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Mitigando el riesgo de incendio en redes de distribución aéreas

Según los resultados de la investigación realizada, a raíz de los devastadores incendios forestales ocurridos en Australia los últimos años, los reconectadores para líneas aéreas de media tensión capaces de detectar fallas a tierra sensible del orden de 500 mA, reducirían el riesgo de incendio en un 80% [1], esto independiente de que estos utilicen tecnología de cierre convencional o de “cierre con pulso”.

Cierre convencional vs. Cierre con pulso

A pesar de la publicidad desplegada en torno a los reconectadores automáticos para líneas de media tensión que implementan tecnología de «cierre con pulso», se ha demostrado que estos no ofrecen ninguna ventaja técnica respecto a la tecnología de cierre convencional.

Los reconectadores están diseñados para manejar fallas momentáneas, donde el objetivo del recierre es entregar suficiente energía para eliminar el origen de la falla de manera controlada, manteniendo la red dentro de la tolerancia de sobrecarga térmica (energía de cortocircuito que puede soportar). Para la mayoría de los casos, existen altas probabilidades de que la falla se mantenga presente durante el primer recierre. Por tanto, el objetivo es cerrar y entregar energía suficiente para quemar la falla y mantenerse dentro de las limitaciones de diseño de la red.

Para el caso de los reconectadores que utilizan tecnología de “cierre con pulso”, es posible que se detecte la falla y se abra la línea, luego de lo cual, intentará verificar si la falla permanece presente, lo que, de ser efectivo, no ejecutará el recierre y mantendría el interruptor abierto. Por tanto, lo que debería ser una falla momentánea se transforma en una

falla permanente.

En la mayoría de los casos donde los clientes han implementado equipos de “cierre con pulso”, han terminado desactivando esta función después de algunos meses de la instalación, dada la necesidad de mejorar la continuidad de su servicio. No obstante, los fabricantes de este tipo de equipamiento siguen afirmando que estos ayudan a evitar los incendios forestales, lo que es discutible por las razones que se indican a continuación.

Energía Instantánea Disipada

Investigaciones académicas respecto al origen de los incendios provocados por líneas de distribución eléctricas ha demostrado que el 80% de los mismos se pueden prevenir si se detecta e interrumpe la fallas a tierra en el orden de 0.5 amperes. El valor de inicio para un incendio es en realidad 0.10 A2s, es decir si se tiene más de 0.10 A2s de energía instantánea disipada (I2t) durante una falla, se podría eventualmente generar un incendio.

Si se puede detectar 0.5 amperes durante una falla a tierra sensitiva es posible evitar un incendio, incluso antes de que se genere una apertura, sin importar el recierre.

La energía instantánea disipada a 0.5 amperes durante 0.4 segundos permite detectar e interrumpir la falla antes de exceder el límite de 0.10 A2s (dado que i2t = 0.52 x 0.4 = 0.1 A2s).

La mayoría de los equipos de “cierre con pulso” tiene una operación mínima de 6 amperes, con lo que el tiempo de interrupción debería ser de 0.00278 segundos (2.78 ms) para no exceder el límite de 0.10 A2s. Durante este tiempo de operación, correspondiente aprox. a la séptima parte de un ciclo de red, el que el interruptor debe detectar e interrumpir la corriente de falla, y por con ello desconectar el voltaje, lo que simplemente es imposible de cumplir.

En otras palabras, para cuando un equipo de «cierre con pulso» detecte e interrumpa la falla, ya se habrá liberado la energía instantánea suficiente para generar un incendio. Por lo tanto, el beneficio de mitigación de este tipo de equipamiento es cero.

Es posible afirmar que para evitar incendios originados por líneas de media tensión es necesario detectar corrientes de falla a tierra sensitiva del orden de 0.5 amperes e interrumpirlas a tiempo.

En el siguiente recuadro se resume el entendimiento de los escenarios descritos.

 

[1] Marxsen, Dr Tony (3/07/2018). «Vegetation Conduction Ignition Tests» (PDF). https://www.energy.vic.gov.au. Retrieved 3/07/2018

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