Parte I
Ingeniero Jairo León García
Introducción
Los parámetros básicos que aparecen en la evaluación de los flameos por descargas atmosféricas sobre las líneas de transmisión se dividen en:
Para este método la onda normalizada del rayo se toma como una función rampa con un tiempo de cresta igual a 2 microsegundos y con la parte superior aplanada (figura1).
La curva tensión vs. tiempo corresponde a la curva normalizada según CIGRE para flameos del aislamiento de la línea (figuras 1 y 2).
La entrada a la curva de tensión vs. tiempo se realiza en solo dos puntos. La figura nro. 1 muestra la corriente del rayo en por unidad, así como la onda normalizada y los dos puntos A y B en los cuales se evalúa la corriente crítica del rayo requerida para penetrar con la tensión del aislamiento en la curva normalizada.
En este método, la corriente crítica se evalúa para el tiempo de cresta dos (2) y para seis (6) microsegundos. El menor de los dos valores se utiliza para evaluar la tasa de salidas para una fase dada.
Se considera también, que los flameos que ocurren más allá de los seis microsegundos son poco frecuentes debido al aplanamiento de la curva tensión vs. tiempo del aislamiento.
Mecanismos de generación de flameo por descargas atmosféricas
El rayo cae directamente sobre la fase, incidiendo verticalmente. En la figura 3 pueden observarse que el rayo A saltará solamente sobre el cabe de guarda, dado que para cualquier punto sobre el arco OP la distancia al conductor de fase será siempre mayor que S.
El rayo C sólo podrá saltar a una distancia βS ya que para cualquier punto sobre QR la distancia al conductor de fase es muy grande (β = 0.8 para líneas E.H.V.).
El rayo B, tan pronto alcanza el arco PQ, sólo podrá saltar hacia la fase.
La distancia Xs corresponde a una zona no protegida en la cual los rayos que NORMALMENTE ALCANZARÍA LA TIERRA INCIDIRÁN EN CAMBIO SOBRE A FASE
Para lograr un apantallamiento efectivo Xs = 0 (figura 3b), la coordenada de la fase se toma como referencia (igual a cero y se calcula la coordenada Xg (negativa por estar el cable de guarda localizado a la izquierda de la fase).
Para la evaluación del número de salidas se toma la fase más expuesta y se calcula la tensión crítica de flameo de su aislamiento (kV) para seis (6) microsegundos. Igualmente se calcula la impedancia impulso de la fase teniendo en cuenta el efecto corona. Con esta información obtenemos la corriente mínima del rayo sobre el conducto de fase necesaria para que halla flameo en su aislamiento. Con base en la corriente mínima se obtiene la distancia de atracción mínima del rayo para la fase más expuesta, Smin, con la cual se calcula el ancho de zona no protegido, Xs.
Si la distancia de atracción se incrementa, el arco PQ decrece. Cuando S es muy grande PQ se hace igual a cero y las figuras 3ª y 3b son equivalentes. Este valor de distancia de atracción se define como la distancia mínima de atracción y corresponde al máximo valor de corriente el rayo, Imax, que puede causar flameo.
En estos términos solo los rayos con valores de corriente Imin e Imax podrán causar flameos por falla del apantallamiento del cable de guarda de acuerdo con la teoría Electrogeométrica.
El número de fallas por apantallamiento x 100 Km. x año, NsF, se obtiene con base en el número de rayos que pueden causar flameos, NL y de las probabilidades máxima y mínima de que se presenten las corrientes mínima y máxima necesarias para que ocurra falla del aislamiento de la fase más expuesta.
La anterior formulación es válida para un solo cable de guarda y una fase. Puede ocurrir que otras fases están también expuestas o que una fase esté expuesta a ambos lados. En estos casos cada tasa de fallas del apantallamiento, se suma separadamente para hallar la tasa total, la cual debe sustraerse del número total de rayos sobre la línea NL para obtener el número de rayos a ser utilizados en el cálculo del número de fallas por flameo inverso.
Este mecanismo será presentado posteriormente.
Método simplificado de los dos puntos
1. Fallas por apantallamiento
Ecuaciones
