¿Cómo garantizar la operación segura de los interruptores en subestaciones?

Protocolos de seguridad preoperacionales para interruptores

Verificación del aislamiento, conexión a tierra y estado desenergizado antes del acceso

Al trabajar con equipos de conmutación, los técnicos deben verificar primero tres controles esenciales de seguridad: asegurarse de que todo esté desconectado de las fuentes de alimentación, establecer una puesta a tierra adecuada y confirmar que no queda electricidad residual en el sistema. Para la desconexión, debemos desconectar físicamente los elementos y colocar los dispositivos de bloqueo/etiquetado (LOTO) para evitar que alguien reactive accidentalmente el equipo mientras trabajamos. La puesta a tierra también es fundamental, ya que proporciona una ruta segura por la que pueda disiparse cualquier corriente residual. Según las directrices IEEE 80, esto ayuda a mantener los voltajes de contacto por debajo de 50 voltios, lo que resulta más seguro para todas las personas involucradas. A continuación, llega la fase de verificación: los técnicos deben utilizar probadores de voltaje calibrados en todos los conductores; no se debe olvidar comprobar esos molestos condensadores, que a veces retienen carga incluso después de haber sido desconectados. Seguir estos pasos reduce considerablemente los accidentes. Estudios basados en la norma NFPA 70E-2021 indican que el cumplimiento riguroso de este protocolo puede reducir los incidentes eléctricos en aproximadamente un 90 %. Recuerden, compañeros: nunca asuman que un sistema está inactivo solo porque así lo parece. Siempre verifíquenlo antes de acercar las manos a cualquier parte del equipo.

Validación de secuencias de conmutación y funcionalidad de los enclavamientos

Las operaciones de los equipos de conmutación exigen el estricto cumplimiento de las secuencias definidas por el fabricante, validadas mediante simulaciones de ensayos en vacío antes de su ejecución real. Los sistemas de enclavamiento —mecánicos, eléctricos o basados en software— deben someterse a pruebas para garantizar que:

• Impidan el acceso a compartimentos bajo tensión
• Impongan el orden correcto de operación (por ejemplo, puesta a tierra antes del acceso al panel)
• Bloqueen acciones incompatibles, como el cierre de un circuito mientras las puertas de mantenimiento están abiertas

Un estudio de 2022 del Energy Institute reveló que las instalaciones que validaban sus enclavamientos trimestralmente redujeron los incidentes de arco eléctrico en un 78 %. Durante la puesta en servicio, los técnicos deben someter a prueba los enclavamientos mediante procedimientos de derivación autorizados, restableciendo inmediatamente las medidas de seguridad tras su uso. Cualquier fallo requiere la parada del equipo hasta su resolución.

Estrategias de mitigación de riesgos para equipos de conmutación de alta tensión

Evaluación del riesgo de arco eléctrico según la norma IEEE 1584–2018

Trabajar con equipos de interruptores de alta tensión exige un análisis exhaustivo de los riesgos de arco eléctrico para evitar accidentes graves. La norma IEEE 1584-2018 nos ofrece un método fiable para determinar cuánta energía podría liberarse durante un incidente y dónde se ubican, efectivamente, esas zonas peligrosas. Aplicar esta guía implica realizar previamente varias tareas importantes: ensayos de cortocircuito, verificación de la coordinación entre distintos dispositivos de protección y modelado de la duración potencial de los arcos. Estos pasos no son meros trámites administrativos: afectan directamente al tipo de equipo de protección que deben usar los trabajadores y a la seguridad con la que pueden desempeñar sus tareas. Los cálculos matemáticos subyacentes ayudan a establecer distancias seguras respecto al equipo, basadas en la intensidad de corriente que circula y en la rapidez con la que se eliminan las fallas, lo que reduce considerablemente el riesgo de electrocución. Sin embargo, lo realmente importante es considerar detalles específicos de cada equipo, como el tamaño y la disposición de sus envolventes. Si estos aspectos se evalúan incorrectamente, los cálculos de peligro podrían desviarse aproximadamente un 40 %, según la última edición de la norma NFPA 70E.

Control del potencial de paso y contacto mediante el diseño del sistema de puesta a tierra

Los sistemas de puesta a tierra en instalaciones de interruptores reducen los potenciales de paso y contacto, que son gradientes de voltaje letales durante fallas a tierra. Los diseños conformes con la norma IEEE 80 utilizan:

• Configuraciones de malla : Conductores enterrados que crean zonas equipotenciales para limitar las diferencias de voltaje
• Materiales de superficie : Capas de alta resistividad (por ejemplo, roca triturada) que reducen el flujo de corriente a través del personal
• Electrodos de puesta a tierra : Varillas hincadas profundamente que reducen la impedancia total

Los sistemas eléctricos bien diseñados mantienen los potenciales de contacto en o por debajo de 650 voltios al considerar a una persona que pesa aproximadamente 50 kilogramos. Esto es absolutamente esencial para la seguridad en cualquier subestación donde el voltaje supere los 36 kilovoltios. Al verificar estos sistemas en condiciones reales, los ingenieros suelen elaborar mapas de resistividad del suelo y realizar pruebas conocidas como caída de potencial. Estos métodos ayudan a garantizar que la resistencia de puesta a tierra permanezca por debajo de cinco ohmios en áreas donde las corrientes de falla son particularmente altas. Según datos de EPRI Transmission de 2022, esta estrategia de protección escalonada evita aproximadamente el 89 por ciento de todos los incidentes de electrocución por fallas a tierra en instalaciones que se mantienen regularmente y cumplen con las normas.

