El siguiente vídeo muestra el método de prueba directa para garantizar el correcto funcionamiento de su PCR, PCRH, PCRX o SSD.

Para obtener información más detallada, visite nuestro artículo de la base de conocimientos sobre pruebas directas.

El ISP es el dispositivo original de estado sólido de Dairyland para bloquear la conducción de CA/CC diseñado para la industria de prevención de corrosión en 1990. De todos los desacopladores de Dairyland, el ISP-que significa Aislador/Protector de Sobretensión-proporcionala gama más amplia de características y clasificaciones. Esto incluye los niveles más altos de capacidad de gestión de averías de CA, hasta las averías más típicas del sistema de transmisión, lo que convierte al ISP en el producto preferido para los requisitos de desacoplamiento/unión de cables subterráneos de las compañías eléctricas.

El ISP suele conectarse entre la cubierta de un sistema de cables de transmisión tipo tubería de una empresa eléctrica y el sistema de puesta a tierra de la subestación. En este caso, el ISP proporciona aislamiento de CC y acoplamiento de CA al sistema de puesta a tierra de la subestación.

Este artículo cubrirá qué es un ISP y cómo funciona un ISP durante diferentes condiciones de campo que incluyen estado estacionario, fallas de CA y fallas de rayos. Además, una breve explicación sobre cómo probar ISP en circuito y los beneficios de probar ISP usando el probador automatizado de ISP de Dairyland.

¿Qué es un ISP?

El ISP de Dairyland incluye los siguientes componentes: un circuito de condensadores para el funcionamiento en régimen permanente, tiristores T1 y T2 aptos para el manejo de corrientes de fallo elevadas, un circuito de control lógico para el funcionamiento de conmutación y un circuito protector contra sobretensiones para rayos y transitorios rápidos. El dispositivo de dos terminales tiene una tensión umbral de bloqueo de 12,5 V o 20 V, en la que bloqueará la corriente continua si no se supera el umbral de tensión. Una vez superado el umbral de tensión, el ISP pasa a un estado de baja impedancia en 4 ms, convirtiéndose en un cortocircuito virtual que conduce de forma segura a tierra las corrientes de fallo o sobretensión de CA y CC, limitando el aumento de tensión del sistema. Consulte el circuito ISP simplificado de la Figura 1.

Figura 1: Circuito simplificado de un ISP

Funciones de un ISP

Funcionamiento de CA en estado estacionario

Como puede verse en la Figura 2, en condiciones normales de funcionamiento, cuando se aplica tensión alterna al ISP, la corriente circula por el inductor (L) y el condensador (C), lo que permite una conducción continua hasta el valor nominal de corriente alterna en estado estacionario seleccionado. El interruptor (S) y el circuito de protección contra sobretensiones permanecen abiertos y no circula corriente a través de ellos.

Figura 2: Flujo de corriente alterna en estado estacionario

Funcionamiento con corriente alterna de defecto

El ISP está diseñado para soportar corrientes superiores a su límite de corriente alterna en estado estacionario, lo que significa que durante los fallos de corriente alterna, está protegido contra fallos, aunque ya no bloquea la corriente continua. Cada vez que el dispositivo funciona por encima de su límite de corriente alterna en estado estacionario o la tensión continua supera el umbral de conmutación, un indicador rojo en la cubierta del ISP parpadea intermitentemente como advertencia.

Como se muestra en la Figura 3, durante un fallo de CA, la ruta de flujo de corriente predominante se desplaza a través del interruptor S1 (S) con un flujo de corriente mínimo a través del condensador (C). Durante este tiempo, el condensador (C) está protegido de una corriente y tensión excesivas. No hay flujo de corriente a través de la ruta de protección contra sobretensiones.

Los ISP de Dairyland están clasificados para 35kA, 68kA o 118kA, 1 ciclo a 60Hz. Algunos modelos más antiguos siguen funcionando también con potencias de 7kA y 24kA.

Figura 3: Trayectoria de la corriente durante los fallos de CA

Operación relámpago y eventos transitorios

En condiciones de sobretensión por rayos (o transitorios de conmutación), en las que la corriente de entrada tiene un tiempo de subida muy rápido, la ruta de conducción a través del ISP es diferente que en condiciones de CA.

Observe la figura 4. Cuando el ISP se ve expuesto a una sobretensión, la tensión desarrollada a través del inductor (L) aumenta instantáneamente hasta un valor que pone en conducción el protector contra sobretensiones (varistor de óxido metálico), lo que permite al protector contra sobretensiones transportar la mayor parte de la corriente. Como el pico de tensión en el tiristor también supera rápidamente el umbral, el interruptor S también se pone en conducción. Sin embargo, la impedancia de la trayectoria de la corriente a través del tiristor es ahora mucho mayor porque el inductor está en serie con esta trayectoria. La impedancia del inductor permite que sólo una pequeña fracción de la corriente de sobretensión a través del ISP sea conducida por los tiristores, evitando así el fallo de los tiristores debido a la excesiva velocidad de cambio de la corriente. La mayor parte de la corriente viajará a lo largo de la trayectoria de menor impedancia a través del protector contra sobretensiones.

Los ISP tienen una capacidad nominal de 75 kA (estándar) o 100 kA (opcional) en forma de onda de 8x20 ms.

Figura 4: Trayectoria de la corriente durante las descargas atmosféricas

Probar un ISP en circuito

Esta prueba se realiza con el aparato conectado en circuito, sin necesidad de desconectar ningún terminal. Nota: esta prueba sólo comprueba los cortocircuitos internos y no las funciones del circuito de control lógico.

Consulte y siga los procedimientos de seguridad de la empresa antes de realizar las pruebas.

Equipo necesario

• Un multímetro con amperios CA/CC, voltios, ohmios.
• Una pinza amperimétrica CA/CC

El ISP debe estar completamente silencioso (sin ruidos). Si se escucha un chasquido audible, el ISP está siendo sometido a una corriente alterna superior a su capacidad nominal para la tensión continua aplicada. Este sonido es causado por un efecto magnético de ciertos componentes de estado sólido y no es ninguna forma de arco eléctrico. Además, un indicador rojo en la cubierta del ISP parpadeará intermitentemente.

