Pérdidas no técnicas
Uso del equipo detector de derivaciones para la identificación de tomas ilegales en acometidas

La C.A. Electricidad de Valencia (ELEVAL) cuenta con 116.000 suscriptores, de los cuales el 43% son servidos en redes subterráneas, en su mayoría de tipo residencial. La compañía ha logrado inspeccionar más del 50% de sus redes subterráneas, encontrando una alta incidencia al fraude eléctrico, por medio de tomas no autorizadas a la red de energía, ocultas por medio de perforaciones en aceras y paredes. Para localizar estas derivaciones clandestinas se han implementado técnicas y estrategias que faciliten su búsqueda, sin embargo, se ha hecho necesario implementar herramientas especializadas que faciliten la tarea. El detector de líneas ha sido una de las herramientas empleadas más eficaces en la identificación de las conexiones ilegales, llegando a reducir en más de un 50% el tiempo de detección, y en más de un 80% los costos por este concepto. Se muestra una comparación de los resultados obtenidos con el uso de éste equipo. Index Terms—detector de derivaciones, líneas de distribución subterráneas, medidores de energía, pérdidas negras, pérdidas no técnicas, robo de energía eléctrica, sistemas de distribución.

. Para localizar estas derivaciones clandestinas se han implementado técnicas y estrategias que faciliten su búsqueda, sin embargo, se ha hecho necesario implementar herramientas especializadas que faciliten la tarea. El detector de líneas ha sido una de las herramientas empleadas más eficaces en la identificación de las conexiones ilegales, llegando a reducir en más de un 50% el tiempo de detección, y en más de un 80% los costos por este concepto.

I. NOMENCLATURA

PNT: Pérdidas No Técnicas, llamadas también pérdidas negras, que son aquellas relacionadas con el fraude eléctrico o mal administradas y que no se facturan.

II. INTRODUCCIÓN

Dado el impacto y la importancia que tienen las pérdidas no técnicas de energía en el presupuesto de las empresas de servicio eléctrico, la C.A. Electricidad de Valencia (ELEVAL), se ha abocado a la reducción y mantenimiento de éstas pérdidas, implementado una serie de estrategias y tecnologías que permitan detectarlas, cuantificarlas y reducirlas hasta valores aceptables.
ELEVAL tiene alrededor de 50.000 suscriptores servidos por circuitos subterráneos, la mayoría de tipo residencial, los cuales, desde el año 2004 hasta ahora, se han inspeccionado en más de un 50%. De las inspecciones realizadas, se ha encontrado que, a pesar de que los medidores de energía se encuentran en perfecto funcionamiento, los indicadores de gestión señalan un alto índice de pérdidas, por lo que se ha tenido que profundizar en las revisiones que se hacen a cada suministro.
A medida que se han intensificado las inspecciones, se ha encontrado un significativo número de casos en los que los suscriptores realizan conexiones ilegales a las redes de energía. Estas son camufladas, o muy bien disimuladas, realizando perforaciones en calles, aceras y paredes, las cuales no son registradas por los medidores.
Debido a la característica de este tipo de fraude eléctrico, ELEVAL ha puesto en puesto en práctica nuevos esquemas de trabajo y sistemas de búsqueda de las conexiones no autorizadas a las redes de energía eléctrica subterráneas de distribución en baja tensión. Estos sistemas se basan en diagnósticos previos a nivel de tanquillas, sótanos y casetas, que buscan descartar diferencias de corrientes entre los conductores principales y las acometidas de cada suministro de energía, haciendo uso del principio del divisor de corriente el localizar estas tomas no autorizadas de energía.
Para efectuar algunas de estas inspecciones, se ha requerido la ayuda de tecnología moderna, que permita localizar con precisión, la ubicación de la conexión ilegal, sin recurrir a roturas completas de calzadas o aceras de concreto, con el objeto de minimizar el tiempo de la detección, ejecución de la inspección, y minimizar las roturas y excavaciones necesarias, así como una rápida reparación de los daños y la eliminación de la alteración en el cable de energía, evitando así la sustracción de energía que busca burlar la facturación, y por ende las leyes y reglamentos que rigen el sector y el uso de la energía eléctrica. Este trabajo describe el uso y parte de la experiencia que ha obtenido la compañía con este tipo de herramientas.

III. OBJETIVO GENERAL

Localizar las tomas clandestinas subterráneas con una herramienta efectiva, capaz de ubicar las derivaciones ilegales conectadas a la red de la empresa, dando la posición lo suficientemente precisa (distancia y profundidad), para evitar rehacer los trabajos, así como la pérdida de tiempo en las inspecciones dirigidas a la reducción y control de las Pérdidas No Técnicas (PNT).

