La implementación de sistemas de detección de arc flash con relevadores de protección tienen el objetivo de disminuir a un grado mínimo los riesgos de lesiones por quemaduras y proyección de partes metálicas en la situación no deseada de falla con arco eléctrico en un tablero de baja y media tensión. Asimismo, aumentar el nivel de protección de la integridad física de los tableros de media tensión.
PRINCIPIOS DE OPERACION
Los relevadores de detección de arco eléctrico utilizan sensores de fibra óptica que detectan el nivel de intensidad de luz que son característicos de una falla con arqueo. Los sensores envían las lecturas al módulo de procesamiento a través de fibra óptica, el tiempo de respuesta para enviar la señal de disparo al interruptor desde la detección de la falla por arqueo es menor a 2 milisegundos.
Estos esquemas de protección mandan señales de apertura directamente al interruptor que desconecta la zona del tablero que están monitoreando.
Los relevadores de protección de arco eléctrico pueden programarse para operar coordinados con el objetivo de lograr la desconexión de un compartimento fallado o de todo el tablero cuando se manda operar un interruptor “aguas arriba”.
Generalmente la función de protección contra arc flash es una función adicional de un relevador de protección de sobre corriente y se recomienda que las funciones de protección de arc flash se “validen” con presencia de un nivel de corriente para efectuar la apertura de un interruptor, generalmente el ajuste de corriente para validar “arc flash” se coloca en el mínimo disponible. Cabe señalar que los ajustes de validación de la función de protección de arc flash son diferentes a los ajustes de las funciones de sobre corriente estándar ANSI 50/51 y 50N/51N los cuales se siguen ajustando de acuerdo a las prácticas de coordinación de protecciones.
IMPLEMENTACION DE ESQUEMAS DE PROTECCION CONTRA ARC FLASH EN TABLEROS COMPARTIMENTADOS DE MEDIA TENSIÓN
Cuando se utiliza un esquema de protección de este tipo en un tablero de distribución, el tiempo de liberación de una falla con arqueo dentro del tablero es instantáneo, lo cual disminuye de manera significativa el nivel de energía incidente que se puede desarrollar dentro del mismo (riesgo de quemaduras y protección de partes metálicas) así como el daño que se puede generar. Un esquema de sobre corriente tradicional liberaría esta misma falla en un rango entre 0.2s y 0.4s.
La implementación de los esquemas de protección contra arc flash en tableros compartimentados de media tensión se realiza durante el ensamble del mismo, existen dos tipos de sensores de fibra óptica de detección de luz: a) el puntual y b) el longitudinal.
El sensor puntual se utiliza para detectar luz de arco en las secciones compartimentadas de interruptores y cables. El sensor longitudinal corre a través de la compartimentación del bus del tablero. En base a esto, es complicado instalar los sensores una vez que el tablero salió de la línea de ensamble.
A parte de la recomendación para tableros de 4.16KV, 13.8KV y 34.5KV se recomienda su aplicación del tableros de drives de media tensión desconectados por interruptores de potencia.
ACERCA DEL AUTOR:
Ing. Fernando Pérez Ross
Director de operaciones
Analista senior de sistemas eléctricos industriales.
Ex ingeniero de puesta en servicio en General Electric México para tableros metal-clad.