Ensayos en condiciones reales
PREVECTRON® : Ensayos In situ, en condiciones reales de caida de rayos
De una manera inédita, INDELEC trabaja desde hace casi 10 años, en las pruebas del PREVECTRON® en condiciones reales de caída de rayos y también en su determinación de crear una pasarela entre las pruebas en laboratorio de Alta Tensión y las pruebas in situ.
La realización de estos ensayos fue en un principio confiada al C.E.A. de Grenoble (Comisariado de la Energía Atómica). Los informes detallados de los ensayos descriptos abajo están disponibles bajo pedido.
Objetivos de los ensayos in situ
El objetivo de estos ensayos es triple
1. Validar el buen funcionamiento del PREVECTRON® - medidas por los laboratorios.
Para esto, se someterán a un PREVECTRON® y a una punta simple a las mismas condiciones reales de caída de rayos y se medirán sus reacciones especialmente antes de la caída del rayo (momento de desarrollo del trazador ascendente). Se utilizarán los golpes de rayo naturales próximos y, para aumentar el número de eventos interesantes para los pararrayos, los golpes de rayo “provocados”. La técnica de provocación utilizada consiste en enviar hacia la masa tormentosa, en el momento en que las condiciones de caída de rayos se cumplen, un cohete desenrollando un fino hilo de cobre forrado de Kevlar con el fin de poner en “corto – circuito” a la nube y al suelo. Para ofrecer relámpagos parecidos a los relámpagos naturales, el hilo incluye una parte aislante (técnica LRS-G).
De esta manera, se disponen de más golpes de rayos explotables y se concentra su impacto cerca de los pararrayos probados.
2. Validar el buen funcionamiento del PREVECTRON®
El funcionamiento del PREVECTRON® obtiene su originalidad de su sistema de “disparo”, el cual utiliza la pendiente de la subida del campo eléctrico como suelo de comando de su dispositivo de cebado. Una instrumentación paralela permite filmar, durante las pruebas, el funcionamiento de este gatillo sincronizado con la subida del campo eléctrico, característica del golpe de rayo real.
3. Validar la buena resistencia del PREVECTRON® a los golpes de rayos reales
Sometemos al PREVECTRON® a un número importante de impactos de rayos directos, en condiciones idénticas, y a veces también más severas que las condiciones reales de utilización del producto.
De esta manera podemos verificar :
- Su buena resistencia mecánica
- Su resistencia a los efectos electrodinámicos
- La resistencia del dispositivo de cebado a las sobrecargas inducidas
Sitio de ensayos
Golpe de rayos
Lanzador
Pruebas in situ, procedimiento de los ensayos
Es necesario distinguir dos procedimientos de ensayos entre las diferentes campañas llevadas a cabo por INDELEC y sus asociados.
Ensayos de caida de rayos naturales
Estos consisten en instalar pararrayos a testear en zonas donde los rayos son frecuentes y de filmar en video los datos de caídas de rayos naturales.
- En Brasil, en el sitio de Cachoeira Paulista, cuatro puntas captadoras han sido instaladas (dos puntas inertes y dos puntas con dispositivo de cebado PREVECTRON®). La fulminación de cada dispositivo esta contabilizado por un totalizador electromagnético de golpes de rayos, en serie sobre cada bajada de pararrayos. Cada mástil es interrumpido por una manga pequeña de nylon dentro de la cual se inserta el contador. Los tirantes son de Kevlar con el fin de asegurar el paso de la corriente por el sistema de conteo.
- En Japón, en el sitio de Nadachi, un pararrayos PREVECTRON® es fijado sobre un pilón de 60 m de altura en una zona donde los rayos son muy frecuentes durante el invierno. Un lugar de observación fue instalado con una cámara fotográfica específica con doble obturador (mecánico y óptico) permitiendo tomas rápidas en caso de relámpagos.
Ensayos provocando golpes de rayo artificiales
En este caso, los sitios de ensayos (actualmente el de Cachoeira Paulista, en Brasil) son equipados con una plataforma sobre la cual son instaladas 4 puntas captadoras (puntas inertes y pararrayos con dispositivo de cebado PREVECTRON®).
Estos cuatro dispositivos de captura son equidistantes del sistema de tiro, y están lo suficientemente próximos como para ser sometidos a las mismas condiciones de campo eléctrico, generado por la descarga. Los pararrayos son provistos de una derivación coaxial que está conectada por fibra óptica a los sistemas de medición, quienes analizarán y filmarán la actividad eléctrica en la punta del pararrayos en sincronización con la evolución del campo eléctrico.
Fotos en condiciones reales
Los golpes de rayo son provocados por tiros de cohetes conectados al suelo entera (hilo de cobre conductor – sistema LRS-G) o parcialmente (cobre sobre 600m luego Kevlar no conductor sobre 100m – sistema LRS – A). Estos cohetes, lanzados en condiciones de campo eléctrico favorables, provocan un “corto circuito”entre la base de la nube tormentosa y el suelo. Una corriente del rayo va a tomar al hilo conductor. Los motores utilizados en estos cohetes alcanzan una velocidad máxima de 220 m/s, lo cual asegura condiciones de provocación satisfactorias.
La velocidad del cohete, así como la longitud de las partes conductoras aisladas son esenciales para que el trazador descendente iniciado en la base del hilo de cobre pueda desarrollarse naturalmente en varios “steps” antes de alcanzar el nivel de los dispositivos de captura. Recordemos que la longitud media de un “step” es del orden de veinte metros aproximadamente.