Article Content

«`html

Guía de Instalación Técnica – Transformador de Corriente LB6-35

Tensión nominal del sistema: 35 kV (diseñado para operar en redes de 33 kV)
Tipo: Transformador de corriente monofásico, tipo poste, con aislamiento compuesto.

Esta guía proporciona instrucciones detalladas y requisitos técnicos para la instalación segura y correcta del transformador de corriente modelo LB6-35. La primera mitad de este documento cubre desde la verificación previa del sitio hasta las conexiones eléctricas primarias y secundarias. Se recomienda que todo el personal involucrado en la instalación esté debidamente capacitado, cuente con autorización para trabajar en sistemas de media tensión y utilice EPP (Equipo de Protección Personal) adecuado. El LB6-35 está diseñado específicamente para aplicaciones en redes de distribución y subtransmisión de 35 kV, cumpliendo con los requisitos de normas internacionales como IEC 61869-2, IEC 60044-1 (obsoleta pero referenciada), y IEEE C57.13. Su diseño optimiza la precisión bajo condiciones de carga variable y ofrece robustez frente a sobrecargas transitorias comunes en redes rurales o industriales.

1. Requisitos previos y verificación de sitio

Antes de iniciar cualquier actividad física en el campo, es fundamental realizar una inspección exhaustiva del lugar de instalación. Esta etapa previene errores costosos, garantiza la seguridad del personal y asegura el correcto funcionamiento del equipo durante su vida útil. El LB6-35, al ser un TC de tipo exterior con aislamiento compuesto (silicona o EPDM), requiere consideraciones ambientales más rigurosas que los TCs de porcelana tradicionales, especialmente en zonas con alta contaminación salina o industrial.

1.1. Verificación de condiciones ambientales

• Altitud: El LB6-35 está diseñado para operar hasta 1000 m sobre el nivel del mar según IEC 60071-1. Por cada 100 m adicionales, el nivel de aislamiento debe reducirse aproximadamente un 1%. En instalaciones por encima de 1000 m.s.n.m., se debe consultar al fabricante para obtener un modelo con refuerzo dieléctrico o ajustar la distancia de fuga mínima.
• Temperatura ambiente: Rango operativo típico: -25 °C a +40 °C (clase climática “C” según IEC 61869-1). En ambientes con temperaturas superiores a +40 °C, la capacidad térmica del TC disminuye; se recomienda aplicar un factor de corrección del 0.97 por cada 5 °C adicional. Evite instalar en zonas expuestas a radiación solar directa prolongada sin considerar disipación térmica adicional o sombreado parcial.
• Contaminación ambiental: El grado de contaminación (IEC 60815-1:2019) debe ser evaluado mediante medición de conductividad superficial o depósito de sal equivalente (ESDD). En ambientes industriales o costeros (clases III o IV), se recomienda:
  • Limpieza periódica de la carcasa aislante cada 12–24 meses con agua desionizada.
  • Aplicación de recubrimientos hidrofóbicos RTV (Room Temperature Vulcanizing) en zonas críticas.
  • Verificación anual de la hidrofobicidad mediante el método STR (Static Contact Angle Test).
• Humedad relativa: Máximo 95% sin condensación. En zonas tropicales, se debe verificar que los sellos de la caja de bornes secundarios no presenten permeabilidad al vapor de agua, ya que la humedad interna puede provocar descargas parciales y corrosión galvánica.

1.2. Verificación del soporte estructural

El transformador se montará generalmente en una estructura metálica (poste, bastidor o marco de subestación). Esta estructura debe cumplir con:

• Capacidad mecánica mínima de soporte: 200 kg (incluyendo cargas dinámicas por viento o vibración). Según IEC 61869-2, se debe considerar una carga de viento de 700 Pa (equivalente a vientos de 110 km/h) en la evaluación estructural.
• Alineación vertical y horizontal dentro de ±2° para evitar tensiones mecánicas en las conexiones. Desviaciones mayores pueden inducir esfuerzos en el núcleo magnético, alterando la curva de excitación y provocando errores de medición.
• Superficie libre de óxido, pintura descascarillada o deformaciones que impidan un contacto firme. Se recomienda lijar y aplicar pintura epoxi conductora en puntos de contacto si la estructura presenta corrosión superficial.
• Conexión equipotencial entre la estructura y la puesta a tierra del sistema: resistencia máxima de 0.1 Ω medida con inyección de corriente de 10 A.

