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19 noviembre, 2017

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Seguridad al trabajar en las proximidades de instalaciones de Alta Tensión

1. Zona de peligro o zona de trabajos en tensión.
 

Espacio alrededor de los elementos en tensión en el que la presencia de un trabajador desprotegido supone un riesgo grave e inminente de que se produzca un arco eléctrico, o un contacto directo con el elemento en tensión, teniendo en cuenta los gestos o movimientos normales que puede efectuar el trabajador sin desplazarse. En esta zona únicamente se permite trabajar, mediante métodos y procedimientos especiales, conocidos como «trabajos en tensión», a trabajadores cualificados.

 

Donde no se interponga una barrera física que garantice la protección frente a dicho riesgo, la distancia desde el elemento en tensión al límite exterior de esta zona será la indicada en la tabla adjunta.

 

2. Zona de proximidad.
 

Espacio delimitado alrededor de la zona de peligro, desde la que el trabajador puede invadir accidentalmente esta última.
 
Donde no se interponga una barrera física que garantice la protección frente al riesgo eléctrico, la distancia desde el elemento en tensión al límite exterior de esta zona será la indicada en la tabla adjunta.

 
3. Trabajo en proximidad.
 

Trabajo durante el cual el trabajador entra, o puede entrar, en la zona de proximidad, sin entrar en la zona de peligro, bien sea con una parte de su cuerpo, o con las herramientas, equipos, dispositivos o materiales que manipula.

 
zona_de_peligro
 
4. Distancias de seguridad con otras instalaciones.
 
4.1. Reglamento de Baja Tensión y Reglamento de Líneas Aéreas de Alta Tensión.
 

• Reglamento de baja tensión.
 
REAL DECRETO 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento electrotécnico para baja tensión. Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión.
 
Modificado según:
 
Corrección de errores del Real Decreto 560/2010, de 7 de mayo, por el que se modifican diversas normas reglamentarias en materia de seguridad industrial para adecuarlas a la Ley 17/2009, de 23 de noviembre, sobre el libre acceso a las actividades de servicios y su ejercicio, y a la Ley 25/2009, de 22 de diciembre, de modificación de diversas leyes para su adaptación a la Ley sobre el libre acceso a las actividades de servicios y su ejercicio.(BOE 146 19-6-2010)
REAL DECRETO 560/2010, de 7 de mayo, por el que se modifican diversas normas reglamentarias en materia de seguridad industrial para adecuarlas a la Ley 17/2009, de 23 de noviembre, sobre el libre acceso a las actividades de servicios y su ejercicio, y a la Ley 25/2009, de 22 de diciembre, de modificación de diversas leyes para su adaptación a la Ley sobre el libre acceso a las actividades de servicios y su ejercicio.
 
Instrucciones Complementarias. ITC BT 01 A 51.

 
• Reglamento de Líneas Aéreas de Alta Tensión.
 
www.coitiab.es
 
4.2. Distancias a otras instalaciones:
 

Las distancias mínimas que deben guardarse entre líneas eléctricas y elementos físicos existentes a lo largo de su trazado (carreteras, edificios, árboles, etc.), con objeto de evitar contactos accidentales, se contemplan en el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (Decreto del Ministerio de Industria 2413/1973, BOE 9.10.73) y en el “Reglamento Técnico de Líneas Eléctricas Aéreas de Alta Tensión” (Decreto del Ministerio de Industria 3151/1968, BOE 27.12.68).

 
distancia_1
 

En esta nota técnica se exponen de forma gráfica las distancias principales que establecen ambos reglamentos para líneas aéreas de baja y alta tensión. Han sido omitidas necesariamente otras prescripciones para mantener el carácter resumido y esquemático de la misma.

 
distancia
 

Se recomienda que las consultas efectuadas sean ampliadas y constatadas mediante la lectura de los textos legales a cuyo fin se indican en cada apartado las referencias correspondientes.

