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Guía de Instalación Técnica – Transformador de Corriente LB6-35

Tensión nominal del sistema: 35 kV (operación a 33 kV)
Documento: Requisitos de Instalación – Primera Mitad

Esta guía proporciona instrucciones detalladas y requisitos técnicos para la instalación segura y eficaz del transformador de corriente tipo LB6-35, diseñado para sistemas de distribución y transmisión con tensión nominal de 35 kV (operando típicamente a 33 kV). La correcta ejecución de los pasos descritos garantiza el desempeño óptimo del equipo, la seguridad del personal y la integridad del sistema eléctrico.

1. Requisitos previos y verificación de sitio

Antes de iniciar cualquier actividad física en el lugar de instalación, es fundamental realizar una evaluación exhaustiva del entorno y confirmar que se cumplen todas las condiciones necesarias para una instalación segura y conforme a normas.

1.1. Verificación de especificaciones del equipo

• Confirme que el transformador recibido corresponde al modelo LB6-35, con placa de características visible y legible.
• Revise los datos nominales: relación de transformación (por ejemplo, 600/5 A), clase de precisión (0.5, 5P20, etc.), factor térmico nominal, nivel básico de aislamiento (BIL ≥ 170 kV), y frecuencia (50 o 60 Hz según proyecto).
• Asegúrese de que el equipo no presente daños visibles en la cubierta epoxi, bridas, terminales primarios o secundarios, ni signos de humedad o contaminación interna.

1.2. Condiciones del sitio de instalación

• Ubicación: El TC debe instalarse en un soporte estructural rígido (poste, bastidor metálico o estructura de subestación) capaz de soportar su peso (aprox. 25–35 kg, según versión) más cargas dinámicas por viento o vibración.
• Distancias de seguridad: Verifique que se cumplan las distancias mínimas de separación fase-tierra y fase-fase según la norma IEC 60664 o la normativa local aplicable para 35 kV. Generalmente, se requieren al menos 300 mm de separación aire entre fases y 250 mm fase-tierra en aire libre.
• Accesibilidad: El área debe permitir acceso seguro para montaje, conexión y futuras inspecciones o mantenimiento, sin interferencia con otros equipos energizados.
• Condiciones ambientales: El LB6-35 está diseñado para uso exterior (IP00/IP2X según configuración). Confirme que la instalación no esté expuesta a chorros directos de agua, acumulación de polvo conductor o sustancias químicas corrosivas no contempladas en su clasificación.

1.3. Documentación y permisos

• Disponga del diagrama unifilar actualizado del sistema.
• Verifique que se haya emitido la autorización de trabajo (permiso de bloqueo/etiquetado si aplica).
• Confirme que el sistema esté desenergizado, puesto a tierra y bajo protección contra reenergización accidental antes de comenzar.

2. Herramientas y equipos necesarios

La instalación requiere herramientas especializadas y equipo de protección personal (EPP) adecuado. A continuación se lista lo esencial:

2.1. Equipo de protección personal (EPP)

• Casco dieléctrico con barbuquejo
• Guantes aislantes clase 00 o superior (según norma ASTM D120 o IEC 60903), con fundas protectoras
• Ropa ignífuga (FR) y calzado dieléctrico
• Gafas de seguridad y protección auditiva (si se usan herramientas neumáticas)
• Arnés de seguridad y línea de vida (si se trabaja a altura)

2.2. Herramientas manuales y de torque

• Llaves dinamométricas calibradas (rango 10–100 N·m)
• Juego de llaves de vaso y extensiones
• Llave ajustable y alicates de punta
• Destornilladores aislados (para conexiones secundarias)
• Medidor de continuidad y megóhmetro (5 kV DC)
• Nivel de burbuja y cinta métrica

2.3. Materiales auxiliares

• Compuesto antioxidante (tipo NO-OX-ID A-Special o equivalente) para contactos primarios
• Cinta aislante de alta tensión (clase 35 kV)
• Terminales de cobre estañado para cables secundarios (según sección del cable)
• Abrazaderas de fijación inoxidables (M12 o según especificación del fabricante)
• Placas de identificación para circuitos secundarios

3. Preparación de la base y fijación

El transformador LB6-35 se monta generalmente en posición vertical mediante bridas laterales o inferiores. La estabilidad mecánica es crucial para evitar tensiones en los conductores y fatiga del aislamiento.