Para comprobar que el ISP funciona correctamente, mida primero la tensión alterna en los terminales con el multímetro digital. En segundo lugar, mida la corriente alterna que circula por el terminal negativo. Por último, calcule la impedancia, Vac/Iac. Estos valores deben ser aproximadamente iguales. Consulte la tabla de impedancias de este artículo y la placa de características del ISP para determinar el valor correcto con el que comparar.

Ejemplo1:

• Vac medido a través de los terminales = 1V
• Iac medida con pinza = 10A
• Impedancia calculada = 1V / 10A = 0,1Ω
• Para ISP con capacidad de 90A, Impedancia publicada = 0,09Ω
• Los valores coinciden = La unidad pasa

Ejemplo 2:

• Vac medido a través de los terminales = 0,1V
• Iac medida con pinza = 10A
• Impedancia calculada = 0,1 V / 10 A = 0,01 Ω
• Para ISP con capacidad de 90A, Impedancia publicada = 0,09Ω
• Valores en desacuerdo = La unidad no supera la prueba
  • La unidad está conduciendo activamente o ha fallado un cortocircuito.
  • El LED parpadea si está conduciendo (si está presente)

 

Pruebas con ISP Tester

El comprobador de ISP es un dispositivo de prueba automatizado para realizar análisis en circuito de una ISP. La ISP suele estar conectada entre la cubierta de un sistema de cables de transmisión tipo tubería de una compañía eléctrica y el sistema de puesta a tierra de la subestación. Al desempeñar las funciones de aislamiento de CC y puesta a tierra de CA para la cubierta de transmisión, una ISP no se retira fácilmente del sistema con fines de prueba, por lo que el comprobador de ISP desempeña un papel importante en el análisis de una ISP en servicio para determinar su estado.

El comprobador de ISP evalúa automáticamente el estado del ISP y aplica señales de fallo de CA simuladas para verificar su correcto funcionamiento. Confirma que el ISP pasa al estado de baja impedancia (ON) en condiciones de fallo y, a continuación, vuelve de forma fiable a su modo normal, bloqueando la CC (procedente de fuentes parásitas o sistemas de protección catódica) al tiempo que permite que la CA inducida o acoplada pase a tierra.

El comprobador ISP se configura inicialmente mediante una sencilla interfaz de panel táctil. Tras la configuración, el operador inicia una secuencia de prueba automatizada. Durante la parte automatizada de la prueba, el ISP se somete a una secuencia de prueba de varios pasos controlada totalmente por un microprocesador integrado. La secuencia consta de varias fases de observación seguidas de dos inyecciones de un impulso de alta corriente y corta duración que crea una condición temporal de "fallo". Durante la prueba, se observa el ISP para verificar que se dispara correctamente en los ajustes de 12,5 V o 20 V seleccionados inicialmente en el panel táctil y que el ISP se recupera correctamente de una condición de disparo. El breve impulso de alta energía hace que el ISP se dispare sólo durante unos milisegundos, y se aplica un sistema de cortocircuito a los terminales externos para limitar cualquier influencia en el sistema externo. Los operadores del Comprobador ISP deben evitar el contacto con los terminales expuestos del ISP bajo prueba. Una vez iniciada, la secuencia de prueba completa requiere aproximadamente de tres a cinco minutos para completarse. Al finalizar la secuencia de prueba automatizada, los datos informativos se combinan con los resultados reales de la prueba y se registran en una unidad de datos USB.

Si el comprobador ISP detecta un problema durante la prueba, informará de los resultados en el cuadro de estado de la pantalla de inicio y abortará cualquier prueba adicional. Hay catorce fallos posibles y tres resultados satisfactorios que se comunican al operador.

El probador ISP está disponible para compra o alquiler. Póngase en contacto con Dairyland para obtener información adicional.

Información adicional puede ser encontrada en la literatura técnica del ISP, instrucciones de instalación y guía de aplicación. Si tiene alguna pregunta sobre el funcionamiento o las pruebas de los ISP, póngase en contacto con el equipo de asistencia técnica de Dairyland para que le orienten.

Preguntas frecuentes sobre los PSI

 

 

Preguntas frecuentes sobre el ISP de Dairyland

El ISP de Dairyland es el dispositivo original de bloqueo de conducción CA/CC de estado sólido diseñado para la industria de prevención de corrosión y presenta la gama más flexible y amplia de clasificaciones y aplicaciones de productos disponibles en el mercado. El ISP ofrece la gama más amplia de características y clasificaciones, incluidos los niveles más altos de capacidad de gestión de fallos de CA, hasta los fallos típicos más elevados de los sistemas de transmisión, lo que lo convierte en el producto preferido para los requisitos de desacoplamiento/unión de cables subterráneos de las compañías eléctricas. A continuación se exponen algunas de las preguntas más frecuentes sobre clasificaciones, funcionalidad de la placa lógica e instalación.

Para conocer los distintos modos de funcionamiento del ISP y cómo probarlos, consulta este artículo.

¿Cuál es la corriente de fuga de un ISP?

Existe una corriente de fuga de CC relativamente pequeña durante el bloqueo de CC y el funcionamiento continuo de CA. La figura 5 proporciona una estimación de la corriente de fuga de CC esperada, que depende de la tensión de CC disponible en los terminales. Aconsejamos a los usuarios que esperen unos 25 mA por voltio.

Figura 1: Corriente de fuga de CC del ISP

 

¿Qué importancia tiene el circuito lógico?

El componente más importante del ISP es el circuito de control lógico. Este circuito determina exactamente cuándo deben ponerse en "ON" los tiristores de alta capacidad de corriente. Tras un evento transitorio, el circuito garantiza que el ISP vuelva a su modo de funcionamiento normal, bloqueando la CC mientras conduce la CA. Esto evita que los tiristores permanezcan en estado "ON" debido a la influencia de un sistema de protección catódica o de una fuente de tensión CC externa. El circuito controlado por lógica, al igual que todo el ISP, es autónomo y no necesita una fuente auxiliar de energía eléctrica. Capta y almacena la energía necesaria de cualquier evento que provoque que la tensión o la corriente a través de los terminales del ISP alcance el nivel de umbral. La energía se almacena durante un tiempo suficiente mientras el circuito controlado por lógica se ocupa de cualquier evento previsible.

