DISTRIBUCION DISTRIBUC ION AEREA
Las tensiones de transmisión se reducen en la subestación para su distribución al área local. Cada subestación suministra a su área local a través de los alimentadores de distribución que operan en tensiones qu e van desde 2.4 kV hasta los 64 kV. Los transformadores de poste en la red aérea reducen las tensiones de distribución hasta 120 / 240 V para los alimentadores secundarios que van hacia los clientes. La selección de los conectores para su uso en a plicaciones aéreas depe nden del tipo de conductor usado (aluminio, ACSR, cobre, etc.), tensiones de operación, considerac iones ambientales, si el sistema se mantiene energizado o no, y los medios de acceso (poste, escalera, etc.). Una buena conexión eléctrica requiere tres elementos elementos básicos: el conector apr opiado, una preparación adecuada del cable y procedimientos correctos de instalación. Además, las condiciones en el sitio tales como la temper atura, el ambiente y la c ondición del conductor no son controlables y obstruirán los intentos de producir una adecua da conexión eléctrica. Por lo tanto, el diseño del conector debe ser capaz de compensar estas condiciones variables.
Red de Distribución Primaria.Conjunto de cables o conductores, sus elementos de instalación y los accesorios de todos ellos, proyectado para operar a tensiones normalizadas de distribución primaria, que partiendo de un sistema de generación o de un sistema de transmisión, está destinado a alimentar o interconectar una o más subestaciones de distribución; distribución; abarca los terminales t erminales de salida desde el sistema alimentador hasta los de entrada a la subestación alimentada.
y
y y y y
- Elementos de una línea de alta tensión aérea
Se entiende por línea aérea de A.T. aquélla cuyos conductores se encuentran al aire, sustentados sobre postes. La línea aérea es la form forma a más empleada de energía eléctrica cuando ésta se con sume en lugares distantes del de producción. Esencialmente las líneas aéreas están constituidas por: Conductores. Aisladores. Apoyos. Crucetas. y
Conductores
Se denomina así a cualquier material metálico o combinación de ellos que permita constituir alambres o cables de características eléctricas y mecánicas adecuadas para el fin a que van a destinarse, siendo éstas inalterables inalt erables con el tiempo además de presentar una resistencia elevada a la corrosión atmosférica. Podrán emplearse como conductores: alambres, cables, cables huecos y cables rellenos de materiales no metálicos, si bien habrán de ser siempre cableados cuando se empleen conductores de aluminio o sus aleaciones. Las características exigibles para la elección de los conductores son tres, esencialmente: En primer lugar, se ha de tener en cuenta la resistencia eléctrica, puesto que, cuanto m enor sea ésta, menores serán las pérdidas por cal entamiento, ya que las pérdidas son proporcionales a la resistencia eléctrica. El segundo factor es la resistencia m ecánica, puesto que, en las líneas aéreas, se origi nan grandes esfuerzos mecánicos. En tercer lugar el aspecto económi co, procurando el mínimo coste de la línea, lo que redundará en menor coste del trasporte y, por lo tanto, en mayor rentabilidad.
Como suele suceder en la mayoría de los problemas técnicos, no existen materiales conductores que reúnan simultáneamente las tres características c aracterísticas que reúnen dos de ellas ellas (conductibilidad y resistencia mecánica); están formados por un material de buenas cualidades eléctricas (Cobre, aluminio o aleaciones de ambos) y otro de buenas cualidades mecánicas (generalmente acero, ya que, de todos los materiales industriales, el que que ofrece mejores cualidades mecánicas es el acero, aunque, en cuanto a cualidades eléctricas, sea el más desfavorable. Otras características que se deben tener en cuenta son: Resistencia especifica o resistividad. Es la medida de la resistencia eléctrica de una unidad de longitud para un material dado. Se defi ne como la resistencia eléctrica de un alam bre de conductor de un metro de longitud y un mm2 de sección; Conductividad o conductancia conductanci a especifica. En los conductores, el valor de la resistencia eléctrica aumenta al aumentar la temperatura; y se defi ne como coeficiente de temperatura el aumento de resistencia que experimenta un conductor al elevar su temperatura un grado centígrado. Esfuerzo y deformación. Los materiales que se empl ean como conductores conductores para líneas aéreas están sometidas a dos tipos de esf uerzos: tracción y compresión. y
Aisladores
