UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA.dspace.ucacue.edu.ec/bitstream/reducacue/5724/1/MONOGRAFIA J... ·...
-
Upload
truongtruc -
Category
Documents
-
view
216 -
download
0
Transcript of UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA.dspace.ucacue.edu.ec/bitstream/reducacue/5724/1/MONOGRAFIA J... ·...
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA.
UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS,
EELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA.
“DISMINUCIÓN DE DAÑOS POR DESCARGAS
ATMOSFÉRICAS EN LA RED ELÉCTRICA”
Trabajo de Investigación Previo
a la Obtención del Título de
Ingeniero Eléctrico.
Investigador:
Tnlg. José Gonzalo Guanoquiza Fajardo.
Director:
Ing. Giovanni Lafebre.
CUENCA – ECUADOR
2010-2011
CERTIFICACIÓN
ING. GIOVANNI LAFEBRE
CERTIFICA:
Haber dirigido y revisado prolijamente cada uno de los capítulos del
presente Trabajo de Investigación cuyo tema es “DISMINUCIÓN DE
DAÑOS POR DESCARGAS ATMOSFÉRICAS EN LA RED
ELÉCTRICA” realizado por el Tnlg. Gonzalo Guanoquiza Fajardo.
f…………………………………..
Ing. Giovanni Lafebre
RESPONSABILIDAD
Todas las opiniones, comentarios y textos incluidos en este trabajo
Investigación, son de absoluta responsabilidad de su autor.
f……………………………………………
Tnlg. Gonzalo Guanoquiza Fajardo.
DEDICATORIA
A la memoria de mi digna madre que siempre estuvo
apoyándome en todo momento. Aida Fajardo. A mi padre
por darme apoyo para seguir adelante. Cesario
Guanoquiza. A toda mi familia que de una u otra forma
siempre estuvieron conmigo.
AGRADECIMIENTO
A Dios por darles la oportunidad a mis padres de
traerme a este mundo y de colmarles de bendiciones
para que hicieran de mi una persona respetuosa,
responsable y sentirme orgulloso de ellos que me han
dado la vida y con su esfuerzo me pusieron un día en
este camino para poder terminar una meta en mi vida
¨Gracias Señor¨
NDICE GENERAL
C A P Í T U L O I
INTRODUCCIÓN………………………………………………………….…….1
1.1 ¿Que es una descarga atmosférica y como se produce?...................2
1.1.2 Concepto de descarga atmosférica...……………………..……………2
1.1.3 ¿Como se produce una descarga atmosférica?……………………...3
1.2 Equipos y materiales………………………………………………………..5
C A P Í T U L O II
ATERRAMIENTO ADECUADO PARA LA RED ELÉCTRICA
2.1 Aterramiento para la red eléctrica…….……..………………………...….7
2.1.1 Aterramiento……………………………………………………………….7
2.1.2 Preparación del terreno…………………………………………………..8
2.1.2.1 La tierra y la resistividad...……………………………………………..8
2.1.2.1.1 Sales solubles………………………………………………………...9
2.1.2.1.2 Composición propia del terreno……...……………………………10
2.1.2.1.3 Estratigrafía………………………………………………………….10
2.1.2.1.4 Granulometía………...……………………………………………...10
2.1.2.1.5 Estado Higrométrico…..……………………………………………10
2.1.2.1.6 Temperatura…………………………………………………………11
2.1.2.1.7 Compactación……………………………………………………….11
2.1.2.1.8 Anisotropía………...………………………………………………...11
2.1.3 Medición de la resistividad del terreno………………………………..11
2.1.3.1 Telurómetro……..……………………………………………………..12
2.1.3.2 Métodos de medición…………………………………………………13
2.1.3.2.1 Método de wenner………………………………………………….13
2.1.3.2.2 Método de schlumberger…………………………………………..15
2.1.4 Métodos para la reducción de la resistencia eléctrica………………16
a) El aumento del número de electrodos en paralelo…….………………..17
b) El aumento de la longitud y el diámetro de los electrodos……………..18
c) El aumento de la distancia entre ejes de los electrodos………………..18
d) Cambio del terreno existente por otro de menor resistividad…….19
e) Tratamiento químico, electrolítico del terreno. ...………………………..20
e.1) Tipos de tratamiento químico……..…………………………………….21
e.1 a) Cloruro de sodio + carbón vegetal…..……………………………….21
e.1 b) Bentonita……..…………………………………………………………22
e.1 c) Thor-gel…...……………………………………………………………..23
e.1 c.1) Método de aplicación del thor-gel...………………………………..23
e.1.1) Características principales de los tratamientos químicos……........24
2.1.5 Finalidad de las puestas a tierra……………………………………….24
2.2 Pararrayos………………………………………………………………….25
2.4.1 Modo de funcionamiento………………………………………………26
2.4.2 Funciones y principios de operación de los pararrayos…………….26
2.4.3 Voltaje de operación permanente uc………………………………….27
2.4.4 Voltaje nominal del pararrayo ur……………………………………....28
2.4.5 Nivel de protección a impulsos atmosféricos……..…………….……29
2.4.6 Voltaje normalizado resistido de impulso (bil)………………………..29
2.4.7 Sobrevoltaje temporal utov…………………………………………….30
2.4.8 Voltajes superiores al nivel de protección a impulsos atmosféricos
del los pararrayos………………………………….…………………………..31
2.4.8.1 Procesos de ondas progresivas……………………….…………….31
2.4.8.2 Caídas de voltaje inductivos…..…………………………………….32
2.4.8.3 Corrientes de descarga mayores que la corriente nominal…..….32
2.5 Incrementación de pararrayos……………………………………………33
2.5.1 Selección y revisión de los niveles de protección……………………33
2.6 Ubicación de los pararrayos………...……………………………………36
2.6.1 Estudios climatológicos………………………………………………...36
2.6.2 Condiciones ambientales……………………………………………….37
C A P Í T U L O III
CONDUCTORES ADECUADOS Y DE CALIDAD
3. 1 Conductores……………………..………………………………………..38
3.2 Tipos de conductores………………………………..……………………39
3.2.1 Hilo de guarda………...…………………………………………………39
3.2.1.1 Impacto directo sobre el cable de guarda……...…………………..41
3.2.2 Torres o apoyos…...……………………………………………………42
3.3 Conductores eléctricos..……….………………………………………….42
3.2.3.1 Los conductores de aluminio desnudo………..……………………43
3.2.3.2 Conductores de cobre desnudo…………………………………….44
3.3 Disminución de fallas en los conductores. .…………………………….44
3.3.1 Fallas de blindaje descargas directas…..…………………………….45
C A P Í T U L O IV
Equipos de protección…………………...…………………………………...47
4.1 Equipos limitadores de sobretensiones…………………………………48
4.1.1 Los descargadores…..………………………………………………….48
4.1.1.1 Descargadores de sobretensiones de media tensión…………….50
4.1.1.2 Elección de los descargadores de sobretensiones de media
tensión…………………………………………………………………………..51
4.1.2 Los varistores óxido de zinc……..…………………………………….52
4.1.3 Diodos supresores…..………………………………………………….53
4.2 Incrementación de equipos de protección………………………………53
4.2.1 Funcionamiento general………..………………………………………53
4.2.2 Niveles de protección..…………………………………………………54
4.3 Planificación de la ubicación para la instalación de equipos………..54
4.3.1 Tecnologías de los dispositivos de protección de sistemas de
energía………………………………………………………………………….55
4.3.1.1 Protección contra rayos, clase I……………………………….…….55
4.3.1.2 Protección contra sobretensiones, clase II……………….………..56
4.3.1.3 Protección contra sobretensiones, clase III………………………..58
4.4 Ubicación de los equipos….……………………………………………...58
4.4.1 Normalización………………………………………………………...….59
4.4.2 Protección de las líneas de energía…………………………………..60
4.4.3 Protección de las líneas de telefonía y transmisión de datos…...…61
C A P Í T U L O V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 Conclusiones……………………………………………………………….63
5.2 Recomendaciones……………………………………………………..….64
ÍNDICE DE FIGURAS
C A P Í T U L O I
Figura 1: Descarga de un rayo…………………………………………..…….4
C A P Í T U L O II
Figura 2: Método de Wenner…………………………………………………14
Figura 3: Método de Schlumberger………………………….………………16
Fiura 4: Dos tipos de pararrayos………….………………………………….25
Figura 5: Voltajes de un sistema de energía eléctrica de alto voltaje……27
Figura 6: Disposición de un pararrayo……………………………………….32
C A P Í T U L O IV
Figura 7: Propagación de sobretensiones en una línea eléctrica……...…51
Figura 8: Estructura modular del DEHNmid……………………..………….52
Figura 9: Muestra el comportamiento de un descargador tipo vía de
chispas……………………………………………………………………..……56
Figura 10: Curva U / I para un Varistor……………………………………...57
Figura 11: Principio de Protección escalonada…………………..…………59
1
C A P Í T U L O I
Introducción
En la naturaleza existen factores que no son predecibles, como son las
tormentas y precipitaciones.
Estas precipitaciones vienen acompañadas por descargas atmosféricas
también conocidas como rayos, los cuales al descargase en las redes
eléctricas pueden ocasionar daños irreparables en todos los
equipamientos que están conectadas a la red eléctrica que es la que
distribuye energía.
Para lograr reducir estos daños existen métodos y estrategias como son
los aterramientos, pararrayos y conductores que son dimensionados
acorde a las especificaciones técnicas con las que son elaborados.
Estos métodos nos permitirán reducir los daños que pueden ocasionar las
descargas atmosféricas, teniendo que proteger los equipamientos que
están expuestos a estos fenómenos de la naturaleza.
Teniendo en cuenta que la red eléctrica es la que transporta energía para
el desarrollo de la sociedad, se necesita conocer las causas y las
soluciones para esas causas, tomando en cuenta diversos factores se ha
recolectado información de cómo se puede disminuir los daños de las
descargas atmosféricas.
Las descargas atmosféricas causan serias perturbaciones en las redes
aéreas de transmisión y distribución de energía eléctrica, antes de
provocar daños materiales en las construcciones atendidas por ellas, sin
contar los riesgos de vida a que las personas o animales están
sometidas.
2
Las descargas atmosféricas inducen ciertas tensiones que llegan a
centenas de kV en las redes aéreas de transmisión y distribución de las
concesionarias de energía eléctrica, obligando a utilizar cables de guardia
a lo largo de las líneas de tensión más elevadas y pararrayos para la
protección de equipos instalados en ese sistema.
Por lo cual los seres humanos tenemos que tomar en cuenta las
magnitudes de los daños que pueden ocasionar al descargarse en las
redes eléctricas, las cuales causan grandes daños en los equipos que
están conectados a la red eléctrica.
1.1 ¿QUE ES UNA DESCARGA ATMOSFÉRICA Y COMO SE
PRODUCE?
1.1.2 CONCEPTO DE DESCARGA ATMOSFÉRICA.
Se estima que en nuestro planeta existen simultáneamente unas 2000
tormentas y que cerca de 100 rayos se descargan sobre la Tierra cada
segundo.
En total ello representa unas 4000 tormentas diarias y unos 9 millones de
descargas atmosféricas cada día.
Las descargas atmosféricas son impredecibles. En tan sólo millonésimas
de segundo los rayos pueden descargar intensidades de 200 kA
(ocasionalmente 500 kA), con una energía total que podría elevar el
trasatlántico unos 50 cm sobre el agua. La energía media disipada por
unidad de longitud del canal de descarga formado por un simple rayo es
de 105 J/m, equivalente a uno 100 kg. De dinamita. Llega a alcanzar
longitudes de unos 3km., una potencia de 20 billones de vatios y una
temperatura de 30.000 ºC.
Las tensiones que se ponen en juego en las descargas atmosféricas,
según las estimaciones más verosímiles, son del orden de 5 a 10 kV/cm.
3
De todo ello se deduce que la energía de la descarga es relativamente
pequeña por el corto período de tiempo que entra en juego. Sin embargo,
la potencia es grande dado que los valores de tensión e intensidad son
muy elevados y el del tiempo, muy pequeño. La cantidad de electricidad
que interviene en este fenómeno está comprendida entre 10 y 20
culombios.
1.1.3 ¿COMO SE PRODUCE UNA DESCARGA ATMOSFÉRICA?
La descarga atmosférica conocida como rayo, es la igualación violenta de
cargas de un campo eléctrico que se ha creado entre una nube y la tierra
o entre nubes. Los rayos que nos interesan por su efecto, son los de nube
a tierra, y en éstos se pueden encontrar 4 tipos: 2 iniciados en las nubes,
y 2 iniciados en tierra, ya que pueden ser positivos o negativos. Los más
comunes, siendo el 90 % de los rayos detectados, son de una nube
negativa hacia tierra.
Los rayos que inician en tierra son relativamente raros y ocurren
normalmente en montañas o en estructuras altas, por lo que no los
tomaremos en cuenta en lo subsiguiente.
