Tens. Impulso Tipo Rayo y Maniobra

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ÍNDICE TENSIONES IMPULSO TIPO RAYO Y MANIOBRA ....................... ............................................. ........................................ .................. 2 1.- INTRODUCCIÓN. .......................................................... ................................................................................. .............................................. ......................... .. 2 2.- IMPULSO DE TENSIÓN TIPO ATMOSFÉRICO. ............................................ .............................................................. .................. 3 2.1 PARÁMETROS DE LAS SOBRETENSIONES SOBRETE NSIONES.......................................... ................................................................ ...................... 3 2.2 CLASIFICACIÓN DE LAS SOBRETENSIONES SOBRETE NSIONES ............................................ .............................................................. .................. 4 2.3 SOBRETENSIONES EN REDES ELÉCTRICAS......................................... ............................................................... ...................... 5 2.4. GENERACIÓN EN LABORATORIO DE IMPULSOS TIPO RAYO. ................................. ................................. 8 2.5. EVALUACIÓN DE IMPULSOS SEGÚN LEC 60060-1. .............................................. .............................................. 11 3.- PROBLEMAS ASOCIADOS A LA EVALUACIÓN DE IMPULSOS TIPO RAYO. ................. ................. 13 4. IMPULSO DEL TIPO T IPO DE MANIOBRA.................... MANIOBRA........................................... .............................................. .................................. ........... 15 4.1.- SOBRETENSIONES DE MANIOBRA FASE-TIERRA. ........................................... ................................................ ..... 16 4.2.- SOBRETENSIONES DE MANIOBRA FASE-FASE. ....................................... ................................................... ............ 17 5.- PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES. SOBRETE NSIONES. .......................... ................................................ ...................................... ................ 18 5.1- LOS PARARRAYOS. ................................... ......................................................... ............................................ .......................................... .................... 18 6.- CONCLUSIONES. ............................................ .................................................................. ............................................ ...................................... ................ 19 7.- NOTAS ......................................... ............................................................... ............................................. ............................................. .................................. ............ 20 8.- BIBLIOGRAFÍA. .......................................................... ................................................................................ ............................................. ........................... .... 20

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TENSIONES IMPULSO TIPO RAYO Y MANIOBRA 1.- INTRODUCCIÓN. Las líneas, centrales, subestaciones o centros de transformación de alta tensión utilizan aparamenta (seccionadores, interruptores, interruptores automáticos), junto con materiales y equipos de alta tensión (cables, aisladores, transformadores o pararrayos). Su correcto diseño y funcionamiento depende de la capacidad para soportar las distintas solicitaciones climáticas, térmicas, mecánicas y eléctricas a las que estarán sometidos durante su vida útil. Una de las solicitaciones eléctricas más importantes son las sobretensiones que se pueden presentar en un lugar y en un instante determinado de la red eléctrica, cuyo valor de cresta es superior al de la tensión normal de funcionamiento. Un material es capaz de soportar en régimen permanente un valor eficaz máximo de tensión en tres fases denominado tensión más elevada del material, pero durante su explotación puede estar sometido a sobretensiones que aunque no sean permanentes, serán de mayor amplitud que la tensión más elevada del material. Estas sobretensiones se clasifican en temporales y transitorias. El rayo puede dar lugar a la aparición de sobretensiones en las líneas e instalaciones de alta tensión por uno de los dos mecanismos siguientes: por caída directa sobre una línea o instalación de alta tensión o por inducción cuando el rayo cae próximo a ella. El primer mecanismo es prácticamente el único que tiene influencia sobre las instalaciones de tensión nominal superior o igual a 132 kV, mientras que el segundo es el predominante en las instalaciones de redes de distribución. El rayo que en el momento de su impacto con el suelo alcanza aproximadamente la décima parte de la velocidad de la luz, sigue el modelo de una fuente de intensidad, con una intensidad de descarga principal entre 1 y 200 kA [10]. Cuando un rayo cae directamente sobre los conductores de fase o sobre los hilos de guarda o apoyos con cebado posterior del arco a las fases, se originan en los conductores de la línea ondas de elevadas. Estas ondas se propagan a lo largo de la línea, atenuándose en su recorrido y sometiendo al material eléctrico de alta tensión a la correspondiente sobretensión. Para garantizar que los materiales de alta tensión sean capaces de soportar las distintas sobretensiones que se puedan presentar a lo largo de su vida útil con una probabilidad de fallo admisible es necesario realizar un estudio de coordinación de aislamiento. Las técnicas de coordinación de aislamiento sirven para seleccionar la rigidez dieléctrica o nivel de aislamiento de los materiales, en función de las tensiones que puedan aparecer en la red a la cual están destinados, teniendo en cuenta las condiciones ambientales de funcionamiento, así como las características de los dispositivos de protección previstos.

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2.- IMPULSO DE TENSIÓN TIPO ATMOSFÉRICO. La figura 1.1 ilustra la característica tensión-tiempo con tensión de impulso del tipo atmosférico.

Figura 1.1 Ruptura dieléctrica provocada por una tensión de impulso del tipo atmosférico En la figura se observa cómo se procede para determinar el tiempo T 1 de duración del frente de la onda y el tiempo T 2(hemivalor) de duración de la cola. Una onda de impulso plena es aquella que no se interrumpe por una descarga disruptiva como se indica en la , figura 1.1.1 siguiente:

Figura 1.1.1 Una onda de impulso plena

2.1 PARÁMETROS DE LAS SOBRETENSIONES • Valor de cresta: Dependerá de la causa u origen 

En sobretensiones temporales y de frente lento originadas por una falta o maniobra influirán el instante en el que se inicia el proceso transitorio, la carga atrapada en el lado del consumo en caso de maniobra, el amortiguamiento que introducen los distintos equipos de la red, y en

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



algunos casos (maniobras de líneas y cables en vacío) los coeficientes de reflexión En sobretensiones de frente rápido o muy rápido originadas por una maniobra hay que añadir las impedancias características de los componentes que intervienen en el proceso transitorio En sobretensiones provocadas por una descarga atmosférica influirán las impedancias características de líneas, cables y otros equipos, los coeficientes de reflexión en puntos cercanos al punto de impacto, y el instante de impacto de la descarga

• Frecuencia de las oscilaciones 



Las frecuencias que aparecerán en sobretensiones oscilatorias serán debidas a la frecuencia de las fuentes que alimentan la red, las frecuencias naturales que pueden originarse entre los equipos, o la longitud de líneas, cables o conductos Si la sobretensión es unidireccional (no oscilatoria) y originada por un rayo, el tiempo a la cresta dependerá fundamentalmente del tiempo a la cresta de la descarga atmosférica, y será del orden de microsegundos

• Duración: 

Dependerá fundamentalmente de dos factores: la causa y el amortiguamiento que introducen los equipos de la red

2.2 CLASIFICACIÓN DE LAS SOBRETENSIONES 







Sobretensiones temporales, son de larga duración (desde varios milisegundos a varios segundos), y frecuencia igual o próxima a la de operación. Sobretensiones de frente lento, son generalmente originadas por maniobras, tienen una corta duración (pocos milisegundos) y se presentan con una gama de frecuencias que varía entre 2 y 20 kHz. Sobretensiones de frente rápido, son generalmente causadas por el rayo, son de duración muy corta y de amplitud muy superior a la tensión de cresta nominal. Sobretensiones de frente muy rápido, se originan generalmente con faltas y maniobras en subestaciones de SF6, su duración es de pocos microsegundos, y su frecuencia es generalmente superior a 1 MHz.

• Sobretensión de baja frecuencia Es de larga duración y se origina con una frecuencia igual o próxima a la de operación. Este tipo de sobretensiones se divide en:

Tensión permanente a frecuencia industrial

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Tensión a frecuencia de operación, con un valor eficaz constante, y aplicada permanentemente.

Sobretensión temporal 

Sobretensión de frecuencia industrial y duración relativamente larga. Puede ser amortiguada o débil-mente amortiguada. Según la causa, su frecuencia puede ser distinta o igual a la frecuencia de operación de la red.

