METODOLOGÍA TCT PARA EL CAMBIO DE AISLADORES POLIMÉRICOS CON CONDICIÓN CRÍTICA V CITTES CIER – CACIER Salta, Argentina – 30 de agosto al 2 de septiembre de 2011 Ing. William Santana Ing. Iván Sanín Ing. Iván Marí whsantana@isa.com.co iasanin@isa.com.co imari@rep.com.pe ISA ISA REP © Todos los derechos reservados por Interconexión Eléctrica S.A. E.S.P.

Conclusiones y Recomendaciones CONTENIDO Procedimiento de TcT para el cambio de aisladores poliméricos con problemas de erosión: Descripción de la necesidad de TcT ¿Por qué usar aisladores de vidrio recubiertos con goma silicónica?. Procedimiento para diseño de TcT: Instructivo y prueba en Centro de Entrenamiento (S/E Torca) Entrenamiento realizado en REP Aplicación en REP Conclusiones y Recomendaciones

Información General de ISA y sus Negocios TRANSPORTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA TRANSPORTE DE TELECOMUNICACIONES CCONSECIONES VIALES OPERACIÓN Y ADMINISTRAIÓN DE MERCADOS CONSTRUCCIÓN DE PROYECTOS DE INFRAESTRIUCTURAS Los sistemas de infraestructura lineal de ISA se extienden de ciudad en ciudad y de país en país, punto a punto, contribuyendo al desarrollo de los habitantes de Colombia, Brasil, Perú, Chile, Bolivia, Ecuador, Argentina, Panamá y América Central.

Información General de ISA y sus Negocios ISA es propietaria del 71,15 % del Sistema de Transmisión Nacional – STN, en términos de ingresos en Diciembre de 2010.   Los activos de la Empresa que hacen parte del STN están representados en la red de transmisión de alto voltaje más grande del país, conformada por 10.115 km de circuitos de línea (2.646 km a 500 kV, 7.453 km a 230 kV y 15.,5 km a 138 KV) y 61 subestaciones (12 a 500 kV, 39 a 230 kV ,1 a 138 , 3 a 115 KV, 4 a 34,5 kV y 2 a 13,8 kV), 12,811 MVA de transformación y 4,205 MVAr de compensación, incluyendo equipos de reserva, repuestos y transformadores auxiliares

TcT: CAMBIO DE AISLADORES POLIMÉRICOS CON CONDICIÓN CRÍTICA DESCRIPCIÓN DE LA NECESIDAD DE TcT : FALLA DE AISLADORES POLIMÉRICOS Y SALIDAS DE OPERACIÓN DE LT EN REP © Todos los derechos reservados por Interconexión Eléctrica S.A. E.S.P.

CAMBIO DE AISLADORES POLIMÉRICOS CUESTIONADOS Descripción de la necesidad Necesidad de reemplazar 121 cadenas de aisladores poliméricos (220kV) para atención prioritaria por parte de REP (Procedimiento crítico en 22 aisladores en anclaje) para realizar con TcT. Los aisladores presentan erosión y exposición de núcleo. Su remplazo, aplicando técnicas de mantenimiento en desenergizado, originaría un alto impacto en el sistema eléctrico de Perú y fuertes penalizaciones a REP.

CAMBIO DE AISLADORES POLIMÉRICOS CUESTIONADOS Descripción de la necesidad El fenómeno inicia como un problema ELÉCTRICO y se convierte en un problema MECÁNICO Su remplazo presenta un ALTO NIVEL DE RIESGO por falla mecánica. Algunas entidades del sector eléctrico recomiendan evitar la realización de TcT en cadenas con estas condiciones, debido al riesgo de flameo y rotura del núcleo.

EJEMPLO FALLA EN AISLADOR POLIMÉRICO LT 220 kV Pomacocha - San Juan L-2206 T-507 (anclaje), núcleo FRP 16 de abril de 2004 7 años de operación (1997) Presencia de acido nítrico. ESDD = 0.03 mg/cm2 NSDD = 0.32 mg/cm2 LT 220 kV Pomacocha - San Juan L-2205 T-555 (anclaje), núcleo FRP 13 de diciembre de 2004 7 años de operación (1997) Presencia de acido nítrico. ESDD = 0.24 mg/cm2 NSDD = 2.46 mg/cm2

MODO DE FALLA POR EL ATAQUE DE ACIDO NÍTRICO Formación de acido nítrico Polvo, arena contaminada Niebla salina Alta humedad Acido ataca la silicona: Erosiones, grietas, surcos Descargas Eléctricas Formación de corona Tensión Eléctrica KV Vientos Fuertes “Sand Blasting” Deterioro de la silicona Exposición del núcleo (Fibra de vidrio) Perdida Parcial de Hidrofobicidad Contaminación del aislador Fractura frágil Falla por fractura frágil o “brittle fracture” © Todos los derechos reservados por Interconexión Eléctrica S.A. E.S.P.

