Relevamiento y Medición con Instrumental  de los dispositivos descargadores de sobretensiones de tipo Explosor de Separación Eléctrica (EDSE), comúnmente denominados como vías de chispas.

1. Inspección ocular de las vías de chispa de separación o explosores de separación eléctrica (EDSE).
2. Verificación de las especificaciones de la hoja de datos del fabricante a los efectos de conocer la tecnología del EDSE bajo ensayo (Explosor de aire, Tubo de descarga gaseosa (GDT), híbrido, MOV, etc), con el objetivo de poder predeterminar el comportamiento físico esperado durante los Tests, mediante instrumental  específico y certificado.Nota: En caso de verificarse EDSE con tecnología de varistor de oxido metálico (MOV), se dará aviso a las autoridades del comitente para que dicho dispositivo sea inmediatamente descartado, independientemente de su estado funcional.
3. Medición y contraste  de las tensiones de disparo estáticas y dinámica  de los dispositivos de los EDSE.
4. Medición de las impedancias y resistencias internas bajo diferentes tensiones de operación
5. Medición de resistencias de aislación entre terminales y carcasa (EDSE de tipo Ex/ APE)
6. Medición de los magnitudes y parámetros de los EDSE desde su estado inicial de trabajo y durante su ciclo de vida útil , para poder así ser comparados a lo largo de las mediciones periódicas de  Stress a los efectos de su mantenimiento preventivo (NFPA 780)

Nota: Es importante hacer notar la necesidad de  este procedimiento ya que  cuando nuevos los EDSE´s,  sus parámetros iniciales no son iguales respecto a sus mismos parámetros a lo largo de su vida útil a causa de su estrés de actuación. Es importante aclarar que inclusive entre EDSE  similares o del mismo modelo sus parámetros iniciales siempre son diferentes. Por ese motivo deben ser registrados y estar bajo seguimiento individual a lo largo del tiempo para poder garantizar su eficiencia de funcionamiento durante su vida útil.

1. Verificación del estado funcional  de Vías de Chispas de Separación y Explosores de Separación Eléctrica (EDSE).

Normas argentinas de aplicación específicas para las Vías de Chispas de Separación y Explosores de Separación Eléctrica (EDSE): IRAM 2429/15, IRAM 3973/05/15; AEA 90790/12

 Ensayos posibles de cumplimiento b/ normas  IRAM 2429/15, IRAM 3973/05/15; AEA 90790/12

 Se describen a continuación los diferentes ensayos aplicables a las vías de chispas o EDSE s/ conveniencia técnica, a los efectos de su verificación y de la obtención de su estado operacional

1. Primer Test de Evaluación del “stress” de vías de chispas o EDSE, a partir Medición y análisis del valor de las resistencia/ impedancia interna estática particular de cada EDSE, mediante instrumental especializado ad-hoc, en relación a su correspondiente variación temporal, bajo diferentes tensiones programables de trabajo y bajo de tensión de operación continua. Mediante instrumental especializado, para este análisis se considerarán valores continuos y programables de ensayo de hasta un 60-80% de la tensión de actuación (breakdown) particular de cada EDSE medido.
2. En caso de que las vías de chispas o EDSE estén sometidos a tensiones de protección catódica por corriente impresa, podrá incluirse su ensayo bajo tensión nominal de trabajo. Se utilizará instrumental específico de medición de resistencia de aislación bajo rampa de tensión programable (programmable ramp voltage), certificado.
3. Segundo Test de Evaluación del “stress” de vías de chispas o EDSE, a partir de la medición y análisis de la variación temporal del valor de la  tensión cuasi-estática de disparo/ actuación/ breakdown  en todos sus modos mediante Instrumental  especializado, ad-hoc y certificado . Los niveles de tensión (voltage levels y umbrales de tensión  (voltage thresholds), del instrumental serán programables.

La generación forma de onda desde el instrumental normalizado será de tipo Rampa o de tipo escalón, s/ especificaciones ampliadas abajo.    