El circuito controlado por lógica incluye un subcircuito que proporciona un medio para disipar la energía inductiva almacenada para evitar que se vuelva a disparar el ISP. Una vez disipada esta energía inductiva, la tensión continua volverá a su valor normal de estado estacionario. A continuación, el circuito controlado por lógica se inactiva automáticamente hasta que se produce el siguiente evento de disparo. El circuito de control lógico distingue entre el aumento de tensión causado por la energía inductiva almacenada, que debe disiparse de forma segura, y las perturbaciones externas, como sobretensiones de rayos o fallos de CA, en las que el ISP debe activarse para protegerse y limitar la tensión entre sus terminales conectados.

Nota sobre el circuito de control lógico de la Revisión 1

El circuito original controlado por lógica, denominado Revisión 1, se introdujo a principios de la década de 1990. Esta revisión del circuito no protege a un ISP contra fallos si la corriente alterna de estado estacionario está continuamente por encima del valor nominal. El circuito lógico Rev. 1 no incluye las siguientes características de seguridad:

• Prevención del sobrecalentamiento del condensador debido a la repetición del disparo si el ISP está funcionando por encima de sus valores nominales en estado estacionario.
• Protección del condensador contra la corriente alterna excesiva que puede producirse por debajo del nivel voltaje umbral absoluta del ISP (se aplica cuando se selecciona el nivel umbral de 20 V).
• Disposición para activar un indicador de advertencia rojo intermitente siempre que el ISP se vuelva a disparar repetidamente (debido a una aplicación por encima de la potencia nominal en estado estacionario).

Los ISP con el circuito de control lógico Rev. 1 original se diseñaron hace más de 30 años, utilizando la tecnología más puntera disponible en aquel momento. Desde entonces, se han hecho muchos avances tecnológicos. Dairyland ahora recomienda que los usuarios de las unidades más viejas consideren actualizar a las unidades más nuevas Rev. 5.

Nota sobre el circuito de control lógico de la Revisión 5

Los modelos ISP actuales de Dairyland utilizan el último circuito de control lógico Rev. 5, que presenta las siguientes ventajas:

• Circuito inductivo de disipación de energía que asegura que el ISP permanezca apagado después de un evento de fallo, mejorado en un 50% de su capacidad para todos los modelos.
• Mejora del disparo de reserva de 26V pico si falla el disparo primario.
• Prevención del sobrecalentamiento del condensador debido a la repetición del disparo si el ISP funciona por encima de sus valores nominales en estado estacionario.
• Protección del condensador contra la corriente alterna excesiva que puede producirse por debajo del nivel umbral de tensión absoluta del ISP.
• Voltaje umbral de bloqueo estándar de 20 V.
• 90Arms de corriente alterna constante para modelos de hasta 68kA.
• 120Arms de corriente alterna constante para el modelo de 118kA.

 

¿Cuál es la diferencia entre la clasificación 40 y 100 de un circuito de control lógico?

Estos valores indican la corriente continua máxima permitida que puede fluir a través del ISP durante su modo de conducción, al tiempo que permite que el dispositivo se restablezca automáticamente a su modo normal después de una condición de fallo. 40 es la clasificación estándar, y es capaz de 40Adc. La clasificación 100 es opcional, con capacidad de 100Adc.

Tenga en cuenta que los ISP con circuito de control lógico Rev. 5 tienen un 50% más de capacidad gracias a las mejoras del circuito.

 

¿Cuál es la impedancia de un ISP?

Para las unidades ISP fabricadas antes de 2020, el valor de impedancia variará en función de la clasificación de corriente en estado estacionario, ya que había cuatro opciones disponibles. A continuación se muestran los valores de impedancia:

Potencia nominal de corriente alterna en estado continuo	mW (60 Hz)	mW (50 Hz)
30A	265	318
60A	133	160
90A	90	110
120A	70	80

Tabla 1: Valores de impedancia basados en la corriente nominal en estado estacionario de un ISP

Para las unidades ISP fabricadas en 2020 o posteriormente, sólo están disponibles los valores nominales de corriente de estado estacionario de 90A y 120A. Se aplican los valores de impedancia de 90A y 120A mostrados anteriormente.

 

¿Cuál es la diferencia entre los números de modelo anteriores a 2020 y los posteriores a 2020?

El número de modelo de ISP se racionalizó a principios de 2020 para facilitar su especificación. Antes de 2020, había numerosas opciones que daban lugar a muchas variaciones de ISP. Los cambios afectaron a los valores nominales de corriente en estado estacionario, los tornillos a prueba de manipulaciones y el umbral de tensión de bloqueo.

Los valores nominales de corriente en estado estacionario pasaron de cuatro opciones (30-120Arms) a sólo dos opciones (90Arms o 120Arms), el umbral de tensión de bloqueo cambió de dos opciones (12,5V o 20V) a sólo la opción de 20V y, por último, los tornillos a prueba de manipulaciones en la tapa de la caja se hicieron estándar en todos los ISP.

 

¿Para qué sirve la luz LED?

El indicador LED rojo parpadeará aproximadamente una vez por segundo si la tensión continua está por encima del nivel de bloqueo de tensión (12,5 V o 20 V), o si la corriente alterna de estado estacionario está por encima de la capacidad nominal de estado estacionario del modelo ISP (30 A, 60 A, 90 A o 120 A). En condiciones normales de funcionamiento, este LED debe estar siempre apagado.

Si se produce cualquiera de las condiciones anteriores, se oirá un "clic" cuando se conmuten los tiristores.

 

¿Se pueden conectar ISP en paralelo?

Los modelos ISP individuales de 35kA y 68kA no deben conectarse en paralelo para duplicar la capacidad nominal de corriente de fallo de CA. El principal problema es que los circuitos de control lógico no están sincronizados para dispararse al mismo tiempo durante los eventos de fallo. Una de las unidades se disparará mientras que la otra no, por lo que la unidad que se dispare verá el evento de fallo completo y es probable que provoque el fallo de la ISP.

