeste tipo de celdas estandarizando ciertas lneas defabricacin
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Celdas de media tensin Los criterios para definir adecuadamente una celda a
resistente a arco interno estn acotados en la norma ypueden marcar diferencias importantes entre undiseo u otro si no son claramente especificados porquien compra. No basta con indicar en laespecificacin que la celda debe ser Resistente a ArcoInterno, pues la norma tiene opciones.
Definidos los criterios prescritos, el cumplimiento de
estos debe ceirse a lo indicado por la norma Cuales son estos criterios para el caso de Chilquinta
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Celdas de media tensinTipo de clasificacin segn IEC62271-200 Descripcin Designacin Chilquinta
Continuidad de servicio (LSC)
Describe la posibilidad de que uncompartimento de MV de una unidadfuncional sea abierto junto con que lasotras unidades funcionales de la celdapermanezcan en servicio
LSC 2B (Mxima flexibilidad)
Segregacin y Cortinas(Shutters)La separacin entre compartimentospuedeser metlica o no metlica. Las cortinas deacceso a barras idem
PM (metlico, aterrizado)
Clase de accesibilidad a compartimentosDefine la proteccin para abrircompartimentos de celdas
Frontal:Controlado por enclavamientoTrasero: Acceso mediante herramienta
Clasificacin contra arco interno yaccesibilidad a la celda
Define que la celda debe ser resistente aarco interno, en que lados tendr esta
proteccin, nivel de corriente de arco yduracin y que tipo de personal puedetener acceso a la celda
IAC A FLR 25 kA, 1 sIAC: Arc Flash Clasiffied
A: Accesa solo personal autorizado.FLR: Proteccion arco al frente, atrs a loslados
Proteccin contra ingreso de partculas(segn IEC-60529)
define el nivel de impedimento de laenvolvente exterior e interior para queingresen partculas de polvo
IP 4X. ExteriorIP 2X. Interior
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Celdas de media tensin
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Ref.: ABB Unigear
A: Compartimento interruptorB: Compartimento de barrasC:Compartimento de conexin decablesD: Compartimento de control yprotecciones (BT)E: Ducto de gases
externo(opcional)F: Flaps limitadores de presinG: Sistema de evacuacin degases interno
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Ref.:Schneider-MCSet
Ref ABB Unigear
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Celdas de media tensin Una celda resistente a arco interno debe contar dentro
de sus antecedentes que el diseo ha sido sometido apruebas tipo que demuestren este diseo (que estaspruebas han resultados satisfactorias). Esto adems detodas las otras pruebas tipo y de rutina que deben serefectuadas como cualquier equipo elctrico
Pruebas de Rutina En fbrica. Antes de la entrega Pruebas tipo En laboratorio reconocido (en fbrica
bajo la aceptacin del cliente). Al momento depresentar oferta proponente debe poder presentarcertificados y protocolos
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Celdas de media tensin
Criterio 1: Puertas y cubiertas no se han abierto productode la prueba. Se aceptan deformaciones. Grado IP puedeno cumplirse luego de la prueba
Criterio 2: No hay fragmentacin de la envolvente. No hayobjetos expulsados de masa mayor a 60g
Criterio 3: El arco no produce agujeros en los ladosclasificados de la envolvente
Criterio 4: Los indicadores alrededor de la celda no se hanquemado producto de gases o lquidos calientes
Criterio 5: La envolvente permanece conectada a tierra
Clasificacin contra arco interno yaccesibilidad a la celda
IAC A FLR 25 kA, 1 sIAC: Arc Flash ClasiffiedA: Accesa solo personal autorizado.FLR: Proteccion arco al frente, atrs a loslados
Inspeccin resultados de pruebas tipo:Pruebas deben asegurar cinco criterios
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Otras Medidas de Proteccin Monitoreo interno permanente por presencia de
arco (luz, presin) y operacin directa osupervisada sobre el interruptor principal
Para ello se instala una red de fibra ptica o sensoresde presin en la celda. Si estos sensores acusancambios que caigan en cierto rango se interpretacomo un arco y dispara el interruptor principal demanera instantnea.
Una variacin del anterior es disparar el interruptorprincipal slo si los TC tambin registran alza decorriente. Esto permite eliminar falsos disparos
Estos sistemas operan en el rango entre los 50 alos 100 ms
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Otras Medidas de Proteccin Monitoreo interno permanente por presencia de arco
(luz, presin) y operacin directa o supervisada sobreun desconectador de puesta a tierra
Para ello se instala una red de fibra ptica en la celda quemonitoree cambios en el nivel de luz dentro de la celda. Sieste se modifica en cierto rango se interpreta como unarco. Si esto es coincidente con una elevacin de corrienteen una o mas fases, se da orden de cierra a undesconectador de puesta a tierra de cierre rpido que creaun cortocircuito trifsico a tierra. Como consecuencia sedispara el interruptor principal de manera instantnea.
