Escrito por: MIKHAIL DMITRIEV (https://lnkd.in/e8qfRumv)
Los procesos de rayos son fenómenos estadísticos. Es casi imposible estudiarlos considerando una descarga específica sobre la línea con parámetros definidos (corriente, frente de onda) o analizando una onda de rayo particular que viaja desde la línea hacia el equipo de maniobra. Para calcular probabilidades, suelo utilizar ATP/EMTP, adaptado para facilitar cálculos estadísticos. Pongamos un ejemplo.
Visualmente, las tres fases (A, B, C) de una línea aérea (OHL) no presentan diferencias. Sin embargo, desde el punto de vista de los transitorios, estas fases no son iguales. En caso de un impacto de rayo en la parte superior de la torre o el cable de guarda, la probabilidad de retroceso disruptivo (back flashover) desde la cruceta conectada a tierra hacia el conductor de fase puede variar significativamente entre las tres fases. Y esto solo se hace evidente al considerar la naturaleza estadística del rayo.
En un impacto sobre la torre o el cable de guarda, la probabilidad de perforación del aislamiento en las fases A, B, C depende de:
- Los parámetros estadísticos de la corriente del rayo;
- El diseño de la torre (altura, número de circuitos, etc.);
- El número de cables de guarda (0, 1, 2) y su ubicación;
- La impedancia de puesta a tierra de la torre;
- Entre muchos otros factores.
Por ejemplo, ¿qué significa una probabilidad de perforación P=0.01? Significa que, de cada 100 rayos que impacten en el punto analizado, habrá perforación del aislamiento en un caso (P * 100 impactos = 1).
Para esta línea aérea de 110 kV, al simular en EMTP un rayo que impacta la torre o el cable de guarda, observamos que la fase con mayor probabilidad de perforación cambia según la impedancia:
Con R < 15 ohmios, la fase superior es la más vulnerable. Con R > 15 ohmios, son las fases inferiores.
Esto nos permite extraer al menos las siguientes conclusiones:
- Si sabemos, por experiencia operativa, qué fases de la OHL sufren más cortocircuitos durante tormentas, podemos inferir el estado promedio de las puestas a tierra de las torres… ¡sin siquiera inspeccionarlas!
- Si al revisar una torre se observan marcas de arcos y quemaduras en los aisladores inferiores, es señal de que su puesta a tierra es deficiente.
- La disparidad en el número de perforaciones del aislamiento implica que los interruptores no desgastan sus fases por igual. Por tanto, el mantenimiento requerido puede variar entre fases.
- Una fase con más retrocesos disruptivos genera ondas de frente empinado que viajan por la línea, aumentando el riesgo para los devanados de los transformadores conectados a la OHL. Si uno sufre daños, el envejecimiento por estas ondas debe considerarse un factor clave.
Los cálculos estadísticos son cruciales para estimar: Número de desconexiones de la línea, probabilidad de daños en equipos de subestaciones, selección de apartarrayos, entre muchas otras aplicaciones.
Más detalles en voltplace.com
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