¿Cuáles son las causas de los fallos en los interruptores automáticos de equipos de baja tensión?

Basado en años de estadísticas de campo sobre accidentes en equipos de conmutación, combinadas con un análisis centrado en el propio interruptor, se han identificado las causas principales como: fallo del mecanismo de operación; fallas de aislamiento; mal rendimiento de corte y cierre; y mala conductividad.

1. Fallo del Mecanismo de Operación

El fallo del mecanismo de operación se manifiesta como una operación retrasada o no intencionada. Dado que la función más básica e importante de un interruptor de alta tensión es operar correctamente y aislar rápidamente las fallas del sistema eléctrico, la operación retrasada o no intencionada representa una amenaza seria para la red eléctrica, principalmente de las siguientes maneras:

• Ampliación del alcance de la falla—lo que originalmente era una falla en una sola línea puede escalarse para afectar toda la barra colectora, o incluso causar un apagón completo de una subestación o planta;

• Prolongación del tiempo de eliminación de la falla, lo que afecta la estabilidad del sistema y agrava el daño al equipo controlado;

• Causa operación desequilibrada (no en fase completa), lo que a menudo lleva a la operación anormal de los relés de protección y oscilaciones del sistema, fácilmente escalando a un apagón generalizado o de gran escala.

Las causas principales del fallo del mecanismo de operación incluyen:

• Defectos en el mecanismo de operación;

• Defectos mecánicos en el propio interruptor;

• Defectos en el sistema de operación (control).

2. Accidentes de Aislamiento

Los accidentes de aislamiento en interruptores pueden dividirse en accidentes de aislamiento interno y externo. Los accidentes de aislamiento interno generalmente causan consecuencias más graves que los externos.

2.1 Accidentes de Aislamiento Interno

Principalmente involucran empalmes y incidentes relacionados con corriente. La causa principal es la entrada de humedad debido a la infiltración de agua; las causas secundarias incluyen la degradación del aceite y el nivel insuficiente de aceite.

2.2 Accidentes de Aislamiento Externo

Principales causas son la contaminación por flashover y los rayos, lo que lleva a un flashover o explosión del interruptor. La razón principal del flashover por contaminación es que la distancia de arrastre de los aisladores de porcelana es demasiado corta para su uso en áreas contaminadas; en segundo lugar, la fuga de aceite del interruptor permite la acumulación de suciedad en las faldillas de porcelana, desencadenando un flashover.

3. Fallas de Rendimiento de Corte y Cierre

Las operaciones de corte y cierre representan la prueba más severa para un interruptor. La gran mayoría de las fallas de corte y cierre se deben principalmente a defectos mecánicos obvios en el interruptor; secundariamente a la falta de aceite o aceite que no cumple con las especificaciones requeridas. Algunos casos también se atribuyen a una capacidad de interrupción insuficiente del interruptor. Sin embargo, lo primero es más común, ya que un número considerable de fallas ocurre incluso durante la conmutación de cargas pequeñas o corrientes de carga normales.

4. Fallas de Mala Conductividad

El análisis de las estadísticas de accidentes en el campo muestra que las fallas de mala conductividad se deben principalmente a defectos mecánicos, incluyendo:

• Mal contacto—como superficies de contacto sucias, área de contacto insuficiente o presión de contacto inadecuada;

• Desprendimiento o atascamiento—por ejemplo, desprendimiento de contactos de cobre-tungsteno;

• Tornillos sueltos en los puntos de contacto;

• Conectores flexibles rotos.