 
4.3. Paralelismo y pasos por zonas:
 
• Distancias a líneas eléctricas de A.T.
 
distancia_2circ_disDistancia de los conductores al terreno (RTLEAAT Artº 25 Ap. 1)

 

formula_d

 

 

(D mínimo = 6 m.) (En lugares de difícil acceso puede reducirse en un metro.)
U = Tensión nominal de la línea en kV.

paralelo_disParalelismos con otras líneas eléctricas y de telecomunicación (RTLEAAT Artº 34 Ap. 1 y 2)

A ser posible: formula_d1

Para distancias inferiores ver Artº34 Ap. 1 y Artº 25 Ap.2.

Paralelismos con carreteras (RTLEAAT Artº 34 Ap. 3)
A estas distancias mínimas el paralelismo no puede superar 1 km en líneas de 1ª y 2ª categoría, ni 5 km en líneas de 3ª categoría.

circ_disPaso por zonas. Distancias a edificios y construcciones (RTLEAAT Artº 35 Ap. 2)
 
• Zonas accesibles:

 
 
form_acc

 
 
 

(D1 mínimo = 5 m)

formula_dzon_acc

• Zonas inaccesibles:

form_inacc

 

 

(D2 mínimo = 4 m)
U = Tensión de la línea en kV.

circ_disPaso por zonas. Distancias a bosques, árboles y masas de arbolado (RTLEAAT Artº 35 Ap. 1)

formula_d

 

 

(D mínimo = 2 m)
U = Tensión de la línea en kV.
A = Desviación prevista producida por el viento. (Ver Artº 27 Ap. 3 Hipótesis A).
 
dis_bos
 
5. Trabajos no eléctricos.
 
• Maquinaria de elevación o útiles mecánicos en las proximidades de instalaciones de A.T.
 

Las máquinas de elevación y transportes se pondrán fuera de servicio mediante un interruptor omnipolar general, accionado a mano identificado mediante un rótulo.
Los ascensores y las estructuras de los motores y máquinas elevadoras, las cubiertas de éstos, y los dispositivos eléctricos del interior de las cajas se conectarán a tierra.

 
makina
 
6. Trabajos en centros de transformación y subestaciones.
 
transf
 
6.1. Operaciones más frecuentes.
 
– Cambio de fusibles:
 
cambio_fus
 
CENTROS DE TRANSFORMACIÓN INTEGRADOS (CTIN)
 
Los fusibles están sumergidos en el liquido dieléctrico y son accesibles por la parte superior de la cuba de forma que una vez abierta la tapa no es necesario desencubar sino bajar ligeramente, unos centímetros, el nivel de dieléctrico para proceder al cambio de fusibles en caso necesario.
 
transf_1
 
fusible_1
 
Fusibles de expulsión (XS)
 

Son elementos destinados a proteger los transformadores de los centros de transformación sobre apoyo, instalados en el arranque de la derivación de línea de alimentación al centro de transformación.
 
Sus características están definidas en la NI 75.06.11 “Cortacircuitos fusibles de expulsión seccionadores, hasta 36 kV”.

 
• Intervenciones en los transformadores de potencia y de tensión
 
tabla_2
 
• Mantenimiento de Transformadores
 

Se basa en la planeación y el seguimiento de los equipos durante su periodo de vida útil, para obtener el máximo aprovechamiento de su operación y predecir la necesidad del cambio del mismo.

 
mante
 
 Mantenimiento Predictivo
 
– Evaluación del equipo: Levantamiento técnico.
– Determinación de su estado actual.
– Entrega de informe técnico , base del historial del equipo.
 
mante_1
 
 Mantenimiento Preventivo
 

A partir de que el equipo se encuentra en condiciones de operación, la realización de un mantenimiento preventivo rutinario es primordial para que la máquina esté en condiciones de suministrar hasta el 100% de potencia sin riesgos y/o interrupciones.

 
mante_2
 
Dicho programa se basa en 5 acciones fundamentales:
 
– Limpieza general del transformador.
– Análisis químicos y eléctricos del Aceite Aislante.
– Mantener nivel de aceite
– Mantenimiento del filtro de Silicagel
– Ensayo periódico de las protecciones ( Termostato y/o Relé buchholz)
 

A continuación le dedicaremos un “capítulo” aparte al aceite aislante ya que el mismo cumple múltiples funciones en los transformadores eléctricos: mejora del aislamiento entre componentes del Transformador, homogenización de la temperatura interna y refrigeración, etc.

