Camilo Varela INSTALACIONES INDUSTRIALES

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Instrucción técnica complementaria MIE-RAT 12:
AISLAMIENTO.

1. Niveles de aislamiento nominales.

El aislamiento de los equipos que se empleen en las instalaciones de A.T. a las que hace referencia este reglamento, deberán adaptarse a los valores normalizados indicados en la norma UNE 21 062, salvo en casos especiales debidamente justificados por el proyectista de la instalación.

Los valores normalizados de los niveles de aislamiento nominales de los aparatos de A. T., definidos por las tensiones soportadas nominales para distintos tipos de solicitaciones dieléctricas, se muestran en las tablas 1, 2 y 3 reunidos en tres grupos según los valores de la tensión mas elevada para el material.

1.1 Niveles de aislamientos nominales para materiales del Grupo A.

1.1.1 La siguiente tabla especifica los niveles de aislamiento nominales asociados con los valores normalizados de la tensión mas elevada para materiales del grupo A.

Tabla 1

Tensión mas elevada para el material (Um)
Tensión soportada nominal a los impulsos tipo rayo
Tensión soportada nominal de corta duración a frecuencia industrial

kV eficaces

kV cresta

kV eficaces

3.6
20
40
10
7.2
40
60
20
12
60
75
28
17.5
75
95
38
24
95
125
50
36
145
170
70

Además de la tensión soportada nominal de corta duración a frecuencia industrial, se dan dos valores de la tensión soportada nominal a los impulsos tipo rayo para cada valor de la tensión mas elevada para el material. Estos dos valores se especifican en las lista 1 y 2. No se utilizaran valores intermedio. los ensayos a impulso se especifican con el fin de verificar la capacidad del aislamiento, y en particular la de los devanados para soportar las sobretensiones de origen atmosférico y las sobretensiones de maniobra de frente escarpado, especialmente las debidas a recebados entre contactos de los aparatos de maniobra.

Bajo condiciones especiales de utilización pueden emplearse para un determinado aparato tensiones de ensayo reducidas tanto en frecuencia industrial como a impulso o incluso suprimir los ensayos a impulso pero, en este caso, debe demostrarse mediante ensayos o por una combinación de ensayos y cálculos que se cumplen las condiciones necesarias de aislamiento para las solicitaciones mas importantes que ocurrirán en servicio.

1.1.2 La elección entre la lista 1 y la lista 2, deberá hacerse considerando el grado de exposición a las sobretensiones de rayo y de maniobre, las características de puesta a tierra de la red y, cuando exista, el tipo de dispositivo de protección contra las sobretensiones.

1.1.3 El material que responda a la lista 1 es utilizable en las siguientes instalaciones:

1.1.3.1 En redes e instalaciones no conectadas a líneas aéreas:

  1. Cuando el neutro esta puesto a tierra bien directamente o bien a través de una impedancia de pequeño valor comparado con el de una bobina de extinción. En este caso no es necesario emplear dispositivos de protección contra las sobretensiones, tales como pararrayos.

  2. Cuando el neutro del sistema esta puesto a tierra a través de una bobina de extinción y en algunas redes equipadas con una protección suficiente contra las sobretensiones. Este es el caso de redes extensas de cables en las que puede ser necesario el empleo de pararrayos capaces de descargar la capacidad de los cables.

1.1.3.2 En redes e instalaciones conectadas a líneas aéreas a través de transformadores en las que la capacidad con respecto a tierra de los cables unidos a las bornas de baja tensión del transformador es al menos de 0,05 µf por fase. Cuando la capacidad a tierra del cable es inferior al valor indicado , pueden conectarse condensadores suplementarios entre el transformador y el aparato de corte, tan cerca como sea posible de los bornes del transformador, de modo que la capacidad total a tierra del cable y de los condensadores llegue a ser al menos de 0,05 µf por fase.

Esto cubre los casos siguientes.

  1. Cuando el neutro del sistema esta puesto a tierra bien directamente o bien a través de una impedancia de valor peque/o comparado con el de una bobina de extinción. en este caso, puede ser conveniente una protección contra las sobretensiones por medio de pararrayos.

