¿A qué distancia se debe colocar un pararrayos de un transformador con suficiente margen de protección asegurado? La respuesta no es tan simple y necesita alguna explicación. La regla general es" colocar el pararrayos lo más cerca posible del aislador del transformador." De hecho, esto es lo que normalmente recomiendo, aunque no siempre es posible, especialmente con voltajes de sistema más altos.
A 400 kV y voltajes más altos, el pararrayos se vuelve demasiado grande para ser soportado fácilmente por el cuerpo principal del transformador, por lo que debe instalarse en una base separada. En los casos en los que el transformador deba moverse fácilmente para su mantenimiento, este" extendido" También se requiere una distancia de separación. Para este propósito, la sobretensión puede resultar en una distancia máxima de 30 m entre el pararrayos y el transformador.
Desafortunadamente, cuando un aumento rápido de una línea aérea ingresa a una estación transformadora a una velocidad cercana a la velocidad de la luz, una distancia de separación (o área de protección) tan grande hará que la función de protección disminuya. Cuando la sobretensión golpea el pararrayos, el voltaje cae, pero no caerá a cero, y como mucho no caerá al voltaje de descarga del pararrayos. La sobretensión que pasa a través del descargador se reflejará en el transformador y, si la distancia de separación es lo suficientemente grande, puede hacer que el voltaje se duplique. En la mayoría de los casos, el voltaje reflejado solo aumentará la sobretensión de entrada en un pequeño porcentaje, y este fenómeno de onda viajera y el coeficiente de reflexión asociado resaltan la importancia de la distancia de separación.
RelámpagoLa Guía de aplicación de pararrayos C62.22 en IEEE proporciona ayuda, y algunas sugerencias se proporcionan en IEC 60099-5. Una fórmula en C62.22 ayuda a determinar la distancia máxima a la que se puede instalar el pararrayos con un margen de protección del 15% obtenido. Para ilustrar cómo funciona esta fórmula gráficamente de mi programa de transitorios preferido ATP, los pararrayos de la subestación del simulador están ubicados a 1 m (Fig.2), 15 m (Fig.3) y 30 m (Fig.4) del descargador. Todos los demás parámetros son los mismos, y la razón por la que se eligen estos números es solo para demostrar una coordinación de aislamiento simple en la subestación. El pararrayos se instala sobre una base que se encuentra a 5 metros del suelo y cuya parte superior está a 1 metro de la línea de entrada.
Para otros equipos en la subestación, la distancia de separación también es una consideración. Por ejemplo, si CCVT, CVT, PT o disyuntor está ubicado al final de una línea corta, resistirán el mismo voltaje transitorio excesivo que se muestra en el ejemplo del transformador. Por lo tanto, lo ideal es instalar pararrayos para protegerlos. De hecho, proteger los activos de alto valor de los daños causados por transitorios es una parte importante del diseño de la subestación, y los pararrayos deben mantenerse a una distancia adecuada del equipo al que sirven. Esto es esencial para garantizar una protección adecuada en cada situación.