IEC 61869-1 define las condiciones normales de servicio de un transformador de medida: tres categorías de temperatura, hasta 1 000 m de altitud y, en exterior, viento de hasta 700 Pa, hielo de hasta 20 mm y radiación de hasta 1 000 W/m². Si su sitio sale de ellas, el comprador debe pedir una condición especial.
Respuesta corta
Un transformador de corriente (CT) o de tensión (PT) se garantiza para unas condiciones de ambiente definidas. IEC 61869-1, edición de 2007, las llama condiciones normales de servicio y las enumera en el apartado 4.2. Si su sitio cumple todas, basta con las características asignadas del equipo. Si se sale de una sola, usted debe pedir una condición especial en la especificación de compra. Sobre las condiciones de servicio normales de un transformador según IEC 60076-1, consulte condiciones de servicio normales de un transformador.
Temperatura del aire
El apartado 4.2.1 clasifica los transformadores de medida en tres categorías de temperatura. El primer número es la temperatura mínima del aire y el segundo la máxima.
| Categoría | Temperatura mínima | Temperatura máxima |
|---|---|---|
| -5/40 | -5 °C | 40 °C |
| -25/40 | -25 °C | 40 °C |
| -40/40 | -40 °C | 40 °C |
La norma añade dos avisos. Al escoger la categoría hay que considerar también el almacenamiento y el transporte. Y si el transformador va integrado en otro equipo, como una celda GIS o un interruptor, se especifica para las condiciones de temperatura de ese equipo.
Para sitios con temperaturas muy fuera de ese rango, el apartado 4.3.3 da dos rangos preferidos: -50 °C a 40 °C para climas muy fríos y -5 °C a 50 °C para climas muy calurosos.
Altitud
En condiciones normales, la altitud no pasa de 1 000 m sobre el nivel del mar (apartado 4.2.2).
Sobre esa altura el aire es menos denso. Eso tiene dos efectos que la norma señala en el apartado 4.3.2:
- Baja la tensión a la que descarga el aislamiento externo (apartado 4.3.2.1, que remite al 6.6.2).
- Cambia el comportamiento térmico del equipo (apartado 4.3.2.2, que remite al 6.4.2).
Muchas subestaciones andinas superan los 1 000 m. En ese caso la altitud es un dato de entrada de la especificación, no un detalle.
Condiciones solo para equipo de exterior
El apartado 4.2.5 añade estas condiciones normales para el equipo a la intemperie:
| Condición | Valor normal |
|---|---|
| Temperatura media del aire en 24 h | No pasa de 35 °C |
| Radiación solar | Hasta 1 000 W/m² (día despejado, al mediodía) |
| Contaminación del aire | Polvo, humo, gases corrosivos, vapores o sal, sin pasar los niveles de IEC 60815 |
| Presión del viento | No pasa de 700 Pa (equivale a 34 m/s) |
| Capa de hielo | No pasa de 20 mm |
| Condensación y precipitación | Deben tenerse en cuenta |
Condiciones solo para equipo de interior
El apartado 4.2.4 es distinto. En interior se puede despreciar la radiación solar y el aire no está contaminado de forma significativa por polvo, humo, gases corrosivos, vapores o sal. La humedad tiene cuatro límites:
- La humedad relativa media en 24 h no pasa de 95 %.
- La presión media de vapor de agua en 24 h no pasa de 2,2 kPa.
- La humedad relativa media en un mes no pasa de 90 %.
- La presión media de vapor de agua en un mes no pasa de 1,8 kPa.
Con esas condiciones puede aparecer condensación de forma ocasional. La norma advierte que la condensación puede dañar el aislamiento y corroer las partes metálicas, y que en ese caso conviene un transformador diseñado para esa humedad. Puede evitarse con una carcasa especial, con ventilación y calefacción, o con un deshumidificador.
Condiciones especiales que debe pedir
Cuando el sitio se sale de las condiciones normales, el apartado 4.3 pide que los requisitos del comprador se refieran a criterios normalizados. Además de la altitud y la temperatura, la norma menciona:
- Vibraciones. Pueden venir de las maniobras de los equipos o de las fuerzas de cortocircuito. Si el transformador va integrado en un equipo ensamblado, GIS o AIS, se consideran las vibraciones de ese equipo (apartado 4.3.4).
