Causas de Puesta a Tierra de Líneas de Cable y los Principios de Manejo de Incidentes

Nuestra subestación de 220 kV está ubicada lejos del centro urbano en una zona remota, rodeada principalmente por zonas industriales como los parques industriales de Lanshan, Hebin y Tasha. Los principales consumidores de alta carga en estas zonas, incluyendo plantas de carburo de silicio, ferroaleaciones y carburo de calcio, representan aproximadamente el 83.87% de la carga total de nuestra oficina. La subestación opera a niveles de tensión de 220 kV, 110 kV y 35 kV.

El lado de baja tensión de 35 kV suministra principalmente alimentadores a las plantas de ferroaleaciones y carburo de silicio. Estas fábricas intensivas en energía están construidas cerca de la subestación, lo que resulta en cargas pesadas, líneas de alimentador cortas y contaminación severa. Estos alimentadores están predominantemente conectados mediante cables, compartiendo un conducto de cable común. Por lo tanto, cualquier fallo en la línea representa riesgos significativos para la subestación. Este artículo analiza las causas de los fallos en las líneas de 35 kV y discute las medidas correctivas correspondientes. En febrero de 2010, una subestación de 220 kV bajo nuestra oficina experimentó con frecuencia fallos de tierra en el bus II de 35 kV y el bus III de 35 kV, como se detalla en la Tabla 1.

1 Análisis de las Causas de la Tierra en Líneas de Cable
Según las estadísticas de incidentes de cable de nuestra oficina en 2010, las principales causas de los fallos en las líneas de cable fueron las siguientes:

• Efectos de la temperatura: En instalaciones como Sanyou Chemical, las altas temperaturas en los transformadores de horno y terminaciones de cable llevaron al desgaste del aislamiento. Esto ocurrió en aproximadamente 18 incidentes, requiriendo la fabricación de 15 terminaciones de cable.

• Alta densidad de cables en los conductos de cable: En la planta de ferroaleaciones Rongsheng Yinbei, las tapas de los pozos cayeron y dañaron los cables en el conducto, causando cortocircuitos e incendios que afectaron a otros cables de las plantas. Se realizaron un total de 51 empalmes de cable.

• Sobrecarga severa de los clientes: Plantas como Huanghe Ferroalloy, Pengsheng Metallurgy, Lingyun Chemical y Rongsheng Yinbei Ferroalloy operaron cables bajo condiciones de sobrecarga a largo plazo, acelerando el envejecimiento de los cables y aumentando las temperaturas. Especialmente durante los calurosos veranos, el estrés térmico causó el desgaste del aislamiento en los cables y terminaciones, requiriendo aproximadamente 50 terminaciones de cable.

• Daño mecánico: Excavadoras durante la construcción y trabajos de terracería cortaron cables, causando fracturas y daños en el aislamiento. Se realizaron un total de 25 terminaciones y empalmes de cable.

• Problemas de calidad del cable: Defectos como burbujas en el aislamiento o escudos rotos durante la fabricación llevaron a 9 accidentes, requiriendo 9 terminaciones y empalmes de cable.

• Daño durante la instalación de cables: La tensión excesiva debido a largas corridas de cable causó arañazos por objetos afilados, resultando en 13 incidentes de daño a cables.

• Pobre trabajo en las terminaciones de cable: La insuficiente experiencia técnica y procedimientos inadecuados durante la instalación llevaron a la infiltración de humedad en el aislamiento del cable. Se fabricaron un total de 16 empalmes y terminaciones de cable.

• Descarga superficial en las terminaciones de cable: La fuerte contaminación de las plantas de alto consumo energético llevó a la acumulación de contaminantes en el equipo de cable. Las superficies sucias de las terminaciones de cable, combinadas con lluvia o clima húmedo, causaron descargas superficiales, dañando el aislamiento y provocando fallas. En tales casos, se reemplazaron 13 terminaciones de cable.

2 Principios para el Manejo de Fallos de Tierra en Cables
Existen procedimientos estándar para manejar fallos de tierra en cables de 35 kV. Sin embargo, en nuestra oficina, estas líneas de este nivel de tensión sirven principalmente a consumidores de alta energía con capacidades individuales grandes (mínimo 12,500 kVA), cargas de suministro directo, carga pesada y corrientes altas. 

La pérdida repentina de carga causa perturbaciones significativas en la red. Además, los fallos de tierra en los cables son difíciles de localizar, y la duración prolongada del fallo aumenta los riesgos. Si no se abordan de manera oportuna, estos fallos pueden poner en peligro la seguridad de la red, imponiendo mayores demandas a los despachadores. Algunos clientes de 35 kV son minas de carbón o plantas químicas, clasificados como usuarios críticos. Los apagones para estos usuarios pueden llevar a lesiones, incendios o explosiones. Por lo tanto, los clientes se categorizan como generales o críticos, con los siguientes principios de manejo:

• Para clientes generales (principalmente plantas de carburo de silicio y ferroaleaciones), una vez identificada la línea con fallo, contáctese inmediatamente con el cliente para desconectar la carga y desenergizar la línea defectuosa. Para clientes no cooperativos, aplique la reducción de carga con medidas de advertencia.

• Para clientes críticos como minas de carbón y plantas químicas, instrúyalos para transferir la carga a fuentes de energía de respaldo. Si no existe respaldo, prepárese para el apagón antes de sacar la línea defectuosa de servicio.

• Dado el fuerte capacidad de sobrecarga de los hornos de fundición, para subestaciones y líneas que operan bajo carga pesada a largo plazo, si la corriente excede el 90% de la capacidad del transformador de corriente, refuerce la vigilancia, notifique a los clientes para reducir la carga y implemente un proceso de tres pasos: notificación → advertencia → reducción forzada de carga, para garantizar la seguridad del equipo.

• Para clientes con fallos frecuentes en cables, exija inspecciones mejoradas de líneas y mantenimiento regular durante los apagones programados, realizados por contratistas profesionales calificados para garantizar la operación confiable.

• Control estricto de la calidad desde la fuente: Para clientes de línea dedicada, exija la presentación de toda la documentación relevante al centro de despacho y la firma de un "Acuerdo de Despacho" antes de la puesta en marcha. Los clientes sin un acuerdo firmado o con documentación incompleta o inadecuada no deben conectarse a la red.

• Para conductos de cable con un número excesivo y denso de cables, se recomienda limitar el número de cables para prevenir la propagación de fallos y minimizar la escalada de incidentes.

3 Conclusión
La operación segura de la red no solo requiere un despacho cuidadoso y dedicado, sino también el uso competente de herramientas legales para proteger tanto al personal como al equipo. Especialmente al tratar con clientes de energía, el "Acuerdo de Despacho" debe utilizarse plenamente para regular el comportamiento del cliente, asegurar la operación adecuada y prevenir disputas. Es esencial comprender las características de las líneas de los clientes, perfiles de carga, capacidades y patrones de uso en las operaciones diarias, permitiendo una respuesta rápida, precisa y decisiva a los fallos, y asegurando la operación segura y estable de la red eléctrica.