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Las redes eléctricas son sistemas de suma complejidad e importancia, además, se trata de una de las invenciones de ingenierías más impresionantes de los tiempos modernos, debido a que se encargan de transmitir la energía que se genera en diversas instalaciones y distribuirla a los usuarios finales, para lo cual recorre frecuentemente grandes distancias. Las instalaciones a las que proporciona electricidad son diversas, entre las que destacan los hogares, escuelas, comercios, instalaciones industriales, etcétera. La manera en que lo logran es a través de diversos equipos de media y alta tensión, por ejemplo, los seccionadores.

¿Qué son los seccionadores?

Se trata de equipos que se instalan en las redes de electricidad de las líneas particulares y las de CFE con la finalidad de protegerlas, además, permite seccionar los circuitos de modo que pueda protegerse cada uno de manera independiente. Posee protecciones electrónicas de modo que se ocurre una falla en una carga, pueda activarse la protección con la apertura del circuito, cortarse la energía de la carga con la falla y proteger la red principal y los circuitos particulares. Todas estas funciones permiten que el resto de las cargas conectadas al equipo continúen energizadas y operen sin inconvenientes.

Para entender su funcionamiento mejor, es preciso definir el concepto de seccionamiento. Consiste en un proceso mediante el cual se aislar un circuito específico o instalación de una red, de modo que los equipos de la zona aislada no reciban energía y se encuentren sin carga. El seccionamiento puede efectuarse con diversos equipos, sin embargo, los seccionadores son los más utilizados. Estos equipos son de ruptura lenta, lo que significa que poseen puntos de activación y desactivación similares y la velocidad del mecanismo de control es similar a la de su desplazamiento.

Pueden diseñador con diversas vías, de dos a seis o más según los requerimientos del proyecto. Hay también diversos tipos, por ejemplo, sumergibles que se colocan en el interior de bóvedas, o pedestal, que se colocan en banquetas, asimismo, hay de transferencia automática, manuales o telecontrolados. Varían también según el aislamiento que utilicen, por ejemplo, sólido o SF6.

Seccionador de aislamiento sólido

Los elementos aislantes son cruciales para garantizar la seguridad de las operaciones, además, para separar equipos eléctricos o conductores. El más novedoso es el sólido, debido a sus características, además, por la naturaleza de su material, no se da en él la regeneración dieléctrica cuando se efectúa su perforación por tensión eléctrica ni su renovación constante, lo que sí sucede con otros aislantes como los gases y líquidos. Una vez que ocurre la perforación o ruptura, se produce un arco de tensión nuevo dentro del aislante, lo que posibilita que sean útiles para cumplir funciones mecánicas, por ejemplo, la suspensión de un conductor.

El seccionador con aislante sólido permite la desconexión de distintos tramos de la distribución de electricidad, y comúnmente posee protecciones electrónicas, para que se active y abra el circuito de una vía que presente fallas, y se eviten problemas mayores. Una ventaja es que no necesitan mantenimiento ni implican fugas, además, tienen un diseño bastante compacto lo que es útil en instalaciones eléctricas reducidas. Su ciclo de vida útil varía según las condiciones externas, por ejemplo, aire, humedad y temperatura.

Entre los aislantes sólidos más usados se encuentran la porcelana eléctrica, la cual cuenta con una porosidad de grado cero, recubrimiento de esmalte de compresión, que optimiza sus propiedades mecánicas y confiere mayor resistencia a las condiciones externas; por tal motivo, algunas reacciones como la hidrólisis y oxidación se presentan con mayor lentitud, lo que aumenta su vida útil. Otra ventaja es que, por su forma simétrica, pueden mantener la uniformidad del campo eléctrico, lo que posibilita operar con campos eléctricos mayores.

Pueden fabricarse según los requerimientos del proyecto, ya sea de 15, 27 o 38 kV, operar por telecontrol, radiofrecuencia, GPRS y diseñarse con múltiples vías. El tanque es confeccionado con acero inoxidable, sin embargo, es posible usar acero dulce para el pedestal o gabinete. En Asesores en Alta Tecnología ofrecemos estos equipos con aislante sólido dieléctrico, para dos posiciones, con frente muerto, diseño compacto, y de la marca G&W Electric, la cual es ampliamente conocida por la calidad de sus productos de media y alta tensión.

Seccionador con aislamiento SF6

El SF6 es un gas cuyo nombre químico es hexafluro de azufre, el cual no es tóxico, inodoro e incoloro en condiciones de presión y temperatura normales. Presenta una óptima estabilidad y no es inflamable, además es utilizada en las subestaciones de alta tensión en gas. Cada elemento en estas subestaciones es encapsulado independientemente en compartimientos de metal con gas SF6, a una presión superior a la de la atmósfera.

Los seccionadores con este aislamiento, usan el mismo principio operativo que los que se usan en subestaciones aéreas. En las de gas, posee formas diversas y puede combinar sus funciones mediante una cuchilla de tierra, lo que posibilita que el contacto tome tres posiciones: que tenga posición neutra, sea fijo o el contracontacto de cuchilla esté unida a la barra conductora. En ellos la cuchilla de tierra es extraída de envolturas metálicas para realizar mediciones, lo que posibilita que por activación motorizada o manual pueda moverse sus polos simultáneamente.

