¿Qué es la coordinación de aislamientos?Consiste en establecer la correlación necesaria entre los niveles de aislamiento de los aparatos de la subestación y los niveles de protección asegurados por los dispositivos de protección, o que las sobretensiones sean aisladas a zonas en que no causen daños, de forma que se evite el efecto de las sobretensiones sobre los equipos previniendo averías. La coordinación de aislamientos es, por lo tanto, la determinación de los aislamientos necesarios para la óptima protección del sistema, es decir, que el número de perturbaciones e interrupciones de servicio sea mínimo, que provea el mayor grado de seguridad y con la menor inversión. Sobretensiones En los sistemas eléctricos pueden ocurrir fenómenos que incrementen la tensión por encima del valor máximo de servicio haciendo que se debiliten los aislamientos de los equipos al quedar sometido a esfuerzos eléctricos al que no fue diseñado, e incrementando así la probabilidad de que ocurran fallas en los mismos y de que disminuya su vida útil. A estás elevaciones indeseadas de tensión se les llama sobretensiones. Las sobretensiones pueden ser de origen externo (debido a descargas atmosféricas que inciden principalmente en las líneas de transmisión) o interno (ya sea por cambios repentinos en la carga o apertura o cierre de interruptores). Sobretensiones Externas: Son producidas por la descarga del rayo sobre el conductor, arcos entre el conductor y la estructura debido a que la descarga impacta sobre la torre o sobre el hilo de guarda. Las sobretensiones debidas a descargas atmosféricas son determinantes para niveles de tensión inferiores por lo general a 400 kV. La incidencia de rayos sobre la subestación es relativamente rara, principalmente por la reducida superficie ocupada, siendo más común la descarga sobre las líneas de transmisión cercanas a la subestación. Las descargas atmosféricas producen una onda de tensión de frente escarpado que se propaga a lo largo de las líneas hasta la instalación, produciendo daños en el aislamiento de los equipos, resaltando principalmente el daño sobre los transformadores, dado que estos representan los equipos de mayor costo dentro de la instalación. Sobretensiones Internas: Son causadas por cambios eléctromagnéticos bruscos dentro del sistema, tales como fallas monofásicas, apertura y cierre de interruptores o cambios repentinos en la carga, como la desconexión de grandes bloques del sistema. Son predominantes cuando los niveles de tensión superan los 400 kV. Las sobretensiones internas se presentan de distintas formas, teniendo las sobretensiones dinámicas, debidas a desconexiones o pérdidas de cargas repentinas en el sistema, o al incremento de velocidad en generadores, las cuales pueden ser autosostenidas y de larga duración, y también a las sobretensiones de maniobra que pueden ocurrir debido a la energización de partes del sistema mediante la acción de interruptores o a la interrupción de corrientes débiles inductivas o capacitivas. Las sobretensiones dinámicas son de importancia para la correcta selección de los pararrayos, ya que estos deben ser capaces de realizar una protección efectiva de la instalación ante cualquier nivel de sobretensión que pueda presentarse. Las sobretensiones de maniobra definen la reducción de los niveles de aislamiento para sistemas cuya tensión nominal pertenece a los niveles más elevados. Sobretensiones temporales: pueden originarse debido a fallas, operaciones como rechazo de carga, condiciones de resonancia, ferrorresonancias o combinaciones de estas. En un sistema las amplitudes de las sobretensiones temporales no deben exceder 1.5 p.u. y su duracion debe ser menor de 1 seg. T1: Instante de tiempo en el que la onda de prueba alcanza el 50% de la tensión pico. Para una onda de prueba estándar, T1=50µs. Tp=250µs. se establece la onda de prueba normalizada de acuerdo a la IEC para