601. Carácterísticas de las sobretensiones de frente rápido. Forma de onda normalizada que se utiliza para ensayar los equipos y comprobar si son aptos para soportar este tipo de sobretensiones. Como se genera esa forma de onda en un laboratorio.
La forma de onda utilizada para ensayar un equipo eléctrico de cara a comprobar su aptitud para soportar sobretensiones de frente rápido pretende someter al equipo a unas solicitaciones semejantes a las que se ve sometido cuando es alcanzado por una sobretensión de frente rápido.
DIBUJO ONDA Sobretensión
Generalmente unidireccional /// Tiempo de subida 0,1ms<><20ms>20ms>Tiempo de cola T2<>
El ensayo al que se debe someter el equipo consiste en aplicar una onda y es con un ensayo llamado de impulso tipo rayo.
La onda de ensayo se genera con la carga y descarga de unos condensadores. T1 es el tiempo de subida hasta el 90% del valor de cresta y T2 es el tiempo de bajada hasta el 50% del valor de cresta.
Originadas por: Caída de rayos en líneas//Caídas de rayos en las proximidades de una línea (a tener en cuenta en redes de distribución)///Maniobra en puntos muy cercanos///
El valor de la sobretensión no depende de la tensión nominal de la red, por eso son predominantes en redes de AT y MT (<380>380>
602. Justifica qué tipo de sobretensiones son predominantes en la selección del aislamiento de un equipo de alta tensión en función de la tensión de la red en la que va a trabajar el equipo.
Se originan sobretensiones de frente rápido debido a:
-Caída de rayos en líneas
-Caídas de rayos en las proximidades de una línea
-Maniobra en puntos muy cercanos
El valor de la sobretensión prácticamente no depende de la tensión nominal de la red, por eso son predominantes en redes de AT y MT (<380>380>
La tensión que adquiere la línea en el punto del impacto es el producto de la intensidad del rayo por la impedancia carácterística. La impedancia carácterística en realidad sí que depende de la tensión nominal de la red, pero la intensidad del rayo no, por eso se considera que este tipo de sobretensiones no dependen de la tensión nominal de la red
603. Qué es el nivel isoceráúnico. Escribe la expresión que proporciona el número de rayos que caen en una línea por 100 km y año (no es preciso que sepas las constantes de memoria, puedes poner k1, k2, k3 etc)
Podemos definir el nivel isoceráúnico (T) cómo el número de días al año que se oye el trueno. La expresión que proporciona el número de rayos que caen en una línea por 100 Km y año:
NL= 0,004 · T 1,25(b + 4ℎ1,09)
Donde T es el nivel isoceráúnico (número de días en los que se oye el trueno).
El número de descargas anuales también se puede expresar en función del número de horas al año en las que se oye el trueno:
NL=0,0054 · Tℎ1,1(b + 4ℎ1,09)
6.3
Nivel isoceráúnico (T): Número de días al año que se oye el trueno
h: altura del cable de guarda (GW)
b: ancho de los distintos GW
604. ¿Cuánto valen las sobretensiones en las diferentes fases de una línea aérea debido a la caída de un rayo en uno de los conductores de fase?
Tensión provocada por el rayo en la línea: U=1/2·ZOL·Is
Si la tensión supera la tensión admisible por el aislador se produce un fallo a tierra
En las fases adyacentes se inducen sobretensiones:
U2=K·U1
U1=(Zc·Imax)/2 U=1/2·ZOL·Is
K tiene en cuenta el acoplamiento (capacitivo) entre dos fases vecinas. Habitualmente K está comprendido entre 0,15 y 0,3.
En el caso de caída de un rayo en un punto de una línea, la mitad de la corriente inyectada por el rayo viaja en un sentido y la otra mitad en el sentido opuesto (eso no significa que el rayo caiga a mitad del vano, sino que la impedancia de onda de la línea es igual hacia la derecha que hacia la izquierda y que la tensión en el punto de caída del rayo es la misma para la semi-línea de la derecha que para la semi-línea de la izquierda). Cada onda de corriente lleva asociada una onda de tensión de valor 1/2ZcI.
605. Como se estudia la caída de un rayo en un apoyo de una línea de cara al cálculo de cebados inversos
El comportamiento de un apoyo de una línea ante una onda tipo rayo se modela como una línea de transmisión con:
Velocidad de propagación 85% de la velocidad de la luz
La impedancia carácterística depende de la forma de la torre
Parte de la corriente se deriva por el hilo de guarda (si existe)
Si la tensión entre la cruceta y el conductor de fase es excesiva puede saltar un arco eléctrico entre el conductor de fase y la torre, es lo que se conoce como cebado inverso. Para ver si se produce cebado inverso hay que modelar la torre como una línea de transmisión y calcularse la red de reflexiones y refracciones. Luego mediante esta red de reflexiones se debe hallar la tensión en la cruceta.
Podemos encontrar expresiones matemáticas para la impedancia carácterística de la torre en función de su forma y dimensiones geométricas.
605
Para la modelación de la línea además se tendrán que tener en cuenta los siguientes aspectos:
La resistencia de puesta a tierra
Las reflexiones y refracciones de onda en la uníón del apoyo y de la PAT
Si la tensión que adquiere la torre es elevada se puede producir cebado inverso del arco a un conductor de fase
Si la resistencia de PAT es menor que la de la torre el coeficiente de reflexión es negativo y ello contribuye a reducir el potencial de la torre (caso ideal resistencia cero)
Otro motivo de tener una baja resistencia de PAT es cumplir las tensiones de paso y contacto
608. Indica los motivos por los que es deseable que la resistencia de puesta a tierra de los apoyos de una línea sea reducida.
Es deseable que la resistencia de puesta a tierra sea reducida para que el coeficiente de reflexión y refracción sea negativo y esto ayuda a reducir el potencial de la torre en caso de caída de rayos.
Si la torre adquiere tensión elevada puede crearse un arco inverso entre el apoyo y los conductores.
Otro motivo de tener una resistencia reducida es cumplir las tensiones de paso y contacto para garantizar la seguridad de las personas que puedan tocar la torre o pasear por sus inmediaciones.
609. Cómo se modela la propagación de la onda de sobretensión en el caso de caída de un rayo en el hilo de guarda de una línea.
Tensión en el hilo de guarda: