Como axudan a isolación e a terra na prevención de accidentes eléctricos en sistemas de alta tensión

A isolación e a aterramento son dúas medidas críticas que axudan a prever accidentes eléctricos en sistemas de alta tensión. Funcionan a través de mecanismos diferentes para asegurar a seguridade do sistema, reducindo o risco de descargas eléctricas, curtos circuitos e outros fallos eléctricos. A continuación, presenta unha explicación detallada de como a isolación e o aterramento contribúen á seguridade dos sistemas de alta tensión.

1. O Papel da Isolación

A isolación implica o uso de materiais non conductores (como cerámica, vidro ou plásticos) para isolar os componentes eléctricos en activo do entorno circundante, evitando que a corrente flua por camiños non intencionados. Os propósitos principais da isolación son:

• Prevenir Descargas Eléctricas: Os materiais aislantes impiden que a corrente flue dende as partes en activo ao corpo humano ou a outros obxectos conductores, protexendo ao persoal e ao equipo de descargas eléctricas.

• Prevenir Curtos Circuitos: A isolación prevén o contacto directo entre conductores a diferentes potenciais, evitando cortocircuitos que poden causar aumentos súbitos na corrente, posiblemente levando a incendios ou danos no equipo.

• Manter Niveis de Tensión: Os materiais aislantes poden soportar altas tensións sen descomporse, asegurando que o sistema funcione de xeito seguro dentro do seu rango de tensión deseñado.

Aplicacións da Isolación:

• Isolación de Cables: Os cables de alta tensión suelen envolverse con capas espesas de aislante para evitar a fuga de corrente ao medio externo.

• Aisladores: Utilízanse para soportar liñas de transmisión de alta tensión, os aisladores prevén que a corrente flue dende o conductor ao terreo ou ás estruturas das torres.

• Interruptores e Disxuntores: Estes dispositivos usan materiais aislantes entre contactos internos e conductores para prevenir descargas accidentais durante a operación.

2. O Papel do Aterramento

O aterramento implica conectar as partes metálicas non en activo do equipo eléctrico (como carcaxas, soportes, etc.) ao terreo, creando un camiño de baixa impedancia para a corrente. Os propósitos principais do aterramento son:

• Proporcionar un Camiño Seguro para Correntes de Fallo: Se ocorre un fallo e a corrente fuga á carcaxa metálica ou a outras partes non en activo, o aterramento proporciona un camiño seguro para que esta corrente flue ao terreo en lugar de a través dunha persoa ou de equipos vulnerables.

• Estabilizar o Potencial do Sistema: O aterramento fixa o potencial do sistema ao potencial do terreo, evitando fluctuacións causadas pola acumulación estática ou golpes de raio, que poden danar o equipo.

• Protección Contra Sobretensión: Durante golpes de raio ou fallos no sistema de enerxía, o aterramento axuda a absorber e disipar a sobretensión, protexendo o equipo de danos.

• Detección de Fallos: En caso de un fallo unifásico ao terreo, o sistema de aterramento pode detectar cambios na corrente, activando dispositivos protectores (como disxuntores ou relés) para aislar rapidamente o circuito defectuoso e prevenir danos adicionais.

Aplicacións do Aterramento:

• Aterramento de Carcaxas de Equipos: Todas as carcaxas metálicas de equipos de alta tensión deben estar aterradas para prevenir descargas eléctricas. Aínda que ocorra un fallo interno, a corrente fluirá a través do cable de aterramento ao terreo, non a través do corpo do operador.

• Aterramento Neutro de Transformadores: Nos sistemas de enerxía trifásica, o punto neutro dos transformadores adoita estar aterrado para estabilizar o potencial do sistema e proporcionar un punto de referencia.

• Pararraios e Protección contra Raios: Nas subestacións e liñas de transmisión de alta tensión, instálanse pararraios e sistemas de aterramento de protección contra raios para prevenir eficazmente a sobretensión causada por golpes de raio, protexendo tanto o equipo como o persoal.

3. Efectos Sinérgicos da Isolación e do Aterramento

A isolación e o aterramento non son medidas aisladas, senón que traballan xuntos para formar un sistema de seguridade eléctrica multinivel:

• Dobrada Protección: A isolación prevén que a corrente flue por camiños non intencionados, mentres que o aterramento proporciona un camiño seguro para as correntes de fallo. Aínda que o material aislante falle, o sistema de aterramento segue protexendo ao persoal e ao equipo.

• Detección e Aislamento de Fallos: Cando os materiais aislantes se degradan debido ao envellecemento, danos ou outros factores, o sistema de aterramento pode detectar cambios na corrente e activar dispositivos protectores (como disxuntores) para aislar o fallo, evitando a escalada adicional do incidente.

• Estabilización do Potencial: O aterramento asegura un potencial de sistema estable, reducindo o risco de descomposición da isolación debido a fluctuacións de potencial. Esto prolonga a vida útil dos materiais aislantes e reduce os custos de manutención.

4. Consideracións Prácticas na Aplicación

• Inspección e Manutención Regulares: Os materiais aislantes poden degradarse co tempo, polo que son necesarias inspeccións e substitucións regulares. Os sistemas de aterramento tamén deben ser probados periodicamente para asegurar que a súa resistencia permanece dentro de límites seguros.

• Escolla de Materiais Aislantes Adequados: Seleccione materiais aislantes adecuados en función do nivel de tensión do sistema e do entorno de operación. Por exemplo, en entornos de alta temperatura, humedade ou polvo, escolla materiais aislantes con forte resistencia climática.

• Deseño Adecuado do Aterramento: O deseño do sistema de aterramento debe considerar factores como a resistividade do solo e a disposición do equipo para asegurar que a resistencia de aterramento é suficientemente baixa para descargar eficazmente as correntes de fallo.

5. Resumo

A isolación e o aterramento son medidas de seguridade indispensables en sistemas de alta tensión. A isolación isola fisicamente os componentes en activo para prevenir a fuga de corrente, mentres que o aterramento proporciona un camiño seguro para as correntes de fallo, protexendo ao persoal e ao equipo. Xuntos, forman un sistema de seguridade eléctrica comprehensivo, prevenindo eficazmente descargas eléctricas, cortocircuitos, sobretensións e outros accidentes eléctricos. Diseñando, mantendo e utilizando correctamente estas medidas, a seguridade e a fiabilidade dos sistemas de alta tensión poden mellorarse significativamente.