Article Content

«`html

Guía Técnica de Instalación – Transformador de Instrumento LJM-1

Tensión nominal: 11 kV (sistema de 10 kV)
Tipo de documento: Requisitos de Instalación
Primera mitad – Preparación e instalación mecánica y eléctrica básica

Esta guía proporciona instrucciones técnicas detalladas para la correcta instalación del transformador de instrumento modelo LJM-1, diseñado específicamente para sistemas trifásicos de distribución con tensión nominal de 11 kV (operando en redes de 10 kV). El LJM-1 es un transformador de potencial inductivo monofásico con núcleo toroidal sellado en aceite, cumpliendo rigurosamente con las normas internacionales IEC 61869-3 (Transformadores de medida – Parte 3: Requisitos adicionales para transformadores de tensión inductivos) y NMX-E-247-3-2018 (México). La instalación debe realizarse exclusivamente por personal calificado, con conocimientos en alta tensión y normas de seguridad vigentes (IEC 61869, IEEE C57.13, y normativas locales aplicables como RETIE en Colombia, NTC 2050 en América Latina o UNE-EN 50160 en Europa).

1. Requisitos previos y verificación de sitio

Antes de iniciar cualquier actividad física en el lugar de instalación, es fundamental realizar una inspección exhaustiva del entorno y verificar que se cumplen las condiciones mínimas para garantizar la seguridad del personal y la integridad del equipo. Esta fase incluye validación ambiental, eléctrica y espacial conforme a los límites operativos del LJM-1.

1.1. Condiciones ambientales

• Temperatura ambiente: El rango operativo del LJM-1 es de -25 °C a +40 °C, según IEC 61869-1 Cláusula 5.2. No instalar en zonas expuestas a temperaturas extremas fuera de este rango sin protección adicional certificada (por ejemplo, gabinetes climatizados o recubrimientos térmicos reflectantes).
• Humedad relativa: Máximo 95% sin condensación. Evitar ubicaciones con acumulación de humedad o exposición directa a lluvia si no está prevista una cubierta o gabinete adecuado con grado de protección mínimo IP54 (IEC 60529).
• Altitud: Diseñado para operar hasta 1000 m sobre el nivel del mar. Para altitudes superiores, se requiere corrección dieléctrica conforme a IEC 60071-2: cada 100 m por encima de 1000 m, la tensión de prueba debe reducirse en un 1%. Por ejemplo, a 2000 m, la tensión de impulso soportable disminuye de 95 kV a ~85.5 kV.
• Contaminación ambiental: Clase de contaminación III según IEC 60664-1. No instalar en ambientes con polvo conductor, vapores corrosivos (SO₂, H₂S), salinidad elevada (>0.1 mg/cm²/día) o partículas abrasivas sin medidas de protección adicionales, como sellado hermético tipo «hermético total» (sin respiradero) o recubrimientos hidrofóbicos en aisladores compuestos.

1.2. Verificación del sistema eléctrico

• Confirmar que el sistema de distribución es trifásico, 10 kV (con tensión máxima de servicio de 11 kV), frecuencia nominal de 50 Hz o 60 Hz según especificación del modelo (ver placa de características: código LJM-1/50 o LJM-1/60).
• Verificar que la corriente de cortocircuito simétrica máxima en el punto de instalación no exceda 12.5 kA durante 1 segundo (valor soportable del LJM-1 según ficha técnica del fabricante). Este valor corresponde a la capacidad térmica del devanado primario bajo falla.
• Asegurar que el sistema cuente con protección contra sobretensiones transitorias mediante pararrayos de óxido de zinc (ZnO) instalados conforme a norma IEC 60099-4, con distancia máxima de 15 metros entre el pararrayos y el TI para minimizar la onda reflejada.
• Validar que la impedancia del sistema en el punto de conexión permita que la tensión secundaria del LJM-1 permanezca dentro de su clase de precisión (0.5 o 0.2S) incluso bajo condiciones de carga mínima (≥25% de carga nominal), conforme a IEC 61869-3 Tabla 4.