Este sistema opera en el rango de los 5 ms
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Celdas de media tensin
IMPORTANTEDEBE TENERSE EN CUENTA QUE EL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DE UCELDA RESISTENTE A ARCO INTERNO NO ES ALGO QUE DEPENDASOLAMENTE DE LA ESPECIFICACION Y EL DISEO DE LA CELDA EN SIMISMA, SINO QUE TAMBIEN DE LAS CONDICIONES DE INSTALACION Y
LOS PROCEDIMIENTOS DE OPERACIN.PARA INSTALACIONES AL INTERIOR, UNA FALLA CON ARCO INTERNO EUNA CELDA, AUNQUE SEA RESISTENTE A ESTE EVENTO, PUEDE CAUSASOBREPRESION AL INTERIOR DE LA SALA DONDE EST INSTALADA.
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Celdas de media tensin. Aspectos a considerar
en la instalacin de celdas IAC Altura de sala: Consultar a fabricante. Si altura libre es
menor a app 1,8 m evaluar con fabricante plenum deexpansin y expulsin de gases.
En ambientes exteriores contaminados o cercanos almar PRESURIZACION.
Antes de poner en servicio verificar si no se han obstruido los flaps de liberacin de
gases Verificar que no se han reemplazado los tornillos ofijaciones desprendibles por otros fijos en los flaps.
Estan instaladas todas las PM y Shutters? Verificar apriete de pernos y cubierta dielectrica de barras
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Celdas de media tensin. Aspectos a considerar
en el mantenimiento USAR EPP DE ACUERDO AL NIVEL DE RIESGO Limpieza de la sala (polvo) Limpieza de elementos de reserva almacenados en la sala Puertas cerradas y paneles con todos sus pernos
Termografa peridica (sin abrir puertas ni paneles-usar ventanas deinspeccin donde existan). Conexiones en MT sueltas deben sercorregidas lo antes posible
1 vez al ao los interruptores deben ser operados, retirados einsertados. Interruptor trabado es interruptor en falla; no repetiroperacin
Evaluar uso de tecnologas de monitoreo en lnea, sin intervencin. Monitoreo en lnea de temperatura Monitoreo en lnea de descargas parciales
Pauta de mantenimiento preventivo del fabricante
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Celdas de media tensin. Aspectos a considerar
en la operacin USAR EPP DE ACUERDO AL NIVEL DE RIESGO Donde exista la posibilidad, operar de forma
remota No operar con puertas abiertas o paneles
retirados No retirar ni insertar interruptores ni elementos
con puerta abierta. Interruptor trabado se debe declarar en falla. No
intentar extraer, insertar u operar con energa
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Y las celdas existentes?
Se desarroll un anlsis de riesgo en todas lasinstalaciones de celdas existentes
A partir de este anlisis se desprendenmedidas inmediatas, medidas de medianoplazo
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Anlisis de riesgo-Mtodo NFPA 70E
Frecuencia y duracin de la exposicin
= X Probabilidad de ocurrencia del evento
Probabilidad de evitar o limitar el dao
NFPA 70 E
Probabilidad deexposicin al
evento
Riesgo Consecuencias
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Anlisis de riesgo-Parmetros
Calificacin
C1Efectos menores (herida menor, moretones,quemadura de primer grado). E hasta 1,2 Cal/cm2 1
C2
Efectos reversibles. Dao auditivio, quemadura desegundo grado. Se espera total recuperacin. E
mayor que 1,2 Cal/cm2 y hasta 4 Cal/cm2 2
C3
Efectos permanentes-Ceguera, perdida de audicinpermanente, quemaduras de tercer grado posiblefallecimiento dependiendo de edad y estado desalud previo. E mayor que 4 Cal/cm2 hasta 8 Cal/cm2 3
C4Efectos irrevesibles. Trauma mayor, quemadurassobre tercer grado, o muerte. E>8Cal/cm2 4
Consecuencia
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Anlisis de riesgo-Parmetros
2h
F1 Una vez al dia o mas 1 3 4 4F2 Una vez al mes a 10 veces en el mes 1 2 3 4
F3 Una vez al ao a 10 veces al ao 1 1 2 3
F4 Una vez cada 2 o mas aos 1 1 1 2
Frecuencia y duracin de la exposicin (Fd)
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Anlisis de riesgo-Parmetros
Ponderador(Ci)
A Accin 0,3M Mantenimiento 0,15V Vida en servicio 0,15E Medio ambiente 0,1T Tipo ce celda 0,3
Factor
Probabilidad de ocurrencia del Evento
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Anlisis de riesgo-FactoresCalificacin
A1No hay acciones en media tensin. No hayoperacin de equipos. No hay retiro niinstalacin de interruptores.
