Protección contra rayos de Bridas aisladas con atmósferas potencialmente explosivas
Para quienes son responsables de la seguridad de oleoductos o gasoductos
pensar en proteger contra rayos las bridas aisladas,
los sistemas de protección catódico,
la electrónica de sensores y actuadores y equipos electrónicos no es opcional;
en consecuencia toman en serio el riesgo potencial de explosión
por encima de todo la seguridad es la norma;
por eso creo que este artículo le va a interesar.
Recomendación alemana AfK No. 5
La asociación Alemana de GAS y Agua a emitido esta recomendación,
que considero muy valiosa porque atañe a la seguridad a
las bridas con aislamiento eléctrico en tuberías de gas sometidas a alta presión
También recopila la experiencia de más de treinta años.
Sin embargo es de anotar que posee los procedimientos de seguridad actualizados con valor normativo y técnico a la fecha de 2010.
Por ejemplo la AfK No 5 tienen en cuenta los parámetros de corriente de rayo de la norma internacional IEC 62305,
Además son muy valiosas las medidas de protección que se deben adoptar en tuberías,
centros de bombeo, y transporte,
gasoductos, Oleoductos, también líquidos peligrosos
en general el manejo de estas sustancias en puertos y vías fluviales.
¿Cuándo se requiere el uso de Spark Gaps EXFS?
En zonas de alta densidad de rayos
Los oleoductos y gasoductos enterrados son susceptibles a los efectos de los rayos
los cuales acoplan corriente parcial de los rayos, corriente alterna y continua
de otras fuentes capas de romper el aislamiento de las bridas o Flanches,
destruir los sistemas de protección catódica,
también afectan los sistemas de transmisión de datos que operan de forma automática.
Por lo tanto es imprescindible contar con sistemas de protección contra rayos para hacerlos rayo resistente
los costos de operación se incrementan en caso de fallos y se pueden producir daños muy cuantiosos.
Por lo tanto es imprescindible la instalación de aparatos especiales conocidos como SPARK GAPS EXFS o vías de chispas encapsulados para evitar:
- Explosiones
- Daño de bridas aisladas
- Destrucción de equipos de protección catódica
- Proteger la tubería frente a arcos eléctricos
Selección de un Spark Gap EXFS
La especificación técnica depende de:
- Nivel de Protección contra Rayos LPL
- Nivel de aislamiento de la brida aislada
- Distancia de conexión o ancho de la brida
- Nivel de tensión de dimensionamiento
- Requerimiento de lugar potencialmente explosivo Clase y División
Características deseables de un Spark Gap EXFS
- Comprobado según IEC 62561-3
- Corriente de choque de rayo 10/350 micro segundos
- Clase de resistencia a corriente de rayo H/N
- Tensión de dimensionamiento menor o igual a 300 V
- Tensión nominal de respuesta a la corriente de rayo 100 kA igual o menor a 2,5 kV
- Tensión nominal de respuesta a la corriente de rayo 50 kA igual o menor a 1,25 kV
- Protección IP
- Homologación ATEX
- Homologación IECx
- Marcado Ex EN 60079-0 Polvo o Gas
- Capacidad de corriente alterna en amperios
Instalación de la vía de chispas
La instalación de la EXFS debe ser realizada por personal técnico idóneo,
También son necesarios los accesorios y Estribos adecuados
pero los cables deben ser dimensionados de acuerdo a medidas y calculo de impedancia acordes al nivel de protección LPL de rayo.