1.3. Verificación del estado del equipo

Al recibir el transformador LB6-35, realice lo siguiente:

1. Inspeccione visualmente la integridad del aislamiento compuesto (evite grietas, marcas de arco o deformaciones). Verifique que no haya pérdida de hidrofobicidad en más del 10% de la superficie (según escala HC1-HC6 de IEC 62073).
2. Verifique que los terminales primarios y secundarios estén protegidos contra humedad (tapones plásticos o cinta sellante). Remueva los tapones solo inmediatamente antes de realizar las conexiones.
3. Confirme que la placa de características coincida con el pedido (relación de transformación, clase de precisión, factor de sobrecorriente, etc.). Para el LB6-35, las relaciones comunes incluyen 200/5, 400/5, 600/1 A; clases de precisión: 0.5 (medición), 5P10 o 5P20 (protección); factor térmico (FT): 1.2 o 1.5.
4. Revise el embalaje: si hubo daños durante el transporte, documente y notifique al fabricante antes de proceder. Realice una prueba de resistencia de aislamiento (2500 V DC durante 1 min) como control adicional si el embalaje fue comprometido.
5. Consulte la hoja técnica del fabricante para confirmar la curva de saturación (curva de excitación) y el voltamperio nominal secundario (VA), críticos para dimensionar correctamente las cargas conectadas.

2. Herramientas y equipos necesarios

La instalación requiere herramientas especializadas para garantizar conexiones seguras y torques de apriete controlados. A continuación, se lista el equipo mínimo recomendado, conforme a las prácticas de la norma IEC 61936-1 para instalaciones de MT:

3. Preparación de la base y fijación

El LB6-35 se fija mediante bridas o soportes integrados en su base. Siga estos pasos:

3.1. Posicionamiento preliminar

• Ubique el transformador en la estructura de soporte sin apretar los pernos.
• Use el nivel para asegurar que el eje longitudinal del TC sea vertical (desviación máxima: ±1.5°). Una inclinación excesiva puede afectar la distribución del campo eléctrico en el aislamiento compuesto.
• Verifique la distancia mínima de separación a otras fases o estructuras: ≥300 mm en aire a 35 kV (según IEC 60664-1). En altitudes >1000 m, incrementar esta distancia un 1% por cada 100 m.
• Asegure que el conductor primario atraviese el centro del núcleo sin forzarlo lateralmente. La excentricidad máxima permitida es del 5% del diámetro interno del núcleo.

3.2. Fijación mecánica

Utilice pernos de acero inoxidable A2 (AISI 304) o A4 (AISI 316) según ambiente (A4 en zonas costeras). Tamaño recomendado: M12 o según especificación del fabricante. Aplique torque en dos etapas:

1. Etapa 1: Apriete inicial al 50% del torque final (ej. 20 N·m si el final es 40 N·m).
2. Etapa 2: Apriete final al torque especificado (ver tabla abajo).

4. Manipulación y posicionamiento seguro

El LB6-35 pesa aproximadamente 25–35 kg. Su manipulación requiere planificación conforme a la norma IEC 61936-1 sobre manejo de equipos de MT:

• Use siempre dos personas o un aparejo mecánico (polipasto, grúa ligera) para elevarlo a altura. El punto de izado debe ser el gancho o argolla designada por el fabricante, nunca los terminales.
• Nunca levante el TC sosteniéndolo únicamente por los terminales primarios o secundarios. Esto puede causar fisuras en el encapsulado o desalineación del núcleo.
• Evite giros bruscos o impactos contra estructuras metálicas. Los choques mecánicos pueden alterar las propiedades magnéticas del núcleo de aleación de hierro-silicio.
• Durante el izado, mantenga el equipo en posición vertical para no forzar el núcleo magnético interno. Una inclinación mayor a 15° durante el transporte puede provocar desplazamiento del núcleo.