Son los elementos cuya finalidad consiste en ai slar el conductor de la línea de apoyo que lo soporta. Al emplearse los conductores, se precisa que los aisladores posean buenas propiedades dieléctricas ya que la misión f undamental del aislador es evitar el paso de l a corriente del conductor de apoyo. La unión de los conductores con l os aisladores y de éstos con los apoyos se efectúa mediante m ediante piezas metálicas metálicas denominadas herrajes. El paso de la corriente del conduct or al apoyo puede producirse por las c ausas siguientes: Por conductividad del material: es decir, a través de la masa del aislador; para evitar esto, se emplean, materiales para los que la corriente de fuga es despreciable. Por conductividad superficial: se produce contorneando la parte exterior del aislador por aumento de la conductividad, debido a haberse depositado en la superficie del aislador, una capa de polvo o humedad. Esta conductividad recibe el nombre de efecto c orona y suele reducirse dando un perfil adecuado a la superficie del aislador. Por perforación de la masa del aislador: al ser muy difícil mantener la uniformidad dieléctricas de un material en toda su masa, m asa, existe el peligro de que se perfore el aislador, sobre todo si el espesor es grande. Por ello, los ai sladores suelen fabricarse en varias piezas de pequeño espesor unidas por una pasta especial. Por descarga disruptiva a través del aire: puede producirse un arco entre el conductor y el soporte a través del aire, cuya ri gidez dieléctrica a veces no es suficiente para evitar la descarga. Esto suele ocurrir con la ll uvia, debido a la ionización del aire, y se puede e vitar con un diseño adecuado para aisladores de intemperie, tratando tratando de aumentar la distancia entre aislador y soporte de forma que la tensión necesaria para la f ormación del aire sea mayor. Materiales empleados para la fabricación de aisladores: Porcelana: constituida por caolín y cuarzo, con un t ratamiento de cocción a 1400 ºC; se recubre de una capa de silicato, recociéndose posteriormente para obtener un vidriado en caliente que hace impermeables los aisladores y dificulta la adherencia de polvo o humedad Esteatita y resinas epoxi: se emplean cuando l os aisladores han han de soportar grandes esfuerzos mecánicos, debido a que su resistencia mecánica es el doble que la de porcelana. Vidrio: es una mezcla de ácido silícico con óxidos de c alcio, sodio, bario, aluminio, etc., fundida entre 1300 y 1400 ºC. La composición de base base cálcico-alcalina, obtenida por enfriamiento brusco mediante una corriente forzada de aire frío, posee elevada dureza y resistencia mecánica, incluso gran estabilidad, ante los cambi os de temperatura, con el inconveniente del mayor coeficiente de dilatación. Clasificación de los aisladores: Puede realizarse una clasificación según los siguientes criterios: Según su constitución: Aislador simple, formado por una sola pieza de porcelana, esteatita o vidrio Según su instalación: Aislador de servicio interior, empleado en lugares guarecidos de l a lluvia Aislador de servicio exterior, para servicio a la i ntemperie
y y y y y y y y
Por su forma y característica: Aislador acoplable; está diseñado de f orma que permite el acoplamiento de varios elementos con l os que obtener el aislamiento aislamiento deseado. El acoplamiento puede ser rígido o articulado. Aislador no acoplable; está constituido de forma que no puede acoplarse con otros elementos similares. Por su acabado: Aislador con montura metálica, provisto de una o varias piezas metálicas para la fijación del conductor o del aislador. Aislador en montura metálica, sin ninguna pieza met álica para su fijación Según su forma de colocación: Ai sladores de apoyo, formados por una o varias capa s aisladoras, destinadas a albergar un conductor. Aisladores de suspensión, la fijación del conductor se realiza suspendiéndolo del aislador mediante herrajes adecuados Otras características que definen un aislador y que deben ser tenidas en cuenta a la hora de elegirlo son: Línea de fuga Distancia disruptiva Tensión de corona Tensión disruptiva en seco a frecuenci a normal Tensión disruptiva bajo lluvia a frecuencia normal Tensión disruptiva con ondas de sobre tensión de frente recto Tensión de perforación Carga de rotura mecánica y
y y y y
y
Apoyos
Son los elementos que soportan los conductores y de más componentes de una línea aérea separándolos del terreno; están sometidos a f uerzas de compresión y flexión, debido al peso de los materiales que sustentan y a la acción del viento sobre los mismos; además, a los desniveles del terreno. En la elección de los postes, se tendrá en cuenta la accesibilidad de todas sus partes, para la revisión y conservación de su estructura por parte del personal especializado. Atendiendo a la función de los postes en la línea, estos pueden clasificarse en: Apoyos de alineación, cuya función es solamente soportar los conductores y cables de tierra Apoyos de ángulo, empleados para sustentar los conductores y cables de tierra ti erra en los vértices o ángulos que forma l a línea en su trazado Apoyos de anclaje, cuyo fin es proporcionar puntos firmes, en la línea, que impidan la destrucción total de la misma cuando por cualquier causa se rompa un conductor o apoyo Apoyos de fin de línea, soportan las t ensiones producidas por la línea; son su punto de anclaje aje de mayor resistencia Apoyos especiales, cuya función es dif erente a las enumeradas anteriormente; pueden ser, cruce sobre ferrocarril, vías fluviales, etc. Postes de Madera: Por la economía de su fabricaci ón y montaje, es el tipo de apoyo más generalizado generalizado para conducciones eléctricas; si bien la tensión m áxima de utilización es de 15 Kv Los postes se definen por las características siguientes: Especie forestal Longitud total Diámetro en el despunte Índice de aguzamiento Los postes tienen una longitud de aprox. 8m Postes metálicos: Se construyen generalmente de ac ero. No se emplea la soldadura porque suelen m ontarse en el lugar de izado, donde generalmente no se dispone de energía para soldar. Los potes metálicos tienen una serie de ventajas sobre sobre los demás tipos de postes, entre las que destacaremos: superior resistencia mecánica; ar mado cómodo en el lugar de izado; f ácil mantenimiento; mejor estética, que los hace decisivos en ciertos lugares Postes de hormigón: El hormigón es una composición formada por cemento, grava o piedra machacada, agua y arena que, convenientemente mezclada, fragua hasta adquirir una consistencia pétrea La característica más importante del hormigón es su gr an resistencia a la compresión Normalmente se fabrican los siguientes postes: poste de hormigón armado
