Introducción
Un fallo de arco interno en aparamenta de media tensión1 es uno de los sucesos más violentos en la distribución de energía eléctrica. En la fracción de segundo que transcurre entre el inicio del fallo y la desactivación de la protección, un arco sostenido de 12-40,5 kV puede liberar una energía equivalente a varios kilogramos de TNT, generando temperaturas de plasma superiores a 10.000 °C, ondas de presión que pueden romper las envolventes de acero y expulsar metal fundido y gases ardientes letales para el personal que se encuentre a varios metros del panel.
La Clasificación de Arco Interno (CAI) es la IEC 62271-2002 La IAC AFL es la clasificación específica que certifica la protección del personal accesible en las caras frontal, lateral y posterior de la instalación de conmutación. La IAC AFL es la clasificación específica que certifica la protección del personal accesible en las caras frontal, lateral y posterior de la instalación de conmutación.
Para los ingenieros eléctricos que diseñan instalaciones de aparamenta de MT en subestaciones secundarias, instalaciones industriales y cualquier lugar en el que pueda haber personal presente durante un evento de fallo, la clasificación IAC no es una opción de especificación premium: es la norma de seguridad mínima que distingue una instalación de aparamenta diseñada para la protección del personal de una que simplemente cumple los requisitos de rendimiento eléctrico. Comprender los requisitos AFL de la IAC, lo que verifica la prueba de tipo y cómo el diseño de la aparamenta consigue la certificación es la base técnica de toda especificación de seguridad de una instalación de MT responsable.
Este artículo proporciona una referencia técnica completa para los requisitos de clasificación de arco interno IAC AFL - desde la física de fallos y la metodología de ensayo IEC 62271-200 hasta las características de diseño, las definiciones de zona de accesibilidad y los requisitos de especificación en todos los tipos de aparamenta AIS, GIS y SIS.
Índice
- ¿Qué es la clasificación de arco interno y cómo se define IAC AFL en la norma IEC 62271-200?
- ¿Cómo verifica el ensayo de arco interno el cumplimiento de la IAC AFL en aparamenta de MT?
- ¿Cómo consiguen los diseños de aparamenta AIS, GIS y SIS la certificación AFL de la IAC?
- ¿Cómo especificar y verificar los requisitos IAC AFL para su instalación de aparamenta?
- Preguntas frecuentes sobre los requisitos de la clasificación de arco interno IAC AFL
¿Qué es la clasificación de arco interno y cómo se define IAC AFL en la norma IEC 62271-200?
La clasificación de arco interno se define en la norma IEC 62271-200 -la norma principal para aparamenta de media tensión con envolvente metálica- como una clasificación voluntaria de ensayo de tipo que verifica el comportamiento de la envolvente de la aparamenta durante un fallo de arco interno en condiciones de ensayo definidas. El sistema de clasificación utiliza un código de letras para identificar qué caras de la envolvente de la aparamenta han sido probadas y certificadas para la protección del personal.
El sistema de cartas de clasificación de la IAC
La norma IEC 62271-200 define la clasificación del arco interno mediante una combinación de letras que especifican las zonas de accesibilidad probadas:
Códigos de clasificación IAC:
- A: Clasificación de arco aplicable (el dispositivo ha sido sometido a la prueba IAC)
- F: Cara frontal certificada: el personal de la parte frontal del panel está protegido
- L: Caras laterales certificadas: el personal de los lados del panel está protegido
- R: Cara posterior certificada: el personal situado detrás del panel está protegido
- B: Clasificación aplicable a ambos lados de una disposición de doble barra colectora
Clasificaciones comunes del IAC:
- IAC A: Sólo cara frontal - clasificación mínima; protege a los operadores en la parte frontal del panel
- IAC AF: Caras frontal y lateral: protege a los operarios y al personal en el pasillo junto a la aparamenta.
- IAC AFL: Caras frontal, lateral y posterior: protección perimetral completa; necesaria cuando el personal pueda acceder a cualquier cara de la instalación.
