transformadores

INGE::NIERIA ELECTRICA

Análisis de las fallas en transformadores
causadas por la operación del pararrayos
ante sobretensiones externas

Uno de los problemas más graves que afronta el Sector Eléctrico
Colombiano, es el alto indlce de fallas de transformadores de
distribución, que para el caso de la reglón central del país, servida
por la Empresa de Energia Eléctrica de Bogotá -EEB-,significó
cerca de 983 millones de pesos en el año 1987 [1], [2].
De los análisis de fallas realizadas por la EEB, se desprende que
un alto porcentaje de las mismas pueden deberse a Descargas
Eléctricas Atmosféricas [1],[2],[3],[4].
.
El presente articulo tiene por objeto analizar este tipo de fallas y
explicar mediante el concepto de los llamados ·Lazos Inductivos·
-que tienen su aplicaciónen los estudios de protección contra
rayos directos en pararrayos tipo Franklln [17], [20], [21]-; lo que
unido a la alta resistividad del terreno, los drásticos cambios de
Impedancia en el sitio de Instalación del pararrayos, las variaciones rápidas de la corriente asociadas a los rayos negativos y las
tensiones Inducidas por descargas Indirectas, producen sobretensiones hasta ahora noconsideradas y de magnitudes Insospechadas en los transformadores de distribución.
Como conclusión a este trabajo se plantea un cambio en la filosofia de Instalación de los transformadores de distribución, lo que
respaldado por un estudio profundo de los modelos propuestos,
puede conducir a una modificación de las normas nacionales de
Instalación del conjunto transformador-pararrayos, con laconsecuente reducción de los costos por quema de los mismos, en cifras anuales que pueden ser del orden de 5 millones de dólares en
todo el territorio colombiano.

FRANCISCO ROMAN CAMPOS
Ingeniero Electricista
Especializado en Alta Tensión en la Universidad
Frlderlclana de Karlsruhe.RFA
Profesor Asociado
Universidad Nacional de Colombia
Jefe del Laboratorio de Alta Tensión del Instituto deEnsayos e Investigaciones de la Universidad Nacional.
M. Se. Universidad Nacional de Colombia.
Investigador principal desde 1982 en el proyecto
·Caracterizaclón de las descargas eléctricas atmosféricas
en Colombia·.

INTRODUCCION
Dado que de los transformadores
de distribución depende el suministro confiable de energía a los usuarios, son estos equipos
los más protegidos
del
sistema. Sinembargo, en razón a los altos índices de
fallas, parece que las protecciones fueran insuficientes o su operación no fuera satisfactoria ante ciertos
tipos de forma de onda generadas por las descargas
eléctricas atmosféricas.
Para tratar de aclarar estos puntos se han realizado trabajos previos [1],[2],[3],[4], que han dado luces sobre la
magnitud del problema, sin que aún pueda considerarsecomo resuelto.
A fin de profundizar en el problema, analizaremos inicialmente las fallas que por sobretensiones se han presentado en la EEB, por ser estas las informaciones más
cercanas de que disponemos.
Posteriormente se discute la operación del pararrayos y
las corrientes que a él pueden llegar y soportar sin destruirse, ya sea por efecto de los rayos directos o por
inducción en la línea. Aeste respecto, se presenta un
análisis de las características conocidas de los rayos
-dependiendo de su polarldad-, a fin de ir aclarando cuáles pueden ser los parámetros más críticos para la linea
de distribución. También se hace un análisis de las tensiones induci das por rayos que impactan cerca a la linea,
como una posible fuente de corrientes inducidas muy
escarpadas.
A partir de lasfallas encontradas y las características
más comunes de los rayos, se analiza cuál es el efecto
de los Lazos Inductivos, que se dejan por norma en la
instalación de los transformadores de distribución en Colombia.
Finalmente se presentan recomendaciones
acerca de
cómo superar los problemas de lazos inductivos median-

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