Un nuevo enfoque de la protección contra descargas eléctricas atmosféricas para líneas de transmisión y sistemas de distribución
Páginas: 17 (4188 palabras)
Publicado: 3 de octubre de 2010
UN NUEVO ENFOQUE DE LA PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ELÉCTRICAS ATMOSFÉRICAS PARA LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN
ANTECEDENTES El diseño de Protección contra descargas eléctricas atmosféricas para Sistemas de Transmisión y Distribución, ha experimentado muy pocos cambios, y consecuentemente, ha tenido muy poco desarrollo en los últimos 50 años. Las herramientas y dispositivos usados para la Protección contra descargas eléctricas atmosféricas, están limitadas a productos y técnicas tales como: a. b. c. d. e. f. a. b. c. d. e. f. Arrestadores Espaciamiento Hilos de Guarda (Líneas Estáticas o Hilos de Tierra) Relevadores para operar interruptores de circuitos Componentes de Sistemas de Tierra convencionales Incremento en los niveles básicos de aislamiento
Durante los pasados 10 años, LEC ha introducido al mercado, una serie de nuevas herramientas y dispositivos, lo que ha hecho posible alcanzar una mayor medida de PROTECCIÓN. Estas herramientas y dispositivos son: 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. El Sistema Disipador Dual (DDS) El Sistema Desviador Spline Ball Ionizer (SBDS) ® El Electrodo de Tierra del Tipo Barra Química (CHEM ROD ) El Relleno Acondicionador para la Tierra (GAF) El Interceptor de Eventos Eléctricos Transitorios o Supresor de Picos.
De los dispositivos antes enumerados, los SBDS han probado una importante disminución en las salidas de operación inducidas por descargas eléctricas atmosféricas y los DDS, una total eliminación de las salidas de operación, relacionados con rayos. Cuando se comparan estos dos nuevos sistemas con los sistemas convencionales actualmente en uso, no queda duda de que estos nuevos dispositivos han incrementado el posible desempeño en línea, a través del uso de los componentes de estos nuevos sistemas. Además, un análisis de las salidas de operación de las líneas, involucran los incrementos de la protección convencional y la duda de no usar al menos alguna de estas técnicas. A los hilos de guarda, se les debe dar una consideración especial. Es por tanto deseable, analizar el hilo de guarda principal y sus desventajas, y comparar su desempeño de acuerdo con las nuevas tecnologías. LA INFLUENCIA DE LOS IMPACTOS DE RAYO EN LOS HILOS DE GUARDA
Para determinar la efectividad de los hilos de guarda, es necesario solamente analizar el impacto de una descarga, a una línea que se considera típica con parámetros convencionales. Para este fin, fue hecho un análisis, asumiendo dos impactos directos de consideración, al hilo de guarda, a media distancia y al poste. Dos longitudes de espaciamiento típicas y dos valores de
resistencia de tierra, se usaron para los puntos de aterrizaje de cada poste. Se usó un conductor de bajada de cobre sólido calibre Nº 6 AWG, por cada poste. El voltaje inducido en el conductor de fase con espaciamientos de un metro y dos metros, fue calculado usando un 50% del impacto y un 75% del impacto, con un aumento de tiempo a la corriente pico de ambos de un (1) microsegundo y ocho (8) microsegundos. FIGURA 1 Se consideró que la descarga eléctrica alcanzó la parte media del hilo de guarda con una magnitud de I, como se muestra en la Figura 1. El circuito equivalente, puede ser aproximadamente, como el circuito mostrado en la Figura 2.
FIGURA 2
D = Espacio entre Hilo de Guarda y Conductor de Fase V = Voltaje inducido dt = Tiempo a la cresta Rg = 25 Ohms (resistencia de tierra en los postes) La Tabla 1, presenta la inductancia estimada del hilo de guarda en la cercanía del poste, en ambas direcciones, más la inductancia del conductor de bajada. Se consideró una resistencia de aterrizaje de 25 a 50 Ohms. Los postes de metal y las torres metálicas, reducirán la impedancia del conductor de bajada de tal manera que éste puede omitirse. Incluso, 10 metros del alambre de bajada del # 6 AWG, disminuirán hasta en 10% el total de la impedancia, y por tanto, ...
