Ingeniare: Revista Chilena de Ingeniería (Apr 2010)
MODELING OF OVERHEAD TRANSMISSION LINES FOR LIGHTNING OVERVOLTAGE CALCULATIONS MODELACIÓN DE LÍNEAS AÉREAS DE TRANSMISIÓN PARA EL CÁLCULO DE SOBRETENSIONES ORIGINADAS POR EL RAYO
Abstract
Several parts of an overhead transmission line have to be included in a model adequate for lightning overvoltage studies: wires (shield wires and phase conductors), towers, grounding, insulator strings and air clearances. An additional component, the surge arrester, should be added if the study is aimed at determining the lightning performance of a transmission line protected by surge arresters. This latter aspect is important since it can affect the model to be used for representing some parts of the line. Lightning is a physical phenomenon of random nature. The calculation of the lightning flashover rate must be performed taking into account this aspect, as well as the random behavior of some line component; e.g., insulator strings. The aim of this paper is twofold: on one hand, it presents a discussion about modeling guidelines proposed to date for representing overhead transmission lines in lightning studies; on the other hand, it proposes a methodology for selecting the most adequate model of an overhead transmission line in lightning overvoltage calculations, when using a time-domain simulation tool, e.g. an EMTP-like tool. This methodology is applied to a test transmission line.Un modelo de línea aérea de transmisión adecuado para el cálculo de sobretensiones originadas por el rayo debe incluir varias partes de la línea: conductores de fase y cables de guarda, torres, puestas a tierra, cadenas de aisladores y distancias en el aire. Un componente adicional, el pararrayos, puede ser necesario si el estudio tiene como objetivo evaluar el comportamiento frente al rayo de una línea de transmisión protegida mediante pararrayos. Este último aspecto es importante ya que el modelo a utilizar puede variar según se hayan instalado o no pararrayos para proteger la línea. El rayo es un fenómeno físico de naturaleza aleatoria. El cálculo de la tasa de contorneos (flameos) causados por descargas atmosféricas ha de realizarse teniendo en cuenta este aspecto, así como el comportamiento aleatorio que pueden tener algunos componentes de la línea aérea; por el ejemplo, las cadenas de aisladores. El objetivo de este artículo es doble: por un lado, se analizan las directrices propuestas hasta la fecha para representar líneas aéreas de transmisión en el estudio de sobretensiones atmosféricas y, por otro, se propone una metodología para seleccionar el modelo más adecuado de línea aérea de transmisión cuando se utilice una herramienta de simulación en el dominio del tiempo; por ejemplo, un programa tipo EMTP. Esta metodología es aplicada a un caso concreto de línea aérea de transmisión.
