Para soportar una sobretensión a frecuencia industrial (en particular para soportar cierta tensión por 1 minuto) se fija el gradiente de 300 kV/m.

El problema de determinar una distancia que satisfaga la tensión soportada estadística, (90 % de probabilidad de soportar la tensión), requiere conocer la desviación típica.

Para las sobretensiones de maniobra la desviación típica (reducida) es de 0.07.

Obsérvense para las distintas configuraciones el valor que les corresponde y la amplia variación que presenta.

Como la tensión de descarga es proporcional a K, surge que un dado espacio en aire soporta más tensión a medida que su K aumenta (por variación de los electrodos).

Viceversa al aumentar K puede reducirse la distancia para lograr una determinada tensión de descarga (o soportada).

Este depende del factor de espacio (definido para sobretensión de maniobra), para K = 1,15 con un gradiente de 560 kV/m se presenta una probabilidad de descarga de 50 %.

Efectivamente, el valor dimensionante es el menor entre las dos curvas, para factores de espacio menores, hasta 1.55 es critico el impulso positivo, por arriba el negativo.

La desviación típica (reducida) que corresponde para las sobretensiones atmosféricas es 0.03.

Las fórmulas indicadas permiten determinar para cierta forma de los electrodos (factor K) y cierta distancia entre ellos (d) la tensión soportada (o de descarga) con una probabilidad dada.

La interposición de un aislador en el espacio en rigor influye en el valor de K, sin embargo no se lo tiene en cuenta, haciéndose la suposición de que el espacio se comporta como si fuera aire.

Este criterio es válido para aisladores bien fabricados y de diseño comprobado en los ensayos.

Los valores de K que se utilizan son aproximaciones válidas a nivel de anteproyecto pero para mejor determinación deben hacerse ensayos sobre un modelo de la parte de instalación que siendo crítica quiere observarse.

Solo las sobretensiones de maniobra pueden presentar valores fase-fase que justifiquen su mejor análisis, y en consecuencia deben tenerse en cuenta en la verificación de distancias fase-fase.

Las sobretensiones fase-fase son de orden de 1.4 a 1.6 del valor de las fase-tierra.

Para limitar las sobretensiones se utilizan dispositivos de protección.

En la actualidad se utilizan descargadores de óxido de cinc, en el pasado se utilizaron descargadores de carburo de silicio (con explosores en serie).

En algunos casos, en que no se justifica la instalación de descargadores (indudablemente es una solución costosa), se instalan explosores (cuernos) cuyo objeto es fijar un punto de descarga definido y un valor de descarga limitado.

De los dispositivos de protección es de interés conocer: - tensión de descarga a impulso - tensión residual con una dada corriente - tensión máxima en el frente (dividida por 1.15 para descargadores con explosores en serie).

Los valores de los niveles de protección se refieren a la tensión nominal del dispositivo, y se denominan factores de protección.

Una referencia común para utilizar en el caso de los explosores es la tensión simple Um / raíz(3).

Es la relación entre la tensión soportada, y la sobretensión máxima correspondiente.

Cuando esta relación se hace entre valores estadísticos, se debe definir un riesgo de falla, teniendo en cuenta las características de las distribuciones.

Las distancias de diseño de la estación deben tener en cuenta los requerimientos de la aislación, y las necesidades de acceso (de personas y equipos) por razones diversas a la proximidad de partes en tensión.

Siempre se debe tener presente que las normas no pueden garantizar en modo absoluto la inmunidad de las personas y las cosas a los peligros. Disminuyen sí las ocasiones de peligro, pero no pueden evitar circunstancias accidentales que determinen situaciones peligrosas.

Cuando se diseña la estación se fijan los ejes (en base a una idealización) de los distintos equipos y construcciones que finalmente deben materializarse adquiriendo cierto tamaño real.

Muchas veces el equipo idealizado es envolvente de los equipos realizados por distintos fabricantes.

Finalmente, para las estaciones aisladas en aire, o para las partes aisladas en aire de estaciones blindadas, deben lograrse respetar distintas distancias mínimas.

Como dicho anteriormente las distancias deben:

- mantener aislación adecuada entre partes

- mantener aislación segura hacia las personas y cosas

Las distancias deben lograr que se cumplan las siguientes condiciones:

- seguridad

- mantenimiento

- operación

- aislacion

Lógicamente respetando las dimensiones de los equipos y de la estación.

- Aislación fase-tierra, interpuesta entre elementos en tensión y elementos a tierra.

- Aislación fase-fase, interpuesta entre elementos en tensión que pertenecen a fases distintas de un mismo sistema eléctrico.

- Aislación de separación, entre elementos en tensión que pertenecen a sistemas distintos (distintos niveles de tensión, por ejemplo 500 kV y 132 kV).

Estas aislaciones se obtienen respetando distancias mínimas en aire, en el diseño de la estación.

Los elementos de la instalación que son sometidos a ensayos de aislación no necesitan respetar las distancias de diseño establecidas con los criterios que más adelante se cometan.

Las distancias en cuestión deben ser respetadas en la instalación en el supuesto que no se somete a ensayos de aislación, al conjunto de aislaciones de la instalación.

- Zona de guardia se denomina el espacio que rodea un elemento, (o una instalación) bajo tensión, en el cual no se admite la presencia de personas, o de objetos móviles extraños a la instalación, accesibles a personas, (ejemplo: escaleras, vehículos, herramientas...).

- Distancia de Guardia es la distancia mínima entre un punto en tensión y la superficie que limita la zona de guardia a su alrededor.

- Zona de Trabajo es el espacio en el cual pueden moverse personas y objetos de manera de no penetrar en la zona de guardia.

- Distancia de vínculo es la distancia entre el elemento en tensión y la superficie, dentro de la zona de trabajo, en la cual la persona con ambos pies en la superficie, y en ausencia de barreras materiales está impedido de penetrar en la Zona de Guardia.

- Superficie de circulación, de las personas, o de los vehículos, son las áreas que garantizan la no penetración en la Zona de Guardia de las mismas ni de objetos móviles conectados.