la realización de pruebas para la caracterización del aislamiento en cuanto a sobretensiones producidas por maniobras. Onda de prueba para impulsos tipo rayo según recomendación IEC. En la figura 2.Figura 1. es cuando el valor de tensión alcanza el 50% del valor pico del impulso.2/50 µs de acuerdo a la IEC. Onda de prueba 250/2500 µS que caracteriza todo lo referente a pruebas para determinar la protección ante impulsos de origen interno en equipos según recomendación IEC. [Elaboración Propia] . [Elaboración Propia] En la figura 1. Figura 2. se muestra la onda de tipo impulso o tipo rayo 1. Tp: Instante de tiempo en el que ocurre el pico de la onda de prueba. El Instante Tp es en el que ocurre el pico de la onda. y es la que caracteriza todo lo referente a pruebas de aislamiento de equipos. mientras que el instante T1. Para una onda de prueba estándar. La curva A. En este gráfico se muestra las posiciones deseadas de las distintas características del sistema de protección. es decir. . El pararrayos se ajusta de forma en que este actúe en presencia de las sobretensiones antes de que estás alcancen los valores maximos que puede soportar el aislamiento de los equipos. La curva voltaje-tiempo es un instrumento que permite representar los niveles de aislamiento que tienen los diferentes elementos que intervienen en el sistema de potencia.En la figura que se muestra a continuación. la curva B representa el nivel de aislamiento máximo. Enriquez Harper] Curva voltaje-tiempo. [Subestaciones Eléctricas. se observan los valores picos típicos de las distintas sobretensiones que pueden presentarse en un sistema y su duración promedio. muestra la característica voltaje-tiempo del dispositivo que lo protege contra sobretensiones (pararrayos). Figura 3. las maximas sobretensiones que pueden aplicarsele sin que exista una ruptura de aislamiento. Valores típicos de la tensión pico de las diferentes sobretensiones que pueden presentarse en un sistema. En la figura 4. (d)Cadena de aisladores de la línea. Las curvas (a) y (c).Curva del sistema de protección contra sobretensiones. representan la caracteristica voltaje-tiempo del explosor y la característica voltaje-tiempo del aislamiento del transformador. [Weedy] La figura 5. A. el explosor será capaz de drenar la sobretensión evitando así daños al equipo.Fig. La linea segmentada que va desde el origen y que pasa por el punto de intersección se le llama critical slope (pendiente crítica). (f) Sobretensión tipo rayo o externa). (b) explosor. 4. BNivel de aislamiento de los equipos. Cuando la pendiente sea mayor. (e) aislamiento de la barra. [Weedy] Figura 5. muestra las características voltaje-tiempo para los distintos elementos que se encuentran en una subestación. Para impulsos debido a sobretensiones (curva (f)) cuya pendiente sea inferior al critical slope. Características de aislamiento de los distintos elementos dentro de una subestación ((a)Curva de descarga del pararrayos. (c) transformador. el explosor no será capaz de actuar a tiempo para proteger el . y la curva voltaje-tiempo representa gráficamente la tensión en la que ocurre la descarga para distintos instantes de aplicación de la prueba. ya sea por contorneo. . mediante los ensayos de la onda de impulso y la onda de frecuencia industrial durante un minuto. Los valores más importantes que se tienen en la curva tensión tiempo son: . Para una onda 1.2 µs. (d) y (e) representan las características voltaje-tiempo de la cadena de aisladores de la linea y de el aislamiento de barra respectivamente.transformador. el pararrayos (curva (b)) es capaz de drenar la falla. para un nivel de tensión dado.Tensión de descarga en el frente de onda: es el valor de tensión en el que ocurre la descarga cuando se realiza la prueba aplicando una tensión de impulso normalizada con una pendiente de 1000 ó 1200 kV/µs. o cualquier deterioro en sus propiedades. La tensión de