• Sobretensión transitoria Es de corta duración (algunos milisegundos), y muy amortiguada. Puede estar seguida por una sobretensión temporal; en tal caso sobretensiones se analizan como sucesos separados.

ambas

Estas sobretensiones se dividen a su vez en: 





Sobretensión de frente lento: Oscilatoria, con un tiempo a la cresta comprendido entre 20 y 5000 μs, y un tiempo de cola igual o inferior a 20 ms. Sobretensión de frente rápido: Unidireccional, con un tiempo a la cresta comprendido entre 0.1 y 20 μs, y un tiempo de cola igual o inferior a 300 μs. Sobretensión de frente muy rápido: Generalmente oscilatoria, con un tiempo a la cresta inferior a 0.1 μs, una duración total inferior a 3 ms, y oscilaciones de frecuencias de hasta 100 MHz.

Figura 1.2: tipos de sobretensiones, de origen atmosférico, maniobra, temporales.

2.3 SOBRETENSIONES EN REDES ELÉCTRICAS • Muchas sobretensiones tienen carácter estadístico

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Facultad De Producción Y Servicios, Escuela Profesional De Ingeniería Eléctrica Universidad Nacional De San Agustín Técnicas De Alta Tensión • Las sobretensiones originadas por maniobras y las causadas por el rayo pueden ser descritas por una distribución estadística debido a la naturaleza aleatoria de parámetros y variables involucradas • El cálculo de la distribución estadística de un tipo de sobretensión requiere de un método probabilista cuya aplicación puede describirse como sigue:   

Selección de una distribución estadística para todas las variables y parámetros de carácter aleatorio. Desarrollo de un modelo matemático para el sistema en estudio, teniendo en cuenta el tipo de sobretensión a calcular. Aplicación de un procedimiento de cálculo estadístico, generalmente basado en el método de Monte Carlo.

Distribución estadística de sobretensiones

• Función de distribución acumulada siendo f s (U) la función de densidad de probabilidad

Esta función permite obtener la probabilidad de que se origine una sobretensión con un valor de cresta inferior a un valor determinado.

• Una alternativa es la función complementaria que proporciona la probabilidad de que la sobretensión tenga un valor de cresta superior a un valor determinado.

Figura 1.3: Histograma de sobretensiones originadas por maniobras

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Figura 1.4 Distribución estadística (normal) de sobretensiones Ahora Supongamos que a un dispositivo con aislamiento gaseoso le aplicamos sucesivos impulsos de tensión de igual forma de onda pero de magnitud creciente. La magnitud de cada uno de ellos podrá caracterizarse por su valor instantáneo ̂ , el cual se produce en t =  , considerando como origen t = 0 máximo o de cresta  el instante en que se inicia el impulso de tensión.

̂ ̂ no se producen rupturas dieléctricas, Se observa así que para valores  ̂ la tensión disruptiva de dicho aislamiento para la forma de onda siendo  ̂ ̂ , se tienen descargas disruptivas que se manifiestan por un especificada. Si  ̂ no mucho mayor que  ̂     y en colapso de tensión sobre la cola de onda ( ̂   ̂     ). otras ocasiones sobre el frente de la misma (cuando  Cuando la ruptura es sobre la cola de la onda, para definir los puntos de la característica tensión tiempo, conviene considerar los tiempos a la ruptura tr contados a partir de t = 0 y los correspondientes valores de tensión de cresta del ̂, ya que esta magnitud indica el máximo valor instantáneo de solicitación impulso  que ha soportado el aislamiento antes de la ruptura. Por otra parte, cuando la ruptura es sobre el frente de la onda, deben elegirse como puntos de la ̂ característica tensión – tiempo, las determinadas por tr y la tensión    alcanzada en el momento de producirse la ruptura, ya que con respecto al proceso de esta o al evaluar la tensión instantánea máxima realmente soportada por el aislamiento no tienen ninguna relevancia los valores que la solicitación hubiera alcanzado para tiempos t > tr. Finalmente, la característica tensión – tiempo trazada estará compuesta por dos zonas, tal como se muestra en la figura 1.2. En t   , el límite entre ambas zonas, la curva representativa de la caracterización tensión-tiempo, presentara una ligera inflexión.

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̂, tr) Figura 1.4: Nube de puntos en el plano ( Lo que en realidad se obtiene luego de una serie de ensayos, es una nube de puntos ̂ , tr) que permiten definir una franja cuya tendencia general es la en el plano (  mostrada en la figura 1.4. La disposición de los puntos dentro de una franja se debe a las variaciones aleatorias de las condiciones de ensayo y a las implícitas en el propio proceso de la ruptura dieléctrica.

