Integración de la Detección de Descargas Parciales en Equipos de Alto Voltaje Después de un Incendio

Lidiar con una escena de incendio es un asunto delicado. Es necesario un enfoque metódico para asegurar que toda la evidencia apunte a una causa o riesgo subyacente. De esta manera, un entorno empresarial o industrial puede seguir operando sin el peligro de incidentes de incendio similares en el futuro. Los sistemas de alto voltaje están particularmente en riesgo debido a la presencia de calor, hollín, químicos, corrosión y humedad.

Con el tiempo, muchos entornos industriales comienzan a degradarse. Los materiales se desgastan, el uso y el paso del tiempo juegan un papel, y el aislamiento empieza a agrietarse. Esto crea el escenario perfecto para descargas parciales (DP), que pueden provocar un incendio. La inspección de estas situaciones después de un incendio requiere equipo especializado y una amplia experiencia en ingeniería forense. Aquí presentamos algunas de las perspectivas que hemos obtenido de nuestro trabajo en Dreiym Engineering.

¿Qué es la descarga parcial y por qué es importante?

Las descargas parciales ocurren cuando el aislamiento alrededor de equipos eléctricos de alto voltaje comienza a degradarse o fallar. En lugar de un arco completo o un cortocircuito, las descargas parciales tienden a ser un poco más sigilosas. Operan en segundo plano, afectando silenciosamente los materiales aislantes utilizados en equipos estándar como cables, transformadores y bujes.

Encuentras PD en huecos, grietas, superficies delaminadas o interfaces con materiales contaminados. Una vez que se aplican cargas eléctricas a estos puntos débiles, se crean microdescargas, junto con energía acústica, luz, ozono, calentamiento localizado o radiación electromagnética. Estas emisiones son precisamente lo que buscamos utilizando equipos profesionales y cuidadosamente calibrados.

Se sugiere que 85% de alto voltaje las fallas de aislamiento son causadas por la actividad de descarga parcial. Es por eso que IEEE Std. 930 existe. Es un predictor crucial de que estás en peligro eléctrico fallas y posibles daños por incendio.

El Rol del Fuego en la Aceleración del Riesgo de PD

Si la PD degrada los materiales aislantes con el tiempo, el fuego toma ese período y lo acelera enormemente. Incluso un breve momento de exposición del material a una llama o calor intenso puede debilitar su fiabilidad y estructura subyacente (especialmente si es de base orgánica o polimérica). En una situación posterior a un incendio, usted está buscando PD debido a:

• La degradación térmica descompone los materiales aislantes, reduciendo su resistencia dieléctrica.
• Absorción de humedad debida a extintores y sistemas supresores que usan agua o espuma.
• Los depósitos de humo o hollín pueden actuar como barreras semiconductoras, aumentando el riesgo de una chispa.
• El estrés mecánico ocurre cuando los materiales se enfrían o calientan rápidamente, y desarrollan grietas y delaminación.

La Descarga Parcial (PD, por sus siglas en inglés) comienza cuando el aislamiento degradado no puede mantener la seguridad de la carga de voltaje original. Esto ocurre a menudo después de que un sistema post-incendio se vuelve a energizar. Algo como el papel aislante en un transformador, clasificado para operación continua a 105 grados Celsius, perderá la mitad de su protección en más de 15 minutos a temperaturas más altas.

Métodos de detección de PD después de exposición al fuego

La pregunta entonces es, ¿cómo un equipo como el nuestro en Dreiym Engineering detecta e indica dónde está ocurriendo actividad de PD después de un incendio? Nuestro rol es depender de instrumentos científicos, años de experiencia y conocimientos basados en datos. Esto puede incluir:

• Detección por ultrasonido Utilice sensores de emisión acústica para detectar descargas de seguimiento superficial que emiten ondas sonoras de alta frecuencia.
• Detección de Ultra Alta Frecuencia (UHF): Detectar los pulsos electromagnéticos creados por la actividad de descarga parcial interna, especialmente si se están utilizando componentes cerrados o GIS (aparamenta encapsulada en gas).
• Termografía infrarroja El escaneo por infrarrojos no es un método de detección de PD directo, pero ayuda a identificar la acumulación de calor localizada debida a la pérdida de energía, lo que probablemente causará una mayor degradación de los materiales aislantes.
• Reflectometría en el Dominio del Tiempo con Osciloscopio (OTDR): Usamos OTDR para localizar averías de aislamiento en cables de potencia. Esto se hace enviando pulsos y luego analizando las formas de onda reflejadas correspondientes que se reciben.