Posee las protecciones requeridas en caso de que ocurran fallas en alguna carga. El SF6 permite la eliminación del arco eléctrico que se produce al usar el equipo, lo que disminuye riesgos de incendio y explosiones. En nuestra firma ofrecemos dispositivos de seccionamiento de distintas clases, tipo sumergible o pedestal, con múltiples vías y de dos a tres posiciones, además, frente muerto y diversas operaciones. Las marcas que manejamos son G&W Electric y Canadá Power, reconocidas a nivel global.

¿Qué son los restauradores?

Las redes de distribución eléctrica pueden presentar diversas fallas mientras operan debido a eventos diversos, por ejemplo, vandalismos, condiciones naturales, accidentes, desgastes en el sistema, etcétera. Las fallas pueden derivar en problemas que tienen que solucionarse, para lo cual se interrumpe el servicio. Se suma a ello el tiempo que toma enviar al personal al sitio donde ocurrió para desconectar el servicio, realizar la reparación y reconectar. Sin embargo, hay fallas que son temporales y que pueden solucionarse de formar rápida y automática con un sistema de desconexión y reconexión de la sección problemática.

Los restauradores son para las fallas temporales la mejor solución. Se trata de dispositivos que permiten desconectar y reconectar secciones de una red eléctrica, especialmente cuando sucede un cortocircuito, por ejemplo, cuando cae una rama de árbol. Si se presenta una falla en un punto de la red, es detectada por los equipos de restauración, y posteriormente la sección de la red que tiene conectada es desconectada de forma automática.

Después de un lapso, el equipo vuelve a conectar la sección que se encontraba inactiva. Si el problema es transitorio, el servicio se restaurará automáticamente cuando sea reconectada por el equipo. Si la falla permanece por algún motivo, la red no podrá reconectarse. En los sistemas de tres fases, el restaurador conecta las tres, aunque solo haya una falla en una fase, con el fin de evitar las dificultades de baja tensión que derivan de una fase caída.

Los restauradores operan en conjunto con los equipos de seccionamiento, los cuales realizan conteos de las ocasiones en que los primeros intentan realizar la reconexión de la sección. Si ocurren diversos intentos fallidos, los últimos efectúan una desconexión total de la sección afectada, lo que es indispensable en las fallas permanentes que tienen que ser tratadas por expertos. Los usuarios tienen que ser precavidos aún en las redes que cuenten con equipos de restauración, ya que las desconexiones y reconexiones automáticas pueden causar picos de tensión en las líneas, y derivar en daños en los equipos electrónicos que no tengan protección.

El restaurador eléctrico opera por medio de una conexión automática, sin embargo, hay algunos modernos que pueden operarse de manera manual, además, puede coordinar con otros elementos protectores para garantizar un mejor aislamiento térmica. Su regulación se realiza por la Comisión Federal de Electricidad y con la consideración de las normas NMX, NOM, NFR e IEC, las cuales son las que se encargan de especificar las características de confiabilidad y control que deben poseer para instalarse adecuadamente en los sistemas de alta tensión.

El objetivo del restaurador es aislar la línea en el punto más próximo donde se haya efectuada una falla, cerrar el circuito y disminuir la duración de las fallas, por tal motivo son esenciales en las subestaciones. Evitan con la interrupción de las fallas que ocurran fallas permanentes que requieran más tiempo para su reparación, además, permite ahorrar en reparaciones y daños por corto circuitos en equipos y maquinarias. Cabe añadir que la cantidad máxima de operación que permite es de cinco aperturas.

Su uso es de suma utilidad para las industrias, las cuales no pueden perder las conexiones a la red para evitar pérdidas económicas. Se trata de equipos delicados, no porque sean frágiles, sino porque deben instalarse adecuadamente para que funcionen adecuadamente. Generalmente se colocan en poste, sin embargo, hay versiones alternativas que permiten conectar el restaurador en pedestales o dentro de gabinetes y subestaciones. Los diseños más modernos integran un microprocesador que optimiza el control, potencia y agiliza su funcionamiento.

El funcionamiento de los restauradores puede dividirse en cuatro fases:

  • Cuando ocurre una falla, una bomba de disparo es llenada con energía y ejerce fuerza sobre un engranaje mecánico conocido como trinquete, que a la vez deja que los contactos móviles se caigan.
  • Los contactos móviles se componen por resortes. Al efectuarse la primera apertura y la caída de los contactos, la bobina de cierre es llenada de energía. La última se diseña para operar una cantidad determinada de veces.
  • La bobina de cierre lleva a cabo una operación sobre un elemento que manipula los contactos móviles, lo cual le permite que se conecte nuevamente con los contactos fijos.
  • El restaurador, por último, se conecta y posiciona en caso de que se presente otra falla, siempre que sea temporal. Para las permanentes, repite el proceso diversas ocasiones según su programación.

