Tipos y Análisis de Fallas Comunes en Aparatos de Maniobra de Alta Tensión
Tipos y Análisis Común de Fallas en Aparamenta de Alta Tensión
La aparatenta de alta tensión es un dispositivo eléctrico crítico en los sistemas de potencia. El deterioro en el funcionamiento de la aparatenta es una de las principales causas de fallas en los sistemas de potencia. ¿Cuáles son las fallas comunes en la aparatenta de alta tensión?
(1) Tipos al Aire Libre y en Interiores
Según el entorno de instalación, la aparatenta de alta tensión se puede clasificar como de tipo al aire libre o en interiores. El equipo calificado a 10 kV y por debajo se instala principalmente en interiores. Según las configuraciones del circuito primario, se pueden categorizar aún más como aparatenta de entrada/salida, aparatenta de conexión, aparatenta de sección de barra, etc.
La aparatenta de entrada/salida de 10 kV en interiores generalmente alberga interruptores de mínimo aceite o de vacío. Estos interruptores suelen estar equipados con mecanismos de mando de resorte o electromagnético, aunque algunos usan mecanismos de mando manual o de imán permanente. Diferentes diseños de aparatenta varían significativamente en estructura, lo que afecta directamente la selección e instalación de sensores.
(2) Tipos Fijos y Extraíbles
Según el uso y diseño, la aparatenta de alta tensión se puede dividir en tipos fijos y extraíbles (extraíbles). Históricamente, las centrales eléctricas preferían aparatenta extraíble para los sistemas de servicio de la estación, mientras que los tipos fijos eran más comunes en los sistemas de suministro de energía de las empresas de servicios públicos.
Con el avance de la tecnología y el desarrollo de nuevos productos, las prácticas tradicionales están evolucionando. Por ejemplo, la aparatenta extraíble blindada metálica evolucionó a partir de la aparatenta de tipo fijo. Este tipo presenta un diseño totalmente cerrado con compartimentos funcionalmente separados. Ofrece mayor seguridad operativa, mejoras en los interbloqueos anti-manejo incorrecto y mantenimiento más fácil, aumentando considerablemente la confiabilidad operativa.
(3) Desarrollo de la Aparatenta de Alta Tensión
En los últimos años, con el avance y uso generalizado de los interruptores de vacío compactos, la aparatenta de montaje central (también conocida como "aparatenta con unidad extraíble montada en el compartimento central") ha desarrollado rápidamente como un nuevo tipo de aparatenta extraíble blindada metálica.
La aparatenta de montaje central ofrece varias ventajas, siendo la más significativa la miniaturización de la unidad extraíble y los procesos de fabricación mecanizados, lo que permite un alineamiento más preciso entre el carrito y las guías. Algunos fabricantes incluso envían el carrito del interruptor y el gabinete por separado, permitiendo una fácil montaje y puesta en marcha en el sitio con alta confiabilidad.
Debido a su excelente intercambiabilidad, estas unidades de aparatenta se ven menos afectadas por el nivelado del piso en el sitio de instalación. Con alta confiabilidad operativa y mantenimiento conveniente, la aparatenta extraíble blindada metálica de montaje central se está adoptando cada vez más en los sistemas de suministro de energía.
II. Análisis Común de Fallas en Aparatenta de Alta Tensión
Las fallas en la aparatenta de alta tensión surgen principalmente de problemas en la aislación, la conducción de corriente y los sistemas mecánicos.
(1) Falta de Operación o Mal Funcionamiento
Este es el tipo de falla más común en la aparatenta de alta tensión y puede atribuirse a dos causas principales:
Fallas mecánicas en el mecanismo de operación y el sistema de transmisión, como atascamiento del mecanismo, deformación, desplazamiento o daño de componentes; émbolos de cierre/abertura sueltos o atascados; clavijas rotas o sueltas; y fallos en el cierre.
Fallas eléctricas en los circuitos de control y auxiliares, incluyendo mal contacto en el cableado secundario, terminales sueltas, cableado incorrecto, bobinas de cierre/abertura quemadas (debido a atascamiento del mecanismo o interruptores selectores defectuosos), conmutadores auxiliares defectuosos y fallos en el suministro de energía de control, contactores de cierre o interruptores de límite.
(2) Fallas de Cierre y Apertura
Estas fallas se originan en el propio interruptor.
En los interruptores de mínimo aceite, los problemas comunes incluyen rociado de aceite durante cortocircuitos, daño en la cámara de arco, capacidad de interrupción insuficiente y explosiones durante el cierre.
En los interruptores de vacío, las fallas típicas incluyen fugas en la cámara de arco o fuelle, reducción del nivel de vacío, reencendidos al cambiar bancos de capacitores y fisuras en el tubo cerámico.
(3) Fallas de Aislamiento
El rendimiento del aislamiento debe equilibrar adecuadamente las diversas tensiones que actúan sobre el aislamiento (incluyendo la tensión de operación normal y las sobretensiones transitorias), las medidas de protección (como pararrayos) y la resistencia dieléctrica del material aislante. El objetivo es lograr un diseño seguro, económico y rentable.
Las fallas de aislamiento comunes incluyen:
Flashover externo al suelo
Flashover interno al suelo
Flashover entre fases
Flashover inducido por sobretensión de rayo
Flashover, flashover por contaminación, perforación o explosión de aisladores o bocas de capacitancia de porcelana
Flashover de barras de soporte
Flashover, perforación o explosión de transformadores de corriente (TCs)
Fractura de aisladores de porcelana
(4) Fallas de Conducción de Corriente
A niveles de tensión de 7.2–12 kV, las fallas de conducción de corriente se deben principalmente a malos contactos en los desconectores de aislamiento (uniones), lo que lleva a sobrecalentamiento y fusión de los contactos.
(5) Fuerzas Externas y Otras Fallas
Estas incluyen fallas causadas por impactos de objetos extraños, desastres naturales, cortocircuitos provocados por animales y otros factores externos o accidentales impredecibles.