descarga varía con el tiempo de aplicación. El material dieléctrico debe estar en la capacidad de soportar la tensión sin que se produzcan descargas. perforación.Tensión en el lomo de la onda: es la tensión en la cresta de la onda de impulso en la que el material presenta un 50% de probabilidad de descarga.Tensión en la cresta de la onda: corresponde a la tensión aplicada que produce la descarga en el lomo de la onda. . . Niveles de aislamiento El nivel de aislamiento de los materiales queda fijado. Para cualquier sobretensión que se presente.2/50 µs el pico se presenta a los 1. los sistemas se encuentran aterrados solidamente. esto se debe a que para tensiones superiores a los 100 kV. El término aislamiento pleno. se refiere al 100 % de la aislación del equipo. Se entiende por aislación reducida. reservándose el uso de aislamiento reducido a las tensiones superiores. aislamiento de las barras en una subestación.Figura 6. pudiendo causar daño o deterioro y disminución de la vida útil en el aislamiento de los equipos. a la clase de aislación inferior a la tensión nominal correspondiente. la prueba que se realiza es del tipo seco. mientras que para materiales expuestos.e. p. en los cuales las sobretensiones que pueden presentarse son de mayor amplitud. El aislamiento pleno se recomienda en sistemas con el neutro aislado o aterrado a través de impedancias. se simulan condiciones de lluvia en los laboratorios de pruebas. Curva tensión-tiempo del aislamiento. transformadores protegidos por cubas) y aislantes expuestos a la intemperie (cadenas de aisladores. permitiendo una mejor atenuación de las sobretensiones que pueden presentarse. se realiza una distinción entre aislantes interiores (aquellos que se encuentran protegidos del efecto de las condiciones climáticas. y relaciona la tensión nominal con la clase de aislación. Para aislantes internos. Para sistemas que trabajan a tensiones inferiores a los 100 kV. Para el ensayo a frecuencia industrial durante un minuto. se recomienda el uso de aislamiento pleno en todos los equipos de la subestación. . entre otros). Sin embargo este tipo de falla también puede observarse en los aislamientos externos. Muchos de los procedimientos aplicados. reactores.Aislamiento autoregenerativo o restaurable Pertenecen a este grupo aquellos aislantes que recuperan completamente sus propiedades dieléctricas luego de una descarga disruptiva. Pertenecen a este grupo aisladores. sin embargo. caracterizadas por una perforación que le impide al aislante sólido recuperar sus propiedades. Se utilizan dos métodos para la coordinación de aislamientos ante sobretensiones: un método determinístico y un método estadístico. etc. etc. es decir. se tiene muy poca información acerca de su comportamiento frente a esfuerzos eléctricos. como por ejemplo. son una mezcla de ambos métodos. lluvia. ya que el primero se presta para obtener información estadística de los procedimientos de pruebas y ensayos contenidos en las normas. perforación de la cadena de aisladores porterior a una descarga. Algunos factores utilizados en el método estadístico se usan en el determinístico y . el aire. debido al alto costo que representa realizar las sustitución del aislante para cada prueba o ensayo. mientras que en los aislamientos no recuperables. Aislamientos no autorrestaurables o no regenerativos Estos se caracterizan porque después de una falla no recuperan de nuevo totalmente sus propiedades dieléctricas. aquel que no se ve expuesto a los efectos de la contaminación. Procedimientos en la coordinación de aislamientos La determinación de las sobretensiones máximas en la coordinación de aislamientos consiste en determinar el menor rango de valores de sobretensiones maximas. Ejemplos típicos que afectan al aislamiento interno son fallas en los arrollamientos de los transformadores. Por lo general se suele considerar al aislamiento autoregenerativo