puesta a tierra de lineas de transmision

Introducción



Los elementos a tener en cuenta para el diseño de una línea de transmisión desde el punto de vista de descargas atmosféricas son:

Espaciamiento eléctrico
Cantidad de aisladores
Ángulo de apantallamiento
Sistema de puesta a tierra de las estructuras

Los cuales son ajustados de modo que ofrezcan una tasa de salidas preestablecida según los riterios básicos delproyecto.

Con respecto a los espaciamientos eléctricos de las líneas de transmisión, las exigencias Atmosféricas tienen menor importancia a medida que el nivel de tensión se eleva, debido al aumento del nivel de aislamiento de las líneas de transmisión.

La cantidad de aisladores de una línea de transmisión se diseña de tal forma que soporte todo sobrevoltaje interno” (sobrevoltajes por maniobra ysobrevoltajes de baja frecuencia), pero no todo “sobrevoltaje extremo” (impulso de voltaje ocasionado por descargas atmosféricas). Lo anterior porque la longitud de la cadena de aisladores sería tan grande que el costo del aislamiento resultaría exageradamente alto.

Con respecto a los sobrevoltajes de baja frecuencia se deben hacer correcciones por variables ambientales tales como: densidadrelativa del aire, humedad absoluta y relativa, precipitación (lluvia), contaminación y viento (factor determinante del ángulo de balanceo). Pero cuando el aislamiento está sometido a impulsos de origen atmosférico no se hacen correcciones por variables
ambientales porque no alteran el comportamiento del aislamiento (lluvia, humedad, etc.).

Con respecto al ángulo de apantallamiento, se dice que elblindaje efectivo de los cuadros conductores se logra cuando la posición de los cables de guarda es tal, que el número de salidas debido a la incidencia de los rayos en los conductores de fase (descargas directas) sea igual a cero. Cuando lo anterior no puede ser logrado se diseña con una metodología de cálculo para la determinación del índice de salidas por descargas directas (en los
conductoresde fase). De acuerdo con las mediciones efectuadas en las líneas de transmisión se establece que la falla del blindaje está asociada con rayos de baja intensidad de corriente y las
salidas por descargas en los cables de guarda o en las torres son debidas a rayos con corrientes de alta intensidad.

La principal inquietud del presente artículo es analizar las salidas por flameos inversos que seocasionan por tener altas resistencias de puesta a tierra en las torres.

1. Descripción del fenómeno

Cuando una descarga atmosférica cae en un cable de guarda, la corriente debida a la descarga fluye en ambos sentidos a través de la impedancia impulso del cable de guarda. (La corriente y la tensión) se propagan hasta llegar a la torre, bajan por esta y se encuentran con una resistencia depuesta a tierra que disipa la energía asociada con la descarga atmosférica. (Figura 1 (a)).

Lo mismo podemos decir cuando la descarga atmosférica cae directamente en la torre. (Figura 1 (b)). Según la descripción anterior, una descarga atmosférica, puede considerarse como una fuente de corriente capaz de hacer fluir una corriente permanente (la asociada con el rayo) a través de una impedancia. Latensión producida por la descarga es producto de la corriente y de la impedancia a través de la cual fluye.




Las descargas atmosféricas que inciden en los vanos de los cables de guarda y en las torres, tienen la tendencia de caer en las proximidades de éstas, porque se constituyen en los puntos más elevados de las líneas de transmisión.

Dependiendo del tipo de torre y de su masametálica pueden llegar a caer hasta el 60% de los rayos en las proximidades de la torre.

Cuando la descarga atmosférica cae en el cable de guarda, induce una fracción de su potencial en los conductores de fase (factor de acople capacitivo entre conductores y cable de guarda).

El problema se presenta cuando la resistencia de puesta a tierra de la torre es alta y la corriente del rayo “rebota” o...