1.3. Espacio físico y accesibilidad

• Distancias mínimas de seguridad frente a partes vivas: al menos 150 mm entre fases y 200 mm entre fase y tierra, según norma local (por ejemplo, NTC 2050 Capítulo 2 o RETIE Artículo 15). Estas distancias se basan en la tensión máxima de 12 kV (Um = 12 kV para sistemas de 10 kV).
• El área debe permitir acceso seguro para manipulación, conexión y futuras inspecciones/mantenimiento, con un radio libre mínimo de 1.2 m alrededor del equipo.
• No instalar en zonas con vibraciones mecánicas significativas (ej. cerca de grandes motores, compresores o líneas ferroviarias) sin amortiguación adecuada. El LJM-1 tiene una frecuencia natural de resonancia >15 Hz; vibraciones externas cercanas a esta frecuencia pueden inducir fatiga en conexiones o daño al núcleo toroidal.

2. Herramientas y equipos necesarios

La instalación requiere herramientas especializadas y equipo de protección personal (EPP) certificado. A continuación, se lista lo esencial, validado con los requisitos mecánicos y eléctricos del LJM-1.

2.1. Equipo de protección personal (EPP)

• Casco dieléctrico clase 2 (soporta hasta 17 kV, ASTM F1446)
• Guantes dieléctricos clase 00 (500 V AC) o clase 0 (1000 V AC), con fundas protectoras de cuero (ASTM D120)
• Ropa antiarco (ARC-rated) categoría 2 o superior (ATPV ≥ 8 cal/cm², ASTM F1506) si existe riesgo de arco eléctrico en sistemas de 10 kV
• Calzado dieléctrico (norma IEC 61111)
• Gafas de seguridad con protección lateral y protección auditiva (si se usan herramientas neumáticas)

2.2. Herramientas manuales y de medición

• Llaves dinamométricas calibradas (rango 10–200 N·m, precisión ±3%) para torque controlado en conexiones
• Juego de destornilladores aislados (1000 V, VDE 0682)
• Llaves ajustables y fijas de acero inoxidable (evitar carbono para prevenir corrosión galvánica)
• Medidor de resistencia de aislamiento (Megóhmetro, mínimo 2500 V DC, rango 0–10 GΩ)
• Multímetro de categoría CAT III 1000 V con precisión ±0.5%
• Nivel láser o burbuja para alineación (precisión ±0.5 mm/m)
• Cinta métrica metálica (clase II, tolerancia ±1 mm/m)

2.3. Equipos auxiliares

• Elevador hidráulico o grúa ligera (capacidad mínima 150 kg, el LJM-1 pesa aproximadamente 98 kg ±2 kg según versión con o sin conservador)
• Plataforma estable o andamio si la instalación es en poste o estructura elevada (cumpliendo OSHA 1926.502)
• Conjunto de bornes y conectores compatibles con cobre/aluminio (tipo AMPACT o similares, clasificados para 15 kV)
• Compuesto antioxidante para conexiones de aluminio (ej. NO-OX-ID A-Special, si aplica)

3. Preparación de la base y fijación

El LJM-1 se instala generalmente en postes, estructuras metálicas o bases de concreto. La estabilidad mecánica es crítica para evitar tensiones en los bushings y conexiones, lo cual podría provocar fisuras en los aisladores cerámicos o fugas de aceite. El diseño del soporte debe considerar cargas estáticas (peso) y dinámicas (viento, sismo).

3.1. Tipo de soporte

• En poste: Utilizar ménsulas galvanizadas en caliente (ASTM A123), dimensionadas para soportar al menos 3 veces el peso del transformador más cargas dinámicas (viento ≥ 120 km/h, hielo ≥ 10 mm). La ménsula debe tener orificios coincidentes con el patrón de montaje del LJM-1.
• En subestación: Base de acero estructural (ASTM A36) nivelada, anclada al suelo con pernos de fundación M16 o superior, embebidos mínimamente 300 mm en concreto de f’c ≥ 21 MPa.

