trabajo de lineas de transmision[1]

8/17/2019 Trabajo de Lineas de Transmision[1]

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INTRODUCCION

Las funciones de las líneas de transmisión son dos transportar la electricidad de loscentros de generación a las subestaciones de distribución al menor costo y con

menores pérdidas, esto se realiza con líneas a muy alta tensión.

Conectar los subsistemas de generación y distribución.

Los componentes de una línea de transmisión son tres: conductores, estructuras y

aisladores. Los conductores son cables de cobre o de aleación de cobre con acero por

los que fluyen los electrones, con diámetros de 1 a ! mm y con peso de 1 a " #ilos

por metro lineal. Los sistemas de corriente alterna que operan mundialmente son

trifásicos: tres conductores y uno llamado de tierra. $n cada línea de transmisión se

obser%an tres conductores y uno con menor aislamiento, denominado cable de guarda,

en las estructuras que tienen doble circuito se obser%arán seis conductores y doble

&ilo de guarda.

Las estructuras o torres, normalmente de acero estructural, se instalan cada ' o

1 metros para soportar los conductores. (u dise)o se adapta al peso de los

conductores, al tipo de terreno y a las condiciones ambientales.

*ara que puedan ser soportados por las estructuras se requiere de un elemento

aislante entre los conductores y la estructura. +stos son los aisladores de %idrio,

porcelana o de un material sintético, que obser%amos entre los conductores y el

cuerpo de las estructuras. $l nmero de aisladores depende de la tensión, altitud sobre

el ni%el del mar, condiciones ambientales y grado de contaminación.


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Conductores eléctricos

-n conductor eléctrico es aquel cuerpo que puesto en contacto con un cuerpo cargado

de electricidad transmite ésta a todos los puntos de su superficie. eneralmente

elementos, aleaciones o compuestos con electrones libres que permiten el mo%imiento

de cargas.

Los elementos capaces de conducir la electricidad cuando son sometidos a una

diferencia de potencial eléctrico más comunes son los metales, siendo el cobre el mas

usado de entre todos ellos, otro metal utilizado es el aluminio y en aplicaciones

especiales, debido a su ba/a resisti%idad y dureza a la corrosión, se usa el oro. 0unque

todos los metales son conductores eléctricos eisten otros materiales, no metálicos, quetambién poseen la propiedad de conducir la electricidad como son el grafito, las

soluciones salinas 2p.e. el agua de mar3 y cualquier material en estado de plasma.

*ara que un material se considere buen conductor se requiere que posea una ba/a

resistencia o resisti%idad para e%itar ele%adas caídas de tensión y pérdidas desmedidas

por el $fecto 4oule.

*ara el transporte de la energía eléctrica, así como para cualquier instalación de usodoméstico o industrial, el metal empleado uni%ersalmente es el cobre en forma de cables

de uno o %arios &ilos. 0lternati%amente se emplea el aluminio, metal que si bien tiene

una conducti%idad eléctrica del orden del 56 de la del cobre es, sin embargo, un

material muc&o más ligero, lo que fa%orece su empleo en líneas de transmisión de

energía eléctrica

Tipos De Conductores

Conductores de Aluminio AAC

$l aluminio es, después del cobre, el metal industrial de mayor conducti%idad eléctrica.

$sta se reduce muy rápidamente con la presencia de impurezas en el metal. Lo mismo

ocurre para el cobre, por lo tanto para la fabricación de conductores se utilizan metales

http://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Plasmahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Aluminiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Plasmahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Aluminiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductividad_el%C3%A9ctrica


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con un título no inferior al 77.8 6, condición esta que también asegura resistencia y

protección de la corrosión.

Aplicaciones

Las clases y 0 00 se utilizan principalmente para gastos de transporte y de distribución

primaria y secundaria, donde ampacity debe mantenerse y conductor de un encendedor

2en comparación con un remate3 es deseada, cuando conductor de la fuerza no es un

factor crítico. Clases 9 y C se utilizan principalmente como autobuses, puentes

conectores y aparatos, en donde se requiere mayor fleibilidad.