- IAC AFLB: Protección perimetral completa para aparamenta de doble barra colectora
Clases de accesibilidad
La norma IEC 62271-200 define tres clases de accesibilidad que determinan la proximidad del personal a la aparamenta durante el funcionamiento normal y el mantenimiento:
Accesibilidad Clase A (Acceso restringido):
La instalación de conmutación se encuentra en una zona de acceso restringido a la que sólo puede acceder personal eléctrico autorizado y formado. Se espera que el personal mantenga las distancias de seguridad durante el funcionamiento y que esté formado en arco eléctrico3 conciencia del peligro. La clasificación IAC A o IAC AF puede ser aceptable dependiendo de la disposición de la instalación.
Accesibilidad Clase B (Acceso General):
La instalación de conmutación se encuentra en una zona accesible al personal no eléctrico -ocupantes del edificio, trabajadores de mantenimiento o miembros del público- que puede estar presente en las proximidades de la conmutación sin formación específica sobre relámpagos de arco. La clasificación IAC AFL es el requisito mínimo para las instalaciones accesibles de Clase B.
Implicaciones prácticas: Cualquier instalación de aparamenta en un edificio, instalación industrial o subestación urbana en la que pueda haber personal no eléctrico dentro de la zona de peligro durante el funcionamiento normal debe especificarse con la clasificación IAC AFL como requisito mínimo de seguridad.
Física del fallo de arco interno: qué deben contener las pruebas de CAI
Para entender contra qué debe proteger la clasificación IAC es necesario comprender los fenómenos físicos generados por un fallo de arco interno:
Onda de presión:
Un arco interno genera plasma a temperaturas superiores a 10.000 °C, lo que provoca una rápida expansión del gas. En un recinto metálico sellado, la presión aumenta a una velocidad de 10-100 bar/ms, suficiente para romper los paneles de acero, volar las puertas y proyectar fragmentos del recinto como proyectiles de alta velocidad. La onda de presión llega a las posiciones del personal en milisegundos desde el inicio del arco, más rápido que cualquier tiempo de reacción humana.
Radiación térmica y eyección de gas caliente:
El arco de plasma irradia energía térmica intensa en todas direcciones. Cuando se activan los respiraderos de alivio de presión, gases calientes a 500-2.000°C son expulsados de la carcasa - capaces de causar quemaduras graves a distancias de 1-3 metros de la abertura del respiradero. La dirección, la temperatura y la duración de la expulsión de gases calientes son parámetros críticos que se verifican en las pruebas de IAC.
Proyección de metal fundido:
La erosión por arco de las barras colectoras, los contactos y las superficies de la envolvente genera gotas de metal fundido que se expulsan a gran velocidad a través de las aberturas de alivio de presión o las roturas de la envolvente. Las gotas de cobre fundido a 1.083°C provocan la ignición inmediata de la ropa y quemaduras graves por contacto.
Onda de presión acústica:
La ignición inicial del arco genera una onda de presión que se propaga por el aire a la velocidad del sonido - aproximadamente 340 m/s. La sobrepresión acústica a 1 metro de un arco interno de 12kV puede superar los 200 Pa, suficiente para causar daños en el tímpano y desorientación.
Parámetros de ensayo IAC según la norma IEC 62271-200
| Parámetro de prueba | Valor estándar | Notas |
|---|---|---|
| Corriente de prueba | Corriente nominal de cortocircuito (Isc) | Normalmente 16kA, 20kA, 25kA, o 31.5kA |
| Duración de la prueba | 0,1s (100ms) o 1,0s (1.000ms) | Especificado por el fabricante; 1,0s es más oneroso |
| Tensión de prueba | Tensión nominal (Um) | 12 kV, 24 kV o 40,5 kV |
| Iniciación del arco | Cable fino entre fases o fase-tierra | Localización del fallo en el peor de los casos en cada compartimento |
| Paneles indicadores | Paneles de tejido de algodón a distancias definidas | Ignición = fallo de la prueba para esa cara |
| Distancia del personal | 0,3 m desde la fachada del recinto | Paneles indicadores colocados a esta distancia |
| Criterios de aprobación | Sin rotura del recinto; sin ignición del indicador; sin proyectiles que penetren en los indicadores. | Los tres criterios deben cumplirse simultáneamente |
¿Cómo verifica el ensayo de arco interno el cumplimiento de la IAC AFL en aparamenta de MT?
