Universidad Antonio Nariño
Mantenimiento en líneas de transmisión Oscar Armando Montañez Santos
Líneas de transmisión de energía Octubre de 2011
Introducción
Como parte de la confiabilidad y la calidad del servicio que prestan las empresas distribuidoras y transmisoras de energía, se debe garantizar un confiable y adecuado mantenimiento de las redes de distribución y transmisión, para tal fin las empresas invierten anualmente millones de pesos en programas de mantenimiento. Para el funcionamiento adecuado de las redes de energía eléctrica es necesario realizar procedimientos, operaciones y/o cuidados en estas, tanto para la prevención como corrección de inconvenientes que se puedan presentar. Los mantenimientos comúnmente desarrollados en las redes de energía eléctrica son los siguientes:
Instalación de un refuerzo mecánico (cable) desde un apoyo o cruceta hasta un punto de soporte, puede ser otro apoyo, una cruceta o una viga enterrada en el piso, este refuerzo recibe el nombre de templete.
Cambio del tipo de cruceta, las empleadas en las redes de distribución son la tipo bandera, tangencial y tangencial doble.
Cambio de un aislador, de uno o más descargadores de sobretensión, de uno o más cortacircuitos.
Instalación o cambio en la línea de puesta a tierra o de un interruptor.
Podar árboles cercanos a las redes de distribución. Tensionar las líneas, por vanos caídos. Limpieza en la red. Cambio o plomado de apoyos.
MANTENIMIENTO A LINEAS DE TRANSMISION El mantenimiento generalmente se hace a través de cuadrillas de operarios acompañados de carros-canasta y demás implementos que garantizan la seguridad y protección a las personas que deben hacer el mantenimiento, para tal fin deben tenerse varias precauciones a la hora de realizar los mantenimientos, dentro de las que se encuentran:
Contar con el equipo de seguridad adecuado. Mantener las distancias de seguridad. Probar periódicamente los equipos de seguridad para validar su perfecta operación. Seguir estrictamente los procedimientos de mantenimiento. Coordinar y controlar las personas implicadas en el mantenimiento.
El mantenimiento de las redes de distribución de energía eléctrica pueden ser realizados con las líneas desenergizadas o en línea viva. El mantenimiento en redes de distribución en línea muerta es realizado solo en casos extremos ya que esto ocasiona el corte de energía, este mantenimiento consiste en la desenergización del circuito a operar desde la subestación, efectuando una apertura visible en el circuito e instalando avisos que adviertan el proceso para prevenir accidentes. Cuando el circuito se encuentra desenergizado se debe realizar una prueba de ausencia de tensión para la seguridad de los operarios, además de un corto entre las fases para luego aterrizarlas. Al igual que para el trabajo en línea viva, los operarios encargados de realizar mantenimiento en líneas desenergizadas, deben contar con el equipo de protección personal y colectiva, además de ser entrenados para este tipo de trabajo; los operarios que realizan mantenimiento en líneas desenergizadas no lo deben hacer en línea viva y viceversa.
NORMAS DE SEGURIDAD PARA TRABAJOS EN LINEAS DESENERGIZADAS Los trabajos en líneas desenergizadas son realizados solo en caso extremo, por la confiabilidad, flexibilidad y continuidad que se desea tener en la prestación del servicio. Para realizar trabajos en líneas desenergizadas, es necesario seguir los siguientes pasos:
Conociendo el punto exacto en el cual se va a realizar el trabajo, se avisa a la empresa encargada, para que la subestación que alimenta el circuito, lo desenergice.
Para evitar accidentes, en la subestación se deben colocar avisos en el circuito a desenergizar. Se realiza un corte visible y la apertura de los circuitos. Cuando la subestación da informe de la desenergización, se debe realizar una prueba de ausencia de tensión. Para tensiones 11,4 34,5 y 115kV se realiza un corto entre las fases del circuito y se aterrizan.
