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Guía Técnica de Instalación – Caja de Medición ZWJ-12 (11kV)

Primera mitad: Preparación, manipulación y conexiones iniciales

1. Requisitos previos y verificación de sitio

Antes de proceder con la instalación de la caja de medición ZWJ-12 en un sistema de distribución de 10 kV (nominal 11 kV), es fundamental realizar una inspección exhaustiva del sitio y verificar que se cumplan todas las condiciones técnicas, ambientales y de seguridad. La correcta preparación del entorno minimiza riesgos operativos y garantiza la integridad del equipo durante su vida útil. El ZWJ-12 está diseñado como una celda de medida monobloque para montaje exterior, con compartimento sellado que alberga transformadores de instrumento integrados y bornes de conexión secundaria protegidos.

Condiciones ambientales mínimas:

• Altitud: Hasta 1000 m sobre el nivel del mar. Para altitudes superiores, consultar al fabricante por posibles correcciones dieléctricas según IEC 60071-2. A 2000 m, el factor de corrección de tensión es aproximadamente 1.11, lo que exige reevaluar la rigidez dieléctrica del aislamiento compuesto.
• Temperatura ambiente: Rango operativo entre -25 °C y +40 °C. Evitar exposición prolongada a radiación solar directa sin protección térmica adicional. La carcasa del ZWJ-12, fabricada en poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV), tiene coeficiente de expansión térmica de ~12 × 10⁻⁶ /°C; diferencias térmicas abruptas pueden inducir tensiones mecánicas en los bushings.
• Humedad relativa: Máximo 95% sin condensación. En zonas costeras o con alta salinidad (clase de contaminación C3/C4 según ISO 9223), se recomienda tratamiento anticorrosivo adicional en fijaciones metálicas (pernos galvanizados en caliente ASTM A153 o acero inoxidable AISI 316).
• Contaminación ambiental: Clase III o inferior según IEC 60815-1:2018. En ambientes industriales con polvo conductor o químicos agresivos (ej. plantas químicas, cementeras), considerar gabinete adicional IP54 o barrera física para proteger las interfaces de conexión.

Verificación del punto de instalación:

• Confirmar que la estructura soporte (poste, torre o bastidor) tenga capacidad mecánica suficiente para soportar el peso total del equipo (aprox. 85–110 kg, según configuración interna con TCs/TPs de 150/5 A o 200/5 A y relación 10000/100 V).
• Verificar que no existan interferencias con otros equipos eléctricos, conductores o elementos estructurales en un radio mínimo de 1.5 m. ¿Qué distancia mínima se requiere entre la caja ZWJ-12 y otros equipos? Según UNE-EN 50122-1, la separación mínima fase-tierra en aire para 11 kV es de 125 mm, pero se recomienda mantener ≥600 mm para facilitar mantenimiento y evitar acoplamientos capacitivos no deseados.
• Asegurar acceso seguro para personal calificado durante la instalación y futuras inspecciones/mantenimiento, con pasarela o plataforma si se instala a más de 2 m de altura.
• Comprobar que el sistema esté desenergizado y correctamente puesto a tierra antes de cualquier intervención (bloqueo/etiquetado conforme a norma OSHA/NOM-029-STPS). La resistencia de puesta a tierra del sistema debe ser ≤5 Ω en redes de distribución rural, según CFE L0000-04:2020.

2. Herramientas y equipos necesarios

La instalación requiere herramientas especializadas y equipo de protección personal (EPP) adecuado. A continuación, se detalla la lista mínima recomendada, validada contra los requisitos de la norma UNE-EN 50110-1 para trabajos en instalaciones eléctricas.

Equipo de protección personal (EPP):

• Casco dieléctrico con barbuquejo (UNE-EN 50365, clase 0)
• Guantes aislantes clase 00 o superior (1000 V como mínimo, aunque el sistema es de 11 kV — los guantes se usan en circuitos secundarios y durante pruebas). Deben cumplir UNE-EN 60903 y tener prueba dieléctrica vigente (máximo 6 meses).
• Ropa ignífuga (FR) y calzado dieléctrico (UNE-EN ISO 20345, categoría S3)
• Gafas de seguridad y protección auditiva (si se usa maquinaria)
• Arnés de seguridad con línea de vida (para trabajos en altura, conforme a UNE-EN 361)

Herramientas generales:

• Llaves dinamométricas (rango 10–100 N·m) calibradas recientemente (trazabilidad ISO/IEC 17025)
• Juego de llaves de vaso e impacto (no usar martillos ni herramientas de percusión en partes cerámicas o compuestas; los bushings del ZWJ-12 son de resina epoxi reforzada con sílice)
• Medidor láser o cinta métrica de precisión (±1 mm)
• Nivel de burbuja digital o láser (precisión ±0.1°)
• Taladro con brocas para acero/concreto (según tipo de base)
• Compresor de aire o cepillo para limpieza de superficies (presión máxima 3 bar para evitar daño en sellos)

Instrumentos de verificación:

• Megóhmetro (2500 V DC) para pruebas de aislamiento (cumpliendo IEC 61557-2)
• Multímetro de precisión (CAT III 1000 V, resolución 0.1 mV)
• Termografía infrarroja (opcional, pero recomendada post-instalación; rango espectral 7–14 μm)
• Analizador de calidad de energía (para verificación post-puesta en marcha, opcional en esta fase)

3. Preparación de la base y fijación

La caja ZWJ-12 se monta típicamente sobre una estructura metálica o poste de concreto. La estabilidad mecánica es crítica para evitar tensiones en los bushings y conexiones internas. El diseño del ZWJ-12 incluye cuatro orificios pasantes en brida inferior (patrón rectangular 250 × 200 mm), compatibles con pernos M16 o M20 según especificación del cliente.