Los rayos iniciados en las nubes negativas, normalmente aparecen en
nubes de tormenta del tipo cumulonimbus convectivas que usualmente
miden de 3 a más de 50 km de largo, y son consecuencia de un
rompimiento dieléctrico atmosférico.
Este rompimiento una vez iniciado, avanza en zigzag a razón de unos 50
metros por microsegundo con descansos de 50 microsegundos.
Una vez que el rompimiento creó una columna de plasma en el aire, la
descarga eléctrica surgirá inmediatamente dentro de un hemisferio de
unos 50 m de radio del punto de potencial más alto. Y, cualquier objeto
puede ser el foco de esta descarga hacia arriba de partículas positivas,
aún desde una parte metálica debajo de una torre.
4
Figura 1: Descarga de un rayo¹
La figura 1 muestra el rayo producido por una nube cargada
negativamente contra tierra.
Los rayos consisten usualmente de descargas múltiples, con intervalos
entre descargas de decenas a centenas de milisegundos. La primera
descarga es la que tiene mayor amplitud, mientras que las subsecuentes
tienen tiempos de ataque más rápidos, aunque la velocidad de las
descargas se ha encontrado que depende del lugar geográfico. La
primera descarga está entre 6 y 15 x 10E7 m/s y la segunda entre 11 y
13 x 10E7 m/s.
Las descargas atmosféricas pueden causar grandes diferencias de
potencial en sistemas eléctricos distribuidos fuera de edificios o de
estructuras protegidas. A consecuencia de ello, pueden circular grandes
corrientes en las canalizaciones metálicas, y entre conductores que
conectan dos zonas aisladas. Pero, aún sin la descarga, una nube
cargada electrostáticamente crea diferencias de potencial en la tierra
directamente debajo de ella.
El campo eléctrico debajo de una nube de tormenta es generalmente
considerado entre 10 y 30 kV/m. Es importante, comparar estos valores
con el de 1.5 kV/m con el que las puntas empiezan a emitir iones.
¹._Tomado de la pagina web http://sky-fire.tv/index.cgi/spritegallery.html
5
Una nube de tormenta promedio podría contener unos 140 MWh de
energía con voltajes hasta de 100 MV, con una carga en movimiento
intranube de unos 40 culombios.
Los rayos de una nube positiva hacia tierra contienen más carga que sus
contrapartes negativas, por lo que son muy estudiados. En general no
exhiben el mismo comportamiento de pasos de los negativos, y suceden
más frecuentemente en tormentas invernales con nieve y en latitudes
altas.
Algunas particularidades aumentan la probabilidad de la caída de rayos
en un lugar. Por ejemplo, la frecuencia de descargas en un lugar es
proporcional al cuadrado de la altura sobre el terreno circundante. Esto
hace que las estructuras aisladas sean particularmente vulnerables.
Además, las puntas agudas incrementan también la probabilidad de una
descarga.
Se aborda especialmente el tema de Sistemas de Puesta a Tierra y
Protección Contra Descargas Atmosféricas, como consecuencia de la
gran cantidad de interrogantes que surgen actualmente a los estudiantes
al toparse con este tipo de sistemas en el transcurso de su estudio.
1.2 EQUIPOS Y MATERIALES.
Ingenieros eléctricos se han especializado en atender los requerimientos
del Sector Eléctrico e Industrial en lo referente a equipos para montaje,
medición, monitoreo y protección de instalaciones eléctricas de descargas
atmosféricas en Alta, Media y Baja Tensión.
Las instalaciones eléctricas y electrónicas, el proceso de datos, los
ordenadores, los sistemas de CAD/CAM, “Diseño asistido por ordenador
(computer-aided design – CAD), y Fabricación asistida por ordenador
(computer-aided manufacturing – CAM)”. Los aparatos de medición,
control y regulación, etc. constituyen una parte cada vez más importante y
6
necesaria de nuestra vida hasta el punto de que parecería indispensable
no poder contar con ellos en la mayoría de los procesos de producción,
de los centros informáticos, en la construcción o la administración e
incluso en el ámbito de la vida privada.
En el corazón de tales instalaciones se encuentran circuitos electrónicos
altamente integrados que concentran en unos milímetros cuadrados miles
de unidades funcionales distintas. Se esconde allí toda la potencia del
proceso pero también la vulnerabilidad del mismo, pues un fallo en los
equipos significará para la empresa pérdidas financieras importantes.
Entre los potenciales factores de interferencia más peligrosos para
cualquier instalación que se precie, se encuentra el fenómeno de las
sobretensiones.
Las perturbaciones atmosféricas o los procesos de conmutación en las
redes de alimentación pueden provocar gravísimos daños a la instalación
y fallos en la producción. Dichos daños materiales y los derivados de tales
fallos se evalúan en centenares de cientos de miles de dólares. Incluso
una sobretensión muy pequeña, de menos de 10 V puede tener como
consecuencia la destrucción de elementos cada vez más sensibles y el
colapso total de una instalación.
Para evitar tales problemas, conviene tomar medidas preventivas en
cuanto a seguridad, capaces de garantizar la capacidad de
funcionamiento de todas las partes de la instalación existentes en las
redes y los edificios aun en el caso de que se vean afectados por los más
elevados fenómenos de sobretensiones.
Con esta orientación se crea un extensísimo programa de elementos de
protección contra sobretensiones basados en vías de chispas,
descargadores abiertos, de contorneo deslizante, de gas, varistores,
diodos supresores y pararrayos cuya adecuada combinación en la red
dará lugar a la más elevada de las protecciones.
7
C A P Í T U L O II
Aterramiento adecuado para la red eléctrica.
Tomando en cuenta muchos factores que conllevan para tener un
aterramiento adecuado para la red, se han hecho un sinnúmero de de
estudios, para tratar de disminuir los daños que provoca la naturaleza, con
sus descargas sobre las redes eléctricas que son las que distribuyen la
energía eléctrica.
Los aterramientos o también conocidos como puestas a tierra, son de
suma importancia porque son los encargados de absorber las descargas
atmosféricas y de esta manera dar protección, tanto los equipos que
están conectados a la red como a las personas que los manipulan.
Los aterramientos se deben construir a lo largo de la red eléctrica, previo
estudios que se deben hacer al terreno, y a los materiales que se
utilizaran para su construcción.
2.1 ATERRAMIENTO PARA LA REDE ELÉCTRICA.
2.1.1 ATERRAMIENTO
Aterramiento o puesta a tierra es la conexión de un equipo a través de un
conductor hacia tierra. La tierra está compuesta por muchos materiales
los cuales pueden ser buenos o malos conductores de la electricidad,
pero la tierra como todo es considerada como un buen conductor. La
puesta a tierra comprende cualquier conexión metálica sin fusible ni
protección alguna de sección suficiente, entre una parte de una
instalación y una varilla llamada electrodo o placa metálica de
dimensiones y situaciones tales que, en todo momento se puede asegurar
que los elementos se encuentran al mismo potencial de tierra.
8
Objetivos del aterramiento:
a) Proporcionar una impedancia suficientemente baja para facilitar la
operación de descarga en condiciones de falla.
b) Asegurar que las personas que estén cerca de las redes, no queden
expuestos a potenciales inseguros en régimen permanente en
condiciones de falla.
c) Mantener los voltajes del sistema dentro de los límites razonables bajo
condiciones de falla. (Descargas atmosféricas, ondas de maniobra o
contacto inadvertido con sistemas de voltaje mayor), y asegurar que no se
exceda el voltaje de ruptura dieléctrica del aislante.
d) Limitar el voltaje a tierra sobre materiales conductivos que circundan
conductores o equipos eléctricos.
2.1.2 PREPARACIÓN DEL TERRENO.
Para un adecuado aterramiento se debe preparar adecuadamente el
terreno, para lo cual realizamos análisis del terreno en donde se realizara
la puesta atierra y las respectivas mediciones de resistividad del terreno.
2.1.2.1 LA TIERRA Y LA RESISTIVIDAD.
En los sistemas de aterramiento el factor más importante de la resistencia
a tierra no necesariamente es el electrodo, si no la resistencia del suelo
mismo por lo cual es sumamente importante y es uno de los requisitos
conocerla para calcular y diseñar puestas a tierra de un sistema.
La resistividad del suelo es la propiedad que tiene para conducir
electricidad, es conocida también como la resistencia del terreno. En su
medición se promedian los efectos de las diferentes capas de las que está
compuesto el terreno, estas diferentes capas no suelen ser uniformes en
9
cuanto a su composición, obteniéndose lo que se denomina “Resistividad
Aparente” también se la conoce como “Resistividad del Terreno”.
En la NOM-022-STPS-1999 se define el término resistividad, como la
resistencia que ofrece el paso de la corriente un cubo de un metro por
lado.
De acuerdo con la NOM-008-SCFI-1993, su representación
dimensional debe estar expresada en Ohm-m, cuya acepción es utilizada
internacionalmente.
La resistividad del terreno varía notablemente a lo largo y ancho del globo
terrestre. Está se la determinada por las siguientes variaciones:
Sales solubles
Composición propia del terreno
Estratigrafía
Granulometría
Estado higrométrico
Temperatura
Compactación
Anisotropía
2.1.2.1.1 SALES SOLUBLES
La resistividad del suelo es determinada principalmente por su cantidad
de electrolitos; esto es por la cantidad de humedad, minerales y sales
minerales disueltas. Como ejemplo, para valores de 1% (por peso) de sal
(NaC1) o mayores, la resistividad es prácticamente la misma, pero para
valores menores de esa cantidad, la resistividad es muy alta.
10
2.1.2.1.2 COMPOSICIÓN PROPIA DEL TERRENO.
Depende de la naturaleza del mismo terreno. Por ejemplo, el suelo de
arcilla normal tiene una resistividad de 40-500 ohm-m por lo que una
varilla electrodo enterrada 3 m tendrá una resistencia a tierra de 15 a 200
ohms respectivamente. En cambio la resistividad de un terreno rocoso es
de 5000 ohm-m o más alta, y tratar de conseguir una resistencia a tierra
de unos 100 ohm o menos con una sola varilla electrodo es virtualmente
imposible.
2.1.2.1.3 ESTRATIGRAFÍA
El terreno es diferente en sus capas. En los tres metros de longitud de
una varilla electrodo común, en su penetración se encuentran al menos
dos capas diferentes de suelos que dan diferentes tipos de resistividad.
2.1.2.1.4 GRANULOMETÍA
Influye bastante sobre la porosidad y el poder retenedor de humedad y
sobre la calidad de contacto con los electrodos aumentando la resistividad
con el mayor tamaño de los granos de la tierra.
2.1.2.1.5 ESTADO HIGROMÉTRICO
La humedad y el agua influyen directamente. Su valor cambia con el
clima, época del año, profundidad y el nivel freático. Como ejemplo, la
resistividad del suelo se eleva considerablemente cuando el contenido de
la humedad se reduce a menos del 15% de peso de éste. Pero, un mayor
contenido de la humedad del 15% mencionado, causa que la resistividad
sea prácticamente constante. Y puede tenerse el caso de que en tiempo
de secas resistividad, un terreno puede tener tal resistividad que no
pueda ser empleado en el sistema de tierras. Por estas razones el
sistema debe ser diseñado tomando en cuenta la resistividad en el peor
de los casos.
11
2.1.2.1.6 TEMPERATURA
Al descender la temperatura aumenta la resistividad del terreno y ese
aumento se nota más cuando llega a los 0°C, hasta el punto que, es
mayor la cantidad de agua en estado de congelación, se va reduciendo el
movimiento de los electrolitos los cuales influyen en la resistividad de la
tierra.
2.1.2.1.7 COMPACTACIÓN
La resistividad del terreno disminuye al aumentar la compactación del
mismo. Por ello se procurará siempre colocar los electrodos en los
terrenos más compactos posibles.
2.1.2.1.8 ANISOTROPÍA
En muchas sustancias la medida de los índices de refracción es distinta
para cada dirección de espacio, de tal manera que se pueden detectar
ciertas diferencias en función de la cara que recibe la luz y de la
trayectoria que esta lleve. Queda claro que las propiedades estructurales
de la materia son dependientes de la dirección en que se observen. A
este hecho se lo denomina Anisotropía.
2.1.3 MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD DEL TERRENO.
La resistividad del terreno se mide fundamentalmente para encontrar la
profundidad y el grueso de la roca en estudios geofísicos, así como para
encontrar los puntos óptimos para localizar la red de tierras de una
subestación, sistemas eléctricos, electrónicos, planta generadora o
trasmisora de radiofrecuencia, descargas atmosféricas. A si mismo puede
ser empleada para indicar el grado de corrosión de tuberías subterráneas.
El perfil de la resistividad del suelo determinará el valor de la resistencia a
tierra y la profundidad de nuestro sistema de puesta a tierra.
12
Para medir la resistencia del suelo se requiere de un terrómetro (llamado
en otros países telurómetro) o Megger de tierras de cuatro terminales.
