Una alarma de baja presión de SF6 es en realidad una alarma de baja densidad: indica que queda menos gas del previsto. La causa más común es una fuga en juntas, bridas, válvulas o en la conexión del monitor. También aparece sin fuga cuando el monitor y el gas están a temperaturas distintas, cuando el monitor está defectuoso o cuando el llenado quedó corto. La tendencia de la densidad compensada a 20 °C separa una causa de otra.
Síntoma
En el SCADA o en el gabinete del interruptor aparece la alarma de baja presión de SF6, primera etapa. En una subestación aislada en gas (GIS) la alarma corresponde a un compartimento concreto. Si nadie la atiende, puede llegar la segunda etapa: el bloqueo, que según el esquema impide el cierre, también la apertura o abre el interruptor antes de que el gas siga bajando.
Lo que vigila el monitor de densidad de SF6 no es la presión, sino la densidad: la cantidad de gas dentro del volumen cerrado. La presión cambia con la temperatura aunque no se pierda gas; la densidad no. De esa densidad dependen el aislamiento y la capacidad de interrupción de la cámara de interrupción. Por eso el monitor compensa la temperatura y expresa su lectura como presión equivalente a 20 °C. Una alarma de baja presión significa que el monitor cree que falta gas, y el diagnóstico consiste en saber si de verdad falta.
Causas posibles, de la más a la menos probable
| Causa | Por qué ocurre | Qué la delata |
|---|---|---|
| Fuga en juntas o bridas | Envejecimiento de los empaques, ciclos térmicos, corrosión de superficies de sellado, sobre todo en equipos a la intemperie como el interruptor de tanque vivo | Densidad compensada que baja de forma sostenida |
| Fuga en válvulas, racores o en la conexión del monitor | Válvula de llenado mal cerrada, racor flojo después de un mantenimiento | Fuga que aparece después de una intervención |
| Diferencia de temperatura entre monitor y gas | Sol directo sobre el monitor, calefacción del gabinete o sombra sobre el tanque | Alarma que aparece y desaparece con la hora del día, sin tendencia de largo plazo |
| Monitor defectuoso | Microinterruptor dañado, humedad dentro del monitor, deriva de la compensación | Densidad normal medida con un instrumento de referencia |
| Llenado incompleto | Reposición por debajo de la densidad nominal en la última intervención | Alarma poco después del mantenimiento sin pérdida posterior |
| Fuga por fundición porosa o daño mecánico | Defecto de fabricación o golpe | Fuga localizada en el cuerpo del tanque o del aislador |
Qué revisar primero
- Tendencia de la densidad. Si el monitor o un transmisor envían valores al SCADA, revise los últimos meses. Una pendiente sostenida es una fuga; una oscilación diaria sin pendiente es un problema de temperatura.
- Velocidad de la caída. Una fuga que avanza en horas o días obliga a preparar la salida de servicio antes del bloqueo. Una que tarda meses permite planificar.
- Intervenciones recientes: reposición de gas, cambio de monitor, mantenimiento del mecanismo o de bridas.
- Lectura con instrumento de referencia conectado por la válvula de prueba, cuando el equipo la tiene, para comparar con el monitor.
- Condiciones del sitio: sol directo, gabinete con calefacción, temperaturas extremas. IEC 62271-1 fija tasas de fuga relativas para los sistemas a presión cerrados y el fabricante declara la de su equipo; compárela con la pérdida observada.
- ¿La densidad compensada a 20 °C baja de forma sostenida?
- Sí¿La caída es rápida, de horas o días?
- SíPrepare la salida de servicio antes del bloqueo y ubique la fuga
- NoUbique la fuga, reponga gas según el fabricante y programe la reparación
- No¿La alarma sigue el ciclo de temperatura del día?
- SíDiferencia de temperatura entre monitor y gas: revise la instalación del monitor
- No¿Un instrumento de referencia mide densidad normal?
