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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA
Sección 2.ª Material eléctrico e instalaciones eléctricas de uso general Capítulo 2.8. Protección contra sobretensiones
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Normas para el funcionamiento técnico de las instalaciones eléctricas de consumo (PTE) 2.8.1. Las instalaciones eléctricas de los Consumidores deberán contar con protección contra rayos y sobretensiones internas, realizada de acuerdo con los requisitos de las normas para la construcción de instalaciones eléctricas. Las líneas eléctricas, aparamentas exteriores, aparamentas interiores, aparamentas y subestaciones están protegidas contra rayos directos y ondas de sobretensiones provenientes de la línea eléctrica. La protección de los edificios de aparamenta interior y subestaciones cerradas, así como de los edificios y estructuras ubicadas en el territorio de las subestaciones (granjas de petróleo, electrólisis, tanques con líquidos o gases inflamables, etc.) se lleva a cabo de acuerdo con los requisitos establecidos. 2.8.2. Tras la aceptación después de la instalación de los dispositivos de protección contra rayos, se debe transferir al Consumidor la siguiente documentación técnica: tipo="disco">2.8.3. Los consumidores deben almacenar los siguientes datos sistematizados: tipo="disco">Para cada aparamenta exterior se deben trazar los contornos de las zonas de protección de pararrayos, mástiles de reflectores, estructuras metálicas y de hormigón armado, cuyas zonas incluyan partes vivas expuestas. 2.8.4. Suspensión de cables de líneas aéreas con voltaje de hasta 1000 V (iluminación, teléfono, etc.) en estructuras de aparamenta exterior, pararrayos independientes, mástiles de iluminación, chimeneas y torres de enfriamiento y conexión de estas líneas a estas estructuras, así como conexión de estas. No se permiten líneas a locales explosivos. Las líneas especificadas deben realizarse con cables con funda metálica enterrada. Las cubiertas de los cables deben estar conectadas a tierra. La conexión de líneas a locales explosivos debe realizarse teniendo en cuenta los requisitos de las instrucciones vigentes para la instalación de protección contra rayos de edificios y estructuras. 2.8.5. Cada año, antes de la temporada de tormentas, se debe comprobar el estado de la protección contra sobretensiones de los conmutadores y líneas eléctricas y se debe garantizar la disponibilidad de la protección contra rayos y sobretensiones internas. Los consumidores deben registrar los casos de cortes por rayos y daños a líneas aéreas, equipos de aparamenta y subestaciones transformadoras. A partir de los datos obtenidos, se debe evaluar la confiabilidad de la protección contra rayos y, si es necesario, desarrollar medidas para mejorar su confiabilidad. Al instalar dispositivos o equipos no estándar en un cuadro, es necesario desarrollar medidas adecuadas de protección contra rayos. 2.8.6. Los descargadores de válvulas y los supresores de sobretensiones de todas las tensiones deben estar conectados en todo momento. En las aparamentas exteriores, se permite apagar durante el período invernal (o ciertos meses del mismo) descargadores de válvulas destinados únicamente a la protección contra sobretensiones por rayos en zonas con vientos huracanados, hielo, cambios bruscos de temperatura y contaminación intensa. 2.8.7. Las pruebas preventivas de válvulas y descargadores tubulares, así como de los supresores de sobretensiones, deben realizarse de acuerdo con las normas de prueba de equipos eléctricos (Apéndice 3). 2.8.8. Se deben inspeccionar los pararrayos tubulares y los espacios protectores al caminar alrededor de líneas eléctricas. El funcionamiento de los pararrayos se anota en las hojas de derivación. La inspección de los pararrayos tubulares con retirada de los soportes se realiza una vez cada 1 años. Las inspecciones in situ montadas y las inspecciones y comprobaciones adicionales de los descargadores de tubos instalados en áreas muy contaminadas deben realizarse de acuerdo con las regulaciones locales. Las reparaciones de los pararrayos tubulares deben realizarse según sea necesario, dependiendo de los resultados de las pruebas e inspecciones. 2.8.9. La inspección de los equipos de protección contra sobretensiones en las subestaciones debe realizarse: en instalaciones con servicio constante de personal, durante los recorridos regulares, así como después de cada tormenta que provocó el funcionamiento de la protección del relé en las líneas aéreas salientes; en instalaciones sin personal constante, durante las inspecciones de todos los equipos. 