Para aplicaciones que requieren mayor capacidad de corriente de falla de CA, Dairyland recomienda nuestro ISP de mayor capacidad, el 118kA. Esta unidad esencialmente tiene dos ISPs de 68kA conectados en paralelo en los terminales y los circuitos de control lógico están sincronizados juntos eliminando el problema mencionado anteriormente.

 ¿Está un ISP catalogado para uso en lugares peligrosos?

El ISP es un dispositivo sellado que no produce chispas. Este dispositivo cumple los requisitos de ANSI/NFPA 70 (Código Eléctrico Nacional de EE.UU.) y CSA (Asociación Canadiense de Normalización) para ubicaciones peligrosas de Clase I, División 2. El ISP no se ha presentado para su inclusión en la lista de ubicaciones peligrosas porque rara vez se utiliza en ubicaciones peligrosas. El ISP no se ha presentado para su inclusión en la lista de ubicaciones peligrosas porque rara vez se utiliza en ubicaciones peligrosas. Si se requiere un dispositivo listado para ubicaciones peligrosas, considere el PCR o el PCRH, descritos en otras secciones de literatura.

Lee más aquí sobre los diferentes modos de funcionamiento del ISP y cómo probarlos.

Si tiene alguna pregunta sobre la información de este artículo, no dude en ponerse en contacto con nosotros entechsupport@dairyland.com.

El Dairyland SSD se desarrolló en 2005 como alternativa al PCR. Ambos desacopladores ofrecen las mismas funciones, pero presentan algunas diferencias importantes, sobre todo en cuanto a potencia, tamaño y coste. Desde su lanzamiento, el SSD se ha convertido en uno de nuestros desacopladores más populares, ya que puede utilizarse en una amplia gama de aplicaciones.

A menudo se pregunta a los expertos técnicos y al personal de atención al cliente de Dairyland: ¿Cuál es la diferencia entre unidades SSD "-R" y "no-R"? El siguiente vídeo ilustra gráficamente las principales diferencias, al tiempo que destaca las aplicaciones específicas para las que son más adecuados.

Nos dedicamos a comprender las necesidades de nuestros clientes y a ofrecerles productos y servicios fiables. Si aún no existe una solución a su problema, trabajaremos para encontrarla. Póngase en contacto con nosotros o llame al 608-877-9900.

Este es el segundo artículo de nuestra serie diseñada para proporcionar claridad en medio de las muchas nuevas complejidades que rodean a la Mega Regla(lea el primero de la serie). El control de la corrosión y los criterios de reparación son fundamentales en la Parte 3 de la Megaregla y aquí nos centramos en los retos en torno a la mitigación de interferencias. A lo largo de esta serie, también presentamos soluciones diseñadas para ayudar a la toma de decisiones informada y al cumplimiento.

La Megaregla

Para recapitular, la Mega Norma se basa en la legislación existente y la actualiza, diseñada para reforzar un enfoque de gestión de riesgos para la seguridad de los gasoductos de transporte de gas natural, los gasoductos de distribución de gas natural y los gasoductos de transporte de líquidos peligrosos. Su tercera y última parte entró en vigor en febrero de 2023, con un plazo de cumplimiento hasta febrero de 2024. Aclara las normas de gestión de la integridad, desde los requisitos de control de la corrosión y los criterios de reparación hasta la inspección posterior a condiciones meteorológicas extremas, y se aplica a las infraestructuras de gasoductos terrestres que abarcan HCA y no HCA.

Las actualizaciones de la Megaregla suponen un reto, pero la experiencia y las tecnologías de Dairyland están probadas para mitigar las interferencias, ayudando a cumplir la normativa, garantizar la seguridad y crear una ventaja competitiva.

Fondo

Por diversos motivos logísticos, de acceso al terreno y medioambientales, es norma mundial que los gasoductos compartan el derecho de paso (ROW) con las líneas eléctricas de alta tensión, creando una red de corredores de servicios públicos. En estas rutas polivalentes que a menudo abarcan largas distancias, aumenta el riesgo de corrosión por CA debido a interferencias de CA no deseadas, al tiempo que aumenta el riesgo de descarga eléctrica para el personal que entra en contacto con la tubería o sus accesorios.

Reto nº 2: Mitigación de interferencias

Para conocer el alcance de la corrosión y la integridad de las tuberías, es esencial realizar estudios de interferencias. La infraestructura de las tuberías y los equipos asociados tienen límites de tensión y se requieren medidas paliativas para reducir el riesgo de corrosión, disminuir el riesgo para el personal y evitar daños costosos y tiempos de inactividad.

Para garantizar el cumplimiento de la nueva normativa, se realizan estudios de interferencias cuando los controles periódicos indican un aumento de la corriente de fuga o se introducen nuevas fuentes de corriente de fuga. Las fuentes de corriente parásita pueden incluir tuberías, estructuras o líneas eléctricas de corriente alterna de alta tensión (HVAC) o de corriente continua (incluidas las de generación adicional), un aumento de la tensión, líneas adicionales, subestaciones eléctricas nuevas o ampliadas, tuberías nuevas u otras estructuras. Si la corriente de interferencia es superior o igual a 100 amperios por metro cuadrado, debe elaborarse y aplicarse un plan de medidas correctoras en un plazo establecido por la normativa.

El riesgo de interferencias aumenta por la transferencia de energía eléctrica a una tubería de múltiples maneras. Aparte de las interferencias previstas en las rutas polivalentes, los fallos que escapan al control del operador del gasoducto, como la caída de rayos, pueden afectar a la integridad de los activos. Además, los daños en los sistemas aéreos de transmisión debidos a condiciones meteorológicas extremas o fallos técnicos pueden aumentar el riesgo de daños línea-tierra. Todos estos riesgos, y muchos más, deben mitigarse.

