En un sistema aislado, ¿cuál es la ruta de retorno para el acoplamiento capacitivo entre la línea de alta tensión y la tierra para mantener el flujo?
En un sistema de potencia aislado (o con tierra aislada), existe efectivamente un acoplamiento capacitivo entre las líneas de alta tensión y la tierra, formando una vía de corriente capacitiva. Este fenómeno ocurre porque el campo eléctrico entre los conductores de alta tensión y su entorno, incluyendo la tierra, causa una distribución desigual de la carga, resultando en lo que se conoce como "capacitancia terrestre".
Vía de Retorno a Través del Acoplamiento Capacitivo
Capacitancia Terrestre: Cada línea de alta tensión tiene cierta cantidad de capacitancia terrestre en relación con la tierra. Estas capacitancias existen entre el conductor y la tierra, así como entre diferentes conductores. Aun sin conexiones eléctricas directas, surgen corrientes capacitivas debido a la presencia del campo eléctrico.
Flujo de Corriente Capacitiva: En un sistema aislado, si ocurre un fallo monofásico a tierra, la corriente no fluye directamente de regreso a la fuente a través de la tierra como lo haría en un sistema con tierra. En su lugar, retorna a la fuente a través de la inductancia mutua y la capacitancia entre las líneas, la capacitancia de los devanados del transformador y otros elementos de parámetros distribuidos, formando un circuito completo. Este proceso depende principalmente de las capacitancias entre los conductores trifásicos y entre los conductores y la tierra para proporcionar un bucle de corriente completo.
Comportamiento del Sistema: En un sistema aislado, cuando ocurre un fallo monofásico a tierra, la corriente de fallo es generalmente muy pequeña debido a la falta de una ruta de tierra de baja impedancia efectiva. La corriente es principalmente una corriente de desplazamiento causada por las capacitancias mencionadas anteriormente. Esto hace que tales fallos sean menos notables inicialmente, pero podría llevar a una mayor degradación de la aislación con el tiempo y potencialmente a fallos más graves si no se resuelven.
Medidas de Protección: Para detectar tales fallos, se instala a menudo equipos de monitoreo especializados, como indicadores de fallo a tierra o dispositivos de protección por relé de alta sensibilidad, para identificar y localizar el fallo. Además, algunos diseños pueden utilizar un punto neutro conectado a tierra a través de un bobinado de supresión de arco para limitar la corriente de fallo durante un fallo monofásico a tierra.
En resumen, en un sistema aislado, la vía de retorno que permite el acoplamiento capacitivo entre las líneas de alta tensión y la tierra para mantener el flujo de corriente se logra principalmente a través de las capacitancias entre los conductores y entre los conductores y la tierra. Si bien este diseño puede reducir ciertos tipos de corrientes de cortocircuito, también requiere un monitoreo cuidadoso de posibles fallos a tierra para garantizar una intervención oportuna.