Podemos usar estas herramientas tanto en un entorno en línea como fuera de línea (con energía o apagadas). De esta manera, tenemos técnicas de investigación disponibles que se adaptan al riesgo de seguridad para nuestro equipo y para las personas “en el terreno” después de que ocurriera el incendio.

Escenario del mundo real: Centro de datos

Es útil examinar la detección de descargas parciales a través del lente de un escenario del mundo real. Digamos que administra un centro de datos masivo en algún lugar del Medio Oeste. Hace un par de semanas ocurrió un incendio en una sala de impresoras cercana debido a que un empleado se coló un cigarrillo cerca del cubo de basura. Si bien las llamas se controlaron lo suficientemente rápido como para limitar el incendio a esa sala, el daño por humo llegó a su espacio de servidores.

Durante una inspección visual estándar por parte de su equipo de gestión de riesgos, solo se detectaron daños superficiales. Unas pocas paredes con pintura chamuscada y algunas etiquetas o pisos derretidos que requerían limpieza profesional fueron todo lo necesario. Sin embargo, a modo de precaución, cuentan con un director de TI que contrató a un equipo de ingeniería forense como el nuestro.

Con una combinación de nuestras herramientas y experiencia, ese equipo realizó pruebas de descargas parciales sin conexión y descubrió descargas activas dentro del aislamiento de la barra colectora del aparamenta. Esos pequeños vacíos formados por daños causados por humo de alta temperatura son suficientes para arcos parciales que probablemente causarán aún más daños en las próximas semanas.

Ahora, su centro de datos tiene más información para actuar. Puede reemplazar secciones comprometidas de equipos, dando de baja el costo fraccional de la detección de PD en lugar de incurrir en gastos financieros significativos debido a un incendio secundario que ocurre tan cerca del incidente principal.

Prevención de riesgos futuros de DP en sistemas de alto voltaje

La detección de descargas parciales es necesaria antes de que una situación se salga de control. Es el sello de aprobación posterior al incendio que necesitas para tener tranquilidad. Hay algunos otros pasos que una empresa o un sitio industrial puede tomar para reducir aún más el riesgo de EP fuera de la visita de un equipo forense, aunque eso no debería ser reemplazado:

• Tome mediciones de descarga parcial (DP) de referencia alrededor de los activos de alto voltaje durante la operación regular. Eso establecerá una imagen previa de las operaciones de referencia.
• Programa auditorías eléctricas en torno a tu aislamiento obsoleto, anticuado o expuesto a la humedad para que tengas una mejor idea de qué prepararte en el futuro.
• Instala protección contra sobretensiones, especialmente si estás considerando un diseño eléctrico comercial, para asegurar que tus sistemas de aislamiento tengan protección de respaldo.
• Que sus gerentes de riesgo compren equipos térmicos y ultrasónicos para monitorear anomalías en tiempo real.

Esa última sugerencia es buena, pero quizás se aplique mejor por un equipo de expertos, como nuestros electricistas ingenieros y forenses especialistas en Dreiym Engineering. Hemos pasado décadas trabajando con residencias privadas, propiedades comerciales y entornos industriales en todo Texas, Oklahoma, Louisiana, Nuevo México y Colorado. Poseemos las licencias, la experiencia legal y el equipo necesarios para detectar PD antes de que escale.

Nuestros amplios informes le proporcionarán la información necesaria para que pueda ajustar las mejoras de infraestructura o las reparaciones posteriores a incendios según corresponda. Trabajar con sistemas de alto voltaje ya es bastante arriesgado. Ahórrese la molestia de que un problema de descarga parcial silencioso surja cuando intenta recuperarse de un incidente anterior.

No dejes que una fuga oculta encienda el próximo incendio

Incluso después de que las llamas se hayan extinguido y hayas tomado medidas para limpiar y reparar el área afectada, el riesgo no ha desaparecido por completo. Las descargas parciales pueden estar dentro de los componentes de tu equipo de alto voltaje, representando una amenaza invisible que degrada aún más tu sistema.

Contratar a un equipo de ingeniería forense como el nuestro en Dreiym Engineering le brinda tranquilidad. Asegura que su proveedor de seguros esté satisfecho y le da a su equipo de gestión de riesgos una orientación sólida sobre qué reparar, planes para mejorar los sistemas en el futuro y qué monitorear en este momento. Programar una consulta hoy, y asegurémonos de que sus sistemas estén seguros y funcionando eficientemente.