El interruptor de tanque muerto tiene la cámara de interrupción dentro de un tanque metálico puesto a tierra y lleno de SF6, con bujes de entrada y salida. Sobre esos bujes se montan transformadores de corriente toroidales, lo que ahorra equipos en la bahía y permite traslapar las zonas de protección. Es la práctica dominante en Norteamérica y se especifica con normas IEEE C37 o IEC.
Qué es y dónde se ubica
El interruptor de tanque muerto tiene su cámara de interrupción dentro de un tanque metálico puesto a tierra y lleno de SF6. La corriente entra y sale por dos bujes por fase. En la bahía ocupa el mismo lugar que un interruptor de tanque vivo, entre los seccionadores de barra y de línea, pero con una diferencia práctica: los transformadores de corriente (CT) van montados sobre sus bujes y no como equipos aparte. La tensión para las protecciones sigue llegando desde un transformador de tensión (PT) o uno capacitivo de la bahía.
Es la práctica dominante en Norteamérica. Fabricantes como GE Vernova y Siemens Energy tienen allí sus centros de producción de tanque muerto, y Siemens Energy reporta más de 46 000 interruptores de su serie SPS2 entregados solo al mercado de Estados Unidos. Las normas IEEE C37 nacieron en ese mercado, y muchas empresas de las Américas especifican con ellas. Es una variante del interruptor de potencia.
Partes principales
- Tanque por fase, de aluminio fundido o acero, puesto a tierra, con la cámara de interrupción adentro.
- Bujes de entrada y salida, de porcelana o compuesto, con el conductor a potencial de línea.
- CT de buje toroidales, deslizados sobre la base de cada buje (varios núcleos por lado).
- Cámara de interrupción de SF6, de soplado o de autosoplado, con una sola interrupción por fase hasta 362 kV en algunos diseños.
- Mecanismo de resortes, común a las tres fases o independiente por polo.
- Monitor de densidad y sistema de gas; calefactores de tanque en climas fríos.
- Gabinete de control con bobinas, antibombeo, contador y bornes de los CT.
- Opcionales: resistencias de preinserción, descargadores en paralelo para maniobra de reactores y controlador de maniobra sincronizada.
Cómo funciona
El principio de interrupción es el mismo del tanque vivo: al abrir, los contactos de arco se separan dentro de la tobera, el SF6 presurizado por el pistón o por el propio arco enfría el arco, y la corriente se interrumpe en un cero si la rigidez del gas se recupera más rápido que la tensión transitoria de restablecimiento.
La diferencia está en el aislamiento: la cámara, a potencial de línea, queda aislada del tanque a tierra por el propio SF6. Por eso el gas cumple dos funciones, extinguir el arco y aislar contra tierra, y su pérdida compromete ambas. Con temperaturas muy bajas el SF6 puede licuarse y bajar la densidad efectiva; para eso existen los calefactores de tanque, con los que los fabricantes declaran operación hasta −50 o −60 °C.
Variantes y comparación con el tanque vivo
- Mando común o polos independientes (IPO). Con polos independientes y un controlador sincronizado se maniobran bancos de condensadores y reactores en el punto óptimo de la onda.
- Tanque muerto compacto (DTC), que Siemens Energy ofrece en 145 y 245 kV para ahorrar espacio en la bahía.
- Alternativas sin SF6, con vacío y aire seco, que algunos fabricantes ya ofrecen en tanque muerto.
| Aspecto | Tanque muerto | Tanque vivo |
|---|---|---|
| Cámara | En tanque a tierra | A potencial de línea, sobre columna |
| CT | En los bujes | Equipos aparte |
| Gas | Mayor volumen | Menor volumen |
| Norma habitual | IEEE C37 o IEC | IEC o IEEE C37 |
En extra alta tensión los dos diseños aumentan cámaras en serie, condensadores de gradación y resistencias de preinserción. En media tensión el equivalente es el interruptor en vacío dentro de una celda.