2.4. GENERACIÓN EN LABORATORIO DE IMPULSOS TIPO RAYO. Los impulsos tipo rayo normalizados se generan en los laboratorios de alta tensión mediante generadores tipo Marx, que producen una forma de onda caracterizada por el valor de la amplitud máxima denominada tensión de ensayo y por dos parámetros temporales: tiempo de frente Ti, y tiempo hasta el valor mitad, T2, de valores normalizados 1,2 µs y 50 µs respectivamente. En la figura 2.1 se representa el esquema simplificado del generador de impulsos tipo Marx más utilizado en la práctica ya que proporciona el mejor rendimiento.

Figura 2.1: simplificado del generador de impulsos

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Facultad De Producción Y Servicios, Escuela Profesional De Ingeniería Eléctrica Universidad Nacional De San Agustín Técnicas De Alta Tensión EE; explosor de esferas. Cj: condensador principal o de descarga. Ri: resistencia de frente. C2: condensador de frente o de carga del generador. R2: resistencia de cola del generador de impulsos. El condensador Cl se carga mediante una fuente de corriente continua y a continuación se aísla de la fuente. El impulso se genera cuando el explosor de esferas EE se cebe, actuando como interruptor. El condensador principal o de descarga, Ci, está inicialmente cargado con una tensión Uo, mientras que el condensador C2, está descargado. El cebado de los explosores actúa de interruptor provocando la rápida carga de la capacidad, C2, fundamentalmente a través de la resistencia de frente Ri. La resistencia R2 es la que determina el transitorio de descarga subsiguiente. Si el cierre del interruptor se supone instantáneo y se ignoran los elementos parásitos, este circuito generará un impulso cuya evolución temporal corresponde a una onda doble exponencial.

(2.1) La determinación de las constantes de (2.1) en función de los valores de los elementos del circuito de la figura se puede encontrar en la literatura, obteniéndose las expresiones siguientes:

(2.2)

(2,3)

(2,4)

(2,5)

(2,6)

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Facultad De Producción Y Servicios, Escuela Profesional De Ingeniería Eléctrica Universidad Nacional De San Agustín Técnicas De Alta Tensión Es importante señalar que durante un ensayo la muestra se dispone en paralelo con el condensador de carga del generador. Por lo tanto, la capacidad C2 representará la suma de las capacidades del condensador de carga y la propia del objeto a ensayar.

Por otra parte, en el circuito equivalente del generador cabe el considerar la inductancia propia de sus distintos elementos, más la del cable de conexión de alta tensión al objeto en ensayo, la del propio objeto de ensayo y la del retomo por tierra. Debido a esta inductancia, L, la capacidad C2, se carga mediante un circuito oscilante amortiguado. La frecuencia de las oscilaciones, teniendo en cuenta que R2 tiene muy poca influencia por tener un valor elevado, se puede calcular como la del circuito serie R-L-C equivalente de la figura 2.2.

(2.7) Para evitar estas oscilaciones la resistencia tiene que ser, como mínimo, igual a la que garantiza un amortiguamiento crítico, o lo que es lo mismo, el valor de resistencia que hace cero la frecuencia en (2.7).

(2.8)

Figura 2.2 L: inductancia serie total del circuito

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Facultad De Producción Y Servicios, Escuela Profesional De Ingeniería Eléctrica Universidad Nacional De San Agustín Técnicas De Alta Tensión R: Resistencia serie total del circuito, aproximadamente igual a R1. C: equivalente serie de Ci y C2: C= Cj C2 / (C1+C2). Para conseguir un valor pequeño de la resistencia de amortiguamiento crítico se puede actuar sobre el valor de la inductancia, L, tratando de minimizarla. Para ello se construyen resistencias especiales de baja inductancia y se separan las etapas del generador en tramos paralelos o en zigzag de forma que la corriente circule en direcciones opuestas por cada etapa. No obstante, estas soluciones reducen sólo la inductancia del generador, que habitualmente no supera el 15% de la inductancia de bucle total y, por lo tanto, no tienen gran influencia en la reducción del valor global de L.