En Asesores en Alta Tecnología brindamos equipos de restauración automáticos con distintas clases (de 15 a 27 y 38 kV), seis sensores de voltaje, control del microprocesador, y del tipo pedestal y poste. Si gustan pueden adquirir accesorios adicionales como kit para telecontrol, protectores antifauna y TP para alimentación del control.

Equipos compactos de medición

Conocidos como transformadores de medición, consisten en equipos combinados que poseen aislamiento seco y son fundidos bajo vacío. Cuentan con un resina epoxy, la cual aísla, fija y separa las partes del transformador que son activas, con el fin de crear un cuerpo rígido y con excelentes propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas. Para moldearlos se utiliza un envolvente de resina cicloalifática, además, poseen un aislamiento con una óptima línea de fuga y resistencia a la radiación y contaminación ambiental.

Los transformadores de medición son cruciales por el hecho de integrar en un equipo dos transformadores que se comercian de manera individual: de tensión y corriente.

Transformador de corriente

Se utilizan para incrementar o reducir una corriente alterna, además, genera una corriente en el devanado secundario que es proporcional a la del primario. Es considerado como un transformador de instrumentos, junto con los transformadores de potencia, los cuales disminuyen las señales de tensión y corriente a valores estándar que puedan conectarse a los relevadores de protección e instrumentos de medición Arteche.

Los transformadores de medición de corriente producen una carga despreciable al circuito primario, además, permiten mediante la corriente en sistemas de potencia y se utilizan en subestaciones eléctricas, plantas generadoras, y para la distribución de electricidad en industrias y comercios. Se diseñan para proporcionar la corriente correcta a instrumentos diversos como wattmetros, amperímetros y watthorímetros.

Transformador de potencia

Su función es modificar la electricidad en magnetismo para convertirlo nuevamente en electricidad. Generalmente no presentan pérdidas de potencia, sin embargo, hay máquinas con un porcentaje reducido de pérdidas según el diseño, tamaño, estilo, etcétera. Su funcionamiento es regulado por la inducción electromagnética, además, se usan en subestaciones para concentrar la transformación de electricidad en media y alta tensión. Se componen de un núcleo constituido a la vez de diversos elementos, por ejemplo, culatas, columnas y chapas, y devanados, los cuales son un hilo enrollado a través del núcleo y que se recubren con una capa aislante.

Los equipos compactos de medición Arteche se construyen para su uso en intemperie, por lo que se fabrican con altos estándares para que resisten a condiciones como calor excesivo, corrosión, contaminación, etcétera. Poseen aisladores de alimentación-carga, los cuales se encuentran sobre la tapa y la salida en BT por medio de una placa de conexiones colocada en compartimiento de protección con niple de salida. Poseen la ventaja de integrar dos transformadores en uno, por lo que son compactos, además, pueden escogerse con fluido aislante autoextinguible o conductores aislados para su uso en interiores.

En Asesores en Alta Tecnología contamos con equipos de medición Arteche trifásicos para su instalación en pedestal o poste. Su relación de voltaje es de 8,400:120 V, 14,400:120 V y 20,125:115 V y poseen clases distintas desde 15, 25 hasta 38 kV.

Otros equipos para las redes

Los mencionados anteriormente son los más importantes, sin embargo, hay otros que deben considerarse y que en Arteche ofrecemos, entre los que destacan los siguientes:

Reguladores de tensión

Se trata de unidades monofásicas con la capacidad de regular el voltaje por fase en líneas distribuidoras. Poseen una compensación de 10 % arriba y abajo en 32 pasos, con lo que es posible solucionar muchos de los problemas relacionados con la regulación y calidad de tensión.

En Asesores en Alta Tecnología manejamos la marca Eaton Cooper Power. Sus reguladores se adecúan a cualquier requerimiento y vienen en diversos tipos: monofásicos tipo pedestal, poste o subestación. Integran un control CL7, que destaca por su interfaz sencilla pero con características avanzadas para su operación óptima en redes inteligentes. Poseen aceite dieléctrico, el cual aumenta la confiabilidad y disminuye los costos de mantenimiento, además, es una buena opción para proteger el medio ambiente.

Conectores premoldeados

Se utilizan para conectar diversos equipos y materiales eléctricos de media y alta tensión. Se trata de accesorios para cable, los cuales se fabrican con protectores y materiales aislantes. Los más reconocidos en el mercado son los de la línea Elastimold debido a su amplia variedad de modelos, por ejemplo, cajas derivadoras, terminales contráctiles en frío, indicador de falla TPM, entre otros. Cumplen con las normatividades de la CFE para su uso en las redes. Entre los accesorios destaca insertos, codos y cuerpos en T, Adaptadores de tierra, Canister, fusibles limitador de corriente, etcétera.

Si están interesados en adquirir cualquiera de los productos mencionados en esta publicación, contacten a los expertos de Asesores en Alta Tecnología a través de las líneas (81) 8365 0229, (81) 8357 4493 o llenen nuestro formulario o envíennos un correo a la dirección que encontrarán en la sección de contacto. Ofrecemos la máxima calidad en equipos de media y alta tensión a precios competitivos.

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