1.6 Tipos de Pararrayos (surge arresters)Un pararrayo es un instrumento de proteccin que tiene como principio de funcionamiento atraer rayos o descargas atmosfricas ionizando el aire para excitar y de esta manera canalizar la gran magnitud de la descarga siendo esta una diferencia de potencial entre la nube cargada y la cabeza del pararrayo, conduciendo en direccin ascendente a travs del cable de tierra la tensin elctrica de la descarga compensando el potencial en el punto instalado ms elevado.

Figura13. Pararrayo aterrizado.

1.6.1 Pararrayos ionizantes pasivos (Atrae-rayos simple)Son electrodos hechos de acero o materiales similares con formas de uno o varios puntales, que tienen el nombre de Punta simple Franklin. Estos no poseen dispositivos electrnicos como tampoco algn tipo de fuente de alimentacin ni radioactiva, y dependiendo del fabricante varan los diversos modelos basndose en la funcin que cumplan donde se presentan con sistemas metlicos para crear un efecto de condensador. El objetivo de estos atrae-rayos es proteger las instalaciones del impacto directo del rayo, excitando su carga y capturando su impacto para conducir su potencial de alta tensin a la toma de tierra elctrica.El objetivo principal de estos atrae-rayos es proteger las instalaciones del impacto directo del rayo, excitando su carga y capturando su impacto para conducir su potencial de alta tensin a la toma de tierra elctrica.Durante la tormenta se generan campos elctricosde alta tensin que se concentran en las puntas ms predominantes (de mayor altura), a partir deuna magnitud del campo elctrico alrededor de la punta o electrodo, aparece la ionizacin naturalo efecto corona, son mini descargas disruptivas que ionizan el aire. Este fenmeno permita conducir la descarga atmosfrica a tierra trazando un camino, que se facilita por medio de la excitacin que atrajo el rayo (Lder).En funcin de la transferencia o intercambio de cargas, se puede apreciar enla PSF,chispas diminutas en forma de luz, ruido audible a frito, radiofrecuencia, vibraciones del conductor, ozono y otros compuestosEl fenmenoarranca avalanchas electrnica por el efecto campo, un electrn ioniza un tomo originando un segundo electrn. Este electrn junto con el original puede ionizar otros tomos produciendo as una avalancha de electrones que aumenta exponencialmente.El aire cambia de caractersticas gaseosas al lmite de su ruptura dielctrica, el rayo es el resultado de la saturacin de cargas entre nube y tierra, se encarga detransferir en un instante, parte de la energa acumulada; el proceso puede repetirse varias veces. Las colisiones no resultantes en un nuevo electrn provocan una excitacin que deriva en el fenmeno luminoso. Figura 14. Punta de pararrayos tipo Franklin.

1.6.2 Pararrayos ionizantes Semi-activos:Son electrodos de acero o de materiales similares con terminacin en una punta, cuenta con un sistema electrnico que genera un avance en el cebado del trazador ( Lider ).

No cuenta con fuente radioactiva, contiene un dispositivo electrnico sensible compuesto de diodos, bobinas, resistencias y condensadores, sumergidos en una resina aislante, todo hermticamente cerrado.

Se aprovecha la influencia elctrica del aumento de potencialentre la nube y la tierra, para auto alimentar el circuito electrnicoy excitar la avalancha de electrones.En otros casos los sistemas secaracterizan por anticiparse en el tiempo en la captura del rayo una vez que se produce la carga del dispositivo de excitacin.La excitacin del rayo se efecta ionizando el aire por impulsos repetitivos y a medida que aumente gradualmente la diferencia de potencial aportada por la saturacin de cargas elctrico-atmosfricas. De esta manera aparece la ionizacin natural o efecto corona que no son ms que mini descargas peridicas que ionizan el aire, este fenmeno traza el camino que conduce la descarga del rayo (Lider).

En la tormenta se generan campos de alta tensin que se concentran en los puntales ms altos, donde la magnitud del campo elctrico alrededor de la punta forma la ionizacin por impulsos, que son pequeos flujos elctricos que se puede apreciar como radiofrecuencia, diminutas chispas de luz, ruido audible a grandes distancias (estruendo), vibraciones del conductor, ozono y otros compuestos.Este fenmeno se ocasiona cuando el aire cambia de caractersticas gaseosas al lmite de su ruptura dielctrica, produciendo el rayo que es el resultado de la saturacin de cargas entre nube y tierra. Adems este fenmeno crea una avalancha de electrnica done se logra ionizar un tomo produciendo un efecto en cadena de electrones que ioniza los tomo a su alrededor aumentando los electrones en forma exponencial que explica el efecto luminoso por la colisin de electrones. El dispositivo entra en funcin en el momento que la descarga entra al dispositivo con el objetivo de proteger las instalaciones del impacto directo del rayo, excitando su carga y capturando su impacto para conducir su potencial de alta tensin a la toma de tierra elctrica.Algunos de estos equipos incorpora un sistema de cebado que anticipan la descarga de 25 a 68 micro-segundo.

Figura 15. Pararrayo ionizante semi-activo.

1.6.3. Pararrayos des ionizantes pasivos, tecnologa CTS, Charge Transfer System, Como caractersticas bsicas incorporan un sistema de transferencia de carga ( CTS ), y no incorporan ninguna fuente radioactiva. Se caracterizan por transferir la carga electroesttica mucho antes que se forme el rayo, y de esta manera anulael la ionizacin o efecto corona. Tiene una forma es esfrica que est conectado al sistema en serie con la propia toma de tierrapara transferir la carga electroesttica a tierra evitando la excitacin e impacto directo del rayo.

