Cómo mejorar la confiabilidad de la interrupción bajo carga

Los seccionadores bajo carga (LBS, por su sigla en inglés) son dispositivos que ofrecen una tecnología imprescindible a las redes aéreas, estando entre los primeros equipos desarrollados para el sistema de distribución. Además de su funcionalidad básica de conexión y desconexión, permite fragmentar la red en zonas más pequeñas, minimizando el número de clientes afectados cuando se presenta una contingencia (o una falla).

A lo largo de los años se han aprobado y utilizado múltiples diseños. Entre los primeros se encontraban los interruptores en aire, tecnología anterior a la adopción de las técnicas de diseño sellado con SF6, en las redes de distribución de los años 70 y 80.

A continuación, exploramos la técnica moderna de aplicar aislamiento dieléctrico sólido a seccionadores bajo carga, combinando la confiabilidad de un interruptor sellado con la sostenibilidad ambiental de un diseño libre de SF6.

¿Por qué es necesario un seccionador bajo carga cuando la red ya cuenta con Reconectadores? ¿Acaso los Reconectadores no realizan también la conexión y desconexión en la red?

Los LBS ofrecen un punto de trabajo aislado para los operadores de red. Es decir, están diseñados para proporcionar un nivel básico de aislamiento (BIL) través del interruptor, en cumplimiento con la norma de dispositivos de maniobra hasta 52 kV, IEC62271-103.

Este estándar es más exigente en cuanto a BIL para los dispositivos de maniobra. Los Reconectadores cumplen con la norma IEC62271-111 y necesitan un dispositivo compatible con IEC 62271-103, en serie, para ser utilizado como punto de trabajo de aislamiento.

Interruptores de ruptura en aire

Los interruptores de corte en aire son dispositivos mecánicos con contactos expuestos. Se basan en la distancia entre contactos en un entorno al aire libre para proporcionar el aislamiento necesario. A niveles de media tensión, esto puede hacer que estos dispositivos sean de un tamaño superior, pero su simplicidad los hace relativamente baratos de fabricar.

No obstante, hay dos problemas principales con este diseño. En primer lugar, el mecanismo y los contactos están expuestos al medio ambiente. Dado que los interruptores se operan con poca frecuencia, esta exposición ambiental conduce a la corrosión y daños al mecanismo y los contactos. Cuando el dispositivo presenta una avería, los operadores de red necesitan equipos de acceso de línea en vivo, u operar un interruptor aguas arriba, para realizar mantenimiento al dispositivo averiado.

En este escenario, los ahorros de la inversión inicial se pierden con los costos de mantenimiento y confiabilidad operativa.

En segundo lugar, exponer el espacio de aislamiento al aire agrega un riesgo para los operadores. En la posición abierta, si un ave se interpone entre el espacio de contacto, el aislamiento se ve comprometido, con consecuencias desafortunadas para todos los involucrados.

Interruptores SF6 sellados

Estas limitaciones de confiabilidad, así como el advenimiento del aislamiento en SF6, condujeron al desarrollo de interruptores sellados. Los contactos del interruptor se incorporaron dentro de un tanque metálico sellado, con gas hexafluoruro de azufre (SF6) en su interior.

Esta técnica mitigó los problemas de confiabilidad de los interruptores de ruptura en aire, pero eliminó la capacidad para verificar el espacio de aislamiento. Los operarios tenían que confiar en el gas y en los indicadores externos como confirmación del aislamiento.

El otro gran inconveniente es que el SF6 es el gas de efecto invernadero más potente que se conoce. Un kilogramo de SF6 equivale a más de 23 toneladas de CO2-e, y tiene una vida media atmosférica de 3.200 años. Puede tener fantásticas propiedades aislantes, pero no es compatible con las estrategias de descarbonización de la red.

Diseños modernos de equipos de maniobra

El comprobado moderno diseño del seccionador bajo carga utiliza dieléctrico sólido epóxico como medio aislante e incluye dentro del mismo encerramiento un espacio de aire con suficiente espacio libre para lograr el nivel de básico de aislamiento requerido para cumplir con la norma IEC 62271-103.

El primer diseño a nivel mundial fue el VISI-SWITCH de NOJA Power, lanzado hace media década.

Con base en el material aislante utilizado en el Reconectador, el dieléctrico sólido que ha sido utilizado durante más de 20 años, el VISI-SWITCH® de NOJA Power encierra el mecanismo y el espacio de aislamiento para lograr una mayor confiabilidad. No es necesario realizar mantenimiento al mecanismo ni a los contactos, ya que están alojados y sellados herméticamente dentro de un encerramiento de acero inoxidable. A diferencia de los dispositivos SF6 sellados, el VISI-SWITCH® de NOJA Power no utiliza gas SF6, ofreciendo una alternativa sostenible.

La ausencia de gas también hace posible visualizar el espacio de aislamiento. El VISI-SWITCH® de NOJA Power cuenta con una ventana de vidrio con clasificación de impacto, que permite confirmar visiblemente la apertura en aire.

La lista completa de las especificaciones técnicas pueden ser descargadas aqui.

Conclusión

Los seccionadores bajo carga son fundamentales para la operación confiable de la red de distribución- De igual forma, el mantenimiento de la red es esencial para una operación confiable.

El desempeño confiable de la red es proporcional a la confiabilidad de las tecnologías de maniobra utilizadas. Los seccionadores bajo carga modernos, como el VISI-SWITCH® de NOJA Power, no cuentan con mecanismos expuestos ni aisladores, y no necesitan gas SF6. El diseño con dieléctrico sólido y acero inoxidable proporciona un funcionamiento fiable en todos los entornos operativos industriales.

“El VISI-SWICH está acercando a nuestros clientes al futuro. Contribuimos con soluciones sostenibles al eliminar el gas SF6, devolviendo a los operarios de las líneas seguridad mediante la apertura visible que se había perdido cuando los interruptores de corte en aire dejaron de utilizarse,” Neil O'Sullivan, director general del grupo NOJA Power.

“Este producto permite eliminar el gas SF6, condición de obligatoria para apuntar al objetivo de cero emisiones netas de carbono para el 2050. También mejora la seguridad del operador con apertura visible dentro de los bujes de goma de silicona. Esto permite asegurarse que el dispositivo está abierto y aislado. Actualmente tenemos interruptores de 15 kV en stock para su entrega inmediata.”

Para obtener más información, visite www.nojapower.es o comuníquese con su distribuidor local de NOJA Power.