Integración de la detección de PD en equipos de alta tensión tras exposición al fuego

Hacer frente a un incendio es una tarea complicada. Es necesario adoptar un enfoque metódico para garantizar que todas las pruebas apunten a una causa o a un riesgo subyacente. De este modo, una empresa o un entorno industrial pueden seguir funcionando sin peligro de que se produzcan incendios similares en el futuro. Los sistemas de alta tensión corren un riesgo especial debido a la presencia de calor, hollín, productos químicos, corrosión y humedad.

Con el paso del tiempo, muchos entornos industriales comienzan a deteriorarse. Los materiales se desgastan, el uso y el paso del tiempo influyen, y el aislamiento comienza a agrietarse. Esto crea el entorno perfecto para que se produzcan descargas parciales (DP), que pueden provocar un incendio. La inspección de estas situaciones después de un incendio requiere equipo especializado y una amplia experiencia en ingeniería forense. A continuación, presentamos algunas de las conclusiones que hemos obtenido de nuestro trabajo en Dreiym Engineering.

¿Qué es una descarga parcial y por qué es importante?

La descarga parcial se produce cuando el aislamiento que rodea los equipos eléctricos de alta tensión comienza a degradarse o deteriorarse. En lugar de un arco eléctrico completo o un cortocircuito, la descarga parcial tiende a ser un poco más sigilosa. Actúa en segundo plano, afectando silenciosamente a los materiales aislantes utilizados en equipos estándar como cables, transformadores y bujes.

El PD se encuentra en huecos, grietas, superficies deslaminadas o interfaces con materiales contaminados. Cuando se aplican cargas eléctricas a estos puntos débiles, se crean microarcos, junto con energía acústica, luz, ozono, calentamiento localizado o radiación electromagnética. Esas emisiones son precisamente lo que buscamos utilizando equipos profesionales y cuidadosamente calibrados.

Se sugiere que 85% de alto voltaje Los fallos de aislamiento son causados por la actividad de DP. Por eso Norma IEEE 930 existe. Es un indicador crucial de que estás en peligro de descarga eléctrica fallos y posibles daños por incendio.

El papel del fuego en la aceleración del riesgo de EP

Si la PD degrada los materiales aislantes con el tiempo, el fuego aprovecha ese periodo y lo acelera enormemente. Incluso un breve momento de exposición del material al fuego o a altas temperaturas puede debilitar su fiabilidad y su estructura subyacente (especialmente si es orgánico o está basado en polímeros). En una situación posterior a un incendio, hay que buscar la PD debido a:

• La degradación térmica descompone los materiales aislantes, reduciendo su rigidez dieléctrica.
• Absorción de humedad debido a extintores y supresores que utilizan agua o espuma.
• Los depósitos de humo o hollín pueden actuar como barreras semiconductoras, aumentando el riesgo de que se produzca una chispa.
• La tensión mecánica se produce cuando los materiales se enfrían o calientan rápidamente y desarrollan grietas y delaminación.

Cuando el aislamiento degradado no puede mantener la seguridad de la carga de voltaje original, comienza la PD. Esto suele ocurrir después de que se vuelve a energizar un sistema tras un incendio. Algo como el papel aislante de un transformador, clasificado para un funcionamiento continuo a 105 grados Celsius, perderá la mitad de su protección en más de 15 minutos a temperaturas más altas.

Métodos de detección de PD tras exposición al fuego

La pregunta entonces es: ¿cómo detecta e indica un equipo como el nuestro en Dreiym Engineering dónde se produce la actividad de DP después de un incendio? Nuestra función consiste en basarnos en instrumentos científicos, años de experiencia y conocimientos basados en datos. Esto puede incluir:

• Detección por ultrasonido: Utilice sensores AE para detectar descargas de seguimiento superficial que emiten ondas sonoras de alta frecuencia (sensores de emisión acústica).
• Detección de frecuencia ultraalta (UHF): Detectar los pulsos electromagnéticos creados por la actividad interna de los transformadores de potencia, especialmente si se utilizan componentes cerrados o GIS.
• Termografía infrarroja: El escaneo IR no es un método directo de detección de PD, pero ayuda a identificar la acumulación localizada de calor debido a la pérdida de energía, lo que probablemente cause una mayor degradación de los materiales aislantes.
• Reflectometría oscilográfica en el dominio del tiempo (OTDR): Utilizamos OTDR para localizar fallas en el aislamiento de los cables eléctricos. Esto se hace enviando pulsos y luego analizando las formas de onda reflejadas correspondientes que se reciben.