ANTECEDENTES El diseño de Protección contra descargas eléctricas atmosféricas para Sistemas de Transmisión y Distribución, ha experimentado muy pocos cambios, y consecuentemente, ha tenido muy poco desarrollo en los últimos 50 años. Las herramientas y dispositivos usados para la Protección contra descargas eléctricas atmosféricas, están limitadas a productos y técnicas tales como: a. b. c. d. e. f. a. b. c. d. e. f. Arrestadores Espaciamiento Hilos de Guarda (Líneas Estáticas o Hilos de Tierra) Relevadores para operar interruptores de circuitos Componentes de Sistemas de Tierra convencionales Incremento en los niveles básicos de aislamiento
Durante los pasados 10 años, LEC ha introducido al mercado, una serie de nuevas herramientas y dispositivos, lo que ha hecho posible alcanzar una mayor medida de PROTECCIÓN. Estas herramientas y dispositivos son: 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. El Sistema Disipador Dual (DDS) El Sistema Desviador Spline Ball Ionizer (SBDS) ® El Electrodo de Tierra del Tipo Barra Química (CHEM ROD ) El Relleno Acondicionador para la Tierra (GAF) El Interceptor de Eventos Eléctricos Transitorios o Supresor de Picos.
De los dispositivos antes enumerados, los SBDS han probado una importante disminución en las salidas de operación inducidas por descargas eléctricas atmosféricas y los DDS, una total eliminación de las salidas de operación, relacionados con rayos. Cuando se comparan estos dos nuevos sistemas con los sistemas convencionales actualmente en uso, no queda duda de que estos nuevos dispositivos han incrementado el posible desempeño en línea, a través del uso de los componentes de estos nuevos sistemas. Además, un análisis de las salidas de operación de las líneas, involucran los incrementos de la protección convencional y la duda de no usar al menos alguna de estas técnicas. A los hilos de guarda, se les debe dar una consideración especial. Es por tanto deseable, analizar el hilo de guarda principal y sus desventajas, y comparar su desempeño de acuerdo con las nuevas tecnologías. LA INFLUENCIA DE LOS IMPACTOS DE RAYO EN LOS HILOS DE GUARDA
Para determinar la efectividad de los hilos de guarda, es necesario solamente analizar el impacto de una descarga, a una línea que se considera típica con parámetros convencionales. Para este fin, fue hecho un análisis, asumiendo dos impactos directos de consideración, al hilo de guarda, a media distancia y al poste. Dos longitudes de espaciamiento típicas y dos valores de
resistencia de tierra, se usaron para los puntos de aterrizaje de cada poste. Se usó un conductor de bajada de cobre sólido calibre Nº 6 AWG, por cada poste. El voltaje inducido en el conductor de fase con espaciamientos de un metro y dos metros, fue calculado usando un 50% del impacto y un 75% del impacto, con un aumento de tiempo a la corriente pico de ambos de un (1) microsegundo y ocho (8) microsegundos. FIGURA 1 Se consideró que la descarga eléctrica alcanzó la parte media del hilo de guarda con una magnitud de I, como se muestra en la Figura 1. El circuito equivalente, puede ser aproximadamente, como el circuito mostrado en la Figura 2.
FIGURA 2
D = Espacio entre Hilo de Guarda y Conductor de Fase V = Voltaje inducido dt = Tiempo a la cresta Rg = 25 Ohms (resistencia de tierra en los postes) La Tabla 1, presenta la inductancia estimada del hilo de guarda en la cercanía del poste, en ambas direcciones, más la inductancia del conductor de bajada. Se consideró una resistencia de aterrizaje de 25 a 50 Ohms. Los postes de metal y las torres metálicas, reducirán la impedancia del conductor de bajada de tal manera que éste puede omitirse. Incluso, 10 metros del alambre de bajada del # 6 AWG, disminuirán hasta en 10% el total de la impedancia, y por tanto, ...
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