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Sistema Colombiano de Detección Total de Rayos DANIEL ARANGUREN I.E. MSc. PhD. WORKSHOP DESEMPEÑO DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA Medellín, 4 de diciembre de 2018 1

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Sistema Colombiano de Detección Total de Rayos

DANIEL ARANGURENI.E. MSc. PhD.

WORKSHOP DESEMPEÑO DE SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIAMedellín, 4 de diciembre de 2018

1

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Colombian Total Lightning Detection System

HISTORIA DE LAS REDES DE DETECCIÓN DE RAYOS EN COLOMBIA

2

1997 a 2001, RECMA (6 sensores LPATS, LF, CG) Younes, 2002; Younes et al. 2002

2006 a 2014, SID (6 sensores LS7000, LF, CG) Gallego, 2010; Herrera et al., 2017

2011 a --, CTLDS (24 sensores LINET, LF/VLF, CG+IC) Aranguren et al., 2014; Aranguren et al., 2017; Inampues et al., 2017

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Colombian Total Lightning Detection System 3

SISTEMA COLOMBIANO DE DETECCIÓN TOTAL DE RAYOS (COLOMBIAN TOTAL LIGHTNING DETECTION SYSTEM – CTLDS)

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Colombian Total Lightning Detection System 4

SISTEMA DE DETECCIÓN A NIVEL REGIONAL

INFORMACIÓN:

Ubicación (latitud y longitud, con errores de localización medio del orden de 200 m en la zona de mayor eficiencia).

Tiempo (con una precisión de 100 ns). Discriminación del tipo de rayo (nube tierra (CG) o

intranube (IC)). Amplitud y polaridad Altura de emisión para rayos IC. Error en la detección Forma de onda.

Herramientas de detección de tiempo severo Ciclos de vida y evolución de sistemas de tormenta Nowcasting

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Colombian Total Lightning Detection System

MEDICIÓN DE TORMENTAS ELÉCTRICAS

5

Campo Electrostático

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Colombian Total Lightning Detection System

FUNCIONES

6

TÉCNICAS Y OPERATIVAS

1. Soporte a la planeación y diseño de sistemas de transporte de energía2. Soporte para la evaluación de desempeño de sistemas eléctricos

(confiablidad)3. Soporte para evaluación de riesgos de sistemas eléctricos en tiempo

real4. Sistemas de alerta de tormenta para personas y sistemas en diversos

sectores5. Soporte a la oficina de pronósticos y alertas (IDEAM)6. Soporte para la gestión de riesgos (SIATA, IDIGER)7. Soporte a la navegación aérea8. Soporte al sistema nacional de servicios climáticos9. Desarrollos sobre Big Data & Data Analytics10. Otros

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FUNCIONES

7

CIENTÍFICAS

1. Estudio de la climatología colombiana2. Estudio del fenómeno del rayo3. Soporte del proyecto ASIM4. Investigación sobre el Tiempo Severo5. Investigación sobre adaptación al Cambio Climático6. Investigación sobre efectos de los rayos en sistemas eléctricos7. Investigación sobre métodos de medición y detección, validación de

los sistemas actuales.8. Otros

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SOPORTE PARA DISEÑO DE SISTEMAS DE TRANSMISIÓN

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Colombian Total Lightning Detection System 9

¿Que es un evento “SEVERO”?

Podemos relacionarlo con “Fuerza mayor”- Irresistible- Imprevisible

INVESTIGACIÓN SOBRE TIEMPO SEVERO

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Colombian Total Lightning Detection System

INVESTIGACIÓN SOBRE TIEMPO SEVERO

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EPISODIOS DE TORMENTAS SEVERAS EN COLOMBIA Actividad de rayos multiannual

225 días tuvieron características de “severo” (Tasa de rayos mayor a 60 rayos/min)

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Validación mediante eventos “ground truth” – Observación

Lugar de observación

VALIDACIÓN DEL SISTEMA DE DETECCIÓN

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Colombian Total Lightning Detection System 12

Validación mediante eventos “ground truth” – PETROELECTRICA DE LOS LLANOS

CASO FechaHora Local

Hora UTC

S/E CAUSAS FASEACCION

CORRECTIVATORRE

DISPOSICIÓN TORRE

Corriente[kA]

Distanciaa la red

[km]