La prueba de tipo IAC es una de las pruebas más exigentes y destructivas en la certificación de aparamenta de MT: el panel sometido a prueba se somete deliberadamente a un fallo de arco interno en el peor de los casos con una corriente de cortocircuito nominal, y la envolvente debe sobrevivir al evento al tiempo que protege las posiciones simuladas del personal en todas las caras certificadas.
Configuración y procedimiento de la prueba
Paso 1 - Instalación del panel indicador:
Los paneles indicadores de tejido de algodón (normalizados según la norma IEC 62271-200 Anexo A) se instalan a 0,3 m de distancia de cada cara de la envolvente de la aparamenta sometida a ensayo. El tejido de algodón es el principal indicador de aprobado/no aprobado: si el tejido se inflama durante el arco eléctrico, la prueba falla para esa cara. La distancia de 0,3 m representa la distancia mínima de trabajo segura para el personal en la zona de accesibilidad.
Paso 2 - Alambre de iniciación del arco:
Se instala un cable de cobre fino (normalmente de 0,1 a 0,5 mm de diámetro) entre las fases o entre la fase y tierra en el punto de fallo más desfavorable dentro de cada compartimento de la aparamenta: el compartimento de la barra colectora, el compartimento del dispositivo de conmutación y el compartimento del cable se prueban por separado. El cable se vaporiza instantáneamente al inicio del arco, creando un arco sostenido al nivel de corriente de prueba.
Paso 3 - Prueba de la aplicación actual:
El circuito de prueba aplica la corriente de cortocircuito nominal a través del arco durante el tiempo de prueba especificado (0,1 s o 1,0 s). La duración de 1,0 s es significativamente más onerosa que la de 0,1 s, ya que representa el tiempo de despeje de la protección en el peor de los casos para un sistema de protección primaria fallido que depende de la protección de reserva. La mayoría de las especificaciones AFL modernas de IAC exigen una duración de la prueba de 1,0 s para instalaciones con tiempos de despeje de la protección de reserva superiores a 100 ms.
Paso 4 - Grabación a alta velocidad:
Las cámaras de alta velocidad (mínimo 1.000 fotogramas/segundo) graban el arco desde todas las caras simultáneamente, captando el momento de activación del alivio de presión, la dirección y temperatura de expulsión del gas, la deformación de la carcasa y cualquier evento de expulsión de proyectiles. Las grabaciones se analizan fotograma a fotograma para verificar el cumplimiento de todos los criterios de aprobación.
Paso 5 - Inspección posterior a la prueba:
Tras el arco eléctrico, se inspecciona el panel de prueba:
- Integridad estructural del recinto (sin rotura ni fragmentación)
- Retención de puertas y cubiertas (todas las cubiertas permanecen sujetas o controladas)
- Estado del panel indicador (sin ignición, sin agujeros de proyectiles).
- Función de ventilación de alivio de presión (activada correctamente y resellada)
IAC AFL Pass Criteria - All Three Must Be Met
Criterio 1 - Sin ruptura del recinto:
La envolvente del interruptor no debe romperse, fragmentarse o proyectar partes durante el evento de arco. La deformación controlada de la envolvente es aceptable - la distorsión permanente de paneles, puertas o cubiertas es esperable y no constituye un fallo. El requisito fundamental es que no se produzca una fragmentación incontrolada que pueda proyectar piezas metálicas hacia las posiciones del personal.
Criterio 2 - No hay encendido del panel indicador:
Ninguno de los paneles indicadores de algodón a 0,3 m de distancia de cualquier cara certificada puede inflamarse durante o después del evento de arco. Este criterio verifica que la expulsión de gas caliente, la radiación térmica y la proyección de metal fundido se alejan de las posiciones del personal, ya sea dentro de la envolvente o a través de canales de alivio de presión controlados y dirigidos a zonas seguras.
Criterio 3 - Sin penetración de proyectiles:
Ningún proyectil sólido - fragmentos de la envolvente, elementos de fijación, productos de erosión del arco o gotas de metal fundido - puede penetrar en los paneles indicadores. Este criterio verifica que el diseño de la envolvente impide la eyección de fragmentos a alta velocidad hacia las posiciones del personal en todas las caras certificadas.