La pendiente de crecimiento de la rampa será de 1 kV/s o menor.

El instrumental también podrá también generar e inyectar una forma de onda de tipo escalón continuo creciente programable, con pasos, Vstep, en el rango de 1 VDC-25 VDC.   Asimismo, el instrumental permitirá variar los umbrales de detección, tanto de la corriente de disparo (breakdown current  threshold), como de la corriente de pérdida  (leakage current): 0.1 µA -5mA, de manera programable.

Rango de Tensiones de Testeo.

A los efectos de cobertura de todo el rango de situaciones posibles de los tipos de vías de chispas o EDSE, el rango de tensiones de testeo será preferentemente de   0VDC-10kVDC, programable y certificado.

• Test de Aislación entre terminales y carcasa, (vías de chispas o EDSE de tipo Ex/ APE).

Medición y análisis de las resistencia de aislación entre los terminales y la carcasa.

Para dichas mediciones deberá evaluarse primeramente si la vía de chispas o EDSE posee uno o sus dos terminales aislados de su carcasa. En dicho caso, las mediciones podrán efectuarse bajo diferentes tensiones de ensayo cuyos valores estarán definidos dentro de un rango de 2 a 3 veces las tensión cuasi-estática de disparo/ actuación media de la vías de chispas o EDSE. 

Las mediciones podrán efectuarse bajo diferentes tensiones de trabajo/ medición, según conveniencia, hasta un 60-70% de la tensión medida de actuación de las vías de chispas o EDSE.

A los efectos de cobertura de todo el rango de situaciones posibles de los tipos de vías de chispas o EDSE, el rango de tensiones de testeo será preferentemente de   0VDC-10kVDC, programable y certificado.

1. Test de Aislación entre terminales y carcasa, (vías de chispas o EDSE de tipo Ex/ APE).

Medición y análisis de las resistencia de aislación entre los terminales y la carcasa.

Para dichas mediciones deberá evaluarse primeramente si la vía de chispas o EDSE posee uno o sus dos terminales aislados de su carcasa. En dicho caso, las mediciones podrán efectuarse bajo diferentes tensiones de ensayo cuyos valores estarán definidos dentro de un rango de 2 a 3 veces las tensión cuasi-estática de disparo/ actuación media de la vías de chispas o EDSE. 

Las mediciones podrán efectuarse bajo diferentes tensiones de trabajo/ medición, según conveniencia, hasta un 60-70% de la tensión medida de actuación de las vías de chispas o EDSE.

1. Caso de vías de chispas o EDSE bajo tensiones de Protección Catódica.

En caso de que las vías de chispas o EDSE estén sometidos a tensiones de protección catódica por corriente impresa, se incluirá la medición de la Resistencia de aislación bajo tensión nominal de trabajo. Se utilizará instrumental específico de medición de resistencia de aislación bajo rampa de tensión programable, certificado.

• Ensayos complementarios de Laboratorio y en campo sobre las vías de chispas o
• Verificación del comportamiento real (dinámico)  y  estado de eficiencia real de funcionamiento de las vías de chispas o Mediciones de Pre-entrega

Sobre el verdadero factor de mérito y la eficiencia real de protección en Vías de chispas o EDSE.

Las tensiones dinámicas de enclavamiento (clamping voltage) de las vías de chispas o EDSE, también denominado normativamente como “niveles de protección” de las vías de chispas o EDSE. Este nivel de protección, el cual define de manera directa el factor de mérito y la eficiencia real de protección de las vías de chispas o EDSE, o bien de un DPS/ SPD. Esta tensión de protección  es la tensión dinámica impulsiva a la que será sometida, por ejemplo una brida dieléctrica protegida con un EDSE ante la descarga de un rayo. Si esta tensión impulsiva supera la la tensión resistida (rigidez dieléctrica) de la brida diélectrica, dicha brida desprotegida frente  a un muy elevado riesgo de perforación dieléctrica y un consecuente inaceptable riesgo de explosión.