Los aparatos de mayor uso, de acuerdo a su principio de operación,
pueden ser de dos tipos, de tipo de compensación de equilibrio en cero y
el de lectura directa. Nosotros utilizaremos como equipo el telurómetro.
2.1.3.1 TELURÓMETRO
Concepto._ Es un equipo digital de alta frecuencia diseñado para la
medición de puestas a tierra, miden la resistencia de puesta a tierra y la
resistividad por el método de Wenner.
El telurómetro debe inyectar una corriente de frecuencia que no sea de
60 Hz para evitar que se midan voltajes y corrientes que no se deban al
aparato sino a ruidos eléctricos. Por ejemplo, si estamos cerca de una
subestación o de una línea en servicio, y vamos a realizar mediciones de
resistividad y resistencia del suelo, con un aparato de 60Hz, dichos
sistemas van a inducir corrientes por el suelo debido a los campos
electromagnéticos de 60 Hz y darán una lectura errónea.
El Telurómetro tiene cuatro terminales dos de corriente (C1, C2) y dos de
potencia (P1, P2) y están numerados en el aparato C1 P1 P2 C2. El
telurómetro debe estar certificado y probado en el campo con una
resistencia antes de realizarlas mediciones.
Como la medición es puntual, se debe hacer las mediciones en un
sentido, en otro a 90 grados del primero, y en el sentido de las
diagonales. En la medición de la resistividad de un terreno es común
encontrar valores muy dispares, causados por la geología del terreno, por
lo que es una práctica común de una tabla con lecturas, el eliminar los
valores que estén 50% arriba o abajo del promedio aritmético de todos los
voltejes capturados.
13
2.1.3.2 MÉTODOS DE MEDICIÓN.
Hay varios métodos de medición pero nosotros tomaremos dos de ellos
como referencia:
Método de Wenner y el método de Schlumberger.
2.1.3.2.1 MÉTODO DE WENNER.
En 1915, el Dr. Frank Wenner del U.S. Bureau of Standards desarrolló la
teoría de este método de prueba, y la ecuación que lleva su nombre.
Para medir la resistencia de suelo se insertan los cuatro electrodos en el
suelo. Se colocan en línea recta y con la misma profundidad de
penetración, las mediciones dependerán de la distancia de los electrodos
y la resistividad del terreno.
El principio básico de este método es la inyección de una corriente directa
o de baja frecuencia atreves de la tierra entre dos electrodos C1 y C2, el
potencial se mide entre dos electrodos P1 y P2. Estos están enterrados
en línea recta y a igual separación entre ellos. La razón V/I es conocida
como la resistencia aparente. La resistividad aparente del terreno es una
función de esta resistencia y de la geometría del electrodo.
14
Figura 2: Método de Wenner.
En la figura se observa esquemáticamente los electrodos, los exteriores
reciben la corriente y en los interiores se miden el potencial. La
resistividad aparente está dada por la siguiente expresión:
Donde:
p: Resistividad promedio a la profundidad (A) en ohm-m
a: Distancia entre electrodos en metros.
b: Profundidad de enterrado de los electrodos en metros.
r: Lectura del telurómetro en ohms.
Si la distancia enterrada (B) es pequeña comparada con la distancia de
separación entre electrodos (A). O sea A > 20B, se puede aplicar la
siguiente fórmula simplificada.
15
De donde:
La resistividad obtenida como resultado de las ecuaciones representa la
resistividad promedio de un hemisferio de terreno de un radio igual a la
separación de los electrodos. Como ejemplo, si la distancia entre
electrodos A es de 3 metros, B es 0.15 m y la lectura del instrumento es
de 0.43 ohms, la resistividad promedio del terreno a una profundidad de 3
metros, es de 8.141 ohm-m según la fórmula completa y de 8.105 ohms-m
según la fórmula simplificada.
Se recomienda que se tomen lecturas en diferentes lugares y a 90 grados
unas de otras para que no sean afectadas por estructuras metálicas
subterráneas. Y, que con ellas se obtenga el promedio.
2.1.3.2.2 MÉTODO DE SCHLUMBERGER.
Este método es una modificación del método de Wenner, ya que también
emplea cuatro electrodos, pero en este caso la separación entre los
electrodos centrales o de potencial, se mantiene constante, y las
mediciones se realizan variando la distancia de los electrodos exteriores a
partir de los interiores, a distancia múltiplos de la separación base de los
electrodos internos.
En este método la resistividad viene dada por la siguiente fórmula:
p=2*π*R*(n+1)*na
Donde:
p: Resistividad promedio a la profundidad (A) en ohm-m
a: Distancia constante entre electrodos en metros.
16
n: separación de los electrodos exteriores.
R: Lectura del telurómetro en ohms.
Figura 3: Método de Schlumberger.
Este método es de gran utilidad cuando se requiere conocer las
resistividades de capas más profundas, sin necesidad de realizar muchas
mediciones como con el método de Wenner. Se utiliza también cuando los
aparatos de medición son poco inteligentes. Solamente se recomienda
hacer mediciones a 90 grados para que no resulten afectadas las lecturas
por estructuras subterráneas.
2.1.4 MÉTODOS PARA LA REDUCCIÓN DE LA RESISTENCIA
ELÉCTRICA.
Existen distintos métodos para lograr la reducción de la resistencia
eléctrica, aunque todos ellos presentan un punto de saturación que es
conveniente conocer para evitar diseños antieconómicos.
Los métodos para la reducción son los siguientes:
a) El aumento del número de electrodos en paralelo.
b) El aumento de la longitud y del diámetro de los electrodos.
c) El aumento de la distancia entre ejes de los electrodos.
d) El cambio del terreno existente por otro de menor resistividad.
17
e) El tratamiento químico electrolítico del terreno.
a) EL AUMENTO DEL NÚMERO DE ELECTRODOS EN PARALELO.
La acción de aumentar el número de electrodos conectados en paralelo
disminuye el valor de la "Resistencia Equivalente", pero esta reducción no
es lineal puesto que la curva de reducción tiene tendencia asintótica a
partir del 6to. Ó 7mo. electrodo y además existe el fenómeno de la
resistencia reciproca.
Suponiendo un medio ideal en el que la resistividad del terreno
homogéneo es de 600 Ω-m y se clava un electrodo estándar de 2.4 m
donde:
K= (ln2l/d)/2πl
l= longitud del electrodo.
d= diámetro del electrodo.
La fracción vale 0.49454 por lo tanto
R = (ρ/2πl)*(ln2l/d)/2πl)
R = 600 x 0.49454 ≈ 300 Ω
Según la ecuación de sumatoria de resistencias en paralelo, al aumentar
un electrodo, (el segundo) obtendríamos aproximadamente 150 Ω al
aumentar un electrodo, (tercero) 100 y para llegar a 5 Ω tendríamos que
clavar 60 electrodos tal como se muestra en la siguiente ecuación.
5Ω =
18
b) EL AUMENTO DE LA LONGITUD Y EL DIÁMETRO DE LOS
ELECTRODOS.
La longitud del electrodo está en función a la resistividad y profundidad de
las capas del terreno, obviamente se prefiere colocar el electrodo dentro
de la capa de menor resistividad.
Por otro lado debemos indicar antes de proseguir con las demás variables
que los resultados están ligados íntimamente a la resistividad del terreno
donde se está trabajando, teniendo valores variables entre 200 a 600 Ω-m
en condiciones normales, si aplicamos la fórmula de la Resistencia:
R = (ρ/2pi l) *Ln (2l/d)
En el mejor de los casos conseguiremos una Resistencia de ≈ 0.5ρ con
un electrodo de dimensiones comunes y usuales; luego al aplicar la
reducción recomendada se podrá llegar en el mejor de los casos a ≈ 0.1ρ
lo cual en la práctica nos resulta un valor de aproximadamente 20 Ω para
el caso más favorable; siendo este valor muy alto para Sistemas de Tierra
usados en Pararrayos, Centros de Cómputo y Telefonía.
El aumento en el diámetro del electrodo tiene que ser mayúsculo para que
su aporte reduzca significativamente la resistencia, debido a que en la
fórmula de la resistencia el producto de la longitud x el diámetro del
electrodo se multiplica por un logaritmo natural.
c) EL AUMENTO DE LA DISTANCIA ENTRE EJES DE LOS
ELECTRODOS.
Normalmente la distancia entre ejes de los electrodos debe ser ≥ 4L
siendo l la longitud del electrodo; pero en los casos donde se requiera
obtener resistencias eléctricas muy bajas y exista disponibilidad de área
de terreno, las distancias entre de los electrodos, deberán ser lo máximo
posible; pues a mayor distancia entre ejes de electrodos, mayor será la
19
reducción de la resistencia a obtener; y ello por el fenómeno de la
resistencia mutua entre electrodos.
d) CAMBIO DEL TERRENO EXISTENTE POR OTRO DE MENOR
RESISTIVIDAD.
Los terrenos pueden ser cambiados en su totalidad, por terreno rico en
sales naturales; cuando ellos son rocosos, pedregosos, calizas, granito,
etc., que son terrenos de muy alta resistividad y pueden cambiarse
parcialmente cuando el terreno está conformado por componentes de alta
y baja resistividad; de modo que se supriman las partes de alta
resistividad y se reemplacen por otros de baja resistividad; uno de estos
procedimientos es el zarandeo del terreno donde se desechan las piedras
contenidas en el terreno.
El cambio total parcial del terreno deberá ser lo suficiente para que el
electrodo tenga un radio de buen terreno que sea de 0 a 0.50 m en todo
su contorno así como en su fondo.
La resistencia crítica de un electrodo se encuentra en un radio contorno
que va de 0 a 0.5 m de este, por lo que se tendrá sumo cuidado con las
dimensiones de los pozos para los electrodos proyectados.
El % de reducción en estos casos es difícil de deducir, debido a los
factores que intervienen, como son resistividad del terreno natural,
resistividad del terreno de reemplazo total ó parcial, adherencia por la
compactación y limpieza del electrodo, pero daremos una idea porcentual
más menos en función al tipo de terreno y al cambio total ó parcial.
Para lugares de alta resistividad donde se cambie el terreno de los pozos
en forma total, el porcentaje puede estar entre 50 a 70 % de reducción de
la resistencia eléctrica resultante.
20
Para terrenos de media resistividad donde se cambie el terreno de los
pozos en forma parcial ó total, el porcentaje de reducción puede estar
como sigue:
- Cambio parcial de 20 a 40 % de reducción de la resistencia eléctrica
resultante.
- Cambio total de 40 a 60 % de reducción de la resistencia eléctrica
resultante.
Para terrenos de baja resistividad donde se cambiará el terreno de los
pozos en forma parcial, el porcentaje de reducción puede estar entre 20 a
40 % de la resistividad natural del terreno.
La saturación en este caso se dará si cambiamos mayor volumen de tierra
que la indicada, los resultados serán casi los mismos y el costo será
mucho mayor, lo cual no se justifica.
e) TRATAMIENTO QUÍMICO, ELECTROLÍTICO DEL TERRENO.
El tratamiento químico del suelo surge como un medio de mejorar y
disminuir la resistencia eléctrica del SPAT sin necesidad de utilizar gran
cantidad de electrodos.
Para elegir el tratamiento químico de un SPAT se deben considerar los
siguientes factores:
-Alto % de reducción inicial.
-Facilidad para su aplicación.
-Tiempo de vida útil (del tratamiento y de los elementos del SPAT).
-Facilidad en su reactivación.
-Estabilidad (mantener la misma resistencia durante varios años).
21
Las sustancias que se usan para un eficiente tratamiento químico deben
tener las siguientes características:
- Higroscopicidad -Alta capacidad de Gelificación.
- No ser corrosivas -Alta conductividad eléctrica.
-Químicamente estable en el suelo -No ser tóxico.
- Inocuo para la naturaleza.
e.1) TIPOS DE TRATAMIENTO QUÍMICO.
Existen diversos tipos de tratamiento químico para reducir la resistencia
de un SPAT los más usuales son:
a) Cloruro de Sodio + Carbón vegetal.
b) Bentonita.
c) Thor-Gel.
e.1 a) CLORURO DE SODIO + CARBÓN VEGETAL.
El Cloruro de Sodio forma una solución verdadera muy conductiva que se
precipita fácilmente junto con el agua por efecto de la percolación,
capilaridad y evapotranspiración; la solución salina tiene una elevada
actividad corrosiva con el electrodo, reduciendo ostensiblemente su
tiempo de vida útil, la actividad corrosiva se acentúa si el electrodo es de
hierro cobreado (copperweld). Si bien es cierto que el cloruro de sodio
disuelto en agua no corroe al cobre (por ser un metal noble) no es menos
cierto que la presencia de una corriente eléctrica convertirá al sistema,
Cobre - solución cloruro de sodio, en una celda electrolítica con
desprendimiento de cloro y formación de hidróxido de sodio en cuyo caso
ya empieza la corrosión del cobre.
