Un accidente de explosión de equipos GIS causado por errores en el cableado secundario del PT

1. Resumen del Accidente

Durante la puesta en marcha de una nueva subestación de 110kV, el GIS explotó debido a un cortocircuito en el circuito secundario del PT. Aunque la causa fue simple, las consecuencias fueron graves, lo que justifica una reflexión.

2. Proceso del Accidente

El día de la transmisión de energía:

• El suministro de energía superior cargó el GIS de 110kV (un aparato combinado).

• 20 segundos después de cerrar el interruptor de entrada y al impactar por primera vez la barra de 110kV, apareció humo blanco entre el compartimento del PT y el gabinete de control.

• En diez segundos, el compartimento del PT del GIS explotó. El suministro de energía superior se desconectó; el aislador de disco del compartimento del PT estalló, llenando la sala del GIS con fragmentos de aislador y productos de la combustión de SF₆.

3. Análisis de la Causa
3.1 Investigación en Sitio

El PT de 110kV (Shanghai MWB, tipo electromagnético) tenía:

• 1 bobina secundaria básica: 100/√3 V (150VA, clase 0.2).

• 1 bobina secundaria auxiliar: 100V (150VA, clase 3P), no utilizada según el diseño (conducida al bloque terminal del gabinete de control, sin conexión externa).

Hallazgos clave:

• Fase C: Quemaduras severas en el aislamiento de la bobina secundaria del PT; conductor de la bobina básica carbonizado. Aislamiento total quemado del conductor de la bobina auxiliar; cilindro de aislamiento entre la bobina auxiliar y el núcleo carbonizado. Resistencia de aislamiento entre las bobinas básica y auxiliar = 0.

• Fase B: La bobina secundaria básica mostraba marcas de quemaduras en su aislamiento exterior; película interna intacta. El aislamiento superficial de la bobina auxiliar mostraba carbonización por sobrecalentamiento.

• Fase A: Quemadura ligera en el aislamiento superficial de la bobina secundaria básica; otros conductores/aislamiento intactos.

Conclusión preliminar: Cortocircuito en el circuito secundario del PT, probablemente en las bobinas auxiliares de las fases B/C.

Inspección adicional del gabinete de control: Las bobinas auxiliares de las fases B/C estaban cortocircuitadas por dentro. Las conexiones previstas por diseño (C-ncf al terminal 11, B-nbf al terminal 15) estaban mal conectadas (C-ncf al 12, cortocircuitado al 14-cf; B-nbf al 16, cortocircuitado al 18-bf).

3.2 Desarrollo del Accidente

• Inicio del cortocircuito: Después del cierre del sistema primario, las bobinas auxiliares de las fases B/C (cf, ncf; bf, nbf) se cortocircuitaron → caída de tensión en B/C.

• Fin del cortocircuito de la fase B: Después de 20 segundos, el cortocircuito de la fase B se desconectó (el conductor primario se quemó por arco). El tiempo corto causó solo sobrecalentamiento de la bobina auxiliar de la fase B.

• Consecuencia de la fase C: 43 segundos de cortocircuito (según el registro del accidente) sobrecalentaron el conductor secundario de la fase C → fusión/quemadura del aislamiento. El humo blanco provino de esto.

• Falla de aislamiento: La fusión del aislamiento de la bobina auxiliar del PT degradó el gas SF₆ en la cámara del PT → nivel de aislamiento inferior.

• Descargas: Aislamiento reducido + distancias cortas entre fases y tierra → descargas de las fases A/B/C hacia la carcasa del GIS.

• Explosión: La energía del arco aumentó la presión en la cámara de gas → el aislador de disco del PT estalló.

3.3 Error Humano

Durante la puesta en marcha:

• Los técnicos revisaron nuevamente la polaridad y el aislamiento del PT.

• Por conveniencia, retiraron el circuito secundario del PT del bloque terminal del gabinete de control.

• Erróneamente cortocircuitaron los extremos de las bobinas auxiliares de las fases B/C; no verificaron → cortocircuito en las bobinas auxiliares de las fases B/C.

4. Medidas Preventivas
4.1 Seguridad del Circuito Secundario del PT

Los cortocircuitos en los circuitos secundarios del PT dañan componentes o queman el PT. Instalado en una cámara GIS cerrada, los fallos del PT causan explosiones (riesgo de lesiones, retraso en reparaciones). Por lo tanto, la instalación y cableado del PT en GIS requiere atención estricta.

4.2 Protocolos de Circuito Secundario

Las "Regulaciones de Trabajo Seguro Eléctrico" y las "Regulaciones de Seguridad en el Trabajo de Protección Relé" exigen boletos de seguridad para desmontaje y cableado secundario. Usar estos (y integrar el control de riesgos) podría haber evitado el cableado incorrecto bajo presión de trabajo y tiempo.

4.3 Pruebas Pre-energización

Fortalecer las pruebas pre-energización del PT (estandarizadas, documentadas). Enforzar la ejecución estricta de las pruebas para evitar errores por trabajo descuidado.

4.4 Medidas Organizacionales y de Protección

Proteger el equipo comisionado (cerrar gabinetes, usar sellos). Modificar solo post-aprobación; tener restauración supervisada.

4.5 Eliminación de Circuitos No Utilizados

Eliminar los circuitos secundarios no utilizados (reducir riesgos de error). Aquí, la bobina auxiliar no utilizada (conducida al gabinete de control) causó el accidente por cableado incorrecto.

4.6 Interruptor de Aire del Cuerpo del PT

Instalar interruptores de aire secundarios en las cajas de cableado del cuerpo del PT (la configuración actual en los gabinetes de control no puede proteger los circuitos GIS-PT). Esto aísla los fallos debajo de la salida secundaria del PT.Al reconstruir el accidente, analizar las causas y proponer 6 medidas preventivas, se establece una hoja de ruta para la seguridad de los circuitos secundarios del GIS.