2.5. EVALUACIÓN DE IMPULSOS SEGÚN LEC 60060-1. Para tener en cuenta los ensayos con impulsos tipo rayo con oscilaciones superpuestas que el laboratorio no es capaz de eliminar, la norma fundamental que define la forma de efectuar los ensayos en alta tensión considera como ondas tipo rayo normalizadas aquellas que presenten oscilaciones o una sobretensión superpuesta al impulso en la zona de la cresta, siempre que su amplitud no supere el 5% del valor de la máxima amplitud del impulso. La amplitud de dichas oscilaciones o sobretensión se deberá medir mediante sistemas de medida conformes a la norma UNE-EN 60060-2. Se puede establecer una correspondencia entre la frecuencia de las oscilaciones y la diu-ación de la sobretensión, al considerar esta última como una oscilación amortiguada de medio periodo de duración, y cuya frecuencia equivalente sería: (2,9)

Donde: f: frecuencia equivalente de la sobretensión. d: duración de la sobretensión. En lo sucesivo, al hablar de oscilaciones se considerará cubierto también el caso de la sobretensión, al ser éste un caso particular de aquellas cuando el amortiguamiento es muy elevado. Las reglas de evaluación anterior, enunciada en la norma con texto, se pueden resumir mediante la expresión (2.10), que calcula el valor de la tensión de ensayo en función de la máxima amplitud del impulso, de la máxima amplitud de la curva

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Facultad De Producción Y Servicios, Escuela Profesional De Ingeniería Eléctrica Universidad Nacional De San Agustín Técnicas De Alta Tensión media y de un nuevo factor "k", necesario para la determinación de la tensión de ensayo y que por tanto, se denominará factor de la tensión de ensayo. Dicho factor toma un valor de 1, o de O, en función de la frecuencia. (2.10) Donde: Ut: tensión de ensayo Uc: máxima amplitud del impulso registrado. Umax; máxima amplitud de la curva media K: factor de la tensión de ensayo.

Figura 2.3 Existen numerosas formas de onda (de los tipos e, f, g, h de la figura 2.4, según la norma lEC 60060-1) para las cuales no es posible calcular los parámetros característicos, ni efectuar por tanto los correspondientes ensayos. En estos casos será necesario revisar el circuito de ensayo y el generador hasta conseguir modificar la forma de onda.

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Figura 2.4 Las cuatro formas de onda anteriores son no normalizadas por distintos motivos, en concreto, los casos e) y g) corresponden a formas de onda muy distorsionadas que no siguen la evolución de un impulso tipo rayo. La onda f) tiene un tiempo de cola muy inferior a los valores normalizados, mientras que la onda h) tiene un tiempo de frente muy inferior a los valores normalizados.

3.- PROBLEMAS ASOCIADOS A LA EVALUACIÓN DE IMPULSOS TIPO RAYO. Cuando existen oscilaciones, las definiciones de los parámetros que caracterizan los impulsos tipo rayo y, por lo tanto, su medida, plantea muchos problemas de interpretación que no están resueltos en la norma. Por consiguiente, no es posible garantizar la reproducibilidad de los ensayos cuando se realizan en distintos laboratorios, cuando los oscilogramas son analizados por un inspector diferente, o cuando se repite el ensayo en condiciones distintas, incluso en el mismo laboratorio. A continuación se detallan todos los problemas asociados con la interpretación de la norma [23], que impiden asegurar que la severidad de los ensayos sobre un mismo equipo de alta tensión sea reproducible y que ponen en peligro la coordinación de aislamiento al admitirse niveles de exigencia inferiores o superiores a los teóricos como consecuencia de la falta de criterios claros de evaluación de impulsos tipo rayo. Los problemas y ambigüedades son las siguientes:

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Facultad De Producción Y Servicios, Escuela Profesional De Ingeniería Eléctrica Universidad Nacional De San Agustín Técnicas De Alta Tensión a) Cuando el laboratorio trata de determinar la curva media, los criterios para trazarla no están definidos. El proceso de trazar una curva media se puede resumir en varios pasos: 

Se selecciona una función matemática modelo (doble exponencial, funciones polinómicas, cuádruple exponencial, arcos de circunferencia) que sirva de base para calcular la curva media Umc(t).



Se define la curva residual R(t) como la diferencia entre la forma de onda registrada u(t) y la curva media Umc(t). R(t)-u(t)-u„c(t).



(2.11)

Se define la función objetivo como el valor eficaz de la función residual R(t), calculado en el intervalo de tiempo de interés. Esta función objetivo se denomina valor eficaz de la perturbación local (RSMP).

