Poryoyo shiEsta lista de comprobación para el control del par de apriete en la instalación de casquillos de media tensión describe la interfaz de sellado, las fases de apriete y los pasos de diagnóstico que determinan si un casquillo de media tensión resiste los ciclos térmicos y las tensiones eléctricas a lo largo de décadas de servicio.
El control del par de apriete no es una mera formalidad en la instalación de casquillos de media tensión: es el mecanismo que determina si la interfaz de sellado se mantiene intacta tras los ciclos térmicos y las tensiones eléctricas a lo largo de décadas de servicio. Una brida apretada con un par insuficiente deja huecos microscópicos en la interfaz de la junta, mientras que una apretada con un par excesivo puede agrietar las carcasas de porcelana o deformar los sistemas de resina epoxi. Ambas situaciones acortan la vida útil de formas que, a menudo, no se aprecian hasta meses después de la puesta en servicio.
La unión entre el casquillo y la torreta depende de que una junta (normalmente de nitrilo o EPDM) alcance una compresión uniforme en toda su circunferencia. Una compresión insuficiente —por lo general, inferior a la fuerza mínima especificada por el fabricante— permite la entrada de humedad, lo que acelera la actividad de descargas parciales (DP) en la brida. En los trabajos de puesta en servicio sobre el terreno, los técnicos suelen encontrar casquillos que “parecen” estar bien asentados pero que no superan la prueba de resistencia de aislamiento simplemente porque un cuadrante de la junta nunca alcanzó la compresión adecuada, lo que nos recuerda que la inspección visual por sí sola no sustituye a la verificación del par de apriete.
Los diámetros típicos de los pernos de brida para los pasacables de media tensión oscilan entre 12 mm y 20 mm (M12–M20), y las especificaciones de par de apriete suelen situarse entre 40 N·m y 110 N·m, dependiendo del tipo de perno y del material de la brida. Consulte siempre la tabla de pares de apriete del fabricante original (OEM) en lugar de aplicar un valor genérico.
Un apriete excesivo también puede deformar la brida de montaje, reduciendo ligeramente la distancia de fuga entre el extremo bajo tensión del casquillo y el metal de la torreta conectado a tierra. Esto es especialmente importante en el caso de los casquillos de media tensión para exteriores con una tensión nominal de entre 15 kV y 38 kV, en los que los márgenes de fuga ya son ajustados en relación con el grado de contaminación.
La distribución de tensiones en la brida puede estimarse partiendo de que la fuerza de compresión F es aproximadamente proporcional al par aplicado T, al coeficiente de fricción de la junta μ y al diámetro del círculo de pernos d: F ≈ T / (μ × d). Esta relación explica por qué los cambios en el estado de lubricación de los pernos provocaban variaciones en la fuerza de sujeción, incluso con lecturas idénticas de la llave dinamométrica.
Para obtener más información sobre la construcción de los casquillos, consulta el artículo de ZeeyiElec <a href="/es/”https://zeeyielec.com/transformer-accessories/medium-voltage-bushings/”/">casquillos de media tensión</a> página de la serie.
Antes de que cualquier llave dinamométrica entre en contacto con un perno, el casquillo, la junta y la brida de montaje deben superar una inspección documentada. Saltarse este paso es una de las causas principales más habituales que se detectan durante las llamadas de resolución de problemas: una superficie de sellado rayada o una junta que se ha dejado toda la noche en una caja húmeda pueden echar por tierra una secuencia de apriete que, por lo demás, sería perfecta durante la instalación del casquillo de un vehículo de motor.
Inspecciona todo el largo del casquillo para detectar posibles grietas finas, astillas en el asiento de la brida o una capa de suciedad. Los casquillos de porcelana deben revisarse bajo luz rasante para detectar agrietamientos superficiales; los casquillos de resina epoxi deben revisarse para detectar desprendimiento de polvo o degradación por rayos UV si han estado almacenados al aire libre. Descartar cualquier casquillo que presente daños visibles a menos de 5 mm de la ranura de sellado: una pequeña mella en esa zona es suficiente para comprometer el asentamiento de la junta.
