IEC 62271-1 exige a la aparamenta ensayos de compatibilidad electromagnética: emisión del circuito principal (RIV, solo desde 245 kV y si lo pide la norma de producto), emisión radiada de la electrónica de mando e inmunidad a transitorios rápidos y ondas oscilatorias. Aplican solo a circuitos auxiliares y de mando con electrónica.
Respuesta corta
En una subestación, el interruptor genera perturbaciones al maniobrar y, a la vez, depende de circuitos de mando con relés, controladores y fuentes electrónicas que deben seguir operando. IEC 62271-1 (edición 2017) cubre las dos direcciones: exige que la aparamenta cumpla los ensayos de compatibilidad electromagnética (EMC) del apartado 7.9 (cláusula 6.19), con emisión del circuito principal, emisión de los circuitos auxiliares y de mando, e inmunidad de estos últimos.
Emisión del circuito principal: RIV
El ensayo de tensión de perturbación radioeléctrica (RIV) aplica solo a aparamenta de 245 kV o más y cuando la norma de producto lo especifica (apartados 7.3 y 7.9.1.1). La norma lo justifica con la experiencia de servicio: por debajo de 245 kV, los efectos de radiointerferencia son despreciables.
En el ensayo, la tensión se aplica entre los bornes y el bastidor puesto a tierra, con el equipo cerrado. Con el equipo abierto, se aplica entre un borne y los demás conectados al bastidor. El equipo se prueba con todos sus accesorios que puedan influir, como condensadores de reparto, anillos corona y conectores de alta tensión.
Emisión de los circuitos auxiliares y de mando
Si los circuitos auxiliares y de mando incluyen equipos o componentes electrónicos, se ensayan en emisión. Si no, no se requiere ningún ensayo (apartado 7.9.1.2). La electrónica debe cumplir los requisitos de emisión radiada de CISPR 11:2015 para equipos de grupo 1, clase A. Puede usarse una distancia de medida de 10 m en vez de 30 m si se aumentan los límites en 10 dB.
La norma da precedencia a sus requisitos de EMC sobre otras especificaciones para estos circuitos. El ensayo se hace sobre un circuito auxiliar y de mando representativo, porque los componentes individuales se ensayan con sus propias normas.
Inmunidad de los circuitos auxiliares y de mando
El apartado 7.9.2 aplica si el circuito incluye electrónica. Se ensaya un circuito típico, completo o por subconjuntos (el gabinete central de control, el gabinete del mecanismo, un sistema de medida o de monitoreo). La tensión de ensayo se aplica en la interfaz del circuito o subconjunto ensayado.
Los dos ensayos de inmunidad especificados simulan dos orígenes distintos:
| Ensayo | Norma | Qué simula |
|---|---|---|
| Transitorios eléctricos rápidos en ráfagas | IEC 61000-4-4, repetición de 5 kHz | Maniobras en el propio circuito auxiliar y de mando |
| Onda oscilatoria amortiguada | IEC 61000-4-18, a 100 kHz y 1 MHz (tolerancia ±30 %), en modo común y diferencial | Maniobras en el circuito principal |
Los puertos de potencia, de señal y de tierra del gabinete se escogen según IEC 61000-6-2. Los puertos de señal incluyen las líneas de control, de comunicación (por ejemplo, los buses de datos) y de medida, como las de los CT y VT.
Qué debe seguir funcionando
Según el apartado 7.9.2.4, los circuitos deben resistir cada ensayo sin daño permanente y, después, quedar totalmente operativos. Se permite una pérdida temporal de funciones según los criterios de la Tabla 18:
- Criterio A: funcionamiento normal dentro de los límites de la especificación. Aplica, entre otras, a protección y teleprotección y a mando y control.
- Criterio B: degradación o pérdida temporal de una función, que se recupera sola. Aplica, por ejemplo, a alarma.
Las funciones de procesamiento, monitoreo y autodiagnóstico conectadas en línea que forman parte de los circuitos de mando deben cumplir el criterio A.
Ensayos adicionales con alimentación en corriente continua
El apartado 7.9.3 busca calificar el conjunto completo sin repetir el ensayo de cada componente:
- Rizado en el puerto de alimentación de CC (IEC 61000-4-17:2009): nivel 2, con frecuencia del rizado igual a tres veces la frecuencia asignada. Criterio A.
- Huecos de tensión, interrupciones breves y variaciones: según IEC 61000-4-11 en alimentación de CA y IEC 61000-4-29 en CC.
