Tensión inducida y medidas de protección contra ella.

El voltaje es inducido en las líneas eléctricas aéreas por las líneas que operan en el vecindario, este voltaje no está directamente relacionado con el voltaje de la línea en sí y, por lo tanto, se denomina inducido.

En relación con este hecho, las normas de seguridad para la operación de instalaciones eléctricas determinan las medidas de protección que deben tomarse para garantizar la seguridad cuando se trabaja en líneas aéreas. Las medidas de seguridad también se indican como un elemento separado en condiciones en las que la conexión a tierra no ayuda a reducir el valor del potencial inducido de los cables desconectados por debajo de 25 voltios.

Mientras tanto, el personal de servicio ocasionalmente experimenta descargas eléctricas debido al voltaje inducido. Esto sucede debido a la falta de comprensión de la verdadera naturaleza del voltaje inducido, cómo ocurre, cuál es el mecanismo. El peligro persiste de una forma u otra, ya que incluso tocar un conductor debidamente puesto a tierra que sea susceptible a la inducción de voltaje de una línea adyacente puede electrocutar a una persona.

La conclusión es que cualquier línea aérea que corre paralela a otras líneas aéreas está experimentando todo el tiempo la acción inductiva de las líneas vecinas desde las cuales se induce el potencial sobre ella.

Los campos electromagnéticos de las líneas interactúan entre sí, mientras que el valor de la tensión inducida está asociado tanto a la tensión de operación como a la corriente de carga, así como a la distancia entre los conductores de fase de las líneas, además de la longitud de los mismos. La sección a lo largo de la cual estos conductores discurren en paralelo es significativa. En cada una de las líneas se induce un potencial, el cual consta de dos componentes: interacciones electrostáticas y electromagnéticas.

El primer componente es electrostático. Inducida por esta componente, la tensión está relacionada con la interacción del campo eléctrico de la línea de influencia sobre la que se considera desconectada. Valor de la tensión inducida, incluso sujeto a PUE, pero con paso paralelo de estas líneas, depende de la tensión en la línea de influencia. La tensión inducida en la línea aérea desconectada resulta ser la misma en toda su longitud y resulta ser igual a:

Diagrama de distribución de tensión inducida:

El componente electrostático del voltaje inducido se puede reducir a un valor seguro a lo largo de toda la línea conectando a tierra al menos un lugar. Es decir, si dicha línea aérea está conectada a tierra en sus extremos, el efecto de la acción del componente electrostático se eliminará por completo. La línea de aire desconectada, puesta a tierra en los extremos, durante su mantenimiento, de acuerdo con las normas de seguridad, debe ser puesta a tierra en el lugar de trabajo.

El componente electromagnético difiere en su mecanismo de acción del electrostático. La tensión inducida por la componente electromagnética se debe a la acción de los campos magnéticos de las corrientes de los conductores de fase pertenecientes a la línea de influencia. Entonces, el EMF dirigido a la línea aérea desconectada será igual a:

Lo que importa aquí es el coeficiente de acoplamiento inductivo, que no cambia para los corredores de las líneas consideradas, pero el valor de EMF está determinado por la longitud de la sección a lo largo de la cual las líneas siguen en paralelo. También importa la corriente de carga en la línea de influencia, pero no la tensión de línea. El voltaje a tierra en el punto x será igual a:

Es obvio a partir de la fórmula que al comienzo de la línea, el voltaje inducido por el componente electromagnético será + E / 2, en el medio de la línea 0 y al final -E / 2. El componente electromagnético del voltaje inducido no cambia debido al aislamiento del cable de tierra o al ponerlo a tierra en uno o más puntos.

A medida que aumenta el número de puntos de puesta a tierra en la línea aérea, solo cambia la ubicación del punto de potencial cero en la línea. De acuerdo con esta característica del componente electromagnético del voltaje inducido, se proporcionan reglas de seguridad.

Los diagramas muestran que la distribución de la componente electromagnética de la tensión inducida en la línea aérea desconectada depende del punto de puesta a tierra. Si solo hay una tierra, entonces el punto cero del potencial inducido coincidirá con el único punto de tierra.

Estos diagramas justifican el peligro potencial para el personal de servicio si se trabaja simultáneamente en dos o más lugares de la línea aérea, ya que la línea aérea conectada a tierra en un punto está por debajo del valor efectivo de la componente electromagnética inducida de la EMF. Entonces, si uno de los equipos trabaja en el punto C conectado a tierra, entonces el voltaje allí es cero.

El segundo lugar de trabajo D también se puede equipar con conexión a tierra de protección, pero entonces el punto de potencial cero se desplazará en la dirección entre los puntos D y C, y los voltajes en los puntos D y C pueden exceder los valores seguros, y la gente ya estar expuesto al riesgo.

Un efecto similar ocurre cuando se trabaja en seccionador de línea, que está bajo la influencia del voltaje inducido de la línea aérea. El seccionador debe estar conectado a tierra en el lado de la línea, entonces los trabajadores estarán seguros si esta tierra es la única para la línea de servicio.

De lo contrario, si hay otra tierra, por ejemplo en una subestación ubicada en el otro extremo de la línea de servicio, entonces la tensión inducida en el punto de operación aumentará al máximo y las personas estarán en peligro. La figura muestra un diagrama explicativo.

El factor de voltaje inducido obliga a los trabajadores a recurrir a trabajar solo un equipo por línea si esa línea aérea está bajo la influencia del voltaje inducido. Otra opción es dividir la línea en varios tramos separados, desconectados y luego rehabilitarlos uno a uno, y aunque esta solución lleva asociados costes innecesarios, se recurre a ella para garantizar la seguridad de las personas.La alternativa es el trabajo en vivo, después del cual varios equipos pueden trabajar en una línea a la vez.

En el proceso de preparación de un lugar de trabajo para la brigada, se presta especial atención a la confiabilidad de las conexiones de contacto de los cables de fase con dispositivos de puesta a tierra de protección.

Si el contacto se pierde accidentalmente, el punto de potencial cero cambiará inmediatamente a otro lugar, y el lugar de trabajo estará bajo voltaje inducido y las personas estarán en riesgo. Por esta razón, es mejor hacer dos defensas de la confiabilidad. La figura da una explicación de este matiz.

El máximo de la componente electromagnética inducida de la tensión cae en los límites de la zona de interacción de la línea, en particular en los seccionadores de línea desconectados. En estos puntos de la barra de puesta a tierra del seccionador de línea o del primer apoyo, contados desde la subestación, se realizan medidas con puestas a tierra en ambos extremos de la línea. En consecuencia, se seleccionan voltímetros, cuya clase debe estar dentro de los límites esperados hasta 500 - 1000 voltios.

Cuando se conoce la corriente máxima de la línea de influencia, después de realizar mediciones en el modo de corriente, es posible calcular la tensión inducida máxima, que se calcula mediante la fórmula:

Es importante tener en cuenta los conceptos básicos de seguridad al tomar medidas. Los cables de conexión, el marco del seccionador y el voltímetro en sí pueden energizarse, y para una operación segura, primero debe ensamblar el circuito de medición y solo luego conectarlo a los cables de fase.

Los cables de conexión deben estar aislados para un voltaje mínimo de 1000 voltios.Los trabajadores deben usar botas y guantes dieléctricos. Si durante la medición es necesario cambiar los límites de medición de la escala del voltímetro, primero deberá desconectar todo el circuito de medición de la línea.