  2. Cuando el neutro del sistema esta puesto a tierra a través de una bobina de extinción y además existe una protección adecuada contra las sobretensiones por medio de pararrayos.

1.1.3.3 En redes e instalaciones conectadas directamente a líneas aéreas:

  1. Cuando el neutro del sistema esta puesto a tierra bien directamente o bien a través de una impedancia de valor peque/o comparado con el de una bobina de extinción y donde exista una adecuada protección contra las sobretensiones mediante explosores o pararrayos, teniendo en cuenta la probabilidad de la amplitud y frecuencia de las sobretensiones.

  2. Cuando el neutro del sistema este puesto a tierra a través de una bobina de extinción y la protección adecuada contra las sobretensiones este asegurada por pararrayos.

1.1.4 En todos los demás casos, o cuando sea necesario un alta grado de seguridad, se utilizara el material correspondiente a la lista 2.

1.2 Niveles de aislamiento nominales para materiales del grupo B.

1.2.1 En esta gama de tensiones la elección del nivel de aislamiento debe hacerse principalmente en función de las sobretensiones de onda de rayo que se puedan presentar.

La tabla siguiente especifica los niveles de aislamiento nominales asociados con los valores normalizados de la tensión mas elevada para materiales del grupo b.

Tabla 2

Esta tabla asocia uno o mas niveles de aislamiento recomendados a cada valor normalizado de la tensión mas elevada para el material.

1.2.2 No se utilizaran tensiones de ensayo intermedias. en los casos donde se de mas de un nivel de aislamiento, el mas elevado es el que conviene al material situado en redes provistas de bobina de extinción o en las que el coeficiente de falta a tierra sea superior a 1,4.

1.2.3 Sobre una misma red podrán coexistir varios niveles de aislamiento de acuerdo con la diferente situación de cada instalación.

1.3 Niveles de aislamiento nominales para materiales del grupo C.

1.3.1 En este grupo de tensiones, la elección del material a instalar es función primordial de las sobretensiones de maniobra que se esperen en la red, y el nivel de aislamiento del material se caracteriza por las tensiones soportadas a los impulsos tipo maniobra y tipo rayo.

Tabla 3

Esta tabla da las combinaciones recomendadas entre las tensiones mas elevadas para el material y el nivel de aislamiento. Cuando, debido a las características de la red, o a los métodos elegidos para controlar las sobretensiones de maniobra o de rayo, el empleo de combinaciones distintas a las de la tabla quede justificado técnica y económicamente, los valores seleccionados deben tomarse de entre los que figuran en la tabla.

1.3.2. En una misma red pueden coexistir varios niveles de aislamiento, correspondientes a instalaciones situadas en diferentes lugares de la red o a diferente materiales pertenecientes a una misma instalación.

2. Ensayos.

Los ensayos de tensión soportada de las instalaciones o de los distintos aparatos que las componen, están destinados a la comprobación de sus niveles de aislamiento.

Para la realización de los ensayos de verificación del nivel de aislamiento se seguirá lo especificado en las normas UNE 21 308 sobre Ensayos en Alta Tensión, y 21 062 sobre Coordinación de Aislamiento, debiendo tenerse además en cuenta lo establecido para cada tipo particular de aparato o instalación en la correspondiente norma une que en cada caso establecen los ensayos que deben considerarse como ensayos individuales.

Cuando no exista norma UNE se recomienda utilizar la correspondiente publicación CEI (Comisión Electrotecnica Internacional).

3. Distancias en el aire entre elementos en tensión y entre estos y estructuras metálicas puestas a tierra.

3.1 En las instalaciones en que por alguna razón, no puedan realizarse ensayos de verificación del nivel de aislamiento, en aconsejable tomar ciertas medidas que eviten descargas disruptivas con tensiones inferiores a las correspondientes al nivel de aislamiento que hubiera sido prescrito en caso de haberse podido ensayar.