Se debe comprobar si las juntas presentan deformación permanente debida al apilamiento durante el almacenamiento previo, y se deben descartar si su espesor se ha reducido en más de aproximadamente 10-15% con respecto al valor nominal. Las superficies de las bridas del lado de la torreta deben revisarse para detectar picaduras, residuos de juntas antiguas o acumulaciones de pintura que superen los 0,1 mm a 0,2 mm, ya que incluso las capas de recubrimiento más finas alteran la altura efectiva de sujeción en toda la unión.
En emplazamientos costeros o con alta humedad, los técnicos suelen limpiar ambas superficies de contacto con alcohol isopropílico inmediatamente antes del montaje, ya que se ha observado que las películas de humedad residual están relacionadas con la aparición precoz de descargas parciales durante las pruebas de puesta en servicio. Una humedad ambiental superior a aproximadamente el 85% de humedad relativa suele ser un motivo habitual para retrasar la instalación, especialmente en el caso de los pasacables de epoxi, en los que la humedad superficial puede afectar al curado de la resina en las zonas de retoque.
Para los accesorios de montaje en brida y los kits de juntas compatibles, consulta la sección de ZeeyiElec insertos para bujes serie y la accesorios para transformadores página principal.Las especificaciones de par de apriete para las bridas de los casquillos MV varían en función del diámetro del perno, el material de la brida y el tipo de junta; aplicar un valor “típico” a todas las clases de casquillos es una causa habitual de fallos en el terreno.
La mayoría de las bridas de los casquillos para alta tensión utilizan pernos de acero inoxidable o de acero al carbono galvanizado de grado 8.8 o equivalentes a A2-70. Los pernos de acero inoxidable suelen requerir valores de par aproximadamente entre 10 y 15% inferiores a los del acero al carbono galvanizado del mismo diámetro, debido a las diferencias en el coeficiente de fricción de la rosca —algo que es fácil pasar por alto al reutilizar una tabla de pares en lotes mixtos de herrajes durante un trabajo de modernización—.
Lo que se indica a continuación refleja la práctica habitual del sector; compruébalo siempre con la ficha técnica del fabricante concreto del casquillo antes de utilizarlo sobre el terreno.
| Tamaño del perno | Clase de tensión de los casquillos | Rango de par típico |
|---|---|---|
| M12 | Clase 15 kV | 40 N·m – 55 N·m |
| M16 | Clase 25 kV | 65 N·m – 85 N·m |
| M20 | 38 kV clase | 90 N·m – 110 N·m |
Estas cifras se refieren a roscas secas y sin lubricar. Si se utiliza un compuesto antiadherente, los valores de par de apriete suelen reducirse entre un 15 y un 20% para alcanzar una fuerza de sujeción equivalente, ya que la lubricación reduce el coeficiente de fricción mencionado anteriormente. En ocasiones, el personal de campo aplica el mismo par de apriete independientemente del estado de lubricación, lo que puede provocar una compresión excesiva de la junta y, en los casquillos de porcelana, microfisuras en la brida que no son visibles hasta una inspección de mantenimiento posterior.
Aplicar el par de apriete final de una sola vez es una de las formas más rápidas de provocar una compresión desigual de la junta, incluso cuando el valor de par de apriete deseado es el correcto. La secuencia y las etapas son tan importantes como la cifra que marca la llave.
Los pernos deben apretarse siguiendo un patrón en estrella o en cruz, en lugar de hacerlo secuencialmente a lo largo de la circunferencia de la brida. En el caso de una brida de casquillo de media tensión típica de 8 pernos, esto significa apretar primero el perno 1, luego el perno situado más o menos enfrente (el perno 5), después el 3, luego el 7, y así sucesivamente, distribuyendo la compresión de manera uniforme en lugar de “desplazar” progresivamente la junta hacia un asiento irregular. El incumplimiento de este patrón es un problema recurrente durante las visitas de resolución de averías, especialmente en trabajos de modernización en los que los equipos actúan de memoria en lugar de seguir un procedimiento documentado.