como el aislamiento externo de los equipos. En la coordinación de aislamiento es necesario diferenciar los aislamientos autorrecuperables de los no recuperables. siempre que no ocurra perforación. ya que puede recuperar sus propiedades transcurrido un tiempo de la descarga y gases como el SF6. mientras que la distribución de la rigidez se correspondería con la rigidez del aislamiento de la línea o subestación ante los esfuerzos aplicados. Concepto Esfuerzo-Rigidez: En la coordinación del aislamiento. la rigidez y la probabilidad de falla [Siegert] En el caso de que el esfuerzo sea mayor que la rigidez. la distribución del esfuerzo bien podría ser la distribución de las sobretensiones de maniobra.viceversa. El riesgo de falla se puede determinar combinando probabilidades de sobretensiones con probabilidades de descarga de los equipos. generalmente representada con la letra Z. Mientras que la distribución del esfuerzo se determina con la ayuda de un analizador de redes transitorio o computador digital adecuado. es la diferencia entre la probabilidad de que ocurra un esfuerzo y la rigidez dieléctrica del aislamiento. Relación existente entre el esfuerzo. La probabilidad de falla. el resultado será una falla en el aislante. Para . De ser la rigidez mayor que el esfuerzo. la distribución de la rigidez se obtiene mediante ensayos en un laboratorio de alta tensión. Figura 7. el aislamiento soportará la tensión aplicada sin que ocurra una descarga disruptiva. Método Estadístico: El método estadistico está basado en la frecuencia con la que ocurren los distintos fenómenos que pueden generar fallas por sobretensiones y la forma en la que el sistema es capaz de despejarlos. dE es la probabilidad de que ocurra un esfuerzo o condición E1. Si por el contrario se tiene. que E<R1. es decir.determinar las ecuaciones correspondientes. La probabilidad de falla ante cualquier esfuerzo específico E1 viene expresada entonces a través de: E1 dP=[f ( E 1) . y f(E1). dE] ∫ f ( R ) dR −∞ Si se integra sobre todos los posibles valores de E. Relación Esfuerzo-rigidez para R<E1 [Siegert] E1 P ( R < E1 )= ∫ f ( R ) dR −∞ P(R<E1) representa la probabilidad de que el aislamiento falle ante un esfuerzo E1. se obtiene la probabilidad de falla de este. determinaremos el caso para el que dado un esfuerzo sobre el aislante. para un valor de rigidez del aislamiento. entonces: ∞ P ( E> R1 )=∫ f ( E ) dE R1 . se tiene entonces: E1 f ( E ) . la probabilidad de que ocurran fallas conocida la distribución de esfuerzo. la probabilidad de que el esfuerzo sea mayor a la rigidez.[ ¿ ∫ f ( R ) dR ]dE −∞ +∞ P F =∫ ¿ −∞ Obteniéndose asi la probabilidad total de falla. Analizando la figura siguiente: Figura 8. en forma análoga. y además. Para una distancia máxima de 15m al sitio de incidencia del rayo. En la misma figura se muestra la onda cortada del rayo con un valor de cresta de 630 kV. debida al corto tiempo del esfuerzo eléctrico.arbitraria.[ ¿ ∫ f ( E ) dE].El término f(R1). Si se utilizan dispositivos de protección para limitar las sobretensiones. y la experiencia exige que este nivel no sea inferior a ciertos valores verificados en la práctica. al igual que los máximos valores de sobretensiones que pueden ocurrir. la sobretensión máxima en el transformador ascendió a 570 KV.dR representa la probabilidad de falla para cualquier rigidez dieléctrica específica. Este valor se observa para una corriente del rayo de 10 kA y una tensión de disparo del pararrayos de 132 kV. la cual. en el punto de conexión de éste a la línea y en el transformador. Método convencional El diseño convencional del aislamiento parte de valores normalizados para los equipos mayores que van a conformar el sistema. La diferencia entre ambos valores (aislamiento contra sobretensión máxima) se suele denominar nivel de seguridad convencional. tanto de la rigidez dieléctrica (R) como del esfuerzo (E) al que se somete