y y y
poste de hormigón vibrado poste de hormigón centrifugado poste de hormigón pretensado Crucetas: Son accesorios que se montan en l a parte superior de los postes para sujetar adecuadamente los soportes de los aisladores. En su construcción se emplea madera, m adera, hierro laminado u hormigón armado; para postes de madera, se emplean crucetas de madera o hierro; para postes de hormigón, crucetas exclusivamente de hierro. y
- Subestaciones transformadoras
Son los conjuntos de aparatos eléctricos necesarios para la transformación y conversión de la energía eléctrica, o bien en otra de mayor tensión para un transporte más económico, o en otra de menor tensión para el funcionami ento correcto de los receptores. Clasificación de las estaciones transformadoras: La clasificación puede hacerse atendiendo a su características y situación en la red: Subestaciones de transformación. Transforman la energía eléctrica en otra de menor tensión que, a su vez, alimenta otras ot ras subestaciones o centros de transformación. Estación transformadora de distribución. Estación transformadora intermedia que transf orma la energía eléctrica en otra de menor tensión, con la que se alimentan l os centros de distribución o de transformación. Centro de distribución. Es una subestación destinada a la conexión de dos o más circuitos c ircuitos de media tensión y su maniobra, pudiendo tener salidas en B.T. Centro de transformación. Es el que transforma la energía eléctrica en otra de menor tensión (baja tensión), con la que se alimentan a los recet ores de baja tensión. Atendiendo a su tipo constructivo se cl asifican en: Estaciones de transformación interiores. Son aquéllas que por di versas causas hacen aconsejable la instalación de los el ementos de transformación y todo su aparellaje necesario dentro de unos edificios construidos con este fin. Estaciones de transformación exteriores. Son aquéllas en que, por motivos económicos, los elementos de transformación y todo su aparellaje se colocan al l intemperie, generalmente en una plataforma montada sobre dos apoyos. Tanto el transformador como todos los accesorios han de estar construidos para trabajar a la intemperie. Elementos que intervienen en la subestación: Los elementos son los siguientes: Barras de distribución. Son los elementos conductores que unen los demás elementos de l a subestación transformadora. Están formadas con pletina o varilla de cobre de la sección adecuada a la potenci a de la subestación. Autoválvulas. Son los elementos element os que protegen l as subestaciones transformadoras transformadoras contra las sobretensiones de tipo atmosféricos o de cualquier otro tipo. Seccionadores. Son los elementos empleados para ais lar las diferentes partes de la estación transformadora. Su funcionamiento no es automático sino manual, mediante una pértiga iga o un mando adecuado. Interruptor automático. Es otra protección contra las sobreintensidades. Se desconecta automáticamente cuando hay un aumento de intensidad en cualquiera de las tres fases. Equipo de medida. Son los aparatos empleados para la medición medición de la energía eléctrica consumida por los usuarios de la subestación transformadora. Este equipo de medida consta de bobinas amperimétricas y voltimétricas, lo que debe ser tenido en cuenta a la hora de su conexión a la red. Transformadores de potencia. Es el elemento principal de la estación transformadora, ya que, en él, es donde se transf orma la energía eléctrica en otra de distinta t ensión. Protecciones de baja tensión. A continuación del transformador de potencia y ya en baja tensión, se colocarán las protecciones de cada una de las salidas de baja tensión que parten de la estación transformadora; estas protecciones estarán f ormadas por cartuchos fusibles de la intensidad adecuada a la línea que protegen y
y
- Protecciones sobre las líneas de A.T. y subestaciones
Varias causas pueden producir averías en las líneas de A.T. y en las subestaciones, pero las principales son: un exceso de la intensidad de corriente
y
y y
y y y