CARACTERÍSTICAS DE LA COSTA PERUANA La mayor parte de las líneas costeras en 220 kV están a una distancia de 5 a 10 km de la costa, esta condición los expone a la contaminación y corrosión marina. Características de la costa: Ausencia de lluvias. Alta humedad relativa. Alta contaminación marina. © Todos los derechos reservados por Interconexión Eléctrica S.A. E.S.P.

Mantenimiento del aislamiento en las líneas costeras: Limpieza de aisladores. Lavado en caliente de aisladores (3, 4 meses). Siliconado de aisladores (grasa silicona, 18 meses - TsT). Aisladores poliméricos (sin mantenimiento) - Reemplazo de aisladores poliméricos por aisladores de vidrio con engomado silicónico (TcT). © Todos los derechos reservados por Interconexión Eléctrica S.A. E.S.P.

MODO DE FALLA POR EL ATAQUE DE ACIDO NÍTRICO Formación de acido nítrico Polvo, arena contaminada Niebla salina Alta humedad Acido ataca la silicona: Erosiones, grietas, surcos Descargas Eléctricas Formación de corona Tensión Eléctrica KV Vientos Fuertes “Sand Blasting” Deterioro de la silicona Exposición del núcleo (Fibra de vidrio) Perdida Parcial de Hidrofobicidad Contaminación del aislador Fractura frágil Falla por fractura frágil o “brittle fracture” © Todos los derechos reservados por Interconexión Eléctrica S.A. E.S.P.

TcT: CAMBIO DE AISLADORES POLIMÉRICOS CON CONDICIÓN CRÍTICA ANÁLISIS DEL POR QUE? : Usar Aisladores de Vidrio recubierto con Goma Ssilicónica. © Todos los derechos reservados por Interconexión Eléctrica S.A. E.S.P.

COMPORTAMIENTO DE LOS DIFERENTES TIPOS DE AISLAMIENTO AISLAMIENTO POLIMÉRICO Reducir $ de mantenimiento por limpieza frecuente de aisladores. Entre 1996 y 2009 se han instalado 11,878 unds en las LT a 220 kV que recorren la costa peruana. Entre 2004 y 2009 se han presentado 17 fallas de LT por rotura del aislador “brittle fracture”. Mantenimiento Preventivo: Inspección pértiga y espejo, cámara corona. Tiempo de vida útil: 6-7 años.

COMPORTAMIENTO DE LOS DIFERENTES TIPOS DE AISLAMIENTO AISLAMIENTO VIDRIO Y PORCELANA Entre 1974 y 1992 LT con aisladores de vidrio y porcelana. Vida promedio de 34 años para unds de vidrio y 30 años para unds de porcelana. Principal daño: Corrosión en pin. Mantenimiento correctivo: Reemplazo de unds con Pin protegido con ánodos de sacrificio.

COMPORTAMIENTO DE LOS DIFERENTES TIPOS DE AISLAMIENTO AISLAMIENTO VIDRIO Y PORCELANA CON RECUBRIMIENTO GRASA SILICÓNICA La grasa silicona aplicado a aisladores de porcelana por más de 10 años donde la frecuencia de lavado era muy alta. Se redujo la frecuencias de lavado y limpieza manual de aisladores. La grasa silicona es renovada cada 18 meses con gran cantidad de personal y con TsT.

COMPORTAMIENTO DE LOS DIFERENTES TIPOS DE AISLAMIENTO AISLAMIENTO VIDRIO Y PORCELANA CON RECUBRIMIENTO GOMA SILICÓNICA Aplicación de la goma silicónica en aislamiento de porcelana: 2001: En los bujes del transformador de tensión TT-280 2005: De tres fabricantes distintos en Seccionador de Barra SA-2487 y TC-327 Desde su instalación no ha sido necesario efectuar la limpieza del aislamiento y conservan sus propiedades de hidrofobicidad. Rigurosidad en Pruebas de control y aceptación de los aisladores recubiertos con goma silicónica : Garantizar un homogéneo espesor de recubrimiento Calidad en la adherencia de la goma al aislador Conservación de las propiedades de hidrofobicidad de la goma silicónica.