Cumplimiento del bloqueo-etiquetado (LOTO) para la seguridad de equipos de conmutación

Se deben seguir estrictamente los procedimientos de bloqueo y etiquetado (LOTO, por sus siglas en inglés) al trabajar en equipos de conmutación si se desea garantizar la seguridad. El objetivo fundamental de estos procedimientos es aislar físicamente las fuentes peligrosas de energía mediante candados y etiquetas de advertencia, para evitar que el equipo se reactive accidentalmente mientras una persona lo está manteniendo. Según las normativas de la OSHA, básicamente deben cumplirse seis pasos clave: informar a todas las personas que podrían verse afectadas sobre lo que está ocurriendo, apagar completamente el equipo, identificar todas las fuentes de energía y desconectarlas, aplicar tanto candados como etiquetas para impedir su manipulación no autorizada, liberar toda la energía almacenada que aún pudiera estar presente y, finalmente, verificar exhaustivamente que no quede absolutamente ninguna energía residual. En algunos lugares, este último paso se denomina LOTOTO en lugar de simplemente LOTO, porque se realizan pruebas reales de los controles con multímetros para confirmar, de forma adicional, la ausencia de voltaje residual. El incumplimiento de los protocolos adecuados de LOTO aparece repetidamente en los informes de infracciones de la OSHA y ha provocado, a lo largo de los años, lesiones eléctricas muy graves. En zonas particularmente riesgosas, como las subestaciones eléctricas, combinar las prácticas estándar de LOTO con evaluaciones rigurosas de riesgo de arco eléctrico, además de técnicas adecuadas de puesta a tierra, proporciona múltiples capas de protección contra incidentes potencialmente mortales de electrocución y explosiones destructivas por arco.

Mantenimiento basado en el estado para mantener la fiabilidad de los equipos de conmutación

Termografía infrarroja y ensayo de descargas parciales para la detección proactiva de fallos

El mantenimiento basado en el estado (CBM) transforma la fiabilidad de los equipos de conmutación al sustituir las revisiones programadas por calendario por un monitoreo en tiempo real del estado de salud. La termografía infrarroja identifica puntos calientes causados por conexiones flojas o sobrecargas, mientras que el ensayo de descargas parciales (PD) detecta la degradación incipiente del aislamiento. Este enfoque dual permite localizar fallos ocultos antes de eso antes de que se agraven:

• Anomalías térmicas >100 °C indican riesgos inmediatos (según IEEE 3007.2)
• Pulsos de descarga parcial (PD) >10 pC indican una degradación progresiva del aislamiento

Al implementar conjuntamente estas técnicas no invasivas, las instalaciones reducen las interrupciones no planificadas en un 85 % en comparación con los modelos de mantenimiento reactivo. Los datos continuos de los sensores alimentan el análisis predictivo, permitiendo una programación precisa de intervenciones, lo que prolonga la vida útil del equipo y evita los peligros por arco eléctrico. El diagnóstico proactivo reduce los costos de mantenimiento en un 30 %, al tiempo que facilita el cumplimiento continuo de los requisitos de seguridad NFPA 70E.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la importancia de los protocolos de seguridad previos a la operación para los interruptores?

Los protocolos de seguridad previos a la operación para los interruptores son cruciales porque ayudan a garantizar que el sistema esté completamente desenergizado, reduciendo el riesgo de incidentes eléctricos y mejorando la seguridad del personal.

¿Cómo contribuye la validación de las secuencias de conmutación y la funcionalidad de los dispositivos de interbloqueo a la seguridad?

La validación de las secuencias de conmutación y la funcionalidad de los dispositivos de interbloqueo evita el acceso accidental a compartimentos energizados y asegura el orden correcto de las operaciones, reduciendo significativamente los incidentes por arco eléctrico.

¿Qué son los potenciales de paso y de contacto en los equipos de conmutación, y cómo se controlan?

Los potenciales de paso y de contacto hacen referencia a los gradientes de tensión que pueden producirse durante fallos a tierra. Se controlan mediante el diseño del sistema de puesta a tierra, incluyendo configuraciones de malla y materiales superficiales de alta resistividad, para cumplir con los estándares de seguridad.

¿Por qué es fundamental el procedimiento de bloqueo-etiquetado (LOTO) para la seguridad de los equipos de conmutación?

Los procedimientos LOTO son fundamentales porque aíslan físicamente las fuentes de energía, evitando que el equipo sea reenergizado accidentalmente durante las tareas de mantenimiento, lo que reduce así el riesgo de lesiones eléctricas.

¿Cómo mejora el mantenimiento basado en el estado la fiabilidad de los equipos de conmutación?

El mantenimiento basado en el estado mejora la fiabilidad de los equipos de conmutación mediante técnicas de monitorización en tiempo real, como la termografía infrarroja y las pruebas de descargas parciales, para abordar de forma preventiva posibles fallos, reduciendo así las interrupciones no planificadas y los costes de mantenimiento.