la misma. no muy distante de la subestación. se puede considerar como la tensión de impulso atmosférico que soporta el pararrayos . con una pendiente inicial de 1100 KV/µs. entonces el nivel de protección es igual a la sobretensión máxima que se observa en el borne de los mismos respecto a tierra. Ejemplo: Un transformador de potencia se encuentra a la entrada de una subestación y un rayo incide sobre las líneas que lo alimentan. En la figura que se muestra a continuación se indica el comportamiento de la tensión del pararrayos. dR R1 +∞ P F =∫ ¿ −∞ Las relaciones anteriores se desarrollaron para una distribución . Realizando un procedimiento similar se tiene: ∞ f ( R ) . mientras que el de 10% representa el nivel de seguridad real. En la figura 10. (3) la tensión en el transformador y (4) la onda de sobretensión que ingresa a la subestación. se muestra el efecto protector del pararrayos en función de la pendiente de la onda de impulso. El nivel de seguridad sería en este caso de 630/550=1. Además de considerar los niveles de seguridad.diseñado para una onda plena de 550 kV. Por lo tanto es necesario diferenciar los dos niveles de seguridad citados. (1) Representa la tensión en el punto de conexión del transformador. lo que da un margen de protección de 47%.47. Efecto protector de un pararrayos de 132kV sobre un transformador de potencia de 123 kV.1. . El nivel de 47% corresponde al nivel de seguridad estadístico. (2) el comportamiento de la tensión en el pararrayos. Figura 9. el nivel de seguridad sería dado por 550/375=1. se debe tomar en cuenta la pendiente de la onda de la sobretensión que entra a la subestación. lo que da un margen de seguridad de 10%. [Siegert] Si se considera que el pararrayos de 132 kV suministra un nivel de protección de 375 kV para un impulso atmosférico de 550 kV. Tensión máxima del transformador en función de la pendiente de la onda de sobretensión. Los autores por lo general difieren en cuanto a los márgenes de seguridad que deben existir para asegurar la coordinación. [Siegert] En la figura que se muestra a continuación. aunque también se suele considerar un valor de 20% para las sobretensiones atmosféricas. .Figura 10. se muestra el gráfico clásico donde se indican los márgenes de seguridad entre el nivel de aislamiento y el descargador. Los valores más ampliamente aceptados son los de 30% para las sobretensiones atmosféricas y 15% para sobretensiones de maniobra. Figura 11. En la figura 12. y a la capacidad del aislamiento de soportar los esfuerzos. Gráfico clásico de la coordinación de aislamientos en los que se indican los márgenes de seguridad entre los niveles de aislamiento de los equipos y los descargadores de sobretensiones. La probabilidad de falla del aislamiento que se ve afectado por una sobretensión es el resultado de que el esfuerzo sea mayor que la rigidez. se le convino en llamar rigidez. Se muestra nuevamente la relación que existe entre el esfuerzo rigidez . [Siegert] Tendencias actuales Los métodos modernos se basan en el comportamiento estadístico de las sobretensiones a las que se había denominado anteriormente como esfuerzo. en el caso de las fallas debidas a sobretensiones causadas por el efecto de descargas atmosféricas. para obtener una medida de la cantidad de rayos o descargas atmosféricas de la zona y la magnitud de las sobretensiones que se esperan. Se utilizan además.Figura 12. Por esto fue necesario establecer una nueva forma de onda para poder simular sobretensiones de maniobra y se comenzaron a realizar además pruebas a frecuencia industrial. energizando un sector de la línea o cualquier otro tramos de interés que contenga reactores. estudios del nivel ceraunico de la zona. por ejemplo. Funciones de probabilidad del esfuerzo y la rigidez. Uso de los métodos convencional y estadístico El enfoque clásico de la coordinación de aislamiento se vio revolucionado con los nuevos niveles