IV. METODOLOGÍA

El proceso de determinación de las pérdidas de energía eléctrica comienza con la comparación de la energía despachada por circuito de la subestación, con la registrada por cada uno de los medidores servidos por este circuito.
Luego de calcular o estimar las pérdidas técnicas, y restarlas al total de las pérdidas, el bloque de energía que se obtiene corresponde con las pérdidas no técnicas. Esto permite establecer el porcentaje de pérdidas, así como también su prioridad por circuito.
Sobre la base del índice de pérdidas obtenido, se elabora un plan de inspecciones, el cual consiste en la revisión programada de las redes subterráneas de baja tensión, acometidas y medidores por cada suministro asociado a cada transformador, para determinar las causas de las pérdidas y proceder a la normalización de dichos casos.

A Proceso de Inspecciones.

Las inspecciones son llevadas a cabo por grupos de trabajo especializado en la búsqueda y detección de fraudes eléctricos en medidores y acometidas, realizando una revisión detallada de cada suministro, para luego corregir todos aquellos casos en los que se logra identificar conexiones ilegales o funcionamientos anormales de los medidores. La figura 1 muestra un ejemplo de conexión ilegal hecha a pie del medidor, por la parte interna del inmueble, en los conductores de entrada del medidor, de manera que la energía que se obtiene por dicha conexión no es registrada por el equipo de medida.
Para determinar las derivaciones ilegales en circuitos subterráneos, se usa básicamente el principio del divisor de corriente para evaluar inicialmente el cable principal o canalización troncal, ubicado entre dos tanquillas o sótanos de baja tensión. La figura 2 muestra un boceto de aplicación de este concepto en la determinación de una conexión ilegal desde un troncal principal.

Fig. 1. Conexión ilegal encontrada en la pared interna de una vivienda justo detrás del pedestal donde se ubica el medidor.
Fig. 1. Conexión ilegal encontrada en la pared interna de una vivienda justo detrás del pedestal donde se ubica el medidor.

La norma de la empresa especifica claramente que no debe haber conexiones en el conductor principal de distribución subterránea entre dos tanquillas o sótanos consecutivos, sino que las mismas deben realizarse en una de las tanquillas o sótanos más próximos al inmueble, por lo cual, la corriente que circula por el conductor a la entrada de una de las canalizaciones, en todo momento debe ser igual a la que sale del mismo conductor, en la otra boca de visita consecutiva. Si se aprecia una diferencia entre la corriente de entrada en comparación con la salida, se procede a halar los cables, y estos deberían moverse con facilidad, en caso contrario, la tendencia es a confirmar la existencia de una conexión no autorizada.

Fig. 2. Ejemplo de aplicación del principio del divisor de corriente en la determinación de una conexión ilegal hecha desde el conductor troncal

Fig. 2. Ejemplo de aplicación del principio del divisor de corriente en la determinación de una conexión ilegal hecha desde el conductor troncal.

Si luego de realizar las revisiones de los suministros, el balance energético continúa señalando que no se han reducido las pérdidas hasta el valor esperado, se advierte a estos grupos de trabajo que se debe profundizar en aquellos casos en los que aún se sospecha que existe una conexión ilegal, las cuales obviamente no pueden ser vistas por el ojo del experto, siendo necesario utilizar algún tipo de herramienta que facilite la detección y ubicación de la conexión no autorizada.
Dadas estas condiciones, se procede a utilizar tecnología de radiofrecuencia, la cual consta de un equipo transmisor inductor, y de un receptor portátil que se utiliza para trazar la ruta del cable principal, triangulando la señal inducida en el cable troncal, así como en sus derivaciones, precisando exactamente la ubicación de la conexión subterránea clandestina, para luego proceder a romper y excavar puntualmente donde se ubicó, para desconectar dicha conexión ilegal, reparar o reemplazar el conductor troncal, y tapar las roturas de aceras o calzadas hechas, quedando la acometida fraudulenta desconectada definitivamente

