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Descargas atmosféricas:
2. Protección externa.
Prof. Eduardo A. Cano Plata.
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Objetivo
• Captar los impactos directos de rayo que se dirijan a la estructura
• Dispersar la corriente de rayo a tierra sin causar daños térmicos o mecánicos ni chispas peligrosas
Sistema de Protección Externa
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Composición del Sistema • Sistema de Captación Aérea
• Bajantes
• Puesta a Tierra
Sistema de Protección Externa
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ObjetivoEncargado de interceptar los rayos que vayan a impactar directamente a la
estructura
Composición– Antena tipo Franklin– Cables colgantes– Mallas de conductores
Sistema de Captación Aérea
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Métodos de Diseño
Los diseños están realizados a partir de estudios del comportamiento del rayo y pruebas de laboratorio. Sin embargo en la actualidad estos métodos siguen en completa evolución para poder obtener herramientas más eficaces de diseño
La principal hipótesis en que se basan los métodos es que la carga espacial contenida en el líder escalonado, esta relacionada con la magnitud de la corriente de la descarga.
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Modelo de Progresión del Líder
Otros Modelos
Simulación de Cargas
NUBE (anillos de carga)
Segmentos de carga
U= Constante
Zona Streamer
Emax
Líder Ascendente
Líder descendente
He
Distancia entre el canal lídery la estructura.
Estructura Puesta a tierra
(Sin Escala)
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Métodos de Diseño
Métodos (Basados en el método electrogeométrico)
• Esfera Rodante
• Ángulo
• Enmallado
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Método de la Esfera Rodante
• La esfera debe estar soportada por el sistema de captación aéreo
Nivel de Protección Radio de la Esfera [m]
Corriente mínima de Protección [kA]
Nivel I 20 3
Nivel II 30 5
Nivel III 45 10
Nivel IV 60 16
Probabilidad que los parámetros sean
NPR
I II III IV
Mayores que el mínimo definido en la Tabla 4
0,99 0,97 0,91 0,84
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Método de la Esfera Rodante
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Método del ángulo de Protección
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Método del ángulo de Protección
Nivel de Protección III
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Método del Enmallado
Nivel de Protección Malla [m]
Nivel I 5x5
Nivel II 10x10
Nivel III 15x15
Nivel IV 20x20
Método Utilizado para proteger superficies planas
La red enmallada debe ser diseñada de tal manera que la corriente de rayo siempre encuentre al menos
2 vías de evacuación de la corriente.
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Bajantes
• Las bajantes deben distribuirse simétricamente alrededor de la estructura a proteger, ubicadas en la parte exterior de ésta.
• La longitud de las bajantes debe ser la menor posible
• El número de bajantes no debe ser inferior a 2
Tipo de Nivel de Protección
Distancia Típica Promedio [m]
I 10
II 10
III 15
IV 20
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Puestas a Tierra
El sistema de puesta a tierra es usado para dispersar la corriente de rayo que viene por las bajantes reduciendo al mismo tiempo el peligro de tener tensiones de paso y de contacto peligrosas.
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Conexiones y Empalmes
Conexión en T Empalme . Conexión para cables paralelos
Soporte HorizontalSoporte Vertical
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Equipotencialización