Solución nº 2: mitigación de interferencias

Los sistemas de ingeniería de mitigación de interferencias pueden reducir las tensiones de CA a un nivel aceptable, reduciendo significativamente las implicaciones de costes y mejorando la seguridad durante la vida útil operativa de la infraestructura de tuberías. Los productos de Dairyland son componentes probados y críticos de sistemas exitosos de mitigación de interferencias de CA en todo el mundo. Nuestros desacopladores como el SSD, PCR, y PCRX, proporcionan un camino eficaz de puesta a tierra que mitiga la CA inducida, mientras que simultáneamente mantiene el aislamiento de CC. De hecho, la utilización eficaz de desacopladores en aplicaciones de mitigación de CA ayudará a minimizar las diferencias de voltaje a niveles seguros tanto para el personal como para el equipo cuando se requiere la conexión a tierra para abordar las preocupaciones de seguridad y equipo y el aislamiento es necesario para mantener un sistema eficaz de protección catódica (CP). Los desacopladores de Dairyland están clasificados apropiadamente para manejar condiciones de sobretensión mientras que simultáneamente proporcionan aislamiento del sistema CP, protegiendo la integridad de su CP, manteniendo un camino de baja impedancia a tierra para CA y rayos, protegiendo su personal y equipo.

Dado que la Megaregla afecta a unas 300.000 millas de gasoductos terrestres de gas natural existentes y a casi 20.000 millas de gasoductos previstos en EE.UU., prolongar la vida útil de estos activos y construirlos de conformidad con la normativa exigirá tecnologías y soluciones innovadoras.

Dairyland está aquí para ayudarle a tomar decisiones sobre cómo se pueden aplicar nuestras soluciones para lograr el cumplimiento de la Mega Regla. Nos enorgullecemos de ser un recurso fiable para la orientación técnica completa y nuestro personal de soporte técnico está listo para apoyarle en una variedad de maneras - incluso si usted no termina necesitando nuestros productos.

Mega Rule Article 1: Accurate Close Interval Surveys
Mega Rule Article 3: RMV Installation Best Practices

En Dairyland sabemos que la escala y el alcance de las actualizaciones de la Mega Regla siguen presentando desafíos a los operadores de oleoductos. Este artículo es el primero de una serie de nuestro equipo (lea los artículos dos y tres), diseñado para proporcionar claridad en medio de las muchas nuevas complejidades de la Mega Regla. También presentamos soluciones a algunos de los retos clave para permitir la toma de decisiones informadas y el cumplimiento.

Fondo

La Megaregla se basa en la legislación vigente y la actualiza, con el fin de reforzar un enfoque de gestión de riesgos para la seguridad de los gasoductos de transporte de gas natural, los gasoductos de distribución de gas natural y los gasoductos de transporte de líquidos peligrosos. Su tercera y última parte entró en vigor en 2023 con un plazo de cumplimiento que finaliza en febrero de 2024.

La parte 3 de la Megaregla se basa en sus partes anteriores, que abordan respectivamente la presión operativa máxima admisible (MAOP) y la gestión de la integridad cerca de zonas de altas consecuencias (HCA), así como la ampliación de los requisitos federales de seguridad a los gasoductos terrestres de gran diámetro y alta presión operativa.

Aclara las normas de gestión de la integridad, desde los requisitos de control de la corrosión y los criterios de reparación hasta la inspección posterior a condiciones meteorológicas extremas. Se aplica a las infraestructuras de gasoductos terrestres, tanto en zonas HCA como no HCA.

El cumplimiento de la Megaregla en su totalidad es firmemente responsabilidad de las empresas operadoras, cuya realidad variará en función de los sistemas existentes. Este tipo de actualizaciones de las normas pueden suponer un reto y la implantación de un programa de gestión de la integridad que cumpla las normas tiene implicaciones de tiempo y costes. Sin embargo, la experiencia y las tecnologías de Dairyland se pueden poner a trabajar para garantizar el cumplimiento, la seguridad y la ventaja competitiva.

Reto nº 1: Corrosión externa

Para garantizar el cumplimiento, las tuberías deben ser controladas para determinar los niveles de protección catódica (PC). Demostrar definitivamente que un sistema de protección catódica proporciona el grado de protección contra la corrosión requerido requiere mucho tiempo y a menudo es impreciso. Las pruebas sobre el terreno han demostrado que las mediciones interrumpidas pueden verse afectadas por una combinación de factores, como los revestimientos de las tuberías, la resistividad del suelo y la capacitancia de los desacopladores tradicionales, lo que da lugar a valores de desconexión instantánea excesivamente electro-negativos. No obstante, cuando las lecturas de CP están por debajo del nivel requerido, es necesario realizar un estudio a intervalos cercanos (CIS). El CIS debe realizarse tanto aguas arriba como aguas abajo de la lectura.

Cualquier deficiencia debe subsanarse dentro de un plazo estipulado por las normas y, una vez completadas las medidas correctoras, debe realizarse de nuevo un CIS interrumpido para garantizar que las lecturas potenciales de la tubería son aceptables, lo que implica tiempo y costes y aumenta el riesgo para el personal.

Solución nº 1: PCRX, la solución CIS

El PCRX es el desacoplador más sofisticado disponible en todo el mundo. Es un dispositivo de estado sólido que no requiere mantenimiento y está diseñado para proporcionar simultáneamente desacoplamiento de CC y continuidad/toma de tierra de CA cuando se utiliza con estructuras CP. El PCRX proporciona las funciones típicas de los desacopladores con la ventaja adicional de compensar electrónicamente los efectos de la capacitancia durante los sondeos interrumpidos, incluido el CIS. Esto evita que el dispositivo contribuya a errores en las lecturas de potencial. El PCRX compensa para superar los efectos capacitivos, garantizando mediciones de potencial precisas y puntuales. Lo hace sin sacrificar la protección robusta de sobretensión, mitigación de CA, aislamiento de CP y conexión a tierra de seguridad de los productos de desacoplamiento estándar de Dairyland.

Dado que la Megaregla afecta a unas 300.000 millas de gasoductos terrestres de gas natural existentes y a casi 20.000 millas de gasoductos previstos en EE.UU., prolongar la vida útil de estos activos y construirlos de conformidad con la normativa exigirá tecnologías y soluciones innovadoras.

En los corredores polivalentes en los que las tuberías comparten el derecho de paso con líneas eléctricas de alta tensión, por ejemplo, aumenta el riesgo de corrosión, así como el riesgo para la seguridad del personal. Sin embargo, PCRX proporcionará una vía de puesta a tierra eficaz que mitiga la CA inducida, al tiempo que mantiene el aislamiento de CC. Esto es posible porque PCRX proporciona simultáneamente una baja impedancia a la CA y una alta resistencia a la CC. Como resultado, los sistemas CP seguirán funcionando eficazmente, y las tuberías y el personal estarán a salvo de interferencias de CA no deseadas.

