Los pararrayos pueden parecer discretos y permanecer completamente silenciosos durante el funcionamiento normal, pero desempeñan una función protectora fundamental en los sistemas de energía. Ya sea para transformadores, aparamentas o líneas de transmisión, el sistema depende de ellos cuando se producen sobretensiones. Los pararrayos contra sobretensiones de óxido metálico- ahora se utilizan ampliamente y han reemplazado en gran medida a los antiguos pararrayos con espacios de carburo de silicio-. Sin embargo, el funcionamiento-a largo plazo provoca envejecimiento, entrada de humedad y degradación de los discos del varistor. Las fallas menores se manifiestan como un aumento de la corriente de fuga y un calentamiento anormal; En casos graves, el descargador puede no funcionar durante un evento de sobretensión o incluso explotar y provocar un cortocircuito entre fases-a{8}}. Por lo tanto, las pruebas y el mantenimiento de rutina no son formalidades sino pasos esenciales para eliminar fallas en una etapa temprana - detectando humedad interna, aislamiento reducido o degradación del varistor, y luego reparando o reemplazando componentes para evitar interrupciones generalizadas causadas por un solo descargador fallido. En áreas muy contaminadas, regiones con actividad frecuente de rayos o cuando los datos de monitoreo en línea muestren anomalías, se debe acortar el intervalo de inspección.
Las fallas comunes se dividen en varias categorías. La humedad interna es el problema más frecuente, generalmente resultante de una falla en el sello que permite que la humedad penetre en la carcasa de porcelana o de polímero compuesto, lo que provoca una fuerte caída en la resistencia del aislamiento, un aumento significativo en la corriente de fuga y, en casos severos, una descarga disruptiva interna. El envejecimiento del disco varistor es otro problema común; El voltaje de funcionamiento sostenido y las sobretensiones repetidas hacen que la característica de voltaje-corriente se desvíe, con el componente de corriente resistiva aumentando gradualmente hasta que la generación de calor excede el límite de estabilidad térmica. Las fallas en el aislamiento externo a menudo son causadas por la contaminación - la acumulación de suciedad en las superficies de porcelana o los cobertizos dañados pueden provocar fácilmente una descarga eléctrica en la superficie en condiciones climáticas húmedas. Los problemas del sistema de puesta a tierra se pasan por alto fácilmente: conductores corroídos o rotos, conexiones sueltas o una resistencia excesiva a tierra pueden impedir que la corriente del rayo se descargue de manera segura, inutilizando el descargador. Los dispositivos de monitoreo y los contadores de descargas pueden atascarse, y un puntero atascado puede dar una falsa impresión de funcionamiento normal cuando el dispositivo ya ha fallado. Los anillos niveladores flojos alteran la distribución del campo eléctrico, agravan las descargas parciales y afectan el rendimiento de todo el conjunto.
Antes de realizar el mantenimiento, se debe evaluar con precisión el estado del pararrayos. Mida la resistencia de aislamiento con un megaóhmetro de 2500 V y compare los valores con datos de fábrica o registros históricos; una caída significativa indica un problema. La prueba de voltaje de referencia de CC de 1 mA y la medición de la corriente de fuga a 0,75 veces ese voltaje son indicadores clave para juzgar el envejecimiento del varistor: el voltaje de referencia no debe caer por debajo del valor especificado y la corriente de fuga normalmente no debe exceder los 50 μA. Si la corriente de fuga aumenta notablemente y al mismo tiempo aumenta la corriente resistiva, es muy probable que los discos del varistor estén húmedos o envejecidos. El monitoreo de corriente en-servicio, realizado con un probador de línea-en vivo portátil o un dispositivo de monitoreo en línea, se enfoca en la corriente total y el componente de corriente resistiva; un aumento anormal de la corriente resistiva es una señal de falla importante. La termografía infrarroja también es muy efectiva - compara las diferencias de temperatura entre secciones y fases de un mismo grupo de descargadores; un punto de temperatura inusualmente alta sugiere fuertemente un defecto interno. Si se sospecha una descarga interna o un sellado deficiente, un detector ultrasónico de descarga parcial puede ayudar con el diagnóstico.