1
A2Hay operaciones de media tension en l a salapero son remotas al a celda
2
A3
Hay operaciones en equipos de manera local.No hay extraccin de equipos de celdas. No hayapertura de puertas de gabinetes de medi atensin ni de puertas traseras de la celda
3
A4
Hay retiro o instalacin de i nterruptores. Hayapertura de puertas de compartimentos demedia tensin y/o puertas traseras decompartimentos
4
Accin Calificacin
M1
Muy buen mantenimiento. Pautas delfabricante se siguen y se han seguidorigurosamente. Se mantienes registroscompletos
1
M2
Buen mantenimiento. Se siguen en general laspautas del fabrciante pero no se puedeasegurar que siempre ha sido asi. No hayregistros completos. A veces se han canceladomantenimientos programados
2
M3
En general no se siguen pautas estrictas demantenimiento. Se privilegian algunos aspectossobre otros. No hay registro historico se llevaregistro pero parcial
3
M4Practicamente no se hace mantenimiento. Runto failure
4
Mantenimiento
CalificacinV1 0 a 5 aos 1
V2 mas de 5 aos y hasta 15 aos 2V3 mas de 15 aos hasta 25 aos 3V4 mas de 25 aos 4
Vida util remanente(base 30 aos) CalificacinE1 Poco agresivo exterior 1
E2 Medianamente agresivo exterior.controlado alinterior 2
E3Medianamente agresivo exterior. Nocontrolado al interior
3
E4 Extremadamente agresivo exterior 4
Medio ambiente
CalificacinT1 IAC AFLR, con certificacin de pruebas 1T2 No IAC 4
Tipo de celda
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Anlisis de riesgo-Resultados
Valparaiso-B1
Valparaiso-B2
Miraflores-B1
Miraflores-B2
Quilpue Concon-B1 Concon-B2Quintero-
B1Quintero-
B2Quintero-
B1Quintero-
B2
Consecuencia 3 3 3 3 3 4 4 3 3 3 3Probabilidad de ocurrencia del evento 3,1 3,1 2,05 2,05 3,1 3,35 3,35 3,55 3,55 3,55 3,55
Efecto de la accin 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4Frecuencia de exposicin 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3Probabilidad de evitar el dao 2 2 1 1 2 4 4 4 4 4 4Riesgo estimado 3,5 3,5 1,2 1,2 3,5 10,1 10,1 8,0 8,0 8,0 8,0
Clasificacin del riesgo operadoresAceptableconcontroles
Aceptableconcontroles
Aceptable AceptableAceptableconcontroles
Inaceptable InaceptableNodeseable
Nodeseable
Nodeseable
Nodeseable
Consecuencia 3 3 3 3 3 4 4 3 3 3 3Probabilidad de ocurrencia del evento 2,5 2,5 1,45 1,45 2,5 2,75 2,75 2,95 2,95 2,95 3,55Frecuencia de exposicin 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2Probabilidad de evitar el dao 2 2 1 1 2 4 4 4 4 4 4Riesgo estimado 1,9 1,9 0,5 0,5 1,9 5,5 5,5 4,4 4,4 4,4 5,3
Clasificacin del riesgo mant.Protecciones
Ac epta bl e Ac epta bl e Ac epta bl e Ac epta bl e Ac epta bl eAceptableconcontroles
Aceptableconcontroles
Aceptableconcontroles
Aceptableconcontroles
Aceptableconcontroles
Aceptableconcontroles
Analisis de riesgo (operadores)
Analisis de riesgo (mantenimiento de protecciones)
ParmetroCeldas instaladas Proyecto Alimentador
Quintero 110 kV
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Etiqueta
propuestaSubestacin Valparaso
Equipo Barra 1 Celda de 12 kV
Distancia de trabajo 600 mm
Corriente de cortocircuito trifsica 6,54 kA
Frontera de arco elctrico 436 cm
Energa incidente a 910 mm 6,8 Cal/cm2
Nivel de proteccin EPP 2
RETIRAR PANEL TRASERO
OPERAR Y/O RETIRAR INTERRUPTOR
ABRIR PUERTA MEDIA TENSION
ABRIR PUERTA CONTROL
Chilquinta Energa S.A Fecha de evaluacin: Mayo 2013Area de Prevencin de Riesgos Proxima evaluacin: Mayo 2015
ADVERTENCIA
Peligro de Arco ElctricoElementos de proteccion personal
antiarco (EPP) es obligatorio
UTILIZAR EPP ANTIARCO PARA
!