Diseño de alivio de presión: la clave para el cumplimiento de la IAC AFL
El mecanismo técnico que permite el cumplimiento de la IAC AFL es el alivio de presión controlado, es decir, la vía diseñada a través de la cual la presión generada por el arco y los gases calientes se alejan simultáneamente de todas las posiciones del personal. Para la certificación IAC AFL (las tres caras protegidas), el sistema de alivio de presión debe dirigir el escape lejos de las posiciones delantera, lateral y trasera, lo que normalmente significa dirigir el escape hacia arriba a través del techo del panel o hacia abajo a través del suelo.
Enfoques de diseño de alivio de presión:
- Conductos de alivio de presión montados en la parte superior: Los gases de arco se escapan verticalmente hacia arriba a través de trampillas de alivio de presión montadas en el techo: el enfoque más común para los conmutadores de interior donde la altura del techo lo permite.
- Canales de escape inferiores: Gases de arco dirigidos hacia abajo a través de canales en el suelo hasta un plenum de escape específico: se utiliza cuando la altura del techo es limitada o cuando la sala de conmutación tiene un suelo elevado.
- Conductos de escape de arco integrados: Conductos de escape instalados en fábrica que canalizan los gases del arco hacia un punto de escape remoto seguro: se utilizan en instalaciones en las que no es factible el escape superior o inferior.
IAC Duración de la prueba Impacto en el diseño
| Duración de la prueba | Energía de arco (25kA, 12kV) | Requisitos de alivio de presión | Aplicación típica |
|---|---|---|---|
| 0,1s (100ms) | ~30 MJ | Área de ventilación moderada | Protección rápida (< 100 ms de compensación) |
| 0,3s (300ms) | ~90 MJ | Amplia zona de ventilación | Coordinación de protección estándar |
| 1,0s (1.000ms) | ~300 MJ | Superficie máxima de ventilación | Compensación de la protección de las copias de seguridad |
| 0,1s + 1,0s | Combinado | Superficie máxima de ventilación | Especificación más onerosa |
¿Cómo consiguen los diseños de aparamenta AIS, GIS y SIS la certificación AFL de la IAC?
El enfoque para conseguir la certificación AFL de la IAC difiere fundamentalmente entre las tecnologías de aparamenta AIS, GIS y SIS, reflejando las diferentes energías de arco, volúmenes de compartimentos y retos de alivio de presión asociados a cada medio de aislamiento y conmutación.
Aparamenta AIS IAC Diseño AFL
La aparamenta aislada por aire presenta el problema de diseño de AFL de IAC más desafiante: grandes volúmenes de compartimentos, alta energía de arco por evento de fallo (la extinción del arco por aire es más lenta que el vacío o el SF6) y la necesidad de gestionar el alivio de presión de una envolvente físicamente grande a la vez que se protegen las tres caras.
AIS IAC AFL Características de diseño:
- Compartimentación: Las barreras metálicas separadas entre los compartimentos de la barra colectora, el dispositivo de conmutación y el cable limitan la propagación del arco y contienen el aumento de presión únicamente en el compartimento averiado.
- Paneles de cerramiento reforzados: El acero de mayor calibre (2,5-3 mm) de las caras frontal, lateral y posterior resiste la deformación inducida por la presión y evita la fragmentación
- Alivio de presión montado en la parte superior: Las aletas de alivio de presión de gran superficie situadas en el techo del panel expulsan los gases del arco verticalmente hacia arriba, lejos de las tres posiciones frontales.
- Cierres de puerta resistentes a los arcos: Mecanismos de bloqueo positivo de la puerta que permanecen cerrados bajo la carga de ondas de presión, lo que evita la expulsión de la puerta hacia el personal de la cara frontal.
Limitación AIS IAC AFL: Los grandes volúmenes de los compartimentos implican que debe gestionarse una mayor energía total del arco; para lograr un AFL IAC de 1,0 s de duración de la prueba en AIS se requiere un área de ventilación de alivio de presión sustancial, lo que a menudo limita las dimensiones de altura y profundidad del panel.