Con aplicaciones para la modernización y la nueva construcción de infraestructuras, PCRX está demostrando ser una parte esencial del sistema CP moderno en tuberías y otras estructuras protegidas para obtener lecturas CP precisas, al tiempo que mejora el rendimiento del sistema y proporciona las protecciones de seguridad necesarias.

Dairyland está aquí para ayudarle a tomar decisiones sobre cómo se pueden aplicar nuestras soluciones para lograr el cumplimiento de la Mega Regla. Nuestro personal de apoyo técnico está listo para apoyarle en una variedad de maneras, y siempre ofrece consultas personales gratuitas para ayudar a los clientes a decidir cómo aplicar las soluciones de Dairyland a su sistema.

Mega Rule Article 2: Interference Mitigation
Mega Rule Article 3: RMV Installation Best Practices

Los desacopladores de Dairyland desempeñan un papel crucial en la protección del personal y la infraestructura en diversas aplicaciones, incluidos los sistemas de mitigación de corriente alterna. Es importante que los usuarios comprendan cómo interactuará un desacoplador con las corrientes externas utilizadas durante determinados procesos de mantenimiento, como la localización de líneas o los estudios de corrientes, para evitar lecturas inexactas o complicaciones más graves.

La localización de líneas es una operación clave para la industria de las tuberías, que se utiliza para localizar tuberías enterradas antes de realizar actividades rutinarias de mantenimiento o construcción en sus proximidades. Para localizar tuberías enterradas, se conecta un transmisor a la tubería y envía varias frecuencias a través de ella. A continuación, se utiliza un receptor, comúnmente denominado localizador, para leer la señal de estas frecuencias por encima del suelo. Si el localizador se encuentra directamente sobre la tubería, la señal muestra su profundidad y ubicación exactas. Al realizar la localización de tuberías, la precisión es imprescindible para garantizar una excavación segura y/o lecturas precisas al realizar otras pruebas en la tubería, como ACVG, DCVG, CIS, etc.

En localizarcualquier cosa que se encuentre en las proximidades, como una tubería de agua, puede hacer que la señal salte de la tubería y siga a la estructura vecina. Debido a que la señal viaja a través del suelo para llegar a la estructura vecina, se produce cierta impedancia, lo que resulta en una señal más débil. Si la señal se debilita, el localizador deja de seguir la tubería prevista.

Figura 1. La señal del localizador viaja a lo largo de una tubería de gas natural y es captada por una tubería de agua

La señal puede saltar a cualquier cosa que esté físicamente conectada a la tubería, como el conductor de tierra de una válvula accionada por motor (MOV) o un sistema de mitigación de CA. Esto también puede hacer que el localizador de líneas se desvíe de la trayectoria prevista. En este caso, la señal no será necesariamente más débil, lo que dificultará determinar si la tubería se está siguiendo correctamente.

Si un localizador está siguiendo la señal que se lee del conductor de puesta a tierra de un MOV, el localizador lo descubrirá una vez que llegue a la conexión eléctrica. Es más difícil saber si el localizador está siguiendo la señal que se lee en el sistema de mitigación de CA. 

 

Figura 2. Señal del localizador pasando a través de un desacoplador al cable de mitigación de CA.

Lo más probable es que los sistemas de mitigación de corriente alterna funcionen en paralelo con el gasoducto que se está localizando. Estos sistemas están diseñados para mitigar la corriente en estado estacionario de las torres de transmisión que normalmente operan a 60Hz en los Estados Unidos, o 50Hz fuera de los Estados Unidos. Debido a que los desacopladores de Dairyland están diseñados para tener una baja impedancia, cualquier frecuencia por encima de 7Hz pasará a través del desacoplador al sistema de mitigación de CA. Si el localizador salta de la tubería y empieza a seguir la trayectoria del sistema de mitigación de CA, no será inmediatamente obvio, ya que la señal no aparecerá más débil como lo haría en el caso de que siguiera una línea de agua ajena. Esto puede hacer que las marcas de localización se desvíen varios metros.

Para actividades, como la localización de líneas que implican el uso de una señal que varía en frecuencia, así como estudios de corriente, ACVG, y estudios de revestimiento DCVG-Dairyland recomienda instalar un interruptor de desconexión para evitar que esta corriente pase al sistema de mitigación de CA conectado. El uso de un interruptor de desconexión es una solución rápida y segura en estas circunstancias. Vea todos los interruptores de Dairyland en nuestra página de accesorios de productos.

Para los desacopladores que se encuentran en un circuito eléctrico para el aislamiento de la puesta a tierra de equipos eléctricos, no recomendamos el uso de un interruptor de desconexión, ya que estos circuitos no deben estar abiertos por seguridad eléctrica.

Si tiene alguna pregunta sobre la información de este artículo, no dude en ponerse en contacto con nosotros entechsupport@dairyland.com.

Introducción

El Overwatch HEFPD de Dairyland es una nueva clase de dispositivo, desarrollado a partir de nuestras décadas de experiencia en aplicaciones de alta energía. Gracias a su diseño con la reconocida tecnología de estado sólido de Dairyland, Overwatch puede resistir potentes eventos de larga duración causados por fallas de corriente alterna (CA), garantizando la protección de los equipos sensibles conectados a la vía. El Overwatch está clasificado para soportar hasta 4000 amperios durante 12 ciclos (0,2 segundos) en un evento de falla de CA, conforme a lo definido en AREMA 11.3.7, y cumple también con los requisitos aplicables de protección primaria contra sobretensiones establecidos en AREMA 11.3.1.

Este artículo proporciona información sobre cómo se puede mostrar un Dispositivo de Protección contra Fallos de Alta Energía (HEFPD) de Overwatch en relación con los esquemas de cableado de los diagramas de las líneas de ferrocarril. Overwatch tiene múltiples opciones para que el cable del ferrocarril termine entre los terminales A, B, C o D del HEFPD con un fusible dentro o fuera del circuito. Consulte la Guía de aplicación HEFPD de Overwatch para obtener más información sobre cómo estas opciones de terminación pueden afectar a los valores nominales de fallo y a la protección general del equipo del bungalow.