de tensión sobre los 400 KV. desplazando al BIL y al impulso atmosférico en altos niveles de tensión. En estos se llevan a cabo diferentes operaciones de maniobra de los interruptores. en los que las sobretensiones de maniobra desempeña un papel más importante. La tendencia actual es que el aislamiento debe ser concebido en función . Datos de la rigidez Se obtienen en los laboratorios de alta tensión fundamentándose en los procedimientos de pruebas recomendados por las normas. Para cada operación del interruptor se mide la tensión de fase a tierra de cada una de las fases. [Siegert] Datos del esfuerzo Los datos del esfuerzo por lo general proceden de simulaciones realizadas en analizadores de redes transitorios (TNA). transformadores. etc. y generalmente son proporcionadas por los fabricantes de los equipos. es posible tener una idea más clara del nivel básico de aislamiento necesario para . es posible predecir la probabilidad de que la amplitud de la sobretensión se encuentre dentro de un intervalo de valores. no es posible decir que el aislamiento seleccionado es capaz de soportar los esfuerzos a los que se ve sometido. en la que el concepto de coordinación se establece determinando la posible sobretensión máxima que se puede presentar en el sistema y se selecciona un cierto margen de seguridad. De esta forma. Si se le aplica una sobretensión a un aislamiento. de manera que el aislamiento pueda soportar un esfuerzo máximo. como de por si lo son la rigidez del medio aislante y el esfuerzo eléctrico. El método convencional se puede exponer a través de la figura que se muestra a continuación. ya sea por la incidencia de un rayo o la energización de una línea en vacio. Si dentro de un sistema se produce una sobretensión originada.de términos y contingencias probabilísticas. Sin embargo. Concepto de la coordinación de aislamiento convencional. por lo que puede determinarse la función de probabilidad de la sobretensión ya que se conocen las características del sistema y las posibles desviaciones que puedan ocurrir. debido a la importancia y al costo que estos representan en un sistema de potencia. [Siegert] El método estadístico se fundamenta en el conocimiento de las funciones de probabilidad del esfuerzo y la rígidez. sólo es posible definir la probabilidad de que ocurra. no es posible determinar con exactitud la amplitud de la sobretensión originada. no es posible tener seguridad plena de que esta cause una ruptura o no. Dada la naturaleza probabilística de los eventos. Figura 13. por lo que este criterio es inaceptable para los niveles de extra alta tensión.. al igual que la rigidez del aislamiento. debe estar estrechamente relacionado con la función respectiva. Figura 14. [Siegert] Método estadístico simplificado Con la intención de adaptar los métodos probabilísticos a las prácticas de ingeniería. se ha acordado definir las sobretensiones en términos de valores sencillos. De esta manera no es necesario apelar a la función de probabilidad. El valor señalado. sin embargo. lo que es muy importante para el ingeniero en planificación que se encarga de coordinar el aislamiento. .soportar la contingencia. Variación de la probabilidad de riesgo de falla al incrementar el nivel básico de aislamiento (Rigidez). Figura 15. Estos valores se denominan probabilidades de referencia y pueden ser tomados como magnitudes máximas en el diseño del aislamiento. [Siegert] Es importante hacer notar que las funciones de densidad probabilística no siempre tienen la misma forma. y la tensión que con 90% de probabilidad de ser soportada por el aislamiento. rigidez. dieléctrica estadística.La sobretensión que tiene sólo 2% de probabilidad de ser excedida se denomina sobretensión estadística. Sobretensión máxima estadística y rigidez dieléctrica estadística. por eso no es fácil . Por último. sobretensiones atmosféricas. Es importante hacer notar que el nivel básico