Para determinar, dicho nivel de protección o tensión de enclavamiento de vías de chispas o EDSE, deberá efectuarse su ensayo dinámico frente al  impulso normalizado (Frente/ 50% cola)1.2/ 50 µs de tensión escalonada, desde 1kV, 2kV y 3kV, 4kV, hasta 6kV, con un error de +/- 50v, el cual normalmente puede llevarse a cabo como tarea de pre-entrega de las vías de chispas o EDSE, y obviamente luego, en forma periódica  en campo bajo intervalo normativo.

• Evaluación del “stress” de vías de chispas o EDSE, mediante mediciones por inyección de impulsos del rayo

A partir de la medición de la tensión dinámica  impulsiva  de disparo/ actuación y/o las tensiones dinámicas de enclavamiento (clamping voltage), bajo forma de onda de tensión de descarga del rayos de tipo 1.2/50 µs (simulación  no destructiva de condiciones reales de trabajo del dispositivo),  en todos sus modos. Se utilizará generador ad-hoc,  de sobretensión impulsiva de forma de onda  normalizada 1.2/50 µs,

Tensión de salida del generador de tensión del rayo:  V_mínima: 1 kV, hasta  6kV.

•  Informe:

Se entregará un informe con los resultados protocolares de las mediciones y/ o ensayos de las vías de chispas o EDSE, con la indicación final por parte del profesional interviniente, de los valores medidos, método de medición e instrumental empleado, y del status operativo individual provisorio para cada vías de chispas o EDSE. junto con las observaciones, comentarios y recomendaciones que surjan de los trabajos efectuados.

 Profesionales a Cargo.

Los ensayos, mediciones e inspecciones de vías de chispas o EDSE requerirán de la firma de un profesional matriculado y especializado que:

1. a) tenga incumbencias, conocimientos técnicos y comprenda los requisitos teóricos y prácticos, junto con los riesgos asociados de la instalación en zonas peligrosas/ potencialmente explosivas así como sobre las instalaciones del equipamiento de los Sistemas de protección contra Rayos o SPCR;
2. b) comprenda en su plenitud, los requisitos de la inspección normativa de vías de chispas o EDSE
3. c) se especialice y comprenda el funcionamiento de los dispositivos bajo ensayo y su relación con los resultados de las mediciones sobre los equipamientos en cuestión.

NOTA:            Las competencias y entrenamiento pueden estar incluidos en marcos de entrenamiento y asesoramientos nacionales.

Certificado de calibración y contraste del Instrumental.

GeMax  SRL posee laboratorio de Metrología propio especializado en este rubro, con insrumental certificado y trazable.

En el informe deberán adjuntarse las copias de  los certificados de calibración y contraste del Instrumental. También los certificados de los componentes auxiliares de calibración/ contraste  preliminar, salvo los que son provistos  por el fabricante del instrumental.

Dichas copias de certificados deberán ser firmadas por el profesional interviniente, a cargo de los trabajos de ensayos y mediciones.

Matrícula del/ los profesionales a cargo.

En el informe deberán adjuntarse copia del certificado de matrícula profesional vigente, firmada en original por el  profesional interviniente.

Lugar y Procedimiento de ensayos y mediciones de los EDSE en campo.

Retiro de vías de chispas o EDSE de las bridas o puntos de instalación, o desconexión de un extremo.

Las vías de chispas o EDSE bajo ensayo y verificación de funcionalidad, serán retirados, o bien desconectados de un extremo de las bridas dieléctricas por personal del Cliente o a cargo del Cliente.

Lugar para ensayos y/ o mediciones de los EDSE

Cuando se trate de EDSE´s  dentro de ámbitos de refinería, depósitos, Estaciones de carga y descarga de combustibles líquidos y/ o gaseosos, plantas de lubricantes, etc; El Comitente proveerá al contratista a cargo de los ensayos y mediciones de los EDSE, de un lugar cerrado con escritorio para poder desplegar el instrumental y efectuar los trabajos.

