Este documento describe los componentes clave de un Sistema Integral de Protección contra Rayos (SIPRA) aplicado a líneas de transmisión de energía eléctrica. Explica que un SIPRA para líneas de transmisión consiste principalmente en un sistema de protección externa que incluye cables de guarda, cadenas de suspensión, bajantes conectadas a puestas a tierra para desviar descargas atmosféricas de manera segura. También cubre los requisitos de diseño para la puesta a tierra de las torres, incl

1. UNIVERSIDAD FERMÍN TORO
VICE-RECTORADO ACÁDEMICO
DECANATO DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA TELECOMUNICACIONES
Líneas de transmisión de la energía
Eléctrica en HVAC. (Aplicación SIPRA).
Integrantes:
Katherine Montoya C.I. 23.726.701
Paola Testa C.I. 24.005.133
Alain Paredes C.I. 24.789327
Sección: Saia B
Materia: Sistemas Puesta a Tierra
Prof.: Andrés Soto
Cabudare, Agosto 2016.

2. Introducción
Todo SIPRA aplicado a una línea de transmisión se basa
fundamentalmente en minimizar el efecto que pueda causar una
descarga atmosférica, principalmente protegiendo la estructura,
asegurando la continuidad del servicio de transmisión eléctrico, al igual
que propende la protección y seguridad de las personas.
Una descarga atmosférica, puede considerarse como una fuente de
corriente capaz de hacer fluir una corriente permanente (la asociada
con el rayo) a través de una impedancia. La tensión producida por la
descarga es producto de la corriente y de la impedancia a través de la
cual fluye.
El propósito de la protección contra rayos se fundamenta en la armonía
de un sistema integral que parte de la valoración del nivel de riesgo y va
hasta la puesta en práctica de una guía de seguridad personal, su
objetivo principal es controlar (no eliminar) el fenómeno natural,
encausándolo en forma segura.

3. Consideraciones Generales
Rayo
El rayo se puede decir la unión que
está descontrolada de las cargas
positivas y negativas, producida
durante una descarga eléctrica a
través de gases de baja
conductividad. Las descargas se
presentan de nube a nube o de
nube a tierra. Usualmente las nubes
están cargadas negativamente en
su base y positivamente en su parte
superior.
El rayo se puede decir la unión que
está descontrolada de las cargas
positivas y negativas, producida
durante una descarga eléctrica a
través de gases de baja
conductividad. Las descargas se
presentan de nube a nube o de
nube a tierra. Usualmente las nubes
están cargadas negativamente en
su base y positivamente en su parte
superior.

4. SIPRA
Sistema Integral de Protecciones
contra Rayos .
Sistema Integral de Protecciones
contra Rayos .
Se compone de:
Evaluación del Nivel de Riesgo.
Sistema de Protección Externa:
- Anillo de Apantallamiento.
- Bajantes.
- Puesta a Tierra.
Sistema de Protección Interna:
- Guía de seguridad Personal.
- Sistemas de Alarma.
El SIPRA propende por la seguridad
de las personas, así como la
protección al
inmueble o instalación.

5. Líneas de Trasmisión
Una línea de transmisión es simplemente el conjunto de elementos que
se encargan de trasmitir energía eléctrica a niveles de alta tensión desde
las centrales de generación hasta los punto de consumo a través de
largas distancias.
Para el transporte de energía eléctrica, los niveles producidos deben ser
transformados, elevándose su nivel de tensión. Esto se hace
considerando que para un determinado nivel de potencia a transmitir,
al elevar la tensión se reduce la corriente que circulará, reduciéndose
las pérdidas por Efecto Joule.

6. SIPRA aplicado a Líneas de Trasmisión
Todo SIPRA se basa fundamentalmente en el siguiente esquema:
Las líneas de transmisión de energía eléctrica solo comprenden un sistema de
protección externo, ya que según normativas establecidas en el país, las estructuras
que manejan altas tensiones y corrientes a nivel de transmisión deben estar
construidas retiradas de pueblos y ciudades, por ende el nivel de incidencia o daño
para alguna persona es reducido, sin embargo, es necesario proteger la
infraestructura para garantizar la continuidad del servicio eléctrico.

7. Cuando una descarga atmosférica cae en un cable de guarda, la corriente
debida a la descarga fluye en ambos sentidos a través de la impedancia
impulso del cable de guarda. (La corriente y la tensión) se propagan hasta
llegar a la torre, bajan por esta y se encuentran con una resistencia de
puesta a tierra que disipa la energía asociada con la descarga atmosférica.
Lo mismo podemos decir cuando la descarga atmosférica cae directamente
en la torre.
El cable de guarda es la protección principal contra descargas atmosféricas
en un sistema de transmisión de energía eléctrica, es un cable sin tensión y
el mismo se encuentra en cada torre y comprende un vano entre torre y
torre.

