Uso de datos correctos de servicios públicos de electricidad para un estudio de arco eléctrico

Uno de los primeros pasos para realizar un estudio de cálculo de arco eléctrico es solicitar datos de cortocircuito a la compañía eléctrica. Este tipo de solicitud es bastante habitual y las empresas eléctricas han proporcionado este tipo de datos para estudios de cortocircuito durante años. El problema es que los datos utilizados para un estudio de cortocircuito pueden no ser adecuados para un estudio de arco eléctrico.

¿Es el bus infinito el peor de los casos?

Muchas empresas de servicios públicos proporcionan lo que se conoce como un valor de “bus infinito” de corriente de cortocircuito, que supone que hay una cantidad infinita de corriente de cortocircuito disponible en el lado primario del transformador principal. Solo la impedancia del transformador limita la corriente de cortocircuito disponible en el lado secundario del cliente. Este enfoque suele funcionar bien para los estudios de cortocircuito, ya que da como resultado la corriente máxima en el peor de los casos.

Estudios de cortocircuito: bus infinito = bueno

Una de las principales razones por las que las empresas de servicios públicos utilizan el valor de barra infinita es que el sistema eléctrico cambia continuamente. A menudo, se necesitan nuevas líneas de transmisión y distribución, subestaciones, transformadores y adiciones similares para adaptarse al crecimiento de la carga. Cada nueva adición crea más rutas eléctricas, lo que puede provocar que la corriente de cortocircuito aumente. Basar el estudio de cortocircuito en una barra infinita dará como resultado la corriente de cortocircuito máxima en el peor de los casos, lo que es una buena suposición para los estudios de cortocircuito.

Estudios de arco eléctrico: bus infinito = malo

Las ampliaciones de infraestructura pueden hacer que la corriente de cortocircuito aumente con el tiempo; sin embargo, los cambios de conmutación temporales también pueden hacer que la corriente disminuya. El equipo puede quedar fuera de servicio accidentalmente o debido a tareas de mantenimiento u otros procedimientos de conmutación. Retirar el equipo del servicio significa que hay menos rutas eléctricas hacia un área, lo que puede reducir la corriente de cortocircuito disponible. La mayoría de las veces, esto sucede sin que se notifique al cliente.

Si el bus infinito es el peor de los casos, ¿no podemos simplemente ignorar los casos que resulten en una corriente de cortocircuito menor? Si se tratara de un estudio de cortocircuito, la respuesta podría ser sí: ignorar los valores más bajos. Sin embargo, dado que se trata de un estudio de arco eléctrico, una corriente de cortocircuito menor podría resultar en una mayor energía incidente, lo que podría ser el peor escenario posible. Durante un arco eléctrico, una corriente de cortocircuito menor puede hacer que el dispositivo de protección aguas arriba tarde más en funcionar. Aunque la corriente se reduzca, una duración más larga puede generar una mayor energía incidente general y un mayor peligro.

Una alternativa

Es común que la empresa de servicios públicos solo pueda proporcionar un valor de bus infinito y, en tal caso, las opciones se vuelven muy limitadas. Un método para solucionar este problema es comenzar con los datos de bus infinito. Sí, sé que acabo de contradecirme, pero el bus infinito es solo el comienzo y se usaría para desarrollar un caso base para el estudio. Después de que se hayan realizado los cálculos iniciales de arco eléctrico de bus infinito, la energía incidente calculada se compara con la clasificación de arco de la ropa protectora y el equipo de protección personal. Si la energía incidente es menor que la clasificación de arco, está en un buen comienzo.

A continuación, cree varios escenarios alternativos reduciendo lentamente la corriente primaria del transformador desde valores infinitos a valores más bajos. Esto se puede hacer asumiendo inicialmente una corriente de fuente primaria muy grande (grande, pero menos que infinita). Con cada escenario sucesivo, continúe reduciendo el valor de la fuente en incrementos de quizás 10 o 20 por ciento. Después de cada reducción, compare los nuevos resultados con la clasificación de arco del equipo de protección y verifique que aún sea adecuada.

Alcanzar un valor de corriente más bajo donde la capacidad nominal del arco ya no es suficiente suele ser una indicación de que la corriente de cortocircuito cayó por debajo del ajuste de disparo instantáneo de un dispositivo de protección. El aumento de la energía incidente probablemente se pueda atribuir a una mayor duración del retardo de tiempo del dispositivo. Continúe este proceso para determinar hasta qué punto se puede reducir la corriente de cortocircuito de la red y, aun así, mantener una capacidad nominal de arco suficiente para el equipo de protección.

Este método puede no proporcionar una respuesta perfecta, pero en ausencia de datos más específicos de la empresa de servicios eléctricos, ayudará a establecer un rango de corriente de cortocircuito de fuente donde el equipo de protección es suficiente y crea un factor de confianza para el estudio.

Por Jim Phillips | Brainfiller, Inc. | Foro ArcFlash.com
Publicado originalmente: julio de 2011 | Revista del contratista eléctrico