En los sistemas eléctricos de distribución, uno de los dispositivos más importantes para limitar sobretensiones es el apartarrayos. Su función es proteger equipos sensibles, como transformadores, aisladores y otros componentes, ante fenómenos transitorios provocados por descargas atmosféricas, maniobras u otras causas.
Sin una protección adecuada, estas sobretensiones podrían descargarse sobre los aisladores o perforar el aislamiento de los equipos eléctricos.
¿Qué es un apartarrayos?
Un apartarrayos es un dispositivo conectado entre la línea y tierra, diseñado para absorber o desviar sobretensiones antes de que alcancen niveles peligrosos para los equipos conectados.
Su operación consiste en ofrecer una ruta controlada hacia tierra cuando aparece una sobretensión. De esta manera, evita que el impulso eléctrico se concentre en el aislamiento del transformador o en otros elementos de la red.
¿Cuándo debe actuar un apartarrayos?
El apartarrayos debe actuar antes de que la sobretensión alcance el nivel de aislamiento del equipo protegido.
Sin embargo, también debe mantenerse inactivo durante las condiciones normales de operación. Es decir, debe distinguir entre una tensión normal del sistema y una sobretensión transitoria peligrosa.
Por esta razón, la selección del apartarrayos debe considerar:
- Tensión nominal del sistema.
- Nivel de aislamiento del equipo protegido.
- Condiciones de operación.
- Configuración de la red.
- Características de puesta a tierra.
- Coordinación con otros dispositivos de protección.
Tipos de apartarrayos
Existen diferentes tecnologías de apartarrayos. Entre las mencionadas se encuentran:
Apartarrayos de explosores y carburo de silicio
Estos dispositivos fueron ampliamente utilizados en sistemas eléctricos. Su operación se basa en elementos que permiten conducir la sobretensión hacia tierra cuando se rebasa cierto nivel.
Apartarrayos de óxidos metálicos
Los apartarrayos de óxidos metálicos, comúnmente asociados al óxido de zinc, tienen un comportamiento más eficiente ante sobretensiones. Su respuesta permite limitar impulsos eléctricos de manera rápida, reduciendo el esfuerzo sobre los equipos protegidos.
Parámetros relacionados con su operación
Al analizar el comportamiento de un apartarrayos, se consideran diferentes conceptos técnicos:
- Tensión de descarga.
- Corriente de descarga.
- Corriente consecuente.
- Corriente de fuga.
- Tensión entre línea y tierra.
Estos parámetros ayudan a determinar si el dispositivo puede proteger correctamente el equipo ante una sobretensión transitoria.
Relación entre apartarrayos y puesta a tierra
El apartarrayos necesita una conexión efectiva a tierra para cumplir su función. Si la resistencia de puesta a tierra es elevada, la energía desviada puede generar tensiones importantes en el sistema.
Por ello, el electrodo de puesta a tierra, la resistencia del sistema y la continuidad de las conexiones son factores críticos para la protección del transformador.
Una puesta a tierra deficiente puede reducir la efectividad del apartarrayos y aumentar el esfuerzo eléctrico sobre el aislamiento del equipo.
Conclusión
El apartarrayos es un dispositivo clave para proteger transformadores de distribución contra sobretensiones transitorias. Su correcta selección, instalación y conexión a tierra ayudan a reducir daños provocados por descargas atmosféricas y otros eventos eléctricos.
En la protección de transformadores, el apartarrayos no debe verse como un componente aislado, sino como parte de un sistema coordinado de protección eléctrica.