3.1. Inspección del soporte

• Verifique que la estructura de montaje (poste metálico, bastidor, etc.) esté nivelada, libre de óxido excesivo y firmemente anclada.
• Confirme que los orificios de fijación coincidan con los de la brida del TC (patrón típico: 4 orificios Ø13.5 mm en cuadrado de 90 mm).

3.2. Montaje del TC

1. Coloque el transformador sobre el soporte, alineando cuidadosamente los orificios.
2. Introduzca pernos de acero inoxidable A2/A4 M12 con arandelas planas y tuercas autoblocantes.
3. Apriete manualmente hasta asentar completamente la brida contra la superficie del soporte.
4. Utilice una llave dinamométrica para ajustar al torque especificado.

4. Manipulación y posicionamiento seguro

El LB6-35 es un equipo frágil en cuanto a su aislamiento cerámico/epoxi. Su manipulación debe realizarse con extremo cuidado.

4.1. Procedimientos de manejo

• Nunca levante el TC sosteniéndolo únicamente por los terminales primarios o secundarios.
• Use siempre las asas de transporte integradas (si las tiene) o una eslinga textil alrededor del cuerpo, evitando puntos de presión concentrada.
• Evite golpes, caídas o torsiones durante el transporte al sitio.

4.2. Posicionamiento final

• Oriente el TC de modo que los terminales secundarios queden accesibles desde el lado de baja tensión (generalmente hacia el gabinete de relés o caja de bornes).
• Asegure que el eje del núcleo sea perpendicular al conductor primario que lo atravesará (en diseños tipo “barra pasante”).
• Verifique con nivel que el equipo esté perfectamente vertical (desviación máxima admisible: ±2°).

5. Conexiones primarias y secundarias

5.1. Conexiones primarias

El LB6-35 suele tener terminales tipo perno roscado (M12 o M16) o diseño “ventana” para conductor pasante.

• Superficie de contacto: Limpie con lija fina (grano 220) y aplique una capa delgada de compuesto antioxidante en ambas caras del empalme.
• Conductor: Asegure que el cable o barra tenga sección adecuada y esté libre de deformaciones.
• Apriete: Use torque controlado (ver tabla anterior). No utilice martillos ni herramientas de impacto.
• Verificación: Tras el apriete, revise visualmente que no existan holguras ni puntos calientes potenciales.

5.2. Conexiones secundarias

Las conexiones secundarias son críticas para la precisión y seguridad del sistema de protección y medición.

• Utilice cable flexible de cobre, aislado, con sección mínima de 2.5 mm² (recomendado 4 mm² para longitudes >10 m).
• Termine los conductores con terminales prensacables estañados, crimpeados con herramienta certificada.
• Conecte los terminales al bloque de bornes del TC según polaridad indicada (normalmente marcada como P1/K1 y P2/K2).
• El devanado secundario debe estar en cortocircuito o conectado a carga en todo momento cuando exista posibilidad de flujo magnético (es decir, si el primario está energizado o podría energizarse).
• Torque de apriete en bornes secundarios: 2.0 ± 0.2 N·m.

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Puesta en Marcha y Verificación del Transformador de Corriente LB6-35

Una vez completada la instalación física y las conexiones eléctricas del transformador de corriente (TC) modelo LB6-35 en un sistema de 35 kV (tensión nominal de sistema 33 kV), se inicia una fase crítica: la puesta en marcha. Esta etapa asegura que el equipo opere dentro de sus especificaciones técnicas, garantice la seguridad del personal y del sistema, y proporcione mediciones precisas para protección, medición o control. A continuación, se detallan los procedimientos esenciales que deben seguirse rigurosamente.

