La clasificación IAC indica que una celda se ensayó para proteger a las personas si ocurre un arco interno en operación normal. Se declara con el tipo de acceso, los lados clasificados, la corriente de arco trifásica IA, la monofásica IAe si aplica, y la duración. Cinco criterios deciden si la celda aprueba el ensayo.
Respuesta corta
Una celda de media tensión está diseñada, en principio, para que no ocurra un arco interno. La clasificación IAC (Internal Arc Classified) de IEC 62271-200, edición 2011, indica otra cosa: que, si el arco ocurre con la celda en servicio normal, el diseño da un nivel definido de protección a las personas. Esa protección se comprueba con un ensayo de tipo, el del apartado 6.106, y se declara en la placa de características.
El apartado 5.101 fija los datos de la designación:
- IAC, que es la clasificación.
- Tipo de acceso: A, B o C.
- Lados clasificados de la envolvente: F, L, R.
- Corriente y duración trifásicas del arco.
- Corriente y duración monofásicas, donde aplique.
Los valores asignados
El apartado 4.101 define cuatro valores, además del tipo de acceso y los lados.
Corriente de arco trifásica (IA). Para su valor normalizado se recomienda escoger de la serie R10 de IEC 60059.
Corriente de arco monofásica a tierra (IAe). Se asigna cuando aplica. El fabricante indica los compartimientos a los que se refiere. Debe asignarse donde la construcción impide que el arco se vuelva multifásico, algo que se demuestra en el ensayo. Si solo se especifica el valor trifásico, el monofásico es por defecto 87 % de aquel.
Duración del arco. Los valores recomendados para la trifásica (tA) son 0,1 s, 0,5 s y 1 s. Si aplica, el fabricante declara la duración de la monofásica (tAe).
La relación entre el neutro de la red y la corriente de arco monofásica se resume en la Tabla 103:
| Neutro de la red | Corriente de arco monofásica a tierra |
|---|---|
| Aislado | Hasta 87 % de la corriente de arco trifásica asignada |
| Puesto a tierra por impedancia | 100 % de la corriente monofásica a tierra asignada |
| Sólidamente a tierra | 100 % de la corriente trifásica asignada |
La norma anota que, si el valor monofásico asignado cubre la condición de neutro sólidamente a tierra, cubre también las demás. Quien necesite un valor mayor de 87 % del trifásico, o acepte uno menor según el neutro, debe especificar la corriente monofásica a tierra.
Qué cubre el ensayo y qué no
El ensayo del apartado 6.106 se aplica a una celda que se quiere clasificar como IAC. Cubre un arco dentro de la envolvente o dentro de componentes con carcasa que forman parte de ella. Considera los efectos sobre toda la envolvente: sobrepresión interna, efectos térmicos del arco y de sus pies, y gases calientes y partículas incandescentes expulsados.
La norma indica que no pretende cubrir:
- Un arco entre compartimientos ni el daño a particiones y persianas internas no accesibles en operación normal.
- Las conexiones externas fuera de la envolvente.
- La explosión de componentes de alta tensión.
- Gases potencialmente tóxicos ni la propagación de fuego a materiales combustibles cercanos.
- El cambio de estado de las persianas mientras se mueven partes extraíbles o removibles.
Tampoco evalúa el comportamiento con partes de la envolvente abiertas o desmontadas, incluido el compartimiento de baja tensión. En la norma, la clasificación IAC se ocupa de la protección de personas en condiciones normales de operación, y no de la protección en mantenimiento ni de la continuidad de servicio.
La accesibilidad de la celda en el ensayo se explica en accesibilidad A y B en arco interno. La aparamenta de aislamiento sólido tiene su propia clasificación de arco: aparamenta de aislamiento sólido. En una GIS el ensayo de arco se describe en falla interna en una GIS y ensayo de arco. La energía incidente que usa el estudio se calcula aparte, en el estudio de arco eléctrico. Sobre la resistencia al arco interno de un transformador de medida, consulte falla por arco interno en un transformador de medida.