22
El objetivo de la aplicación del carbón vegetal molido (cisco de
carbonería) es aprovechar la capacidad de este para absorber la
humedad del medio, (puesto que el carbón vegetal seco es aislante) y
retener junto a esta algunos de los electrolitos del cloruro de sodio que se
percolan constantemente.
e.1 b) BENTONITA.
Las bentonitas constituyen un grupo de sustancias minerales arcillosas
que no tienen composición mineralógica definida y deben su nombre al
hecho de haberse descubierto el primer yacimiento cerca de Fort Benton,
en los estratos cretáceos de Wyoming en 1848; Aun cuando las distintas
variedades de bentonitas difieren mucho entre sí en lo que respecta a sus
propiedades respectivas, es posible clasificarlas en dos grandes grupos:
- Bentonita Sódica.- En las que el ion sodio es permutable y cuya
característica más importante es una marcada tumefacción o
hinchamiento que puede alcanzar en algunas variedades hasta 15 veces
su volumen y 5 veces su peso.
- Bentonita Cálcica.- En las que el ion calcio es permutable, tiene menor
capacidad para absorber agua y por consiguiente solo se hinchan en la
misma proporción que las demás arcillas.
Las bentonitas molidas retienen las moléculas del agua, pero la pierden
con mayor velocidad con la que la absorben debido a la sinéresis
provocada por un exiguo aumento en la temperatura ambiente, al perder
el agua pierden conductividad y restan toda compactación lo que deriva
en la pérdida de contacto entre el electrodo y el medio, elevándose la
resistencia del pozo ostensiblemente, una vez que la Bentonita se ha
armado, su capacidad de absorber nuevamente agua es casi nula.
23
e.1 c) THOR-GEL.
Es un compuesto químico complejo que se forma cuando se mezclan en
el terreno las soluciones acuosas de sus 2 componentes. El compuesto
químico resultante tiene naturaleza coloidal, formando una malla
tridimensional, que facilita el movimiento de ciertos iones dentro de la
malla, de modo que pueden cruzarlo en uno u en otro sentido;
convirtiéndose en un excelente conductor eléctrico.
Tiene una gran atracción por el agua, de modo que puede aprisionarla
manteniendo un equilibrio con el agua superficial que la rodea; esto lo
convierte en una especie de reservorio acuífero.
Rellena los espacios intersticiales dentro del pozo, constituyendo una
excelente conexión eléctrica entre el terreno (reemplazado) y el electrodo,
asegurando una conductividad permanente. Integradores de soluciones
en protección.
THOR-GEL® tiene el PH ligeramente básico y no es corrosivo con el
cobre, por lo que la vida media de la puesta a tierra con el producto
THOR-GEL®, será de 20 a 25 años, manteniéndola de vez en cuando si
la perdida de humedad es mayúscula y hay elevación de la resistencia
eléctrica.
e.1 c.1) MÉTODO DE APLICACIÓN DEL THOR-GEL.
El tratamiento consiste en incorporar al pozo los electrolitos que
aglutinados bajo la forma de un Gel mejore la conductividad de la tierra y
retenga la humedad en el pozo por un periodo prolongado de manera que
se garantice una efectiva reducción de la resistencia eléctrica y una
estabilidad que no se vea afectada por las variaciones del clima. La
cantidad de dosis por metro cúbico de tierra del SPAT, varía de 1 a 3*, y
está en función a la resistividad natural del terreno.
24
e.1.1) CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS TRATAMIENTOS
QUÍMICOS.
Ninguna Sal en estado seco es conductiva, para que los electrolitos de las
sales conduzcan corriente se deben convertir en soluciones verdaderas o
en seudo soluciones, por ejemplo: el cloruro de sodio en agua forma una
solución verdadera lo mismo que el azúcar, el mismo cloruro de sodio
disuelto en benceno formara una seudo solución o dispersión coloidal
como también se le conoce.
2.1.5 FINALIDAD DE LAS PUESTAS A TIERRA.
Los objetivos principales de las puestas a tierra son:
1._Obtener una resistencia eléctrica de bajo valor para derivar a tierra
Fenómenos Eléctricos Transitorios (FETs.), corrientes de falla estática y
parásita; así como ruido eléctrico y de radio frecuencia.
2._Mantener los potenciales producidos por las corrientes de falla dentro
de los límites de seguridad de modo que las tensiones de paso o de toque
no sean peligrosas para los humanos y/o animales.
3._Hacer que el equipamiento de protección sea más sensible y permita
una rápida derivación de las corrientes defectuosas a tierra.
4._Proporcionar un camino de derivación a tierra de descargas
atmosféricas, transitorios y de sobretensiones internas del sistema.
5._Ofrecer en todo momento y por el tiempo de vida útil del SPAT (±20
años) baja resistencia eléctrica que permita el paso de las corrientes de
falla.
6._Servir de continuidad de pantalla en los sistemas de distribución de
líneas telefónicas, antenas y cables coaxiales.
25
2.2 PARARRAYOS
La protección de la red eléctrica se hace necesaria hoy en día por las
constantes descargas atmosféricas a las que está expuesto nuestro
planeta debido a los cambios climáticos que soportamos en estos
momentos, por lo que se nos hace necesario y urgente buscar alternativas
de protección contra estos fenómenos que la naturaleza nos brinda. La
implementación de protecciones puede ser muy intensa pero nos
limitaremos a estudiar solo uno de los tantos que existen, como son los
pararrayos.
DEFINICIÓN: Los pararrayos son conjuntos de dispositivos destinados a
la protección contra picos de descargas atmosféricas y sobretensiones de
maniobra. Su construcción en distintos materiales antifuego los
convierten en bastantes versátiles y seguros. Se muestran unos tipos de
pararrayos.
Fiura 4: Dos tipos de pararrayos²
²._Figuras tomadas de la ppagina web Pararrayosdistribucion pdf,Industrias de Aparellaje
Eléctrico, S.A. "INAEL".
26
2.4.1 MODO DE FUNCIONAMIENTO.
Los pararrayos son de tipo expulsión. Las fases del sistema y la tierra son
conectadas al pararrayos. Cada uno de los polos está conectado a un
centellador interno, formando un ¨GAP¨ a través del aire contenido en el
interior. Al llegar un pico de tensión al pararrayos, y éste alcanza la
tensión de ruptura, provoca un arco a través del centellador calibrado.
Este arco voltaico es enseguida alargado y apagado por un disco de
material especial combinado con una cámara de extinción, desviando
para la tierra las ondas de sobretensión producidas por las descarga.
2.4.2 FUNCIONES Y PRINCIPIOS DE OPERACIÓN DE LOS
PARARRAYOS.
Los pararrayos constituyen un auxilio indispensable para la coordinación
de aislamiento en los sistemas de suministro de energía eléctrica. La
figura muestra los voltajes que pueden aparecer en un sistema de energía
eléctrica de alto voltaje expresados en por unidad el valor de cresta del
máximo voltaje permanente entre fases y tierra, dependiendo de su
duración.
Se divide en forma aproximada el eje del tiempo en la gama de los
sobrevoltajes atmosféricos (microsegundos), sobrevoltajes de maniobra
(milisegundos), sobrevoltajes temporales (segundos), y por último el
máximo voltaje permanente de operación del sistema, ilimitada por el
tiempo. El voltaje o sobrevoltaje que puede alcanzar sin el uso de
pararrayos es de una magnitud de varios p.u.
En la figura se muestra voltajes de un sistema de energía eléctrica de alto
voltaje.
27
Figura 5: Voltajes de un sistema de energía eléctrica de alto voltaje³.
La característica distintiva de un pararrayos es su característica de voltaje
–corriente (U – I) extremadamente a lineal. Las corrientes que atraviesan
el pararrayos dentro de la gama de posibles voltajes de frecuencia
industria aplicados, son tan pequeñas que el pararrayos prácticamente se
comporta como aislador. Si se inyectan en el pararrayos corrientes de
impulso en el orden de los kiloamperios, tales como las que aparecen con
sobrevoltajes atmosféricos o de maniobra, el voltaje resultante en sus
terminales debe permanecer lo suficientemente baja, como para proteger
la aislamiento del aparato asociado, de los efectos del sobrevoltaje.
2.4.3 VOLTAJE DE OPERACIÓN PERMANENTE Uc.
Para este parámetro se usa el símbolo Uc de acuerdo a las normas IEC,
en los círculos angloamericanos el término usual es MCOV (Máximum
Continuos Operating Voltaje “Voltaje máximo de operación permanente”).
Es el valor eficaz de voltaje a frecuencia industrial al que puede operar el
pararrayo sin restricción alguna (IEC 60099-4, cláusula 9).
³._Tomada de la pagina web T10879CAP5.pdf" PARARRAYOS TIPO DESCARGADOR"
28
2.4.4 VOLTAJE NOMINAL DEL PARARRAYO Ur.
Es el valor eficaz máximo admisible de voltaje de frecuencia industrial
entre terminales del pararrayo, para el cual está diseñado para operar
correctamente en las condiciones de sobrevoltaje temporal establecidos
en los ensayos de funcionamiento y solo puede aplicarse temporalmente
un período de 10 segundos. Algunos fabricantes permiten un tiempo de
100 segundos. La característica muestra que bajo estas condiciones
existe una corriente permanente (mas precisamente, su componente
resistiva) de aproximadamente 1 mA, lo cual conduciría a un significativo
incremento de la temperatura del pararrayo. Una aplicación prolongada
del voltaje nominal podría tornar al pararrayo incapaz de refrigerarse, en
su lugar lo volverá térmicamente inestable hasta llegar a su auto
destrucción (avalancha térmica).
El voltaje de operación permanente y nominal de un pararrayo se
relaciona directamente entre sí por medio de un valor que casi siempre es
1.25, con solo unas pocas excepciones, y además, no dependen del
fabricante.
Con esto concluye la descripción del tramo de la característica U – I
correspondiente al voltaje de frecuencia industrial.
Continúa luego la curva dentro de un área en el cual aún a incrementos
mínimos de voltaje llevan a un significativo incremento de la corriente. Se
reserva esta para eventos transitorios dentro del rango de los
milisegundos y los microsegundos, correspondientes a sobrevoltajes de
maniobra y atmosféricos. La aplicación del voltaje de frecuencia industrial
en esta área de la característica destruiría al pararrayo en una fracción de
segundos
29
2.4.5 NIVEL DE PROTECCIÓN A IMPULSOS ATMOSFÉRICOS.
La característica en la región de corrientes superiores a 100
Amperios aproximadamente, describen las características de protección
del pararrayo.
Su parámetro más importante es el nivel de protección a impulsos
atmosféricos. Este representa la caída de voltaje que se produce entre
los terminales del pararrayo cuando circula la corriente nominal de
descarga a través del mismo.
La corriente mencionada es un impulso atmosférico de corriente de forma
normalizada, cuya amplitud se asigna según las diferentes clases, de 1.5
kA a 20 kA, de acuerdo a la norma IEC 60099-4. En sistemas de alto
voltaje con Us ≥ 123 kV son comunes los pararrayos de clases 10 kA y 20
kA.
2.4.6 VOLTAJE NORMALIZADO RESISTIDO DE IMPULSO (BIL).
Valor normalizado de un voltaje de ensayo de impulso atmosférico que se
usa en un ensayo de voltaje normalizado resistido para comprobar que el
aislamiento se ajusta al voltaje resistido requerido1. En la norma IEC
60071-1 tablas 2 y 3 se encuentran los diferentes valores de voltajes
normalizados resistidas a impulsos atmosféricos, asociados al voltaje
máximo del equipamiento (Um). No obstante, no se admite que este valor
(voltaje de ensayo) sea alcanzado alguna vez en la práctica. En
conformidad con la guía de aplicación sobre coordinación de la aislación
IEC 60071-2, el máximo voltaje que puede aparecer en operación, en el
caso de una aislación no-auto regenerativa, debería estar por debajo de
este valor en un factor de 1.15 es decir:
V max ≤
30
2.4.7 SOBREVOLTAJE TEMPORAL UTOV.
Este parámetro es el sobrevoltaje de frecuencia industrial que puede tener
una duración de décimas de segundo hasta unos pocos segundos como
resultado de una maniobra o una falla del sistema. Su valor depende del
tipo de puesta a tierra del sistema. Un caso especial es cuando se tienen
sistemas con neutro a tierra resonante o con neutro aislado, en los cuales
al presentarse una falla en una de las fases, el voltaje a tierra de las fases
sanas alcanza el valor del voltaje de línea (fase – fase) y puede durar un
tiempo prolongado (hasta varias horas).
2.4.8 VOLTAJES SUPERIORES AL NIVEL DE PROTECCIÓN A
IMPULSOS ATMOSFÉRICOS DEL PARARRAYOS.
Tres son las causas por las que el voltaje en los terminales del equipo a
proteger puede superar el nivel de protección a impulsos atmosféricos del
pararrayo y estos son:
Procesos de ondas progresivas.