1. Verificaciones Post-Instalación

Antes de aplicar cualquier tensión o corriente al sistema, se deben realizar inspecciones visuales y mecánicas exhaustivas:

• Estado físico del TC: Confirmar que no existan daños en la carcasa aislante (porcelana o compuesto polimérico), grietas, fugas de aceite (si aplica) o deformaciones causadas durante el transporte o montaje.
• Limpieza superficial: Eliminar cualquier residuo de polvo, humedad, salinidad o contaminantes conductores que puedan comprometer la rigidez dieléctrica, especialmente en ambientes industriales o costeros.
• Conexiones primarias: Verificar que los bornes primarios estén correctamente conectados a los conductores del sistema, con torque adecuado según las recomendaciones del fabricante (típicamente entre 25–40 N·m para terminales M12/M16). Las superficies de contacto deben estar libres de óxido y protegidas con grasa antioxidante si corresponde.
• Conexiones secundarias: Asegurar que todos los circuitos secundarios estén correctamente cableados, identificados y terminados en cajas de bornes o relés. Es fundamental que ningún devanado secundario quede en circuito abierto durante operación normal o pruebas.
• Puesta a tierra: El núcleo magnético y la carcasa metálica del TC deben estar sólidamente conectados a la malla de tierra del subestación, con resistencia de continuidad menor a 0,1 Ω. Además, el punto de tierra del circuito secundario (generalmente en la caja de bornes o en el relé) debe cumplir con las normas IEC 61869-2 e IEEE C57.13.
• Etiquetado: Confirmar que las placas de datos originales estén legibles y que se hayan colocado etiquetas adicionales con relación de transformación, clase de precisión, carga nominal y número de serie.

Estas verificaciones previenen fallos catastróficos como arcos eléctricos internos, sobrecalentamiento por mal contacto o errores en la medición debidos a configuraciones incorrectas.

2. Pruebas de Relación y Polaridad

Estas pruebas son fundamentales para validar la integridad del devanado y la correcta orientación de las corrientes inducidas.

Prueba de Relación de Transformación (Ratio Test)

Se realiza mediante un equipo de prueba de TC (como un “turns ratio tester” o fuente de corriente controlada). Se inyecta una corriente conocida (por ejemplo, 1 A o 5 A) en el devanado secundario y se mide la corriente inducida en el primario (método inverso), o viceversa. La relación medida debe coincidir con la nominal (por ejemplo, 600/5 A, 1200/1 A, etc.) dentro de una tolerancia del ±0,5% para clases de precisión 0,5 o mejor, y ±1% para clases 1 o 3.

Para el LB6-35, comúnmente disponible con múltiples tomas (tap changers) en el secundario, se debe verificar cada relación disponible. Cualquier desviación significativa puede indicar cortocircuitos inter-espiras, conexión errónea o daño en el núcleo.

Prueba de Polaridad

La polaridad determina la dirección de la corriente secundaria respecto a la primaria. En sistemas de protección diferencial o medición trifásica, una polaridad invertida causa errores graves.

El método más común es el “DC kick test”: se aplica una tensión DC momentánea (de 1,5 a 12 V) entre los bornes primarios (P1+ y P2–). Simultáneamente, se observa la deflexión de un voltímetro analógico conectado al secundario (S1 y S2). Si la aguja se desvía positivamente al cerrar el interruptor, la polaridad es aditiva (marcada como “punto” o “*” en los bornes). Para TCs de tipo “subtractive polarity” (el estándar en la mayoría de aplicaciones), la deflexión debe ser negativa.

Alternativamente, equipos digitales modernos realizan esta prueba automáticamente y muestran claramente la polaridad. Todo resultado debe documentarse y compararse con el diagrama unifilar del sistema.

3. Prueba de Tensión Aplicada

Esta prueba verifica la integridad del aislamiento entre devanados y entre devanados y tierra, simulando condiciones de sobretensión transitoria.

De acuerdo con la norma IEC 61869-3, el TC LB6-35 (diseñado para sistemas de 35 kV) debe soportar una tensión de frecuencia industrial (50/60 Hz) de 70 kV RMS durante 1 minuto entre primario y secundario/tierra. El procedimiento incluye:

1. Cortocircuitar y poner a tierra todos los devanados secundarios.
2. Aplicar gradualmente la tensión de prueba (70 kV) al borne primario, manteniendo el otro borne primario a tierra.
3. Monitorear la corriente de fuga: debe permanecer estable y por debajo de 10 mA (valor típico; consultar hoja técnica específica).
4. Si no ocurre descarga disruptiva ni aumento sostenido de corriente, la prueba se considera satisfactoria.

