Inyección de corriente en tableros: propósito y método de prueba

Qué es

La inyección de corriente es una prueba funcional de un circuito de corriente completo. Se hace circular una corriente alterna conocida por el circuito, ya sea a través del conductor primario de los transformadores de corriente o en el cableado secundario desde un punto de prueba, y se lee cada dispositivo del lazo para ver qué recibe. En un tablero de distribución o conjunto de celdas, el lazo comienza en los transformadores de corriente de la barra, de los interruptores o de los alimentadores, recorre los bloques de bornes de cortocircuito y el cableado de control, y pasa por los relés de protección, los medidores, los transductores y cualquier registrador antes de regresar. La prueba se realiza sección por sección, de manera que se cubre cada celda del conjunto. Se distingue de la prueba de un dispositivo individual porque comprueba las conexiones entre dispositivos, que es donde se esconden los errores de cableado, los conductores desconectados, los tornillos flojos, los puentes de cortocircuito abiertos y los circuitos cruzados. Complementa las pruebas individuales de relación, polaridad y excitación de los transformadores de corriente y las pruebas funcionales del sistema que ejercitan la lógica de protección.

Por qué se realiza

Un esquema de protección que luce correcto en los planos puede fallar en servicio por un error de cableado que ninguna prueba de un solo dispositivo detectaría. Un secundario de transformador de corriente abierto produce un voltaje peligroso y deja sin protección. Un puente de cortocircuito que quedó cerrado deja ciego a un relé. Una fase cruzada o una conexión de neutro equivocada puede hacer que un relé de tierra vea la corriente de carga como una falla, o que un esquema diferencial opere en falso. Un dispositivo conectado a la relación equivocada de transformador leerá una magnitud errónea y temporizará mal su disparo. Los medidores y transductores mal conectados producen errores de facturación y de operación. La inyección expone estos problemas durante la puesta en servicio, cuando corregirlos es sencillo y el equipo no lleva carga. Repetirla después de modificaciones, cambios de relés o trabajos en el cableado secundario detecta los errores que se cuelan durante las salidas, cuando se alteran y se reconectan muchos bornes.

El principio

La prueba se apoya en un hecho básico: en un lazo en serie la corriente debe ser la misma en todas partes, y se reparte de maneras conocidas donde el circuito se ramifica. Si se fuerza una corriente conocida por el circuito, cada entrada de relé, medidor y transductor debe indicar una magnitud que corresponda a la corriente inyectada multiplicada por la relación del transformador en esa parte del lazo. Un dispositivo que no muestra nada apunta a un tramo abierto o en cortocircuito. Uno que muestra una magnitud equivocada apunta a una derivación errónea, un ajuste de relación incorrecto o una trayectoria en paralelo. Uno que muestra la corriente en la fase equivocada o con el sentido invertido apunta a conexiones cruzadas o invertidas. Como la prueba usa el cableado real instalado, verifica el circuito tal como fue construido y no como se dibujó. La inyección por el lado primario comprueba además la relación y la polaridad del transformador de punta a punta, mientras que la inyección en el bloque de prueba secundario comprueba todo lo que está después de ese punto.

Cómo se realiza

La sección se desenergiza, se aísla y se pone a tierra conforme a los procedimientos de seguridad del propietario, y los circuitos de control y de disparo se disponen de modo que la corriente inyectada no pueda provocar una operación indebida del interruptor ni de otros equipos; las salidas de disparo se bloquean o se aíslan cuando el plan lo exige. Se conecta una fuente de corriente de capacidad adecuada, con salida ajustable y un medidor de referencia exacto, ya sea al conductor primario, pasando por la ventana del transformador de corriente o a través de la barra, o al circuito secundario en los interruptores de prueba o en el bloque de bornes de cortocircuito. Al inyectar por el primario, el circuito secundario debe permanecer cerrado, y el secundario del transformador de corriente nunca se abre bajo carga. La corriente se eleva despacio hasta un nivel cómodo y muy dentro de la capacidad del cableado, y se lee cada dispositivo del lazo por turno: pantalla o salida de prueba del relé, medidor, transductor y registrador. Cada fase y el circuito de neutro o residual se inyectan por separado y en combinación según lo requiera el plan, pues así se comprueba que las fases no estén cruzadas y que la trayectoria residual esté completa. La inyección se repite en cada sección del conjunto. Al terminar, se retira la fuente, se devuelven a su posición de servicio los puentes de cortocircuito y los interruptores de prueba, y se verifica que el circuito quede cerrado. Se anotan la fuente, el instrumento de referencia y su estado de calibración.

Qué se registra

El registro indica qué circuito de corriente y qué sección se inyectó, el punto de inyección, la fase o combinación energizada y la corriente de referencia aplicada. Para cada dispositivo del lazo guarda la magnitud que mostró o informó, de modo que más adelante se puedan comparar los valores esperados con los observados. También anota el instrumento y su estado de calibración, la fecha y las condiciones, el estado en que se encontraron los puentes de cortocircuito y los interruptores de prueba, y cualquier corrección de cableado hecha durante la prueba. Todo lo que se bloqueó o aisló para evitar un disparo indebido queda registrado junto con su restitución, porque restituir esos elementos es tan importante como la prueba misma.

Cómo se juzgan los resultados

Los resultados se juzgan por concordancia y no por un límite numérico publicado, y esta página no ofrece ninguno. En cada dispositivo la lectura debe coincidir con la corriente inyectada una vez considerados la relación del transformador y el escalamiento del dispositivo, y cada dispositivo debe responder en la fase correcta. La concordancia entre los dispositivos de un mismo circuito muestra coherencia; por ejemplo, un relé, un medidor y un registrador en serie leen de forma proporcional. Cualquier dispositivo mudo, con magnitud errónea o en la fase equivocada se investiga y se corrige, y la inyección se repite. Cuando el circuito incluye una conexión diferencial o residual, el resultado esperado lo define el diseño del esquema, de modo que el comportamiento real se compara con los documentos de diseño y los ajustes de los relés. Tanto ANSI/NETA ATS-2025 para la aceptación como ANSI/NETA MTS-2023 para el mantenimiento incluyen la inyección de corriente entre las pruebas eléctricas de los conjuntos de tableros. Consulte sus copias con licencia de esas normas para conocer los requisitos aplicables y la manera de evaluar la concordancia.

Variaciones

En la aceptación, la inyección se realiza en todos los circuitos de corriente de todas las secciones y suele combinarse con las verificaciones de los propios transformadores de instrumento. En el mantenimiento se aplica después de cambiar relés, modificar el cableado secundario, reemplazar un transformador de corriente o cuando hay dudas sobre el desempeño de la protección, y puede usarse una versión más ligera inyectando en los interruptores de prueba secundarios sin tocar el primario. La inyección primaria es el método más completo porque también comprueba la relación y la polaridad del transformador, pero requiere una fuente de alta corriente y más cuidado con la disposición. La inyección secundaria es más rápida y muy usada en la prueba de relés, pero no puede comprobar el transformador mismo. Los tableros pequeños con pocos circuitos se despachan pronto, mientras que los conjuntos grandes con muchas secciones, zonas diferenciales y redes de medición requieren un plan metódico para no omitir ninguna sección. Los relés de estado sólido y los medidores electrónicos permiten tomar lecturas de sus pantallas, y los dispositivos electromecánicos se verifican por su operación.