Figura16.Pararrayos des ionizantes pasivos Este cabezal est constituido por dos electrodos fabricados de aluminio y separados por un aislante dielctrico donde todo est soportado por un pequeo mstil de acero inoxidable.Funcionamiento: En la tormenta seproduce una fuga de corriente a tierra por el cable conductor elctrico, los valores mximos que se pueden registrar durante el proceso de mxima actividad de la tormenta, no superan los 300 miliamperios. A partir de ese momento el campo elctrico ambiental no supera la tensin de ruptura al no tener la carga suficiente para romper su resistencia elctrica.La tormenta se genera campos de alta tensin que se concentran en el (ctodo -) electrodo inferior, a partir de esta magnitud del campo elctrico, el (nodo +) electrodo superior atrae cargas opuestas para compensar la diferencia de potencial interna del cabezal, en este proceso de transferencia, en el interior del pararrayos se produce un flujo de corrienteentre el nodo y el ctodo. De igual forma como antes mencionado se anula el efecto corona en el exterior del pararrayos, no produciendo descargas disruptivas, ni ruido audible a frito, ni radiofrecuencia, ni vibraciones del conductor. Para cubrir las necesidades ms exigentes de proteccin estn las instalaciones de pararrayos con tecnologa CTS donde los sistemas convencionales de captacin del rayo acabados en punta no son suficientes.

2. El motor de induccin monofsica y motores especiales.Estos motores no son ms que dispositivos con capacidades de transformar la energa elctrica en energa mecnica bajo la presencia de un campo magntico.2.1. Motor monofsico de induccin.Son las maquinas electromotrices construidas de forma ms sencilla y robusta, que tienen como funcin principal la de convertir energa elctrica en trabajo mecnico sobre un eje rotante (eje de flecha).Estos motores de induccin se disean para ser alimentados por sistemas trifsicos de tensin (alta). En otras aplicaciones donde se necesita menor potencia se utilizan otros tipos de motor que tienen capacidades de trabajar con un sistema de alimentacin monofsico (baja tensin).Figura 17. Motor monofsico de induccin.Funcionamiento: El funcionamiento de la mquina de induccin se basa en un campo magntico alterno que se componen de dos campos constantes y rotatorios en sentido opuestos. Siendo as los rotores no giraran ya que en un caso ideal los momentos inducidos a cada lado del eje son iguales y opuestos.La caracterstica principal de los motores de induccin monofsicos es que no pueden arrancar por si solos.Por este motivo este motor posee diferentes formas de arranque para impulsar el eje del motor y de esta forma inducir un par en el eje que acelera la maquina hasta lograr un equilibrio entre la velocidad con el par resistente.Para arrancar un motor s de induccin tenemos los siguientes mtodos de arranque:2.1.1Devanados de fase partida: Se colocar un embobinado auxiliar que se encuentra desplazado fsicamente 90 del principal, (permitiendo el empuje necesario para vencer la inercia) este se construye de conductor ms fino que permite tener diferente cantidad de vueltas logrando una impedancia diferente a la del devanado principal, que logra una corriente desfasada.Este devanado de arranque al ser pequeo no puede funcionar en largo tiempo por lo que se incorpora un interruptor centrifugado que desconecta el auxiliar cuando el rotor alcanza un aproximado del 70 % de la velocidad asignada al motor.

Figura 18. Arranque por devanados de fase partida.2.1.2. Devanados tipo capacitor: En este sistema es muy similar al de fase partida con la diferencias que se conecta el devanado auxiliar en la misma seria con un capacitor de arranque que tiene la funcin de desfasar los campos permitiendo generar un par de arranque mayor que el anterior.Colocando este capacitor que cierre el circuito auxiliar de forma permanente, se mejorara el factor de potencia a un valor mayor de 0.7. Figura19. Arranque por capacitores.2.1.3Polos de estator sombreados: Son motores de construccin sencilla que consisten en abrazar (envolver) una parte del estator con un anillo conductor conocido como espira de sombra, donde se inducen corrientes de cortocircuito por la influencia del mismo campo estacionario. Debido a su impedancia el campo que generan estos anillos est desfasado del campo original, y de esta manera se logra en el rotor dos flujos magnticos con diferentes intensidad y orientacin. Estos motores motores monofsicos de induccin estn constituidos por un estator fabricado de material ferromagntico sobre el que se colocan las bobinas principales. Figura20. Arranque por polos sombreados.

En el motor se crea un entrehierro entre el estator y el rotor lo que permite que esta mquina conserve las propiedades fundamentales al no poseer contactos elctricos rasantes (escobillas), que ayuda a la durabilidad y bajo mantenimiento de la mquina.El rotor tiene caractersticas similares al estator; esta parte diseado con barras conductoras cortocircuitadas en los extremos conectadas con por anillos forman una jaula de ardilla tpica de los motores de induccin. Tanto el devanado principal o de marcha como el devanado auxiliar o de arranque, se distribuyen en ranuras espaciadas uniformemente alrededor del estator. Figura 21. Motor jaula de ardilla.

Estos motores monofsicos de induccin no generan por si solos par de arranque por lo que se la funcin principal de los devanados ser producir el giro del roto, y por este motivo el devanado auxiliar se encontrara localizado en ranuras con orientacin desplazada 90 en el espacio elctrico con respecto a las del devanado principal.

Figura21. Especificaciones del motor de induccin. a. Creacin de los momentos en el motor de induccin. b. Partes del motor de induccin. c. Grafico correspondiente al arranque del motor.

Aplicaciones: La necesidad de utilizar los motores de induccin recae en el uso de mquinas con capacidad de realizar trabajo a travs de un sistema monofsico que es la energa suministrada por lo general por las empresas de distribucin de electricidad. Principalmente son empleados en mquinas o sistemas que se constituyen de caballaje fraccionado como ejemplos ms comunes: maquinas aspiradoras, acondicionadores de aire, mquinas de coser entre otras.