B. Detector de Derivaciones. Modo de Operación y Características.

El equipo detector de líneas y derivaciones, ha sido la herramienta más eficaz utilizada para la búsqueda de conexiones no autorizadas a las redes de baja tensión, las cuales no pueden ser identificadas a simple vista, dado que son conexiones hechas a nivel del conductor principal de distribución, en los ductos de las bancadas de distribución, o simplemente hechas en la pared, provenientes de los conductores de entrada del equipo de registro de energía, siendo las más difíciles de detectar, dado que, sólo una simple prueba al momento de la inspección, cuando la toma ilegal no tiene carga, dificulta su detección.
El detector de líneas y derivaciones es un equipo portátil desarrollado comercialmente para ubicar tuberías metálicas (por ejemplo de agua, gas, tv por cable), válvulas en tuberías, cables de servicio eléctrico y sus derivaciones.
Su principio de operación se basa en la inyección directa a la tubería o la línea eléctrica, o inducción a través de una bobina tipo pinza, de una señal de muy baja potencia, de frecuencia alterna bien determinada. Esta frecuencia es diferente a la frecuencia normal en que opera el sistema que se desea inspeccionar, como puede ser el caso de un conductor eléctrico que opera a una frecuencia de 50Hz o 60Hz.
El sistema de detector está conformado por dos equipos principales, un transmisor y un receptor. La forma en que el transmisor introduce la señal dependerá de sí el conductor está energizado o no, si tiene la posibilidad de realizar un lazo o bucle al empalmar los extremos, o si simplemente no se tiene acceso al conductor que se desea localizar.
Dependiendo de lo anterior, el transmisor podrá inyectar la señal en una de tres maneras: conductivo, por acoplamiento inductivo, o por inducción. El equipo transmisor utilizado en particular tiene la capacidad de inyectar una señal alterna de 9,82kHz, de 82kHz, o ambas al mismo tiempo, con tres niveles de potencia. En la tabla I se muestran los valores de potencia y frecuencia de la señal emitida por el transmisor, según el modo de operación que se elija.

En el modo de conductivo, el transmisor se conecta de manera directa al conductor, sin embargo, el mismo debe estar completamente desenergizado y descargado. En este modo de operación, el transmisor ofrece la posibilidad de conectar dos terminales, uno al conductor que se desea rastrear, y el otro puesto a tierra a través de una varilla, o al conductor de retorno de la corriente.

Tabla 1: Potencia y frecuencia de la señal de salida del equipo
En el modo de operación por acoplamiento inductivo, se debe abrazar al conductor con una bobina tipo pinza, para que la misma induzca sobre el conductor la señal que se desea inyectar. De ser posible, se debe colocar a tierra ambos extremos del conductor o empalmar los extremos, a fin de que la señal inducida pueda circular a lo largo del conductor.
En el caso cuando no se tiene acceso al conductor de ninguna manera, en el modo de operación por inducción, el transmisor emite la señal fijada en todas las direcciones a través de una antena interna en el aparato. Este método es el menos utilizado y recomendado, dado que no siempre se logra a través de la inducción electromagnética simple, hacer circular la señal deseada con la suficiente potencia, tal que el receptor de una ubicación confiable o clara.
En muchos de los casos, las aceras o paredes, poseen cabillas, mallas o estructuras metálicas de refuerzo, que dan señales falsas al momento de la detección. Para esto la forma de descarte más utilizada para la determinación de una posible derivación es a través del principio de triangulación, el cual no sólo permite descartar las señales falsas, sino distinguir los casos cuando por una misma dirección pasan distintas tuberías
de diferentes servicios. La figura 3 muestra un boceto de la aplicación de este principio.
Una vez que se ha determinado la forma en la que se inyectará o inducirá la señal deseada, se hace uso del receptor, con el cual se intentará trazar tanto la ruta del conductor principal, como detectar y seguir las posibles derivaciones del mismo.
El uso del equipo receptor es en principio más sencillo que la disposición y conexión del transmisor, sin embargo, también se hace necesaria la práctica y experiencia del usuario, ya que la persona debe aprender y mejorar la técnica para descartar las señales confusas o falsas provenientes de otras estructuras metálicas, así como la correcta orientación del aparato que le facilite la ubicación y seguimiento del conductor deseado como de sus posibles derivaciones.

Fig. 3. Principio de triangulación utilizado con el equipo detector para la ubicación del conductor, derivación o descarte entre distintos servicios.

Fig. 3. Principio de triangulación utilizado con el equipo detector para la ubicación del conductor, derivación o descarte entre distintos servicios.

El equipo receptor debe orientarse en el sentido de las líneas de campo del conductor que se está ubicando, por lo tanto, se ubicará en la dirección del cable. De los distintos tipo de receptores que variarán según el fabricante, la mayoría dispone la posibilidad de rastrear el conductor con un mínimo de información, tal como lo es la intensidad de la señal recibida, la variación de la intensidad de la señal recibida en la dirección perpendicular de rastreo, así como la profundidad a la cual se encuentra el conductor que se está detectando. La figura 4 muestra un ejemplo de la orientación del equipo receptor así como un ejemplo de una pantalla de guía para la ubicación del conductor.

