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Descargas Atmosféricas: 2008 GREDyP

Descargas atmosféricas:

2. Protección externa.

Prof. Eduardo A. Cano Plata.



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



Composición del Sistema • Sistema de Captación Aérea

• Bajantes

• Puesta a Tierra

Sistema de Protección Externa



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



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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R

rr scsc

( )0.65min10 [ ]scr i m= ⋅



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)



Métodos de Diseño

Métodos (Basados en el método electrogeométrico)

• Esfera Rodante

• Ángulo

• Enmallado



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



Método de la Esfera Rodante



Método del ángulo de Protección



Método del ángulo de Protección

Nivel de Protección III



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.



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



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.



Conexiones y Empalmes

Conexión en T Empalme . Conexión para cables paralelos

Soporte HorizontalSoporte Vertical



Equipotencialización

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