Cables fiadors en cúpules de les línies d'alta tensió

La protecció oferta pels cables de terra
El cable de terra, és un conductor que corre paral·lel als conductors de potència d'una línia de transport o distribució el qual, es col·loca en la part superior de l'estructura de la torre que suporta els conductors de potència.

Per a la configuració horitzontal dels conductors (més d'un circuït) d'una línia d'alta tensió, hi ha dos cables de posada a terra, el quals proporcionen una protecció eficaç als conductors d'alimentació en cas de descàrregues atmosfèriques produïdes de forma directa per afectació d'un raig, mentre que en configuració vertical (suport amb disseny per un sol circuït) hi ha un cable de terra. El cable de terra està fet d'alumnini amb d'acer galvanitzat o també en les d'alta tensió modernes el conductor tipus ACSR (Aluminum Conductors Steel Reinforced) el qual, manté la mateixa mida que s'utilitza en els conductors d'alimentació. El material i la mida del conductor són més de la consideració mecànica en comptes d'elèctric. Una reducció efectiva de la resistència de terra, es pot aconseguir per altres mitjans relativament simples i més barats. El cable de terra té els següents objectius:

1- Protegir els conductors de potència de descàrregues directes de llamp.

2- Quan un raig cau sobre la torre, aquests cables de terra que estan a banda i banda de la torre, proporcionen camins paral·lels per a la línia de fuga, de manera que la impedància efectiva es redueix i el potencial de la part superior de la torre és relativament menor.

3- Fa d'acoblament elèctric i magnètic entre el cable de terra i els conductors d'energia, de manera que es redueixen els transitoris en cas de pèrdua d'aïllament.

L'angle de protecció del cable de terra es defineix com l'angle entre la línia vertical que passa pel cable de terra i la línia que passa pel conductor d'alimentació exterior.

La zona de protecció, és la zona que és un con amb vèrtex en la ubicació del cable de terra i la superfície generada per línia que passa a través del conductor exterior.

Un cable de posada a terra, ofereix una protecció adequada a qualsevol conductor de potencia que es trobi per sota d'un quart de cercle dibuixat amb el seu centre, a l'altura del fil de terra i amb el seu radi, igual a l'alçada del cable de terra per sobre del sòl. Si s'utilitzen dos o més cables de terra, la zona de protecció entre els dos conductors adjacents pot ser considerat com un semi-cercle que té, com a diàmetre, una línia que connecta els dos cables de terra.

L'experiència de camp conjuntament amb l'investigació als laboratoris, han demostrat que l'angle de protecció ha de ser de gairebé d'uns 30 ° en terrenys plans, mentre que l'angle disminueix en zones muntanyoses per una quantitat igual a la pendent del turó.

La tensió a la qual una torre de transport s'eleva quan un llamp cau sobre la torre, és independent de la tensió de funcionament del sistema i, per tant, el disseny de línia de transport contra llamps, és independent a la tensió de funcionament. Els requisits bàsics per al disseny d'una línia basada en traç directe són:

1- Els cables de terra utilitzats pel blindatge de la línia han de ser mecànicament forts i han d'estar situats de manera que proporcionin la suficient protecció.

Per complir amb aquest punt el cable de terra ha d'estar fet d'alumini acerat o ACSR i l'angle de protecció va en funció del disseny que determina la ubicació del cable a terra per aconseguir una protecció efectiva.

2- Hi ha d'haver suficient distància entre els conductors de potència, el terreny sòl i l'estructura de la torre en funció d'una tensió de servei donada.

L'espai lliure entre el conductor i l'estructura de la torre s'obté mitjançant el disseny d'onada una longitud que determina la distància del braç transversal, de manera que, quan una cadena se li fa un gir de 30 ° cap a l'estructura de la torre, cal que l'espai lliure entre el conductor i l'estructura de la torre ha ser el suficient per suportar la tensió d'impuls esperada en el sistema, normalment quatre vegades el voltatge de línia a terra.

3- La resistència a la base de la torre, ha de ser el més baixa possible.

Un valor estàndard per aquesta resistència seria aproximadament 10 ohms o inferiors per xarxes 66 kV i augmenta amb la tensió de servei. Per 400 kV és aprox. 80 ohms. La resistència a la base de la torre és el valor de la resistència quan aquesta es mesura a 50 Hz. El rendiment de la línia respecte a un raig depèn del valor d'impuls de la resistència el quals és funció de la resistivitat del terreny.