Aparamenta GIS IAC AFL Design
La aparamenta aislada en gas se beneficia de Gas SF64 que contienen la energía inicial del arco dentro del volumen de gas - pero la construcción sellada crea un desafío diferente: si el compartimento de SF6 no logra contener la presión del arco, la ruptura resultante del recinto es más violenta que en AIS debido a la energía adicional almacenada del gas presurizado.
GIS IAC AFL Características de diseño:
- Compartimentos de gas sellados como contención primaria: El compartimento de gas SF6 está diseñado para contener la presión del arco durante toda la duración de la prueba sin que se produzca una rotura: el principal mecanismo de protección del CAI en los SIG.
- Válvulas de alivio de presión: Las válvulas de alivio de presión ajustadas en fábrica en cada compartimento de gas se activan a un umbral de presión definido, dirigiendo el escape a través de canales controlados.
- Presión nominal del compartimento: Las carcasas de los GIS están homologadas para soportar la presión máxima del arco sin romperse, normalmente entre 3 y 5 veces la presión nominal de llenado de SF6.
- Conductos de escape de arco externo: El escape de alivio de presión se dirige a través de conductos instalados en fábrica a puntos de escape seguros alejados de todas las posiciones del personal.
GIS IAC AFL Advantage: Los volúmenes más pequeños de los compartimentos y la extinción más rápida del arco de SF6 reducen la energía total del arco por evento de fallo, lo que hace que el cumplimiento del AFL del IAC sea más fácil de conseguir con duraciones de prueba más largas que los diseños AIS equivalentes.
SIS Aparamenta IAC AFL Diseño
La aparamenta de aislamiento sólido consigue las características de rendimiento IAC AFL más favorables de las tres tecnologías, combinando los pequeños volúmenes de compartimento de los GIS con la ventaja de la energía de extinción del arco en vacío que minimiza la energía total del arco por evento de falta.
SIS IAC AFL Características de diseño:
- Interruptor de vacío de contención de arco: El interruptor en vacío contiene el arco de conmutación dentro de su envoltura sellada: no se libera energía de arco en el compartimento del interruptor durante las operaciones normales de corte en carga.
- Resistencia al arco del encapsulado epoxi: El aislamiento epoxi fundido proporciona superficies resistentes al arco (IEC 61621 > 180 segundos) que resisten la propagación del arco a través de las superficies de aislamiento durante los eventos de fallo.
- Volúmenes de compartimentos compactos: Los pequeños volúmenes físicos de los compartimentos limitan el volumen total de gas disponible para la expansión de presión, reduciendo la tasa de aumento de presión máxima
- Alivio de presión de escape superior: La geometría compacta del panel simplifica el diseño del alivio de presión del escape superior, logrando AFL IAC con áreas de ventilación más pequeñas que los equivalentes AIS.
Comparación del rendimiento del SIS IAC AFL:
| Parámetro | AIS | SIG | SIS |
|---|---|---|---|
| Energía de arco por fallo (25 kA, 0,1 s) | Alta (extinción por aire) | Medio (extinción SF6) | Baja (extinción por vacío) |
| Volumen del compartimento | Grande | Medio | Pequeño |
| Tasa de aumento de la presión máxima | Alta | Medio | Bajo |
| Área de ventilación de alivio de presión requerida | Grande | Medio | Pequeño |
| IAC AFL a 1.0s Alcanzabilidad | Desafío | Estándar | Estándar |
| Puesta en servicio tras un fallo | Complejo (daños en la rampa de arco) | Análisis de gases necesarios | Sólo prueba Hi-pot + PD |
Caso de cliente: IAC Especificación AFL Prevención de un incidente de seguridad del personal
Un responsable de compras de una empresa de servicios públicos que gestiona una red de subestaciones secundarias urbanas de 12 kV en Europa Central se puso en contacto con Bepto tras un incidente que estuvo a punto de producirse en la instalación de conmutación de un competidor. Una avería en una barra colectora de un cuadro no clasificado como IAC había provocado la rotura de la envolvente en la cara lateral, proyectando gases calientes y fragmentos metálicos al pasillo de la subestación donde un técnico había estado trabajando segundos antes de que se produjera la avería. El técnico resultó ileso sólo porque había salido del pasillo para recoger una herramienta.