Los trabajos de mantenimiento deben realizarse en estricta secuencia. Primero, aísle de manera confiable el circuito relevante, complete el permiso de trabajo, use un detector de voltaje para confirmar la ausencia de voltaje y luego instale inmediatamente los cables de conexión a tierra; las tres fases deben estar conectadas a tierra y descargadas. Si se instalan dispositivos de protección contra sobretensiones dentro de los armarios de distribución, también se deben liberar las cargas residuales. A continuación, desconecte los cables de alto-voltaje y de bajo-voltaje y marque las posiciones de las fases. Inspeccione cuidadosamente la carcasa de porcelana o la carcasa compuesta en busca de grietas, marcas de quemaduras y rastros de descarga eléctrica. Limpie las superficies de aislamiento externo con etanol anhidro o un agente de limpieza específico; Las áreas muy contaminadas deben limpiarse a fondo. Para descargadores con carcasa compuesta-, evite disolventes que puedan dañar el caucho de silicona. Para descargadores con espacios más antiguos que se pueden desmontar, abra la cubierta del extremo en un ambiente limpio y seco, inspeccione los anillos de sellado en busca de envejecimiento, el desecante en busca de decoloración y la compresión del resorte. Si los discos del varistor muestran picaduras, marcas de quemaduras o pérdida de recubrimiento de zinc, reemplace todo el juego con discos correspondientes. Los pararrayos de óxido metálico-modernos en su mayoría están completamente sellados y no se pueden abrir; Si se encuentra un problema, reemplace toda la sección de la unidad. Reemplace los sellos y el desecante viejos. Si las cubiertas de la carcasa compuesta están gravemente dañadas y la varilla central queda expuesta, no intente parcharlas envolviéndolas; toda la unidad debe ser reemplazada. Los anillos niveladores corroídos o deformados deben remodelarse o reemplazarse. Todas las superficies de contacto conductoras deben pulirse con papel de lija fino y recubrirse con una fina capa de compuesto de contacto eléctrico para evitar la corrosión electroquímica. La base debe mantenerse limpia y seca, y su resistencia de aislamiento debe cumplir con los estándares requeridos. Se debe probar la confiabilidad operativa de los contadores de descargas o dispositivos de monitoreo; reemplace cualquiera que tenga grandes desviaciones del medidor de corriente, ya que un monitor fallido significa pérdida de visibilidad del estado. Verifique el sistema de puesta a tierra, verifique que los conductores de bajada estén libres de roturas por corrosión y que los pernos estén apretados, mida la resistencia de puesta a tierra para asegurarse de que esté dentro de los límites aceptables y confirme que el dispositivo de puesta a tierra centralizado tenga buena continuidad. Durante el reensamblaje, restablezca el descargador por secuencia de fases, apriete los pernos de manera uniforme y vuelva a conectar los cables de alto-voltaje y de bajo-voltaje. Una vez completada la instalación, realice pruebas de resistencia de aislamiento y de CC; Sólo después de confirmar que los valores son aceptables deberá retirar los cables de conexión a tierra. Antes de eliminarlos,-verifica dos veces que todas las conexiones sean correctas y que no se hayan dejado herramientas.
Se deben enfatizar las precauciones de seguridad. Incluso después de desconectar la energía, los descargadores pueden retener carga residual; deben estar completamente descargados y mantenidos conectados a tierra hasta finalizar el trabajo. Los pararrayos de subestaciones suelen instalarse en altura - utilizan arneses de seguridad y pasan las herramientas mediante cuerdas para evitar que los objetos caídos lastimen a las personas. Si se debe abrir una estructura sellada, elija un día seco y despejado y minimice el tiempo de funcionamiento para evitar la absorción de humedad por los discos varistor y los componentes de aislamiento. Al reemplazar discos de varistor o una sección completa del descargador, asegúrese de que el voltaje nominal, la corriente de descarga nominal y la capacidad de absorción de energía coincidan con el diseño original, para no comprometer la coordinación de la protección. Durante el montaje, tenga cuidado de evitar que objetos extraños, como pernos y arandelas, caigan dentro del descargador, ya que esto podría provocar un cortocircuito. Al realizar pruebas de alto voltaje CC-, los operadores deben pararse sobre tapetes aislantes, el equipo de prueba debe estar conectado a tierra de manera confiable y el descargador debe descargarse y conectarse a tierra inmediatamente después de la prueba.
Una vez completado el mantenimiento, se debe preparar un informe de prueba completo y comparar los datos con los registros históricos. Dentro de una semana de la activación, se debe realizar una medición detallada de la temperatura por infrarrojos y una nueva prueba de corriente continua para confirmar que el aumento de temperatura y la corriente resistiva son normales. Todos los registros de mantenimiento deben ingresarse en el libro mayor del equipo para respaldar el mantenimiento basado en la condición-. Hoy en día, el mantenimiento de los pararrayos está pasando de un mantenimiento basado en el tiempo-a un mantenimiento basado en la condición-. Los sistemas de monitoreo en línea recopilan recuentos de corriente total, corriente resistiva y operación en tiempo real y, al analizar las tendencias junto con la temperatura y la humedad ambiente, permiten una evaluación más precisa del estado del equipo, de modo que las interrupciones se programen solo cuando sea necesario, mejorando así la confiabilidad del suministro y reduciendo los costos. Aun así, la verificación periódica en el sitio y las pruebas fuera de línea siguen siendo indispensables, ya que los propios sistemas de monitoreo en línea pueden sufrir falsas alarmas o detecciones perdidas. Un descargador puede parecer simple, pero debe funcionar de manera confiable en esa fracción de segundo en que se produce una sobretensión. Solo con un mantenimiento diario de alta-calidad podrá desempeñar su función protectora cuando sea necesario.