 
Degradación del Aceite Aislante.
 

El Aceite Aislante va degradándose dentro del Transformador Eléctrico durante el funcionamiento normal del mismo. La degradación dependerá de muchos factores, como el tipo de transformador, ubicación, carga y temperatura de trabajo, etc.
 
La Contaminación de los Aceites Aislantes está básicamente relacionada con:
 
Presencia de humedad en el Aceite ( agua ): medida en PPM ( partes por millón). El valor máx., según la norma IEC 296 para transformadores, no debe superar 30 PPM, aunque algunos fabricantes pueden recomendar máximos de 10 PPM de agua, para transformadores eléctricos de Alta Tensión >170 KV.

 

Partículas: la fabricación de los transformadores implica la utilización de papeles y celulosa, que pueden desprender pequeñas partes por vibración, etc. Además, los transformadores necesitan un respirador para poder compensar las dilataciones del aceite, siendo foco de entrada de polvo, etc al interior del transformador, y por lo tanto al aceite.

 
Oxidación: Esfuerzos de trabajo, puntos calientes, degeneración de las partículas y suciedad y descompensaciones provocan la generación de gases disueltos y oxidación del Aceite Aislante del transformador.
 
Trans_2
 
Análisis del Aceite Aislante
 

El Mantenimiento Preventivo de los Aceites Aislantes debe incluir el Análisis del Aceite, que mediante diferentes pruebas permitan conocer el estado funcional del mismo, que evite fallas inesperadas de los Transformadores, con las consiguientes consecuencias económicas y de calidad en el servicio de suministro eléctrico. La necesidad de Mantenimiento de un Transformador Eléctrico es, por lo tanto, directamente proporcional al valor del mismo, y a la importancia del suministro de energía que ofrece.
 
No olvidar que los costos de reparación son generalmente muchísimo más altos que un simple análisis anual.

 
Trans_3
 

La toma de muestras para el análisis del Aceite Aislante desde ser realizada de forma segura y cuidadosa, para conseguir resultados reales.
 
Las pruebas básicas que pueden hacerse a los Aceites Aislantes para transformador son:
 
– Determinación de Rigidez Dieléctrica: Consiste en la comprobación de la capacidad aislante del aceite del trasformador

– Agua disuelta en el Aceite: Medida en PPM, partes por Millón, y de efecto directo en la pérdida de la Rigidez Dieléctrica de la muestra.

– Neutralización/Acidez: Control de los niveles de ACIDO en el Aceite, como referencia del nivel de Oxidación del mismo.

– Turbiedad/Color: Tanto la presencia de Agua como de otras partículas disueltas produce turbiedad en el Aceite Aislante.

– Partículas Disueltas: contaminación por todo tipo de suciedad.

– Gases Disueltos: El envejecimiento, junto con la degradación de las partículas por la temperatura y posibles descargas internas, generan diferentes gases dentro del transformador y en el aceite. El tipo y cantidad de ellos pueden dar importante información.

– Tensión Superficial: Valor Físico del Aceite, con relación con la viscosidad.

 
Trans_4
 

Consejos para aumentar la duración de los Aceites Aislantes en los Transformadores
 

– Aunque en algunas ocasiones donde la degradación y contaminación del Aceite haga más cara su regeneración que su sustitución, vamos a dar una serie de consejos que eviten llegar a esa situación:

– Nivelar adecuadamente los Transformadores logrará que el aceite cubra la totalidad de las partes del interior de los mismos.

– Colocar filtros adecuados en los respiradores de los Transformadores, de forma que evite la entrada de la mayor cantidad posible de humedad, polvo y otros partículas.
Por ejemplo un filtro con Silicagel.

– Comprobar el cierra de tapas, pasacables, bushings, etc, para evitar tanto el acceso de suciedad como la perdida de aceite.

– Realizar pruebas, test y/o análisis periódicos para poder tomar acciones de mantenimiento antes de que, la excesiva degradación del aceite lo haga irrecuperable e incluso dañe de forma grave el interior del Transformador.

