Análisis de Sobretensiones Resultantes de Descargas Atmosféricas para Suelos Dependientes de la Frecuencia

En colaboración con la IV Jornada Peruana-Internacional de Investigación en Ingeniería

Resumen

En este trabajo se presenta un estudio comparativo de la impedancia de un electrodo vertical enterrado en un suelo homogéneo donde los parámetros eléctricos (resistividad y permisibilidad) son dependientes de la frecuencia en relación a los mismos con parámetros constantes. Para su cálculo, es llevado en consideración que el electrodo vertical se puede interpretar como una línea de transmisión (LT) cuyos los parámetros eléctricos son distribuidos por unidad de longitud. Así, la impedancia del electrodo es computada como siendo la impedancia harmónica de LT en función de la frecuencia. Una vez obtenidas las impedancias de aterramiento del electrodo, y empleando una técnica de mínimos cuadrados, se las representan por circuitos eléctricos directamente en el dominio del tiempo. La ventaja de usar este tipo de representación es que el modelo puede insertarse fácilmente en software del tipo EMTP para el análisis de los transitorios electromagnéticos.  Así, se calculan las elevaciones de potencial en el aterramiento para una descarga atmosférica incidente en el electrodo.  Adicionalmente, una descarga atmosférica es inyectada en el topo de una torre de transmisión aterrada por un electrodo vertical, para evaluar las tensiones en los brazos de la estructura y en su base.  Los resultados muestran que las tensiones son significativamente modificadas por la presencia del suelo con parámetros dependientes de la frecuencia, en especial las amplitudes, y que un análisis preciso del transitorio en los sistemas eléctricos debe llevar en cuenta ese fenómeno.