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Páginas: 17 (4040 palabras) Publicado: 20 de febrero de 2013
UMSS – FCyT

Capítulo 11: Protección contra descargas atmosféricas

CAPITULO 11 PROTECCION CONTRA DESCARGAS ATMOSFERICAS 11.1 INTRODUCCION Las descargas atmosféricas causan serias perturbaciones en las redes aéreas de transmisión y distribución de energía eléctrica, antes de provocar daños materiales en las construcciones atendidas por ellas, sin contar los riesgos de vida a que las personaso animales están sometidas. Las descargas atmosféricas inducen ciertas tensiones que llegan a centenas de kV en las redes aéreas de transmisión y distribución de las concesionarias de energía eléctrica, obligando a utilizar cables de guardia a lo largo de las líneas de tensión más elevadas y pararrayos para la protección de equipos instalados en ese sistema. Cuando las descargas eléctricas entranen contacto directo con cualquier tipo de construcción, tales como edificios, tanques metálicos de almacenamiento de liquido, partes estructurales de las subestaciones, son registrados grandes daños materiales que podrían ser evitados en caso de que esas construcciones estuviesen protegidas adecuadamente por pararrayos de tipo hasta. 11.2 CONSIDERACIONES SOBRE EL ORIGEN DE LOS RAYOS

A lo largode los años, varias teorías fueron desenvueltas para explicar el fenómeno de los rayos. Actualmente se tiene como cierta, que la fricción entre las partículas de agua que forman las nubes, provocada por los vientos ascendentes de fuerte intensidad, da origen a una gran cantidad de descargas eléctricas. Se verifica experimentalmente que las cargas eléctricas positivas ocupan la parte superior de lanube, en cuanto a las cargas eléctricas negativas se posicionan en su parte inferior, acarreando consecuentemente una intensa migración de cargas positivas en la superficie de la tierra para un área correspondiente a la localización de las nubes, conforme se puede observar en el Esquema 11.1. De esta forma, las nubes tienen una característica bipolar. Como se puede deducir por el Esquema 11.1, laconcentración de cargas eléctricas positivas y negativas en una determinada región puede surgir una diferencia de potencial entre la tierra y la nube. El aire presenta una determinada rigidez dieléctrica, normalmente elevada, que dependen de ciertas condiciones ambientales. El aumento de esa diferencia de potencial, que se denomina gradiente de tensión, podrá alcanzar un valor que supere larigidez dieléctrica del aire entre la nube y la tierra, haciendo que las cargas eléctricas migren en dirección de la tierra, en un trayecto tortuoso y normalmente con ramificaciones, cuyo fenómeno es conocido como descarga piloto. Es de aproximadamente 1 kV/mm el valor del gradiente de tensión para el cual la rigidez dieléctrica del aire se rompe. La ionización del camino seguido por la descargapiloto, propicia condiciones favorables de conductibilidad del ambiente. Manteniéndose elevado el gradiente de tensión en la región entre la nube y la tierra, surge, en función de aproximación de solo una de las ramificaciones de descarga piloto, una descarga ascendente, constituida de cargas eléctricas positivas, denominada de descarga de retorno o principal, de gran intensidad, responsable por elfenómeno conocido como trasvase, que es el dislocamiento de masa del aire circundante encaminamiento del rayo, en función de la elevación de temperatura y consecuentemente del aumento del volumen.

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No se tiene precisión de la altura de encuentro entre esos dos flujos de carga que caminan en sentido opuesto, pero sesupone que es a pocas decena de metros de la superficie de la tierra. La descarga de retorno al llegar a la nube, provoca, en una determinada región de la misma, una neutralización electrostática temporaria.

11/1 Instalaciones Eléctricas II

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Capítulo 11: Protección contra descargas atmosféricas

Esquema 11.1 Distr ibución de las car gas eléctr icas de las nubes y del suelo...
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