¿Sabías que un simple pico de electricidad puede dañar tus dispositivos electrónicos? En nuestro artículo de hoy, te hablaremos sobre los diferentes tipos de sobrevoltaje y cómo proteger tus aparatos de ellos. Desde los sobrevoltajes transitorios hasta los permanentes, descubrirás cómo identificarlos y qué medidas tomar para evitar posibles daños. ¡No te lo pierdas!
Podemos definir la sobretensión como el aumento repentino de la tensión por encima de la tensión de alimentación nominal. Es deseable que el equipo eléctrico reciba el voltaje de suministro según el suministro nominal del equipo para un funcionamiento confiable. Por lo tanto, podemos decir que las sobretensiones son los problemas de calidad de la energía.
Las sobretensiones provocan un aumento de la tensión de línea y de fase con respecto a tierra. Las sobretensiones pueden causar daños a los equipos eléctricos.
Principalmente podemos clasificar las sobretensiones en dos categorías.
- Sobretensión Interna
- Sobretensión Externa
Isobretensión interna
La tensión interna que supera la tensión nominal dentro de la red eléctrica se denomina sobretensión interna. La naturaleza de la tensión interna puede ser transitoria, dinámica o estacionaria dependiendo de la naturaleza de la falla provocada en la red eléctrica. La sobretensión interna puede persistir durante algunos ciclos.
Sobretensión Estacionaria
Cuando una de las fases sanas toca tierra, las dos fases sanas suministran la corriente de defecto a tierra. La corriente de falla carga el capacitor formado entre la fase y tierra. Esto provoca un aumento en el voltaje de las fases sanas. La sobretensión provocada por este motivo puede permanecer durante más tiempo. Es por eso que esta sobretensión es de naturaleza estacionaria. La sobretensión estacionaria también se produce cuando conectamos el neutro a tierra a través de la bobina de supresión de arco. Así, este fenómeno provoca una sobretensión en la fase sana.
Sobretensión Dinámica
El generador suministra la energía a las cargas eléctricas. El generador establece su ángulo de potencia de acuerdo con la demanda de carga. ¿Qué sucede si una gran parte de la carga se corta repentinamente? Provocará sobretensión a la frecuencia normal del sistema. La sobretensión puede afectar negativamente a la línea de transmisión, el cable y la red eléctrica. La sobretensión provocada por este motivo es la sobretensión dinámica. Este tipo de sobretensión se mantiene durante algunos ciclos debido a su naturaleza dinámica.
Sobretensión transitoria
La sobretensión transitoria se produce cuando activamos o desactivamos la carga inductiva y capacitiva. Asimismo, la sobretensión transitoria puede alcanzar decenas de kilovoltios con una duración del orden de microsegundos. La sobretensión transitoria tiene un alto contenido energético y, por lo tanto, puede provocar daños en los equipos conectados a la línea. El voltaje transitorio también se genera si una fase viva toca tierra repentinamente.
La magnitud de la sobretensión interna puede llegar a ser de cuatro a cinco veces la tensión normal de fase a neutro. La alta tensión es muy perjudicial para el aislamiento de los equipos eléctricos. Eventualmente, la sobretensión puede causar una falla prematura del equipo.
Razones principales de la sobretensión interna
1. Operaciones de conmutación en línea descargada
Cuando cargamos la línea de transmisión, la onda viajera llega al final de la línea de transmisión. La onda viajera no cambia de signo en el punto final. Por lo tanto, el voltaje al final de la línea de transmisión se convierte en el doble del voltaje del sistema. Estas ondas viajeras reflejadas viajan de regreso al extremo del suministro, lo que da lugar a más reflexiones.
2. Apertura repentina de línea cargada
Si una línea que transporta carga se abre repentinamente, un voltaje transitorio de valor dado por e = i Zs está configurado, donde i es el valor instantáneo de la corriente en el instante de la apertura de la línea, y Zs es la impedancia natural o transitoria de la línea.
Las sobretensiones transitorias de la línea dependen de la corriente de la línea en el momento de la apertura y la impedancia de la sobretensión. No depende del voltaje. Por lo tanto, los sistemas de transmisión de bajo voltaje y los sistemas de transmisión de alto voltaje tienen la misma magnitud de sobrevoltaje.
3. Falla del aislamiento
El fallo de aislamiento entre la línea y tierra es muy frecuente en comparación con los otros tipos de fallos. En caso de ruptura del aislamiento, el potencial en falla cae repentinamente desde el máximo hasta cero y, por lo tanto, una onda de voltaje negativo de un frente muy pronunciado genera la sobretensión en ambas direcciones.
4. Tierras de arco
Los arcos a tierra ocurren cuando se desarrolla una falla a tierra en una línea de transmisión conectada a un sistema completamente aislado. Las razones como la perforación de un aislante en una línea aérea, el contacto accidental con árboles o la ruptura de un punto débil en el aislamiento de un cable subterráneo que causa un flashover. El flashover genera una subida de tensión en la red eléctrica. El conductor se descarga por medio de una oscilación transitoria de alta frecuencia.
5. resonancia
La resonancia en la red eléctrica ocurre cuando la reactancia capacitiva anula la reactancia inductiva. En otras palabras, la reactancia capacitiva es igual a la reactancia inductiva (XL =XC ). Bajo esta condición, el circuito es puramente resistivo y el factor de potencia es la unidad.
En una red eléctrica. la reactancia capacitiva es generalmente tan pequeña que la resonancia no puede ocurrir a la frecuencia fundamental. Sin embargo, si la onda EMF del generador se distorsiona por algún motivo, aumenta los armónicos que tienen una frecuencia más alta. Y puede causar problemas a una frecuencia más alta.
Sobretensión Externa
Hay razones externas para la sobretensión en una red eléctrica. La sobretensión causada por descargas estáticas, rayos y otras causas atmosféricas se denomina sobretensión externa. La sobretensión externa provoca estrés en el sistema de aislamiento y finalmente provoca la falla del aislamiento. La intensidad de energía de la sobretensión externa generalmente es mayor que la energía de sobretensión interna. Y, por lo tanto, puede causar daños severos a una red eléctrica.
La intensidad energética de la sobretensión externa provocada por el rayo depende de la forma en que el rayo incide sobre la línea. Puede golpear directamente la línea, tal vez a través de una rama o serpentina, o por inducción.
La intensidad de los rayos depende de qué tan directamente golpea la línea, es decir, directamente por la descarga principal, directamente por una rama o serpentina, o por la inducción debida a un rayo que pasa cerca de la línea pero sin tocarla.
Hay dos tipos de instalaciones eléctricas: eléctricamente expuestas y eléctricamente no expuestas. Los equipos eléctricamente expuestos se instalan a la intemperie y están sujetos a sobretensiones de origen atmosférico. El nivel de aislamiento de los equipos eléctricamente expuestos es mayor que el de los equipos eléctricamente no expuestos.
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