Las líneas aéreas y los
cables constituyen un soporte de propagación de las ondas de sobretensión
susceptibles de aparecer en una red.
Para frecuencias elevadas
(caso de las sobretensiones de maniobra y de rayo), la línea se caracteriza por
su impedancia denominada “característica” o “de onda”.
L : Inductancia
de la línea
C : Capacidad de la línea
Se puede observar que esta impedancia
es independiente de la longitud de la línea.
La velocidad de propagación de la
onda en una línea aérea es aproximadamente la de la luz:
Para los cables, es igual a:
εr : permitividad relativa del aislamiento del cable
El valor v es aproximadamente 150 m/µs
Esto permite dar una apreciación de
la repartición de la onda de choque a lo largo de un conductor. La figura 1
representa la evolución en el tiempo y el espacio de una onda de choque en una
línea aérea.
Figura 1: Representación de la evolución en el tiempo y en
el espacio de una onda de choque en una línea aérea
Examinando de cerca el fenómeno se
producen en un punto M con cambio de
impedancias separando dos circuitos de impedancias características Z1 y Z2 (ver fig. 2).
Z1, Z2 :
Impedancias características aguas arriba y abajo.
v1, i1 : onda
incidente aguas arriba de M
v2, i2 : onda
transmitida aguas abajo de M
v’1, v’2 : onda reflejada aguas arriba de M
Figura 2: Propagación de una onda a través de un punto M con
cambio de impedancias
Aguas arriba de M, tenemos:
Inmediatamente aguas abajo de M:
En el punto M:
De donde:
En particular:
-
Para una línea cortocircuitada a tierra, Z2 = 0 ; de donde se deduce que v2 = 0 y
-
Para un conductor sin cambio de impedancia, Z2 = Z1 ; de donde se deduce que v2 = v1 y
-
Para una línea abierta, Z2
= ∞ ; de donde se deduce que
v2 = 2v1 y v’1 = v1
En conclusión, en el punto
de cambio de impedancias, el valor máximo de la tensión puede alcanzar el doble
de la onda incidente. Es el caso de una línea que alimenta un transformador
porque su impedancia vis a vis de la onda de choque es muy elevada con relación
a la impedancia característica de la línea.
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