8. Las torres son verdaderos pararrayos, dado que están construidas todas de
metal, y están perfectamente puesta a tierra. Los cables de guarda para
líneas de transmisión de 85, 115, 230 y 400 KV están formados por 7 hilos
de acero de altas resistencia mecánica, extra galvanizados, con un diámetro
total de 9,53 mm, es decir, tienen un diámetro que no va mas allá de 1 cm;
tienen un peso unitario de 0.406 Kg/Km y su carga de ruptura es de 4900
Kg.
Cadena de suspensión para hilo de guarda en líneas de transmisión.

9. Los cables de guarda se conectan a tierra a través de cada estructura, ya
sea por conexión eléctrica a la estructura ( en el caso de las torres
metálicas), o a través del cable de bajada conectadas a la red de tierra de la
línea ( tal es el caso de los postes de madera o de concreto), de esta forma
direccionan al suelo eventuales descargas incidentes.
El diseño del SIPRA para una línea de transmisión, independientemente del
nivel de tensión que maneje, estará compuesto por los siguientes elementos:
Cable de Guarda, cadena de suspensión para cable de guarda, bajante con
un conductor de cobre conectado a la puesta a tierra (en caso de descargas
atmosféricas directas en el cable de guarda), estructura conectada a la
puesta a tierra ( en caso de descargas atmosféricas directas en la torre).

10. Ahora bien, para la instalación del SIPRA en una línea de transmisión,
dependerá de las características de la estructura para definir si manejara un
cable de guarda o dos, dependiendo de las dimensiones de las estructura.
Por lo general los dispositivos usados para la puesta a tierra de las
estructuras de líneas de transmisión son los contrapesos y las jabalinas. Las
jabalinas son barras generalmente de acero recubiertas con cobre, y se
entierran verticalmente en el suelo. Los contrapesos por su parte, son
guayas de acero galvanizados de diámetro variable que se colocan
horizontalmente sobre el terreno.
Según las “Normas Generales para proyecto de líneas de transmisión a 230
KV y 115 KV de CORPOELEC”, la resistencia de puesta a tierra de cada
estructura no debe superar los 20 ohm.
Es necesario calcular la resistividad del terreno con anterioridad antes de
diseñar la estructura de las líneas de transmisión para poder hacer el diseño
de puesta a tierra, se recomienda utilizar el método Wenner para poder
determinarla, cumpliendo la normativa presentada con anterioridad , no
debe superar los 20 ohm.

11. El bajante debe ser un conductor de cobre trenzado de calibre 2/0 (según la
norma IEEE STD 80-2000) , el cual esta soldado mediante soldadura
exotérmica, la conexión a tierra debe ser única y radial, es decir, el bajante
con el conductor de cobre esta conectado al cable de guarda y baja a través
de la estructura fijada sobre la misma a través de soldadura exotérmica
hasta llegar al punto de tierra.
La estructura al mismo tiempo de estar conectada al mallado de tierra que
permita la descarga directa del rayo a la hora de un rayo que caiga sobre la
estructura.

12. Conclusión
Un Sistema Integral de Protección contra Rayos asociado a las líneas de
transmisión de alta tensión de corriente alterna, es indispensable para poder
garantizar tanto la protección humana, como a los equipos que conforman
la red de transmisión y garantizar la continuidad del servicio eléctrico.
Para dar una idea de valores de puesta a tierra, podemos decir que son muy
buenos valores de 20 ohms o menos y que valores por encima de 50 o 60
ohms ya son preocupantes; para suelos altamente rocosos se pueden
encontrar valores superiores a los 350 ohms.
Una gestión adecuada para la protección contra rayos consiste en realizar
una evaluación de riesgo, es decir, analizar el riesgo que puede estar
presente al producirse una descarga atmosférica.

13. Anexos

16. Referencia bibliográfica
http://www.sistemamid.com/panel/uploads/biblioteca/1/573/5
79/3190.
pdf
http
://repository.lasalle.edu.co/bitstream/handle/10185/16997
/T42.11%20C278e.pdf?sequence=
1
http://www.ea1uro.com/ea1gx/CABLES-DE-GUARDA-EN-
TORRES-DE-ALTA-TENSION-Y-
RAYOS.pdf

17. Video
https://www.youtube.com/watch?v=08nYHEANsxo