Podemos utilizar estas herramientas tanto en entornos en línea como fuera de línea (con o sin alimentación eléctrica). De esta manera, disponemos de técnicas de investigación que se adaptan al riesgo de seguridad para nuestro equipo y las personas que se encuentran “sobre el terreno” después de que se haya producido el incendio.

Escenario real: centro de datos

Es útil examinar la detección de descargas parciales desde la perspectiva de una situación real. Supongamos que usted gestiona un enorme centro de datos en algún lugar del Medio Oeste. Hace un par de semanas se produjo un incendio en una sala de impresoras cercana debido a que un empleado fumó a escondidas cerca del bote de basura. Aunque las llamas se extinguieron con la suficiente rapidez como para limitar el incendio a esa sala, el humo causó daños en el espacio donde se encuentran los servidores.

Durante una inspección visual estándar realizada por su equipo de gestión de riesgos, solo se detectaron daños superficiales. Solo fue necesario limpiar algunas paredes con pintura chamuscada y algunas etiquetas o pisos derretidos, lo cual requirió una limpieza profesional. Sin embargo, usted cuenta con un director de TI que contrató a un equipo de ingeniería forense como el nuestro, solo para estar seguro.

Utilizando una combinación de nuestras herramientas y experiencia, ese equipo realizó pruebas de PD fuera de línea y descubrió una descarga activa dentro del aislamiento de la barra colectora del equipo de conmutación. Esos pequeños huecos formados por el daño causado por el humo a altas temperaturas son suficientes para provocar arcos parciales que probablemente causarán aún más daños en las próximas semanas.

Ahora, su centro de datos dispone de más información para actuar. Puede sustituir cualquier sección del equipo que se haya visto comprometida, amortizando el costo fraccionario de la detección de PD en lugar de incurrir en gastos financieros significativos debido a un incendio secundario que se produce tan cerca del incidente principal.

Prevención de futuros riesgos de PD en sistemas de alta tensión

Es necesario detectar las descargas parciales antes de que la situación se salga de control. Es el sello de aprobación posterior al incendio que necesita para su tranquilidad. Hay otras medidas que pueden tomar las empresas o las instalaciones industriales para reducir aún más el riesgo de descargas parciales, además de la visita de un equipo forense, aunque esto no debe sustituirse:

• Realice mediciones de PD de referencia alrededor de los activos de alto voltaje durante el funcionamiento normal. De este modo, se establecerá una imagen previa de las operaciones de referencia.
• Programe auditorías eléctricas en torno a su aislamiento obsoleto, envejecido o expuesto a la humedad para tener una mejor idea de lo que debe preparar para el futuro.
• Instale protección contra sobretensiones, especialmente si está pensando en un diseño eléctrico comercial, para garantizar que sus sistemas de aislamiento cuenten con protección de respaldo.
• Hacer que sus administradores de riesgos adquieran equipos térmicos y ultrasónicos para monitorear anomalías en tiempo real.

Esa última sugerencia es buena, pero quizá sea mejor que la aplique un equipo de expertos, como nuestro equipo de electricistas. ingenieros y forenses Especialistas en Dreiym Engineering. Llevamos décadas trabajando con residencias privadas, propiedades comerciales y entornos industriales en todo Texas, Oklahoma, Luisiana, Nuevo México y Colorado. Contamos con las licencias, los conocimientos jurídicos y el equipo necesarios para detectar la PD antes de que se agrave.

Nuestros exhaustivos informes le proporcionarán la información necesaria para que pueda ajustar las actualizaciones de infraestructura o las reparaciones posteriores a un incendio según corresponda. Trabajar con sistemas de alto voltaje ya es bastante arriesgado. Ahórrese la molestia de que surja un problema silencioso de descargas parciales cuando esté tratando de recuperarse de un incidente anterior.

No dejes que una descarga oculta provoque el próximo incendio.

Incluso después de que las llamas se hayan extinguido y haya tomado medidas para limpiar y reparar la zona afectada, el riesgo no ha desaparecido por completo. Puede haber descargas parciales dentro de los componentes de su equipo de alta tensión, lo que supone una amenaza invisible que degrada aún más su sistema.

Contar con un equipo de ingeniería forense como el nuestro en Dreiym Engineering le brinda tranquilidad. Garantiza que su proveedor de seguros quede satisfecho y le da a su equipo de gestión de riesgos una idea clara de lo que hay que reparar, los planes para mejorar los sistemas en el futuro y lo que hay que supervisar en este momento. Programa una consulta hoy mismo y asegurémonos de que sus sistemas sean seguros y funcionen de manera eficiente.