CABLE DE GUARDADEFINICION:

Los cables de guarda son conductores conectados a tierra y colocados sobre los conductores de fase para interceptar las descargas tipo rayo las cuales podrían caer directamente sobre las fases.

La corriente de la descarga tipo rayo es desviada a tierra a través de una línea de tierra en el soporte. Para que sea efectivo, el cable de guarda deberá tener su puesta a tierra en cada soporte.

La utilización del Cable de Guarda, Pararrayos y Puesta a Tierra en una LT está relacionado con la protección que deben tenerlas líneas eléctricas contra sobre tensiones ocasionadas por descargas atmosféricas.

Sistema de protección por hilo de guardia:

● Los hilos de guardia de Estaciones y líneas desempeñan dos funciones importantes:

a. Proteger las líneas aéreas contra descargas atmosféricas siendo su objeto primordial • Reducir la tensión inducida en la línea aérea por los rayos que caen en las cercanías • Proteger los conductores de fase, absorbiendo las descargas atmosféricas • Reducir la acción devastadora del rayo descargado directamente en la línea aérea

Para todo lo cual tiene mera importancia la disposición con respecto a los conductores.

b. Reducir el efecto de la corriente de cortocircuito y participando por lo tanto en la disminución de la resistencia de tierra y disminuyendo las tensiones de paso que puedan poner en peligro a las personas o animales.

● La acción protectora del hilo de guardia se determina por “zonas de protección” o también como conocidos como “ángulos de protección”. Dichas zonas son fundamentales en la configuración de líneas eléctricas aéreas y Estaciones de transformación, dado que la misma influye considerablemente sobre su diseño.

DISEÑO:

● El diseño de un cable de guarda consiste básicamente en lade terminación de su ubicación en la estructura.

● Las características mecánicas se deben considerar de tal forma, que resista la carga mecánica y no vaya a tener una flecha excesiva.

● Las características eléctricas, deben garantizar bajas pérdidas por inducción y bajos voltajes de paso y de contacto

Métodos:

● El ángulo de apantallamiento es el ángulo real que existe entre el cable de guarda y el conductor de la fase. Como el que se muestra a continuación.

● La experiencia con varias líneas indican que un ángulo de 20 grados dar resultados satisfactorios, mientras que con ángulos de 45 grados se ha obtenido resultados pobres en la protección de la línea ante descargas atmosféricas.

Pruebas en el laboratorio indican que un buen ángulo promedio es de 30grados.

Método electro geométrico:

● Una descarga atmosférica puede caer directo a tierra en la proximidad de una línea de transmisión o impactarse directamente en la línea de transmisión. Esta distancia r denominada distancia de impacto es una función de la magnitud de la corriente de la descarga. La ecuación siguiente permite determinar la distancia de impacto en función de la corriente.

● El método electro geométrico permite determinar, de forma aproximada,la máxima corriente que provoca una falla del apantallamiento. El método consiste en determinar mediante un análisis geométrico la distancia de arqueo que puede provocar una falla de apantallamiento, toman do en cuenta la disposición geométrica de los conductores en la torre de transmisión y una vez conocida la distancia de impacto máximase determina la corriente

máxima con la ecuación anteriormente mostrada.

Donde:a es la distancia horizontal entre el cable de guarda y el conductor de fase

h e y son las alturas del cable de guarda y conductor de fase respectivamente;

r es la distancia de impacto;

α es el ángulo de apantallamiento.

Problema!

● El problema de cómo colocar el cable de guarda para conseguir una protección total contra las descargas directas de los rayos a los conductores ha sido muy discutido, no llegándose hasta ahora a ningún resultado definitivo. Por ello se enuncian las principales propuestas para resolver el problema, a fin de elegir una solución adecuada que garantice el funcionamiento seguro de la línea y que sea económicamente aceptable.

● 1 BEWLEY: Asume que el rayo choca siempre el objeto mas próximo a la nube cargada y deduce de esta hipótesis las formulas para la colocación de los hilos de guardia. Estas formulas dependen de la altura de las nubes cargadas, lo que es un factor difícil de determinar. Bewley llega a la conclusión de que, para las nubes de una altura de 5 a 30 veces la altura de los hilos de guardia sobre la tierra, el ángulo protector es de 55º a 75º.

● 2. WAGNER: En base a ensayos de laboratorio, recomienda adoptar un ángulo protector del hilo de guardia de 30º a 40º para los conductores externos y de 70º a 80º para los colocados entre los hilos de guardia.

● 3. GOLDE: Llega a la conclusión de que el ángulo protector del hilo de guardia es aproximadamente 64º y aumenta con la intensidad de la corriente del rayo.

OBSERVACIONES FINALES

● Distancia Insuficiente:El cable de guarda no garantiza una completa protección a las LT, tiene sus limitaciones. En el método electro geométrico se puede ver que el apantallamientono es completo pues el conductor de fase no está completamente protegido, para un apantallamiento completo la distancia XS debeser igual a cero.

● Aplicación en Alta Tensión en Alta Tensión:

● El cable de guarda es efectivo en alta El cable de guarda es efectivo en alta tensión, para lineas de distribución su capacidad de neutralizar descargas directas disminuye, se estima un 30%.