un aumento de la tensión, que podría llegar a destrozar los ai slamientos de la línea de A.T. o de la subestación. Protecciones en las líneas de alta tensión En las líneas de A.T., la avería más frecuentes suelen ser las sobretensiones; sus c ausas son: De origen externo o atmosférico, producidas por inducción de nubes cargadas de electricidad en los conductores de las líneas; lí neas; por descargas entre nubes a lí nea directamente; o por inducción sobre los conductores de la línea de descargas directas entre nubes y tierras cercanas a la línea. De origen interno, como efectos de resonancia, grandes variaciones variaciones en la potencia transportada. Contacto entre circuitos de diferentes tensiones; entre líneas de alta y baja tensión, por ejemplo. Elementos de protección: Una de las protecciones empleadas en las líneas de A.T. contra las sobre tensiones de origen externo es el hilo de tierra, que es un cable de acero instalado encim a de la línea de A.T., en la cabeza de los apoyos, unido directamente a éstos y a tierra, para que la acción de las descargas atmosféricas vaya directamente, por este conductor, a tierra. El cable empleado suele ser de acero galvanizado, de 50 mm2 como mínimo para líneas de 1ª categoría y 22 mm2, mínimo, para el resto. La protección que se consigue con la instalación del cable de tierra no es perfecta y puede haber descargas atmosféricas que produzcan produzcan averías; por su elevado conste de instalación, instalaci ón, sólo se emplean en líneas de muy altas tensiones. La protección en el lado primario del transformador: Estará formada por aparatos de corte de corriente que permitan desconectar la estación transformadora de la línea de alimentación; estos aparatos de corte serán interruptores automáticos o cortacircuitos fusibles. Únicamente podrán utilizarse seccionadores unipolares para tensiones iguales o inferiores a 6 Kv si la potencia es igual o mayor de 50 Kva. Cuando haya transformadores trabajando acoplados, serán protegidos separadamente. Las protecciones en el lado secundario del transformador: A menos que el secundario sea de alta tensión, todos los circuitos de baja tensión que salgan de una estación transformadora deben ser protegidos individualmente, contra i ntensidades, de alguna de las formas siguientes: Con cortacircuitos fusibles; solamente se utilizará en circuitos de hasta 400 KvA con interruptores automáticos de baja tensión; se pueden utilizar en circuitos de cualquier potencia contra sobrecargas como para protección contra cortocircuitos Puestas a tierra: Todas las protecciones mencionadas anteriormente han de completarse con otra llamada puesta a tierra. Se llama puesta a tierra toda ligazón metálica directa entre una parte de instalación y un electrodo, placa metálica o grupo de electrodos cuyas dimensiones y situación sean tal es que, en todo momento, pueda asegurarse que el conjunto está prácticamente al mismo potencial de la tierra y que permita el paso a ti erra de las corrientes de avería o de descarga. La puesta a tierra com prende tres partes: Electrodo principal Conductor principal o barra común de toma de tierra Conductores de unión de las masas al conductor principal Electrodo principal Deben estar constituidos por placas, tubos, pi cas, de metal resistente a la acción del t erreno. Las placas de cobre tendrán un espesor mínimo de 2 mm; y las de palastro galvanizado, 2,5 mm; las picas serán de 6 mm de diámetro y 2 m de longitud com o mínimo Conductor principal del circuito Será de sección adecuada, como com o mínimo de 50 mm2 si son de cobre y de 100 mm2 si son de hierro galvanizado. Su tendido se hará en el interior de la subestación, con cable desnudo o con pletina, sin aisladores, al descubierto y de forma visible Conductores de unión de los circuitos de tierra Tendrán un contacto eléctrico perfecto, tant o con las partes metálicas que deben ponerse a tierra con la placa o electrodo que forma la tierra propiamente dicha; este contacto se realizará realizará con todo cuidado, por medio de grapas de empalme adecuadas, asegurándose de que la conexión sea efectiva.
CONDUCTORES PARA LINEAS AEREAS
Se llama línea aérea la instalación cuya fi nalidad es la transmisión aérea de energía eléctrica, esto se realiza con elementos de conducción y elementos de soporte. Los soportes están formados por: - postes, - fundaciones, - puesta a tierra, la conducción con: conductores, - aisladores, - accesorios (morseteria). Todos los elementos constructivos de una línea aérea deben deben ser elegidos, conform ados, y construidos de manera que tengan un comportamiento seguro en condiciones de servicio, bajo las condiciones climáticas que normalmente es dado esperar, bajo tensiones de régimen, bajo corriente de régimen, y bajo las solicitaciones de cortocirc uito esperables. LINEAS DE ALTA TENSIÓN : Estarán formadas por tres conductores de cobre el ectrolítico de 10 milímetros cuadrados de sección cada uno. Se apoyarán en los postes por medio de aisladores ai sladores de vidrio en forma de cadena frabricado para aguantar una tensión de trabajo de 25 Kv. Según el fabricante y l a norma U.N.E. vigentem en la que dice que las partes metálicas de los aisladores estarán protegidas contra la acción corrosiva de l a atmósfera. Estos aisladores se encontrán fijados sobre soportes curvos de acero galvanizado, provistos de enganches de grilletes para fijarlos en los postes. Estos serán de acero, cuya pletina es de 150 x 10 mil ímetros y los angulares serán de 150 x 15 milí metros; y de alineación, con pletina de 150 x 10 milímetros y angular
b) Velocidad del viento. Las inspecciones en el exterior deben tener en cuenta la velocidad del viento, ya que este es un factor que incrementa la transferencia de calor por convección entre los elementos calientes y el medio, lo cual puede dar lugar a una reducción de la temperatura de los puntos críticos, enmascarando problemas que pueden ser graves, recomendándose evitar la realización de inspecciones termográficas para velocidades del viento superiores a los 16 km/hora.
