¿Se puede utilizar un pequeño-localizador de fallas a tierra de corriente en sistemas eléctricos de minas de carbón subterráneas? En teoría, sí. Pero el problema principal es si realmente puedes instalarlo y ejecutarlo en la mina, y eso depende de dos requisitos previos a menudo-confundidos-.
Primero, observe la configuración de la red. Los sistemas de distribución de minas de carbón subterráneas en la mayoría de las regiones adoptan esquemas de puesta a tierra de corriente pequeña-: el punto neutro está aislado o conectado a tierra mediante una bobina de supresión de arco. Esto está lejos de ser un detalle trivial. Cuando se produce una falla a tierra monofásica-en una red de este tipo, la corriente de falla permanece muy baja - generalmente solo unos pocos amperios - porque no hay una ruta de baja-impedancia para que la corriente regrese al suministro. Esta baja corriente de falla es exactamente la razón por la que es difícil identificar fallas y por la que se desarrollaron pequeños-localizadores de fallas a tierra de corriente. Este equipo está diseñado-específicamente para este tipo de red. En sistemas sólidamente conectados a tierra o de baja-resistencia, las corrientes de falla pueden alcanzar cientos de amperios, y la protección contra sobrecorriente estándar puede resolver fallas sin un equipo de localización dedicado. Entonces, desde la perspectiva de la compatibilidad del sistema, la conclusión es clara: un localizador diseñado para sistemas de puesta a tierra de corriente pequeña-se ajusta al escenario técnico que se encuentra en las minas de carbón.
El verdadero dolor de cabeza surge de las condiciones de funcionamiento subterráneas. El aire de las minas puede contener metano y polvo de carbón. En determinadas concentraciones, cualquier chispa eléctrica o superficie caliente puede provocar una explosión. Todos los equipos eléctricos colocados en áreas mineras peligrosas deben tener una certificación de protección contra explosiones. El principal estándar internacional es IEC 60079, y los equipos de minería subterránea pertenecen al Grupo I. Los gabinetes a prueba de fuego para minería generalmente están marcados como Ex d I Mb. Un localizador de fallas que funcione de manera confiable en la superficie dentro de una subestación no puede simplemente trasladarse bajo tierra. Su carcasa, conexiones de terminales y cualquier pieza interna que pueda generar chispas o calentarse deben diseñarse y probarse. El equipo debe contener una explosión interna y evitar que encienda la atmósfera circundante de la mina. Esto no es sólo una formalidad de certificación. Requiere pruebas de presión, comprobaciones de la separación de la llama con tolerancias de hasta centésimas de milímetro y, a veces, pruebas de encendido interno. Los proveedores no pueden suministrar de forma legal ni segura este equipo para uso subterráneo a menos que el producto haya completado este proceso de certificación completo.
Hay un tercer factor que decide el -rendimiento en el mundo real. Incluso con un esquema de puesta a tierra adecuado y una certificación de explosión válida, el localizador aún necesita encontrar fallas con éxito. Los métodos tradicionales-de estado estacionario que se basan en la magnitud de la corriente de secuencia cero-o en la comparación de fases luchan en las redes mineras, especialmente cuando el neutro utiliza una bobina de supresión de arco. La bobina compensa la corriente de falla capacitiva, lo que puede hacer que la señal de secuencia cero-en el cable defectuoso sea casi idéntica a la de los circuitos sanos. Las fallas de arco intermitentes están muy extendidas en las redes mineras dominadas por cables; Estas fallas crean señales transitorias que los algoritmos-de estado estable no logran capturar. Los métodos más nuevos extraen datos direccionales mediante medición de corriente de secuencia cero-transitoria o de área amplia-. Estas técnicas todavía funcionan con bobinas de supresión de arco y fallas de alta-resistencia. Para los operadores de minas, la selección no se trata solo de si la unidad funciona en redes de puesta a tierra de corriente pequeña-. La pregunta clave es si puede localizar fallas en *su* red, para los tipos de fallas que comúnmente encuentran - y preferiblemente sin necesidad de muestreo de voltaje de secuencia cero-, lo cual es notoriamente difícil de implementar bajo tierra.
Cuando los operadores de minas evalúan un localizador de fallas, deben realizar una serie de comprobaciones prácticas. Primero, verifique que el dispositivo esté clasificado para sistemas conectados a tierra con neutro aislado o bobina de supresión de arco. Si la hoja de datos solo hace referencia a redes sólidamente conectadas a tierra, no es adecuada. En segundo lugar, confirme que el modelo exacto tenga la certificación de protección contra explosiones requerida para la zona peligrosa donde se instalará. Las unidades certificadas-de superficie no pueden sustituir a las clasificadas-subterráneas. En tercer lugar, verifique qué tipos de fallas puede manejar el algoritmo. Un localizador que funcione bien para fallas a tierra metálicas pero que no pueda detectar fallas de arco intermitentes solo resuelve la mitad del problema.
La categoría de equipo en sí es aplicable a los sistemas de energía de minas de carbón subterráneas. Pero un producto específico sólo puede implementarse de forma segura y eficaz si cumple con los tres requisitos anteriores.