de aislamiento de los equipos protegidos por pararrayos y los no protegidos no guardan relación entre si. esté o no protegido por pararrayos. se debe analizar cada caso por separado para poder establecer los márgenes de seguridad apropiados. etc. Dependiendo de la categoría de sobretensión o esfuerzos eléctricos (tensión nominal. el nivel de protección ante sobretensiones atmosféricas y de maniobra queda bien establecido (7). Como elemento de protección se selecciona ahora el pararrayos. es necesario reconsiderar los parámetros citados (10 a 12). Luego de seleccionar el pararrayos. Selección del aislamiento El punto de partida es la tensión nominal de operación (1). así como el apantallamiento y conexión a tierra de la línea (10). (9. Para ello es necesario tener conocimiento del nivel isoceráunico de la zona. la intensidad de la corriente del rayo. tomando en cuenta las sobretensiones temporales (6). luego se hace un dimensionamiento del aislamiento. Si el aislamiento no puede soportarlo. se consideran las sobretensiones atmosféricas (11 y 12) y se verifica si el aislamiento las soporta. Luego es necesario definir el aislamiento de los equipos no protegidos por pararrayos tanto ante sobretensiones atmosféricas como las de maniobra. la cual junto a la configuración del sistema (2). Si el nivel de protección acordado resulta ser muy costoso. es necesario entonces limitar las sobretensiones temporales que se pueden presentar en el sistema (realimentación del bloque 7 al 12). Se verifica el comportamiento de las sobretensiones de maniobra (8). El lazo de realimentación del 8 al 12. ya que su efecto es el que predomina en los sistemas de muy altas tensiones. indica que de ser el sistema muy costoso. de maniobra o a freuencia industrial). definen el nivel de las sobretensiones temporales (3) y de maniobra (4).predecir un determinado comportamiento o establecer un margen de seguridad específico. datos de la descarga atmosférica). El margen de protección de los equipos protegidos está relacionado con las sobretensiones temporales y con el . es necesario revisar de nuevo las características del sistema. A continuación los pasos a seguir para determinar los niveles básicos de aislamiento considerando los resultados de las pruebas y ensayos realizados a los distintos equipos. Definir la tensión máxima del sitema de acuerdo a los niveles . mientras que los equipos no protegidos dependen de las sobretensiones de maniobra y del tipo de dispositivo utilizado. Figura 16. Recomendación de la IEC para el procedimiento de coordinación de aislamiento según el método convencional.pararrayos seleccionado. [IEC 60071] Selección del nivel de aislamiento (método convencional) Para la selección del nivel de aislamiento se utilizará la metodología descrita por la IEC 60071-1. 71-2 y 71-3. 0. Kl: Factor de seguridad que relaciona el NPR con el BIL. nivel minimo de aislamiento al impulso 4. 2.25 un valor común. 1. Determinar el KI y el KM deseados. Varía entre 1. donde: NPR: Nivel máximo de tensión pico que debe aparecer en los terminales de un descargador de sobretensión contra impulso del tipo rayo.2 y 1. Para niveles menores a 52KV.4.4 es un factor comunmente utilizado.máximos aplicados 1. 3. Elegir el valor normalizado por encima del BIL encontrado. NPM: Nivel máximo de tensión pico que debe aparecer en los terminales de un descargador de sobretensión contra impulso del tipo maniobra. Como valor común se toma 1. Obtener el NPR y el NPM del descargador. donde: Km: Factor de seguridad que relaciona el NPM con el BSL.15 (15% de margen de seguridad). obteniendose asi el BIL normalizado del equipo en consideracion. siendo 1. Se determina mediante las tablas mostradas a continuación: Para tensiones de 52 a 245KV (tensiones fase-tierra): . Obtener el atmosferico: BIL= KI*NPR. .