Sistemas de distribución eléctrica: Líneas de distribución
Son las encargadas de unir las centrales eléctricas con los puntos de consumo a través de las subestaciones y centros de transformación, proporcionando en la medida de lo posible la redundancia requerida gracias a su estructura de malla. Dada la gran distancia que puede existir entre centrales y usuarios, la tensión de las líneas de distribución eléctrica se fija a diferentes valores en las subestaciones donde es elevada y reducida a los valores generalmente normalizados, de forma que se minimicen las pérdidas eléctricas a la vez que se optimiza el coste de las instalaciones. En función de dicha tensión de trabajo podremos hablar de líneas de media y alta tensión, cada una con sus características particulares tanto a nivel técnico (tensión nominal, altura de las torres, tipo de aisladores, número de líneas, etc.) como de gestión (criticidad, redundancia, disponibilidad, etc.), características que habrá que tener en cuenta a la hora de realizar la inspección termográfica de las mismas.
Uno
de los aspectos que hay que tener en cuenta a la hora de considerar la inspección
termográfica de las líneas de distribución será su accesibilidad. En este sentido podemos considerar tres formas básicas de inspección:
Distribución de energía eléctrica Artículo principal: Red de distribución de energía eléctrica
a red de distribución es un componente del sistema de suministro, siendo responsabilidad de las compañías distribuidoras. La distribución de la energía eléctrica desde las subestaciones de transformación de la red de transporte se realiza en dos etapas. L
a primera está constituida por la red de reparto, que, partiendo de las subestacione s ubestacioness de transformación, reparte la energía, normalmente mediante anillos que rodean rodean los grandes centros de consumo, hasta llegar a las estaciones transformadoras de distribución. Las tensiones utilizadas están comprendidas entre 25 y 132 kV. Intercaladas en estos anillos a nillos están las estaciones transformadoras de distribución, encargadas de reducir la tensión desde el nivel de reparto al de distribución en media tensión. L
a segunda etapa la constituye la red de distribución propiamente dicha, con c on tensiones de funcionamiento de 3 a 30 kV y con una disposición en red radial. Esta red cubre la superficie de los grandes centros de consumo (población, gran industria, etc.), uniendo las estaciones transformadoras de distribución con los centros de transfor mación, que son la última etapa del suministro en media tensión, ya que las tensiones a la salida sa lida de [40] estos centros es de baja tensión (125/220 o 220/380 ). L
as líneas que forman la red de distribución distr ibución se operan de forma radial, sin que formen mallas. Cuando existe una avería, a vería, un dispositivo de protección situado al principio de cada red lo detecta y abre el interruptor que alimenta esta red. La localización de averías se hace por el método de "prueba y error", dividiendo la red que tiene la avería en mitades y suministrando energía a una de ellas; a medida que se s e acota la zona con avería, se devuelve el suministro al resto de la red. Esto ocasiona que en el transcurso tra nscurso de la localización se puedan producir varias interrupciones a un mismo usuario de la red.
