Fallas en Subestaciones Eléctricas: Causas y Soluciones

Las fallas en subestaciones eléctricas pueden interrumpir la producción y dañar equipos. Para investigarlas conviene separar el síntoma observado de su posible causa: sobrecalentamiento, deterioro del aislamiento, fallas mecánicas, contaminación o problemas en conexiones. El diagnóstico y las acciones deben ajustarse a la subestación; ninguna lista garantiza una instalación libre de fallas.

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Principales Fallas en Subestaciones Eléctricas y Cómo Prevenirlas

Las fallas en subestaciones pueden deberse a problemas mecánicos, eléctricos, ambientales o humanos. A continuación, vamos a hablar acerca de las fallas más comunes, sus efectos y cómo prevenirlas.

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1. Sobrecalentamiento en Equipos Eléctricos

Una temperatura anormal puede indicar sobrecarga, enfriamiento deficiente o problemas de conexión. La comparación debe considerar carga, ambiente y diseño del equipo antes de atribuir una causa o decidir una intervención.

🔍 Las Causas del sobrecalentamiento en equipos eléctricos son:

• Sobrecarga del sistema por aumento de demanda.
• Fallas en los sistemas de enfriamiento de los transformadores.
• Contactos flojos o deteriorados en conexiones eléctricas.
• Acumulación de suciedad y contaminación en equipos eléctricos.

🛠 Medidas que pueden evaluarse según el diagnóstico:

• Implementación de monitoreo térmico mediante termografía infrarroja.
• Limpieza periódica y mantenimiento correctivo de ventiladores y radiadores.
• Uso de sensores de temperatura y alarmas de sobrecalentamiento.

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2. Fallas en Subestaciones Eléctricas por Descargas Atmosféricas y Fallas por Sobretensión

Los rayos son una de las principales amenazas para las subestaciones, generan sobretensiones que pueden dañar a los transformadores y equipos de protección.

🔍 Causas de fallas por descargas atmosféricas:

• Impacto directo de rayos sobre estructuras metálicas o equipos eléctricos.
• Sobretensiones inducidas por rayos en líneas de transmisión.
• Falta de protección adecuada en pararrayos y sistemas de puesta a tierra.

🛠 Soluciones para evitar daños por rayos:

• Evaluación de la protección contra descargas atmosféricas según el diseño y la exposición de la instalación.
• Inspección y mantenimiento de sistemas de puesta a tierra.
• Selección y revisión de apartarrayos coordinados con el aislamiento del equipo; no equivalen a un sistema de captación de rayos.

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3. Fallas en Subestaciones Eléctricas por Efectos de la Humedad y Contaminación

El agua y la humedad pueden causar cortocircuitos, corrosión y fallas en los aisladores de alta tensión.

🔍 Las Causas son:

• Filtraciones de agua en equipos eléctricos y celdas de media tensión.
• Alta humedad ambiental en zonas costeras o lluviosas.
• Acumulación de polvo y contaminación en aisladores y conductores.

🛠 Soluciones contra los efectos de humedad y contaminación en los equipos eléctricos industriales:

• Corregir ingresos de agua con materiales y procedimientos compatibles con la envolvente y aprobados para el equipo.
• Revisar calefacción anticondensación y ventilación conforme al diseño, sin obstruir la disipación de calor.
• Limpiar aisladores con el método indicado por el fabricante y el procedimiento de seguridad aplicable. No aplicar agua a presión como recomendación general.

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4. Fallas en Transformadores de Subestación

Los transformadores son el corazón de las subestaciones. La falla de un transformador puede ocasionar apagones prolongados y daños en otros dispositivos eléctricos.

🔍 Causas de fallas en los transformadores:

• Deterioro del aislamiento; en equipos con aceite, cambios en sus propiedades y gases que pueden aportar indicios de actividad interna.
• Sobrecalentamiento y armónicas del transformador.
• Fallas en el cambiador de taps.

🛠 Soluciones:

• Análisis de gases disueltos (DGA) en transformadores con aceite, interpretado junto con tendencias y otros ensayos.
• Inspección termográfica para localizar anomalías térmicas; no corrige por sí misma un punto caliente.
• Pruebas de mantenimiento seleccionadas según el objetivo, como resistencia de devanados, relación de transformación y resistencia de aislamiento.

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5. Fallas de Subestaciones Eléctricas debido al Sistema de Puesta a Tierra

Un sistema de puesta a tierra deteriorado puede comprometer la seguridad. Deben revisarse conexiones y continuidad, además de las mediciones que correspondan; un único valor resistivo no describe todas las condiciones de seguridad.

🔍 Causas de falla en los sistemas de puesta a tierra son:

• Conexiones sueltas o corroídas en la red de tierra.
• Electrodo de puesta a tierra con resistencia elevada.
• Fallas en la conexión de equipos a la malla de tierra.

🛠 Soluciones:

• Medición de la resistencia de puesta a tierra con periodicidad definida por requisitos aplicables, diseño y condiciones de la instalación.
• Inspección y mantenimiento de las conexiones del sistema de tierra.
• Evaluación técnica de la red de tierra y de sus componentes antes de modificar electrodos o conexiones.

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Estrategias para Evitar Fallas en Subestaciones Eléctricas

El mantenimiento de subestaciones eléctricas permite organizar inspecciones, pruebas y acciones según la condición de los equipos. El alcance debe acordarse antes de la intervención.

1. El Mantenimiento Preventivo:

• Inspección de componentes importantes.
• Limpieza y revisión conforme al fabricante; el reapriete requiere procedimiento, torque especificado y condiciones eléctricamente seguras.
• Medición de resistencia de contactos en seccionadores o interruptores.

2. Monitoreo de Condición:

• La termografía en subestaciones puede localizar anomalías térmicas con carga, acceso y condiciones de medición documentadas.
• Ensayos de aceite y diagnóstico complementario únicamente en los equipos que utilizan ese fluido.
• Evaluación de ensayos de cables según tipo, edad, aislamiento y objetivo; una prueba VLF no forma parte automática de todo mantenimiento.

3. Capacitación del Personal:

• Cursos de operación segura de subestaciones.
• Prácticas de capacitación planificadas y supervisadas; no provocar fallas en una instalación operativa.
• Actualización en normativas eléctricas.

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Conclusión

Qué hacer ante una falla de subestación

Restringe el acceso y activa el procedimiento de la instalación ante humo, arco, ruido anormal o derrame. Personal autorizado debe evaluar el estado del sistema y aplicar control de energías peligrosas antes de intervenir. No se deben rearmar protecciones de forma repetitiva sin investigar el evento.

Qué información entregar para planificar el servicio

Prepara el unifilar disponible, identificación de equipos, registros de disparo, historial de mantenimiento y pruebas, condiciones ambientales y restricciones de paro. Indica qué partes quedaron fuera de servicio y cuándo comenzó el problema.

Referencias técnicas

Eaton: inspección y mantenimiento de transformadores de subestación; Megger: diagnóstico de transformadores. Revisa la edición y el alcance aplicables al equipo y al objetivo del trabajo.

Con un mantenimiento bien llevado, un monitoreo constante y personal capacitado, es posible reducir las fallas de subestaciones eléctricas y aumentar bastante la confiabilidad de tu sistema eléctrico.