LÍNEA VIVA El trabajo en línea viva se realiza con una cuadrilla (grupo) de cuatro o cinco operarios, los cuales deben presentar un alto grado de coordinación y habilidad manual, así como ser personas de temperamento tranquilo; además estos operarios son capacitados y entrenados para realizar este tipo de trabajo. El mantenimiento en línea viva siempre se debe realizar en circuitos libres de fallas y en condiciones climáticas adecuadas, es decir, que el tiempo no indique posibles lluvias, el carro canastilla se debe encontrar perfectamente aislado y debe ser manipulado únicamente por el operario entrenado para realizar esta actividad. Para el mantenimiento de redes de distribución en línea viva, existe un encargado de cuadrilla, el cual se encuentra en comunicación continua con la subestación que alimenta el circuito en el cual se está realizando el mantenimiento, con el fin de dar autorización de recierre en el circuito en caso de alguna falla. Los operarios que realizan el trabajo en línea viva necesitan un equipo especial de protección personal como los guantes, mangas, casco, entre otros y para protección colectiva mantas, cubridores y el carro canasta, los cuales le quitan libertad de movimiento a los operarios, pero que son necesarios para su seguridad, manejan un color especifico dependiendo el nivel de tensión en el cual se va a trabar de la siguiente manera:
Clasificación de colores del equipo de protección según el nivel de tensión Para la clase 0, la tensión máxima de uso se determina con la siguiente ecuación: Tensión máxima de uso=0,95 * (Tensión de prueba del equipo) – 2.000V
ELEMENTOS DE PROTECCION PERSONAL Los elementos de protección personal mas usados para las labres de mantenimiento realizadas sobre las líneas de transmisión de energía eléctrica son:
Guantes: Los guantes son fabricados en caucho natural para brindarle flexibilidad y caucho sintético con alta resistencia al efecto corona, se les debe realizar una revisión como mínimo dos veces al año para evitar porosidades que puedan afectar el aislamiento. Los guates son fabricados con la forma natural de la mano, sin costuras y con alta rigidez dieléctrica.
Mangas: Las mangas al igual que los guantes son fabricadas en caucho y son un complemento de los mismos ya que son empleadas para proteger el brazo, codo y el hombre del operario.
Casco: El casco es un elemento muy importante para la seguridad del operario, puesto que el cabello es un muy conductor de electricidad y para protegerlo de golpes que le puedan causar heridas, el casco tiene una rigidez dieléctrica de 20kV, la cual disminuye si el casco es pintado o perforado.
Mantas: Las mantas son fabricadas en caucho aislante, lo que las muy flexibles, son empleadas para cubrir herrajes o cualquier otro elemento de la red en el cual no sea posible la utilización de cubridores.
Cubridores: Los cubridores son fabricados en polietileno lineal con alta rigidez dieléctrica, como su nombre lo indica son empleados para cubrir los elementos de la red coma los aisladores, las crucetas, los descargadores de sobretensión, los cortacircuitos, postes, etc. Los cubridores generalmente son diseñados para trabajar a una tensión de 46kV fase-fase, su aspecto superficial es similar a la cera, por esta razón son frágiles a las caídas y golpes.
Carro canasta: La función principal del carro canasta es mantener a los operarios que se encuentren en él al mismo nivel de tensión que el circuito en e l que se encuentran trabajando, además de ofrecer a los operarios comodidad para realizar sus labores, posee un brazo mecánico aislado que permite el movimiento de la canastilla, para descargar corrientes de fuga que se pueden presentar en el brazo, el carro es aterrizado con una varilla de cobre de puesta a tierra.
NORMAS DE SEGURIDAD PARA TRABAJOS EN LINEA VIVA En la realización de trabajos en redes de energía eléctrica en línea v iva, es importante tener en cuenta las siguientes sugerencias:
El personal encargado de la realización de trabajos en redes energizadas, debe contar con capacitación teórica y práctica sobre las técnicas y cuidados necesarios para este tipo de trabajo. Todos los integrantes de la cuadradilla se deben encontrar en perfectas condiciones físicas y mentales, de no ser así la persona encargada de la cuadrilla autoriza la continuación del operario en el sitio de trabajo. El trabajo se debe realizar con la coordinación, habilidad, calma y cuidado de todos los integrantes de la cuadrilla. El carro canasta debe ser manipulado únicamente por el operario capacitado para este trabajo. Los operarios deben conocer y tener claros los procedimientos de seguridad, necesarios para la realización de trabajos en redes eléctricas energizadas. Los operarios no deben llevar ningún elemento metálico, como anillos, cadenas, relojes, etc. Los equipos de protección son personales y deben estar diseñados para el nivel de tensión en el cual se va ha trabajar. Es necesario realizar una inspección previa a todos los equipos y elementos que se van a utilizar durante la realización del trabajo. Se debe verificar el perfecto funcionamiento de los controles de la canastilla y del carro canastilla.