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Conclusiones y recomendaciones Las celdas Bahuen Efacec instaladas en subestaciones
Valparaso, Concn, Quilpu y Quintero, no es posiblesclasificarlas como resistentes a arco interno de acuerdo a IEC-62271-200 debido a la escasa evidencia en terreno y endocumentos disponibles.
Se recomienda pedir al fabricante evidencia documentada delas pruebas efectuadas a tales celdas y sus protocolos deresultados, todos de acuerdo a IEC-62271-200 y a las nuevasespecificaciones de celdas de Chilquinta desarrolladas comoparte de este estudio. Slo a la vista de estos resultados serposible revisar y eventualmente modificar el anlisis de riesgorealizado.
En el intertanto, la operacin y labores de mantenimiento enceldas bahuen efacec debe regirse por instructivo paraintervenir celdas NO IAC
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Conclusiones y recomendaciones Los niveles de energa incidente en celdas deSubestacin Concn junto con las caractersticas de las
celdas existentes de no ser poder ser clasificadas comoIAC hacen que el nivel de riesgo estimado paraoperaciones en estas sea inaceptable. Esta categora deriesgo hace necesario tomar medidas inmediatas enesta subestacin, entre ellas:
Efectuar un estudio del ajuste de las proteccioneselctricas de manera a fin de evaluar la posibilidad dereducir los tiempos de despeje de falla
Utilizar ropa clasificada como categora 3 en todas lasoperaciones en celdas de esta subestacin y manteneresta obligacin hasta no disponer de una nuevaclasificacin de riesgo luego de cambiar o agregar algnnivel de proteccin
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Conclusiones y recomendaciones En el mediano plazo en SE ConCon
Evaluar la Inclusin de elementos de operacinremota en celdas y/
Incorporar dispositivo de deteccin y despeje defalla contra arco interno de alta confiabilidad
Incluir en planes de inversin el reemplazo deceldas GEC Alsthom por otras clasificadas comoIAC y que cumplan las nuevas especificacionesdesarrolladas
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Conclusiones y recomendaciones SE Quintero. Sugerencias para accin inmediata
Incluir sistema de presurizacin en plan de mantenimientoperidico.
Sistema de escalerillas de cables est muy cercano a lasceldas y en algunos casos el cielo es muy bajo. En caso dearco interno se puede potenciar el efecto rebote de gasescalientes por esta condicin. Se recomienda evaluarinstalacin de tnel de expulsin de gases sobre las celdasy/o modificar sistema de canalizacin
SE Quintero. Sugerencias a mediano plazo Incorporar dispositivo de deteccin y despeje de falla
contra arco interno de alta confiabilidad Incluir en planes de inversin el reemplazo de celdas GEC
Alsthom por otras clasificadas como IAC y que cumplan lasnuevas especificaciones desarrolladas
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Subestacin Quilpu,
Sellos interioresfaltantes Exposicin aeventual arco interno
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Subestacin Quintero
Distancia entreescalerilla y partesuperior de celda esinsuficiente. Sesugiere evaluardesplazamiento
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Subestacin Quintero
Elemento adicionalinstalado en terreno
sobre celda BauenEfacec. Sedesconoce objetivo.Se sugiere consultarcon instalador yevaluar impacto enintegridad
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Subestacin Concn. Celda GEC AlstomCelda de fusibletransformador deSSAA, con barra de12 kV a la vistadetrs de visor. Se
desconocecapacidad de visorpara soportar unarco interno. Al noindicarse en placaque celda es
resistente sedebera asumir queno resiste
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Celdas o Patio? No conozco estudios comparativos acerca de la
probabilidad de un evento de arco entre una subestacintipo patio y una celda
A primera vista podra pensarse que hay una menorposibilidad en patio, debido a que las distancias entrepuntos a diferente potencial son en general mayores
Pero tambin hay mas polucin y est mas afecta aintervencin de terceros
Una ventaja de la subestacin en patio es que el arco seproducira en espacio no confinado-a menos que ocurradentro de un equipo, caso en donde sera mas grave por laposible explosin.
Celdas han incorporado la variable arco en sus diseosposibles, lo que hace que sean equipos muy seguros si seinstalan, operan y mantienen de manera adecuada
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Y QUE PASA EN OTROS EQUIPOS?
En cualquier equipo, operando desde 220 V haciaarriba, puede existir el riesgo de arco elctrico En baja tensin pueden ser particularmente
grandes las energas incidentes debido a los altos
niveles de cortocircuito, especialmente a la salidade subestaciones de distribucin En media tensin en distribucin el efecto es
similar al visto en celdas, por lo que puedenaplicar similares medidas tambin.
En ambos casos es importante la cuantificacindel riesgo y para ello lo primero es ladeterminacin de la energa incidente
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Y QUE PASA EN OTROS EQUIPOS?
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