Datos nominales y placa
Una placa IEEE, según IEEE C37.04, trae tensión máxima asignada, nivel básico de aislamiento (BIL) e impulso de onda cortada, corriente continua asignada, corriente de cortocircuito, capacidad de cierre y enganche, tiempo de interrupción en ciclos y ciclo de trabajo, por ejemplo O–0,3 s–CO–15 s–CO. Un catálogo de 362 kV declara 1300 kV de BIL, 1680 kV de onda cortada a 2 µs y 2 ciclos de interrupción. Se agregan la presión de SF6, la masa de gas, las tensiones de bobinas y motor, la clase sísmica y los datos de cada CT de buje: relación, clase y carga.
Integración con protección y control
Los CT de buje alimentan protecciones distintas según el lado: los del lado barra van a la protección de línea o de transformador y los del lado línea a la diferencial de barras 87B. Así las zonas se traslapan dentro del interruptor. Si los núcleos no se cruzan, queda un punto ciego entre ellos. Aun con traslape, una falla entre la cámara y el CT del lado línea sigue alimentada desde el otro extremo después de que abre el interruptor local, hasta que actúa la protección remota; para acelerar ese despeje se usan la protección de zona muerta y el disparo transferido. Si el interruptor no abre, actúa la falla de interruptor 50BF.
El control es el mismo del tanque vivo: una bobina de cierre, dos de disparo en circuitos separados, contactos 52a y 52b y bloqueos por gas y resortes. En IEC 61850: XCBR, CSWI, CILO y SIMG; los CT de buje entran al relé como TCTR cuando la medición se digitaliza.
Pruebas de puesta en servicio y mantenimiento
Además de las pruebas de interruptores de potencia habituales (tiempos, recorrido, resistencia de contactos, bobinas, gas y funcionales), el tanque muerto exige:
- Pruebas de los CT de buje: relación, polaridad, excitación y punto de rodilla, resistencia de devanado y carga, como en las pruebas de transformadores de corriente y tensión.
- Capacitancia y factor de disipación de los bujes, cuando el fabricante lo indica.
- Resistencia de aislamiento del circuito principal contra el tanque.
- Verificación de la asignación de núcleos: qué núcleo va a qué protección y con qué polaridad.
Fallas comunes y qué revisar primero
- Disparo de la diferencial de barras al cerrar o con carga: un CT de buje con polaridad o relación equivocada.
- Alarma de densidad en clima frío: calefactores de tanque y su alimentación.
- Fugas en bridas y empaques del tanque o de los bujes.
- Circuito secundario de un CT abierto, con riesgo de sobretensión peligrosa en los bornes.
- Tiempos fuera de rango por el mecanismo, igual que en el tanque vivo.
Pruebas y puesta en servicio con Tiza Group
En Tiza Group probamos y ponemos en servicio interruptores de tanque muerto y sus CT de buje, y verificamos que cada núcleo llegue a la protección correcta. Cuéntenos qué equipo tiene y le proponemos un plan.
Referencias
- IEEE C37.04, Estructura de valores asignados de interruptores de alta tensión de corriente alterna.
- IEEE C37.09, Procedimientos de prueba de interruptores de alta tensión de corriente alterna.
- IEEE 693, Diseño sísmico de subestaciones.
- IEC 62271-100, Interruptores automáticos de corriente alterna.
- IEC TR 62271-300, Cualificación sísmica de interruptores automáticos.
- IEC 61869-2, Transformadores de corriente.
- Blackburn y Domin, Protective Relaying: Principles and Applications.
Preguntas frecuentes
¿Por qué los interruptores de tanque muerto llevan CT a ambos lados?
Para traslapar las zonas de protección. Los CT del lado barra alimentan la protección de línea y los del lado línea la diferencial de barras, de modo que una falla dentro del interruptor queda cubierta por ambas zonas y no hay punto ciego.
¿Qué cambia entre una placa IEEE y una IEC de tanque muerto?
Cambian nombres y algunos valores: IEEE habla de tensión máxima asignada, corriente continua asignada, tiempo de interrupción en ciclos y onda cortada; IEC de tensión asignada, corriente nominal y tiempo de corte en milisegundos. Muchos fabricantes certifican el mismo equipo con ambas normas.
¿Qué norma sísmica aplica a un interruptor de tanque muerto?
En Estados Unidos y en muchas especificaciones de las Américas se usa IEEE 693. En el marco IEC existe el informe técnico IEC TR 62271-300 para interruptores montados sobre estructuras ancladas al suelo.