Los rayos y su interacción con las líneas aéreas

Los rayos son un fenómeno natural muy común. Alrededor de seis rayos golpean la superficie de la tierra cada segundo. A continuación, presentamos un mapa de la densidad de los rayos desarrollado por la NASA. Usted puede estimar la situación de su región: si la Densidad de los Rayos en la Tierra (GFD, por su sigla en inglés) es mayor que 10, entonces es algo que no se debe ignorar.

Tipos de interacciones con las líneas aéreas

Direct Lightning Strike (DLS)

Induced Overvoltage (IOV)

Problemas causados por los rayos a las líneas aéreas

Las descargas directas crean un impulso en el rayo que se fracciona y se propaga a lo largo de la línea haciendo que los aisladores en su camino tengan descargas eléctricas.

Las descargas indirectas generan sobrevoltajes inducidos en la línea por efecto electromagnético.

También pueden ocasionar descargas eléctricas a los aisladores.

Tras la descarga eléctrica a un aislador, la corriente producida por un transformador en la subestación más cercana se desvía del circuito normal: se establece una falla en la corriente a través de los aisladores afectados por el sobrevoltaje del rayo.

Posibles consecuencias

De la corriente de falla causada:

• Falla del transformador por esfuerzo mecánico y aumento de temperatura.
• Cortes y desconexiones.
• Rotura del cable (en particular, cables cubiertos).
• Rotura del aislador.

Por la propagación de la onda de sobrevoltaje:

• Rotura del aislador.
• Rotura del pararrayos de óxido de metal.
• Falla del transformador debido a fallas del aislamiento.

Easy Quench: Una tecnología única y eficiente para protección de líneas contra rayos

Easy Quench es una tecnología única desarrollada y mejorada desde 1996 por Streamer Electric. Los productos que cuentan con la tecnología Easy Quench protegen las líneas aéreas contra rayos directos e indirectos ayudando a prevenir el rompimiento de los cables, de los aisladores y a que se presenten cortes de energía. Debido a su principio operacional, los Dispositivos de Protección de Líneas contra Rayos (LLPD, por su sigla en inglés) no requieren de conexión a tierra especial (por ejemplo, barra de conexión a tierra). Por lo tanto, estos dispositivos son especialmente eficientes en áreas con alta resistividad del suelo. 

Protección contra descargas directas de rayos

Hay unos 16 millones de tormentas eléctricas anualmente en la tierra. Las descargas directas de rayos son extremadamente peligrosas para la gente, las edificaciones y para otros tipos de construcciones, pues entran en contacto inmediato con el objeto afectado. Pueden causar fallas mecánicas considerables y tremendos daños por incendios y explosiones.

Según las estadísticas, cada 30 kilómetros de línea aérea de energía hay riesgos de descarga al menos una vez durante la temporada de tormentas eléctricas. Este factor es de gran importancia al diseñar una solución de protección contra rayos. La energía de descarga puede fácilmente generar un sobrevoltaje que eleve la barra unos cuantos MV y corrientes que sean de 30 kV en promedio (aunque pueden alcanzar los 200 kV). Se calcula que, para una línea aérea de distribución de energía, el 20% de los apagones son consecuencia de descargas directas de rayos.

Se puede evitar pérdidas potenciales por dichas descargas directas de rayos usando dispositivos de protección contra rayos en las líneas aéreas de energía. 

Equipos para la protección de descargas directas de rayos 

El uso de dispositivos de protección contra rayos para líneas Streamer brinda una protección completa. Al eliminar la posibilidad de fallas por cortocircuito, estos dispositivos también pueden disipar la energía de descargas directas de rayos.

Productos disponibles STREAMER:

1. Line Lightning Protection Device d10z hasta 12 kV.
2. Line Lightning Protection Device dC20z hasta 24 kV.
3. Line Lightning Protection Device d24z hasta 24 kV.
4. Line Lightning Protection Device dM35z hasta 40,5 kV.
5. Line Lightning Protection Device d45z hasta 52 kV.
6. Line Lightning Protection Device d69z hasta 72,5 kV.

Además de proteger la línea equipada contra descargas directas de rayos y back flashovers, el rango de D-LLPD también puede ser instalado cerca a pararrayos convencionales de óxido de metal (MOA, por su sigla en inglés) que son usados para la protección de equipos sensibles, tales como transformadores montados en postes, terminales de cables, y similares. Esta aplicación puede ayudar a facilitar el modo de operación de MOA reduciendo la llegada de sobrevoltaje a las terminales de MOA desde la línea.

Protección de sobrevoltaje inducido por rayos

Los sobrevoltajes inducidos por rayos son un fenómeno generalizado que se cree que es la causa del 70% de los apagones que se presentan en las líneas de distribución.

Las líneas aéreas de distribución de energía, representan estructuras extensas conformadas por conductores de fase, aisladores de línea y dispositivos auxiliares. Normalmente, su altura no excede los 10 metros, lo cual implica que hay muchos objetos más altos en su proximidad. Si la descarga de un rayo se presenta cerca de una línea de distribución, muy probablemente su objetivo será un objeto, como un árbol, un edificio, una torre de telecomunicaciones o cualquier otro objeto similar cerca de la línea. Cuando la descarga del rayo evoluciona, debido al acople electromagnético entre los conductores de fase y el canal del rayo, una carga distribuida a lo largo de cierta sección de la línea se presenta en todas las fases simultáneamente. Tan pronto como el rayo “toca” cualquier objeto y el circuito está cerrado, comienzan a viajar ondas de sobrevoltaje a lo largo de la línea.

Partiendo de cierta intensidad de descarga y distancia, el pico de sobrevoltaje ocasionalmente alcanza el nivel de 500 kV, lo cual está supuesto a ser el valor máximo. Para aplicaciones de ingeniería, se estima que el pico de un sobrevoltaje inducido es inferior a 300 kV. Para evitar posibles consecuencias perjudiciales por este fenómeno, tales como daños a los cables y apagones, las líneas aéreas deben estar equipadas con soluciones que brinden protección contra sobrevoltajes inducidos por rayos.

Producto disponible:

• STREAMER Line Lightning Protection Device i20z hasta 24 kV.

Por: LOGYTEC S.A.
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