PROCEDIMIENTOS ESPECIALES Lavado de Aisladores La contaminación ambiental sobre aisladores puede causar un "cortocircuito" en las líneas. La respuesta a este problema es el lavado con agua a alta presión, pero el acceso a terrenos incómodos, puede ser caro y difícil y de vez en cuando es casi imposible. El sistema aerotransportado hace el lavado de aislador un proceso seguro, fácil y barato. Este proceso (EHV), es el sistema de lavado de aisladores más rápido, más eficiente y eficaz en el mundo La combinación de presión extremadamente alta, precisa y el volumen de agua, define que el EHV Sistema de Lavado, sea de superior calidad para el lavado de aisladores.
El Sistema de Lavado ha sido utilizado muy satisfactoriamente en el mundo entero, con resultados superiores y eficacia incomparable. Independientemente del terreno o el ambiente, el sistema EHV de Lavado puede ser usado sobre líneas energizadas o des-energizadas y es conducido como una operación de Mano Desnuda en Línea Viva. (Live-Line/Bare-Hand).
Los aisladores de polímeros se pueden limpiar con métodos diferentes a los del lavado con agua. a) Limpieza no energizada: Si se puede retirar la energía a los aisladores para la limpieza, se pueden lavar a mano con paños de limpieza, con agua y detergente suave. Se recomienda que este procedimiento sea seguido por el enjuague con riego con agua limpia, a presión baja para eliminar cualquier residuo. Normalmente, no se recomiendan solventes ni abrasivos fuertes. Se pueden usar agentes humectantes y aditivos para mejorar la acción del lavado del agua para la limpieza. Se pueden usar solventes, siempre y cuando se eliminen todos los residuos de limpieza mediante el enjuague final con agua limpia y sólo con aprobación del fabricante.
b) Limpieza energizada: La limpieza con aire comprimido y /o abrasivo seco implica el uso de aire comprimido y un medio abrasivo seco para la limpieza. El compuesto abrasivo de limpieza con frecuencia consiste en tuza de maíz triturada mezclada con cáscaras de pecan o nuez trituradas. Se puede adicionar cal o sílice en polvo al compuesto o, se pueden usar solos para incrementar la capacidad abrasiva. El proceso de limpieza es similar al de arena a presión porque se usa flujo de aire presurizado para bombardear la superficie del aislador con el medio abrasivo. Después de la limpieza, el contaminante y el residuo de abrasivo que
quedan en la superficie del aislador se retiran con aire comprimido seco y limpio.
Boquilla a control remoto La técnica para el lavado con boquilla a control remoto es muy similar a la de boquilla manual. La diferencia principal entre las dos técnicas es que la ubicación de la boquilla. Se hace a distancia desde la consola de un operador en la base de la pluma del camión. Se requiere un operador con conocimiento para ubicar la pluma en una ubicación que suministre un buen ángulo de lavado además de mantener las distancias de seguridad para el funcionamiento.
Boquilla de aspersión fija El lavado de línea viva con boquilla de aspersión fija ha probado ser efectivo en la prevención de problemas por el flameo debido a la contaminación con sal marina. Para cada instalación se deberían desarrollar y establecer equipos y parámetros de lavado. Esto se debe principalmente a que varios parámetros locales pueden influir en el lavado. Tales parámetros son la precipitación, la resistividad del agua, el viento, la gravedad de la contaminación y el diseño y montaje de la instalación de los aisladores que se van a lavar.