(tensiones fase-fase) *Sólo se tiene en cuenta cuando se tengan protecciones apropiadas de sobretensiones a tierra. **Valores mínimos. Obtener la relacion entre BSL y NPM: KF=BSL/NPM.75. K=0.Para tensiones (fase-fase) entre 300KV y 765KV 5.83 -Para equipos aislados en aire. El valor determinado en el paso anterior debe ser mayor o igual a KM. Determinar el BSL como: BSL=K*BIL. Si no se cumple la anterior relacion se debe incrementar el BIL . 6. -Para equipos sumergidos en aceite. 8. K oscila entre 0. 7.6 y 0. .encontrado en el paso 4 en un nivel superior y repetir. Es suficiente con especificar solamente el BIL del equipo ya que el BSL esta directamente relacionado al BIL. 9. los pasos 5 y 6. con este nuevo valor. Este incremento del BIL se debe efectuar de modo iterativo hasta obtener el km sea menor o igual al valor determinado en el paso 6. conocer el valor nominal pico necesario del descargador Vnom= 424.Ejemplo: A continuación. Necesitaremos en primer lugar. Los datos de la subestación se presentan en la siguiente tabla: 0: Definir la tensión máxima del sistema. se aplicará el procedimiento convencional para determinar el BIL necesario para el aislamiento de una subestación de 500KV. ubicada a menos de 1000m sobre el nivel del mar.25KV . Para ello nos referimos a la tabla siguiente con los valores máximos del sistema recomendados por la IEC: Obteniendose como tensión máxima del sitema: Vmax=525KV 1: Obtener el NPR y el NPM del descargador a utilizar. la tensión maxima de cebado al impulso (975KV) y la tensión maxima residual (1035KV). El descargador seleccionado es un descargador marca Siemens. nivel mínimo de aislamiento al impulso BIL= Kl*NPR= 1. de acuerdo a la norma IEC 60071- . De los datos del decargador.25*1035KV =1249 KV 4: Elegir el valor normalizado por encima del BIL encontrado.Luego seleccionamos el descargador de los catálogos de los fabricantes. BIL=1300KV 5: Determinar el BSL como BSL=K*BIL a) Para equipos sumergidos en aceite (transformadores): El factor K para equipos sumergidos en aceite. se obtuvo: NPR= 1035KV NPM= 1035KV 2: Determinar el Kl y Km deseados. Para la elección del NPR del descargador.15 y 1. La norma IEC 71-1. se utiliza el mayor valor entre la tensión maxima de cebado al frente de onda dividida por 1.25 respectivamente.15 (1009KV). 3: Obtener el atmosférico. cuya Vnom=432KV. Las características se muestran a continuación. recomienda que los valores de Kl y Km sean 1. de acuerdo a la norma.24 Como Kf>Km.14 Como Kf<Km.75*BIL=1350KV .93 Como Kf<Km.83. Kf=BSL/NPM= 975KV/1050KV=0.1 es K= 0. De la tabla obtenemos un nuevo BIL. El BIL seleccionado será 1550KV b) Para equipos aislados en aire: El factor K para equipos aislados al aire. se escoge un BIL normalizado mayor. Siguiendo este procedimiento de iteraciones.6 y 0.83*BIL=1183KV BSL/NPM= 1. el valor determinado debe ser igual o mayor a el valor de Km. es necesario seleccionar otro valor del BIL BIL=1550KV BSL=0. BIL=1425KV BSL=0. BSL=K*BIL BSL= 975KV ahora es necesario determinar la relación KF=BSL/NPM. BSL/NPM= 1079KV/1035KV=1.75 para permitir una mayor holgura del sistema. BSL=K*BIL BSL= 1079KV ahora es necesario determinar la relación KF=BSL/NPM (paso 6).83*BIL = 1287KV BSL/NPM= 1. por lo que es necesario incrementar el BIL obtenido en el paso 4.04 Kf<Km. se determina que: BIL= 1800KV BSL=0. el valor determinado debe ser igual o mayor a el valor de Km (paso 7).75. oscila entre 0. Se selecciona el valor de K=0. L. Strbac.A.M. . Caracas. G. 2002. Venezuela: Editorial LIMUSA S.B. sólo es necesario especificar el BIL del sistema. Como se menciona en el procedimiento.29 Siendo Kf mayor al valor de Km.Kf=BSL/NPM= 1. Electric Power Systems. Alta Tensión y Sistemas de Transmisión. Ekanayake. C. Bibliografía: Luis A..Wadhwa. B. Jenkins.J. Segunda Edición. New Delhi: New Age International. se determina que el BIL del sistema aislado con aire es de 1800KV. 2012. J. High Voltage Engineering. Cory. Siegert C. 5ta Edición. N. 2007. B. India: Wiley. Weedy.