2.8.10. En líneas aéreas con tensiones de hasta 1000 V, antes de la temporada de tormentas, la capacidad de servicio de la puesta a tierra de los ganchos y pasadores de los aisladores instalados sobre soportes de hormigón armado, así como el refuerzo de estos soportes, debe comprobarse selectivamente a criterio de el consumidor responsable de los aparatos eléctricos. Si hay un cable neutro, también se monitorea la conexión a tierra de estos elementos. En líneas aéreas construidas sobre soportes de madera se verifica la puesta a tierra y puesta a tierra de los ganchos y clavijas aislantes en soportes que cuenten con protección contra sobretensiones, así como dónde se vuelve a poner a tierra el cable neutro. 2.8.11. En redes con neutro aislado o con compensación de corrientes capacitivas, se permite el funcionamiento de líneas eléctricas aéreas y de cable con falla a tierra hasta que se elimine el daño. Al mismo tiempo, se debe iniciar inmediatamente la localización de la avería en las líneas aéreas que circulan por zonas pobladas donde existe peligro de descarga eléctrica para personas y animales y eliminar los daños lo antes posible. Si actualmente existe un fallo a tierra en la red, no se permite apagar los reactores de extinción de arco. En redes eléctricas con mayores requisitos para la seguridad eléctrica de las personas (organizaciones de la industria minera, extracción de turba, etc.), no se permite trabajar con falla a tierra monofásica. En estas redes, todas las líneas que salen de la subestación deben estar equipadas con protección de falla a tierra. 2.8.12. En redes de tensión de generadores, así como en redes a las que se conectan motores eléctricos de alta tensión, cuando se produce una falla monofásica en el devanado del estator, la máquina debe desconectarse automáticamente de la red si la corriente de falla a tierra excede los 5 A. Si la corriente de falla no excede los 5 A, se permite el funcionamiento durante no más de 2 horas, después de lo cual se debe apagar la máquina. Si se determina que la ubicación de la falla a tierra no está en el devanado del estator, a criterio del supervisor técnico del Consumidor, se permite el funcionamiento de una máquina rotativa con falla a tierra en la red por hasta 6 horas. 2.8.13. La compensación de la corriente de falla a tierra capacitiva mediante reactores de supresión de arco debe usarse para corrientes capacitivas que excedan los siguientes valores:
En redes con una tensión de 6 a 35 kV con líneas aéreas sobre soportes metálicos y de hormigón armado, se utilizan dispositivos de extinción de arco con una corriente capacitiva de falla a tierra de más de 10 A. No se permite el funcionamiento de redes con tensiones de 6 - 35 kV sin compensación de corriente capacitiva en valores superiores a los indicados anteriormente. Para compensar la corriente de falla a tierra capacitiva, las redes deben utilizar reactores de supresión de arco de puesta a tierra con control de corriente automático o manual. Las mediciones de corrientes capacitivas, corrientes del reactor de extinción de arco, corrientes de falla a tierra y voltajes de polarización neutros deben realizarse durante la puesta en servicio de los reactores de extinción de arco y durante cambios significativos en los modos de operación de la red, pero al menos una vez cada 1 años. 2.8.14. La potencia de los reactores de supresión de arco debe seleccionarse en función de la corriente capacitiva de la red, teniendo en cuenta su desarrollo futuro. Los reactores de supresión de arco de puesta a tierra deberán instalarse en subestaciones conectadas a la red compensada mediante al menos dos líneas eléctricas. No se permite la instalación de reactores en subestaciones sin salida. Los reactores de supresión de arco deben conectarse a los neutros del transformador mediante seccionadores. Para conectar reactores de extinción de arco se deben utilizar, por regla general, transformadores con un circuito de conexión de devanado estrella-triángulo. No se permite conectar reactores de supresión de arco a transformadores protegidos por fusibles. La entrada del reactor de supresión de arco destinada a la puesta a tierra debe conectarse a un dispositivo de puesta a tierra común a través de un transformador de corriente. 2.8.15. Los reactores de supresión de arco deben ajustarse resonantemente. Se permite el ajuste con sobrecompensación, en el que el componente reactivo de la corriente de falla a tierra no debe ser más de 5 A y el grado de desafinación no debe ser más del 5%. Si los reactores de extinción de arco instalados en una red con un voltaje de 6 ¸ 20 kV tienen una gran diferencia en las corrientes de las ramas adyacentes, se permite el ajuste con un componente reactivo de la corriente de falla a tierra de no más de 10 A. En redes con tensión de 35 kV con una corriente capacitiva inferior a 15 A, se permite un grado de desafinación no superior al 10%. El uso de un ajuste con compensación insuficiente está permitido temporalmente, siempre que las asimetrías de emergencia en las capacitancias de fase de la red (por ejemplo, cuando se rompe un cable) provoquen la aparición de una tensión de polarización del neutro que no exceda el 70% de la tensión de fase. 2.8.16. En redes que