¿Por qué debemos mantener actualizados nuestros estudios de corto circuito?

Una falla de corto circuito se presenta cuando se conduce la corriente eléctrica a través de una trayectoria ”fuera” de las trayectorias de conducción “normales” de los equipos, la manera más simple que se me ocurre de explicar es cuando se introduce un tenedor en las ranuras contacto de un contacto de 110 V (el cual tiene Fase, Neutro y Tierra), (a parte del “toque” que nos daría) el momento en el que las puntas del tenedor juntan la fase con el neutro se ha generado una trayectoria de circulación de corriente sin restricción, es como hacer un hueco en la pared de una presa, en donde el agua fluye sin control.

La corriente de corto circuito puede tomar valores que son muchas veces la corriente nominal del circuito, por ejemplo, en un contacto de 15 A, por decir un numero podemos llegar a tener 300 A, los cuales si no son “interrumpidos” pueden dañar el contacto y el cableado de la casa. Lo mismo sucede en un sistema industrial, pero en una escala de miles de amperes (desde los 10,000 A hasta los 150,000 A).  

Los elementos que sirven para desconectar y conectar cargas tienen 2 parámetros relacionados que definen su capacidad para conducir corriente de carga o Ampacidad [Amperes] y su capacidad para interrumpir corrientes de falla o Capacidad Interruptiva [kilo Amperes], entre los elementos de interrupción podemos mencionar: guardamotores, interruptores termomagnéticos, interruptores de potencia (de baja, media y alta tensión) y fusibles. Por definición los switches (cuchillas) y los contactores poseen capacidades interruptivas “limitadas”, estos elementos no deben considerarse como elementos de interrupción dentro del sistema eléctrico.  

Un estudio de corto circuito es un estudio de ingeniería eléctrica cuyo objetivo es verificar que los elementos de interrupción operen de manera segura (que no sufran daños o se destruyan) al momento de interrumpir una falla de corto circuito. Este estudio debe ser del interés de la gerencia de mantenimiento eléctrico de la planta ya que el daño de un elemento de interrupción “clave” puede tener como consecuencia un paro no programado de hrs o días.  

Un estudio de corto circuito obtiene los siguientes resultados: 

  1. Selección de capacidades interruptivas requeridas de elementos de interrupción para sistemas eléctricos en etapa de diseño. 
Reporte de corto circuito
Fig. 1 Resultados de capacidades interruptivas requeridas en norma ANSI en un sistema eléctrico en proceso de diseño. Software ETAP. 
  1. Evaluación de capacidades interruptivas de elementos de interrupción que existen en los tableros eléctricos de un sistema que ya está en operación. 
Resultado de evaluación
Fig. 2 Resultados de evaluación de capacidades interruptivas en un sistema eléctrico que ya está en operación (interruptor CB M35720 con cap. Int. Insuficiente) . Software ETAP. 
  1. Determinar las corrientes de falla que se utilizan como datos de entrada para otros estudios de protección eléctrica como Coordinación de Protecciones y Arc Flash.
Resultados de niveles de corto circuito
Fig. 3 Resultados de niveles de corto circuito a 30 ciclos de ocurrida la falla para un estudio de coordinación de protecciones. Software ETAP. 

Se recomienda que el estudio de corto circuito sea actualizado cada 2 años por causa de crecimiento propio del sistema eléctrico o por actualización de los niveles de corto circuito disponible en la acometida de CFE por el crecimiento del sistema eléctrico nacional. 

En muchos de los estudios que hemos desarrollado encontramos capacidades interruptivas rebasadas en interruptores derivados de baja tensión, fusibles de media tensión e interruptores de media tensión. En la mayoría de los casos el cliente sustituyó los elementos de interrupción por otros de menor capacidad interruptiva y no verificó que la capacidad interruptiva pueda con el nivel de falla que se desarrolla en el sistema eléctrico. Esta condición de insuficiencia en la capacidad interruptiva de un elemento pone en riesgo la continuidad de la operación del sistema eléctrico, entre más “cercanía” eléctrica con acometida de CFE mayor es el nivel de riesgo en la continuidad de la operación del sistema eléctrico.   

En otros casos “se hace” el estudio de cálculo de fallas para coordinación de protecciones en vez de los estudios de evaluación de capacidades interruptivas, por lo cual el proveedor que hace el estudio no detecta insuficiencias en capacidades. 

ESTÁNDARES DE REFERENCIA: 

IEEE Red Book- IEEE STD 141-1993— Recommended Practice for Electric Power Distribution for Industrial Power Plants 

ACERCA DEL AUTOR: 

Ing. Fernando Pérez Ross 

Director de operaciones 

Analista senior de sistemas eléctricos industriales. 

Compartir:

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on whatsapp
Share on email

Otras publicaciones

Escríbenos