UNIVERSIDAD FERMÍN TOROVICE-RECTORADO ACÁDEMICO

DECANATO DE INGENIERÍAESCUELA DE INGENIERÍA TELECOMUNICACIONES

Líneas de transmisión de la energía Eléctrica en HVAC. (Aplicación SIPRA).

Integrantes:Katherine Montoya C.I. 23.726.701Paola Testa C.I. 24.005.133Alain Paredes C.I. 24.789327Sección: Saia BMateria: Sistemas Puesta a TierraProf.: Andrés Soto

Cabudare, Agosto 2016.

Introducción

Todo SIPRA aplicado a una línea de transmisión se basa fundamentalmente en minimizar el efecto que pueda causar una descarga atmosférica, principalmente protegiendo la estructura, asegurando la continuidad del servicio de transmisión eléctrico, al igual que propende la protección y seguridad de las personas.

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. La tensión producida por la descarga es producto de la corriente y de la impedancia a través de la cual fluye.

El propósito de la protección contra rayos se fundamenta en la armonía de un sistema integral que parte de la valoración del nivel de riesgo y va hasta la puesta en práctica de una guía de seguridad personal, su objetivo principal es controlar (no eliminar) el fenómeno natural, encausándolo en forma segura.

Consideraciones Generales

Rayo

El rayo se puede decir la unión que está descontrolada de las cargas positivas y negativas, producida durante una descarga eléctrica a través de gases de baja conductividad. Las descargas se presentan de nube a nube o de nube a tierra. Usualmente las nubes están cargadas negativamente en su base y positivamente en su parte superior.

El rayo se puede decir la unión que está descontrolada de las cargas positivas y negativas, producida durante una descarga eléctrica a través de gases de baja conductividad. Las descargas se presentan de nube a nube o de nube a tierra. Usualmente las nubes están cargadas negativamente en su base y positivamente en su parte superior.

SIPRASistema Integral de Protecciones

contra Rayos .Sistema Integral de Protecciones

contra Rayos .

Se compone de:

Evaluación del Nivel de Riesgo.

Sistema de Protección Externa:

- Anillo de Apantallamiento. - Bajantes. - Puesta a Tierra.

Sistema de Protección Interna:

- Guía de seguridad Personal. - Sistemas de Alarma.

El SIPRA propende por la seguridad de las personas, así como la

protección al inmueble o instalación.

Líneas de TrasmisiónUna línea de transmisión es simplemente el conjunto de elementos que se encargan de trasmitir energía eléctrica a niveles de alta tensión desde las centrales de generación hasta los punto de consumo a través de largas distancias.

Para el transporte de energía eléctrica, los niveles producidos deben ser transformados, elevándose su nivel de tensión. Esto se hace considerando que para un determinado nivel de potencia a transmitir, al elevar la tensión se reduce la corriente que circulará, reduciéndose las pérdidas por Efecto Joule.

SIPRA aplicado a Líneas de Trasmisión

Todo SIPRA se basa fundamentalmente en el siguiente esquema:

Las líneas de transmisión de energía eléctrica solo comprenden un sistema de protección externo, ya que según normativas establecidas en el país, las estructuras que manejan altas tensiones y corrientes a nivel de transmisión deben estar construidas retiradas de pueblos y ciudades, por ende el nivel de incidencia o daño para alguna persona es reducido, sin embargo, es necesario proteger la infraestructura para garantizar la continuidad del servicio eléctrico.

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 de puesta a tierra que disipa la energía asociada con la descarga atmosférica.

Lo mismo podemos decir cuando la descarga atmosférica cae directamente en la torre.

El cable de guarda es la protección principal contra descargas atmosféricas en un sistema de transmisión de energía eléctrica, es un cable sin tensión y el mismo se encuentra en cada torre y comprende un vano entre torre y torre.

