Estudios de ingeniería independiente

Un impacto directo de rayo en un aerogenerador reparte la corriente por la pala, la góndola, la torre, la puesta a tierra y la instalación de BT/MT conectada. Los modelos simplificados de componentes no capturan los efectos de onda viajera ni el acoplamiento magnético, de modo que la protección contra sobretensiones se especifica con hipótesis genéricas: los convertidores y los sistemas de control quedan expuestos, o la protección se sobredimensiona a un coste innecesario.

Modelo de red EMTP-ATP a escala real de un aerogenerador concreto — pala, góndola, torre, puesta a tierra e instalación de BT/MT conectada —, incluyendo efectos de onda viajera, impedancia de onda dependiente de la altura y acoplamiento magnético, validado con mediciones de campo. El estudio produjo resultados cuantitativos de reparto de corriente y sobretensiones para la especificación de la protección contra sobretensiones y la medición de corrientes de rayo.

Un corredor de línea aérea se evalúa a menudo como si una falta a tierra a 50 Hz y un impacto de rayo tomaran el mismo camino de retorno — a través de la puesta a tierra del apoyo más próximo. No es así. Esa hipótesis asigna el riesgo de tensión de contacto, el esfuerzo sobre el recubrimiento y el dimensionado de la protección contra sobretensiones a los activos equivocados, o impone medidas a lo largo de todo el corredor que la física no exige.

Simulación electromagnética de un corredor representativo de 220 kV con varios apoyos, bajo tres regímenes de excitación sobre la misma geometría: redistribución óhmica a 50 Hz, falta a 50 Hz con acoplamiento del conductor de fase, e impulso de rayo 10/350 µs. La comparación produjo repartos de corriente por apoyo, mapas de potencial superficial del suelo y tensiones de contacto prospectivas — mostrando que una falta a 50 Hz puede repartirse de modo que un apoyo lejano de menor resistencia de tierra conduzca más corriente que el apoyo fallado, mientras que alrededor del 85 % de un impulso de rayo permanece en el apoyo de inyección.