Caídas de voltaje inductivos.
Corrientes de descarga mayores que la corriente nominal de descarga
del pararrayo.
2.4.8.1 PROCESOS DE ONDAS PROGRESIVAS.
Los sobrevoltajes rápidamente crecientes se propagan en forma de ondas
progresivas por la línea. En aquellos lugares donde la impedancia de
onda de la línea se modifica o cambia (puntos de discontinuidad), se
producen refracciones y reflexiones. En especial una onda de voltaje se
reflejará positivamente en su totalidad cuando alcance un extremo abierto
de la línea (línea en vacío). El nivel de voltaje en todo instante y en todo
punto de la línea resulta de la suma de los diferentes valores instantáneos
de cada onda individual de voltaje. Los impulsos de voltaje y corriente se
propagan como ondas progresivas por la línea cuando su duración es
31
inferior al tiempo de propagación de una onda electromagnética en una
línea. Las amplitudes de ondas de voltaje y corriente en este caso se
vinculan entre sí mediante la impedancia de onda de la línea. Esto puede
conducirá incrementos de voltaje (en casos extremos, hasta el doble de
su valor) y debe tenerse en consideración al determinar el nivel de
protección de un pararrayo y su ubicación (zona de protección del
pararrayo).
Exactamente el valor de sobrevoltaje en este proceso depende de la
distancia entre el pararrayo y el equipo a proteger, y de la pendiente del
frente de la onda de voltaje.
2.4.8.2 CAÍDAS DE VOLTAJES INDUCTIVOS.
Esto se debe a la distancia que debe recorrer la corriente de descarga
desde la línea aérea, pasando por el pararrayo hasta llegar a tierra
efectiva como muestra la figura, existe un valor de inductancia típica de un
conductor tendido a gran distancia de otras partes energizadas o a tierra.
Este sobrevoltaje responde a la siguiente expresión:
U=L-
Donde:
U: Caída de voltaje inductivo.
: Representa la velocidad o pendiente de la descarga atmosférica
[kA/us].
L: Valor de inductancia [uH].
Este valor de caída de voltaje inductivo se puede superponerse al voltaje
residual del pararrayo.
32
Figura 6: Disposición de un pararrayo⁴.
2.4.8.3 CORRIENTES DE DESCARGA MAYORES QUE LA
CORRIENTE NOMINAL.
Se define el nivel de protección del pararrayo como su voltaje residual a la
corriente nominal de descarga. Pueden también aparecer corrientes de
descarga mayores donde el pararrayo puede resistirlas sin dañarse, pero
esto resulta un voltaje residual mayor entre los terminales, dependiendo
de la forma de la característica U–I.
De este modo cuando se selecciona un nivel de protección del pararrayo,
deben considerarse ciertos detalles, tales como la distancia entre el
pararrayo y el aparato a proteger, los esfuerzos típicos debidos a los
sobrevoltajes en el sistema. Normalmente un factor de al menos 1.4 entre
el voltaje nominal resistido a impulso atmosférico del equipo o aparato a
proteger y el nivel de protección a impulsos atmosféricos del pararrayo
⁴._Tomada de la pagina web T10879CAP5.pdf" PARARRAYOS TIPO DESCARGADOR"
33
resulta una protección segura contra los sobrevoltajes de frente
escarpado.
2.5 INCREMENTACIÓN DE PARARRAYOS.
Para incrementar pararrayos debemos tener en cuenta en donde se los
puede incrementar tomando en cuenta los niveles de protección que se
tiene al largo de la red.
Se han de cumplir las leyes y reales decretos sobre prevención de riesgos
laborales y no de guías de recomendación
2.5.1 SELECCIÓN Y REVISIÓN DE LOS NIVELES DE PROTECCIÓN.
La característica de protección de un pararrayo se evalúa más
frecuentemente por medio de su nivel de protección a impulso
atmosférico. Esto significa que se la evalúa de acuerdo a su voltaje
residual mientras está circulando la corriente nominal de descarga. Como
ya se mencionó, de acuerdo a la guía de aplicación de la coordinación de
aislación, IEC 60071-2, debe haber un factor de seguridad Ks de por lo
menos 1.15 entre el voltaje nominal resistido a impulso atmosférico (BIL)
del aparato a proteger con una aislación no auto regenerativa, y el mayor
sobrevoltaje atmosférico que se espera pueda aparecer en sus
terminales.
Si la distancia entre el pararrayo y el equipo a proteger no es demasiado
grande, los pararrayos tienen una zona de protección de solamente unos
pocos metros en un sistema de distribución y de hasta aproximadamente
sesenta metros en sistemas de alto y extra alto voltaje. Esto normalmente
significa que un nivel de protección igual al voltaje nominal resistido a
impulso atmosférico del equipo a proteger, dividida por un factor de 1.4 es
adecuado para proteger contra sobrevoltajes atmosféricos. Sin embargo
tenerse en cuenta que esta simplificación podría no ser adecuado para
configuraciones especiales de sistemas y casos de aplicación, o cuando
34
la distancia entre el equipo y el pararrayo es grande. De esta manera, el
procedimiento correcto y normalizado es determinar por cálculo los
sobrevoltajes esperados y fijar el nivel de protección necesario del
descargador por medio de estudios de coordinación de la aislación.
En los sistemas de extra alto voltaje el nivel de protección a impulso de
maniobra normalmente es el valor determinante de las características de
protección de un pararrayo. En cada caso generalmente se lo menciona
conforme a la norma IEC 60099-4 para dos valores diferentes de impulso
con corriente de maniobra.
El voltaje residual a impulso de maniobra típicamente está entre el 75% y
90% del voltaje residual a impulso atmosférico de corriente de 10 kA,
dependiendo en cada caso del resistor de óxido metálico en uso y del
valor real del impulso de corriente de maniobra.
Exactamente como se procedió con el nivel de protección a impulso
atmosférico, el nivel de protección a impulso de maniobra debe
seleccionarse sobre la base de que el sobrevoltaje de maniobra sobre el
aparato a proteger no sea mayor que su voltaje normalizado resistido a
impulso de maniobra dividido por el factor de seguridad
Ks = 1.15 en el caso de aislación no auto regenerativa.
No es necesario considerar los incrementos de voltaje (por ondas
progresivas y voltajes inductivos). Esto significa que el nivel de protección
a impulso de maniobra no necesita ser inferior que el voltaje resistido
normalizado a impulso de maniobra del aparato, dividida por un factor de
1.15.
En unas pocas aplicaciones especiales es necesario conocer el nivel de
protección a impulso escarpado, es por eso que típicamente se lo
menciona en la hoja de datos del pararrayo. El voltaje residual de los
resistores de oxido metálico es alrededor de un 5% mayor para los
35
impulsos escarpados de corriente comparada con impulsos atmosféricos
de corriente del mismo valor.
Básicamente el voltaje residual durante la elevación de la corriente
escarpada (con tiempos de frente dentro de la gama ≤ 1 us) está
influenciado por dos efectos diferentes que siempre suceden a la vez.
Uno de estos es que el comportamiento temporal del material de oxido
metálico durante la transición de un estado de no conducción a uno de
conducción se presenta cuando sólo se lo ve extremadamente como
comportamiento inductivo (el valor de cresta del voltaje residual se sitúa
temporalmente delante del valor de cresta de la corriente). El otro es que
la inductividad de la disposición geométrica tiene un efecto de cerca
de 1 uH por metro sobre la altura total pudiendo elevar el voltaje residual
con un adicional del 5% o aún más.
Si al controlar los niveles de protección de todas las solicitaciones a los
impulsos de corriente citados satisfacen los requisitos, entonces la
elección de la característica eléctrica del pararrayo finaliza en este punto.
Sin embargo si cualquiera de estos valores resultare muy alto para un tipo
de resistor de oxido metálico seleccionado, todos los valores de voltajes
residuales, como así también el voltaje de operación permanente y el
nominal se ajustan a una relación fija. De este modo, ninguno de estos
valores puede ser disminuido independientemente.
En cambio la característica U-I tendría que desplazarse hacia abajo, para
por ejemplo obtener un menor nivel de protección a impulsos de
maniobra. Sin embargo esto no sería lo aconsejable ya que el voltaje de
operación permanente y el nominal automáticamente también disminuirían
al mismo porcentaje y ya no podría garantizarse una operación
permanente estable. En este caso existe una solución, cambiar o
seleccionarse resistores de mayor dimensión lo cual implica seleccionar
otro pararrayo con una curva de característica diferente (Característica U-I
más plana.) para que cumpla con las solicitaciones requeridas.
36
2.6 UBICACIÓN DE LOS PARARRAYOS.
Para la ubicación de los pararrayos es conveniente realizar estudios de
los lugares en donde es más susceptible la caída de los rayos, para lo
cual se realizan estudios climatológicos y condiciones ambientales.
2.6.1 ESTUDIOS CLIMATOLÓGICOS.
Nivel ceráunico. Número de rayos caídos por kilómetro cuadrado.
Las características geográficas (climáticas y montañosas) de cada país
determina el número y la in-tensidad de las tormentas que se producen;
riesgo que varía dentro de un mismo país. El conoci-miento de las zonas
de riesgo es una información importante para determinar eficazmente el
tipo de protección contra el rayo más adecuada.
La densidad de descargas que caen en una región por unidad de
superficie y de tiempo es un dato mal conocido y puede variar mucho en
años consecutivos para una misma zona. Las estadísticas mejor
conocidas hacen referencia al número de días de tormenta por año, Td,
que se registran en un punto determinado. Este valor es conocido como
nivel ceráunico. El valor Ng (numero de descar-gas) se puede aproximar
en base al nivel ceráunico mediante la siguiente expresión:
[Descargas/Km
2 /Año]
A partir de esta expresión se puede llegar a calcular la tasa de avería de
una línea teniendo en cuenta los impactos de rayos directos y los
indirectos, siendo ésta, función de las características geométri-cas y del
apantallamiento (objetos cercanos) de la línea.
37
2.6.2 CONDICIONES AMBIENTALES.
Las condiciones ambientales al sitio de ubicación de un proyecto eléctrico
pueden constituir un factor determinante al momento del diseño,
principalmente en lo que a nivel de aislamiento se refiere. Las condiciones
atmosféricas estandarizadas que sirven de referencia consideran una
temperatura promedio de20°C y una presión atmosférica de 101.3 kPa
(1013 mbar), que equivale a la presión atmosférica a cero metros sobre el
nivel del mar.
38
C A P Í T U L O III
CONDUCTORES ADECUADOS Y DE CALIDAD.
3. 1 CONDUCTORES
Un conductor es cualquier material que ofrezca poca resistencia al flujo de
electricidad.
La diferencia entre un conductor y un aislante, es cuando un mal
conductor de electricidad o de calor, es de grado más que de tipo, ya que
todas las sustancias conducen electricidad en mayor o en menor medida.
Un buen conductor de electricidad, como la plata o el cobre, puede tener
una conductividad, mil millones de veces superior a la de un buen
aislante, como el vidrio o la mica.
El fenómeno conocido como superconductividad se produce cuando al
enfriar ciertas sustancias a una temperatura cercana al cero absoluto su
conductividad se vuelve prácticamente infinita. En los conductores sólidos
la corriente eléctrica es transportada por el movimiento de los electrones;
y en disoluciones y gases, lo hace por los iones.
Los materiales más utilizados en la fabricación de conductores eléctricos
son el cobre y el aluminio, en las torres que también son conductores se
utiliza acero.
Aunque ambos metales tienen una conductividad eléctrica excelente, el
cobre constituye el elemento principal en la fabricación de conductores
por sus notables ventajas mecánicas y eléctricas.
El uso de uno u otro material como conductor, dependerá de sus
características eléctricas (capacidad para transportar la electricidad),
mecánicas (resistencia al desgaste, maleabilidad), del uso específico que
se le quiera dar y del costo.
39
3.2 TIPOS DE CONDUCTORES.
Se considera que la intensidad media durante cada descarga principal
llega hasta 20.000 / 50.000 A, lo que origina en su recorrido una estrecha
columna de aire sobrecalentada a unos 25.000° C. No obstante, la carga
eléctrica real transferida desde la nube a tierra es pequeña, pues dura
solamente una fracción de segundo.
En total se libera una carga de unos 20 culombios y la energía promedio
de la descarga es de alrededor de 50 KWh.
Cabe señalar que las distintas normas establecen ondas de choque
típicas para simular la acción de la caída de rayos sobre las líneas de
transmisión de la energía eléctrica.
Así la norma IRAM correspondiente prescribe una onda de corriente en la
que el tiempo de crecimiento es de 8 microsegundos, mientras que el
lapso hasta que se reduce al 50 % del valor máximo dura 20
microsegundos (onda 8/20). Para ondas de tensión, se adoptan los
valores 1,2 y 50 respectivamente
3.2.1 HILO DE GUARDA.
Los hilos de guarda se colocan por encima de los conductores de fase y
están unidos a tierra en los apoyos de la línea. De esta manera se reduce
el riesgo de caída directa del rayo sobre los conductores.
