Cuando hablamos de oleadas de voltaje, la mayoría de la gente inmediatamente piensa en un rayo.Y tienen razón. Un golpe directo o incluso un pulso electromagnético cercano puede enviar millones de voltios corriendo a través de una línea eléctrica en microsegundos..
Pero ¿y si no hay una nube en el cielo?
En el mundo de los sistemas de energía,Supertensióncuando el voltaje excede los límites normales de funcionamiento no es sólo un acto de la naturaleza.En el interiorla propia red.
Si usted es ingeniero, contratista o gerente de instalaciones, comprender estas amenazas "internas" es fundamental para proteger sus equipos.
1¿Qué es exactamente el sobrevoltado?
En su núcleo, el sobrevoltado es cualquier voltaje que exceda el de un dispositivonivel de aislamiento nominalLos equipos eléctricos están diseñados para soportar su voltaje de funcionamiento normal (por ejemplo, 220 V, 10 kV, 110 kV), además de un margen de seguridad para eventos transitorios.
Cuando el voltaje se eleva más allá de este margen, el aislamiento ya no puede retener la electricidad.El flashover(arco) oDescomposición dieléctricaEl resultado es transformadores quemados, interruptores destruidos y fallas catastróficas del sistema.
2. Externa vs. interna: Las dos caras de la sobre tensión
La sobrevoltaje se clasifica por su fuente:
- Se trata de un sistema de control de la velocidad.Causado por descargas atmosféricas, es rápido (microsegundos) y brutal (picos extremadamente altos).
- En el caso de las máquinas de ensayo, se utilizará el método de ensayo de las máquinas de ensayo.Generadas por las propias operaciones de la red eléctrica, que a menudo son menos "flashy" que los relámpagos, pero pueden durar mucho más y causar el mismo daño.
Vamos a desglosar los cuatro tipos principales de sobrevolución interna.
3Las cuatro amenazas internas
A. Cambiar las oleadas
La causa:Esta es la amenaza interna más común. Cada vez que un interruptor se abre o cierra, o una línea se enciende/desenciende, el "choque" eléctrico crea una onda transitoria.
- Ejemplos:Abrir un transformador sin carga, cambiar un banco de condensadores o energizar una larga línea de transmisión.
- El riesgo:Estas oleadas tienen picos altos y duran más tiempo que los rayos. Son una causa principal del envejecimiento del aislamiento.
B. Ferroresonancia
La causa:Este es el "fantasma" en la máquina.Ocurre cuando el equipo inductivo (como transformadores o transformadores de voltaje con núcleos de hierro) interactúa con elementos capacitivos (como cables largos o bancos de condensadores).
- El riesgo:Bajo condiciones específicas, el sistema suena como una campana, el voltaje y la corriente oscilan a frecuencias anormales, lo que conduce a una sobre tensión sostenida.La ferroresonancia puede durar minutos o incluso horas, cocinando lentamente su equipo hasta que falla.
C. Sobrevolución de la frecuencia de potencia
La causa:Un cambio repentino en la red de funcionamiento de estado estacionario.
- Ejemplos:Se produce una falla de fase a tierra, o un generador grande se desconecta repentinamente (rechazo de carga).
- El riesgo:Si bien la magnitud puede no ser tan extrema como la de un rayo, la duración puede ser significativa, estresando el aislamiento con el tiempo.
D. Rayo (externo)
La causa:Golpes directos o inducción electromagnética.
- El riesgo:Teste el límite dieléctrico absoluto de su aislamiento.
4Por qué la duración importa más de lo que piensas
Para un sistema de aislamiento, no todas las sobrevoltuaciones son iguales:
- El rayo:Es un golpe de nocaut.
- Cambiar/Ferroresonancia:Es un golpe lento e implacable.
Un cable puede sobrevivir a un rayo de microsegundos gracias a su nivel de aislamiento básico (BIL), pero si persiste una condición de ferroresonancia,el calor generado por la sobre tensión sostenida finalmente romperá el material dieléctrico.
5Cómo la Rejilla Contraataca
La protección de una red requiere un enfoque de múltiples capas:
- Protección contra rayos:Arrestores de sobretensiones (varistores de óxido metálico) y sistemas de puesta a tierra robustos.
- Control de cambio:Utilizando resistencias de preinserción en interruptores y tecnología de conmutación controlada para suavizar el "choque" eléctrico.
- Mitigación de resonancia:Evitar las combinaciones de parámetros desfavorables durante el diseño del sistema y utilizar "Aterrizaje de resistencia en punto neutro" para amortiguar las oscilaciones.
- Coordinación del aislamiento:Asegurar que la resistencia de aislamiento de los cables y equipos se adapte a los niveles de sobrevoltaje esperados.
Resumen de las actividades
La próxima vez que una pieza de equipo falle en un día soleado, no culpes al tiempo, mira las operaciones de conmutación, los cambios de carga y el potencial de resonancia.
La sobre tensión es una amenaza constante, ya sea que el cielo esté despejado o con tormenta.
"Una red eléctrica sana no solo transporta energía, sino que gestiona su propia energía.
Discutido:¿Alguna vez ha experimentado un fallo de equipo durante el "buen tiempo"? ¿Sospechó de un sobrevoltado interno?
