Centros de transformación monobloque de hormigón: Resistencia a arco interno (IAC-AB) y ventilación

Criterios de diseño para casetas prefabricadas de hormigón armado: clasificación de arco interno IAC-AB (20 kA 1 s), clases de envolvente térmica (Class 5-20) y

1. Normas de seguridad de subestaciones prefabricadas

Las subestaciones prefabricadas de hormigón que albergan aparamenta de media tensión, transformadores de distribución y cuadros de distribución de baja tensión se rigen por IEC 62271-202:2022. A diferencia de los gabinetes de chapa de acero con paneles ensamblados, las subestaciones monobloque utilizan concreto reforzado C35/45 de alta resistencia moldeado en un solo molde monolítico, lo que elimina las fugas en las uniones, la deformación estructural y la penetración de humedad en el suelo.

2. Clasificación de arco interno (IAC-AB) y clase de envolvente térmica

Requisito de ingenieríaClase estándarVerificación del diseño físico
Servicio de arco internoIAC-AB 20 kA 1 sSoporta sobrepresión de arco interno sin apertura de puerta ni expulsión de proyectiles (A=personal autorizado, B=público en general)
Ruta de alivio de presiónEscape del sótano hacia abajoLas trampillas de ruptura desvían los gases ionizados hacia la cuenca subterránea para cables de cimentación
Clase de envolvente térmicaClase 5, 10, 15, 20Δ Tenc define el aumento de temperatura del transformador dentro del gabinete por encima del ambiente al aire libre
Atenuación acústicaReducción de ruido 10-15 dB(A)La masa de muro de hormigón (> 2200 kg/m3) amortigua el zumbido del núcleo magnetoestrictivo 100/120 Hz

El equilibrio térmico de enfriamiento natural dentro del recinto satisface:

V̇air = (Plosses) / (cp · ρair · Δ Tvent) [m3/s]

donde:

  • Plosses = P0 + Pk es el calor total rechazado por el transformador, el tablero MV y las barras colectoras LV.
  • Δ Tvent es la diferencia de temperatura entre las rejillas de ventilación del laberinto.
  • Se debe aplicar la reducción de potencia del transformador si la clase de envolvente excede la Clase 10 (elevación interior > 10 K).

3. Protección de ingreso (IP) y resistencia mecánica (IK)

Según IEC 62271-202, la estructura externa de concreto debe proporcionar IP43D (o IP54 para RTU electrónicas sensibles) y IK10 resistencia al impacto mecánico. (20 Joules). Las rejillas de ventilación cuentan con pantallas de aluminio a prueba de insectos y deflectores laberínticos diseñados para evitar la penetración horizontal de la lluvia torrencial y al mismo tiempo mantener el flujo de aire de refrigeración por convección.

4. Pautas de especificación

  • Especificar IAC-AB con certificación de prueba tanto para pasillos operativos (walk-in) como para acceso perimetral (non-walk-in).
  • Asegúrese de que el sumidero de retención de aceite debajo del transformador tenga el tamaño 100% de volumen de líquido del transformador más la capa de grava extintora.
  • Verificar la impermeabilización de los cimientos de concreto contra el ingreso de agua subterránea (resistencia al agua ≥ 0.5 bar según DIN 1048).
  • Incluye un anillo de puesta a tierra integrado que conecta las barras de hormigón, el tanque del transformador, el marco del tablero y los puentes de unión de puertas.

*Referencia: IEC 62271-202:2022; IEC 60076-7:2018; DIN EN 62271-202; TS EN 62271-202.*