Operación del Apartarrayos.pdf

2013

Escuela Politécnica Nacional Operación del Apartarrayos

Reinoso Ramírez Jhon Jairo Diseño en Alto Voltaje 01/01/2013

ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL DISEÑO EN ALTO VOLTAJE Operación del Apartarayos

ÍNDICE

Pág. 1.

INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………………. 3

2.

CUERPO DEL DOCUMENTO……………………………………………………………… 3 2.1 2.2 2.3

OBJETIVO...………………………………………………………………………………………….… 3 ALCANCE………………………………………………………………………………………………… 3 MARCO TEÓRICO……………………………………………………………………………..……… 3

2.3.1 APARTARRAYOS GENERALIDADES……………………………………..……….……… 3 2.3.2 TIPOS DE APARTARRAYOS ………………………………………………..……….……… 4 2.3.3 CONSTRUCCIÓN ………………………………………………..……….……………….…… 5

2

3.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES………………………………………….. 5

4.

BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………………………………… 6

5.

ANEXOS…………………………………………………………………………………………… 6 Anexo A…………………………………………………………………………………………… 6 Anexo B…………………………………………………………………………………………… 8


1. INTRODUCCIÓN La seguridad, de servicio, en las redes eléctricas de abastecimiento de energía eléctrica se ve frecuentemente amenazada por la aparición de sobretensiones causadas por diversos motivos de orden aleatorio. Con el objeto de disminuir su impacto, debemos prever los correspondientes dispositivos de protección para nuestro sistema. Estos tienen como función preservar el aislamiento de la instalación, de operaciones eléctricas inadmisibles, debidas a sobretensiones de cualquier origen.

2. CUERPO DEL DOCUMENTO 2.1

OBJETIVO

Conocer como se controla la corriente del rayo dentro del dispositivo o aparato y como se limitan los voltajes.

2.2

ALCANCE

Recopilar información de diversas fuentes bibliográficas, con el objetivo de ampliar el conocimiento respecto a los elementos de protección, contra sobrevoltajes producidos especialmente por descargas atmosféricas que influyen en mi sistema eléctrico.

2.3

MARCO TEÓRICO

2.3.1 APARTARRAYOS GENERALIDADES Las sobretensiones que pueden presentarse en instalaciones de un sistema pueden ser de tipo atmosférico o por fallas en el sistema. Para esto usamos dispositivos que nos permite proteger las instalaciones, entre ellos el Apartarayos para proteger de sobretensiones de tipo atmosférico. Para la protección del mismo se deben tomar en cuenta los siguientes eventos: Descargas directas sobre la instalación Descargas indirectas  

El apartarrayos es un dispositivo que se encuentra conectado permanentemente en el sistema, opera cuando se presenta una sobretensión de determinada magnitud, descargando la corriente a tierra. Su principio general de operación se basa en la formación de un arco eléctrico entre dos explosores cuya operación está determinada de antemano de acuerdo a la tensión a la que va a operar.

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2.3.2 TIPOS DE APARTARRAYOS Originalmente, había tres tipos de pararrayos. Ellos son: Tipo expulsión. Tipo de resistencia no lineal con separadores (en la actualidad son de silicón con separadores de carburo)  

Entre los tipos de apartarrayos más empleados tenemos los “apartarrayos tipo autovalvular” y “apartarrayos de resistencia variable”. [1] El apartarrayos tipo autovalvular consiste de varias chapas de explosores conectados en serie por medio de resistencias variable cuya función es dar una operación más sensible y precisa se emplea en los sistemas que operan a grandes tensiones, ya que representa una gran seguridad de operación. El apartarrayos de resistencia variable funda su principio de operación en el principio general, es decir, con dos explosores, y se conecta en serie a una resistencia variable. Se emplea en tensiones medianas y tiene mucha aceptación en el sistema de distribución. De acuerdo al nivel de tensión que maneja el sistema existe cuatro clasificaciones de los apartarrayos. Ellos son: [2] 

Clase estación.‐ Estos equipos están diseñados para la protección de los equipos que pueden estar expuestos a la energía significativa debido a la apertura‐cierre de las líneas eléctricas y en los lugares donde está disponible corriente de falla de gran magnitud. Tienen un rendimiento eléctrico superior porque sus capacidades de absorción de energía son mayores, las tensiones de descarga son más bajos y el alivio de la presión es mayor.

