Elementos esenciales para el mantenimiento invernal de los interruptores tipo GW5
En subestaciones con niveles de tensión de 110 kV y por debajo, el interruptor desacoplador tipo GW5 se utiliza ampliamente debido a su estructura simple, rendimiento confiable de contacto y función de auto-limpieza de contactos. Cada invierno, la tasa de fallos por calentamiento anormal en los desacopladores tipo GW5 muestra una tendencia al alza. Por lo tanto, mejorar las prácticas de mantenimiento invernal para los desacopladores tipo GW5 (en adelante referidos como “desacopladores”) y detectar y abordar oportunamente las fallas de sobrecalentamiento son de suma importancia para la operación segura y estable de la red eléctrica.
1. Tipos Comunes de Fallos
1.1 Cierre Incompleto
A medida que las temperaturas bajan en invierno, la viscosidad de los aceites y grasas lubricantes aumenta, incrementando la fricción en los componentes de transmisión del mecanismo de operación del desacoplador. Además, la lluvia y la nieve aumentan significativamente la probabilidad de corrosión en las partes mecánicas. Estos efectos combinados pueden alterar el recorrido total de operación del desacoplador. Si el desacoplador no cierra completamente, la resistencia de contacto aumenta, lo que lleva a un calentamiento anormal una vez energizado. Además, la ropa de invierno gruesa usada por el personal de mantenimiento puede dificultar la operación manual precisa, potencialmente causando un cierre incompleto.
1.2 Ruptura de Placas de Apretado Conductivas
En comparación con el cobre puro, la latón contiene más zinc, tiene un coeficiente de expansión térmica mayor y mayor resistencia a la deformación. Bajo grandes variaciones de temperatura diurnas en invierno, las placas de apretado conductivas, tubos conductores y tornillos de fijación experimentan diferentes grados de expansión y contracción térmica. Las placas de apretado de latón experimentan un estrés de deformación significativo, lo que las hace propensas a la ruptura. Esto aumenta la resistencia de contacto y causa un sobrecalentamiento localizado. Según estadísticas de una empresa de suministro eléctrico, seis incidentes de sobrecalentamiento causados por placas de apretado de latón ocurrieron entre noviembre y diciembre de 2021.
1.3 Fractura de Abrazaderas de Transición Cobre-Aluminio
Al conectar barras conductoras de cobre a conductores de aluminio, se requieren abrazaderas de transición cobre-aluminio—uniones soldadas de cobre y aluminio. Las abrazaderas tradicionales utilizan un diseño de soldadura en tope transversal. Debido a las diferencias en las propiedades de los materiales y los coeficientes de expansión térmica, la zona de soldadura se convierte en el punto más débil bajo ciclos térmicos. Combinado con el balanceo frecuente de los conductores en condiciones ventosas de invierno, esto lleva a fatiga metálica, daño, sobrecalentamiento e incluso fractura en la soldadura.
1.4 Daño en los Resortes de Tensión
Las bajas temperaturas invernales reducen la elasticidad de los resortes de tensión en los contactos del desacoplador. Los resortes ya corroídos o dañados sufren una pérdida de tensión particularmente severa. La fuerza de los resortes desigual reduce la presión de contacto entre los contactos izquierdo y derecho, disminuyendo el área de contacto efectiva. En casos graves, los resortes pueden llevar corriente inadvertidamente. Dado que el hierro (material común de los resortes) tiene alta resistividad, esto causa un calentamiento adicional y una mayor degradación de los resortes, resultando finalmente en un sobrecalentamiento grave del desacoplador.
1.5 Formación de Capas de Contaminantes
El aire invernal es seco y a menudo contaminado, especialmente en áreas altamente contaminadas con niveles elevados de polvo. Si se aplica exceso de vaselina a los contactos del desacoplador, ésta absorbe fácilmente el polvo. Al secarse, forma una capa de contaminantes endurecida—un mal conductor—que causa un sobrecalentamiento significativo. Durante el mantenimiento, la limpieza agresiva para eliminar tales capas puede dañar el recubrimiento de plata subyacente, aumentando artificialmente la resistencia de contacto y creando nuevos riesgos de sobrecalentamiento.
2. Prácticas Clave de Mantenimiento Invernal para Desacopladores
2.1 Reforzamiento de Patrullajes Operativos
La detección temprana del sobrecalentamiento a través de patrullajes regulares es esencial:
Aplicar etiquetas indicadoras de temperatura (etiquetas termocromáticas) a las partes principales que llevan corriente; inspeccionar durante los patrullajes para detectar derretimiento o cambio de color que indique sobrecalentamiento.
Realizar inspecciones durante o después de la lluvia/nieve: las áreas sobrecalentadas mostrarán vapor, nieve derretida o manchas secas. Las columnas de calor ascendentes sobre los puntos de contacto son más visibles en temperaturas ambientales más frías.
Realizar patrullajes nocturnos “con luces apagadas” para detectar brillo o arcos en los puntos de contacto.
Observar cambios de color y olores: el aluminio calentado anormalmente se vuelve blanquecino, el cobre se vuelve purpúreo-rojo, la pintura de color de fase se agrieta o se pela, y en casos graves puede notarse un olor a quemado.
2.2 Mejorar la Calidad del Mantenimiento y Adoptar Materiales y Tecnologías Avanzadas
Promover el uso de materiales y técnicas mejorados durante el mantenimiento:
Reemplazar las placas de apretado de latón con placas de cobre puro.
Usar abrazaderas de transición cobre-aluminio con crimpado longitudinal en lugar de tipos soldados en tope transversal.
Aplicar lubricantes resistentes a bajas temperaturas.
Instalar diseños de contacto mejorados con resortes de presión o placas de resorte.
Seguir estrictamente los procedimientos de mantenimiento: reemplazar los resortes de tensión que muestren una pérdida significativa de elasticidad o daño severo en el revestimiento.
Al limpiar capas de contaminantes de los contactos principales, evitar la limpieza abrasiva para proteger el recubrimiento de plata. En su lugar, sumergir los contactos en gasolina para ablandar los depósitos, luego limpiar suavemente con paños de algodón sin pelusa.