Pasos para la preparación:

1. Ubicación exacta: Marcar la posición de montaje asegurando una distancia mínima de 2.5 m desde el suelo (para evitar vandalismo y facilitar lectura). La placa base debe estar perfectamente horizontal (desviación ≤2 mm/m).
2. Limpieza superficial: Eliminar óxido, pintura descascarillada o residuos en la zona de contacto. Usar lija fina P180 si es necesario, seguido de soplado con aire seco y limpieza con paño libre de pelusa impregnado en alcohol isopropílico.
3. Perforación: Realizar orificios según patrón de montaje proporcionado en planos del fabricante (típicamente 4 agujeros M16 o M20). Profundidad mínima: 50 mm en concreto (resistencia ≥25 MPa); en acero estructural, usar refuerzo si el espesor es menor a 8 mm para evitar pandeo local.
4. Fijación: Utilizar pernos de alta resistencia (grado 8.8 o superior, cumpliendo ISO 898-1), arandelas planas DIN 125 y tuercas autoblocantes DIN 980. No reutilizar pernos anteriores, ya que la precarga se pierde tras el primer apriete.

Torque de apriete para fijaciones estructurales:

4. Manipulación y posicionamiento seguro

La caja ZWJ-12 contiene transformadores de corriente (TCs), transformadores de potencial (TPs) y componentes cerámicos/frágiles. Su manipulación requiere extremo cuidado. El equipo está certificado bajo UNE-EN 62271-200 para celdas de medida en media tensión, con grado de protección IP65 y resistencia a arco interno IAC-AFLR (acceso frontal, longitudinal, lateral, trasero).

Procedimiento de izaje:

• Utilizar grilletes y eslingas de poliéster o cadena galvanizada con capacidad mínima de 200 kg (factor de seguridad ≥5).
• Los puntos de izaje deben coincidir con los ojales designados en la carcasa (nunca usar bushings, bornes o tapas como puntos de agarre). El ZWJ-12 incluye dos ojales M12 roscados en la parte superior para este propósito.
• Mantener el equipo en posición vertical durante todo el movimiento. Inclinaciones mayores a 15° pueden desplazar aceite interno (si es tipo inmersión) o afectar alineación de núcleos magnéticos. Los TCs/TPs del ZWJ-12 están encapsulados en resina epoxi, por lo que no contienen líquidos, pero la inclinación excesiva puede generar tensiones residuales.
• Evitar golpes, caídas o vibraciones bruscas. En caso de impacto accidental (>5 G), realizar prueba de rigidez dieléctrica antes de energizar.

Posicionamiento final:

1. Alinear la caja con los pernos ya colocados en la base.
2. Bajar lentamente hasta asentar completamente sobre las arandelas.
3. Verificar nivelación en ambos ejes (longitudinal y transversal). La desviación máxima permitida es de 2 mm/m.
4. Aplicar torque progresivo en dos etapas: 50% del valor final, luego 100% en secuencia cruzada.

5. Conexiones primarias y secundarias

Esta sección cubre las conexiones eléctricas críticas. Debe realizarse por personal certificado en media tensión. El ZWJ-12 está diseñado para sistemas trifásicos con neutro aislado o resonantemente puesto a tierra, con frecuencia nominal de 50/60 Hz.

Conexiones primarias (11 kV):

• Utilizar únicamente conectores compatibles con los bushings de entrada/salida (típicamente tipo “eye” o “compression lug” de cobre estañado, cumpliendo UNE-EN 50483-4).
• Limpiar superficies de contacto con alcohol isopropílico y paño libre de pelusa. La rugosidad superficial debe ser ≤3.2 μm Ra para minimizar puntos calientes.
• Aplicar pasta antioxidante dieléctrica (tipo NO-OX-ID A-Special o equivalente, cumpliendo IEEE 575) en toda el área de contacto. Esta pasta reduce la resistencia de contacto y previene oxidación galvánica.
• Ajustar pernos de conexión con torque especificado por el fabricante del conector (generalmente entre 25–45 N·m para conectores de 150–300 mm²). El bushing del ZWJ-12 acepta pernos M12 o M16 según modelo.

Torque de apriete para conexiones primarias (referencia típica):

Conexiones secundarias (circuito de medición):

• Usar cable flexible de cobre aislado, mínimo 4 mm² (AWG 12), categoría THHN/THWN-2 o equivalente (UNE-EN 50525-2-31). El aislamiento debe soportar 600 V y temperatura de operación continua de 90 °C.
• Conectar exclusivamente a los terminales marcados en la placa de bornes (normalmente S1/S2 para TCs, a/b para TPs). El diagrama unifilar interno del ZWJ-12 sigue la convención IEC 60617: los TCs están conectados en estrella con neutro accesible en bornes separados.
• El circuito secundario de los TCs nunca debe dejarse en circuito abierto
• Torque en bornes secundarios: 2.5 ± 0.3 N·m (usar destornillador dinamométrico pequeño, cumpliendo IEC 60999-1).
• Etiquetar claramente todos los conductores según diagrama unifilar del sistema. Usar etiquetas termoretráctiles con código de colores: negro (fase R), rojo (S), azul (T), blanco (neutro de VT), verde/amarillo (tierra).

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