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Clase intermedia.‐ Estos equipos están diseñados para proporcionar protección económica y fiable de los equipos eléctricos de media tensión. Los apartarrayos clase intermedia son una excelente opción para la protección de transformadores tipo seco, para su uso en la apertura‐cierre y seccionamiento de equipo.

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Clase distribución (trabajo pesado, normal, y ligero).‐ Estos apartarrayos se utilizan con frecuencia para pequeños transformadores enfriados por aceite y tipo seco menores a 1000 kVA. El apartarrayos tipo distribución se utiliza a menudo en líneas expuestas que están directamente conectados a las máquinas rotativas. La clase de distribución tiene varias clasificaciones de clase (pesado, normal y ligero), que dependen de la severidad de prueba. Los del tipo clase pesado son más duraderos y con características de menores niveles de protección.

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Clase secundario (para tensiones de 999V o menos). La construcción de los apartarrayos pueden ser de polímero o porcelana.

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2.3.3 CONSTRUCCIÓN En una envolvente de porcelana herméticamente cerrada, se encuentran montadas las partes activas del apartarrayo, entre las que figuran la resistencia que trabaja en función de la tensión y el explosor de extinción compuesto de electrodos tipo tobera. [3] Existe en el mercado apartarrayos los mismos que están llenos de nitrógeno (Apartarrayos SIEMENS tipo H415a), evitándose así fenómenos de corrosión y de envejecimiento.

[2] Vista Interna de un Apartarrayos http://seguridadconelectricidad.blogspot.com/2012/03/tipos‐de‐apartarrayos.html

3. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Los Apartarrayos son dispositivos que nos permiten proteger al sistema de sobretensiones provacadas por diversas razones entre las principales, descargas atmosféricas. Por esta razón el apartarrayos utilizado depende de las características del sistema eléctrico, esto es niveles de potencia y voltaje nominal y máximo, corriente de descarga, además de características del equipo a proteger. Es necesario programar un mantenimiento a los equipos que protegen mi sistema eléctrico, para de esta manera evitar inconvenientes en la calidad de servicio entregado al usuario.

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4.

BIBLIOGRAFÍA

[1] http://www.buenastareas.com/ensayos/Apartarayos/1951356.htm(25‐enero‐2013) [2] http://seguridadconelectricidad.blogspot.com/2012/03/tipos‐de‐apartarrayos.html (25‐enero‐2013) [3] http://es.scribd.com/doc/50219664/apartarayos (25‐enero‐2013) [4] http://es.scribd.com/doc/75419474/Informe‐en‐Word (25‐enero‐2013)

5.

ANEXOS

ANEXO A Vista y Funcionamiento del Apartarrayos SIEMENS H415a

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Funci onamient o del A partarr ayos SIEMENS H415a [4] Referencia Bibliográfica http://es.scribd.com/doc/75419474/Informe ‐en‐Word (25‐enero‐2013)

Si la sobretensión que se presenta en un apartarrayos SIEMENS H415a sobrepasa los valores de reacción válidos para el mismo, reacciona éste, es decir, los explosores de extinción son puestos en corto circuito por el efecto de los arcos voltaicos. Las resistencias son dependientes de la tensión, a fin de mantener reducida la caída de tensión, incluso cuando las corrientes de descarga son máximas. La resistencia es relativamente alta a la tensión de servicio, y al aumentar la sobretensión desciende con mucha rapidez a valores reducidos. Al disminuir la sobretensión, aumenta rápidamente la resistencia, la cual limita la corriente posterior, por el hecho de que los explosores de extinción montados en serie pueden interrumpirla en su próximo paso de valor cero. Cuando se presenta el fenómeno, el apartarrayos debe descargar las sobretensiones y ser capaz de interrumpir la corriente remanente cuando termine el primer medio ciclo a frecuencia normal de la línea. Los valores a que llega la tensión de impulso en la línea al iniciarse el salto del arco, corresponden aproximadamente para cada valor nominal de los Apartarrayos. En esta forma se logra que el transformador, equipos de medición, interruptores, etc., que están cerca del punto donde está colocado el

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ANEXO B Tabla de Aplicación de Apartarayos Tipo Distribución para distintos Voltajes RMS

[3] Referencia Bibliográfica http://es.scribd.com/doc/75419474/Informe ‐en‐Word p. 23

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