El comportamiento de las líneas aéreas frente al rayo depende de un conjunto de factores de los cuales los más im- portantes son los siguientes.
− la densidad de impactos de rayo;
− la altura de la línea aérea;
− la configuración de los conductores;
− los cables de tierra de protección;
− la puesta a tierra de los apoyos;
− la tensión soportada del aislamiento.
6.4.1 Líneas de distribución. En las líneas de distribución, se supone que todos los impactos directos de rayo sobre la
línea de guarda causan un cebado entre fases con o sin cebado a tierra. Los cables de tierra de protección son inútiles debido a que las puestas a tierra de los apoyos y la rigidez del aislamiento no pueden mejorarse en grado suficiente para evitar los cebados inversos en condiciones económicamente aceptables. Por lo tanto el comportamiento frente al rayo de las líneas de distribución depende en gran manera de la densidad de impactos de rayo sobre el terreno y de la altura de la línea.
En las líneas de distribución con crucetas sin puesta a tierra (líneas con postes de madera), las sobretensiones inducidas por los impactos de rayo en las proximidades de la línea no tienen importancia. Sin embargo el elevado aislamiento a tierra da lugar a que lleguen a la subestación sobretensiones de gran amplitud y en estos casos, conviene prestar especial atención a la elección de pararrayos adecuados para la subestación (desde el punto de vista de la capacidad de disipa- ción de energía).
En las líneas de distribución con crucetas puestas a tierra, las sobretensiones inducidas pueden afectar la tensión sopor- tada a impulsos tipo rayo requerida para el aislamiento de la línea aérea.
6.4.2 Líneas de transporte. En las líneas de transporte de tensiones superiores a 72,5 kV, las tensiones inducidas pue-
den despreciarse y el comportamiento frente al rayo es determinado solamente por los impactos directos. No pueden darse reglas generales sobre la tasa de fallos adecuada, ya que ésta depende en alto grado de las consecuencias de un corte debido al rayo y del coste de mejorar el apantallado, la puesta a tierra y la rigidez de aislamiento. No obstante, es posible adoptar para el tramo de línea cercano a la subestación una tasa de fallos inferior a la del resto de la línea, a fin de reducir la amplitud y la frecuencia de las sobretensiones incidentes en la subestación así como reducir la probabili- dad de defectos kilométricos. (Véase la Norma CEI 60056).
7 CONSIDERACIONES ESPECIALES PARA SUBESTACIONES 7.1 Consideraciones generales
En los siguiente apartados 7.1.1 a 7.1.4 se describen las solicitaciones de tensión que pueden producirse en una subesta- ción tal como se muestran en la figura 11.
Fig. 11 − Ejemplo de disposición esquemática de una subestación utilizada para la localización de solicitaciones de sobretensiones (véase 7.1)
7.1.1 Tensión de servicio. Se supone igual a la tensión más elevada de la red. Todos los elementos de la subestación
están sometidos a las mismas solicitaciones.
7.1.2 Sobretensión temporal. Los defectos a tierra del lado de la carga generan una solicitación idéntica sobre todos
los elementos de una fase de la subestación.
En una subestación pueden aparecer sobretensiones por pérdida de carga debido principalmente a un defecto en otra subestación distante (subestación 2). Según el sistema de protección, todos los elementos o los que están situados entre el interruptor automático cb2 y el transformador estarán sometidos a solicitaciones. En caso de defecto en la propia sub- estación (subestación 1), sólo los elementos entre el interruptor automático cb1 y el transformador estarán sometidos a las sobretensiones por pérdida de la carga.
Si el transformador está conectado a un generador, pueden aparecer sobretensiones longitudinales en el interruptor auto- mático cb1 durante la sincronización. Cuando la barra B2 está conectada a redes distintas, el aislamiento longitudinal de los seccionadores de la barra puede quedar sometido a la tensión de servicio en la barra B2 y a la sobretensión por pér- dida de carga en las barras B1 ambas en oposición de fase.
7.1.3 Sobretensiones de frente lento. Las sobretensiones debidas a la conexión y reenganche de líneas sólo pueden
presentar las amplitudes elevadas del extremo receptor entre la entrada de la línea y el interruptor automático cb2. El resto de la subestación está sometido a las sobretensiones del extremo emisor.
En todos los elementos de la subestación pueden presentarse sobretensiones debidas a los defectos y a su eliminación.
7.1.4 Sobretensiones de frente rápido. Todos los elementos de la subestación pueden ser sometidos a sobretensiones
de rayo, con amplitudes distintas dependientes de la distancia al pararrayos.
Sólo pueden aparecer sobretensiones de maniobra de frente rápido en las partes conectadas de la subestación (por ejem- plo las barras B2) o en uno de los interruptores automáticos cuando son conectados por uno de los seccionadores de barras.
Dado que la especificación de las tensiones de ensayo de larga duración a frecuencia industrial apropiadas se deja a los comités técnicos de producto, en los ejemplos se ha omitido la verificación de las tensiones de larga duración a frecuen- cia industrial soportadas requeridas.
NOTAS
1 En la etapa inicial, puede que esté en servicio una sola línea y deben tomarse en consideración las sobretensiones temporales debidas a la pérdida de carga como consecuencia de un defecto a tierra.
2 Cuando los transformadores se alimentan por una línea larga, pueden aparecer en ellos y en las barras sobretensiones de frente lento. 3 En los GIS puede ser necesario tomar en consideración las sobretensiones de frente muy rápido debidas a la maniobra de los seccionadores.