Prueba del relé de falla de interruptor (dispositivo 50BF): lógica, temporizador y disparo

Qué es

La protección contra falla de interruptor, función 50BF, es un esquema de respaldo que actúa cuando a un interruptor se le ordenó disparar y no logró interrumpir la corriente. No es un elemento de protección en el sentido habitual, porque no detecta fallas por sí mismo. Lo arranca la señal de disparo de otro relé de protección, y luego comprueba si sigue circulando corriente por el interruptor después de una espera deliberada. Si es así, el esquema da por perdido ese interruptor y dispara todos los que pueden alimentar la falla, normalmente mediante un relé de bloqueo. En los relés digitales es una función con detector de corriente, temporizador, entrada de arranque y salidas de disparo. En instalaciones antiguas se construye con un relé rápido de detección de corriente, un temporizador auxiliar y un relé de bloqueo. La prueba se aplica en subestaciones, conjuntos de tableros y esquemas de protección de generadores y transformadores.

Por qué se realiza

Un mecanismo atascado, una bobina de disparo averiada, una alimentación de control perdida o un interruptor que no despeja pueden dejar una falla energizada aunque la protección principal haya hecho todo bien. Sin respaldo, la falla permanece hasta que la protección remota la despeja, sacando de servicio mucha más parte del sistema, dañando equipos y aumentando el peligro para las personas. El esquema se requiere pocas veces, y por eso mismo puede fallar sin que nadie lo note: un cambio de cableado equivocado, una entrada de arranque deshabilitada, un temporizador con un ajuste incorrecto o un detector de corriente que ya no arranca pueden pasar años sin verse. La prueba ejercita a propósito toda la cadena, incluidas las partes que ninguna otra prueba ejercita, y da confianza en que la rara demanda será atendida.

El principio

El esquema se basa en tres preguntas hechas en orden. Primero, ¿se ordenó disparar al interruptor? Es la señal de arranque, tomada de los contactos de los relés de protección que lo disparan. Segundo, ¿cesó la corriente? Es el detector de corriente, ajustado lo bastante bajo para ver la menor corriente de falla que el esquema debe atender, y rápido para reponerse una vez interrumpida la corriente, porque su tiempo de reposición forma parte del margen de todo el esquema. Tercero, ¿transcurrió tiempo suficiente para que un interruptor sano termine su maniobra? Es el temporizador, ajustado por encima del tiempo de interrupción del interruptor más el de reposición del detector y un margen de seguridad. Si la señal de arranque está presente, la corriente persiste y el temporizador vence, el esquema concluye que el interruptor falló y emite el disparo de respaldo. Algunos esquemas además redisparan primero el mismo interruptor, como una oportunidad económica de despejar una falla causada por un defecto del circuito de disparo, y otros emplean contactos de posición del interruptor además de la corriente para fallas de baja corriente.

Cómo se realiza

El relé se aísla de los circuitos vivos de los transformadores de corriente, con los secundarios en cortocircuito en el interruptor de prueba antes de cambiar cualquier conexión, y de los circuitos de disparo de los interruptores que controla, bloqueando las salidas de disparo o abriendo las cuchillas de disparo para que una prueba no pueda abrir un interruptor en servicio. Se conecta un equipo de prueba de relés a las entradas de corriente, y un contacto o salida del equipo simula el disparo de arranque del relé de protección. El detector de corriente se prueba como cualquier elemento de sobrecorriente, aumentando la corriente para hallar el arranque y reduciéndola para hallar la reposición, de la misma manera en cada fase y en la trayectoria de tierra donde se use. El temporizador del esquema se prueba con una secuencia cronometrada: se aplica el arranque junto con la corriente de falla y el cronómetro mide el intervalo hasta la salida de disparo de respaldo. Se repite la secuencia retirando la corriente antes de que el temporizador termine, para demostrar que el esquema se repone y no dispara. Luego se confirman una a una la salida de redisparo, las salidas de respaldo, el relé de bloqueo, el bloqueo del recierre y cualquier disparo transferido a extremos remotos, y al final se restituyen y registran las cuchillas de disparo.

Qué se registra

El registro indica el tipo de esquema y sus ajustes, el arranque y la reposición del detector de corriente hallados en cada fase, el intervalo del temporizador medido desde el arranque hasta el disparo de respaldo, y la respuesta de cada salida, incluidos el redisparo, el bloqueo, el bloqueo del recierre y cualquier disparo transferido. Se anota qué cuchillas de disparo o bloqueos se aplicaron durante la prueba y que se restituyeron, el instrumento y su estado de calibración, y los ajustes tal como se hallaron y como se dejaron junto con cualquier corrección realizada.

Cómo se juzgan los resultados

El arranque del detector se compara con el ajuste del estudio de protección, admitiendo la tolerancia publicada para el relé, y el temporizador se juzga frente a su ajuste y frente al margen que el estudio supuso entre el tiempo de despeje del interruptor y el disparo de respaldo. El comportamiento de reposición del detector importa tanto como su arranque, porque una reposición lenta puede convertir un despeje normal en un falso disparo de respaldo. Cada salida debe operar únicamente con la combinación correcta de arranque, corriente y temporizador, y permanecer en silencio cuando la corriente cesa a tiempo. ANSI/NETA ATS-2025 y ANSI/NETA MTS-2023 incluyen la función de falla de interruptor entre las pruebas de relés de protección. Para las tolerancias y los valores, consulte su propia copia con licencia de esas normas y el manual de instrucciones del fabricante del relé.