Limpieza con aire comprimido La técnica para este método es muy similar a la del lavado con presión alta. Primero, se limpian los aisladores que están cerca al conductor (uno o dos aisladores en cada porción de una cadena en V). Luego, se limpian los aisladores restantes, alejándose del conductor. Antes de que el flujo haga contacto con el conductor, debería estar fluyendo una corriente completa de limpiador y, de igual modo, una disminución en las libras por pulgada cuadrada sólo se debería hacer después de abandonar el conductor. Frotación con baño en equipo vivo Se debe tener cuidado normal para observar las distancias de seguridad para el trabajo de las pértigas de trabajo en vivo. La precaución crítica es mantener los paños de limpieza lejos de cualquier objeto o soporte conectado a tierra. Cuando se usan dos pértigas, debe haber buena comunicación y coordinación entre los operadores.
Helicóptero Las técnicas de lavado empleadas son similares a las del lavado con boquilla manual. Se requiere un piloto con conocimiento, o un equipo de piloto y operador, para ubicar el aparato y la pluma de lavado, de modo que suministre un buen ángulo de lavado además de mantener las distancias de seguridad para el trabajo con relación a otras fases, equipo de la torre y /o obstrucciones. Se emplean tres técnicas cuando se usa agua para lavar o limpiar la contaminación del aislamiento.
Boquilla fija Se extiende una boquilla fija desde el helicóptero, a lo largo del recorrido del rotor o guía hasta el exterior para dirigir y mantener el lavado. El piloto controla la dirección del flujo de agua moviendo el helicóptero, también controla la bomba del flujo de agua, según sea necesario.
Boquilla móvil en una varilla fija Este sistema es similar a la boquilla fija excepto, que el piloto solo controla la boquilla móvil. El helicóptero se lleva hasta la ubicación y la boquilla móvil controla la dirección del flujo del agua.
Boquilla fija en una varilla móvil Este método emplea una segunda persona para controlar la dirección y disponibilidad del flujo de agua. El helicóptero llega a la posición requerida y el lavado es controlado por la segunda persona.
Frecuencia del lavado La frecuencia del lavado varía dependiendo del grado de contaminación, las condiciones atmosféricas y el diseño del aislador en particular. Cuando se requiere lavado frecuente, algunas veces es económico instalar sistemas de tubería en las torres o sistemas de boquillas de aspersión fija permanentes para facilitar el lavado. Los aisladores se deben lavar antes de alcanzar el nivel crítico de contaminación. Este punto se puede estimar a partir de: a) Experiencias anteriores con relación a los periodos entre los flameos o los incendios en los postes. b) Densidad equivalente de la sal depositada permisible (ESDD) obtenida en ensayos en aisladores energizados y no energizados. c) Grado de centelleo (luminiscencia) durante las condiciones de clima húmedo. d) Quejas por interferencias. e) Proximidad y exposición a la fuente de contaminación. f) Tipo de contaminante y su velocidad de acumulación sobre el aislador. g) Condiciones atmosféricas (se ha observado que el peligro de flameos e incendios en los postes es particularmente mayor después de un periodo seco largo, ya sea en invierno o verano, seguido por una condición de neblina o llovizna ligera).
h) Detectores en los aisladores que indican el nivel de contaminación (en áreas de contaminación consistente o de peor contaminación). PRINCIPALES AFECTACIONES EN LOS ELEMENTOS COMPONENTES DE LAS LÍNEAS DE TRANSMISIÓN
Terreno afectado por la acción del agua en la arcilla dispersiva.
Tornillos corroídos en el cuerpo de la torre.
Elemento deformado.
Descompensación de tensión mecánica.
Muestra de perforación en el aislador del cable de guarda.
Aisladores de vidrio rotos por vandalismo.
Aislador de porcelana con descarga eléctrica y caperuza perforada.
Corrosión en la pata de la torre.
CONCLUSIONES
Como parte de la óptima prestación del servicio por parte de las empresas distribuidoras de energía eléctrica, es indispensable la aplicación de programas de mantenimiento dirigido las redes de transmisión.
Para la realización de las actividades de mantenimiento en líneas de transmisión, sea en vivo o con los circuitos desenergizados, es de vital importancia que los elementos de protección sean los adecuados y estén siendo usados de forma correcta durante el trabajo.
Innovar en tecnologías o herramientas usadas en la preservación de todos los elementos que componen la transmisión de energía, juega un papel importante en los costos de inversión por mantenimiento.
