En las subestaciones hay distintos elementos importantes para su funcionamiento y la seguridad de las instalaciones, además, garantizan la generación de energía y su distribución eficiente y efectiva. Entre tales elementos, destacan dos: seccionadores y restauradores. Algunos sin experiencia en innovaciones de ingeniería suelen confundirlos.

Los seccionadores: características, tipos y ventajas

Consisten en elementos disponibles en las líneas de la CFE y las particulares, que protegen las instalaciones y seccionan los circuitos para protegerlos de forma independientes. Integra protecciones electrónicas para solucionar posibles fallas en carga. En caso de ocurrir las últimas, se activa la protección con la apertura del circuito, se corta la energía de la carga con falla y se mantienen a salvo la red y circuitos principales, lo que asegura la energización del resto de cargas para que continúen sus operaciones.

Su nombre se debe al seccionamiento, que en ingeniería se refiere al aislamiento de una red o circuito específico para que los equipos del área aislada no tengan carga ni reciban energía. Se realiza con varios dispositivos, sin embargo, el seccionador es el más utilizado, debido a su ruptura lenta.

Los seccionadores son necesarios en las redes eléctricas y se diseñan con varias vías según las necesidades de la instalación. Existen también varios tipos:

• Deben colocarse dentro de bóvedas.
• Deben colocarse en banquetas.

Otra diferencia estriba en el tipo de aislamiento utilizado para separar equipos eléctricos o conductores y garantizar la seguridad operativa. En el mercado encontrarán los dos siguientes:

Seccionador con aislamiento SF6

Utiliza el gas SF6, que no es tóxico ni inflamable, además, tiene buena estabilidad y se utilizan ampliamente en las redes de alta tensión en gas. Las últimas integran elementos que se encapsulan de forma independiente en carcasas metálicas con dicho gas y a una presión más alta que la presión atmosférica.

Los seccionadores usan el mismo principio operativo que el principio utilizado en subestaciones aéreas. Cuentan con las protecciones necesarias para actuar ante fallas en las cargas. El gas también elimina el arco eléctrico producido por usar el equipo, lo que reduce los riesgos de explosiones e incendio.

Seccionador con aislamiento sólido

El aislamiento de los seccionadores sólidos posee excelentes características, por lo que es el más novedoso, además, no permite la regeneración dieléctrica cuando se perfora por tensión eléctrica, lo que usualmente ocurre con aislantes líquidos y gases. Al generarse una ruptura o perforación, se crea un nuevo arco de tensión en el interior del sólido, que permite su uso para cumplir funciones mecánicas, por ejemplo, suspender a un conductor.

Permite desconectar varios tramos de la distribución de energía, e integra protecciones electrónicas que activan y abren las vías con fallas para evitar problemas mayores. No requieren mantenimiento ni presentan fugas, y poseen un diseño compacto que permite su uso en pequeñas instalaciones. Entre las dudas sobre los seccionadores sólidos destaca la siguiente: ¿Qué aislante utilizan? Se trata de la porcelana eléctrica, que destaca por su porosidad de grado cero.

Tiene un revestimiento de esmalte de compresión, que mejora su resistencia ante agentes del aire libre y sus características mecánicas. Asegura la vida útil del seccionador, ya que evita la presencia rápida de reacciones como la oxidación y la hidrólisis. Posee también una forma simétrica para que el campo eléctrico se mantenga uniforme, lo que permite operar con altos campos eléctricos.

Los restauradores: características, ventajas y funcionamiento

Son varias las causas de fallas en redes de distribución, como desgastes por tiempo de uso, adversidades naturales, actos siniestros, entre otros. Dichas fallas pueden ser duraderas o temporales. Las últimas pueden solucionarse con los restauradores. Consisten en dispositivos que desconectan y reconectan secciones en las redes eléctricas, especialmente ante cortocircuitos. Cuando ocurre un problema en una sección de la red, los reconectadores lo detectan y la desconectan automáticamente.

El equipo conecta nuevamente la sección que permanecía inactiva tras un periodo de tiempo. El servicio será restaurado de forma automática si la falla es transitoria, en cambio, la reconexión será imposible si es una falla permanente. En un sistema trifásico, el restaurador conecta las tres fases, aunque haya una falla única en una fase. De esta manera, se evitan los problemas de baja tensión derivados de una fase caída.

Algunas personas confunden un restaurador con un seccionador, sin embargo, tienen notables diferencias. El seccionador efectúa conteos de las veces en que el restaurador reconecta una sección. En caso de varios intentos fallidos, el equipo de seccionamiento desconecta totalmente la sección con falla, lo que evita problemas permanentes que deben atender especialistas en ingeniería eléctrica.

Es importante que los usuarios estén cuidados con las redes que utilicen varios reconectadores, debido a que las desconexiones y reconexiones automáticas provocan picos de tensión en las líneas, además, pueden dañar los equipos que no estén protegidos. Ahora bien, el restaurador funciona mediante conexiones automáticas, aunque hay modelos que operan manualmente, y coordinan con otros componentes protectores para asegurar el aislamiento térmico.

El restaurador se diseña para aislar la línea en el punto más cercano donde haya ocurrido una falla, cerrar el circuito y evitar la permanencia de los problemas, lo que lo vuelve crucial en las subestaciones y redes de alta tensión. Al interrumpir las fallas, evita que ocurran inconvenientes mayores que necesiten tiempo para ser reparados, además, proporciona notables ahorros en daños y reparaciones cortos circuitos en equipos electrónicos.  Cabe agregar que permite cinco aperturas como cantidad máxima operativa.

La Comisión Federal de Electricidad es la institución encargada de regular al restaurador. También se regula el equipo conforme las normas NMX, NOM, NFR e IEC, que especifican las características de control y confiabilidad que debe tener un ejemplar para instalarse y operar adecuadamente en los sistemas de alta tensión.

El restaurador es muy útil para las industrias, debido a que deben permanecer conectadas a la red para no inhibir las pérdidas económicas. Es un equipo delicado, ya que tiene que instalarse bien para garantizar su funcionamiento y vida útil. La instalación se realiza en poste, aunque hay opciones para conectarlo en pedestales o en el interior de gabinetes. Existen también modelos avanzados con microprocesador para mejorar la potencia y control del equipo.

Su funcionamiento es complejo, sin embargo, puede simplificarse en las siguientes etapas:

• Se llena una bomba de disparo con energía al ocurrir una falla, que ejerce fuerza sobre un trinquete (que consiste en un engranaje mecánico), que permite la caída de los contactos móviles.
• Cuando ocurre la caída de los contactos móviles compuestos por resortes, se llena la bobina con energía. La bobina se diseña para funcionar un número específico de veces.
• La bobina de cierre realiza una operación sobre un elemento que maneja los contactos móviles, lo que permite su reconexión con los contactos fijos.
• Se conecta y posiciona el restaurador en caso de que ocurra otra falla temporal. En caso de fallas permanentes, el proceso se repite varias veces según su programación.

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