Advertencia crítica: Nunca se debe aplicar tensión de prueba con los secundarios en circuito abierto. Esto induce tensiones extremadamente altas (miles de voltios) en el secundario, poniendo en riesgo al personal y dañando el aislamiento.

En algunos casos, especialmente en subestaciones nuevas, se complementa con una prueba de descarga parcial (partial discharge test) para detectar defectos microscópicos en el aislamiento, aunque esto es más común en fábrica que en campo.

4. Puesta en Servicio y Monitoreo Inicial

Tras superar todas las pruebas, se procede a energizar el sistema bajo supervisión estricta:

• Energización escalonada: Si es posible, energizar primero sin carga (solo tensión), luego con carga ligera (20–30%) y finalmente a plena carga. Esto permite observar el comportamiento térmico y electromagnético progresivo.
• Medición de corriente secundaria: Usar pinzas amperimétricas en los cables secundarios para confirmar que la corriente medida coincide con la esperada (considerando relación y carga real). Valores anómalos pueden indicar saturación prematura o error de conexión.
• Temperatura superficial: Medir con termógrafo infrarrojo la temperatura del TC durante las primeras 2–4 horas de operación. No debe superar los 80 °C en condiciones normales. Un calentamiento excesivo sugiere sobrecarga, armónicos severos o falla interna.
• Ruido acústico: Escuchar atentamente: un zumbido uniforme es normal; chasquidos, crujidos o ruidos intermitentes pueden indicar descargas parciales o problemas de sujeción del núcleo.
• Verificación en relés y medidores: Confirmar que los dispositivos asociados (relés de sobrecorriente, registradores de energía, SCADA) reciben señales coherentes y dentro de rangos esperados.

Este monitoreo inicial debe extenderse al menos durante un ciclo completo de carga (24 horas), especialmente si el sistema alimenta cargas variables como motores o hornos.

5. Documentación y Registros

La trazabilidad es esencial para auditorías futuras, mantenimiento predictivo y análisis de fallas. Se debe generar un informe técnico que incluya:

• Datos del equipo: Marca, modelo (LB6-35), número de serie, relación(es) nominal(es), clase de precisión, carga nominal (VA), factor térmico, nivel básico de aislamiento (BIL = 170 kV para 35 kV).
• Condiciones ambientales: Temperatura, humedad y presión atmosférica durante las pruebas.
• Resultados de pruebas:
  • Tabla de relaciones medidas vs. nominales (con % de error).
  • Resultado de polaridad (indicar método usado).
  • Tensión de prueba aplicada, duración, corriente de fuga máxima.
  • Resistencia de aislamiento (medida con megóhmetro a 2500 V DC, valor típico >1000 MΩ).
• Firmas de responsables: Nombre, cargo y firma del ingeniero supervisor, técnico de pruebas y representante del cliente.
• Planos actualizados: Diagramas de cableado secundario firmados “como construido” (as-built).
• Recomendaciones: Intervalo sugerido para próximas pruebas (normalmente cada 3–5 años), observaciones especiales, advertencias.

Este documento debe archivarse tanto en formato físico como digital en el sistema de gestión de activos de la subestación. Además, copias deben entregarse al departamento de operaciones y mantenimiento.

Conclusión

La puesta en marcha del transformador de corriente LB6-35 no es un mero trámite administrativo, sino una barrera crítica de calidad y seguridad. Saltarse o simplificar cualquiera de estas etapas puede derivar en fallos de protección, facturación errónea de energía, o incluso incendios y explosiones en el peor de los casos. Al seguir rigurosamente estos procedimientos —basados en estándares internacionales y buenas prácticas de ingeniería— se garantiza que el TC cumpla su función esencial: convertir con fidelidad y seguridad las altas corrientes del sistema en señales manejables para los sistemas de control y protección.

Recuerde: un transformador de corriente bien instalado y verificado es invisible en operación normal… pero su ausencia o mal funcionamiento se hace evidente en el momento más crítico.

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