Una vez posicionado, asegure temporalmente con cuerdas o abrazaderas antes de realizar conexiones definitivas. Verifique que no exista oscilación o vibración inducida por el viento durante esta fase.

5. Conexiones primarias y secundarias

5.1. Conexiones primarias

El devanado primario del LB6-35 es una barra sólida o tubo conductor que atraviesa el núcleo. Las conexiones se realizan en los terminales superiores e inferiores, diseñados para soportar corrientes nominales de hasta 1200 A continuo.

• Limpie los contactos con alcohol isopropílico y paño sin pelusa hasta lograr brillo metálico.
• Aplique una capa fina de grasa antioxidante si se conecta aluminio con cobre (transición bimetálica). No usar en contactos cobre-cobre.
• Utilice bornes o grapas de compresión compatibles con la sección del conductor (típicamente 50–300 mm²). Verifique que la presión de compresión cumpla con la norma IEC 61238-1.
• Asegure los pernos de conexión con torque de 25 ± 3 N·m (para M10), según tabla anterior.
• Verifique que no exista tensión mecánica en el conductor que se transmita al TC. La fuerza axial máxima admisible en el terminal es de 500 N.
• En sistemas trifásicos, asegure simetría en la longitud y trayectoria de los conductores primarios para minimizar desequilibrios magnéticos.

5.2. Conexiones secundarias

Los terminales secundarios están ubicados en la parte inferior del transformador, dentro de una caja de bornes sellada con grado de protección IP54 (polvo limitado y salpicaduras). La caja incluye orificios roscados para prensaestopas metálicos.

1. Abra la tapa de la caja de bornes con cuidado (no fuerce). Verifique la integridad de la junta de goma (debe estar flexible y sin grietas).
2. Identifique los terminales: normalmente marcados como “S1” y “S2”. Algunos modelos incluyen tomas intermedias (ej. 200/5, 400/5 A). Consulte la placa de características para confirmar la configuración exacta.
3. Conecte cables de cobre flexible, sección mínima 2.5 mm² (recomendado 4 mm² para distancias >10 m). La impedancia total del circuito secundario (cable + carga) no debe exceder el VA nominal del TC (típicamente 15–30 VA para clase 0.5).
4. Use terminales prensacables estañados o bimetálicos si el borne es de aluminio. Asegure que el terminal esté completamente insertado en el borne antes de apretar.
5. Torque de apriete para bornes secundarios: 2.0 ± 0.3 N·m. Un torque excesivo puede romper el borne cerámico o plástico.
6. JAMÁS deje el secundario en circuito abierto cuando el primario esté energizado. Esto genera tensiones peligrosas (>3 kV) debido a la saturación del núcleo y puede destruir el TC o causar arcos eléctricos.
7. Ponga a tierra el terminal S2 (o el extremo no polarizado) en un solo punto del sistema, preferiblemente en el panel de relés, para evitar bucles de tierra.

Puesta en Marcha y Verificación del Transformador de Corriente LB6-35 (33 kV)

Una vez completada la instalación mecánica y eléctrica del transformador de corriente (TC) modelo LB6-35, destinado a operar en sistemas de 35 kV con tensión nominal de 33 kV, se inicia una fase crítica: la puesta en marcha y verificación. Esta etapa asegura que el equipo cumpla con las especificaciones técnicas, funcione de forma segura dentro del sistema eléctrico y proporcione mediciones precisas para protección, medición o control. A continuación, se detallan los procedimientos esenciales que deben llevarse a cabo antes de su integración definitiva al sistema energizado.

1. Verificaciones Post-Instalación

Antes de aplicar cualquier tipo de tensión o corriente al TC, es fundamental realizar una serie de inspecciones visuales y mecánicas para confirmar que la instalación se ha ejecutado conforme a las normas y recomendaciones del fabricante:

• Inspección visual general: Verificar que no existan daños físicos en la carcasa, aisladores, bridas o terminales. El aislamiento externo debe estar libre de grietas, contaminación excesiva o marcas de arco eléctrico.
• Conexiones mecánicas: Asegurar que todos los pernos de fijación estén correctamente apretados según el torque especificado por el fabricante. La conexión del TC al bushing o al soporte del sistema debe ser rígida y sin holguras.
• Conexiones eléctricas primarias: Confirmar que los conductores primarios estén correctamente insertados y sujetos, sin torsiones ni tensiones mecánicas excesivas. En el caso del LB6-35, diseñado para montaje en poste o subestación, se debe verificar la continuidad y la integridad del bucle primario.
• Conexiones secundarias: Revisar que los cables del devanado secundario estén correctamente identificados (generalmente marcados como S1 y S2), protegidos contra cortocircuitos accidentales y conectados a sus respectivos dispositivos (relés, medidores, registradores). Es crítico que nunca se deje el circuito secundario abierto durante la operación.
• Puesta a tierra: Verificar que la carcasa metálica y el núcleo magnético (si aplica) estén conectados a tierra de acuerdo con las normas locales (por ejemplo, IEEE C57.13, IEC 61869-2). Una mala conexión a tierra puede comprometer la seguridad personal y la precisión del equipo.
• Etiquetado: Confirmar que todas las etiquetas del equipo (relación nominal, clase de precisión, factor térmico, polaridad, etc.) sean legibles y coincidan con los planos del proyecto.

Estas verificaciones deben documentarse mediante listas de chequeo firmadas por el supervisor de instalación y el ingeniero responsable.

2. Pruebas de Relación y Polaridad

Las pruebas de relación y polaridad son fundamentales para garantizar que el TC refleje fielmente la corriente del sistema primario en el secundario, tanto en magnitud como en fase. Estas pruebas se realizan con equipos especializados (probadores de TC) y deben seguir procedimientos normalizados.

Prueba de Relación de Transformación (Turns Ratio Test)

Este ensayo compara la relación entre la corriente primaria inyectada y la corriente medida en el secundario. Para el LB6-35, que típicamente tiene relaciones como 400/5 A, 600/1 A, etc., se debe verificar que la relación medida esté dentro de la tolerancia permitida por la clase de precisión (por ejemplo, ±0.5% para clase 0.5).

Procedimiento:

1. Cortocircuitar temporalmente los terminales secundarios (S1-S2) mediante un puente de baja impedancia.
2. Inyectar una corriente de prueba en el devanado primario (normalmente entre 10% y 100% de la corriente nominal, dependiendo del equipo de prueba).
3. Medir simultáneamente la corriente primaria (Ip) y secundaria (Is).
4. Calcular la relación real: \( R_{\text{real}} = \frac{I_p}{I_s} \).
5. Comparar con la relación nominal. La desviación debe estar dentro de los límites establecidos por la norma aplicable (IEC 61869-2 o IEEE C57.13).

Prueba de Polaridad

La polaridad determina la dirección del flujo de corriente en el secundario respecto al primario. En sistemas de protección diferencial o de direccionalidad, una inversión de polaridad puede causar disparos incorrectos o fallos en la operación del relé.

Método de corriente continua (DC kick test):

1. Conectar una fuente de CC momentánea (como una batería de 9 V) entre los terminales primarios (P1 positivo, P2 negativo).
2. Conectar un voltímetro de aguja (o un osciloscopio) entre S1 y S2.
3. Al cerrar brevemente el circuito primario, la aguja del voltímetro debe desviarse en sentido positivo si S1 corresponde a la misma polaridad que P1.

Método de corriente alterna: Usando un probador de TC moderno, se inyecta una corriente de baja frecuencia y se mide el ángulo de fase entre primario y secundario. La diferencia debe ser cercana a 0° (para TC de tipo “subtractivo”, estándar en la mayoría de aplicaciones).

Ambas pruebas deben registrarse con los valores obtenidos, fecha, equipo utilizado y firma del técnico calificado.

3. Prueba de Tensión Aplicada

Esta prueba verifica la integridad del aislamiento entre el devanado primario y tierra, así como entre primario y secundario. Dado que el LB6-35 opera en un sistema de 35 kV, el aislamiento debe resistir sobretensiones transitorias y condiciones de servicio continuo.

Según la norma IEC 61869-2, la tensión de prueba a frecuencia industrial (50/60 Hz) para un TC de 35 kV es típicamente de 70 kV durante 1 minuto. Sin embargo, siempre debe consultarse la placa del equipo o la hoja técnica del fabricante, ya que algunos diseños pueden tener requisitos específicos.

