Pararrayos

Pararrayos en Bridas aisladas EXFS

Pararrayos en Bridas aisladas EXFS

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?
Brida aislada rayo resistente

Brida aislada protegida con un Spark Gap 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?

 

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