funcionan con compensación de corriente capacitiva, la tensión de desequilibrio no debe exceder el 0,75% de la tensión de fase. En ausencia de una falla a tierra en la red, se permite que el voltaje de polarización del neutro no supere el 15% del voltaje de fase durante un tiempo prolongado y no supere el 30% durante 1 hora. La reducción de la tensión de desequilibrio y el desplazamiento del neutro a los valores especificados debe llevarse a cabo alineando las capacitancias de las fases de la red con respecto al suelo (cambiando la posición relativa de los cables de fase, distribuyendo condensadores de acoplamiento de alta frecuencia entre las fases del líneas). Al conectar a la red condensadores de acoplamiento de alta frecuencia y condensadores de protección contra rayos de máquinas rotativas, se debe comprobar la admisibilidad de la asimetría de las capacidades de fase con respecto al suelo. No está permitido el encendido y apagado fase a fase de líneas eléctricas aéreas y de cable, que pueden provocar una tensión de polarización del neutro que supere los valores especificados. 2.8.17. En redes con una tensión de 6 ¸ 10 kV, por regla general, se deben utilizar reactores de extinción de arco continuamente variables con ajuste automático de la corriente de compensación. Cuando se utilizan reactores de supresión de arco con control manual de corriente, los ajustes deben determinarse utilizando un medidor de desafinación de compensación. Si dicho dispositivo no está disponible, la configuración debe seleccionarse en función de los resultados de las mediciones de corrientes de falla a tierra, corrientes capacitivas, corriente de compensación, teniendo en cuenta el voltaje de polarización del neutro. 2.8.18. En instalaciones con interruptores automáticos al vacío, por regla general, se deben tomar medidas de protección contra sobretensiones de conmutación. El rechazo de la protección contra sobretensiones debe estar justificado. 2.8.19. Un consumidor alimentado por una red que opera con compensación de corriente capacitiva debe notificar oportunamente al personal operativo del sistema de energía sobre cambios en el diseño de su red para la reestructuración de los reactores de supresión de arco. 2.8.20. En subestaciones con tensión de 110 ¸ 220 kV, para evitar la aparición de sobretensiones por desplazamientos espontáneos del neutro o procesos peligrosos de ferrorresonancia, las acciones operativas deben comenzar con la conexión a tierra del neutro del transformador, que está incluido en un sistema de bus descargado. con transformadores de tensión NKF-110 y NKF-220. Antes de separar de la red un sistema de bus descargado con transformadores como NKF-110 y NKF-220, el neutro del transformador de alimentación debe estar puesto a tierra. En los cuadros de tensión de 150 ¸ 220 kV con transformadores de tensión electromagnéticos e interruptores cuyos contactos están puenteados por condensadores, se debe comprobar la posibilidad de sobretensiones ferroresonantes cuando los sistemas de bus están desconectados. Si es necesario, se deben tomar medidas para evitar procesos de ferroresonancia durante las paradas operativas y automáticas. En redes y conexiones con una tensión de 6 ¸ 35 kV, si es necesario, se deben tomar medidas para evitar procesos de ferrorresonancia, incluidos los desplazamientos espontáneos del neutro. 2.8.21. Los devanados de baja (media) tensión no utilizados de transformadores y autotransformadores deben conectarse en estrella o triángulo y protegerse contra sobretensiones. No se requiere protección si un cable de alimentación de al menos 30 m de longitud está conectado permanentemente al devanado de baja tensión. En otros casos, la protección de los devanados de baja y media tensión no utilizados se debe lograr poniendo a tierra una fase o un neutro, o mediante pararrayos de válvula o supresores de sobretensiones conectados al terminal de cada fase. 2.8.22. En redes con tensión de 110 kV, la desconexión del neutro de los devanados de los transformadores de 110 kV, así como la lógica de funcionamiento de los relés de protección y automatización, debe realizarse de tal forma que durante diversas operaciones y automáticas. Paradas, no se asignan tramos de la red sin transformadores con neutro puesto a tierra. La protección contra sobretensiones del neutro de un transformador con un nivel de aislamiento inferior al de las entradas de línea debe realizarse mediante descargadores de válvulas o supresores de sobretensiones. 2.8.23. En redes con una tensión de 110 kV durante la conmutación operativa y en modos de emergencia, el aumento de la tensión de frecuencia industrial (50 Hz) en el equipo debe estar dentro de los límites indicados en la tabla. Cláusula 4.1 (Apéndice 4). Los valores indicados también se aplican a la amplitud de la tensión formada al superponer componentes de diferente frecuencia a una sinusoide de 50 Hz.
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