3.2. Procedimiento de montaje mecánico

1. Verifique que la base esté perfectamente nivelada (desviación máxima: ±2 mm/m) usando nivel láser.
2. Coloque las placas de montaje del transformador sobre la base. El LJM-1 tiene orificios pasantes en su brida inferior (típicamente 4 agujeros Ø14 mm en patrón rectangular de 200×150 mm, tolerancia ISO 2768-mK).
3. Inserte pernos de acero inoxidable A2-70 (ISO 3506) o galvanizados en caliente (grado 8.8, ISO 898-1). No utilice pernos de baja resistencia (grado < 5.8).
4. Ajuste los pernos con llave dinamométrica al torque especificado:

Nota: Estos valores asumen superficies limpias y secas. Si se usa lubricante o compuesto antioxidante, reduzca el torque en un 15–20% para compensar el coeficiente de fricción reducido.

4. Manipulación y posicionamiento seguro

El LJM-1 contiene aproximadamente 8.5 litros de aceite aislante biodegradable y componentes cerámicos frágiles (bushings de alúmina ≥95%). Su manipulación requiere extremo cuidado para evitar daños irreversibles.

4.1. Transporte al sitio

• Mantenga el transformador en posición vertical durante todo el transporte (ángulo máximo de inclinación: 10°). Una inclinación mayor puede desplazar el núcleo toroidal o provocar contacto entre devanados.
• No arrastre ni golpee el equipo. Use siempre puntos de izaje designados (anillos de elevación soldados en la cuba, capacidad mínima 150 kg cada uno, certificados según ASME B30.9).
• Verifique que el tapón de llenado y el respiradero (si aplica) estén sellados herméticamente antes del movimiento. En versiones herméticas totales, confirme que la membrana de expansión esté intacta.

4.2. Izaje e instalación

1. Utilice eslingas de poliéster (clase 4, WLL ≥ 200 kg) o cadenas con protectores en los puntos de contacto para evitar dañar la pintura epoxi o los bushings.
2. Eleve el equipo lentamente, manteniendo equilibrio. El centro de gravedad está cerca del núcleo magnético (a ~450 mm del fondo); evite inclinaciones mayores a 15° durante el izaje.
3. Una vez posicionado sobre la base, alinee los orificios y asegure provisionalmente con dos pernos diagonales antes de soltar la eslinga.
4. Complete la fijación según el procedimiento de la sección 3.2.

5. Conexiones primarias y secundarias

Las conexiones eléctricas deben realizarse con conductores adecuados y torque controlado para minimizar pérdidas y puntos calientes. El LJM-1 está diseñado para operar con factor de sobrecarga térmica de 1.5 durante 30 segundos (IEC 61869-3, Cláusula 6.5), pero las conexiones deficientes pueden reducir drásticamente esta capacidad.

5.1. Conexiones primarias (alta tensión – 11 kV)

• Use únicamente conectores tipo “hot line” o terminales preaislados clasificados para 15 kV como mínimo (ej. Thomas & Betts TLP-15, clasificación IEEE 48).
• Los bushings primarios del LJM-1 son roscados M12 x 1.75 (ISO 262) o tienen tornillo de cabeza hexagonal M10 (ver placa de características).
• Limpie las superficies de contacto con alcohol isopropílico (pureza ≥99%) antes de conectar para eliminar óxidos o residuos.
• Apriete con torque controlado:

5.2. Conexiones secundarias (baja tensión – típicamente 100 V, 110 V o 120 V)

• Utilice cable flexible de cobre electrolítico (ETP, C11000), mínimo calibre 4 mm² (AWG 12), con aislamiento termoplástico para 600 V (THHN/THWN-2).
• Proteja los cables secundarios en canalizado metálico o conduit rígido hasta el tablero de medición/protección, con radio de curvatura mínimo de 8× diámetro exterior del cable.
• Las terminales secundarias son bornes atornillables (típicamente M6 x 1.0, acero niquelado).
• Torque de apriete: 3.5 N·m (±0.3 N·m). Un torque insuficiente genera resistencia de contacto elevada; excesivo daña la rosca del borne.
• Polaridad: respete la marcación “*” o “H1/X1” en la placa. Una inversión causará errores en medición y protección. El LJM-1 tiene polaridad sustractiva por diseño (IEC 61869-3 Figura 102).

«`