L
a topología de una red de distribución se refiere al esquema o arreglo de la distribución, esto es la forma en que se distribuye la energía por medio de la disposición de los segmentos de los circuitos de distribución. distribución. Esta topología t opología puede tener las siguientes configuraciones: L
y
y
radial o red en antena: resaltan su simplicidad y la facilidad que presenta para ser equipada de protecciones selectivas. Como desventaja tiene su falta de garantía de servicio. Red en bucle abierto: tiene todas las ventajas de la distribución en redes radiales y además la posibilidad de alimentar alternativamente de una fuente u otra. Red
y
en anillo o en bucle cerrado: se caracteriza por tener dos de sus extremos alimentados, quedando estos puntos intercalados en el anillo o bucle. Como ventaja fundamental se puede citar su seguridad de servicio y facilidad de mantenimiento, si bien presenta el inconveniente de una mayor complejidad y sistemas de protección más complicados. Red
Como sistemas de protección se utilizan utiliza n conductores aislados, fusibles, seccionadores en carga, seccionalizadores, órganos de corte de red, reconectadores, r econectadores, interruptores, pararrayos antena, pararrayos autoválvulas y protecciones secundarias asociadas a transformadores de medida, como son relés de protección. [4
Tipos de conducto
Redes de Distribución Eléctrica Definiciones generales
El esquema de distribución distr ibución secundario es de configuración radial, se alimenta ali menta desde los centros de transformación. El circuito trifásico tiene tensión nominal de 208V/120V y conductores monopolares de cobre aislados a 600V. Se protegen con interruptores termomagnéticos ubicados en los centros centr os de transformación o centro de distribución. Para proteger de sobretensiones la red subterránea, se s e emplean descargadores de sobretensión tipo resistencia no lineal en los puntos donde este abierto el circuito, al final del circuito, y en el poste donde se pasa de circuito aéreo a subterráneo. Los materiales y equipos eléctricos que se requieran deben ser nuevos y cumplir con las normas NTC, nacionales o internacionales, y con las especificaciones técnicas de CODENSA S.A. ESP. Éstos a su vez, deben ser acreditados a creditados por un ente delegado para tal fin por la Supe S uperintendencia rintendencia de Industria y Comercio C omercio (CIDET o ICONTEC), por lo cual se recomienda a los ingenieros o firmas constructoras, que soliciten información antes de iniciar las obras de construcción de redes.
Velocidad
del viento
. Las inspecciones en el exterior deben tener en cuenta la velocidad del viento, ya que este es un factor que incrementa la transferencia de calor por convección entre los elementos calientes y el medio, lo cual puede dar lugar a una reducción de la temperatura de los puntos críticos, enmascarando problemas que pueden ser graves, recomendándose evitar la realización de inspecciones termográficas para velocidades del viento superiores a los 16 km/hora. 4
Termografía tomada con un viento de 14 km/h
AISLADORES
DE LINEAS ELECTR ICAS
os aisladores cumplen la función de sujetar mecánicamente el condu c onductor ctor manteniéndolo aislado de tierra y de otros conductores.
L
Deben soportar la carga mecánica que el conductor transmite a la torre a través de ellos. Deben aislar eléctricamente el conductor de la torre, soporta s oportando ndo la tensión en condiciones condiciones normales y anormales, a normales, y sobretensiones hasta las máximas previstas (que los estudios de coordinación del aislamiento definen con cierta probabilidad de ocurrencia). a tensión debe ser soportada tanto por el material aislante propiamente propiamente dicho, como por su superficie y el aire que rodea al aislador. L
a falla eléctrica del aire se llama contorneo, y el aislador se proyecta pr oyecta para que esta falla sea mucho mas probable pr obable que la perforación del aislante sólido. s ólido. L
Surge la importancia del diseño, de la geometría para que en particular no se presenten en el cuerpo del aislador campos intensos que inicien una crisis del sólido aislante. MATER IAL IALES
DE LOS AISLADORES
Históricamente se han utilizado distintos materiales, porcelana, vidrio, y actualmente actualmente materiales compuestos, y la evolución ha ocurrido en la búsqueda de mejores características y reducción de costos. PORCELANA,
es una pasta de arcilla, caolín, ca olín, cuarzo o alúmina se le da forma, for ma, y por horneado se obtiene una cerámica de uso eléctrico. El material es particularmente resistente a compresión por lo que se han desarrollado especialmente diseños que tienden a solicitarlo de esa manera.
VIDR IO,
cristal templado que cumple la misma función de la porcelana, se trabaja por moldeado colándolo, debiendo ser en general de menos costo.
Se puede afirmar que en general la calidad de la porcelana puede ser mas controlada que la del vidrio, esta situación es evidenciada por una menor dispersión de los resultados de los ensayos de rotura. MATER IAL IALES
COMPUESTOS:
Fibras de vidrio y resina en el núcleo, y distintas "gomas" en la parte externa, con formas adecuadas, han introducido en los años mas recientes r ecientes la tecnología del aislador compuesto. Estas modernas soluciones con ciertas formas y usos ponen en evidencia sus ventajas sobre porcelana y vidrio. FOR MA
DE LOS AISLADORES
a forma de los aisladores está en parte bastante ligada al material, y se puede hacer la siguiente clasificación: L
AISLADORES
DE CAMPANA, (también llamados de disco) generalmente
varios forman una cadena, se hacen hace n de vidrio o porcelana con insertos metálicos que los articulan con un grado de libertad (horquilla) o dos (caperuza y badajo, cap and pin). as normas fijan con detalle geometría, tamaños, resistencia electromecánica, electr omecánica, ensayos.
