Arc flash assessment in a small hydropower plant

Abstract

El arc flash ocurre por el paso repentino de la corriente, debido a la ruptura súbita de la barrera dieléctrica del aire ionizado a través de los polos energizados. Durante este fenómeno, se libera una gran cantidad de energía en forma de calor y el personal de mantenimiento expuesto directamente a este evento está sujeto a quemaduras de tercer grado, ceguera, golpes, pérdida auditiva e incluso la muerte. El objetivo de este trabajo es mostrar una metodología práctica para el cálculo de la energía incidente a la distancia de trabajo y la frontera externa de un arc flash en un cuarto de media tensión con celdas operando con un nivel de voltaje de 34.5 kV. Las normas IEEE 1584.1-2022, IEEE 1584-2018, IEC 60947 e IEC62271 no cubren los cálculos de arc flash para tensiones mayores a 15kV, por lo tanto, para lograr el objetivo planteado, vamos a utilizar el método de Ralph Lee y luego utilizaremos un software para verificar los resultados obtenidos. También presentaremos el cálculo por medio de la aplicación del método de campos electromagnéticos.  Analizando los resultados obtenidos, concluimos que para nuestro caso de estudio se requiere que todo el personal que ingrese a realizar trabajos con los equipos en funcionamiento debe contar con equipo de protección categoría 4 de acuerdo con la norma NFPA 70- 2018 para rango de energía incidente entre 25 y 40 cal/cm2. En Panamá hay gran cantidad de instalaciones con voltajes de operación por encima de 15 kV, por lo tanto, se hace necesario realizar más investigaciones y cálculos en estos lugares para garantizar la seguridad de los trabajadores ante el riesgo potencial de arc flash.