Para transformadores de medida de exterior con aisladores cerámicos, IEC 61869-1 fija la distancia de fuga específica mínima según el nivel de contaminación: 16 mm/kV (ligero), 20 (medio), 25 (fuerte) y 31 (muy fuerte). Se multiplica por la tensión más elevada para el equipo, Um, y se limita el cociente entre la distancia de fuga y la distancia de arco.
Respuesta corta
La distancia de fuga es el recorrido sobre la superficie del aislador entre la parte con tensión y tierra. Cuanto más contaminado está el aire, más larga debe ser. IEC 61869-1, edición de 2007, da en su Tabla 6 la distancia de fuga específica mínima, en milímetros por kilovoltio (mm/kV), para cuatro niveles de contaminación. Aplica a transformadores de medida de exterior con aisladores cerámicos (apartado 6.6.1).
De dónde sale el nivel de contaminación
Las condiciones normales de exterior (apartado 4.2.5) suponen que el aire puede tener polvo, humo, gases corrosivos, vapores o sal, sin pasar los niveles de contaminación de IEC 60815. Esa norma clasifica los sitios; IEC 61869-1 solo toma los cuatro niveles y su distancia de fuga.
Tabla 6: distancia de fuga específica
| Nivel de contaminación | Distancia de fuga específica mínima nominal |
|---|---|
| I, ligero | 16 mm/kV |
| II, medio | 20 mm/kV |
| III, fuerte | 25 mm/kV |
| IV, muy fuerte | 31 mm/kV |
Esa distancia es la distancia de fuga entre fase y tierra dividida por el valor eficaz de la tensión más elevada para el equipo entre fases, Um. La Tabla 6 también limita el cociente entre la distancia de fuga y la distancia de arco, con valores máximos de 3,5 y 4,0.
Cómo se usa
Distancia de fuga mínima = distancia específica × Um. La misma distancia de fuga se aplica a los aisladores de los barrajes, como se explica en Barrajes y aisladores de una subestación: qué definir.
| Um | Nivel I (16) | Nivel II (20) | Nivel III (25) | Nivel IV (31) |
|---|---|---|---|---|
| 72,5 kV | 1 160 mm | 1 450 mm | 1 813 mm | 2 248 mm |
| 145 kV | 2 320 mm | 2 900 mm | 3 625 mm | 4 495 mm |
| 245 kV | 3 920 mm | 4 900 mm | 6 125 mm | 7 595 mm |
Los valores de la tabla son ejemplos aritméticos de la regla. Las distancias de fuga reales de un equipo vienen en su ficha del fabricante.
Ejemplo de revisión de una ficha
Suponga que la ficha de un transformador de corriente con Um de 145 kV declara una línea de fuga de 25 mm/kV o más, y que usted debe comprobar si sirve para su sitio. Se revisa así:
- Se multiplica 25 mm/kV por 145 kV, y el resultado es 3 625 mm. Es la distancia de fuga mínima del nivel III.
- Si el sitio es de nivel III, la ficha cumple.
- Si el sitio es de nivel IV, la ficha no cumple con 25 mm/kV: se necesitan 31 mm/kV × 145 kV = 4 495 mm. Hay que pedir al fabricante una versión con más distancia de fuga.
- Si el sitio es de nivel I o II, la ficha cumple con margen, porque 25 mm/kV es mayor que los 16 o 20 mm/kV que pide la tabla para esos niveles.
La distancia de fuga es un dato de la ficha de producto de cada fabricante. Un ejemplo de ficha publicada está en Transformadores de medida Hitachi Energy (ABB) IMB y EMF.
Notas de la Tabla 6
La norma añade tres notas que cambian cómo se aplica la tabla:
- La forma importa. El comportamiento de la superficie del aislador depende mucho de su forma.
- Zonas muy limpias. En áreas con contaminación muy ligera se pueden usar distancias específicas menores que 16 mm/kV según la experiencia de servicio. Un límite inferior habitual es 12 mm/kV.
- Contaminación excepcional. En casos de severidad excepcional, 31 mm/kV puede no ser adecuado. Según la experiencia de servicio o los resultados de laboratorio se puede usar un valor mayor. Además hay que evaluar si el lavado del aislador es viable.
Para más información y para las tolerancias de fabricación, la norma remite a IEC 60815.
Aisladores poliméricos y compuestos
La Tabla 6 cubre aisladores cerámicos. En la edición de 2007, las distancias de fuga de los aisladores poliméricos o compuestos figuraban como en estudio por el comité técnico 36 de IEC. Para esos aisladores, consulte la distancia de fuga que declara el fabricante.
- ¿El aislador es cerámico?
- No: La Tabla 6 no lo cubre; use la distancia de fuga de la ficha del fabricante
- Sí: ¿La contaminación del sitio es más severa que el nivel IV?
- Sí: Valor mayor que 31 mm/kV según experiencia o ensayos; considere el lavado
- No: Use 16, 20, 25 o 31 mm/kV según el nivel I a IV del sitio
Qué pedir en la especificación
- El nivel de contaminación del sitio, de I a IV según IEC 60815.
- La tensión Um del transformador.
- El tipo de aislador, cerámico o polimérico.
- La distancia de fuga y el cociente con la distancia de arco que ofrece el fabricante, para compararlos con la Tabla 6.
Qué no hacer
- No aplique la Tabla 6 a aisladores poliméricos sin confirmar con el fabricante.
- No use 31 mm/kV como un tope. Si la contaminación es excepcional, puede no bastar.
- No escoja la distancia de fuga solo con la tensión del sistema. El cálculo parte de Um.
- No confunda la distancia de fuga con la distancia en el aire entre fase y tierra: son dos cantidades distintas.
Temas relacionados
La distancia de fuga se elige con las condiciones de servicio y se corrige junto con la altitud cuando el sitio supera los 1 000 m. Para ver cómo se describe un CT concreto, vea las fichas de ABB y de Arteche.
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Referencias
- IEC 61869-1, Instrument transformers - Part 1: General requirements, edición de 2007, apartados 4.2.5 y 6.6.1 (Tabla 6).
- IEC 60815, niveles de contaminación y tolerancias de fabricación de la distancia de fuga.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula la distancia de fuga mínima de un transformador de medida?
Se multiplica la distancia de fuga específica del nivel de contaminación (16, 20, 25 o 31 mm/kV) por la tensión más elevada para el equipo, Um, en kV entre fases. Para Um = 145 kV y nivel III (25 mm/kV), el resultado es 3 625 mm.
¿Qué hago si la contaminación de mi sitio es peor que el nivel IV?
La norma indica que, en casos de severidad excepcional, 31 mm/kV puede no ser suficiente. Según la experiencia de servicio o los ensayos de laboratorio se puede usar un valor mayor. Además hay que evaluar si el lavado del aislador es viable.
¿La Tabla 6 sirve para aisladores poliméricos?
No. La Tabla 6 de IEC 61869-1, edición de 2007, cubre aisladores cerámicos. Para aisladores poliméricos o compuestos, esa edición indica que las distancias de fuga estaban en estudio.