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Sobretensiones internas y atmosféricas en instalaciones eléctricas

El funcionamiento confiable de las plantas (sistemas) de energía eléctrica de alto voltaje depende principalmente de la calidad de las estructuras de aislamiento y de la perfección de las medidas que limitan las amplitudes de varios tipos de voltajes y sobretensiones que afectan el aislamiento.

El aislamiento durante el funcionamiento de las instalaciones de alto voltaje debe soportar los voltajes de fase de las instalaciones, bajo la influencia de los cuales está en funcionamiento normal, y los aumentos de voltaje a corto plazo (peligrosos para el aislamiento) que se producen durante la conmutación operativa de los circuitos eléctricos o las violaciones del funcionamiento normal (descargas de rayos, cortocircuitos). Estas sobretensiones, que son peligrosas para el aislamiento, se denominan sobretensiones. Las sobretensiones se dividen en internas y atmosféricas.

Sobretensiones internas y atmosféricas en instalaciones eléctricas

Sobretensión interna

Las sobretensiones internas (de conmutación) se producen en instalaciones durante interrupciones operativas en el circuito eléctrico (interruptores, cortocircuitos), fusibles, fallas a tierra de arco en instalaciones con fenómenos de resonancia neutros aislados y compensados ​​en líneas largas y en modos desequilibrados.

La magnitud y la duración de las sobretensiones internas (de conmutación) dependen de la tensión nominal de la instalación, el circuito y los parámetros de su circuito eléctrico, de las características de los equipos eléctricos, principalmente los interruptores, la presencia y las características de los descargadores, etc. La magnitud de las sobretensiones se caracteriza por la multiplicidad de sobretensiones, que se refiere a la relación de la amplitud de la sobretensión a El valor efectivo de la tensión de funcionamiento de fase más grande del circuito.

La multiplicidad de sobretensiones internas disminuye con un aumento en el voltaje nominal, mientras que tiene un gran valor en instalaciones (sistemas) con un neutro aislado o compensado y menos en sistemas con un neutro conectado a tierra. Al desconectar las líneas de alimentación inactivas (sin carga), la multiplicidad de sobretensiones internas es menor que al desconectar los transformadores inactivos.

El uso de una serie de medidas para limitar las sobretensiones internas, y especialmente los últimos diseños de descargadores de válvulas, permitieron reducir la tasa de sobretensiones internas a 2.5 Uf en instalaciones con un voltaje nominal de 330 - 500 kV (anteriormente, en instalaciones con un voltaje nominal de 400 kV, la relación de sobretensiones internas era priyat igual a 3.0 Uf).

Sobretensión atmosférica

Las sobretensiones atmosféricas surgen como resultado del efecto de una descarga de rayos (corrientes de rayos o campos eléctricos) en las plantas de energía eléctrica. Las sobretensiones atmosféricas se dividen en sobretensiones inducidas que ocurren en las instalaciones durante la descarga de rayos cerca de ellas, y sobretensiones de rayos directos en la instalación.

Las sobretensiones atmosféricas ocurren con relativa frecuencia y pueden alcanzar varios millones de voltios en ausencia de medidas especiales de protección, causando solapamiento y daños al aislamiento de las instalaciones de casi cualquier voltaje nominal. Por lo general, las plantas de energía de los rayos directos están protegidas de manera bastante confiable y, por lo tanto, un rayo directo es una ocurrencia relativamente rara. Las sobretensiones inducidas son más comunes.

Sobretensión atmosférica

Las sobretensiones atmosféricas en las instalaciones eléctricas se propagan en forma de ondas que penetran en todos los elementos de la instalación (aparatos eléctricos, devanados de transformadores, etc.). La propagación de ondas de sobretensión está asociada con transitorios que conducen a un fuerte aumento de las tensiones que afectan el aislamiento interno de los elementos de instalación (aparatos, transformadores).

La amplitud y la duración de estas ondas dependen de la intensidad de los impactos de los rayos, los parámetros y el esquema de instalación (longitud y número de líneas eléctricas), su nivel de aislamiento, la presencia y las características de los pararrayos, etc. Por lo tanto, la protección contra sobretensiones atmosféricas es esencial para el funcionamiento confiable de las plantas de energía eléctrica.




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