¿Qué es un apartarrayos? Función y mantenimiento en subestaciones

El apartarrayos es un dispositivo de protección que resguarda a los transformadores y equipos de una subestación frente a las sobretensiones: los picos de voltaje mucho mayores al nominal que provocan las descargas atmosféricas (rayos) y las maniobras de conexión y desconexión en la red. Su trabajo es simple de enunciar y crítico en la práctica: cuando aparece una sobretensión peligrosa, el apartarrayos la desvía a tierra antes de que llegue al aislamiento del transformador, y en cuanto la tensión vuelve a lo normal, se comporta otra vez como un aislante y deja que el sistema opere con normalidad.

Su funcionamiento se basa en un comportamiento no lineal frente a la tensión. El apartarrayos moderno está hecho de bloques de óxido de zinc (ZnO), un material que a la tensión de operación normal se comporta como un aislante y prácticamente no deja pasar corriente, pero que al superarse un umbral de sobretensión se vuelve conductor de golpe y drena la energía del pico a tierra. Terminada la sobretensión, recupera su estado aislante. Esa transición ultrarrápida —de aislante a conductor y de vuelta— es lo que salva al transformador: le recorta la cresta a la onda de sobretensión y la deja por debajo del nivel que el aislamiento del equipo puede soportar.

Aquí conviene deshacer una confusión muy común: apartarrayos y pararrayos no son lo mismo. El pararrayos (o punta Franklin) es la varilla metálica que se instala en lo alto de una estructura o edificio para captar el rayo y conducirlo a tierra por fuera de la instalación; protege la estructura física. El apartarrayos, en cambio, se conecta al circuito eléctrico —normalmente junto al transformador o a la entrada de la subestación— y protege el aislamiento de los equipos contra las sobretensiones que viajan por las líneas. Uno cuida el edificio del impacto directo; el otro cuida a los transformadores de los picos que llegan por el conductor.

En una subestación, los apartarrayos se instalan en los puntos donde el aislamiento es más caro de perder: a la entrada de las líneas y, sobre todo, lo más cerca posible de las terminales del transformador, porque la distancia entre el apartarrayos y el equipo que protege influye en qué tan bien lo protege. Un apartarrayos mal ubicado o mal coordinado deja pasar más sobretensión de la que debería. Por eso su selección y su ubicación forman parte del diseño de protección de la subestación, no son un accesorio que se agrega al final.

Lo que muchos operadores no consideran es que el apartarrayos también se degrada. Cada sobretensión que drena, la humedad que entra por sellos deteriorados y el envejecimiento natural del óxido de zinc van aumentando poco a poco la corriente de fuga que circula por él en operación normal. Un apartarrayos degradado calienta, y en el peor caso falla —a veces de forma violenta— justo cuando más se le necesita. Por eso no es un componente que se instala y se olvida: se revisa.

El mantenimiento del apartarrayos se apoya en dos herramientas principales. La inspección termográfica detecta el calentamiento anormal de una unidad degradada comparándola con las fases sanas, sin desenergizar. Y la medición de corriente de fuga —de la corriente que circula por el apartarrayos a la tensión de operación— cuantifica su estado y anticipa la falla. Sumadas a la inspección visual de sellos, conexiones y del contador de descargas, permiten decidir a tiempo si una unidad debe reemplazarse antes de que comprometa al transformador que cuida.

TEVKO da mantenimiento a subestaciones de media y alta tensión, incluyendo la revisión de apartarrayos con inspección termográfica y pruebas, dentro de un protocolo documentado bajo norma y con instrumentación Omicron y Megger. Si tu subestación tiene apartarrayos sin un programa de revisión, o sospechas que alguno está degradado, contáctanos para evaluarlos junto con el resto de la protección.