L
cadenas de menor cantidad de elementos (mas ( mas cortas), la porcelana trabaja a tracción tra cción y existen pocos fabricantes que ofrecen esta solución, especialmente si se requieren elevadas prestaciones, ya que no es una solución natural para este material, en cambio es la solución natural de los aisladores de suspensión compuestos. AISLADORES
DE BARR A, los hay de porcelana, permiten realizar
ientras que para la porcelana se s e limita la longitud de la barra y en consecuencia para tensiones elevadas se forma una cadena de algunos elementos, para el aislador compuesto siempre se realiza un único elemento capaz c apaz de soportar la tensión total.
M
AISLADORES
R IGI for ma de campana, IGIDOS, en tensiones bajas y medias tienen forma
montados sobre un perno (pin type) y se realizan de porcelana o vidrio. A medida que la tensión crece, tamaño y esfuerzos también, y se transforman en aisladores de columna aptos para soportar s oportar esfuerzos de compresión y de flexión (post type) y pueden asumir la función de cruceta en líneas de diseño compacto. En estos casos pueden ser de porcelana y modernamente de materiales compuestos, cuando el esfuerzo vertical a que se somete la "viga" aislante aislant e es muy elevado se agrega un tensor del mismo material (inclinado 45 grados generalmente) dando origen a una forma de V horizontal. os aisladores se completan, como ya indicado, con insertos metálicos metá licos de formas estudiadas para la función, y que tienden a conferir movilidad (en las cadenas) o adecuada rigidez (en las columnas).
L
Para evitar solicitaciones anormales e indebidas de los elementos aislantes, los casos mas comprometidos se resuelven con fusibles fusibles mecánicos mec ánicos instalados del lado del conductor condu ctor o del lado base y que al romperse permiten el giro del aislador, cargándose entonces en forma mas favorable. fa vorable. Al especificar los aisladores se resaltan r esaltan dos tipos de características, que deben combinar por su función, las mecánicas, y las eléctricas. .-
Conductores Conductores en líneas aéreas.
Al instalar líneas aéreas, se tratará de deslucir deslucir el paisaje lo menos posible. En la construcción de estas líneas se utilizan, casi exclusivamente, conductores desnudos, estos solo se aceptan en lugares de transito escaso o nulo y la distancia dista ncia del conductor en su punto mas bajo con respecto al suelo será de 5 metros [21]. Los metales utilizados en la construcción de líneas de líneas aéreas deben tener las siguientes características : Presentar una baja resistencia eléctrica y bajas perdidas. Presentar una elevada resistencia mecánica aluminio-acero y se s e presentan Los conductores utilizados son el cobre, aluminio y aluminio-acero normalmente desnudos. Pese a la menor resistencia y superior condición mecánica el cobre ha dejado de ser utilizado en la construcción de líneas aéreas. El aluminio es el material que se ha impuesto impuesto como conducto c onductorr de líneas aéreas, habiendo superado por la técnica las desventajas que se notaban con respecto al cobre, además ayudado por un precio menor, y por las ventajas de menor peso para igual capacidad de transporte. AISLADORES
2.7.1.- Condiciones generales ma yor parte de los casos, son Los conductores empleados en líneas aéreas, en la mayor desnudos; por lo tanto, se necesita aislarlos de los soportes por medio de aisladores, fabricados generalmente de porcelana o vidrio. La sujeción del aislador al poste, se realiza por medio de herrajes. Pero además, un aislador debe tener las características mecánicas mecánica s necesarias para
soportar los esfuerzos a tracción o comprensión a los que está sometido. s ometido. Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto, las cualidades específicas que deben cumplir cumplir los aisladores a isladores son: Rigidez dieléctrica suficiente para que la tensión de perforación sea lo más elevada posible. Esta rigidez depende de la calidad del vidrio o porcelana y del grueso del aislador. La tensión de perforación es la tensión con la cual se se puede producir el arco a través de la masa del aislador. Disposición adecuada, de forma que la tensión de contorneamiento presente present e valores elevados y por consiguiente no se produzcan pr oduzcan descargas de contorno entre los conductores y el apoyo, a través de los aisladores. La tensión de contorneamiento es la tensión con la cual se puede producir el arco a través del aire, siguiendo la mínima distancia entre fase y tierra, es decir, el contorno del aislador. Esta distancia se s e llama línea de fuga. Resistencia mecánica adecuada a decuada para soportar los esfuerzos demandados por el conductor, por lo que la carga de rotura de un aislador debe ser por lo menos igual a la del conductor que tenga que soportar. Resistencia a las variaciones de temperatura. Ausencia de envejecimiento. os aisladores son, de todos los elementos de la línea, aquellos en los que se pondrá el máximo cuidado, tanto en su elección, como en su control de recepción, colocación colocaci ón y vigilancia en explotación. En efecto, frágiles por naturaleza, se ven sometidos a esfuerzos combinados, mecánicos, eléctricos y térmicos, colaborando todos ellos a su destrucción. destrucción. 