La posterior auditoría de seguridad de la compañía eléctrica identificó 23 instalaciones de subestaciones secundarias en las que se había instalado aparamenta no clasificada como IAC o clasificada sólo como IAC A en ubicaciones accesibles al personal no eléctrico. Después de especificar la aparamenta SIS clasificada IAC AFL de Bepto para todos los paneles de sustitución, la compañía eléctrica confirmó que el diseño compacto de alivio de presión de escape superior alcanzaba la IAC AFL con una duración de prueba de 1,0 s, lo que proporcionaba una protección completa del personal del perímetro incluso en escenarios de tiempo de despeje de la protección de reserva. La construcción de aislamiento sólido sellado también eliminó los daños en el conducto de arco y los problemas de contaminación por gas SF6 que habían complicado la puesta en servicio posterior al fallo en los equipos de la competencia.
¿Cómo especificar y verificar los requisitos IAC AFL para su instalación de aparamenta?
Especificar correctamente el AFL de CAI requiere una evaluación sistemática de las condiciones de accesibilidad de la instalación, los tiempos de despeje de la protección y la disposición física, combinada con una verificación rigurosa del certificado de ensayo de tipo de CAI del proveedor con los parámetros específicos de la instalación.
Paso 1: Determinar la clasificación CAI requerida
Evaluar la accesibilidad del personal:
- Trazar un mapa de todas las posiciones del personal en relación con la instalación de conmutación durante el funcionamiento normal, el mantenimiento y la respuesta a emergencias.
- Identifique qué caras del armario de distribución son accesibles al personal: sólo frontal, frontal y lateral, o las tres caras.
- Clasifique la accesibilidad de la instalación según la norma IEC 62271-200: Clase A (restringida, sólo personal cualificado) o Clase B (acceso general, posibilidad de personal no eléctrico)
- Regla: Si cualquier personal no eléctrico puede acceder a cualquier cara de la instalación de conmutación, especifique IAC AFL como mínimo.
Determine la duración necesaria de la prueba:
- Identificar el tiempo de despeje de la protección primaria para la instalación (normalmente 60-150 ms para la protección digital moderna).
- Identificar el tiempo de compensación de la protección de copia de seguridad (normalmente 300-1.000 ms para la copia de seguridad ascendente).
- Regla: Especifique una duración de la prueba del CAI igual o superior al tiempo de borrado de la protección de reserva; para instalaciones con tiempos de borrado de la protección de reserva superiores a 300 ms, especifique una duración de la prueba de 1,0 s.
Paso 2: Verificar la dirección del alivio de presión
La certificación IAC AFL es específica de la instalación en un aspecto crítico: la dirección del escape de alivio de presión debe verificarse con la disposición real de la instalación. Un panel certificado IAC AFL en la prueba de fábrica con escape superior puede no proteger al personal si se instala en un lugar donde el escape superior está bloqueado por un techo bajo o dirigido hacia una zona ocupada.
Lista de verificación del alivio de presión:
- Confirme que la dirección del escape de alivio de presión (superior, inferior o conducto) es compatible con la geometría de la sala de instalación.
- Verificar el espacio libre mínimo en el techo por encima de los respiraderos de alivio de presión (normalmente 300-500 mm de espacio libre mínimo).
- Confirme que el conducto de extracción (si procede) termina en un lugar seguro y desocupado.
- Verifique que la activación del alivio de presión no dirija gases calientes hacia los puntos de entrada de cables, bandejas de cables de control o equipos adyacentes.
Paso 3: Verificar el certificado de ensayo de tipo IAC
El certificado de ensayo de tipo de la CAI es la única prueba válida de la conformidad con la AFL de la CAI, y debe verificarse detalladamente en función de los parámetros específicos de la instalación:
Lista de verificación de certificados:
- Norma de ensayo: Confirme que el certificado hace referencia a la norma IEC 62271-200 (edición actual) y no a una edición sustituida.
- Corriente de prueba: Confirmar Isc comprobada ≥ Isc nominal en el punto de instalación (corriente de defecto prevista).
- Duración de la prueba: Confirmar duración probada ≥ duración requerida (0,1s, 0,3s o 1,0s).