El par de apriete final debe alcanzarse en al menos tres pasadas: una pasada inicial a aproximadamente 30% del valor objetivo para asentar la junta, una segunda pasada a 70% y una pasada final a 100%, siguiendo siempre el mismo patrón en estrella en cada ocasión. Una cuarta “pasada de comprobación” al par máximo, realizada después de que la unión se haya asentado durante unos minutos, compensa la relajación que se produce de forma natural al comprimirse la junta bajo carga. Para un perno M16 en el rango de 65 N·m a 85 N·m, esto suele implicar pasadas a aproximadamente 20 N·m, 55 N·m y, a continuación, el par final.
Las bajas temperaturas ambientales, especialmente por debajo de 0 °C, hacen que los materiales de las juntas se vuelvan más rígidos y menos capaces de adaptarse a pequeñas irregularidades de las bridas, lo que puede provocar una estanqueidad insuficiente incluso con valores de par de apriete correctos. En estas condiciones, algunos equipos realizan una comprobación del par de apriete una vez que el transformador alcanza la temperatura normal de funcionamiento, ya que la expansión térmica de la brida y la junta desplaza ligeramente la fuerza de sujeción alcanzada con respecto al estado en frío en el que se instaló.
La mayoría de los fallos en los casquillos relacionados con el par de giro se deben a uno de los pocos patrones recurrentes, y detectar el síntoma a tiempo puede evitar que un pequeño error de instalación se convierta en un fallo durante el funcionamiento meses más tarde.
El exceso de par de apriete suele manifestarse como fisuras capilares en el asiento de la brida de porcelana o, en los casquillos de epoxi, como blanqueamiento por tensión alrededor de los orificios de montaje. En un patrón recurrente observado sobre el terreno, los técnicos que utilizan una llave de impacto en lugar de una llave dinamométrica calibrada para ganar “velocidad” en instalaciones con varios casquillos han generado fuerzas de sujeción entre 20 y 30% por encima del valor objetivo, lo que a menudo solo se aprecia cuando el casquillo no supera una prueba de presión diferencial (PD) posterior, y no en el momento de la instalación. Cualquier casquillo instalado con una herramienta no calibrada debe señalarse para su reinspección.
Las bridas apretadas con un par insuficiente dejan huecos que atrapan aire o humedad en la interfaz de la junta, convirtiéndose en puntos de inicio de descargas parciales una vez que el pasacables está energizado. Una prueba de descargas parciales (DP) de puesta en servicio que muestre una actividad baja, pero distinta de cero, a la tensión nominal en una instalación nueva no debe considerarse automáticamente como superada; a menudo se debe a un apriete insuficiente en la última fase de montaje, más que a un defecto de fabricación, y conviene contrastarla con los criterios de aceptación de descargas parciales especificados en el proyecto antes de dar el visto bueno.
En ambos casos, la medida correctiva es la misma: aflojar todos los pernos siguiendo un patrón en estrella inversa, inspeccionar la junta para detectar daños visibles o deformación permanente, sustituirla si la deformación por compresión supera el umbral de 10-15% indicado anteriormente, y volver a realizar la secuencia completa de apriete por etapas, en lugar de limitarse a aplicar un poco más de par a una unión que ya está apretada.
Las prácticas de montaje y par de apriete de los casquillos para transformadores de media tensión se enmarcan en un contexto más amplio de normas sobre accesorios para transformadores, lo que proporciona a los equipos de instalación una base documentada para sus procedimientos, en lugar de tener que basarse únicamente en las tablas del fabricante.
La norma IEEE C57.19.01 regula las características de rendimiento y las normas dimensionales de los pasamuros para aparatos de exterior, incluidos los requisitos de distancia de fuga según la clase de tensión —los mismos márgenes a los que se ha hecho referencia anteriormente al abordar la deformación de las bridas debida a un par de apriete excesivo—. La norma IEC 60137 abarca un ámbito similar para los pasamuros utilizados en sistemas de CA por encima de 1 kV, incluidos los requisitos de ensayos rutinarios y de tipo que un pasamuros debe haber superado antes de su instalación in situ. Cuando las especificaciones de un proyecto hagan referencia a una norma en lugar de a otra —algo habitual en regiones donde conviven las normas IEC e IEEE, como en algunas zonas de Oriente Medio y América Latina—, los equipos de instalación deben confirmar según qué marco normativo se ha fabricado y certificado el pasamuros concreto, ya que las tolerancias de par de apriete y de asentamiento de la junta pueden diferir ligeramente entre ambas normas.
