SON EL RESULTADO DE LA

IONIZACION DE LAS CAPAS

ATMOSFERICAS A CAUSA DE LA

RADIACION SOLAR;

APROXIMADAMENTE, CIEN

RAYOS POR SEGUNDO ESTÁN

SUCEDIENDO EN LA TIERRA

TODO EL TIEMPO, Y

CUALQUIERA DE ELLOS LLEGAN

A DESARROLLAR UNA

TEMPERATURA DE CINCO

VECES LA DE LA SUPERFICIE

DEL SOL. UNA ENERGIA ASI

OCASIONA LA MAYORIA DE LOS

DAÑOS QUE OCURREN EN LOS

SISTEMAS POR FALTA DE

PREVISION Y normativa.

EN EL PROCESO DE FORMACION

DEL RAYO, SE PRODUCEN

NUMEROSAS DESCARGAS

ENTRE NUBES CON CARGAS DE

SIGNOS CONTRARIOS, O ENTRE

NUBES Y TIERRA.

ADEMAS DE RESISTENCIA

ÓHMICA, TODO CIRCUITO

ELECTRICO TIENE

AUTOINDUCCION Y CAPACIDAD,

POR LO QUE AL DESCARGAR UN

RAYO EN LA PROXIMIDAD DE UN

CONDUCTOR O PRODUCIRSE UNA

DESCARGA ENTRE LAS NUBES

QUE SE HALLEN SOBRE ÉL, SE

MODIFICA EL ESTADO

ELÉCTRICO DEL CONDUCTOR,

INDUCIÉNDOSE EN EL,

TENSIONES DE CARÁCTER

OSCILANTE, LAS CUALES

PROVOCAN LA PRODUCCIÓN DE

CONSIDERABLES

SOBRETENSIONES.

POR OTRA PARTE, LOS RAYOS

PRESENTAN MUCHAS VECES,

NUMEROSAS RAMIFICACIONES,

Y ESTAS DESCARGAS

LATERALES ACTUAN INDUCIENDO

TAMBIEN SOBRETENSIONES.

FINALMENTE, HAY QUE TENER

EN CUENTA QUE LA CORRIENTE

DE DESCARGA PRODUCE LINEAS

DE FUERZA QUE, SEGIN LA

DIRECCION DE LA DESCARGA

CON RELACION AL CONDUCTOR,

INDUCEN EN ESTE TENSIONES DE

MAGNITUD VARIABLE.

AL CONTRARIO DE LO QUE

OCURRIA CON OTRAS CAUSAS

DE SOBRETENSION, LA DEBIDA A

ESTA QUE ESTAMOS

ESTUDIANDO TIENE CARÁCTER

OSCILANTE.

SON DE SOBRAS CONOCIDAS LAS TORMENTAS CON FUERTE APARATO ELÉCTRICO,ESTAS PRODUCEN SOBRETENSIONES EN LAS REDES AÉREAS DE ALTA TENSIÓN

QUE SI NO SON DESPEJADAS ADECUADAMENTE PUEDEN DESTRUIR INSTALACIONES,DESCONEXIONES QUE DEJAN SIN ENERGÍA A INDUSTRIAS Y VIVIENDAS, INCENDIOS YEN EL PEOR DE LOS CASOS PÉRDIDAS HUMANAS. EN ESTAS LÍNEAS NOSOLAMENTE AFECTAN LAS SOBRETENSIONES POR TORMENTAS TAMBIÉN

AFECTAN SOBRETENSIONES PRODUCIDAS POR MANIOBRAS DENTRO DE LA MISMAINSTALACIÓN, MAGNETIZACIÓN DE NUCLEOS DE TRANSFORMADORES, ETC.

POR TANTO, Y PARA EVITAR LAS NEFASTAS CONSECUENCIAS DE LASSOBRETENSIONES SE UTILIZAN PARARARRAYOS PARA PODER MANTENER LASINSTALACIONES EN CONDICIONES ADECUADAS DE SERVICIO Y SEGURIDAD, ADEMÁSDE MANTENER LOS VALORES DE TENSIÓN DENTRO DE LOS LÍMITES QUE FIJAN

LOS REGLAMENTOS.

DENTRO DE LA COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO DE UNA LÍNEA ELÉCTRICA DEALTA TENSIÓN SE UTILIZAN DIVERSOS MÉTODOS PARA PROTEGERLAS DE LAS

SOBRETENSIONES COMO POR EJEMPLO EL HILO DE GUARDA, PERO EN ESTAENTRADA TAN SOLO TRATAREMOS DE FORMA GENERAL LOS PARARRAYOSDENOMINADOS "DE CUERNOS" Y LOS PARARRAYOS AUTOVALVULARES.

En esta torre de AT se puedenapreciar dos lineas trifásicas

(una a cada lado) y arriba deltodo un cable: es el hilo deguarda que se utiliza paraproteger las lineas contra lasdescargas atmosféricas, dicho

hilo de guarda y la torremetalica estan conectadasrígidamente a tierra.

En terminos generalesdenominamos sobretensión a todoincremento de la tensión nominal

capaz de poner en peligro laaparamenta electrica o losreceptores conectados a la redde suministro, atendiendo al origen

podemos dividir lassobretensiones en dos tipos:

Sobretensiones internas: onda afrecuencia industrial (en Europa50 Hz en America 60 Hz), debidasnormalmente a variacionesbruscas de la carga, corrientesinductivas, conexiones ydesconexiones de lineas en vacío,magnetización de nucleos de

tranformadores, maniobrasrealizadas incorrectamente, etc.