El uso de Equipos de Purificación y Regeneración de Aceite Aislante permite devolver las características funcionales mínimas para continuar usándolo. Este tratamiento debe realizarse antes de que la contaminación del Aceite provoque depósitos en el fondo del Transformador.

 
3.7. Trabajos en líneas aéreas
 

En redes de media tensión y hasta las mas altas de hasta 500 kv., se emplean torres de hormigón y reticulado de acero. En la figura 11 vemos los esquemas más corrientes de estas torres. La elección del tipo de torre se hace sobre la base de criterios económicos, de sismicidad y en base el vano, que es la distancia entre dos torres. Los estudios técnico-económicos, que tienen en cuenta los factores técnico, climáticos y precios, permiten generar programas de computación con los cuales se determina lo que se denomina vano económico, que es la distancia entre torres que hace mínimo el costo por kilómetro. Las estructuras de soporte, torres o postes, pueden ser de suspensión o de retención.

 
torre_1
 

Las primeras se instalan en los tramos rectos de las líneas, mientras que las segunda son para los lugares en que, además, la línea debe soportar esfuerzos laterales, producto del cambio de dirección (ángulo) o finales de línea. La figura 12 nos enseña dos tipos de torres de hormigón centrifugado.
 
Nótese que tanto en la última figura 10 y la 11, las torres tienen el llamado hilo de guardia, marcado con las letras HG. Este elemento es de acero galvanizado. Las torres metálicas son estructuras de perfiles ángulos, vinculados directamente entre sí o a través de chapas, mediante uniones abulonadas. Para mejor mantenimiento, son galvanizadas y el acero es de alta resistencia. Las estructuras se dimensionan por medio de sistemas computarizados que minimizan el peso de las estructuras. Los postes de hormigón, en cambio, serán del tipo armado, centrifugado o pretensado. Las crucetas o ménsulas, serán del mismo material en la mayor parte de los casos.

 
figura_1
 
En la figura 13 tenemos una torre de suspensión o arriendada, que es más económica.
 

torre_2

Figura 13


 

En todos los casos, las fundaciones representan un papel importante en la seguridad y en el costo de una línea de transmisión, y deben permitir la fácil colocación de las tomas de tierra que vemos en la figura 14.

 

torre_3

Figura 14


 

El tipo de terreno, por su agresividad, determina el cemento que se debe emplear. Hay torres de tipo especial, ya que en ellas se produce la transposición.
 
A fin de hacer aproximadamente igual a los valores de las constantes de las líneas, para cada fase, en tramos adecuados, se hacen cambios en el orden en que se encuentran las fases. En las figuras 12 y 13 se ve que las fases R, S y T están en un plano, lo que determina que la capacidad, la autoinducción y las pérdidas, no sean de igual valor. Por lo tanto esto se resuelve cambiando dos veces a lo largo del recorrido la posición relativa de esas fases. Pero el punto en que esto se produce, requiere de una torre particular, con disposiciones típicas para estos casos.
 
Los conductores de las líneas aéreas de alta tensión se construyen con un núcleo de alambres de acero que contribuyen a la resistencia mecánica, rodeado de una formación de alambres de aleación de aluminio tal como ilustra la figura 15. Los valores mas corrientes suelen ser:

300/50 mm2 240/40 mm2 150/25 mm2 120/20 mm2
95/15 mm2 70/12 mm2 50/8 mm2

 
La primera cifra es la sección útil del aluminio y que conduce la corriente. La segunda es el acero.
 
cable
 

rio

Figura 16


 

Es muy común que para cada fase, se utilice más de un conductor. En las figuras 12 y 13 se puede apreciar que cada fase se compone de 4 conductores, como los de la figura 15. Esto hace necesario el empleo de accesorios metálicos, la morseteria o graperia, que en tensiones muy alta, requieren un delicado diseño.

