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Arc Quenching Device (AQD) para lograr Tableros Operativos después de un arco eléctrico

Artículo suministrado por Rolando Pefaur López Senior Application Engineer Eaton



En la actualidad, las especificaciones técnicas de Switchgear en Media tensión y tableros de baja tensión se enfocan en equipos Resistentes al Arco eléctrico para la protección de las personas en cumplimiento con las normativas de seguridad actualizadas para la operación de estos equipos.

En estos Switchgear de Media y baja tensión, la resistencia al arco cumple los criterios de prueba 1 al 5 para protección de las personas según ANSI/IEEEE C37.20.7 y su equivalente IEC/TR 61641. Estos puntos exigen los siguientes resultados :

1.- Las puertas y tapas no deben abrir.

2.- No deben existir partes o piezas proyectadas y que puedan causar daños.

3.- El arco eléctrico no debe perforar partes exteriores del tablero.

4.- Los indicadores verticales de algodón no deben encender.

5.- El tablero mantiene conexión a tierra.

En adición a la protección a las personas, las pruebas 6 y 7 agregan protección al Switchgear y continuidad de servicio:

6.- Verifica que el arco eléctrico es confinado en la columna en que se originó y no se propaga a otras columnas ó unidades funcionales.

7.- Después del despeje de la falla ó desmontaje de las unidades funcionales afectadas por arco eléctrico, es posible el funcionamiento de las otras unidades aplicando un test de 1,5 veces el voltaje nominal de servicio por 1 minuto.


La certificación de un tablero eléctrico en cumplimiento de los puntos 1 al 5 está enfocada en proteger a las personas que operan estos equipos y no hay puntos que verifiquen el estado de los equipos al interior del tablero. Los puntos 6 y 7 están limitados a redireccionar el calor y la energía de un arco eléctrico, pero tampoco evitan el daño al interior del tablero.

La reparación de un tablero principal dañado ó fabricación de un nuevo tablero de potencia puede demorar semanas o meses.

En algunas aplicaciones el suministro continuo de energía eléctrica es crítico y la rápida puesta en servicio después de un arco eléctrico al interior de un tablero es vital. Hospitales, Datacenter, Aeropuertos y procesos industriales estratégicos requieren que un tablero ó Switchgear que además ser resistentes al arco eléctrico para proteger al operador, queden operativos después de despejar la falla.

Para ello, se debe reducir el nivel de energía incidente de la falla por 3 métodos alternativos :

- Reduciendo los MVA de la fuente

- Alejar a las personas del área de peligro con equipos de operación remota

- Reducir los tiempos de despeje de la falla.

La nueva tecnología de Extinción del arco eléctrico ARC QUENCHING DEVICE (AQD) reduce considerablemente la energía incidente de un arco eléctrico a niveles Categoría 1 según NFPA-70E, incluso cuando el Switchgear de baja tensión está operando con puertas abiertas.

Para reducir la energía incidente de un arco eléctrico por reducción de tiempo, la falla debe ser despejada antes de ½ ciclo ó 10 ms. Los actuales relés de protección contra arco eléctrico detectan un arco en 2 ms y envían la señal de apertura al interruptor. Sin embargo, los interruptores tienen un tiempo de apertura de 40 ms a 100 ms, limitados por la operación mecánica de sus componentes. Con este tiempo total de extinción de falla de 42 ms a 102 ms, la energía que se libera causa daños importantes ó catastróficos al interior del tablero.

Al agregar un dispositivo AQD, el relé de protección contra arco eléctrico envía 2 señales de disparo en paralelo en 2 ms. Por un lado la señal de apertura al interruptor, y por otro lado la señal de activación del AQD. El AQD se activa en menos de 4 ms, produciendo una baja impedancia que aisla y elimina la falla en el punto original, mientras contiene la energía de la falla en su interior hasta que el interruptor abre y despeja definitivamente la falla. De esta manera, la falla original se extingue en menos de 6 ms y el interruptor opera con niveles de corriente 25% menor que la corriente peak de falla, reduciendo el estrés de cortocircuito en un 44% en el swicthgear.

Como resultado, el tablero eléctrico además de proteger al operador, queda operativo después del despeje de la falla.

Este dispositivo AQD está testeado según ANSI/IEEE C37.20.7 Tipo B, sello UL 2748, con capacidad de cortocircuitos de 85KA por 30 ciclos a 635 Vac, operación en menos de 4 ms, reducción de corriente peak de cortocircuito en 25% y reducción de estrés de cortocircuito en 44%.

Soluciones similares en IEC están disponibles hasta 150KA en 690Vac.

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