Fío de Terra ou Fío de Máis Baixa Tensión

Definición de cable terra aéreo (cable de terra)

Un cable terra aéreo, tamén coñecido como cable de terra, é un compoñente crucial dos sistemas de protección contra os raíos. Consiste en un ou varios conductores que se instalan por encima da liña de transmisión, estendendo duns apoios a outros. Estes cables están meticulosamente conectados ao terra en intervalos regulares ao longo do seu percorrido.

A función principal do cable de terra é interceptar os impactos directos de raíos que de outro xeito afectarían aos conductores de fase da liña de transmisión. Ao desviar a corrente de raio de forma segura ao terra, protexe os conductores eléctricos críticos de posibles danos, asegurando así a operación ininterrumpida do sistema de transmisión de enerxía. É importante destacar que, aínda que moi eficaz contra os raíos, o cable de terra non ten ningún efecto na mitigación das sobretensiones de conmutación, que son causadas por diferentes fenómenos eléctricos dentro do sistema de enerxía.

Cando un raio atinge o punto medio dun cable de terra, xéranse ondas eléctricas que se propagan en direccións opostas ao longo da liña. Estas ondas acaban chegando ás torres de transmisión adxacentes, que están deseñadas para canalizar de forma segura a enerxía eléctrica ao terra. No entanto, a eficacia do cable de terra depende dun factor clave: a resistencia entre a base da torre e o terra debe manterse suficientemente baixa. Un valor de resistencia alto pode impedir a dissipación eficiente da corrente de raio, reducindo a capacidade do cable de terra de protexer a liña de transmisión e podendo levar a sobretensiones e danos no equipo.

Se a resistencia entre a base da torre e o terra non é baixa, e o cable de terra ou a torre son golpeados por un raio, este inducirá un potencial extremadamente alto. Este alto potencial pode causar un flashover desde a torre a un ou máis conductores de fase. Este fenómeno chámase flashover inverso.

O flashover inverso ocorre específicamente cando o produto da corrente da torre e a impedancia da torre supera os niveis de aislamento da liña de transmisión. Para mitigar este risco, un enfoque eficaz é reducir a resistencia da base da torre. En áreas con alta resistividade do solo, adoitan empregarse varillas enterradas e contrapósitos.

Un contrapósito é un conductor enterrado no chan, xeralmente feito de acero galvanizado. Para un terminal aéreo, o contrapósito funciona como un terminal de terra especializado. O seu papel é diminuir a impedancia de surto da conexión ao terra e mellorar o acoplamento entre o cable de terra e o conductor, mellorando así o rendemento global da protección contra os raíos do sistema.

Nas liñas de transmisión, utilízanse dous tipos principais de contrapósitos: o contrapósito paralelo e o contrapósito radial.

Contrapósito paralelo

O contrapósito paralelo consiste nun ou máis conductores colocados subterraneamente ao longo de todo o percorrido da liña de transmisión. Estas liñas de contrapósito están conectadas ao cable de terra aéreo en cada torre e poste. Esta configuración axuda a distribuír uniformemente a corrente eléctrica durante un raio, reducindo o potencial de acumulación de altas voltaxes e minimizando a probabilidade de flashover inverso.

Contrapósito radial

O contrapósito radial caracterízase por unha serie de cables que se estenden en patrón radial desde a base das pernas da torre. A cantidade e lonxitude específicas destes cables determinanse cuidadosamente en función de dous factores críticos: a localización xeográfica da torre e as condicións predominantes do solo. Estas variables xogan un papel significativo na optimización da eficacia do contrapósito para reducir a resistencia da base da torre e mellorar a protección global contra os raíos da liña de transmisión.

Ángulo de escudo ou protector

O ángulo de escudo ou protector defínese como a medida angular entre a alineación vertical do cable de terra e o conductor de fase que require protección. Convencionalmente, este ángulo mídese como o formado entre a liña vertical que pasa polo cable de terra e a liña que une o cable de terra ao conductor de fase máis externo. Este ángulo serve como un parámetro crucial no deseño e avaliación dos sistemas de protección contra os raíos das liñas aéreas de transmisión, xa que inflúe directamente na capacidade do cable de terra de interceptar os raíos e proteger os conductores de fase de posibles danos.

Optimización das configuracións de escudo e cable de terra

Para un escudo óptimo contra os raíos nas liñas aéreas de transmisión, é crucial minimizar o ángulo protector. Ángulos entre 20° e 30° consideranse altamente eficaces e seguros para proporcionar unha protección adecuada aos conductores de fase. Os enxeñeiros xeralmente evitan establecer o ángulo protector por encima de 40°, xa que facer isto reduce significativamente a eficiencia do escudo e aumenta o risco de que os raíos golpeen directamente os conductores.

Nos sistemas de alta tensión modernos, que adoitan ter conductores con maior separación, unha configuración de dous cables de terra converteuse na norma. Esta configuración ofrece unha protección superior comparada cos sistemas tradicionais de un só cable. O uso de dous cables de terra non só mellora a cobertura e as capacidades de intercepción contra os raíos, senón que tamén trae varias vantaxes eléctricas. Por exemplo, a impedancia de surto dun sistema de dous cables de terra é menor, permitindo unha dissipación máis eficiente das sobretensiones eléctricas inducidas por raíos. Ademais, a presenza de dous cables aumenta o efecto de acoplamento entre os cables de terra e os conductores de fase. Este acoplamento mellorado axuda a equilibrar mellor as cargas eléctricas, reducindo a probabilidade de sobretensiones e mellorando a fiabilidade e resiliencia global da infraestrutura de transmisión de alta tensión.