Comportamiento de los diferentes tipos de aislamiento AISLAMIENTO VIDRIO CON RECUBRIMIENTO GOMA SILICÓNICA El aislador de vidrio recubierto con goma silicónica tiene la propiedad de: La hidrofobicidad de los aisladores poliméricos. La capacidad de resistencia mecánica a la abrasión e imposibilidad de falla por rotura frágil que poseen los aisladores convencionales. Facilidad de detectar falla por inspección visual.

TcT: CAMBIO DE AISLADORES POLIMÉRICOS CON CONDICIÓN CRÍTICA PROCEDIMIENTO PARA DISEÑO DE TcT: Instructivo, prueba en centro de entrenamiento y capacitación en REP © Todos los derechos reservados por Interconexión Eléctrica S.A. E.S.P.

Trabajos con Tensión en ISA Secuencia de análisis para procedimientos TcT Estudios Eléctricos Análisis Transitorio Requerimientos Operativos Estudios Mecánicos Cargas dinámicas y estáticas Características de Equipos Análisis de Riesgo Personas, Medio Ambiente, Equipos, MAD, EPP Control de Riesgos Mecanismos de control Análisis OHS Nuevo procedimiento TcT Normalización de Procedimiento Revisión de Procedimiento Escenario de Riesgo ENTRENAMIENTO Personal Certificado

Configuración Centro de Entrenamiento DISEÑO PROCEDIMIENTO Configuración Centro de Entrenamiento Arboles de carga Torre Tipo B Objetivo: Transferencia de Mejores Prácticas de TcT en Líneas. Actividades realizadas: Diseño y entrenamiento en campo para el cambio de aisladores poliméricos en LT (Se evitó desenergizar las LT para el cambio de 106 cadenas de aisladores). Capacitación teórica y metodología de Planeación de los TcT. Entrenamiento con línea energizada en 220 kV - Uso de diferentes herramientas para TcT. Participantes: Capacitación a 39 ejecutores y 4 ingenieros de REP (conformación de 4 grupos) Lugar: Lima y Chiclayo – Perú Fecha: 24 de mayo al 09 de julio de 2010. Pendiente: Capacitar en TcT en Subestaciones

DISEÑO PROCEDIMIENTO Objetivo: Transferencia de Mejores Prácticas de TcT en Líneas. Actividades realizadas: Diseño y entrenamiento en campo para el cambio de aisladores poliméricos en LT (Se evitó desenergizar las LT para el cambio de 106 cadenas de aisladores). Capacitación teórica y metodología de Planeación de los TcT. Entrenamiento con línea energizada en 220 kV - Uso de diferentes herramientas para TcT. Participantes: Capacitación a 39 ejecutores y 4 ingenieros de REP (conformación de 4 grupos) Lugar: Lima y Chiclayo – Perú Fecha: 24 de mayo al 09 de julio de 2010. Pendiente: Capacitar en TcT en Subestaciones

DISEÑO PROCEDIMIENTO Objetivo: Transferencia de Mejores Prácticas de TcT en Líneas. Actividades realizadas: Diseño y entrenamiento en campo para el cambio de aisladores poliméricos en LT (Se evitó desenergizar las LT para el cambio de 106 cadenas de aisladores). Capacitación teórica y metodología de Planeación de los TcT. Entrenamiento con línea energizada en 220 kV - Uso de diferentes herramientas para TcT. Participantes: Capacitación a 39 ejecutores y 4 ingenieros de REP (conformación de 4 grupos) Lugar: Lima y Chiclayo – Perú Fecha: 24 de mayo al 09 de julio de 2010. Pendiente: Capacitar en TcT en Subestaciones

RESULTADO DE ESTUDIOS Y ANÁLISIS DE RIESGO Enfoque Eléctrico Inspeccionar previamente con pértiga y espejo (Métodos alternos) Ejecutar en horas de alta intensidad solar (9:00 – 15:00) Monitoreo T° ambiente y punto de rocío (Dif max 2°) Monitoreo humedad relativa (≤ 85%) y Corriente de fuga (≤ 100 uA) Deshabilitar recierres en ambos extremos. (Est. Operación) Enfoque Mecánico Sistema inestable (Sistema de anclaje R. Moderado – Pértigas de punto R. Bajo) Implementar sistema de anclaje acorde con las condiciones de carga Reducir la presencia de cargas dinámicas por rotura de la cadena Seleccionar punto de anclaje en el brazo de la fase a intervenir (Árbol de cargas)