1 06-04-14 17:22 22:22 CHQ DESCARGA ATMOSFERICA S 459 -14.2 0.180

2 18-04-14 15:52 20:52 CHJ DESCARGA ATMOSFERICA R 41 -31.3 0.370

3 19-05-14 18:39 23:39 CHJ DESCARGA ATMOSFERICA R 1 -123.1 0.050

4 25-07-14 11:45 16:45 CHJ DESCARGA ATMOSFERICA T 207 -188.7 0.250

5 05-09-14 20:57 1:57 CHQ DESCARGA ATMOSFERICA T 7 SUP -11.8 0.020

6 26-09-14 13:27 18:27 CHQ DESCARGA ATMOSFERICA T CAMBIO AISLADOR FLAMEADO435-436 INF -50.1 0.600

7 12-11-14 7:33 12:33 CHQ DESCARGA ATMOSFERICA R 212-215 SUP -15.2 0.090

8 14-04-15 16:56 21:56 JGQ DESCARGA ATMOSFERICA R CAMBIO AISLADOR FLAMEADO435 INF -61.9 0.398

9 17-04-15 15:35 20:35 JGQ DESCARGA ATMOSFERICA R 374 -22 0.730

10 14-05-15 21:05 2:05 JGQ-CHQ DESCARGA ATMOSFERICA T 215 SUP -112.6 0.420

11 01-06-15 14:17 19:17 CHQ DESCARGA ATMOSFERICA S 527 SUP -76.3 0.230

12 19-08-15 20:01 1:01 JGQ DESCARGA ATMOSFERICA T - -

13 06-09-15 1:04 6:04 CHQ DESCARGA ATMOSFERICA T CAMBIO AISLADOR FLAMEADO88 SUP -28.4 0.730

14 17-09-15 16:20 21:20 CHQ DESCARGA ATMOSFERICA 172 -15.4 0.200

15 05-10-15 14:49 19:49 JGQ-CHQ DESCARGA ATMOSFERICA RS CAMBIO AISLADOR FLAMEADO465 SUP-INF -119.9 0.295

16 11-10-15 22:19 3:19 CHJ DESCARGA ATMOSFERICA RT CAMBIO AISLADOR FLAMEADO46 SUP-INF -75.9 0.410

17 25-10-15 17:27 22:27 JGQ DESCARGA ATMOSFERICA T CAMBIO AISLADOR FLAMEADO351 SUP -20.3 0.458

18 03-11-15 22:17 3:17 CHQ DESCARGA ATMOSFERICA T 66 -66.9 0.270

19 04-11-15 7:35 12:35JGQ-CHQ-CHJDESCARGA ATMOSFERICA RT 81 SUP -108.5 0.561

20 11-04-16 19:30 0:30 CHQ DESCARGA ATMOSFERICA S 542 SUP -11.2 0.900

21 11-04-16 14:30 19:30 RB1 DESCARGA ATMOSFERICA -59.1 0.970

22 17-08-16 14:32 19:32 JGQ-CHQ DESCARGA ATMOSFERICA RS 342 SUP-INF -74.3 0.530

23 21-08-16 15:21 20:21 CHQ DESCARGA ATMOSFERICA T CAMBIO AISLADOR FLAMEADO180

CENTRAL -10.1 0.010

24 20-09-16 22:48 3:48 CHJ POSIBLE DESCARGA ATM. T 124 INF

25 24-09-16 14:36 19:36 JGQ-CHQ DESCARGA ATMOSFERICA T CAMBIO AISLADOR FLAMEADO477 INF-CENTRAL -37.7 0.150

26 28-09-16 14:35 19:35 JGQ-CHQ DESCARGA ATMOSFERICA T CAMBIO AISLADOR FLAMEADO441 INF-CENTRAL -69.8 0.460

27 28-09-16 18:32 23:32 CHQ DESCARGA ATMOSFERICA T CAMBIO AISLADOR FLAMEADO56 SUP -22.6 0.310

28 07-10-16 8:05 13:05 CHQ DESCARGA ATMOSFERICA S 177 CENTRAL -19.6 0.013

29 07-10-16 8:12 13:12 JGQ DESCARGA ATMOSFERICA S 170 INFERIOR -212.3 0.036

30 09-10-16 0:57 5:57 JGQ DESCARGA ATMOSFERICA T CAMBIO AISLADOR FLAMEADO202 SUP -96.6 1.200

31 14-10-16 16:36 21:36 CHQ DESCARGA ATMOSFERICA T 441 INF-CENTRAL -72.9 0.497

32 24-12-16 13:06 18:06 CHQ DESCARGA ATMOSFERICA R 178 -21.1 0.170

33 27-03-17 18:46 23:46 CHQ DESCARGA ATMOSFERICA R CAMBIO AISLADOR FLAMEADO45 INF 76.4 0.072

34 28-03-17 13:49 18:49 JGQ DESCARGA ATMOSFERICA R 385 CENTRAL -83.9 0.610

35 13-04-17 14:28 19:28 CHQ DESCARGA ATMOSFERICA T CAMBIO AISLADOR FLAMEADO57 SUP -66 0.117

36 11-05-17 22:01 3:01 CHJ-CHQ DESCARGA ATMOSFERICA S 11 CENTRAL -31.8 0.100

DATOS INICIALES PEL DATOS RED LINET

MEDIANA 0.303PROMEDIO 0.365

DESVIACIÓN ESTANDAR 0.299

VALIDACIÓN DEL SISTEMA DE DETECCIÓN

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Colombian Total Lightning Detection System

CENTRO DE INVESTIGACIÓN DABEIBA

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Electric field mill

LMA

Radar

LINET sensor

B/bermeja

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Colombian Total Lightning Detection System 14

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Longitud

Latit

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Linet CG

H [k

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H [k

m]

CENTRO DE INVESTIGACIÓN DABEIBA

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Gracias por su atención

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