El Folleto Técnico 755 del CIGRE, elaborado por el Grupo de Trabajo A2.43 sobre la fiabilidad de los pasamuros de los transformadores, recoge los mecanismos de fallo de los pasamuros en servicio y su relación con las estadísticas generales de fallos de los transformadores, basadas en datos de estudios internacionales, lo que refuerza la idea de que el control del par de apriete merece el mismo rigor procedimental que las pruebas eléctricas durante la puesta en servicio.
El control del par no termina al dejar la llave en una instalación de casquillos MV: una secuencia de puesta en servicio adecuada garantiza que la instalación resistirá los ciclos térmicos y la carga, y no solo en el momento del montaje.
Tras la última fase de apriete por etapas, una comprobación aleatoria documentada con una llave dinamométrica calibrada en al menos 25% de pernos (alternando los pernos que se comprueban entre las visitas de puesta en servicio) ayuda a detectar cualquier unión que se haya aflojado tras el apriete inicial. Esto suele repetirse una vez que el transformador alcanza la temperatura normal de funcionamiento, ya que la dilatación térmica puede alterar la fuerza de sujeción con respecto al estado en frío en el que se instaló.
Antes de la puesta en tensión, se deben realizar pruebas de resistencia de aislamiento —por lo general, entre 5 kV y 10 kV de corriente continua, dependiendo de la clase de pasamuros— junto con una comprobación de descargas parciales, para confirmar que el sellado realizado anteriormente no ha dejado humedad detectable ni huecos de aire en la brida.
Para conseguir los valores de par correctos a la primera, lo primero es utilizar casquillos y juntas del tamaño adecuado para cada aplicación. ZeeyiElec’s casquillos de media tensión Incluyen tablas de par de apriete específicas del fabricante en la documentación técnica, y el equipo puede ayudarte a adaptar las dimensiones de las bridas y las especificaciones de las juntas a la torreta de tu transformador actual antes del día de la instalación. Para consultar las especificaciones completas del producto y obtener ayuda con las solicitudes de presupuesto, visita la página web de ZeeyiElec: accesorios para transformadores página.Los valores de par suelen oscilar entre moderados y altos, dependiendo del diámetro del perno y de la clase del casquillo, y siempre deben ajustarse a la tabla especificada por el fabricante original (OEM), en lugar de a una cifra genérica, ya que el diseño de las bridas varía según el fabricante.
Sí: un par excesivo puede agrietar las carcasas de porcelana o deformar las uniones de epoxi, sobre todo en condiciones ambientales más frías, cuando los materiales son menos flexibles.
Una junta correctamente colocada presenta una compresión uniforme en toda su circunferencia, sin huecos visibles, aunque la confirmación definitiva suele requerir una nueva comprobación del par de apriete tras el asentamiento inicial.
Las causas más habituales son los tornillos apretados con un par insuficiente o las superficies de sellado contaminadas, ya que una compresión incompleta de la junta puede dejar huecos de aire microscópicos que se ionizan bajo la tensión eléctrica.
Sí, el patrón en forma de estrella o de cruz es la práctica habitual en la mayoría de los casquillos con brida para garantizar una compresión uniforme de la junta, aunque la secuencia exacta depende del número de pernos y de la geometría de la brida.
Muchos técnicos de campo vuelven a comprobar el par de apriete tras un breve periodo de estabilización después de la primera puesta en marcha, ya que los materiales de las juntas pueden sufrir una ligera relajación debido a los ciclos térmicos.
Sí, las bajas temperaturas pueden endurecer las juntas y hacer que la porcelana se vuelva más frágil, por lo que, por lo general, el par de apriete debe aplicarse con mayor cautela y volver a comprobarse una vez que las temperaturas se hayan estabilizado.
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