Tipos de Interruptores de Alta Tensión y Guía de Fallos

Interruptores de Alta Tensión: Clasificación y Diagnóstico de Fallos

Los interruptores de alta tensión son dispositivos protectores críticos en los sistemas de potencia. Interrumpen rápidamente la corriente cuando se produce un fallo, evitando daños al equipo por sobrecargas o cortocircuitos. Sin embargo, debido a la operación a largo plazo y otros factores, los interruptores pueden desarrollar fallos que requieren un diagnóstico y solución oportunos.

I. Clasificación de los Interruptores de Alta Tensión

1. Según la Ubicación de Instalación:

• Tipo Interior: Instalados en salas de equipos de conmutación cerradas.

• Tipo Exterior: Diseñados para instalación externa, con cajas resistentes a las inclemencias del tiempo.

2. Según el Medio Extintor de Arco:

• Interruptor de Aceite
  Utiliza aceite aislante como medio extintor de arco.

• Interruptor de Aceite Masivo (Multi-aceite): El aceite sirve tanto como medio extintor de arco como aislamiento entre las partes vivas y la carcasa a tierra.

• Interruptor de Mínimo Aceite (Poco-aceite): El aceite se utiliza solo para la extinción del arco y el aislamiento de los contactos; el aislamiento externo (por ejemplo, porcelana) aísla las partes vivas del suelo.

• Interruptor de Vacío: Extingue arcos en un entorno de alto vacío, aprovechando la alta resistencia dieléctrica del vacío. Ampliamente utilizado en aplicaciones de media tensión debido a su larga vida útil y bajo mantenimiento.

• Interruptor de Hexafluoruro de Azufre (SF₆): Utiliza gas SF₆, conocido por sus excelentes propiedades de extinción de arco y aislamiento, como medio de interrupción. Predominante en sistemas de transmisión de alta tensión por su fiabilidad y diseño compacto.

• Interruptor de Aire Comprimido: Utiliza aire comprimido para extinguir el arco y proporcionar aislamiento post-interrupción. Menos común hoy en día debido a su complejidad y necesidades de mantenimiento.

• Interruptor de Soplado Magnético: Utiliza fuerza electromagnética para dirigir el arco hacia ranuras estrechas donde se enfría y desioniza. Generalmente utilizado en aplicaciones de CC o AC especializadas.

II. Fallos Comunes y Solución de Problemas de los Interruptores de Alta Tensión

1. Fallo al Cerrar (Rehuso a Cerrar)

Esto puede deberse a problemas mecánicos, fallos en el circuito de control o errores operativos. Verifique tanto los circuitos de control eléctrico como los componentes mecánicos.

Fallos eléctricos incluyen:

(1) Luz indicadora no funciona o es anormal

• Verifique si el voltaje de alimentación de control coincide con el valor nominal.

• Si la luz roja no se enciende cuando el interruptor está en posición "cerrar", causas probables: circuito de cierre abierto o fusible fundido.

• Si la luz verde (posición de apertura) se apaga pero la luz roja (posición de cierre) no se enciende, verifique la integridad de la lámpara roja.

• Si la luz verde se apaga y vuelve a encenderse: posible baja tensión o fallo mecánico en el mecanismo de operación.

• Si la luz roja parpadea brevemente y luego se apaga y la luz verde parpadea: el interruptor se cerró momentáneamente pero no se enganchó—probable fallo mecánico o tensión de control excesivamente alta causando fallo por impacto.

(2) Contactor de cierre no opera

• Si la luz verde está apagada: verifique los fusibles de la barra de control (positivo/negativo).

• Si la luz verde está encendida: use un tester o multímetro para inspeccionar el interruptor de control, el relé antipumping, los contactos auxiliares y verifique si hay circuito abierto en la bobina o ruptura en el cableado secundario.

(3) Contactor de cierre opera pero el interruptor no se mueve

• Posibles causas: mal contacto del contactor, atasco en el chasis de arco, circuito de cierre abierto o fusible AC fundido en el rectificador de cierre.

(4) Contactor de cierre opera, el interruptor se mueve pero no cierra completamente
Posibles razones:

• Fallo mecánico en el mecanismo de operación

• Baja tensión de la barra DC

• Confusión en el cableado secundario accidentalmente energizando el circuito de apertura

• Operación incorrecta (por ejemplo, el operador libera el interruptor de control demasiado temprano)

2. Fallo al Abrir (Rehuso a Abrir)

Más peligroso que el fallo al cerrar, ya que puede llevar a la activación del interruptor aguas arriba (apertura en cascada), expandiendo el alcance del corte de energía.