Debe cumplirse la condición de que las tensiones soportadas en el aire entre las partes en tensión y entre estas y tierra sean iguales a las tensiones nominales soportadas especificadas en los apartados,1.1, 1.2 y 1.3. esta condición equivale a mantener unas distancias mínimas que depende de las configuraciones de las partes activas y de las estructuras próximas.

3.2 No se establece ninguna distancia para aquellos equipos para los que están especificados ensayo de comprobación del nivel de aislamiento, puesto que ello entorpecería su diseño, aumentaría su costo, y dificultaría el progreso tecnológico.

3.3 Las tablas 4 y 5 indican en la primera columna las tensiones soportadas nominales a impulso tipo rayo y en la segunda columna las distancias en el aire para configuraciones desfavorables de las partes en tensión y de las partes puestas a tierra.

Tabla 4

Tensión soportada nominal a los impulsos tipo rayo (kv cresta)
Distancia mínima fase-tierra en el aire (cm)
20
6
40
6
60
9
75
12
95
16
125
22
145
27
170
32
250
48
325
63
450
90
550
110
650
130
750
150

Tabla 5

Tensión soportada nominal a los impulsos tipo rayo (kv cresta)
Distancia mínima fase-tierra en el aire (cm)
20
6
40
6
60
9
75
12
95
16
125
22
145
27
170
32
250
48
325
63
450
90
550
110
650
130
750
150
850
170
950
190
1050
210

3.4 La tabla 6 hace referencia en las dos primeras columnas a los valores que definen los niveles de aislamiento y en la tercera y cuarta columnas a las distancias en el aire para configuraciones denominadas "conductor-estructura" y "punta-estructura".

La configuración "punta-estructura" es la configuración mas desfavorable que normalmente puede encontrarse; la configuración "conductor-estructura" cubre un amplio campo de configuración normales. en la tabla 6 se hace referencia a la configuración por la notable influencia que tiene para tensiones mas elevadas para el material iguales o superiores a 300 kv.

Tabla 6

Nivel de aislamiento (kvcresta)
Distancia mínima fase-tierra en el aire (cm)
Tensión soportada nominal a los impulsos tipo maniobra
Tensión soportada nominal a los impulsos tipo rayo
Conductor estructura
Punta estructura
650
850
150
170
750
850
160
190
750
950
170
190
850
950
180
240
850
1050
190
240
950
1050-1175
220
290
1050
1175-1300-1425
260
340
1175
1300-1425-1550
310
410
1300
1425-1550-1800
360
480
1425
1550-1800-2100
420
560
1550
1800-1950-2400
490
640

3.5 La tabla 7 indica en la primera y segunda columnas las tensiones soportadas a impulsos tipo maniobra fase-tierra y entre fases y en las columnas tercera y cuarta las distancias al aire entre conductores paralelos y entre punta y conductor.

Tabla 7

Tensión nominal a los impulsos tipo maniobra fase-tierra (kV cresta)
Tensión soportada nominal a los impulsos tipo maniobra entre fases (kv cresta)
Distancia minima entre fases en el aire (cm)
Conductor-conductor (paralelos)
Punta conductor
750
1175
240
250
850
1300
270
320
950
1425
310
360
1050
1550
350
410
1050
1675
390
460
1175
1800
430
520
-
1950
490
590
-
2100
560
680
1300
2250
630
770
1425
2400
710
880
1550
2550
790
1000

3.6 Los valores de las distancias indicadas en las tablas 4 y son los valores mínimos determinados por consideraciones de tipo eléctrico, por lo que en ciertos casos, deben ser incrementados para tener en cuenta otros conceptos como, tolerancias de construcción, efectos de cortocircuitos, efectos del viento, seguridad del personal, etc.

Por otra parte estas distancias son solamente validas para altitudes no superiores a 1.000 metros. Para instalaciones situadas por encima de los 1.000 metros de altitud, las distancias mínimas en el aire hasta los 3.000 metros, deberán aumentarse en un 1,25% por cada 100 metros o fracción.

 

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