Induced voltage approach by lightning in the distribution lines

Henao-Cespedes, V.; Fano, Walter Gustavo; Diaz-Cadavid, L.F.; Plata, Eduardo Antonio Cano

doi:10.1109/gemccon.2016.7797313

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“…Un parámetro de suma importancia para definir la posible responsabilidad del rayo en la ocurrencia de fallas sobre la línea de distribución es la tensión inducida (Vind) por el rayo, entre las líneas de distribución eléctrica que conforman un sistema bifilar y tierra. Una expresión matemática para estimar Vind ha sido desarrollada en trabajos previos [4], dicha expresión fue obtenida desde una perspectiva basada en la aplicación de la teoría de la radio propagación y de los sistemas radiantes, y modelando a la línea de distribución como una antena tipo lazo corto ( Fig. 1).…”

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Modelo de la tensión inducida por un rayo sobre líneas de distribución

Céspedes

Cadavid

Fano

et al. 2017

Elek.

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En este trabajo se han modelado las emisiones electromagnéticas ocasionadas por la descarga de un rayo, considerando al rayo como una antena monopolo corto sobre un plano de tierra perfectamente conductor. Mediante esta analogía se calculan los campos eléctricos y magnéticos radiados, y luego se calcula la tensión inducida en una línea de distribución considerada como un lazo corto. La expresión matemática utilizada para el cálculo de la tensión inducida ya fue propuesta en un trabajo previo y en el presente trabajo es validada mediante su confrontación en un escenario simulado con dos expresiones conocidas para el cálculo de la tensión inducida, una recomendada por la IEEE y desarrollada por S. Rusck y otra desarrollada por Barbosa. Sobre la base de las consideraciones realizadas por Rusck para la obtención de su expresión para la tensión inducida, la geometría relacionada con la expresión propuesta es adaptada para hacerla comparable con el referente internacional de Rusck en la norma IEEE. Posteriormente se han analizado los comportamientos dV_ind/dy de las tres expresiones en la región de radiación de campo cercano del rayo, determinando que las tendencias (las cuales son de carácter hiperbólico) de la expresión propuesta y la desarrollada por Rusck (estandarizada a nivel internacional en la norma IEEE 1410) presentan una gran similitud cuando los campos radiados sobrepasan los 20 m, dando validez a la expresión propuesta.

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