Comprobación de un SPARK GAPS EXFS
Las normas InternacionalesIEC/EN 60079-17 recomiendan comprobar los Spark Gaps EXFS cada tres años;
Del mismo modo para hacer dicha comprobación o prueba siga los siguientes pasos:
- Retírela de la zona clasificada con atmósfera potencialmente explosiva
- Debe estar totalmente desconectada
- Prueba de corto circuito
- Prueba de aislamiento
Después de eso tenga en cuenta que para la comprobación de los parámetros eléctricos se debe utilizar una herramienta especial
Vea el probador el PM 20 REF 910511 de la compañía alemana DEHN & SÖHNE
Del mismo modo siga las instrucciones del manual de la herramienta referencia Publicación No. 1608
También tenga en cuenta la ficha técnica de cada referencia EXFS como por ejemplo el documento 1553 /01.18 /3009583
En conclusión aproveche las recomendaciones de normas internacionales IEC/EN 60079-1, norma técnica alemana VDE 0165 parte 10-1;
Además puede realizar mantenimiento a los puntos de conexión en la brida, cambio o mantenimiento de los cables, tuercas, contra tuercas y terminales eléctricos o estribos de conexión, así como la verificación de torque.
Determinación del nivel de protección contra rayos (LPL)
Siempre es recomendable determinar el nivel de protección contra rayo LPL
para lo cual use la mejor metodología que ofrecen las normas técnicas internacionales IEC 62305-2, NTC 4552-2;
Siempre recomiendan calcular el nivel de riesgo por rayo basados en:
Fuentes de daño como son:
- S1. Impacto directo de rayo sobre la estructura en este caso el ducto
- S2. Impacto de rayo cercano a la estructura a proteger
- S3. Impacto de rayo directo a los servicios entrantes como es el caso redes eléctricas
- S4. Impacto de rayo cercano a los servicios
Estas fuentes de daño se combinan con ocho tipos de riesgo para calcular cuatro tipos de Pérdidas:
Tipos de riesgo:
- RA. Lesiones a seres vivos por tensión de paso
- RB. Fuego o explosión causado por chispas
- RC. Destrucción de aislamiento en las instalaciones eléctricas por causa de acoplamiento inductivo
- RM. Destrucción de equipo electrónico causado por sobre tensiones
- RU. Lesiones a seres vivos por tensión de contacto
- RV. Fuego en equipo electrónico por rotura de aislamiento
- RW. Fallos en telecomunicaciones o transmisión de datos causado por sobretensiones
- RZ. Fallos en equipos electrónicos y eléctricos causado por sobretensiones
Tipos de Pérdida.
- L1. Pérdida de vidas humanas por riesgo de explosión
- L2. Perdidas de servicios públicos
- L3. Pérdida de patrimonio cultural
- L4. Pérdidas económicas
En resumen el calculo de las fuentes de daño mas los tipos de riesgo (unas 128 ecuaciones multiplicadas por cientos de veces) arroja un resultado numérico,
para cada tipo de pérdida existe un valor tolerable marcado por las normas técnicas y los reglamentos técnicos
como consecuencia se deberá mitigar o bajar esos indicadores a valores tolerables
es indispensable aplicar tantas medidas de protección como sean necesarias
claro medidas de protección incluidas en el paquete de normas técnicas IEC.
De todas formas las medidas de protección las mas relevantes para sistemas de transporte de gases o líquidos peligrosos con atmósferas potencialmente explosivas se encuentra la COMPENSACIÓN DE POTENCIAL;
en otras palabras consiste en evitar la formación de chispas utilizando sistemas de conexión apropiados o idóneos.
Es como poner las golondrinas en una sola cuerda de alta tensión para que no se carbonicen.
Rigidez dieléctrica de la pieza aislante
Es vital conocer de antemano el nivel de aislamiento de la brida o flanche, este valor lo suministra el fabricante de la pieza aislada, y lo determina el tipo de prueba al que fue sometido:
Clase 1. Prueba de corriente alterna con 5 kV kms
Clase 2. Prueba de corriente alterna con 2,5 kV kms
Se pueden solicitar pruebas con corriente alterna hasta 10 kV kms
También le gustaría que hablemos de los siguientes temas?
Longitud del cable de conexión?
Requisitos mínimos en ExFS?
Coordinación del ExFS con la pieza aislante?
Experto en protección contra rayos y sobretensiones, escritor y director del canal VIVIENDO CON RAYOS, asesor en cientos de proyectos de diseño y consultorías.
Escríbeme a: pedroduran@electropol.com.co