Las torres son verdaderos pararrayos, dado que están construidas todas de metal, y están perfectamente puesta a tierra. Los cables de guarda para líneas de transmisión de 85, 115, 230 y 400 KV están formados por 7 hilos de acero de altas resistencia mecánica, extra galvanizados, con un diámetro total de 9,53 mm, es decir, tienen un diámetro que no va mas allá de 1 cm; tienen un peso unitario de 0.406 Kg/Km y su carga de ruptura es de 4900 Kg.

Cadena de suspensión para hilo de guarda en líneas de transmisión.

Los cables de guarda se conectan a tierra a través de cada estructura, ya sea por conexión eléctrica a la estructura ( en el caso de las torres metálicas), o a través del cable de bajada conectadas a la red de tierra de la línea ( tal es el caso de los postes de madera o de concreto), de esta forma direccionan al suelo eventuales descargas incidentes.

El diseño del SIPRA para una línea de transmisión, independientemente del nivel de tensión que maneje, estará compuesto por los siguientes elementos:

Cable de Guarda, cadena de suspensión para cable de guarda, bajante con un conductor de cobre conectado a la puesta a tierra (en caso de descargas atmosféricas directas en el cable de guarda), estructura conectada a la puesta a tierra ( en caso de descargas atmosféricas directas en la torre).

Ahora bien, para la instalación del SIPRA en una línea de transmisión, dependerá de las características de la estructura para definir si manejara un cable de guarda o dos, dependiendo de las dimensiones de las estructura.

Por lo general los dispositivos usados para la puesta a tierra de las estructuras de líneas de transmisión son los contrapesos y las jabalinas. Las jabalinas son barras generalmente de acero recubiertas con cobre, y se entierran verticalmente en el suelo. Los contrapesos por su parte, son guayas de acero galvanizados de diámetro variable que se colocan horizontalmente sobre el terreno.

Según las “Normas Generales para proyecto de líneas de transmisión a 230 KV y 115 KV de CORPOELEC”, la resistencia de puesta a tierra de cada estructura no debe superar los 20 ohm.

Es necesario calcular la resistividad del terreno con anterioridad antes de diseñar la estructura de las líneas de transmisión para poder hacer el diseño de puesta a tierra, se recomienda utilizar el método Wenner para poder determinarla, cumpliendo la normativa presentada con anterioridad , no debe superar los 20 ohm.

El bajante debe ser un conductor de cobre trenzado de calibre 2/0 (según la norma IEEE STD 80-2000) , el cual esta soldado mediante soldadura exotérmica, la conexión a tierra debe ser única y radial, es decir, el bajante con el conductor de cobre esta conectado al cable de guarda y baja a través de la estructura fijada sobre la misma a través de soldadura exotérmica hasta llegar al punto de tierra.

La estructura al mismo tiempo de estar conectada al mallado de tierra que permita la descarga directa del rayo a la hora de un rayo que caiga sobre la estructura.

Conclusión

Un Sistema Integral de Protección contra Rayos asociado a las líneas de transmisión de alta tensión de corriente alterna, es indispensable para poder garantizar tanto la protección humana, como a los equipos que conforman la red de transmisión y garantizar la continuidad del servicio eléctrico.

Para dar una idea de valores de puesta a tierra, podemos decir que son muy buenos valores de 20 ohms o menos y que valores por encima de 50 o 60 ohms ya son preocupantes; para suelos altamente rocosos se pueden encontrar valores superiores a los 350 ohms.

Una gestión adecuada para la protección contra rayos consiste en realizar una evaluación de riesgo, es decir, analizar el riesgo que puede estar presente al producirse una descarga atmosférica.

Anexos

Referencia bibliográficahttp://www.sistemamid.com/panel/uploads/biblioteca/1/573/579/3190.pdf

http://repository.lasalle.edu.co/bitstream/handle/10185/16997/T42.11%20C278e.pdf?sequence=1

http://www.ea1uro.com/ea1gx/CABLES-DE-GUARDA-EN-TORRES-DE-ALTA-TENSION-Y-RAYOS.pdf

http://www.ruelsa.com/notas/tierras/pe50.html

Video

https://www.youtube.com/watch?v=08nYHEANsxo