IEC TS 62271-304 clasifica el ambiente interior de una celda de 1 a 52 kV por condensación (Co, CL, CH) y contaminación (PL, PH), y define tres clases de diseño: 0 (servicio normal), 1 y 2. Las clases 1 y 2 se demuestran con un ensayo de envejecimiento en cámara climática seguido de un diagnóstico dieléctrico.
Respuesta corta
Una celda interior de media tensión se diseña para el servicio normal de IEC 62271-1. Cuando el cuarto eléctrico tiene condensación frecuente o polvo y depósitos sobre el aislamiento, la especificación técnica IEC TS 62271-304 (edición 2008) define clases de diseño que demuestran, con un ensayo, que la celda aguanta esas condiciones. Aplica a celdas interiores cerradas de IEC 62271-200 e IEC 62271-201, de 1 kV hasta 52 kV. IEC 62271-1, edición 2017, la señala en su apartado 4.2.3 para equipo interior hasta 52 kV cuando preocupa la contaminación del aislamiento.
Qué cubre el ensayo y qué no
La especificación se aplica a equipo en el que cualquier parte del aislamiento queda expuesta al clima interior. El ensayo se diseñó para estudiar el comportamiento del aislamiento eléctrico y no la corrosión. Puede registrarse además el desempeño de mecanismos, enclavamientos y envolventes, pero ese resultado es complementario. La norma anota que los procedimientos también pueden aplicarse al aislamiento interno de equipo exterior.
Condensación: Co, CL y CH
La condensación aparece por cambios rápidos de temperatura. El capítulo 3 de la especificación la clasifica así:
| Designación | Condensación | Dónde se usa |
|---|---|---|
| Co | No ocurre normalmente (no más de dos veces al año) | Ubicaciones con control de humedad o de temperatura que evita la condensación; el edificio protege de las variaciones diarias del clima exterior |
| CL | Poco frecuente (no más de dos veces al mes) | Ubicaciones sin control de humedad ni de temperatura; el edificio protege de las variaciones diarias, pero no se puede excluir la condensación |
| CH | Frecuente (más de dos veces al mes) | Ubicaciones sin control de temperatura; el edificio da solo una protección mínima contra las variaciones diarias, y puede haber condensación frecuente |
Contaminación: PL y PH
- PL, contaminación ligera: la del servicio normal. Para lograrla en lugares muy contaminados pueden hacer falta precauciones.
- PH, contaminación fuerte: cualquier valor mayor que PL. No incluye zonas con polvo conductor o humo industrial que forman depósitos gruesos y conductores. En PH no hay precauciones especiales para reducir los depósitos, o el equipo está cerca de fuentes de contaminación.
La especificación aclara que la ausencia total de contaminación se considera poco realista: se parte de al menos contaminación ligera. También indica que la elección de un grado de protección adecuado de la envolvente ayuda a reducir los depósitos dentro del equipo.
Grados de severidad y clases de diseño
Como la celda sufre sobre todo la combinación de humedad y contaminación, la norma define tres grados de severidad:
| PL | PH | |
|---|---|---|
| Co | Grado 0 | Grado 1 |
| CL | Grado 1 | Grado 2 |
| CH | Grado 2 | Grado 2 |
A esos grados les corresponden tres clases de diseño de la celda: 0, 1 y 2. El grado 0 es el servicio normal descrito en IEC 62271-1.
Cómo se demuestra cada clase
- Clase 0. No requiere ensayo adicional. La aparamenta normalizada que cumple IEC 62271-200 o IEC 62271-201 se considera clase 0.
- Clase 1. Se demuestra con el ensayo de envejecimiento de nivel 1 y el procedimiento de diagnóstico.
- Clase 2. Se demuestra con el ensayo de nivel 2, igual al de nivel 1 pero con más ciclos, y el mismo diagnóstico.
El ensayo se hace en una cámara climática, sobre una unidad funcional completa, nueva y limpia, con sus transformadores de medida. La temperatura se controla dentro de ±3 K y varía de forma cíclica entre 30 °C y 50 °C, con humedad relativa de menos de 80 % a más de 95 %.