Fig. 4. Ubicación del equipo receptor e información mínima en pantalla para el rastreo del conductor y de sus posibles derivaciones
Fig. 4. Ubicación del equipo receptor e información mínima en pantalla para el rastreo del conductor y de sus posibles derivaciones

V. RESULTADOS

Desde la implantación del nuevo método de búsqueda utilizando el equipo detector, los tiempos del proceso de detección y ubicación de la conexión no autorizada han disminuido de 2 días a sólo 4 horas, y la mano de obra utilizada es de 02 Técnicos y 02 ayudantes. El costo individual de la inspección de un punto para determinar la presunta conexión clandestina se ubica en $155, ahora se invierten $19.5, esto representa un ahorro de 87 %, sólo en la mano de obra.
Referente al material, el ahorro es mayor dado a que antes se debían efectuar roturas de acera y excavaciones de hasta cinco metros lineales, lo cual originaba molestias a los usuarios vecinos. En la actualidad la rotura y excavación es de solo 0,5 metros lineales, lo que se traduce en menos concreto y menos manejo de escombros, por lo cual, la reparación de la canalización se efectúa rápidamente. Esto deja al troncal en condiciones operativas en solo 2 horas y la interrupción del servicio en el sector se minimiza. La figura 5 muestra una comparación entre dos casos reales. Uno en el cual se tuvo que hacer la rotura de más de 3m de acera para detectar una derivación, en dónde no se utilizó el detector, con respecto a otro dónde sí se utilizó el detector, con una localización mucho más precisa que la primera.

Fig. 5. Comparación de la magnitud de dos casos reales donde se realizaron trabajos para descubrir la conexión ilegal, uno sin el empleo del equipo detector (imagen izquierda), y el otro con uso del equipo (imagen derecha).

Fig. 5. Comparación de la magnitud de dos casos reales donde se realizaron trabajos para descubrir la conexión ilegal, uno sin el empleo del equipo detector (imagen izquierda), y el otro con uso del equipo (imagen derecha).

VI. CONCLUSIONES

Varias compañías de servicio eléctrico en Latinoamérica han implementado diversas estrategias tanto organizativas, como operacionales y tecnológicas, para disminuir y controlar las pérdidas no técnicas de energía. La C.A. Electricidad de Valencia, consciente de esta realidad, y de cómo ésta afecta significativamente la gestión económica de las mismas, ha implementado no sólo estrategias y empleo de personal especializado en el área, sino también el probar y utilizar herramientas que faciliten la detección y control de dichas pérdidas.
El efecto de las revisiones periódicas a los distintos usuarios ha traído como consecuencia que los fraudes eléctricos sean cada vez más difíciles de detectar con una simple inspección, llegando a tal punto que los instrumentos tradicionales con que cuentan las cuadrillas de trabajo, en conjunto con la experiencia de los mismos, no sean suficientes para lograr la identificación plena de las conexiones ilegales, teniendo que recurrir a herramientas más específicas.
El equipo detector de derivaciones ha constituido para ELEVAL, una herramienta importante en la detección de aquellos casos en los que la experiencia, los métodos, y las herramientas convencionales, se ven limitados para la identificación de conexiones no autorizadas a la red de energía, en aquellos sectores que son servidos por redes subterráneas.
El uso de esta herramienta ha reducido en al menos un 50% los tiempos de detección en aquellos casos donde se sabe por el balance energético, que debe existir una conexión ilegal, sin embargo, se hace necesario profundizar en la inspección para su detección. Aunado a esto, los costos asociados a la ubicación de la derivación, tales como materiales y mano de obra, también se han visto reducidos en un 80% en comparación con el empleo de la cantidad de cuadrillas y materiales necesarias para este tipo de casos.

VII. BIOGRAFÍAS DE LOS AUTORES

Jorge Luis Acevedo Parra, nació en Valencia, Venezuela, el 05 de Diciembre de 1967. Obtuvo el título de T.S.U. en Electricidad mención Potencia Industrial, en el Instituto Universitario de Tecnología de Valencia en 1989; actualmente cursa el 8 vo. Semestre de Ingeniería Eléctrica, en el Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño.
En el ámbito profesional ha trabajado en las áreas Electrónica Industrial, distribución de Energía Eléctrica, Mediciones de Media y Baja tensión, obras de instalación y mantenimiento de canalizaciones eléctricas, ejecución de obras masivas de instalación de medidores y pérdidas no técnicas. Actualmente se desempeña como Jefe del Área de Adecuaciones, en la Unidad de Pérdidas No Técnicas (PNT), de la C.A. Electricidad de Valencia.

Edgar Alejandro Sánchez Calderón, nació en Mérida, Venezuela, el 10 de Noviembre de 1975. Obtuvo el título de Ingeniero Electricista en la Universidad Simón Bolívar, Sartenejas, Venezuela.
En el ámbito profesional ha trabajado en las áreas de Subestaciones de Transmisión, Distribución, Instalación y Mantenimiento de Canalizaciones Eléctricas, y más recientemente en Pérdidas No Técnicas. Actualmente se desempeña como Jefe del Área de Inspecciones, en la Unidad de Pérdidas No Técnicas (PNT), de la C.A. Electricidad de Valencia.

Trabajo presentado en la IEEE PES Transmission and Distribution Conference and Exposition Latin America, Venezuela 2006

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