Descargadores en Sistemas de Distribución
DESLIGADOR DE UN
DESCARGADOR.
El desligador (desconectador) es un mecanismo
conectado en serie al descargador, que separa el cable a tierra de la parte
inferior del descargador cuando este sufre una sobrecarga. Es también conocido como un desconectador del
cable a tierra (GLD por sus siglas en Inglés)[1].
Figura1. Ubicación del desligador.
Fuente: Balestro
El GLD solo opera si una corriente de falla a frecuencia industrial fluye a través del descargador. No se activará con una corriente producida
por una descarga.
Principios
de operación.
Los diseños que más comúnmente se encuentran
disponibles en la actualidad incluyen:
- elemento calentador
- elemento de paso en estado estable
- elemento de separación.
Figura 2.
Principio de funcionamiento del desligador.
Fuente: Arrester Works
Existen muchas variaciones en el diseño pero
todas operan fundamentalmente de la misma forma; Durante el estado de operación en estado estable,
la corriente de fuga en el
descargador es conducida alrededor del elemento calentador (heater) y el de
separación (activating element). El
elemento de separación es generalmente un pequeño mecanismo explosivo activado
por calor.
Cuando se produce una descarga
atmosférica, el calor generado en el
desligador no es el suficiente para activar el elemento de separación. Este elemento está diseñado de manera tal que
solo se activa cuando ocurre una corriente
de falla a través del mecanismo.
Nota: El desligador no es un interruptor. Aunque tiene la capacidad de romper la corriente de falla bajo operación, solo lo
puede hacer bajo condiciones ideales como bajas corrientes de falla.
Cuando el desligador no interrumpa la corriente de falla, se requerirá un
mecanismo de sobre corriente para que opere cuando un descargador se
sobrecargue y falle.
Condiciones
del sistema relevantes al propio uso del desligador.
Como se dijo anteriormente, el GLD solamente
se activa con una corriente de falla a frecuencia industrial. Debido a esto los requerimientos de operación
en sistemas no aterrizados y sistemas aterrizados con impedancia no pueden
operar un GLD si el descargador falla. Aunque
algunos diseños de desligador tienen sensibilidad en corrientes de falla en un
rango de hasta 1 Amp.
Curva
Tiempo - Corriente
Cada desligador tiene una curva característica
tiempo-corriente. Como el desligador no
es un mecanismo ni de ruptura ni despeje de fallas, la única curva que se puede
mostrar es la de iniciación de la desconexión, la cual es definida como la
primera señal tensión de un arco externo a través del descargador durante la operación
de desconexión.
Figura 3. Curva
característica para descargadores DB4
Fuente: Balestro
Figura 3. Curva
característica para descargadores DB4-LT
Fuente: Balestro.
Coordinación
con mecanismos de sobre corriente.
Si un mecanismo de sobrecorriente se encuentra
aguas arriba del descargador con desligador, es probable que la sobrecorriente
sea más rápida que la capacidad de ignición del desligador. Por lo que se recomienda coordinar la curva
de desconexión inicial con la curva mínima de disipación del mecanismo de
sobrecorriente. Generalmente se asume
que el mecanismo de sobrecorriente es más lento que una curva típica de un
fusible de de 20K.
Aspectos
de seguridad del desligador.
Los desligadores generalmente están conectados
a tierra. (ver figura 4), en esta configuración la parte inferior del
descargador se energiza al potencial de línea después que el desligador se
separa y el descargador entra en corto. Esta distribución de voltaje es completamente
diferente de la tensión común en estado estacionario, siendo importante que la
persona que manipule estos descargadores tenga cuidado porque puede haber
tensión de línea en la parte inferior del descargador. Por esta razón, la parte inferior del
descargador deberá ser tratada como si tuviera tensión de línea.
Figura 4.
Configuración típica del desligador.
Fuente: Arrester Works
Otro aspecto de seguridad a considerar es que
cuando la pólvora del elemento expulsor se encuentre a temperatura de
activación, separará el desligador con una fuerza y velocidad considerable
causando la expulsión de chispas y pequeños fragmentos. Como el GLD no es un mecanismo de
interrupción, se puede producir un arco a frecuencia industrial de manera
prolongada durante varios ciclos siendo capaz de derretir partes de metal y
plástico que pueden caer al piso.
El tercer punto a considerar con el desligador
es que el mecanismo se activa por calor, por lo tanto, para evitar explosiones
accidentales por activación del mecanismo
no se debe exponer a fuentes superiores a 150ºC.
Nótese que si el descargador sufre un golpe o
impacto, la pólvora no se activará a menos que el impacto sea en el desligador
y se genere calor en el mismo, provocando una ignición.
Consideraciones
respecto al aislamiento.
Una vez el desligador se ha separado, la
diferencia de potencial es separada por el soporte aislante. Este potencial puede ocasionar un
encaminamiento a tierra a través de este soporte siempre y cuando se deje esta
pieza energizada por largos periodos de tiempo.
Consideraciones
de instalación y manejo de conductores.
Es importante notar que cuando que cuando el
desligador opera y desconecta la parte del descargador, el cable a tierra debe
tener una longitud adecuada que permita un espacio suficiente entre la parte
inferior del descargador y la parte desconectada del desligador. Se debe considerar también la flexibilidad
del cable que permita esta adecuada distancia de separación. Un cable común con más de 1 cm de diámetro tiene
la flexibilidad adecuada y permite una fácil desconexión.
Cuando los descargadores están montados en una
cruceta, es importante que el descargador de la mitad no esté conectado en
paralelo en su parte inferior con los otros dos descargadores, esto puede
conllevar a un apagón prolongado aunque el desligador haya actuado y aislado el
descargador.
Figura 5.
Configuración en paralelo
Fuente: Arrester Works
Transporte
y Disposición.
Debido al hecho de que el desligador es un
mecanismo que actúa por explosión activada por el calor que produce la corriente
de falla, es recomendable que la disposición final del descargador no incluya
la incineración, ya que el desligador se puede activar y explotar si se le
expone al fuego directo.
Para mayor información y asesoramiento para la
selección de descargadores puede contactarse con COIDEA S.A. www.coideasa.com
Referencias.
[1] Ground Lead Disconnector
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