El nivel 1 consta de tres períodos de siete días. En cada período, durante cinco días, la celda está energizada a su tensión asignada y recibe 60 ciclos de calor húmedo de 2 horas. Después se detiene, se inspecciona para detectar el inicio de trayectorias conductoras (tracking) en las superficies aislantes, y descansa dos días en un clima cercano al de referencia. El nivel 2 son siete períodos de siete días, y puede continuarse desde un nivel 1 aprobado con cuatro períodos más.
Las condiciones de referencia del equipo interior, incluida la humedad, están en las condiciones normales de servicio de la aparamenta, y los casos fuera de ellas en las condiciones especiales de servicio. La celda también debe cumplir los grados de protección IP e IK contra el agua y los cuerpos extraños.
El mapa de normas para pruebas a equipos primarios ubica esta parte entre las demás de IEC 62271.
Diagnóstico y criterio de aprobado
Tras el envejecimiento, y sin limpiar ni secar el equipo, se hace una prueba de tensión soportada a frecuencia industrial en seco, de 1 minuto, al valor asignado. Luego se repite una prueba de tensión con humedad alta, fase por fase. Se registra el grado de tracking en el informe. Un diagnóstico mecánico es opcional.
La celda cumple la clase 1 o 2 si no hay descarga disruptiva durante los ciclos del ensayo de envejecimiento ni durante el diagnóstico. Si se elige el diagnóstico mecánico, las funciones deben estar dentro de las tolerancias del fabricante.
- ¿Hay control de humedad o temperatura que evite la condensación?
- Sí: ¿La contaminación es la del servicio normal (PL)?
- Sí: Clase 0: celda normalizada, sin ensayo adicional
- No: Clase 1 como mínimo (Co con PH)
- No: ¿La contaminación es la del servicio normal (PL)?
- Sí: Clase 1 si la condensación es poco frecuente (CL); clase 2 si es frecuente (CH)
- No: Clase 2 (CL o CH con PH)
- Sí: ¿La contaminación es la del servicio normal (PL)?
Qué no hacer
- No pida clase 2 sin comprobar el cuarto: corresponde a las combinaciones CL con PH, CH con PL y CH con PH.
- No trate la clase de diseño como sustituto del acondicionamiento del cuarto: demuestra la celda, no cambia el ambiente.
- No mezcle PL con la clasificación «muy ligera» de IEC 62271-1, edición 2017. La especificación de 2008 usa sus propios términos.
- No dé por probada la resistencia a la corrosión: el ensayo se diseñó para investigar el comportamiento del aislamiento eléctrico.
Cuándo llamarnos
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Referencias
- IEC TS 62271-304, High-voltage switchgear and controlgear - Part 304: Design classes for indoor enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV up to and including 52 kV to be used in severe climatic conditions, edición 2008: capítulos 1, 3, 4, 5, 6, 8 y 9.
- IEC 62271-1, edición 2017: apartado 4.2.3.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre las condiciones Co, CL y CH?
Co: la condensación no ocurre normalmente (no más de dos veces al año). CL: condensación poco frecuente (no más de dos veces al mes). CH: condensación frecuente (más de dos veces al mes). Están definidas en el capítulo 3 de IEC TS 62271-304, edición 2008.
¿Qué clase de diseño necesita una celda en un cuarto sin control de temperatura?
Depende de la combinación con la contaminación. Con contaminación ligera (PL), un cuarto sin control de temperatura y con condensación frecuente (CH) corresponde al grado 2 y, por tanto, a la clase de diseño 2. La norma asocia CH a ubicaciones sin control de temperatura.
¿La celda estándar de IEC 62271-200 ya cumple alguna de estas clases?
Sí, la clase de diseño 0. IEC TS 62271-304 indica que la aparamenta normalizada que cumple IEC 62271-200 o IEC 62271-201 se considera de clase 0 y no requiere ensayos adicionales.