- SíMonitor o cableado defectuoso: pruébelo y reemplácelo
- NoLlenado incompleto en la última intervención: reponga y vigile la tendencia
Cómo se confirma
- Búsqueda de la fuga con un detector de SF6 sobre juntas, bridas, válvulas y racores, o con una cámara de imagen de gas, que muestra la nube y permite revisar a distancia equipos energizados.
- Cuantificación por acumulación en las fugas pequeñas, cuando hace falta saber si la tasa supera la declarada por el fabricante.
- Prueba del monitor de densidad: puntos de actuación de alarma y bloqueo comparados con los valores de placa, compensación a 20 °C.
- Análisis del gas: humedad, pureza y productos de descomposición. Una fuga deja entrar humedad, y la humedad degrada el aislamiento. Ver análisis de gas SF6.
Cómo evitar que se repita
- Lleve la densidad al SCADA como valor, no solo como contacto de alarma: la tendencia anticipa la fuga meses antes.
- Registre cada reposición con la masa de gas agregada; sumadas, dicen cuánto pierde el equipo por año.
- Reemplace empaques con los repuestos y torques del fabricante, y verifique la estanqueidad después de cada apertura de bridas.
- Proteja el monitor del sol directo cuando el fabricante lo recomiende.
- Maneje el gas con equipo de recuperación según IEC 62271-4: el SF6 es un gas de efecto invernadero muy potente y no se libera a la atmósfera.
Qué no hacer
- No reponga gas una y otra vez sin buscar la fuga. Cada reposición aplaza el problema y aumenta las emisiones.
- No puentee el bloqueo para seguir operando. Por debajo de la densidad de bloqueo, el fabricante ya no garantiza que el interruptor aísle ni interrumpa; ver el interruptor no abre.
- No abra un compartimento de GIS sin recuperar el gas y sin protección ante los productos de descomposición si hubo arco.
- No use gas de calidad desconocida: IEC 60376 define la calidad del SF6 nuevo e IEC 60480 la del gas para reutilizar.
Cuándo llamarnos
Si la alarma no es clara, o hay que verificar el monitor y la calidad del gas antes de decidir, hacemos las pruebas de interruptores de potencia: análisis del gas, prueba del monitor de densidad, tiempos y resistencia de contactos. Si la alarma necesita llegar bien al SCADA con su valor y su tendencia, lo integramos con la configuración de control y comunicaciones. Escríbanos.
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Referencias
- IEC 62271-1, High-voltage switchgear and controlgear – Part 1: Common specifications.
- IEC 62271-4, High-voltage switchgear and controlgear – Part 4: Handling procedures for gases for insulation and/or switching.
- IEC 60376, Specification of technical grade sulphur hexafluoride (SF6) and complementary gases.
- IEC 60480, Specifications for the re-use of sulphur hexafluoride (SF6) and its mixtures in electrical equipment.
Preguntas frecuentes
¿Por qué salta la alarma de SF6 en la madrugada y se repone al mediodía?
Porque el monitor y el gas no están a la misma temperatura, o porque el instrumento no compensa bien. Si el monitor recibe sol y el gas está frío, o al revés, la compensación falla y la lectura oscila con el día. Si además la densidad compensada baja de un mes a otro, hay una fuga que el ciclo de temperatura solo hace visible antes.
¿Puedo seguir operando el interruptor con la alarma de primera etapa?
La primera etapa existe para avisar con tiempo: el interruptor sigue dentro de sus características asignadas, pero hay que reponer gas y buscar la causa antes de llegar a la segunda etapa, que bloquea. Cuánto tiempo queda depende de la velocidad de la fuga.
¿Cómo se encuentra una fuga de SF6?
Con un detector de fugas de SF6 recorriendo juntas, bridas y conexiones, o con una cámara de imagen de gas que muestra la nube de SF6 en la pantalla. Para cuantificar fugas pequeñas se usa el método de acumulación, encerrando la zona sospechosa y midiendo la concentración que se acumula.