En alta tensión (AT) y media

tension (MT) los elementos que seutilizan para poder reducir losefectos de las sobretensionestransitorias de gran amplitud sonlos explosores (pararrayos decuernos) y los pararrayosautovalvulares.

¿Donde se instalan? En el puntode la instalación donde la

probabilidad de sufrir unasobretensión es mayor, así como

en las entradas de los centrosde transformación(CT) intemperie,

estos dispositivos se presentancomo la parte mas debil en elaislamiento de la instalación con

el objetivo que se produzca unarco o descarga de lasobretensión en el explosor o

pararrayos valvular antes queen otras partes de la instalacion.

PROTECCION DEESTRUCTURAS ES MASTOLERANTE QUE UNAPROTECCIÓNELECTRÓNICA. ASÍ, UNEDIFICIO PUEDETOLERAR HASTA100,000 V MIENTRASQUE COMPONENTESELECTRÓNICOS A 24 VSE DANARAN CONVOLTAJES SOSTENIDOSDE 48 VOLTS!

LOS RAYOS OCURRENCON DIFERENTESINTENSIDADES Y UNSISTEMA QUE PROTEJACONTRA SU EFECTODEBERA SER DISEÑADOTOMANDO EN CUENTALOS RAYOS PROMEDIOO MAYORES DEL AREAEN CUESTION. LASDESCARGAS NO PUEDENSER DETENIDAS, PEROLA ENERGÍA PUEDE SERDESVIADA EN UNAFORMA CONTROLADA.EL INTENTAR PROTEGERCONTRA DESCARGASDIRECTAS PUEDE SEREXCESIVAMENTE CARO.

UN SISTEMA DEPROTECCIÓN CONTRADESCARGAS, LLAMADODE PARARRAYOS, DEBE:

CAPTURAR EL RAYO ENEL PUNTO DISEÑADOPARA TAL PROPOSITOLLAMADO TERMINALAEREA.

CONDUCIR LA ENERGIADE LA DESCARGA ATIERRA, MEDIANTE UNSISTEMA DE CABLESCONDUCTORES QUETRANSFIERE LAENERGÍA DE LADESCARGA MEDIANTETRAYECTORIAS DE BAJAIMPEDANCIA, Y;

DISIPAR LA ENERGÍA ENUN SISTEMA DETERMINALES(ELECTRODOS) ENTIERRA.

CUANDO LA ENERGÍA DEUN RAYO VIAJA ATRAVES DE UNATRAYECTORIA DE GRANIMPEDANCIA, EL DAÑO

CAUSADO PUEDE SERGRAVE POR EL CALOR YLAS FUERZASMECÁNICAS QUE SECREAN.

Como la tierra notiene una resistividaduniforme en todoslos puntos, dentrode un mismo prediopuede existir unpotencial entre dosplacas de metalenterradas. Por eso,en un sistema deelectrodos mUltiplesconectados entre sI,

a manera de malla,existe laprobabilidad de queexista una diferenciade potencial entrealgunos de suspuntos aterrizados.

BenjamIin Franklin fue el primero en darse cuenta que la alturaera un factor importante en el diseño de protecciones contrarayos.

El rango de atracciOn de un pararrayos es la distancia sobrela cual un pararrayos sencillo vertical de una altura dadasobre un plano limpio, atrae una descarga atmosférica. Elespacio protegido por tal dispositivo define el lugar en que laconstrucción no suele ser afectada por una descarga directa.

El sistema mAs sencillo y mAs antiguo de pararrayos, es el queconsiste en terminales aéreas de cobre, bronce o aluminioanodizado terminadas en punta, llamadas puntas Franklin,colocadas sobre las estructuras a proteger de los rayos.Este sistema se aplica en iglesias, casas de campo, graneros yotras estructuras ordinarias.

Se ha visto que las torres metálicas decomunicaciones incrementan sustancialmentela densidad de descargas en el lugar dondeson instaladas. La probabilidad seincrementa aproximadamente con el cuadradode la altura de la torre.

Variaciones considerables existen en laforma de como proteger una torre. Unamanera es colocar una punta pararrayos enla cima de la torre y de ahí un conductor decobre por toda la longitud de la torre. Sinembargo, por estar el cobre y el acero encontacto, se corroe el acero - 0.38 Volts dela celda galvánica - y, la inductancia delcable tan largo crea una trayectoria detan alta impedancia que no es efectivo comocircuito a tierra. Por lo que se recomiendausar la estructura con una puntaelectrodo en su parte superior conconectores adecuados para su conexión alacero estructural. Y, como conexiOn atierra, electrodos de tierra horizontalesllamados contraantenas o, el anillo detierra utilizado por la puesta a tierra delos equipos electrOnicos.

Note que cuando se usan arreglos depuntas sobre antenas de radio, el plano detierra cambia, por lo que el patrón deemisión radial cambia también y el arreglopuede evitar la recepción en ciertas zonas.

Para disipar rápidamente la energía de losrayos que pegan en las torres, y con ello,elevar menos el potencial de tierra delsistema y para bajar el riesgo a laspersonas cuando esas torres están enzonas densamente pobladas, se acostumbracolocar radialmente conductoresenterrados horizontalmente bajo las mismastécnicas de aterrizado equipotencialempleado en las subestaciones de potencia,los que reciben el nombre de contraantenas.Estas contraantenas pueden ser menores de30 m si el suelo es adecuado y loselectrodos son efectivos.