 

Una línea importante de transmisión de energía es una obra de ingeniería, que tiene mucho que ver con la ingeniería eléctrica y la ingeniería civil. Cuando se decide ejecutar esta obra entre dos puntos distantes, lo primero que se debe examinar, es la traza, o sea, el recorrido. Esto implica un cuidadoso estudio topográfico para encontrar la mejor solución, junto con el estudio de suelos, para poder dimensionar las fundaciones. Con los elementos se optimiza el problema y se determina el vano económico que se ha de usar, que hace mínimo el costo. En la figura 18 vemos un ejemplo de traza, en que para el cruce de un río y la subida de una sierra, hay que adaptarse al terreno, lo que obliga a la adopción de torres de tipo especial, de retención, mas caras. En los tramos lineales se pueden usar torres de suspensión, todas iguales, con ventaja en los costos.
 
El estudio de la topografía del recorrido permite determinar el lugar exacto donde se instalara cada torre. Se evitan los cambios de dirección, porque ello obliga a la colocación de torres de retención en esos puntos.
 
Los esfuerzos o solicitaciones que deben resistir las torres son, además del peso propio y los efectos de la naturaleza sobre las mismas, las que les trasmiten los conductores. En la figura 17 vemos el croquis de una torre como la de la figura 11 derecha, que cumple la función de ángulo, es decir, desvío de la dirección de la línea. Se observa que la torre debe soportar los efectos de las solicitaciones de los conductores, que se componen del peso propio del conductor más el peso de las cadenas de aisladores, a lo que se suma la acción del viento. Al peso propio se debe sumar el peso del manguito de hielo que se forma luego de una nevada y que expuesto, al viento, ofrece una superficie lateral apreciable. Todos estos defectos, sumados, componen las solicitaciones sobre la torre. Por otra parte, el proyecto de una línea implica el adecuado diseño del hilo conductor, que es una catenaria, que se muestra en el ejemplo de la figura 18, en que el hilo conductor aparece suspendido entre dos puntos de distinta cota. La distancia entre el punto más elevado y el punto mas bajo se llama flecha y es un número importante, sea para el dimensionado del conductor, como en los trabajos de instalación y montaje.

 

cruces

Figura 17


 

Como la temperatura de trabajo cambia, lo mismo que el viento a que esta sometido el conductor, la flecha es un número variable. La teoría de estas catenarias permite conocer el valor de la tensión Tx en cada punto de su recorrido X, ocasionada por sus componentes horizontales y verticales, con lo cual se determina la sección resistente y el valor de la tensión T en el punto de apoyo permite conocer el esfuerzo que trasmiten a la graparía de sujeción a la torre.

 

flexa

Figura 18


 

Fundaciones de tierra: Los anclajes de acero colocados con revestimientos de protección son económicos y se han usados con éxito para torres de sustentación o alineación. El tipo más satisfactorio de anclaje de acero es el piramidal, bien sea triangular, bien sea cuadrado, construido con hierro ángulo y con una reja abulonada en la cara interior. Los anclajes de acero galvanizado enterrados en el suelo durarán casi tanto como la estructura en suelos de condiciones ordinarias, pero no son satisfactorios, sin protección especial, en terrenos con algún contenido de azufre, tales que los rellenos de escoria o carbonilla.
 
Fundaciones de hormigón: Estas fundaciones se usan generalmente en torres de ángulo y de amarre o final de línea y para las estructuras especiales que requieren gran resistencia, como son las de cruce de ríos, y torres en los extremos de vanos extraordinariamente largos.
 
Anclajes en roca: Estos anclajes pueden sustituir a los de acero con rejas o bases de hormigón, en terrenos de rocas firmes. Se practican en la roca taladros de diámetro algo superior al de los pernos y se colocan los pernos, rellenando seguidamente. Los pernos de anclaje deberían abrirse en su extremo y ser colocados con cuñas.
 
Estructuras especiales: Cuando no es factible realizar la transposición de conductores en torres normales mediante crucetas adecuadas, son necesarias torres especiales. Los tramos largos sobre ríos y bahías y los cruces de carreteras principales y líneas principales y líneas más importantes de ferrocarril, requieren torres mucho más altas que las normales o torres con un factor de seguridad mayor.

 
8. Trabajos en tensión
 
8.1. Procedimientos de ejecución de trabajos en tensión (TET). Objetivos.
 

Trabajo en tensión: trabajo durante el cual un trabajador entra en contacto con elementos en tensión, o entra en la zona de peligro, bien sea con una parte de su cuerpo, o con las herramientas, equipos, dispositivos o materiales que manipula. No se consideran como trabajos en tensión las maniobras y las mediciones, ensayos y verificaciones definidas a continuación.