2.7. 2.- Materiales empleados en los aisladores 2.7.2.1.- Aisladores de porcelana Su estructura debe ser homogénea y para dificultar las adherencias de la humedad y polvo, la superficie exterior está recubierta por una capa de esmalte. Están fabricados con caolín y cuarzo de primera calidad. 2.7.2.2.- Aisladores de vidrio Están fabricados por una mezcla de arena are na silícea y de arena calcárea. calcár ea. El material es más barato que la porcelana, pero tienen un coeficiente de dilatación muy alto, que limita su aplicación en lugares con cambios grandes de temperatura; la resistencia al choque es menor que en la porcelana. Sin embargo, debido a que el costo es más reducido y su transparencia facilita el control visual, hacen que sustituyan en muchos muchos casos a los de porcelana. 2.7.2.3.- Aisladores Aisladores de esteatita esteat ita y resinas epóxicas Se emplean cuando han de soportar grandes esfuerzos mecánicos, debido a que su resistencia mecánica es aproximadamente aproximada mente el doble que los los de porcelana, y sus propiedades aislantes también son superiores; sin embargo, el inconveniente es que tienen mayor costo. 2.7.3.- Tipos de aisladores 2.7.3.1.- Aisladores fijos Están unidos al soporte por un herraje fijo y no pueden, por consiguiente, cambiar normalmente de posición después de su montaje. Su forma general es la de una campana que lleva en su parte superior una garganta sobre s obre la que se fija el conductor por una ligadura (de hilo de cobre recocido para conductores de cobre o de hilo de aluminio para conductores a base de aluminio). Este aislador es el más simple si mple y pertenece a las líneas de baja tensión. L
2.7.3.2.- Aisladores en cadena o suspendidos s uspendidos Están constituidos por un número variable de elementos elem entos según la tensión t ensión de servicio; estas cadenas son móviles alrededor de su punto de unión al soporte, y además, las articulaciones entre elementos deben tener bastante libertad para que los esfuerzos de flexión queden amortiguados; estas articulaciones suelen ser s er de rótula. Este tipo de aislador es el más empleado en media y en alta tensión, ya que presenta las siguientes ventajas: Permite elevar la tensión t ensión de funcionamiento funcionamiento con sólo aumentar la longitud de la cadena, es decir, colocando más elementos. No se interrumpe el servicio por rotura de un aislador, ya que la cadena sigue sustentando al conduc c onductor. tor. Presenta una gran economía en la reparación de las cadenas, pues solamente sola mente es necesario cambiar ca mbiar el elemento averiado. Existen diversos tipos de aisladores aisla dores de cadena, que a con continuación tinuación se detallan: Caperuza-vástago, este aislador se compone de una campana de porcelana o vidrio templado, en forma de disco y que lleva en su s u parte inferior algunas ondulaciones. ondu laciones. En la parte superior de la campana ca mpana está empotrada una caperuza de fundición o acero, y en su parte inferior en un hueco bastante ba stante reducido, lleva un vástago sellado al aislador. La figura Nº 2.4 muestra la disposición de los aisladores en una cadena de suspensión suspensi ón o en una cadena de amarre (modelos 1.512 fabricado por VICASA). Figura Nº 2.4 Aislador caperuza-vastago caperuza-vastago
Campana (discos), este elemento element o está constituido por un núcleo cilíndrico de porcelana de diámetro comprendido entre 60 y 85 mm., y provisto de dos faldas anchas. La unión de los aisladores campana entre sí s í se hace con un pequeño vástago cilíndrico terminado en dos rótulas (figura Nº 2.5). La condición eléctrica de los aisladores campana no son tan buenas como la de
los caperuza-vastago, pero debido a la longitud del elemento su resistencia a la perforación es considerable. Figura Nº 2.5 Aislador tipo campana
angstab, este modelo es un mejoramiento del aislador Motor y se denomina Langstab (larga línea de fuga). Está constituido por un largo cilindro de porcelana de 80 a 100 cm., con ondulaciones bastante profundas y terminado en dos caperuzas (figura Nº 2.6). Figura Nº 2.6 Aislador langstab 2.7.3.3.- Aisladores especiales Antiniebla, su principal característica cara cterística consiste en tener ondulaciones ondulaciones más profundas que permitan una mayor tensión tensi ón de contorneamiento. De costa, la campana exterior es más ancha y alta, de forma que protege completamente contra el rocío a las faldas interiores. Los depósitos de humedad (niebla, rocío, condensación de origen variable) var iable) lo mismo que el depósito de cuerpos conductores extraños (humos industriales) reducen considerablemente la tensión de contorneamiento de los aisladores. La protección más difícil de realizar es la de líneas en regiones r egiones industriales, industriales, pues los materiales contaminantes se s e introducen en todas las ranuras del aislador. L
