PROTECCIÓN CONTRARAYOS,

SOBRETENSIONES Y EL

IMPULSO ELECTROMAGNÉTICO

Alumno: ALEJOS LOPEZ EFRAIN

Docente: Ing. LLANA YUFRA CESAR

Distribución de cargas eléctricas en µva vµ__ ^ua_µŒa_

Descarga entre nubes , dentro de una nube y posible descarga nube - tierra

Rayos descendentes

Rayos ascendentes

Descarga eléctrica atmosférica

Forma real de onda de corriente de rayo

Estaciones con detectores de rayos del sistema WWLLN

Descargas señaladas por el sistema WWLLNt Universidad de Washington

Incidencia de daños por sobretensiones, en equipos electrónicos

Peligro por impactos de rayos

Número de impactos por año

50 días de tormentas/año = 5 rayos /año km2

2 km

Radiode siniestro

porimpactode rayo

Una descarga de rayo comprende un rayoprincipal de retorno y 3 ó 4 sucesivos

(en promedio). Cantidad de eventos que los equipos

electrónicos se ven sometidos a sobretensiones en un año

4 rayos por descarga x 12,56 km2 x 5 descargas/año km2 equivalen a

251rayos /año o 251 veces/año de quemar

S156

2

1562.ppt/28.01.98/

OB

Descarga de un rayo en una jaula de Faraday con entrada de conductor lejano

î = 100kA

Jaula de Faraday

³AJXMHUR GH FaUaGa\´

Conductor lejano

U =100kV

RE= 1

Daños por rayos y sobretensiones en dos edificios

i

Edificio1 Edificio2

Conductores

i1 U1

algunos 100 kV i2 U2

algunos 10

kV

Proceso de Formación del rayo

Acoplamiento Galvánico.

Clase Amplitud kA

I 200

II 150

III -IV 100

Normas IEC 62305

i

î

t Forma de onda 10 /350 µs

PAS

ûE= î · R st

Rst

Rst

Ejemplo:

ûE= 100kA · 1

= 100kV

Causa de sobretensiones Acoplamiento capacitivo

Canal del rayo

C

C

Instalación 1

Equipo

1

Lineade

señal

Instalación 2

Equipo

2

BEP1 PE 1 Corriente inducida PE2

BEP2

Zonas de protección contra rayos (LPZ)

LEMP

Armadura

de acero

Instalación

captora LPZ 0 A

LPZ 1

Pantalla del local

M

ü

LEMP

LPZ 0 B

³Esferarodante"

Radio 20m

Ventilación LPZ 2 Pantalla del aparato

LPZ 3

LEMP

Cámara ü

ü

LPZ 0 B

SEMP

ü ü

ü Entresuelo

Barra-anillode ü ü compensación de

potencial

Lámpara

ü Enchufe

LPZ 0 B

Red de energía

Red de

energía

Toma de

tierra

dSe65c9im/3ientos

LPZ 1

Compensación de potencial para protección contra rayo Descargador de corriente de rayo

Red de

comunicaciones

ü Compensación de potencial local Descargador de sobretensiones

Reducción de los campos magnéticos

Distribución de la corriente de rayo

Al caer un rayo, el 50% se deriva a tierra y el otro 50% se divide en todas las redes que

ingresan a la vivienda

100%

50%

Sistema de telecomunicaciones

Sistema de energía

Tuberías metálicas

EBB

Sistema de protección

externa contra el rayo

50% Sistema de puesta a tierra

Pro

tec

e

x

Sistema de Equipotencialidad

Barra equipotencial

PAS

LPZ0 LPZ1

EVU

Agua

Gas Z

Tuberia conprotección catódica

Calefacción

Red de tierra

Concepto de esfera rodante Radio de la esfera rodante

Distancia alpunto

de impacto

Determinación del dispositivo captador en función del nivel de protección

Nivel de Esfera Angulo de protección Dimensiones Efectividad

protección Iso- () de malla

geométrica

r (m)

I 20

II 30

III 45

IV 60

) 80

70

60

50

40

30

20

10

0

I II III IV

0 10 20 30 40 50 60

h(m)

5 x 5 98 %

10 x 10 95 %

15 x 15 90 %

20 x 20 80 %

h

r

Espacioprotegido

h: Altura del dispostivo captador sobre

el nivel del suelo

r: Radio de la esfera isogeométrica

:Angulode protección

Formula del ángulo de protección

2 2

2Rh h

2 R h

180 / arctg

2Rh h R arcsen

R

h 2

Intensificación del campo eléctrico en las puntas captoras

Puntas impactadas por rayos en el ^oa_}Œaš}Œ]} vašµŒao_

EEUUX LavPuµ]ŒU

Descarga sobre un ser humano

Descarga eléctrica

atmosférica

(rayos)

Descarga lateral de un rayo

Descarga eléctrica

atmosférica (rayos)

Tensión de contacto al tocar una bajada que está derivando un corriente de rayo a tierra

Tensión de contacto

Descarga eléctrica

atmosférica (rayos)

Descarga sobre una cañería

Descarga eléctrica atmosférica (rayos)

La persona puede recibir una tensión de contacto mortal

suelo

Cañería metálica de agua

Recorrido por la cañería de la sobretensión

potencial de la superficial del suelo

Cáo_µo} oa ^š_v•]•v ‰a�}_

C}všŒ}o oa � ^š_v�]}v_� o ‰a �}_

Toma de tierra de control de potencial de la superficie del suelo

Muerte de animales vacunos en Estados Unidos por tensión de contacto

Posición recomendada ante la proximidad de caídas de rayos

Protección contra tensiones de paso en escuelas de Alemania

Protección contra las descargas eléctricas atmosféricas de un edificio

Sistema de Distribución TNS

Sistema de distribución TT

Muchas gracias