Otros ensayos sobre los circuitos auxiliares
Además de los de EMC, el apartado 7.10 agrega ensayos funcionales, de contactos auxiliares (corriente continua asignada, corriente de corta duración y capacidad de corte), ambientales (frío, calor seco, calor húmedo cíclico y vibración) y dieléctricos. Los componentes que cumplen sus propias normas IEC y sus valores asignados no necesitan repetir el ensayo.
Por qué importa el cableado
La inmunidad ensayada vale para el circuito tal como se probó. El apartado 7.9.2.1 recomienda ensayar por separado los subconjuntos cuando hay interconexiones largas o se esperan tensiones de interferencia importantes entre ellos, y lo hace obligatorio para cada subconjunto intercambiable. El Anexo J.5 permite cambiar de lugar un subconjunto sin invalidar el ensayo de tipo solo si la longitud total de cableado y el número de hilos que lo conectan al circuito no son mayores que en el sistema ensayado.
Un tendido de control con más longitud o más conductores que el del sistema ensayado queda fuera de lo que el Anexo J.5 permite sin repetir el ensayo.
- ¿El circuito auxiliar y de mando incluye electrónica?
- No: No se requieren ensayos de emisión ni de inmunidad
- Sí: ¿La aparamenta es de 245 kV o más y la norma de producto exige RIV?
- Sí: Emisión radiada (CISPR 11), inmunidad (ráfagas y onda oscilatoria) y RIV del circuito principal
- No: Emisión radiada (CISPR 11) e inmunidad (ráfagas y onda oscilatoria)
El mando del interruptor llega por el gabinete de mando, y sus señales pasan por los contactos auxiliares del interruptor. Los ensayos de tipo que incluyen esta prueba se resumen en ensayos de tipo de la aparamenta. La interfaz digital de la aparamenta describe el otro camino de señales hacia el interruptor.
Las demás partes de IEC 62271 se ordenan en las normas para pruebas a equipos primarios.
Cuando la perturbación es el campo magnético del rayo, el blindaje y el trazado de los cables se explican en blindaje magnético y trazado de cables contra el rayo, y el cálculo de la tensión inducida en un lazo, en campo magnético y tensión inducida por el rayo en un lazo.
Las sobretensiones de frente muy rápido que aparecen al maniobrar seccionadores en una GIS se describen en sobretensiones de frente muy rápido en GIS.
Qué no hacer
- No exija RIV a una celda de media tensión: el ensayo es para 245 kV o más.
- No dé por cubierto un cableado distinto al ensayado: más largo o con más hilos queda fuera de lo que permite el Anexo J.5.
- No cambie un subconjunto intercambiable por otro sin verificar que se ensayó el más completo aplicable y que se siguen las reglas de diseño del fabricante.
- No acepte una pérdida de función de protección durante un transitorio: el criterio exigido es A.
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Referencias
- IEC 62271-1, High-voltage switchgear and controlgear - Part 1: Common specifications for alternating current switchgear and controlgear, edición 2017: apartados 6.19, 7.3, 7.9.1 a 7.9.3 y Anexo J.5.
- CISPR 11:2015, IEC 61000-4-4, IEC 61000-4-17, IEC 61000-4-18, IEC 61000-4-11, IEC 61000-4-29 e IEC 61000-6-2 (citadas por la norma).
Preguntas frecuentes
¿Qué ensayos de inmunidad exige IEC 62271-1 a los circuitos de mando?
Dos principales: transitorios eléctricos rápidos en ráfagas (IEC 61000-4-4, con repetición de 5 kHz), que simula las maniobras en el circuito auxiliar y de mando, y ondas oscilatorias amortiguadas (IEC 61000-4-18, a 100 kHz y 1 MHz), que simulan las maniobras en el circuito principal (apartado 7.9.2).
¿A qué tensión aplica el ensayo de radiointerferencia (RIV)?
Solo a aparamenta de 245 kV o más, y cuando lo especifica la norma de producto. La norma indica que la experiencia muestra que los efectos de la radiointerferencia son despreciables por debajo de 245 kV (apartados 7.3 y 7.9.1.1).
¿Se ensayan los circuitos de mando si no tienen electrónica?
No. Los apartados 7.9.1.2 y 7.9.2.1 indican que los circuitos auxiliares y de mando se ensayan si incluyen equipos o componentes electrónicos; en otros casos no se requieren ensayos.