¿Por qué no se puede equipar un transformador de 10 kV con un pararrayos?

 

El "efecto de atracción" que resulta contraproducente

 

Un pararrayos funciona "atrayendo" los rayos hacia sí mismo, interceptando la descarga y conduciendo de forma segura la corriente masiva hasta el suelo a través de un conductor de bajada dedicado. Esta es una estrategia eficaz para edificios y grandes subestaciones. Sin embargo, para un transformador de 10 kV la situación es completamente diferente.

 

 

Cuando instala un pararrayos en la estructura de soporte o pórtico de un transformador, está creando deliberadamente un punto preferencial para que caiga el rayo.en las inmediaciones del transformador. La corriente del rayo, que puede alcanzar valores máximos de hasta 200 kA (forma de onda de 10/350 μs según lo definido por IEC 62305), se canaliza directamente al suelo cerca del transformador. Si el sistema de conexión a tierra no puede manejar este impulso masivo al instante, el resultado es un aumento dramático en el potencial de tierra-un fenómeno conocido como "aumento del potencial de tierra" o "voltaje de retroceso". Este alto voltaje puede retroceder desde el sistema de puesta a tierra a través de la carcasa del transformador y hacia los devanados, evitando la ruta de descarga prevista y destruyendo el aislamiento del transformador.

 

 

Dado que está prohibido instalar un pararrayos en el transformador, ¿cómo se protege un transformador de 10 kV de los rayos? La respuesta está en un dispositivo completamente diferente:el pararrayos de óxido metálico (MOA) .

 

Por qué MOA es la solución, no un pararrayos

A diferencia de un pararrayos, que atrae los rayos para proteger una estructura de un impacto directo, unEl pararrayos se instala directamente en la línea eléctrica.– en concreto, lo más cerca posible de los terminales del transformador. Su propósito no es atraer una huelga, sino desviar de manera segura la sobretensión.causado por un rayo en otro lugar de la líneaantes de que pueda entrar al transformador y dañar su aislamiento.

 

Los MOA utilizan tecnología de óxido de zinc (ZnO) y tienen una característica de vol-amperios altamente no lineal. Bajo voltaje de funcionamiento normal, se comportan como casi-aislantes. Pero cuando ocurre una sobretensión inducida por un rayo-, su resistencia cae dramáticamente, creando una ruta de baja-impedancia a tierra que desvía la peligrosa sobrecorriente lejos del transformador. Los requisitos de instalación para descargadores de líneas aéreas de 10 kV son claros: agregue un cojín entre la funda de porcelana y el aro fijo, mantenga una distancia entre fases-a-fase de no menos de 350 mm y asegúrese de que el cable sea lo más corto y recto posible.

 

El principio fundamental "tres{0}}en-uno"

La eficacia de la protección contra rayos de un MOA depende fundamentalmente de cómo está conectado a tierra. ElMétodo de conexión a tierra "tres{0}}en-uno"es obligatorio: el conductor de bajada a tierra del pararrayos, la carcasa metálica del transformador y el punto neutro de bajo-voltaje deben estar conectados entre sí y compartir un único sistema de puesta a tierra común. Prohibir la conexión a tierra independiente del descargador no es opcional-es un requisito de seguridad. Si el pararrayos estuviera conectado a tierra de forma independiente, la corriente del rayo podría fluir a través del transformador hasta llegar a la tierra principal, creando una diferencia de voltaje destructiva a través del aislamiento.

 

 

Incluso la mejor instalación de pararrayos fallará si el sistema de puesta a tierra no cumple con los valores de resistencia requeridos.

Capacidad del transformador	Resistencia máxima a tierra
100 kVA y menos	Menor o igual a 10 Ω
Por encima de 100 kVA	Menor o igual a 4 Ω

 

 

La instalación física del descargador debe cumplir con estrictas especificaciones para garantizar un rendimiento óptimo:

 

 

Distancia desde el transformador: El descargador debe instalarse lo más cerca posible del transformador-idealmente directamente en los casquillos de alto-voltaje-y entre el transformador y el fusible de alto-voltaje. Los resultados experimentales confirman que cuanto más cerca esté el descargador del transformador, mejor será el efecto de protección.

 

conductor principal: Para productos MOA con un voltaje nominal de 42 kV e inferior, el cable de conexión debe ser un cable de cobre flexible de múltiples hilos con un área de sección transversal- de no menos de 16 mm², y el cableado debe ser lo más corto y recto posible para minimizar la inductancia.

 

Montaje: El descargador debe instalarse verticalmente sobre una base estable, con los cables conectados firmemente y amortiguados entre la funda de porcelana y el aro fijo para evitar tensiones mecánicas.

 

Espaciado de fases: Para descargadores de 1 a 10 kV, la distancia entre fases-a-fases no debe ser inferior a 350 mm para evitar una descarga disruptiva entre fases-a-.

 

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