- Caras probadas: Confirmar que el certificado indica explícitamente IAC AFL (delantero, lateral Y trasero) - no IAC AF o IAC A solamente.
- Configuración del panel: Confirme que la configuración probada coincide con el panel especificado (barra simple / barra doble; con / sin compartimento de cables; con / sin compartimento de medición).
- Laboratorio acreditado: La prueba de confirmación se realizó en un Acreditado por la ILAC5 laboratorio de pruebas de alta potencia - no es una instalación de pruebas interna del fabricante
Paso 4: Correspondencia de normas y certificaciones
- IEC 62271-200: Norma principal: aparamenta de MT con envolvente metálica, incluida la metodología de ensayo y clasificación IAC.
- IEC 62271-200 Anexo A: Especificación del panel indicador y requisitos de configuración de las pruebas
- IEC 62271-1: Especificaciones comunes: corriente nominal de cortocircuito y definiciones de duración
- IEC 61482-1-1 / IEC 61482-1-2: Normas sobre ropa de protección contra relámpagos de arco: especifican los requisitos de EPI para el personal en zonas clasificadas IAC.
- NFPA 70E: Normativa estadounidense sobre seguridad eléctrica en el lugar de trabajo: análisis del riesgo de relámpago de arco y selección de EPI (aplicable a las especificaciones de EE.UU. e influidas por EE.UU.).
- GB/T 11022 / GB/T 3906: Normas nacionales chinas - confirmar los requisitos de clasificación de la CAI en el contexto de las normas nacionales chinas
Resumen de la especificación AFL del CAI
| Especificación Parámetro | Requisito mínimo | Recomendado para la Clase B |
|---|---|---|
| Clasificación IAC | IAC AFL | IAC AFL |
| Corriente de prueba | ≥ Isc prospectivo en la instalación. | ≥ Margen prospectivo Isc + 10% |
| Duración de la prueba | ≥ Tiempo de borrado de la protección de reserva. | 1.0s |
| Rostros probados | Delantero + Lateral + Trasero | Delantero + Lateral + Trasero |
| Alivio de presión Dirección | Lejos de todos los puestos de personal | Escape superior preferido |
| Certificado Laboratorio | Acreditado por la ILAC | Acreditado por la ILAC |
| Puesta en servicio tras un fallo | Según protocolo del fabricante | Definido en el manual O&M |
Errores comunes de especificación e instalación de CAI
- Especificación de IAC A o IAC AF para instalaciones de accesibilidad de clase B - la certificación sólo frontal o frontal y lateral no protege al personal que pueda acceder a la parte posterior de la aparamenta durante el mantenimiento; especifique siempre IAC AFL para cualquier instalación en la que sea posible el acceso posterior
- Aceptación de certificados CAI sin verificar la duración de las pruebas - un certificado que muestre el AFL del IAC con una duración de la prueba de 0,1 s no certifica la protección en situaciones de borrado de la protección de reserva; compruebe siempre la duración de la prueba con el tiempo de borrado de la protección de reserva de la instalación
- Bloqueo de las vías de escape de alivio de presión durante la instalación - las bandejas de cables, los conductos y los elementos estructurales instalados por encima o por debajo de los respiraderos de alivio de presión después de la entrega del equipo de conmutación pueden bloquear las vías de escape e invalidar el rendimiento del AFL del IAC; verifique las distancias de escape una vez finalizados todos los trabajos de instalación.
- Suponiendo que la clasificación IAC elimine los requisitos de EPI - La clasificación IAC AFL protege al personal a 0,3 m de distancia de la cara de la caja; el personal que trabaje a menos de 0,3 m, o que realice operaciones que requieran la apertura del panel, necesitará el EPI adecuado para arco eléctrico según IEC 61482 o NFPA 70E.
Conclusión
La clasificación de arco interno IAC AFL es el marco IEC 62271-200 que transforma la aparamenta de MT de equipo eléctrico en infraestructura segura para el personal, verificando mediante ensayos de tipo destructivos que el peor caso de fallo de arco interno con corriente de cortocircuito nominal se contiene, dirige y agota sin lesionar al personal en ninguna cara de la instalación. Para los ingenieros y responsables de compras que especifican aparamenta en subestaciones secundarias, instalaciones industriales y cualquier lugar en el que la accesibilidad del personal no pueda controlarse totalmente, la clasificación AFL de la IAC es la norma de seguridad no negociable que define el límite entre el riesgo aceptable y el inaceptable.
Especifique IAC AFL con una duración de prueba de 1,0 s para cada instalación en la que pueda estar presente personal no eléctrico, verifique el certificado con respecto a su corriente de fallo y tiempo de despeje de protección específicos y confirme la dirección de escape del alivio de presión antes de la instalación, porque la clasificación IAC sólo protege a las personas para las que fue diseñada cuando la especificación, el certificado y la instalación coinciden.
Preguntas frecuentes sobre los requisitos de la clasificación de arco interno IAC AFL
P: ¿Qué significa IAC AFL en la norma IEC 62271-200 y para qué puestos del personal certifica la protección?
A: IAC AFL certifica que la envolvente de la aparamenta protege al personal en las tres caras accesibles - Frontal, Lateral (ambos lados) y Trasera - durante un fallo de arco interno con corriente nominal de cortocircuito y duración de ensayo especificada. Es la clasificación mínima requerida para cualquier instalación en la que pueda estar presente personal no eléctrico.
P: ¿Cuáles son los tres criterios de aprobación que debe cumplir un cuadro de distribución para obtener la certificación IAC AFL según la norma IEC 62271-200?
A: Los tres deben cumplirse simultáneamente: sin rotura del recinto ni fragmentación incontrolada; sin ignición de los paneles indicadores de algodón a 0,3 m de cualquier cara certificada; y sin penetración de proyectiles sólidos en los paneles indicadores, verificado mediante grabación con cámara de alta velocidad durante todo el evento de arco de duración de la prueba.
P: ¿Por qué es crítica la duración de la prueba IAC y cuándo debe especificarse una duración de prueba de 1,0s en lugar de 0,1s?
A: La duración de la prueba determina la energía total del arco que debe contener la envolvente. Especifique 1,0 s cuando el tiempo de despeje de la protección de reserva supere los 300 ms: un relé de protección primario averiado que dependa de una reserva aguas arriba puede mantener un arco durante 500-1.000 ms, generando 10 veces más energía que una prueba de 0,1 s. Una certificación de duración de prueba insuficiente no protege frente a situaciones de despeje de la protección de reserva.
P: ¿Cómo consiguen las celdas SIS con interruptores de vacío cumplir la IAC AFL más fácilmente que las celdas AIS?
A: La extinción de arco por vacío genera entre 5 y 20 veces menos energía de arco por evento de fallo que la extinción de arco por aire, y los volúmenes compactos de los compartimentos SIS reducen la tasa de aumento de presión pico. Ambos factores reducen el área de venteo de alivio de presión necesaria para el cumplimiento de la IAC AFL, lo que hace que la duración de la prueba de 1,0 s de la IAC AFL sea estándar para los diseños SIS, donde requiere un esfuerzo de ingeniería significativo en AIS.
P: ¿La clasificación IAC AFL elimina la necesidad de EPI de arco eléctrico para el personal que trabaja en la aparamenta o cerca de ella?
A: No. La IAC AFL protege al personal a 0,3 m de distancia de la cara del armario durante un arco eléctrico con todos los paneles cerrados. El personal que realice operaciones que requieran la apertura de los paneles, que trabaje a menos de 0,3 m o que esté presente durante las operaciones de conmutación también necesita un EPI para arco eléctrico según IEC 61482 o NFPA 70E. La clasificación IAC y los requisitos de EPI son medidas de seguridad complementarias, no alternativas.
-
Explorar los principios técnicos y las normas operativas de seguridad de los equipos de MT. ↩
-
Acceda a la principal norma internacional para aparamenta de media tensión con envolvente metálica. ↩
-
Comprender los peligros asociados a los eventos de arco eléctrico y las estrategias de mitigación. ↩
-
Analizar las propiedades aislantes y de extinción de arcos del gas hexafluoruro de azufre. ↩
-
Verificar la autenticidad de los informes de ensayo a través de la Cooperación Internacional de Acreditación de Laboratorios. ↩