- Sismo. Donde sea probable, el comprador debe indicar el nivel de severidad según IEC 62271-2 (apartado 4.3.5).
- Cumplimiento. Estos requisitos especiales se demuestran por cálculo o por ensayo, según las normas correspondientes.
- Equipo con envolvente metálica aislado en gas. Se aplica además la cláusula 2 de IEC 62271-203 (apartado 4.1).
Puesta a tierra del sistema
El apartado 4.4 recoge los sistemas de puesta a tierra que la norma considera:
- Neutro aislado: el neutro no se conecta a tierra a propósito, salvo por conexiones de alta impedancia para protección o medida (apartado 3.2.4).
- Neutro resonante: el neutro se conecta a tierra por una reactancia, una bobina de extinción, que compensa aproximadamente la parte capacitiva de la corriente de falla monofásica (apartado 3.2.5).
- Neutro a tierra: se divide en neutro sólidamente puesto a tierra y neutro puesto a tierra por impedancia, que limita la corriente de falla a tierra (apartados 3.2.7 a 3.2.9).
El sistema de puesta a tierra del sitio forma parte de los datos que debe reunir antes de especificar el equipo.
- ¿La altitud del sitio pasa de 1 000 m?
- Sí: Condición especial: indique la altitud en la especificación
- No: ¿La temperatura mínima o máxima sale de las categorías -5/40, -25/40 o -40/40 °C?
- Sí: Condición especial: indique el rango de temperatura
- No: ¿El equipo va a la intemperie y hay viento sobre 700 Pa o hielo sobre 20 mm?
- Sí: Condición especial: indique viento y hielo
- No: ¿Hay sismo probable, vibración o humedad con condensación frecuente?
- Sí: Condición especial: indique el nivel sísmico o la humedad
- No: Servicio normal según IEC 61869-1
Cómo se aplica en un proyecto
- Recoja los datos del sitio: altitud, temperaturas extremas, tipo de instalación (interior o exterior), contaminación, viento, hielo y sistema de puesta a tierra.
- Compárelos con las condiciones normales de esta guía.
- Todo lo que no coincida pasa a la especificación como condición especial.
- Si el transformador va dentro de otro equipo, tome también las condiciones de ese equipo.
Qué no hacer
- No dé por hecho que su sitio es de servicio normal. Compare cada límite.
- No escoja la categoría de temperatura solo por el clima del sitio. Considere también el almacenamiento y el transporte.
- No ignore la humedad en celdas de media tensión sin calefacción. La condensación daña el aislamiento.
- No aplique las condiciones de exterior a un equipo de interior, ni al revés.
Temas relacionados
La altitud tiene su propia corrección en altitud sobre 1 000 m. La distancia de fuga, el nivel de aislamiento, el calentamiento y las cargas mecánicas se calculan con base en estas condiciones. Para los equipos específicos, vea transformador de corriente y transformador de tensión.
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Referencias
- IEC 61869-1, Instrument transformers - Part 1: General requirements, edición de 2007, apartados 4.1 a 4.4.
- IEC 60815, sobre niveles de contaminación.
- IEC 62271-2 e IEC 62271-203, citadas por IEC 61869-1 para sismo y para equipo con envolvente metálica aislado en gas.
Preguntas frecuentes
¿Qué temperatura soporta un transformador de medida según IEC 61869-1?
Depende de la categoría que se especifique. La norma define tres: -5/40, -25/40 y -40/40 °C, donde el primer número es la temperatura mínima y el segundo la máxima. Para climas muy fríos o muy calurosos prefiere los rangos de -50/40 °C y -5/50 °C.
¿Qué pasa si el transformador de medida se instala a más de 1 000 m de altitud?
Deja de estar en condiciones normales. A esa altitud baja la tensión de descarga del aislamiento externo y cambia el comportamiento térmico. La norma remite a los apartados 6.6.2 y 6.4.2, y el comprador debe indicarlo en su especificación.
¿La norma trata igual el equipo de interior y el de exterior?
No. En interior se desprecia la radiación solar y se fija un límite de humedad relativa (95 % de media en 24 h y 90 % de media en un mes). En exterior se consideran radiación, viento, hielo, lluvia y contaminación hasta los niveles de IEC 60815.