Caso de éxito: puesta a tierra de una torre de transmisión de 230 kV en terreno de 16.500 Ωm
Una empresa de transmisión de energía en Colombia tenía una torre de una línea de 230 kV con flameos frecuentes en las cadenas de aisladores, ubicada en un cerro con una resistividad medida de 16.500 Ωm. Hidrosolta construyó una zanja capacitiva de 49 m con 1.500 kg de suelo artificial HIDROSOLTA y una cinta de cobre embebida, que alcanzó una capacitancia medida de 203 mF. El nombre del cliente se reserva por confidencialidad.
El problema
La torre está en una zona de tormentas del norte de Colombia y presentaba flameo inverso en las cadenas de aisladores con cierta frecuencia.
El equipo de alta frecuencia del cliente (que mide la torre aislada del resto de la línea) no daba lectura: el valor estaba fuera de su rango de operación.
El cliente ya había instalado contrapesos en cada pata de la torre y la medición seguía igual.
La medición de Hidrosolta encontró una resistividad del terreno de 16.097 Ωm a 3 m y 16.584 Ωm a 6 m de separación, y resistencias de 9,6 a 44,3 Ω vistas desde cada pata con un equipo de baja frecuencia (que no aísla la torre del resto de la línea).
Pata de la torre | A | B | C | D |
Resistencia medida (Ω) | 20,8 | 38,4 | 9,6 | 44,3 |
La solución
Zanja de 49 m de longitud, 0,8 m de ancho y 0,8 m de profundidad alrededor de la torre.
Cinta de cobre de 40 × 0,6 mm embebida en suelo artificial HIDROSOLTA, que se comporta como una platina conductora de gran sección.
1.500 kg de HIDROSOLTA. El diseño se hizo con una resistividad supuesta de 2.500 Ωm y 1.000 kg de material; aunque el terreno real resultó 6,6 veces más resistivo, solo se necesitó un 50% más de material.
El objetivo no era solo bajar la resistencia, sino formar un circuito RC en la puesta a tierra que absorba la energía transitoria del rayo, que es la que provoca el flameo inverso.
Resultados medidos (septiembre de 2001)
Parámetro de la zanja | Primer tramo (14 m) | Zanja completa (49 m) |
Resistencia interna | 0,226 Ω | 0,065 Ω |
Capacitancia | 39,3 mF | 202,9 mF |
Constante de tiempo RC | 8,9 ms | 13,3 ms |
Resistividad aparente medida | 1,88 Ωm | 1,29 Ωm |
El informe técnico de Hidrosolta concluye que se alcanzó la capacitancia deseada con apenas un 50% más de material que el previsto.
Lecciones del proyecto
En roca, más cobre no basta. Los contrapesos no cambiaron la medición porque, con 16.500 Ωm, el problema es el medio que rodea al conductor, no su longitud.
La respuesta al rayo es transitoria. Para el flameo inverso importa cómo la puesta a tierra absorbe la energía en microsegundos, no solo su resistencia a 60 Hz. Por eso se midió la capacitancia de la zanja.
Medir antes de diseñar. La resistividad real fue mucho mayor que la supuesta en el diseño; medirla permitió ajustar la cantidad de material en obra.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se mejora la puesta a tierra de una torre de transmisión en terreno rocoso?
Rodeando el conductor con un suelo artificial de muy baja resistividad. En este caso, una torre de 230 kV en un terreno de 16.500 Ωm se mejoró con una zanja de 49 m con 1.500 kg de HIDROSOLTA y una cinta de cobre embebida, después de que los contrapesos tradicionales no dieran resultado.
¿Qué es una puesta a tierra capacitiva?
Es una puesta a tierra en la que el conductor de cobre queda rodeado de un suelo artificial de alta capacitancia y baja resistividad, como HIDROSOLTA, formando un circuito RC que almacena y dispersa la energía transitoria de los rayos. En este caso la zanja alcanzó 203 mF.
¿Por qué los contrapesos no resolvieron el problema?
Porque en un terreno de 16.500 Ωm la resistencia depende sobre todo del suelo que rodea al conductor. Añadir conductor en ese mismo suelo cambia poco el resultado; reemplazar el medio alrededor del conductor sí lo cambia.
Siguiente paso
Si opera líneas con salidas por flameo inverso o torres en terreno rocoso, envíenos la resistividad y las mediciones por pata; le proponemos la solución. Vea también cómo bajar la resistencia de puesta a tierra y los demás casos de éxito.
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