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¿Como se pueden limitar los efectos del arco interno? Cuando hablamos de la seguridad en las instalaciones y en las personas no hay que ignorar la posibilidad de un arco interno en los tableros eléctricos. La manera de limitar sus efectos es a través de tres filosofías de diseño diferentes, que también pueden combinarse:
En general las protecciones activas se basan en la limitación de los efectos destructivos del arco según dos criterios, el de la detección de las sobrepresiones o por detectores ópticos. En Eaton damos un paso más allá, no solo consiguiendo la detección temprana de la falla por medios ópticos y por sobrecorrientes, sino también desviando la energía que lo alimenta, logrando así la máxima protección para sus instalaciones. ARCON® - Protección activa contra arco interno. El sistema ARCON®, desarrollo exclusivo de Eaton, permite una detección temprana de una descarga interna en tan sólo 2 ms, la desviación y la contención de la fuente de energía que alimenta a la falla mientras que actúan el resto de las protecciones. De esta manera se logra una protección de las instalaciones y las personas en caso de un evento, permitiendo colocar al tablero en servicio nuevamente luego de solo algunas horas de mantenimiento.  Control de arcos internos de forma segura  1. Detección El arco interno es detectado a través de dos variables independientes. La primer variables es que dicha falla produce una sobrecorriente que es percibida por los transformadores de protección, y la segunda variable es el haz de luz extremadamente intenso proveniente del arco. Esta luz es detectada por medio de sensores de fibra óptica y, en caso de ser recibida simultáneamente junto a una sobrecorriente compatible con una descarga disruptiva, envía la señal de apertura hacia las protecciones. De esta manera se logra disipar cualquier apertura incorrecta del servicio, proveniente de flashes de luz externos o sobrecorrientes transitorias.  2. Evaluación La señales analógicas provenientes de los sensores son convertidas a señales digitales en los así llamados módulos esclavos, y luego enviadas a la unidad de evaluación. Para esto se creó un bus especial que tiene la tarea principal de transferir y disparar señales a una velocidad ultra rápida. Los módulos esclavos también son alimentados a través de esta línea, y además se les asigna una dirección y un área a proteger del bus de barras.  3. Extinción El dispositivo de extinción asegura que los tiempos de extinción del arco sean extremadamente rápidos. Para lograr esto se genera en su interior, y de una manera segura, un cortocircuito trifásico controlado que en menos de 1 ms desvía la energía que alimenta al arco interno. La manera de hacerlo es mediante un actuador pirotécnico, similar al utilizado en los airbags de los autos, generando el cortocircuito que se encuentra confinado dentro de la unidad.  4. Desconexión El interruptor de entrada tiene la tarea de desconectar a la sección de barra afectada del suministro principal. Esto se realiza por la protección instantánea propia del interruptor, pero además se envía una señal a las bobinas de apertura de todos los interruptores que alimentan esa sección de la barra como medida de respaldo. Aquellas secciones del bus de barras que no son afectadas pueden seguir operando.  Este diagrama de bloques muestra una descripción general de una aplicación típica. La instalación consiste de dos secciones del bus de barras, donde cada una cuenta con una alimentación de entrada y pueden acoplarse. Una central ARM-EM/2.0 (fig. 2a) es necesaria para monitorear el sistema. Se debe instalar una unidad de extinción ARC-AT (fig. 3) en cada sección del bus de barras. Cada panel es provisto con sensor de luz ARC-SL (fig. 1b), independientemente de la sección a acople que necesita de dos sensores de luz. Además pueden conectarse tres sensores de luz pertenecientes a la misma sección del bus asociado con un módulo esclavo ARC-EL3/2.0 (fig. 2.c). Mientras el monitoreo de la sobrecorriente en la entrada de la sección 1 está conectado directamente a la unidad central, un módulo esclavo ARC-EC1/2.0 (fig 2b) es necesario para la entrada a la segunda sección que actúa sobre la bobina de apertura del interruptor de entrada correspondiente. Solo la sección del bus de barras afectada por el arco es desconectada. Esto se logra mediante la selectividad propia de los interruptores y la activación de las bobinas de apertura asociadas. Las secciones del tablero que no fueron afectadas pueden continuar operando. El mantenimiento en la industria ha evolucionado conforme se incrementó la necesidad de continuidad de servicio que se tiene de los equipos para cumplir con los objetivos de producción. A los equipos y máquinas de uso eventual puede resultar adecuado realizar un mantenimiento de tipo correctivo. Pero los equipos cuyo funcionamiento es crítico, requieren un mantenimiento de tipo predictivo para minimizar las fallas graves y alcanzar altos estándares de continuidad de servicio. En los tableros eléctricos, hoy en día es común realizar ensayos termográficos para capturar el calor emitido por radiación y así identificar posibles fallas, por ejemplo: desgaste normal, montajes o instalaciones incorrectos, conexiones flojas, sobrecorrientes, problemas de aislamiento. Estos análisis se practican en forma periódica, por lo que si ocurren fallas temporarias, o que deterioren los materiales en forma rápida, probablemente no sean detectadas.  Teniendo en cuenta estas exigencias, EATON desarrolló el sistema “DIAGNOSE” para proveer un monitoreo permanente de los tableros de baja tensión (TGBT). Este sistema se ha desarrollado tanto para tableros nuevos, como para actualización de tableros existentes. Al tratarse de un monitoreo continuo, DIAGNOSE provee de una serie de ventajas entre las que podemos destacar: detección temprana de la falla, mensajes de advertencia, intervalos de servicio estandarizados, reducción de fatiga mecánica, reducción de escaneos infrarrojos. Gracias al continuo monitoreo del interior de los tableros eléctricos, cualquier potencial falla puede ser detectada en sus orígenes (cuando comienza a generarse calor) y reportada de inmediato para tomar las acciones necesarias para evitar fallas catastróficas, envejecimiento o deterioro prematuro de equipos e instalaciones. Otra ventaja radica en que los sensores pueden ser ubicados en áreas del tablero que son de difícil o imposible acceso para su escaneo con cámaras infrarrojas. Gracias al permanente monitoreo del tablero y al registro de información de temperaturas que se almacenan, es posible detectar picos de sobreconsumo y modificar la superposición de cargas para evitarlos. Repetitivos picos de consumo, habitualmente no advertidos por las cámaras termográficas, pueden someter al tablero a altos niveles de stress.  Funcionamiento: El sistema DIAGNOSE se compone de una red de sensores inalámbricos conectados a un controlador (hasta 5 sensores por controlador). A su vez este controlador puede, mediante un switch de ethernet, ser conectado a una PC, ser consultado vía web o a un sistema Scada. Cada sensor no necesita ningún tipo de cableado o conexión. Se alimenta directamente de la barra que esta sensando (sistema de captación de energía inalámbrica) y transmite la información (en forma inalámbrica) al controlador. Aparte de sensores para colocar en las barras, hay sensores de temperatura interior del tablero también inalámbricos que se integran al sistema. Estos sensores requieren de una pequeña batería (tamaño moneda) que requiere ser reemplazada cada 5 años aproximadamente.  |