Si el rayo cae sobre un hilo de guarda, se originan dos ondas de
intensidad de valor mitad del correspondiente al rayo, que caminan en
sentidos opuestos hacia los apoyos, por los cuales se descargan.
Acompañando a estas ondas aparecen otras dos de tensión, cuyo valor
depende de la impedancia involucrada. Esta tensión en el punto de caída
del rayo depende del valor relativo del tiempo que tarda la onda en llegar
al apoyo más próximo y reflejarse en él y del tiempo de subida de la onda.
40
La tensión en el hilo de guarda puede dar lugar a una falla del aislamiento
entre sí mismos, y conductores de fase o entre éstos y los apoyos
adyacentes, que depende de la distancia en el aire entre ellos. El punto
más desfavorable es en el centro del vano, en que el tiempo citado es
máximo. La menor flecha que se les suele dar a los hilos de guarda en las
líneas sirve para aumentar la distancia de aislamiento en el centro del
vano.
En el caso de impacto del rayo sobre una línea, el rayo puede caer sobre
un conductor de fase, y entonces cebarse un arco entre el conductor y un
apoyo estructural; o bien puede caer sobre un apoyo o un hilo de guarda,
en cuyo caso se puede llegar a producir un arco en el sentido inverso al
del caso anterior.
Si el rayo cae sobre un conductor de fase, bien por una falta de
apantallamiento de los hilos de guarda de la línea o bien porque estos
hilos no existen, se originan dos ondas de corriente que parten en
direcciones opuestas y de valor igual a la mitad de la intensidad del rayo,
dando lugar a dos ondas de tensión cuyo valor depende de la impedancia
involucrada.
Si dicho valor supera a la tensión de cebado del aislamiento conductor de
fase-apoyo de la línea, se producirá una falla en los dos apoyos más
próximos al punto de caída del rayo, dando lugar a dos ondas cortadas
que viajarán a lo largo de la línea hasta las subestaciones terminales. Si
esta tensión no es superior a la de cebado, no se producirá falla del
aislamiento de la línea. Se observa que, en todo caso, las ondas de
tensión que llegan a una subestación están limitadas por el nivel de
aislamiento de la línea de la que proceden.
Dado el nivel de aislamiento de una línea, se observa que sólo se produce
falla de la misma si la intensidad del rayo que cae sobre un conductor
supera cierto valor crítico. En la práctica, la mayor parte de los rayos que
caen sobre un conductor de fase dan lugar a una falla de aislamiento. Por
41
esa razón, debe evitarse la caída directa de un rayo sobre los
conductores de fase mediante una correcta instalación de los hilos de
guarda.
3.2.1.1 IMPACTO DIRECTO SOBRE EL CABLE DE GUARDA.
La incidencia de una descarga atmosférica en los cables de guarda o en
la torre de una línea de transmisión puede ocasionar su salida de servicio,
debida al crecimiento de la tensión en el punto de Incidencia de la
descarga.
A diferencia del impacto directo, la ocurrencia de fallas a consecuencia de
este fenómeno difícilmente es eliminado. Sin embargo estos efectos
pueden ser minimizados a través de la optimización de las puestas a tierra
de las estructuras y del ajuste de los elementos del cabezal de la torre.
La presencia del cable de guarda en una línea de distribución, se justifica,
no solo como protección contra descargas directas, sino por su efecto de
jaula de Faraday contra descargas indirectas.
El cable de guarda es recomendable en líneas de distribución, no tanto
por su efecto de apantallamiento contra descargas directas (contra las
cuales no es muy efectivo), sino por su blindaje contra descargas
indirectas, las cuales producen cerca del 80% de los daños y salidas de
líneas de distribución.
El efecto del cable de guarda se ve mejorado apreciablemente por una
buena puesta a tierra de los mismos, la cual se recomienda hacer en cada
poste con un valor de resistencia de puesta a tierra no mayor de 20 Ω.
El cable de guarda en líneas de distribución debe ubicarse tan alejado
como se pueda de los conductores de fase, para lo cual el ángulo de
apantallamiento no debe ser en ningún caso mayor de 30º.
42
3.2.2 TORRES O APOYOS.
Si el rayo cae sobre un apoyo, la corriente que circula por la estructura
metálica de a la que está apoyada y a través de su toma de tierra da lugar
a la aparición de una tensión importante entre la estructura y los
conductores de fase. Esta tensión depende de la intensidad del rayo y de
la impedancia que presenta el conjunto apoyo-hilos de guarda-toma de
tierra para la onda de frente escarpado correspondiente. Si esta tensión
supera el valor de la tensión de cebado de aislamiento conductor-apoyo,
se produce una falla de aislamiento correspondiente, que se denomina
cebado inverso.
En los apoyos de las líneas de alta tensión no es fácil obtener valores de
impedancia de la toma de tierra del apoyo para impulsos de frente
escarpado inferiores a 10 Ohm, por lo que la probabilidad de un cebado
inverso puede ser elevada para líneas de 132 kV y más pequeña para las
de 500 kV debido a la mayor distancia en ellas entre los conductores y los
apoyos.
Por el contrario, para líneas de media tensión (inferiores a 66 kV), las
distancias de aislamiento son suficientemente bajas como para que la
probabilidad de cebado inverso sea casi la unidad, no teniendo ningún
efecto la instalación de hilos de guarda sobre el riesgo de falla de la línea.
3.3 CONDUCTORES ELÉCTRICOS.
Son los materiales que, puestos en contacto con un cuerpo cargado de
electricidad, transmiten ésta a todos los puntos de su superficie. Los
mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones. Existen
otros materiales, no metálicos, que también poseen la propiedad de
conducir la electricidad, como son el grafito, las soluciones salinas (por
ejemplo, el agua de mar) y cualquier material en estado de plasma. Para
el transporte de la energía eléctrica, así como para cualquier instalación
43
de uso doméstico o industrial, el metal más empleado es el cobre en
forma de cables de uno o varios hilos.
Alternativamente se emplea el aluminio, metal que si bien tiene una
conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre es, sin embargo,
un material mucho más ligero, lo que favorece su empleo en líneas de
transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión. Para
aplicaciones especiales se utiliza como conductor el oro por su mejor
conductividad.
El uso de uno u otro material como conductor, dependerá de sus
características eléctricas (capacidad para transportar la electricidad),
mecánicas (resistencia al desgaste, maleabilidad), del uso específico que
se le quiera dar y del costo.
Estas características llevan a preferir al cobre en la elaboración de
conductores eléctricos.
El tipo de cobre que se utiliza en la fabricación de conductores es el cobre
electrolítico de alta pureza, 99,99%.
3.2.3.1 LOS CONDUCTORES DE ALUMINIO DESNUDO.
Los Conductores de Aluminio Desnudo son usados para transmisión y
distribución de energía eléctrica en líneas aéreas.
Los metales más utilizados para su fabricación son aluminio 1350-H19,
aleación de aluminio 6201-T81 y acero recubierto con zinc o con aluminio.
Las principales configuraciones de los Cables de Aluminio Desnudo son:
Conductores AAC: formados por alambres de aluminio 1350-H19.
Conductores AAAC: formados por alambres de aleación de aluminio
6201-T81.
44
Conductores ACSR/GA: formados por alambres de aluminio 1350-H19
reforzados con alambres de acero recubierto con zinc.
Conductores ACSR/AW: formados por alambres de aluminio 1350-H19
reforzados con alambres de acero recubierto con aluminio.
Conductores ACAR: formados por alambres de aluminio 1350-H19,
reforzados con alambres de aleación de aluminio 6201-T81.
El aluminio 1350-H19 y la aleación 6201- T81 poseen buena resistencia a
la corrosión.
El aluminio 1350-H19 tiene una conductividad de 61.2% IACS8, en
contraste con su moderada carga de rotura, mientras que la aleación
6201-T81 tiene mayor carga de rotura, pero menor conductividad, 52.5%
IACS.
3.2.3.2 CONDUCTORES DE COBRE DESNUDO.
Los Conductores de Cobre Desnudo son usados para transmisión y
distribución de energía eléctrica en líneas aéreas, sistemas de puesta a
tierra y como conductores de neutro.
Se fabrica Conductores de Cobre en tres tipos de temple: Duro, Semiduro
y Suave. Los primeros son utilizados en líneas aéreas, donde es
requerida una mayor carga de rotura, mientras que los otros temples son
utilizados en sistemas de puesta a tierra.
3.3 DISMINUCIÓN DE FALLAS EN LOS CONDUCTORES.
Para reducir la incidencia de las descargas atmosféricas en los sistemas
eléctricos como son los conductores se debe analizar en sus tres
aspectos principales:
45
a) Falla de blindaje, se analiza la incidencia de la descarga directamente
sobre el conductor. La ocurrencia de una falla de aislamiento depende
principalmente de la intensidad de la descarga de la corriente del rayo, de
la impedancia de onda de los conductores, aislamiento del sistema y del
valor de la tensión de fase en el instante de la descarga.
b) Contorneo inverso: la descarga incide en la torre o el cable de guardia,
pero se propaga a los conductores. Este estudio involucra una gran
cantidad de parámetros de origen aleatorio (corriente del rayo, aislamiento
del sistema, puesta a tierra de las torres, etc.) y por esta razón se lo trata
generalmente con métodos estadísticos.
c) Acoplamiento capacitivo: la descarga incide en las proximidades de la
línea, y la sobretensión inducida es causa de una descarga.
Para líneas de más de 69 kV la posibilidad de que ocurran fallas por esta
razón se considera despreciable.
3.3.1 FALLAS DE BLINDAJE DESCARGAS DIRECTAS.
Una descarga atmosférica impactando directamente en el conductor de
fase, desarrolla una elevada sobretensión, la que en la mayoría de los
casos provocará la falla de aislación de la línea.
El 50% de los rayos supera los 30 kA, y por ejemplo un rayo de 30 kA
impactando en un conductor de fase de una línea desarrollará una tensión
de:
30 * 400 / 2 = 6000 kV
Habiendo supuesto la impedancia de onda de la línea de 400 ohm, el 2
tiene en cuenta que la línea se prolonga hacia ambos lados del impacto.
46
Obviamente líneas y equipamientos no pueden ser aislados para soportar
sobretensiones de este orden.
La alternativa es limitar las sobretensiones a valores inferiores. Esto se
consigue utilizando cables de guarda de manera de blindar los
equipamientos y circuitos contra descargas directas.
47
C A P Í T U L O IV
EQUIPOS DE PROTECCIÓN.
Las perturbaciones atmosféricas o los procesos de conmutación en las
redes de alimentación pueden provocar gravísimos daños a la instalación
y fallos en la producción. Dichos daños materiales y los derivados de tales
fallos se evalúan en centenares de miles de dólares de pérdidas
económicas.
Las instalaciones electrónicas, el proceso de datos, los ordenadores, los
sistemas de CAD/CAM, los aparatos de medición, control y regulación,
etc. constituyen una parte cada vez más importante y necesaria de
nuestra vida hasta el punto de que parecería indispensable no poder
contar con ellos en la mayoría de los procesos de producción, de los
centros informáticos, en la construcción o la administración e incluso en el
ámbito de la vida privada.
En el corazón de tales instalaciones se encuentran circuitos electrónicos
altamente integrados que concentran en unos milímetros cuadrados miles
de unidades funcionales distintas. Se esconde allí toda la potencia del
proceso pero también la vulnerabilidad del mismo, pues un fallo en los
equipos significará para la empresa pérdidas financieras importantes.
Entre los potenciales factores de interferencia más peligrosos para
cualquier instalación que se aprecie, se encuentra el fenómeno de las
sobretensiones que son provocadas en su gran porcentaje por las
descargas atmosféricas.
Para evitar tales problemas, conviene tomar medidas preventivas en
cuanto a seguridad, capaces de garantizar la capacidad de
funcionamiento de todas las partes de la instalación existentes en las
redes eléctricas que llevan energía eléctrica a los edificios aun en el caso
48
de que se vean afectados por los más elevados fenómenos de
sobretensiones.
Con esta orientación se crea un extensísimo programa de elementos de
protección contra sobretensiones basados en vías de chispas,
descargadores abiertos, de contorneo deslizante, de gas, varistores y
diodos supresores cuya adecuada combinación en la red dará lugar a la
más elevada de las protecciones.
Actualmente existen técnicas como es el uso de descargadores de
sobretensión dispuestos de manera apropiada en los apoyos de la línea a
lo largo del tramo los cuales son los elementos que drenan a tierra las
ondas viajeras producto de la descarga.
Los descargadores deben ser seleccionados en base a estudios de la
energía que se estima, que se estarán manejando de acuerdo y según la
información ceraunia de la zona.