SISTEMA DE ANCLAJE Carga Máxima 5 Toneladas No remplaza el sistema de pértigas de punto Se utiliza para dar respaldo mecánico en la etapa inicial del procedimiento Se instala en la línea de acción de la cadena de aisladores Formado por: Aparejo en segunda Manila dieléctrica de ½ Mosquetones de acero inoxidable Eslingas Morseto (agarradora para el conductor) Freno

Motor izaje y cuerdas dieléctricas Pértigas de punto o tensoras HERRAMIENTAS UTILIZADAS Cuna Yugos Traje conductivo Motor izaje y cuerdas dieléctricas Escalera y morseto Pértigas de punto o tensoras

MEDIDAS DE SEGURIDAD Monitorear corriente de fuga Monitorear condición cuerdas y pértigas dieléctricas. Monitorear corriente de fuga Sistema de anclaje Monitorear HR, Tempertaura y Punto de Rocio

PRUEBA EN CENTRO DE ENTRENAMIENTO – ISA Colombia Realización de múltiples prueba de procedimiento y herramientas en Centro de Entrenamiento Realizado junto a especialista en Salud Ocupacional – Análisis de riesgos y mecanismos de control

CAPACITACIÓN y ENTRENAMIENTO - ISA REP Realización del proceso de homologación de procedimientos de TcT Conformación de 3 grupos de trabajo (32 Linieros y 4 Ingenieros) Duración: Desde junio a julio de 2010. Estructura: Teórica Práctica en desenergizado Práctica con línea energizada

CAPACITACIÓN y ENTRENAMIENTO - ISA REP Objetivo: Transferencia de Mejores Prácticas de TcT en Líneas. Actividades realizadas: Diseño y entrenamiento en campo para el cambio de aisladores poliméricos en LT (Se evitó desenergizar las LT para el cambio de 106 cadenas de aisladores). Capacitación teórica y metodología de Planeación de los TcT. Entrenamiento con línea energizada en 220 kV - Uso de diferentes herramientas para TcT. Participantes: Capacitación a 39 ejecutores y 4 ingenieros de REP (conformación de 4 grupos) Lugar: Lima y Chiclayo – Perú Fecha: 24 de mayo al 09 de julio de 2010. Pendiente: Capacitar en TcT en Subestaciones

IMPLEMENTACIÓN y APLICACIÓN EN REP CIER – CACIER 30 de Agosto al 2 de Septiembre de 2011

EXPERIENCIA APLICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO CON TcT TcT a 220 kV: Reemplazo de 363 cadenas poliméricas sin accidentes (a mayo de 2011). Recurso de Personal: 4 brigadas de trabajo, cada una integrada por 8 ejecutores de TcT habilitados por REP. Participación de especialista en Salud Ocupacional – Análisis de riesgos y mecanismos de control.

EXPERIENCIA APLICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO CON TcT

EXPERIENCIA APLICACIÓN DEL PROCEDIMIENTO CON TcT

estructura general del análisis de reposición de aisladores compuestos utilizando metodología tct

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CIER – CACIER 30 de Agosto al 2 de Septiembre de 2011

CAMBIO DE AISLADORES POLIMÉRICOS CUESTIONADOS Recomendaciones y conclusiones Para garantizar la efectividad de los mecanismos de control de riesgo diseñados para la aplicación de esta metodología, es indispensable realizar el análisis técnico (eléctrico y mecánico) de las cadenas poliméricas a remplazar. Es indispensable seleccionar puntos de anclaje con la capacidad de carga requerida y dimensionar el sistema de estabilización mecánica a utilizar, con base en el resultado de los estudios mecánicos. Todos los componentes del sistema de anclaje a utilizar deben tener la capacidad de soportar permanentemente la carga mecánica definida en el estudio mecánico A Junio, Red de Energía del Perú (REP – Empresa filial del Grupo ISA) ha realizado con éxito el cambio de más de 363 cadenas de aisladores poliméricos con condición crítica en líneas de transmisión de 220kV, sin suspender el suministro de energía. Se evidenció la importancia de realizar las sinergias de procedimientos de mantenimiento entre las filiales del grupo empresarial ISA, donde se confirmó que se pueden adoptar las mejores prácticas desarrolladas en TcT, lo que conducirá a mejorar la calidad del servicio y el suministro continuo de la energía eléctrica en los países donde tiene presencia el grupo ISA. .