(2.12) 

Se minimiza la función objetivo.

Un caso característico es un impulso que tiene superpuestas en la zona de la cresta simultáneamente oscilaciones y una sobretensión (figura 2.6). En este caso el valor de la máxima amplitud de la curva media cambia significativamente según que el modelo de función matemática de partida escogido sea, por ejemplo, una función doble exponencial, o una función cuádruple exponencial. Si se utiliza una cuádruple exponencial, la propia curva media tiene su sobretensión, y la máxima amplitud de la curva media es mayor que si la curva media siguiera una función doble exponencial.

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Cuando el objeto en ensayo tiene una capacidad alta (transformadores de potencia, aparamenta encapsulada o blindada en SF6, pasa tapas, etc.), no se pueden conseguir formas de onda normalizadas, ya que es imposible combinar vina amplitud de las oscilaciones pequeñas, con un tiempo de frente por debajo de 1,56 µs.

4. IMPULSO DEL TIPO DE MANIOBRA. Para tensiones de impulso del tipo de maniobra el comportamiento de un aislante auto regenerativo, especialmente de espacios en aire, es muy diferente al que se acaba de analizar para los impulsos del tipo atmosférico. Los tiempos de frente y de cola de los impulsos de maniobra son mucho mayores que lo de los atmosféricos, lo que implica que para tiempos cercanos a Tcr, la

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Facultad De Producción Y Servicios, Escuela Profesional De Ingeniería Eléctrica Universidad Nacional De San Agustín Técnicas De Alta Tensión tensión varía mucho más lentamente, esto es, valores de tensión cercanos al de cresta se mantienen sobre el aislamiento tiempo suficiente como para dar lugar a la formación de la descarga disruptiva completa, si es que se ha excedido el límite de la tensión critica correspondiente a la forma de onda utilizada. En consecuencia, aun para tensiones de cresta que son levemente superior a la tensión crítica, la ruptura dieléctrica se produce casi siempre sobre la cresta de la onda o sobre su frente, pero en la mayoría de los casos prácticos próxima a la cresta. Por otra parte, ̂ varia con la forma de onda se puede comprobar que la tensión de cresta critica  de impulso aplicada, en particular en función del tiempo a la cresta Tcr. Se ve entonces que el comportamiento de una aislamiento a solicitaciones del tipo de los impulsos de maniobra, se podrá caracterizar a los fines prácticos por medio ̂ vs. Tcr), como de una curva “tensión disruptiva critica – tiempo a la cresta” (

̂ - Tcr es una simplificación ya que no se muestra la figura 3.1. Una característica  ha tenido en cuenta el carácter aleatorio implícito en el proceso de la ruptura dieléctrica.

Figura 3.1 Característica tensión – tiempo de un aislamiento frente a impulso del tipo maniobra Una particularidad de los aislamientos auto regenerativos frente a los impulsos del tipo de maniobra es que su característica tensión-tiempo suele presentar un mínimo tal como se observa en la figura 3.1.

4.1.- SOBRETENSIONES DE MANIOBRA FASE-TIERRA. 

La tensión U (o la soportada) por un intervalo de aire depende del tiempo



de cresta y de la polaridad Se debe considerar la onda más severa

50

16




En aplicaciones corrientes se aplica : T = 250 s T = 2500 s cr

2

Figura 3,4: tensión U (o la soportada) por un intervalo de aire depende del 50

tiempo.

4.2.- SOBRETENSIONES DE MANIOBRA FASE-FASE. Se utilizan dos generadores de impulso U1- y U2+ -Tcr1 >> Tcr2 -Ambas crestas simultáneas

-

U2+ se aplica al electrodo con mayor gradiente de voltaje

-Las amplitudes relativas se caracterizan por coeficiente α



      

-Resultado depende de α; se usa α = 0.33 y 0.39

Un impulso es una tensión o una corriente transitoria aperiódica aplicada intencionalmente que habitualmente crece rápidamente hasta alcanzar un valor de cresta, y después decrece más lentamente hasta cero. Para casos especiales, los

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Facultad De Producción Y Servicios, Escuela Profesional De Ingeniería Eléctrica Universidad Nacional De San Agustín Técnicas De Alta Tensión impulsos que se utilizan tienen el frente con crecimiento lineal, o transitorios de forma oscilatoria o aproximadamente rectangular. El término "impulso" debe distinguirse del término "sobretensión", que como hemos ya visto, se refiere a fenómenos transitorios que se producen en los equipos eléctricos y en las redes en servicio. Recordamos la distinción entre impulso atmosférico y de maniobra en cuanto a la duración del frente. Los impulsos con una duración de frente de hasta 20 m s se los considera como impulsos atmosféricos, y aquellos con una duración mayor impulsos de maniobra. Generalmente, los impulsos de maniobra se caracterizan también por una duración total considerablemente mayor que los impulsos atmosféricos.