Tenga en cuenta que este artículo se centra únicamente en la aplicación de carril a tierra. Para obtener ejemplos de cableado y valores nominales de ecualizadores de carril a carril o juntas de aislamiento, consulte la Guía de aplicación de HEFPD de Overwatch.

Resumen de la protección contra cortocircuitos carril-tierra

Cuando se selecciona un HEFPD de Overwatch para proteger el equipo de señalización en el bungalow, se instala en el circuito entre el carril y el bungalow utilizando los cables de señalización conectados a la vía. Esta aplicación se conoce como protección contra fallas de riel a tierra. El diagrama 1 ilustra un circuito de vía unifilar que muestra los segmentos de vía y las señales de tren situados en un cruce de carretera, con una vía principal (T1) y una vía lateral (T2).

 

 

Cableado existente

Los cables conectados a la vía son típicamente un par trenzado de cables #6 que se conectan a cada carril y terminan dentro del bungalow en un tablero de entrada con dispositivos de protección contra sobretensiones (también conocidos como pararrayos) antes de su conexión a los equipos de señalización. El detalle 1 muestra estos cables existentes conectados a la vía que entran en el bungalow (B) en la zona de X3 y X5 en las vías T1 y T2. Los cables de la vía principal (T1) están etiquetados como T1S1 y T1N1. La vía lateral (T2) utiliza los cables T2S1 y T2N1.

 

 

Detalles de la instalación de Overwatch HEFPD

En este escenario, se conectarán dos dispositivos Overwatch de doble canal a los cables de señalización de la vía como se muestra en el Detalle 2. Tenga en cuenta que cada caja de doble canal protegerá dos vías. En este caso, Overwatch-1 protege la vía principal (T1) a través de los cables T1S1 y T1N1. Overwatch-2 protege el carril lateral (T2) a través de los cables T2S1 y T2N1. Observe que hay un cable de tierra conectado desde Overwatch-2 al anillo de tierra del bungalow existente.

Overwatch puede montarse en el exterior del bungalow o, si el espacio lo permite, en el interior. Su carcasa es resistente a la intemperie (NEMA-4X) y está fabricada en acero inoxidable con recubrimiento en polvo. Overwatch está diseñado para la instalación exterior de Clase B según AREMA parte 11.5.1. Las instrucciones de instalación de Overwatch HEFPD contienen más información sobre el montaje de la caja.

 

 

Finalización de Overwatch HEFPD

Los cables conectados al riel y el cable de conexión a tierra entrarán al gabinete Overwatch HEFPD a través de orificios hechos por el instalador en la parte inferior del gabinete, utilizando conductos clasificados y sellos de conductos para la ubicación instalada. El detalle 3 muestra las conexiones de los cables realizadas dentro de Overwatch-1 en los terminales provistos (o utilice un terminal de anillo nominal en cada extremo del cable).

Nota: este ejemplo utiliza la opción de conexión del cable de vía con el cable de vía entrante terminado en A y el cable al bungalow terminado en C, donde el fusible está en el circuito de vía para una capacidad de fallo de 2000A. Esto se muestra en la Figura 1B de las Instrucciones de instalación de Overwatch HEFPD. Consulte este documento para obtener más detalles sobre el montaje de Overwatch y otras opciones de conexión del cableado.

 

 

Esquemas de raíles con Overwatch HEFPD

Overwatch HEFPD puede mostrarse como un módulo de sobretensiones y averías con fusibles en los esquemas de los diagramas de cableado de la vía. Overwatch se instala aguas arriba del tablero de terminales del bungalow que tiene los dispositivos de protección contra sobretensiones (o pararrayos). Ver Detalle 4 para un esquema de ejemplo para la conexión referenciada de Terminal A a Terminal C de la aplicación carril-tierra mostrada en los detalles anteriores.

 

 

Apoyo de Dairyland: Estamos aquí para ayudarle

Detalles adicionales de instalación pueden ser encontrados en la Literatura Técnica e Instrucciones de Instalación de Overwatch HEFPD. Si tiene alguna pregunta sobre la aplicación de un HEFPD de Overwatch en su segmento de vía, por favor contacte a Soporte Técnico de Dairyland para orientación.

Aunque no es lo habitual, a veces una aplicación puede requerir una capacidad superior a la disponible como desacoplador individual. Por ejemplo, un proyecto de mitigación de CA puede requerir desacopladores clasificados para corrientes de falla de CA de hasta 20kArms. Sin embargo, la corriente de defecto nominal más alta de un desacoplador Dairyland es de 15 kArms. Del mismo modo, una tubería puede tener una interferencia de CA muy alta, de modo que la corriente de CA continua a través de un único desacoplador puede superar el valor nominal estándar en estado estacionario de 45Arms. Y ocasionalmente, las tuberías con potenciales CP más altos o las expuestas a interferencias de CC pueden requerir desacopladores con voltajes de umbral más altos para evitar que entren en conducción innecesariamente. Dairyland ofrece voltajes de umbral hasta -6/+1V en algunos modelos de PCR. Pero en algunos casos raros, pueden ser necesarios umbrales aún más altos.

En tales aplicaciones, se pueden combinar varios desacopladores para crear una amplia gama de valores nominales efectivos para la corriente de fallo de CA, la corriente de CA en estado estacionario y la tensión umbral que, de otro modo, podrían haber estado fuera del rango de aplicación de los desacopladores estándar.

Aumento de la corriente alterna eficaz en estado estacionario y de la corriente de defecto conectando varios desacopladores en paralelo

The effective rating for both AC fault current and steady-state AC current increases in proportion with the number of decouplers connected in parallel. For example, the combination of two standard PCR-15kA devices, when connected in parallel in close proximity (i.e., connecting leads < 1m) as shown in Figure 1, has an effective AC fault current rating of 30kArms @ 30 cycles (50/60 Hz) and an effective steady-state AC current rating of 90 Arms. The threshold voltage of the combination remains unchanged from that of each individual device.

Figura 1. Aumento de la corriente nominal efectiva conectando dispositivos en paralelo

 

PRECAUCIÓN PCRX decouplers should never be combined in parallel with other PCRX or standard decouplers.