Cuando se trate de mediciones de vías de chispas o EDSE sobre plantas de explotación, gasoductos, todas a cielo abierto, se coordinará con el Comitente el siguiente procedimiento básico:

Individualización de cada vía de chispas o EDSE.

Para los ensayos y/o  mediciones; Cada EDSE será individualizado mediante un código de inventario propio del Comitente o bien de un código creado con consenso de las partes. Dicho código será indeleble en el cuerpo de cada vía de chispas o EDSE, y también dicho código permanecerá en lo posible invariable a lo largo del tiempo de vida útil de cada vía de chispas o EDSE.

 Reinstalación de cada vía de chispas o EDSE.

Las vía de chispas o EDSE que hayan  aprobado los ensayos de funcionalidad operativa, serán reinstalados por profesionales bajo cargo y procedimientos del Comitente.

Mantenimiento de las vías de chispas o EDSE. Marco Normativo y Legal.

Las vías de chispas o EDSE forman parte de un sub-sistema normalizado de protección contra sobretensiones transitorias (SPCST), como parte nunca excluyente del Sistema de Protección Interior contra Descargas Atmosféricas (Rayos), o SPICR.

Bajo el marco de la Reglamentación de Instalaciones Eléctricas en Inmuebles, la serie AEA 90364, debe preverse la instalación de un Sistema de Protección contra Sobretensiones Transitorias o SPCST.

Las normas y reglamentaciones argentinas AEA 92305-11 / IRAM 2184-11;  AEA92305-3 / IRAM 2184-3/ 2011/ y  la norma europea EN-IEC 62305-3/ 2010 se expiden claramente sobre la importancia del mantenimiento del SPCR como sigue:

“Las inspecciones periódicas constituyen la parte fundamental para un mantenimiento fiable de un Sistema de Protección contra los Rayos, o SPCR”.

 “El Comitente o Usuario debe estar informado de todas las faltas observadas y éstas deben repararse sin dilación”.

1.1.2.  Protección contra sobretensiones transitorias (SPCST)

En un Sistema de Protección contra los Rayos normalizado, o SPCR, debe cumplirse siempre la siguiente relación :

SPCR =  SPECR + SPICR                                                           (Ver Nomenclatura)

donde

SPECR = Sistema de Protección Exterior contra Descargas Atmosféricas (Rayos).

SPICR  =  Sistema de Protección Interior contra Descargas Atmosféricas (Rayos).

Así, el SPCST es considerado normativamente y reglamentariamente como parte ineludible y nunca excluyente del SPICR.

Por consiguiente deben aplicarse al mantenimiento del SPCST como parte del SPICR, las recomendaciones  de las reglamentaciones  y normas AEA 92305-11;  IRAM 2184-11/ AEA92305-3/ IRAM 2184-3/2011; EN-IEC 62305-3/ 2010. 

Otros extractos normativos/ reglamentarios al respecto se reproducen a continuación:

“Los dispositivos de protección contra las ondas transitorias tales como DPS, vías de chispas o EDSE (y su medio aislante, en su caso) debe inspeccionarse de acuerdo con las instrucciones del fabricante y en intervalos que no excedan de 12 meses y siempre que se realicen ensayos eléctricos en el SPCR” (NORMATIVO).

“Los DPS (vías de chispas o EDSE) también deben inspeccionarse después de una sospecha de que haya habido un impacto en la estructura”.

Además, bajo prescripción normativa y reglamentaria: 

“Las características mecánicas y eléctricas del sistema de protección contra rayos deberán mantenerse a lo largo de la vida útil de la instalación dentro de los parámetros de diseño”.

Así, el intervalo de tiempo máximo normativo establecido entre inspecciones de un SPCR es el indicado a continuación en la siguiente tabla. (NORMATIVO).