¿Qué son los desacopladores de estado sólido y cómo se utilizan?

Los desacopladores de estado sólido se utilizan mucho en la industria energética. Pero mucha gente no sabe lo que son, cómo funcionan y las muchas formas en que pueden utilizarse. Este artículo le ayudará a comprender los conceptos básicos de los desacopladores en términos sencillos.

Protección catódica

Los desacopladores de CC se utilizan a menudo junto con los sistemas de protección catódica (CP), que suelen aplicarse en tuberías subterráneas u otras estructuras metálicas para evitar la corrosión galvánica. Un sistema CP proporciona protección contra la corrosión aplicando una polarización negativa de CC de baja tensión a la estructura. Sin embargo, los sistemas de puesta a tierra de seguridad requeridos conectados a la estructura cortocircuitan esta corriente CP a tierra y pueden comprometer la eficacia del sistema CP.

Los desacopladores realizan simultáneamente dos funciones eléctricas necesarias: Aislamiento de CC y puesta a tierra de CA. Instalados entre la estructura protegida y el sistema de puesta a tierra, aíslan o bloquean el flujo de corriente CC (del sistema CP) al sistema de puesta a tierra u otros equipos, eliminando así cualquier influencia negativa en el sistema CP causada por el sistema de puesta a tierra o los equipos vecinos. Sin embargo, los desacopladores también proporcionan una protección de seguridad a tierra contra los fallos de CA y los rayos.

¿Cómo funcionan los desacopladores ?

Un desacoplador moderno consiste en una electrónica de estado sólido en paralelo con un condensador de gran tamaño. La parte de estado sólido actúa como un interruptor (pero sin piezas móviles) que permanece abierto en condiciones normales de funcionamiento para impedir el paso de CC y se cierra automáticamente en condiciones de sobretensión, como fallos de CA o rayos. Cuando pasa la condición de sobretensión, el dispositivo vuelve a abrirse y continúa proporcionando aislamiento de CC. El condensador permite el paso continuo de corriente alterna con una caída de tensión muy baja.

¿Qué protección ofrecen los desacopladores?

Protección contra fallos de CA: La corriente alterna de avería generada por un fallo de un equipo cercano es un peligro para la seguridad. Esta corriente alterna puede transmitirse a través de la tubería, poniendo en peligro a los trabajadores cercanos o causando daños a su tubería. Cuando se produce un fallo de CA, el desacoplador conduce instantáneamente la corriente de fallo a tierra, alejando la corriente de CA de la tubería y reduciendo la tensión de CA en la tubería.

Protección contra rayos: Cuando cae un rayo, puede suponer un peligro para la seguridad del personal y un riesgo para las tuberías cercanas. El desacoplador se comporta del mismo modo que durante una avería de corriente alterna. Canaliza de forma segura la corriente de alta tensión del rayo a tierra, protegiendo a los trabajadores cercanos y a la tubería. Una vez finalizado el evento, el desacoplador vuelve automáticamente a su función de aislamiento de CC/protección catódica.

Mitigación de la corriente alterna inducida: Muchas tuberías están enterradas a lo largo de un derecho de paso compartido con líneas eléctricas aéreas de alta tensión. Incluso en condiciones normales de funcionamiento, la corriente de estas líneas induce corriente alterna en las tuberías cercanas. Esto no sólo supone un riesgo para la seguridad de los trabajadores, sino que también puede provocar problemas de corrosión. Los desacopladores como el PCRX, el PCR y el SSD están diseñados para conducir continuamente la corriente alterna inducida a tierra, mitigando este riesgo y aislando al mismo tiempo su sistema CP.

El siguiente esquema ilustra cómo se aplican los desacopladores a los sistemas de mitigación de CA.

Se coloca un cable de mitigación de zinc o cobre junto a la tubería enterrada y se conecta eléctricamente a ella. La función del cable de mitigación es canalizar de forma segura la CA inducida a tierra y reducir la tensión de CA en la tubería. Pero esto supone un reto para la protección catódica: Dado que el cable de mitigación está conectado eléctricamente a la tubería, el sistema de protección catódica debe proteger tanto la tubería como el cable de mitigación desnudo, lo que requiere una corriente CP significativamente mayor y puede dar lugar a una protección catódica inadecuada de la tubería.

La instalación de desacopladores entre la tubería y el cable de mitigación, como se muestra, aísla los dos durante el funcionamiento normal para garantizar una protección catódica adecuada, al tiempo que proporciona una conexión a tierra de seguridad y mitiga la CA inducida.

Otras aplicaciones eléctricas

Además de las tuberías enterradas, los desacopladores se utilizan para proporcionar una protección similar en otras numerosas aplicaciones, entre ellas:

• Sistemas de puesta a tierra de tanques desacoplados
• Desacoplamiento de sistemas de puesta a tierra de equipos eléctricos
• Protección aislante de juntas de tuberías
• Sistemas de abastecimiento de combustible en aeropuertos
• Mitigación de la tensión alterna
• Desacoplamiento de los sistemas de puesta a tierra de los servicios públicos
• Aislamiento galvánico marino
• Mitigación de voltaje parásito
• Desacoplamiento de cubiertas/revestimientos de cables de alimentación
• Desacoplamiento de la malla de control de gradiente

Para obtener más información sobre estas aplicaciones, haga clic en los enlaces anteriores. Para una introducción más detallada a los desacopladores, vea nuestra serie de vídeos Desacoplador 101.

¿Preguntas?

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