 

Cuando se instala de esta forma, tanto el valor nominal de fallo como la tensión umbral de cada dispositivo deben ser iguales para garantizar que cada uno de ellos conduce al unísono. Tenga en cuenta que la impedancia de CA total de la combinación de desacopladores en paralelo se reduce según la Ecuación 1. Por ejemplo, la impedancia de un único SSD o PCR estándar a 60 Hz es de 0,010 Ω. Cuando se combinan dos SSD en paralelo, la impedancia equivalente pasa a ser de 0,005 Ω a 60 Hz.

 

Aumente la voltaje umbral umbral efectiva conectando varios desacopladores en serie

The effective threshold voltage of the series combination of decouplers is additive with the number of individual decouplers. For example, the combination of two PCRs, each with a threshold voltage of -3/+1V, when connected in series in close proximity (i.e., connecting leads < 1m) as shown in Figure 2, has an effective threshold voltage of -6/+2.

 

Figura 2. Tensión umbral efectiva de los desacopladores combinados en serie La tensión umbral efectiva de los desacopladores combinados en serie es la suma de las tensiones umbrales de los dispositivos individuales

 

Tenga en cuenta que el valor nominal efectivo de la corriente alterna de régimen permanente y de la corriente alterna de defecto de la combinación en serie será igual al del dispositivo de menor valor nominal de la serie.

Tenga en cuenta que la impedancia de CA total es aditiva con el número de desacopladores en serie. Por ejemplo, dos SSD o PCR estándar, cada uno con una impedancia de CA de 0,010 Ω a 60 Hz, tendrán una impedancia total de 0,020 Ω a 60 Hz.

Otras clasificaciones creadas por diferentes disposiciones del desacoplador

Aunque su uso puede ser limitado, ten en cuenta que se pueden crear otras tensiones umbral efectivas interesantes invirtiendo la polaridad en uno de los desacopladores y conectándolos en antiserie o antiparalelo, como se muestra en la tabla siguiente.

 

Si tiene alguna pregunta sobre la combinación de varios desacopladores o protectores contra sobretensión, póngase en contacto con Dairyland en techsupport@dairyland.com.

¿Qué es una encuesta DCVG?

Un estudio de gradiente de tensión de corriente continua (DCVG) es una técnica utilizada para evaluar la eficacia de los sistemas de protección contra la corrosión en estructuras enterradas. Esta técnica se utiliza para analizar el estado del revestimiento y localizar posibles "vacaciones" o defectos del revestimiento en la tubería enterrada.

En un sondeo DCVG, se aplica corriente continua (CC) a la tubería utilizando el rectificador de corriente impresa de la tubería o una fuente de alimentación portátil, y se mide el gradiente de tensión a intervalos por encima de la tubería en la superficie del suelo. El gradiente de tensión se mide utilizando dos electrodos de referencia calibrados que están separados una distancia determinada. Esta medición es la diferencia de potencial suelo-suelo y no el potencial tubería-suelo. Dado que la mayor parte de la corriente continua fluirá desde la fuente de corriente hasta el punto de ruptura del revestimiento, se producirá un gradiente de tensión en el punto de ruptura del revestimiento que aparecerá como captación o descarga de corriente.

Posibles problemas de la encuesta DCVG con los desacopladores estándar

Durante un sondeo DCVG, el rectificador de corriente impresa o la fuente de alimentación portátil de corriente continua se interrumpe en un determinado ciclo de encendido/apagado, de forma similar a un sondeo a intervalos cerrados (CIS). Durante el ciclo de encendido, el gradiente de tensión medido será más alto en el día de fiesta del revestimiento. Por el contrario, durante el ciclo de apagado, el gradiente de tensión medido no debería estar presente en ese punto de ruptura del revestimiento, ya que no hay flujo de corriente continua desde el rectificador.

Sin embargo, cuando se instalan desacopladores estándar (SSD, PCR o PCRH) en las proximidades, esto puede afectar a las mediciones del estudio DCVG y/o desencadenar una lectura falsa con respecto a las vacaciones del revestimiento. Esto se debe a la detección de un gradiente de tensión cerca de los desacopladores estándar y su conexión al sistema de puesta a tierra. Esto puede llevar a los técnicos a interpretar esta medición potencial como un gran defecto de revestimiento y/o hacer que el operario se aleje de la tubería y siga el sistema de puesta a tierra, ya que será detectado.

Este gradiente de tensión se debe a la capacitancia inherente de los desacopladores estándar. Estos desacopladores tienen un condensador que se utiliza para mitigar la corriente alterna en estado estacionario de las líneas HVAC cercanas. El condensador mantiene una cierta carga de CC que parece una fuente de CC ininterrumpida durante el ciclo Off del estudio. Durante el ciclo de desconexión, cuando el condensador se descarga, todavía puede suministrar corriente para mantener el gradiente de tensión cerca de la ubicación del desacoplador y, por lo tanto, puede conducir a una determinación errónea de una fiesta de revestimiento.

La solución a esto ha sido desconectar temporalmente los desacopladores estándar en las proximidades de la encuesta DCVG para eliminar esta influencia. Sin embargo, esto afecta negativamente al tiempo necesario para completar el estudio y también puede aumentar el coste.

Solución para encuestas DCVG más rápidas

PCRX es lo último de Dairyland en tecnología de desacoplamiento de estado sólido. PCRX se introdujo en la industria para eliminar virtualmente el problema de capacitancia de los desacopladores estándar. PCRX ofrece dos ventajas principales sobre los desacopladores estándar.

En primer lugar, prácticamente elimina los efectos capacitivos durante el ciclo de desconexión, eliminando el gradiente de tensión y, por tanto, la posibilidad de una determinación errónea de una interrupción del revestimiento. En segundo lugar, no hay necesidad de desconectar el desacoplador de la tubería durante el estudio, manteniendo siempre la conexión con el sistema de mitigación y manteniendo la tubería conectada a tierra para condiciones de sobretensión. Estas ventajas se traducen en inspecciones DCVG más seguras y eficaces.

Contamos con un equipo de desarrollo empresarial preparado para analizar sus aplicaciones y necesidades de producto. No dude en ponerse en contacto con nosotros para hacernos preguntas o consultar sus necesidades: ¡estamos aquí para ayudarle!