Figura 4: fenómenos transitorios.

5.- PROTECCIÓN CONTRA SOBRETENSIONES. Principios de protección  

limitar las sobretensiones prevenir la aparición de sobretesiones

• Medios o métodos    

instalación de pararrayos (contra sobretensiones por maniobra y de origen atmosférico) instalación de pantallas (contra sobretensiones de origen atmosférico) cierre controlado de interruptores (contra sobretensiones por maniobra) diseño de puesta a tierra (contra sobretensiones por maniobra y de origen atmosférico)

5.1- LOS PARARRAYOS. • Tipos de pararrayos – Pararrayos de SiC

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Facultad De Producción Y Servicios, Escuela Profesional De Ingeniería Eléctrica Universidad Nacional De San Agustín Técnicas De Alta Tensión – Pararrayos de ZnO • Pararrayos de óxidos metálicos (ZnO) – Ventajas – Características – Selección

Figura 5: Coordinación entre pararrayos y aislamiento Margen de protección 6.- CONCLUSIONES. 

Los impulsos aplicados tienen oscilaciones o una sobretensión superpuesta, situación muy frecuente en la práctica debida, generalmente, a la influencia del objeto a ensayar sobre el generador de impulsos tipo rayo de alta tensión.



La norma de referencia para los ensayos de alta tensión, EEC 60060-1, en la parte concerniente a ensayos con impulsos de tensión tipo rayo, permite la realización de ensayos en situaciones para impulsos con oscilaciones o una sobretensión superpuesta de amplitud entre el 5% y el 10% del valor extremo de la tensión.



La tensión de ensayo obtenida es el valor de cresta de la onda tipo rayo liso que provocaría la misma solicitación dieléctrica que el impulso realmente aplicado.



Obtener la tensión de ensayo equivalente pondera la solicitación dieléctrica que supone la oscilación o sobretensión superpuesta al impulso en función de su frecuencia o duración, respectivamente.



La variación suave de la función de la tensión de ensayo con la frecuencia se ha obtenido mediante el estudio de los resultados experimentales de

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Facultad De Producción Y Servicios, Escuela Profesional De Ingeniería Eléctrica Universidad Nacional De San Agustín Técnicas De Alta Tensión numerosos ensayos, y resulta compatible con la forma de las conocidas curvas tensión-duración utilizadas en las técnicas de coordinación de aislamiento.  

establecer el origen y el tipo de sobretensiones que es necesario determinar para una selección adecuada de aislamientos y medios de protección.



determinar la distribución estadística de las sobretensiones que serán empleadas en la selección de los aislamientos



El cálculo de las sobretensiones es vital para el diseño de redes eléctricas



El cálculo servirá para escoger el nivel de aislamiento y las protecciones de los equipos

7.- NOTAS La forma de onda de la tensión de la fuente de tensión de ensayo es aplicable, tanto si la muestra está equipada con supresión de impulsos como si no. Si la muestra está equipada con supresión de impulsos, la onda de tensión de impulso puede ser cortada pero la muestra debería estar en condiciones de funcionar de nuevo normalmente después del ensayo. Si la muestra no está equipada con supresión de impulsos, y resiste la tensión de impulso, la forma de onda no se distorsionará en forma apreciable

8.- BIBLIOGRAFÍA.      

Técnicas de alta tensión – Justo Yanque Montufar Técnicas de alta tensión - Hiberto Enriquez Harper Druyvesteyn M. Penning – modelo fisico. J.R.Conrad, Material Sci. – Campos Magneticos. http://es.scribd.com/doc/100566504/Impulsos-Tipo-Rayo-Tipo-Maniobra http://oa.upm.es/253/1/05200415.pdf

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