 
8.2. Requisitos para realizar trabajos en tensión.
 

Los trabajos en tensión deberán ser realizados por trabajadores cualificados, siguiendo un procedimiento previamente estudiado y, cuando su complejidad o novedad lo requiera, ensayado sin tensión, que se ajuste a los requisitos indicados a continuación. Los trabajos en lugares donde la comunicación sea difícil, por su orografía, confinamiento u otras circunstancias, deberán realizarse estando presentes, al menos, dos trabajadores con formación en materia de primeros auxilios.

 
8.3. ¿Qué debemos garantizar en los trabajos en tensión en relación a la seguridad?
 

Los trabajadores utilizarán equipos de protección individual apropiados y no llevarán objetos metálicos, tales como anillos, reloj, cadena, pulseras, etc., si ello implica riesgos.

 
8.4. Clasificación de trabajos en contacto, a distancia y a potencial.
 
• Trabajos en contacto.

Método de trabajo en contacto con protección aislante en las manos, utilizado principalmente en baja tensión, aunque también se emplea en la gama baja de alta tensión.
 
Este método, que requiere la utilización de guantes aislantes en las manos, se emplea principalmente en baja tensión. Para poder aplicarlo es necesario que las herramientas manuales utilizadas (alicates, destornilladores, llaves de tuercas, etc.) dispongan del recubrimiento aislante adecuado, conforme con las normas técnicas que les sean de aplicación.
 
• Trabajos a distancia.
Método de trabajo a distancia, utilizado principalmente en instalaciones de alta tensión en la gama media de tensiones.
En este método, el trabajador permanece al potencial de tierra, bien sea en el suelo, en los apoyos de una línea aérea o en cualquier otra estructura o plataforma. El trabajo se realiza mediante herramientas acopladas al extremo de pértigas aislantes. Las pértigas suelen estar formadas por tubos de fibra de vidrio con resinas epoxi, y las herramientas que se acoplan a sus extremos deben estar diseñadas específicamente para realizar este tipo de trabajos.
 
• Trabajos a potencial.
Método de trabajo a potencial, empleado principalmente en instalaciones y líneas de transporte de alta tensión.
Este método requiere que el trabajador manipule directamente los conductores o elementos en tensión, para lo cual es necesario que se ponga al mismo potencial del elemento de la instalación donde trabaja. En estas condiciones, debe estar asegurado su aislamiento respecto a tierra y a las otras fases de la instalación mediante elementos aislantes adecuados a las diferencias de potencial existentes.
 
• Condiciones generales para la realización de trabajos.
 
•  Formación de los operarios que realizan estos trabajos.
– Fundamento de la redes eléctricas.
– Mantenimiento de subestaciones.
– Maniobras en subestaciones.
– Sistemas de protección del sistema eléctrico.
 
•  Herramientas y materiales y protección del operario frente al riesgo de contacto.

herra
 
•  Verificación del lugar.

Antes de todo trabajo el jefe de grupo debe realizar una inspección visual de acuerdo con los protocolos establecidos por la empresa para verificar el estado de las instalaciones, los materiales y herramientas colectivas destinadas a la ejecución del mismo. Además, debe vigilar que los operarios bajo sus órdenes verifiquen el buen estado de su dotación individual: Cinturón o arnés de seguridad, guantes, casco de protección, herramientas y otros.
 
Los defectos comprobados supondrán la indisponibilidad o reparación del elemento, retirándolo y poniendo sobre él una marca visible que prohíba su uso hasta que sea reparado.
 
Todo material debe disponer de una ficha técnica particular que indique las siguientes precauciones que deben observarse, entre otras:
– Límite de utilización eléctrico y mecánico.
– Condiciones de conservación y mantenimiento.
– Controles periódicos y ensayos.

 
Se agradece al profesor Sergio Gallardo Vázquez del IES Francisco de Goya de Molina de Segura, MURCIA.

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  1. avatar
    Carlos A Sierra D
    Nov 20 2017

    Excelente articulo

    Responder

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