4.1 EQUIPOS LIMITADORES DE SOBRETENSIONES.
Los tipos de equipos limitadores de sobretensiones más habituales son
los que se describen a continuación:
4.1.1 LOS DESCARGADORES:
Existen diversos tipos de descargadores como son: abiertos, de
contorneo deslizante y de gas:
Los descargadores abiertos se usan en protecciones secundarias, en
ellos el aire ambiente se usa como dieléctrico. La tensión de encendido
del descargador no puede definirse exactamente pues depende de la
humedad o de las impurezas del aire.
Generalmente los descargadores abiertos sólo se utilizan en las
instalaciones en las que se permite una tensión residual relativamente
49
alta, por ejemplo en instalaciones de pararrayos. Después del paso del
transitorio de sobretensión, la conducción cesa y el aislamiento original se
reinstaura.
Par la red existen los descargadores abiertos o de contorneo deslizante
con electrodos de cobre-wolframio separados por un plástico muy
especial que gasea cuando el arco voltaico se encuentra muy cercano al
mismo provocando una cierta corriente de aire que empuja al arco voltaico
hacia fuera provocando el apagado de la repetición de la red. Al cesar el
impulso perturbador el arco voltaico se extingue y la acción aislante dl
descargador queda de nuevo restablecida. Tiene una tensión de
encendido relativamente alta de unos 2 o 3 kV y depende
insignificativamente del impulso perturbador.
Un descargador de gas, por su parte, está formado por un tubo de
cerámica o de cristal en el que se encuentran dos electrodos. La cámara
del tubo está llena de gas noble (generalmente argón o neón) y se
encuentra a una determinada presión. La composición del gas noble
permite un mecanismo de encendido, se inicia un proceso de ionización
por el cual la resistencia de la descarga de gas pasa de alta a baja.
Después del encendido, cuando se tiene energía suficiente en el impulso
de encendido, tiene lugar la descarga total.
La posibilidad de que el gas permanezca ionizado depende de la tensión
de servicio del sistema y de la corriente de seguimiento. La corriente de
seguimiento en los descargadores de gas es la intensidad que circula a
través de suyo mientras está descargando y ésta se origina cuando la
distancia de descarga en el descargador de gas es de baja resistencia y
la corriente de la red normal pasa a través del descargador de gas, o bien,
aumenta su valor, debido a que el descargador de gas ha pasado a tener
una resistencia más baja que la impedancia de la carga. Si el descargador
de gas no puede interrumpir independientemente la corriente de la red,
50
debe insertarse un fusible entre el descargador de gas y la red o bien un
varistor en serie.
4.1.1.1 DESCARGADORES DE SOBRETENSIONES DE MEDIA
TENSIÓN.
El descargador de sobretensiones de media tensión de óxidos de
metálicos es un dispositivo muy eficiente para proteger equipos eléctricos
contra el rayo.
Como una primera aproximación se puede suponer que el efecto de
protección está limitado al valor de la tensión residual del descargador
escogido. Un descargador de sobretensiones se conecta en paralelo
(ejemplo entre fases y tierra) con el equipo a proteger (por ejemplo
transformador de distribución) y tan cerca de éste como sea posible. De
no ser posible de lograr esta condición, la tensión que puede recibir el
equipo protegido puede resultar mayor que la tensión residual del
descargador de sobretensiones.
En la Figura 7 a continuación se analizan los factores intervinientes en la
propagación de sobretensiones en una línea eléctrica.
La figura 7 señala la onda de sobretensión Us que se propaga por la línea
de media tensión. Ut es el valor de sobretensión que recibe el
transformador de distribución, después de haber actuado el descargador.
Obsérvese que Ut = Tensión residual del descargador + Suma de caídas
de tensión inductivas en los cables de conexión del descargador + la
caída de tensión en la resistencia de P.A.T., provocada la corriente
nominal del descargador. = UL1 +Ur +UL 2 + URd.
Las caídas inductivas dependen a su vez, de la pendiente de onda de la
corriente id y de las inductancias de los cables de conexión L1 y L2.
51
UL1 = L1 d id/dt
UL2 = L2 d id/dt
Como la resistencia Rd puede llegar a ser alta, una manera de reducir la
sobretensión que recibe el transformador es que la Resistencia de puesta
da tierra del descargador y del transformador sea única.
Figura 7: Propagación de sobretensiones en una línea eléctrica⁵.
4.1.1.2 ELECCIÓN DE LOS DESCARGADORES DE
SOBRETENSIONES DE MEDIA TENSIÓN.
En una referencia de construcción y resistencia se establece un método
de selección de los descargadores de sobretensiones, según el modo de
la puesta a tierra del neutro del trasformador de alimentación de la línea
de media tensión.
Se trata de los descargadores marca DEHN, denominados DEHNmid, de
oxido de zinc.
Presentan una estructura modular como indica la Figura a continuación en
la siguiente página.
⁵._Tomado desde nota técnica "Protección contra rayos y sobretensiones DEHN Protects
Médium Voltaje Systems DS125/E/0504" www.dehnargentina.com.ar
52
Son descargadores de sobretensiones que responden a la norma
IEC600994, clase 1.
Se fabrican para instalaciones externas y para instalaciones interiores.
Para las instalaciones exteriores se emplean dos tipos:
Para condiciones normales (N) y para servicio con gran nivel de polución
(H, del inglés Heavy Duty)
Figura 8: Estructura modular del DEHNmid⁶.
4.1.2 LOS VARISTORES ÓXIDO DE ZINC.
Son resistencias no lineales cuyo valor desciende con la tensión en sus
extremos, son limitadores bipolares.
Un varistor de óxido de zinc se compone de granos de ZnO cimentados
en otros granos de óxido metálicos. El óxido de zinc es un semiconductor
de tipo N, que limita con los demás óxidos metálicos de tipo P. El
comportamiento eléctrico del varistor de óxido de zinc queda, pues,
limitado por el número de contactos PN, dispuestos en paralelo y en serie.
⁶._Tomado desde nota técnica "Protección contra rayos y sobretensiones DEHN
Protects Médium Voltaje Systems DS125/E/0504" www.dehnargentina.com.ar
53
Al sobrepasar las tensiones de conducción en los límites de los granos
individuales, el varistor pasa a ser conductor. Su tiempo de respuesta es
más rápido que el de un descargador de gas, pero más lento que el de un
diodo supresor de silicio.
4.1.3 DIODOS SUPRESORES.
Los diodos supresores de silicio son uniones PN caracterizadas por su
aguda característica de avalancha, por su alta capacidad de supresión de
sobretensiones, por su extremadamente rápida respuesta y por
su baja resistencia de conducción. Las corrientes de derivación de estos
componentes pueden ser como máximo de varias centenas de amperios.
4.2 INCREMENTACIÓN DE EQUIPOS DE PROTECCIÓN.
Para incrementar equipos de protección tenemos que tener en cuenta su
funcionamiento en general y su nivel de protección, los equipos que se los
incrementan más a menudo son los descargadores.
4.2.1 FUNCIONAMIENTO GENERAL.
La filosofía general de funcionamiento de este tipo de dispositivos
supresores situados en paralelo con el equipo que van a proteger es la
siguiente: en estado normal, los elementos presentarán una impedancia lo
más elevada posible de modo que su presencia no altere el
funcionamiento de la línea.
Llegado un cierto nivel de tensión superior a la tensión nominal de
la red, el protector pasa a ser de baja impedancia y deriva a tierra
protegiendo así los equipos de la instalación.
Dos de los parámetros que determinarán los elementos que se van a
colocar en la instalación son la Intensidad máxima de descarga (Imáx) y la
Tensión residual (Up). El primero de ellos, Imax, es el valor de la corriente
54
en Amperios que es capaz de descargar a tierra un protector sin resultar
averiado, mientras que el segundo, Up, es el valor máximo de la tensión
en los bornes del descargador cuando fluye la corriente de descarga.
Un descargador ideal sería aquel que tuviese una capacidad máxima de
descarga y una mínima tensión residual. Conseguir alto poder de
descarga y mínimo valor de la tensión residual en un mismo protector es
prácticamente imposible, por lo que la utilización de un único equipo no
asegura la protección de toda la instalación. Debido a ello se emplearán
varios descargadores de forma coordinada que permitirán alcanzar el
nivel de protección deseado.
4.2.2 NIVELES DE PROTECCIÓN.
Se puede establecer una clasificación de tres niveles de protección,
contra los efectos de los rayos tanto directos como indirectos: el nivel
primario está constituido por los sistemas de pararrayos, terminales
aéreos, estructuras metálicas, blindajes y tomas de tierra; el nivel
secundario sería el necesario a nivel de la alimentación del equipo o
sistema, y se dividirá, a su vez en dos subniveles: general y medio en el
que se utilizarán descargadores de clases B y C; el terciario sería a nivel
de circuito impreso y componentes electrónicos y recibe la denominación
de protección fina. Los elementos protectores empleados en este caso
son los de tipo D, que describiremos más adelante.
4.3 PLANIFICACIÓN DE LA UBICACIÓN PARA LA INSTALACIÓN DE
EQUIPOS.
Las descargas atmosféricas producen sobretensiones transitorias que
forman picos de tensión muy elevados y de muy corta duración que
pueden llegar a dañar equipos que están conectados a la red eléctrica.
El protector de este tipo de sobretensión actúa como conmutador
controlado por tensión, cuando el valor de tensión es inferior al valor de la
55
tensión de cebado el protector actúa como un elemento de resistencia
infinita, y cuando el valor de la tensión es superior a la de cebado durante
un periodo de microsegundos, el protector actúa como resistencia cero.
Si desea proteger correctamente un receptor, se ha de tomar en cuenta
una planificación adecuada para ubicar los dispositivos que van a
encargar de proteger los equipos que están conectados a la red eléctrica.
Los protectores para las posibles vías de propagación de la sobretensión,
se planifican con una solución completa y eficiente contra las
sobretensiones transitorias protegiendo a los equipos y bienes
conectados a la red eléctrica de baja tensión y por cualquier otra vía
posible de propagación.
4.3.1 TECNOLOGIAS DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN DE
SISTEMAS DE ENERGÍA.
Hay tres clases de tecnologías para protecciones de los sistemas de
energía como son:
4.3.1.1 PROTECCIÓN CONTRA RAYOS, CLASE I.
La protección contra rayos considerando las elevadas exigencias a que
está sometido, con corrientes de rayos hasta 100 kA, son construidos
principalmente con vías de chispas de deslizamiento en aire, capaces de
apagar por si mismos la corriente residual de la red, que fluye tras la
activación del descargador. Las vías de chispa operan libres de corrientes
de fuga; se componen de electrodos simétricos, recubiertos con un
material aislante, que tiene el efecto de contribuir a la extinción del arco.
Los equipos fabricados para proteger, emplean la tecnología patentada de
soplado radial y axial, conocida como RadaxFlow, cuyo esquema básico
de construcción se muestra en la figura , con gran capacidad de limitación
(100 KA en onda 10/350usg), de las corrientes residuales; se basa en la
56
refrigeración optimizada del arco eléctrico mediante el soplado radial y
axial , a partir del gas obtenido del material plástico circundante, el cual
comprime el arco, con lo cual aumenta su resistencia y por lo tanto el
voltaje requerido para mantenerlo, con lo cual se limita la corriente
residual que fluye en el descargador (corriente de paso) a un valor
mínimo, independiente de la corriente de cortocircuito de la red en el
punto de aplicación.
Figura 9: Muestra el comportamiento de un descargador tipo vía de
chispas⁷.
Una de las ventajas más significativas de los descargadores de rayos de
vía de chispas es su “efecto rompeolas”. Las corrientes de rayos, con
forma de onda 10/350 us, se reducen a corrientes de choque de forma de
onda 8/20 us (Fig. 11), para que puedan ser soportadas por los
descargadores de sobretensiones conectados aguas abajo.
Los descargadores de rayos deben ser conectados, preferiblemente en la
acometida del servicio a la edificación.
⁷._Tomado" 1er seminario protección contra sobretensiones transitorias en redes de baja
tensiondehn+sohne. "www. ingenieriadelfuego.com
57
4.3.1.2 PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES, CLASE II.
Las protecciones contra sobretensiones, son fabricadas a base de
varistores de oxido de zinc, ZnO. La atenuación de la tensión se
determina exclusivamente por la tensión residual producida en la
descarga de la corriente de choque
La figura 10 muestra la curva U / I para un varistor, en base a la cual
determina la tensión residual.
Figura 10: Curva U / I para un Varistor⁸.
En el varistor, fluye constantemente una corriente, en el orden de los uA,
lo cual no ocurre con las vías de chispas.
Las protecciones contra sobretensión, están compuestos por dos piezas,
una base y un módulo extraíble, el cual contiene el varistor. Tienen una
capacidad de hasta 65 KA en onda 8/20. Adicionalmente dispone de:
⁸._Tomado" 1er seminario protección contra sobretensiones transitorias en redes de
baja tensiondehn+sohne. "www. ingenieriadelfuego.com
58
Indicador visual para señalar el estado del dispositivo, presentando el
color VERDE para indicar que se encuentra operativo y el color ROJO que
indica que el cartucho debe ser reemplazado.