El mapa de normas para pruebas a equipos primarios ubica esta parte entre las demás de IEC 62271.
Criterios para aprobar el ensayo
El apartado 6.106.5 da cinco criterios. La clasificación se demuestra si se cumplen todos, según el tipo de acceso.
- Puertas y tapas. Las puertas y tapas bien aseguradas no se abren. Se aceptan deformaciones si ninguna parte llega a la posición de los indicadores o a las paredes, la que esté más cerca. No se exige que la celda conserve su grado IP después del ensayo.
- Fragmentación. No hay fragmentación de la envolvente ni expulsión de fragmentos u otras partes de 60 g o más de masa individual. Los objetos de 60 g o más que caen al piso junto a la celda se aceptan.
- Perforación. El arco no abre agujeros por quemadura en los lados clasificados hasta una altura de 2 000 mm. Los agujeros que aparezcan después de la duración del ensayo por otros efectos se descartan.
- Indicadores. Los indicadores de tela de algodón negra no se encienden por gases calientes ni líquidos ardientes. Si se encendieron, el criterio se considera cumplido si se prueba que la causa fueron partículas incandescentes y no gases calientes. Los indicadores que arden por pintura o etiquetas quemadas también se excluyen.
- Puesta a tierra. La envolvente permanece conectada a su punto de puesta a tierra. Normalmente basta una inspección visual; si hay duda, se verifica la continuidad.
- ¿Se cumplen los cinco criterios en cada lado clasificado?
- Sí: ¿Cuáles son los valores ensayados?
- Corriente y duración trifásicas: IA y tA de la placa
- Compartimientos con arco monofásico: IAe y tAe, si se declaran
- No: La celda no obtiene la clasificación IAC para ese lado
- Sí: ¿Cuáles son los valores ensayados?
Dónde se declara
La designación va en la placa de características (apartado 5.10) con la forma del apartado 8.104.6. Por ejemplo, una celda ensayada con 12,5 kA durante 0,5 s, para sitio de acceso público por los lados frontal, lateral y posterior, se designa IAC BFLR 12,5 kA, 0,5 s. Los tipos de acceso (A, B y C) y los lados clasificados (F, L y R) forman parte de esa designación.
Qué no hacer
- No use la clasificación IAC como argumento de seguridad para trabajar con compartimientos abiertos: no está pensada para esa condición.
- No extienda la duración de arco declarada por tener una corriente de falla menor: la norma no da esa regla.
- No instale la celda más cerca de la pared que lo ensayado sin revisar el criterio 1: para ello la deformación permanente debe ser menor que la distancia prevista a la pared y los gases no deben dirigirse a ella.
- No confunda la corriente de arco con la corriente de cortocircuito de la red: son valores distintos, aunque se relacionan.
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Referencias
- IEC 62271-200, High-voltage switchgear and controlgear - Part 200: AC metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV and up to and including 52 kV, edición de 2011, apartados 4.101 (4.101.1 a 4.101.5), 5.101, 6.106 (6.106.1 a 6.106.5), 8.104.5 y 8.104.6, y Tabla 103.
Preguntas frecuentes
¿Qué pasa si el fabricante solo declara la corriente de arco trifásica?
Entonces el valor monofásico a tierra se toma por defecto como 87 % del trifásico y no hace falta declararlo. Si todos los compartimientos de alta tensión están diseñados solo para fallas monofásicas a tierra, no se asigna IA.
¿Una celda IAC protege al personal durante un mantenimiento?
No. La clasificación cubre la protección de personas en condiciones normales de operación. La norma indica que no considera el comportamiento con compartimientos abiertos o desmontados, ni la protección en condiciones de mantenimiento, ni la continuidad de servicio.
¿Se puede usar una celda con una duración de arco menor o una corriente menor que la ensayada?
La norma advierte que, en general, no es posible calcular la duración de arco permisible para una corriente distinta de la del ensayo. La presión máxima no suele bajar con un arco más corto, y no hay una regla universal que permita más duración con menos corriente.