Proteccion contra rayos

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DESCARGAS ATMOSFÉRICAS Y EL USO DE APARTARRAYOS EN SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN

ENERO 2002 M. en C. Marco A. Ponce Ing. Claudio Torres
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DESCARGAS ATMOSFÉRICAS Antecedentes. En los últimos años, las empresas suministradoras de energía eléctrica se han enfrentado a serios problemas para mantener en operación ininterrumpida sus líneas de transmisión y distribución situadas en localidades con alta densidad de rayos, además de que éstas se emplazan a lo largo de una granvariedad de ambientes y un sinfín de topografías. Estadísticamente, uno de los principales problemas de las líneas de distribución son las descargas atmosféricas, provocando aproximadamente el 80% de las salidas de los alimentadores, el resto de las salidas se atribuyen a diferentes aspectos, tales como contaminación, ramas de árbol sobre la línea, objetos extraños, etc. Características. Las descargasatmosféricas, se clasifican por la polaridad de la carga en la nube (positiva o negativa) y por la dirección de propagación del líder inicial o guía escalonada (ascendente o descendente) (ver figura 1 y 2). Se puede afirmar que en México, en promedio el 90% de rayos a tierra son de polaridad negativa, con 45 a 55% de descargas con un solo rayo de retorno. De las descargas que se presentan en unsistema de distribución, aproximadamente el 50% de estas tienen un valor de corriente máximo de 35 kA y en casos extremos puede exceder 200 kA. (ver figura 3). Figura 1. Formación de descargas atmosféricas

DESCARGA DENTRO DE NUBES

DESCARGA ENTRE NUBES

DESCARGA TÍPICA DE NUBE A TIERRA

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Figura 2. Propagación de las descargas atmosféricas

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Figura 3. Distribución de Corrientes de Rayo

99.99 99.8 99 98 95 90 80 70 (%) 60 50 20 10 5 2 1 0.1 0.01 1 10
CORRIENTE MAXIMA Ip (kA)

100

Además de los parámetros antes mencionados, existe una distribución estadística de incidencias de rayo en la tierra, específicamente en la republica mexicana, (ver figura 4). Esto nos permite identificarlas áreas problemáticas para la instalación y selección de apartarrayos.

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Figura 4. Mapa de Isodensidad

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Considerando al apartarrayo como alternativa de solución para el problema de descargas atmosféricas e incrementar la confiabilidad de los sistemas de Transmisión o Distribución, es necesario especificar el uso de estos equipos así como las ventajas que presentan cada uno de los modelos o diseños disponibles en el mercado. Para la instalación deapartarrayos, en cualquier tipo de sistema (Distribución o Transmisión) además de lo mencionado anteriormente, se deben de tomar en cuenta varias consideraciones: * El porcentaje de descargas atmosféricas que se desea cubrir, así como el porcentaje de falla esperado en el sistema * El porcentaje de regulación que tiene el sistema donde se instalarán los apartarrayos. * El tipo de apartarrayos que se desea...