Contactos secos, libre de potencial, para señalización remota del estado
del dispositivo, contacto forma C.
Dispositivo de desconexión térmico para desconectar el equipo y así
evitar que sea afectada la red protegida.
4.3.1.3 PROTECCION CONTRA SOBRETENSIONES, CLASE III.
El Nivel III de protección es fabricado a base de oxido de zinc, ZnO y
tubos de descarga. Este nivel es el punto final de la cadena de
protección y debe ser colocado, justo al lado del equipo a proteger.
Para este caso, se tiene la línea la cual combina equipos con gran
capacidad de derivación, basado en varistores de óxido de Zinc y vías de
chispas con cartuchos intercambiables, señalización en sitio y remota y
ocupando un reducido espacio, para ser aplicado directamente, sobre los
paneles de control de los equipos a proteger.
4.4 UBICACIÓN DE LOS EQUIPOS.
El programa de protección contra rayos y sobretensiones, se divide en:
a) Protecciones a instalar en la red de alimentación en B.T.
b) Protecciones a instalar en las líneas de comunicaciones y transmisión
de datos.
En el proceso de selección, rige el principio de protección escalonada en
virtud del cual se distinguen tres clases de protección, según la norma IEC
61-643-1
59
Figura 11: Principio de Protección escalonada⁹.
1.- Clase I: Protección basta. Son descargadores de corrientes de rayo
destinados a la protección frente a corrientes de rayos. Se instalan lo más
cerca de la acometida en baja tensión.
2.- Clase II: Protección media. Son descargadores de sobretensiones
destinados a la protección de la instalación frente a sobretensiones
transitorias (originadas por descargas de rayo indirectas, conmutaciones
en alta, inducciones, etc.). Se instalan en los tableros de distribución.
3.- Clase III: Protección fina. Son descargadores de sobretensiones para
protección específica de equipos finales. Se instalan lo más cerca posible
del equipo a proteger.
4.4.1 NORMALIZACIÓN
Las normas a seguir para instalar las protecciones recomendadas, son las
siguientes:
1) Siempre descargadores Clase II (protección media). Es el protector que
cubre el abanico de riesgos más amplio; hace frente a las sobretensiones
más frecuentes (tengan su origen en rayos o no) y que complementa al
descargador de Clase I cuando éste es necesario.
⁹._Tomado" 1er seminario protección contra sobretensiones transitorias en redes de baja
tensiondehn+sohne. "www. ingenieriadelfuego.com
60
2) Añadir protección Clase I es obligatorio en edificios protegidos con
pararrayos, según la norma IEC 62305. También debe utilizarse en
instalaciones en las que existan riesgos de descarga directa de rayo
(acometidas aéreas, instalaciones en campo abierto).
3) Añadir protección Clase III en aquellas instalaciones en las que, entre
el punto donde se instala el descargador de protección media y el
consumidor final, existen distancias de cables en las que pueden
inducirse sobretensiones y que el equipo final merezca una protección
especial debido a su coste, a su sensibilidad a estos problemas, la
necesidad de continuidad en el servicio, perdida de información etc.
4) Identificar las líneas de telecomunicaciones, transmisión de datos,
instrumentación y control existentes (telefonía, TV, señales) y seleccionar
el descargador correspondiente.
4.4.2 PROTECCIÓN DE LAS LÍNEAS DE ENERGÍA.
La protección de las líneas de alimentación de baja tensión se realiza de
acuerdo con los principios de protección escalonada y coordinación
energética, recogidos en la normativa internacional vigente sobre la
materia.
Esta protección consistiría, de manera muy básica, en la disposición
selectiva de protecciones en los cuadros principales, cuadros secundarios
y de distribución así como de los diferentes equipos que reciben
alimentación.
A la salida del transformador o transformadores que alimenten al edificio,
ya en la parte de baja tensión, se ha de disponer en todos ellos de un
descargador con capacidad para derivar a tierra incluso una descarga
directa de rayo en la línea general que alimenta la instalación.
61
Son los denominados descargadores de corrientes de rayo (onda 10/350).
Se trata de una protección basta y constituye como el primer nivel de
protección (Clase I).
El segundo escalón de protección (Clase II) lo constituyen los
denominados descargadores de sobretensiones (onda 8/20). A diferencia
de los primeros, tiene un poder de derivación mucho menor, pero aportan
un nivel de protección mucho más fino. Es ya una protección media. Su
lugar habitual de instalación son los diferentes cuadros de distribución y
su misión atenuar la tensión residual que hubiese dejado pasar el
descargador de cabecera, a valores más bajos, admisibles por
consumidores eléctricos y electrónicos.
Los descargadores unipolares que se sitúan como segundo escalón de
protección son aptos también para derivar a tierra sobretensiones
inducidas que pueden tener su origen en diferentes causas (por ejemplo
descarga lejana de un rayo).
El grado o nivel de protección será mayor o menor en función de las
necesidades del caso concreto. Así, se contempla un tercer escalón de
protección (Clase III) para instalaciones en las que, por diferentes
razones, las medidas de protección son más exigentes y existen
consumidores que requieran una protección más específica. Los
descargadores de corrientes de rayo y sobretensiones para redes de
alimentación de baja tensión se instalarán en serie en circuito 3 +1, es
decir, se dispondrán descargadores de un tipo entre fases y neutro y otro
de diferentes características entre neutro y tierra.
4.4.3 PROTECCIÓN DE LAS LÍNEAS DE TELEFONÍA Y TRANSMISIÓN
DE DATOS.
El diseño del sistema de protección está basado, como es lógico, en los
mismos principios. Sin embargo, la elección de los dispositivos de
62
protección está condicionada por las características de trabajo de los
equipos a proteger, existiendo una amplia gama de productos que se
ajustan a las necesidades específicas de aquellos.
Estos dispositivos de protección se instalan en serie por lo que resulta
imprescindible tener en consideración diferentes características tanto del
equipo a proteger como de la línea donde debe instalarse, con objeto de
escoger adecuadamente el descargador adecuado. Así, intensidad,
tensión, tipo de señal, frecuencia, tipo de conexión, apantallamientos son
algunos de los datos a tener en cuenta.
Existen dispositivos de protección específicos para líneas telefónicas,
señalización, audio, datos y equipos emisores-receptores de radio.
Por lo tanto, en la planificación y realización de una protección contra
rayos y sobretensiones es preciso contemplar un concepto de protección
integral.
En su elaboración debe procederse con rigor y guiarse por las normas
que regulan esta materia tanto en lo que se refiere a su diseño, como a
los niveles de protección, características de los materiales, etc., con
objeto de aportar la mayor seguridad posible a personas, instalaciones y
equipos que se encuentran o pueden estar en riesgo eminente de sufrir
daños por descargas atmosféricas.
63
C A P Í T U L O V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
5.1 CONCLUSIONES
La medición de la resistencia de tierra no puede alcanzar una exactitud de
laboratorio, pero realizada correctamente permite obtener resultados con
precisión suficiente para realizar un aterramiento adecuado a su utilidad.
Las dificultades, que pueden hasta imposibilitar su realización, son de
orden práctico, como por ejemplo falta de espacio donde situar el
electrodo auxiliar, en el caso de redes pequeñas en áreas urbanizadas, o
no disponibilidad de una línea o cable de suficiente longitud o de una
alimentación de potencia suficiente, en el de redes grandes. Cuando no
sea posible alejar convenientemente el electrodo auxiliar, la medición
puede producir una sensación injustificada de seguridad, ya que, se
medirán resistencias y tensiones de contacto inferiores a las reales.
Cuanto mayores sean las dimensiones de la red, más difícil será medir su
resistencia, puesto que habrá que llevar el electrodo auxiliar a mayor
distancia, lo que supone mayor potencia de la fuente de intensidad y más
interferencias, y, al ser menor la resistencia, las tensiones que se miden
serán cada vez menores y mayor el error relativo.
Todo lo expuesto sobre medición de la resistencia de tierra de redes
grandes es trasladable, en principio, a la medición de tensiones de
contacto, ya que se trata de los mismos campos electrodinámicos.
Este concepto debe ser tenido en cuenta en el momento de construir las
edificaciones disminuyendo el riesgo de pérdidas humanas y económicas.
Por sus características constructivas, un sistema de protección contra
descargas atmosféricas es viable económicamente si se tienen en cuenta
los perjuicios que podría causar un rayo.
64
5.2 RECOMENDACIONES
El diseño presentado no sería funcional sin un sistema de puesta a tierra
efectivo que permita disipar las descargas atmosféricas. Esto hace que el
sistema de puesta a tierra se convierta en la parte más importante de la
protección de redes eléctricas y sea la única parte del sistema completo
de protección contra rayos que es tenida en cuenta en la normatividad.
Toda instalación eléctrica deberá disponer de una protección o instalación
de tierra diseñada en forma tal que, en ningún punto normalmente
accesible del interior o exterior que las personas pueden circular o
permanecer, y que no exista el riesgo de que puedan estar sometidas a
una tensión peligrosa, durante cualquier defecto de la instalación
eléctrica o en la red unida a ella.
65
BIBLIOGRAFÍA
CPT Cirprotec (2008) Manual de Protección contra Sobretensiones
[Internet] disponible en: http://www.cirprotec.com
DEHN (2009) 1er seminario protección contra sobretensiones transitorias
en redes de baja tensión dehn+sohne. [Internet] disponible en: http://www.
Ingenieriadelfuego.com
MONICO (2003) Manual protección contra descargas atmosféricas y
ruido eléctrico [Internet] disponible en: http://www.monico.com.ar
Plataforma_Faragauss (2008) Plataforma de seguridad, calidad y
eficiencia eléctrica para las nuevas tecnologías del siglo XXI American
Working Directory de México, S.A. de C. V. [Internet] disponible en:
http://www.faragauss.com.mx
INAEL (CAT 3-2004) Manual pararrayos para sistemas de distribución
industrias de aparellaje eléctrico, s.a. [Internet] disponible en:
http://www.inael.com
Milestoner Pfisterer Sefag (2008) Aisladores de silicona silcosil®.
Sistemas de líneas aéreas datos técnicos soluciones innovadoras en
tecnología de goma silicona. Internet] disponible en:
http://www.pfisterer.com
Folleto Total ProteccionIntegral.doc (2004) Guía para la protección contra
descargas atmosféricas (rayos). [Internet] disponible en:
http://www.dehn.es
OBO Bettermann (2003) Protección contra sobretensiones/Garantía de
seguridad para dispositivos electrónicos sensibles. [Internet] disponible
en: http://tbs.com
66
NOTA TÉCNICA (2008) Protección contra rayos y sobretensiones
Información en el ámbito de las Cooperativas Eléctricas. [Internet]
disponible en: http://www.dehnargentina.com.ar Fuente: Ing. Ángel Reyna,
de Ángel Reyna & Asociados, Representante Exclusivo de la firma
alemana DEHN+SÖHNE, líder a nivel mundial sobre la protección contra
rayos y sobretensiones.
NOTA TÉCNICA (2008) Protección contra rayos y sobretensiones
Descargadores de sobretensiones de Media Tensión. [Internet] disponible
en: http://www.dehnargentina.com.ar Fuente: Ing. Ángel Reyna, de Ángel
Reyna & Asociados, Representante Exclusivo de la firma alemana
DEHN+SÖHNE, líder a nivel mundial sobre la protección contra rayos y
sobretensiones.
Siemens (2008) Descargadores de Sobretensión [Internet] disponible en:
http:// www.siemens.com.
Sistema de protección para estructura de ferroconcreto contra descargas
atmosféricas eléctricas scientia et technica, vol. XII, núm. 31, agosto-sin
mes, 2006, pp. 23-28 universidad tecnológica de Pereira Colombia
[Internet] disponible en:
http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?i Cve=84911639006
Enrique Zapata Perez, Protección de líneas de distribución contra
descargas atmosféricas (2008) Cap. V Tesis.doc
Capítulo V (2007) pararrayos tipo descargador Microsoft Word - Martin
Montesdeoca_Tesis.doc
Teleguía energía en telecomunicaciones archivos (2010) [Internet]
disponible en:
http://www.sertec.com.py/telergia/telergia/informaciones/aterrizar.htm
67
Escuela Politécnica Nacional (2008) [Internet] disponible en:
http://www.rbitem.com/ITEM_Publications/ITEM_Archives/u97art07.htm
Sistemas de Puesta a Tierra PROCOBRE Primera edición (1999).
[Internet] disponible en: http://www.procobre.org/procobre/pdf/inst_
electricas_puesta _a_tierra.pdf
Salvador Martínez Libro de Preguntas y Respuestas de Ingeniería
Eléctrica Primera Edición Septiembre de 2007