Tipos y Características de los Pararrayos

Introducción

Los rayos atmosféricos que impactan en líneas aéreas, conductores desnudos o estructuras metálicas en subestaciones al aire libre, así como las sobretensiones causadas por operaciones de conmutación de equipos y redes (sobretensiones de conmutación), representan peligros significativos para el equipo eléctrico. Para proteger el equipo y facilitar la coordinación de aislamiento, es necesario instalar pararrayos (también conocidos como "pararrayos") en los puntos de entrada/salida de las líneas aéreas y en proximidad a transformadores, debido a su zona de protección espacial limitada.

Tipos y Características de los Pararrayos

Los pararrayos más comunes son del tipo resistor de óxido metálico no lineal (MO), alojados en porcelana o caucho de silicona. Estos se conectan en paralelo con el equipo protegido y se pone a tierra a través de la malla de tierra. Otro tipo de construcción utiliza resistores de carburo de silicio (SiC) (pararrayos de válvula), aunque estos son menos prevalentes hoy en día.

Características Eléctricas Clave:

• Voltaje de Sellado: El voltaje a través del pararrayos en el que la corriente de seguimiento se interrumpe de manera confiable después del arco eléctrico.

• Máximo Voltaje de Operación Continua (MCOV): El voltaje de frecuencia de potencia más alto (50 Hz o 60 Hz) que el pararrayos puede soportar indefinidamente.

• Corriente de Cortocircuito Nominal: La corriente de cortocircuito máxima que el pararrayos puede manejar de manera segura.

• Corriente de Descarga Nominal: Valores comunes incluyen 5 kA, 10 kA y 20 kA, indicando la capacidad del pararrayos para disipar energía de sobretensión.

Los pararrayos se conectan entre conductores vivos y tierra. En instalaciones con voltajes superiores a 52 kV, pueden incluir contadores de operación de descarga para monitorear el rendimiento. Un ejemplo de pararrayos se muestra en la Figura 1.

Métodos Adicionales

En líneas aéreas y subestaciones al aire libre con voltajes superiores a 52 kV, es práctica común instalar un sistema de protección contra rayos compuesto por "pararrayos", "cables de protección aérea contra rayos" o una combinación de ambos.

Protección contra Sobretensiones de Baja Tensión

El equipo de baja tensión (BT, donde \(V \leq 1 \, \text{kV}\)), especialmente sistemas electrónicos e informáticos, es altamente susceptible a daños severos por descargas de rayos que se propagan a través de cables o estructuras de edificios.

Para mitigar tales riesgos, generalmente se instalan protectores contra sobretensiones (SPDs) en cuadros de BT. Estos dispositivos tienen corrientes de descarga nominal estándar de 5 kA, 10 kA y 20 kA, con algunos modelos avanzados capaces de manejar 30–70 kA.

Similar a los pararrayos, los SPDs se conectan entre conductores vivos y tierra, como se ilustra en la Figura 4. Esta configuración desvía las corrientes de sobretensión lejos del equipo sensible, asegurando protección contra eventos de sobretensión.