(1) Causas de fallo en la apertura eléctrica

• Luz roja no encendida: indica circuito de apertura abierto.

• Verifique: integridad de la lámpara, fusible, contactos del interruptor de control, contactos auxiliares del interruptor.

• Verifique: bobina del relé antipumping, continuidad del circuito de apertura.

• Bobina de apertura opera débilmente: puede ser debido a tensión de captación alta de la bobina, tensión de operación baja, émbolo de apertura atascado o fallo en la bobina.

• Émbolo de apertura se mueve pero el interruptor no se abre: probablemente atasco mecánico o pino de transmisión desprendido.

(2) Manejo del rehuso a abrir

• Fallo en la apertura manual: Informe inmediatamente al despacho.

• Si está disponible un interruptor bypass: transfiera la carga al bypass, abra los desconectores del lado de la barra del interruptor defectuoso, luego abra el interruptor bypass para desenergizar el circuito.

• Interruptor aguas arriba se abre debido a fallo en cascada:

• Con la alimentación apagada, abra los desconectores en ambos lados del interruptor defectuoso.

• Abra manualmente todos los alimentadores de la barra afectada.

• Informe al despacho para la restauración del sistema.

3. Apertura o Cierre Inadvertidos (Operación Falsa)

(1) Apertura Inadvertida (Falso Viaje)
Ocurre cuando el interruptor se abre sin activación de protección ni acción del operador. Posibles causas:

• Dos puntos de toma a tierra DC en el circuito de control—verifique y elimine el fallo de toma a tierra antes de recerrar.

• Mecanismo de interbloqueo defectuoso—aisle el interruptor (abriendo el disyuntor del lado de fuente) y pruebe una vez el cierre.

• Si hay evidencia de fallo interno a pesar de que no se activa el relé, investigue en consecuencia.

(2) Cierre Inadvertido (Falso Cierre)
Un interruptor desenergizado se cierra sin comando. Causas:

• Dos puntos de toma a tierra DC energizando el circuito de cierre.

• Contacto del relé de recierre atascado.

• Tensión de captación baja + alta resistencia de la bobina, causando falso cierre durante pulsos transitorios de DC.

4. Sobrecalentamiento del Interruptor

Síntomas principales: tanque sobrecalentado (especialmente en interruptores de mínimo aceite), marco calentado.

• Causa: Mal contacto u oxidación en las partes conductoras.

• Riesgos: Daño en el aislamiento, fisuración de la porcelana, humo, proyección de aceite o incluso explosión.

• Acción: Refuerce las patrullas, detecte temprano y atienda de manera oportuna.

5. Otros Fallos Comunes

(1) Incendio en el Interruptor de Aceite
El incendio puede resultar de terminales sucias o húmedas causando un flashover a tierra, o arcos internos.

• Si el incendio acaba de comenzar: Activa inmediatamente el interruptor de forma remota.

• Si el incendio es grave: Usa el interruptor aguas arriba para aislar el circuito, luego abre los desconectores en ambos lados para aislar completamente la unidad. Extiénguelo con un extintor de incendios de tipo seco (por ejemplo, CO₂ o polvo).

(2) Bobinas de Apertura/Cierre Humeantes
Las bobinas de apertura/cierre están diseñadas para uso de corta duración. La energización prolongada causa sobrecalentamiento y quemado.

• Acción: Informe inmediatamente al despacho y solicite el reemplazo.

• Si el fusible de cierre se quema durante la operación, reemplace solo con la calificación especificada—nunca use un fusible de mayor tamaño para evitar daños en la bobina.

(3) Apertura Manual de Emergencia Requerida
Saque inmediatamente de servicio el interruptor de aceite si ocurre alguno de los siguientes:

• Fisuración severa de aisladores de porcelana, flashover o explosión

• Fusión o desconexión de partes conductoras

• Sonidos de arco interno fuertes

• Deficiencia severa de aceite

Resumen

Esta guía proporciona una visión general exhaustiva de los tipos de interruptores de alta tensión, los fallos operativos comunes y las acciones correctivas. Una clasificación adecuada, inspecciones regulares y la solución oportuna de problemas son esenciales para garantizar la confiabilidad del sistema, la seguridad del personal y la longevidad del equipo.