Procedimiento:

1. Cortocircuitar y conectar a tierra todos los devanados secundarios.
2. Conectar la carcasa y el núcleo (si es accesible) a tierra.
3. Aplicar la tensión de prueba entre el conductor primario y tierra, usando un transformador de prueba de alta tensión con limitación de corriente.
4. Mantener la tensión durante 60 segundos, observando que no ocurran descargas parciales, chispazos ni incrementos anormales de corriente de fuga.
5. Descargar adecuadamente el equipo después de la prueba.

Precauciones:

• Nunca realizar esta prueba con el TC conectado a otros equipos (relés, medidores).
• Asegurar una zona de exclusión de seguridad debidamente delimitada.
• Utilizar personal certificado en trabajos con alta tensión.

Si el TC pasa esta prueba sin incidentes, se considera que su aislamiento es adecuado para operar en el sistema de 33 kV.

4. Puesta en Servicio y Monitoreo Inicial

Una vez superadas todas las pruebas, se procede a la energización controlada del sistema:

1. Verificación final: Confirmar que todos los cortocircuitos temporales en el secundario han sido retirados y que los circuitos están conectados a sus cargas reales (relés, medidores, etc.).
2. Energización escalonada: Si es posible, energizar primero el sistema sin carga, luego con carga ligera y finalmente con carga nominal. Esto permite observar el comportamiento del TC en condiciones reales.
3. Monitoreo térmico: Durante las primeras 24–48 horas, registrar la temperatura superficial del TC (mediante termografía infrarroja o sensores). No debe superar los límites establecidos (generalmente ≤ 80 °C para aislamiento clase B).
4. Verificación de señales secundarias: Medir las corrientes secundarias con pinzas amperimétricas o analizadores de redes. Comparar con los valores esperados según la carga del sistema. Las desviaciones mayores al 1% deben investigarse.
5. Comprobación de relés: Si el TC alimenta relés de protección, verificar que no se generen alarmas de “circuito abierto” o “saturación”. Realizar una prueba funcional del relé (inyectando corriente secundaria simulada) para confirmar la correcta interpretación de la señal.

En caso de detectar ruidos anormales (zumbidos intensos), calentamiento excesivo o lecturas inconsistentes, se debe desconectar el equipo inmediatamente y revisar nuevamente las conexiones, polaridad y estado del núcleo magnético.

5. Documentación y Registros

La trazabilidad y el respaldo documental son componentes esenciales de cualquier puesta en marcha profesional. Para el TC LB6-35, se debe generar y archivar lo siguiente:

• Informe de instalación: Incluye planos de ubicación, torque de pernos, tipo de soporte, y fotos del montaje final.
• Resultados de pruebas: Formatos estandarizados con datos de relación, polaridad, aislamiento, y firma del técnico. Deben incluir marca y número de serie del equipo de prueba.
• Certificado de puesta en marcha: Documento formal emitido por la empresa contratista o el ingeniero responsable, declarando que el TC cumple con todas las especificaciones y está listo para operar.
• Registro de monitoreo inicial: Gráficas de temperatura, corrientes medidas, y observaciones durante las primeras 48 horas.
• Copia de la hoja técnica del fabricante: Especialmente la curva de excitación (curva de saturación), que será útil en futuras pruebas de mantenimiento.
• Actualización del diagrama unifilar: Reflejar la relación real medida y la polaridad confirmada en los planos del sistema.

Esta documentación debe integrarse al expediente técnico del activo y estar disponible para auditorías, mantenimientos futuros o investigaciones ante fallas del sistema.

Conclusión

La puesta en marcha del transformador de corriente LB6-35 no es un mero trámite, sino una garantía de seguridad, confiabilidad y precisión en la operación del sistema eléctrico. Saltarse cualquiera de estas etapas —especialmente las pruebas de relación, polaridad o aislamiento— puede derivar en errores catastróficos: desde disparos falsos de protección hasta riesgos de arco eléctrico. Un enfoque riguroso, basado en normas internacionales y supervisado