Especificaciones

00C desnudo director cumple o ecede las siguientes especificaciones de la norma

0(;: 9 < "= 0lambre de aluminio, 1=' < >17 para fines eléctricos. 9 < "=1

0luminio Conductors, Concentric Lay < >ilo.

Construcción

0leación de aluminio 1=' < >17 cables, concéntrica desamparados. Clases se refieren

a %aramientos y son una indicación de la relación conductor de la fleibilidad, es el

menos fleible, C, el más fleible.

Conductor De Aluminio AAAC

Descripción

-tilizado normalmente como cable aéreo desnudo para distribución eléctrica primaria y secundaria. $s fabricado usando aleación de aluminio de alta fortaleza

propiciando, así, una alta relación resistencia ? peso. La aleación de aluminio del cable

000C ofrece mayor resistencia a la corrosión que el cable 0C(@.

Los conductores de aluminio fabricados segn el estándar 5"1


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fortaleza mayor que la proporcionada por los conductores de aluminio 1=', pero sin

contener un ncleo de acero.

La resistencia BC a "C de los conductores 5"1


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(e &an puesto a punto aleaciones especiales para conductores eléctricos. Contienen

peque)as cantidades de silicio y magnesio 2.' .5 6 aproimadamente3 y gracias a una

combinación de tratamientos térmicos y mecánicos adquieren una carga de ruptura que

duplica la del aluminio 2&aciéndolos comparables al aluminio con alma de acero3,

perdiendo solamente un 1' 6 de conducti%idad 2respecto del metal puro3.

Conductor De Aluminio Con Refuer"o De Acero AC#R

Descripción

-tilizado normalmente como cable aéreo desnudo para distribución eléctrica

primaria y secundaria. $l conductor 0C(@ ofrece una fortaleza óptima para el dise)o de

líneas de transmisión. $l cableado con ncleo %ariable de acero permite alcanzar la

dureza deseada sin sacrificar la corriente máima que puede soportar el cable

2ampacity3.

$l 0C(@ es un conductor, cableado concentricamente, compuesto por una o máscapas de alambre de aleación de aluminio cableado con un ncleo de acero de alta

resistencia. $l ncleo puede estar conformado por un alambre de acero simple o por

%arios, cableados, dependiendo del tama)o. $l acero es suplido por FDC(EG (.0.

Las proporciones de aleación de aluminio y acero pueden ser a/ustadas para obtener

la relación conducti%idad ? fortaleza que me/or se a/uste al uso final del cable. $s

posible agregar protección adicional anti


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Datos Técnicos

Nombre: Conductor de 0luminio 0C(@

Conductor: Gcleo de 0cero de alta resistencia, cableado de 8 a 51 &ilos, concéntrico.

Temperatura: cable aéreo desnudo para distribución eléctrica primaria y secundaria

Código de fabricación: CEF$GDG < GE@F$G < ''8


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Descripción

-tilizado normalmente como cable aéreo desnudo para distribución eléctrica

primaria y secundaria. -na buena relación resistencia


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Conductor Tipo Copper(eld

)os alambres cables tipo CO**ER+E)D ,acen posible una construcción de

l-neas aéreas seguras. permanentes económicas/ Estos tienen la alta resistencia

la estabilidad mec0nica del acero. combinado con la conducti1idad la resistencia

a la corrosión del cobre/ #on mu apropiados para l-neas aéreas de comunicación.

incluendo teléfono l-neas de se2ali"ación 3 cables de tierra de l-neas aéreas 3

alambres de potencia. cables mensa4eros para electrificaciones de ferrocarril/

Cables De Tierra Alumo(eld

La importancia de los cables de tierra en las protecciones de las líneas de transmisión

contra las descargas eléctricas, &a sido reconocida desde &ace más de ' a)os. Los

estudios y ensayos realizados &an probado la efecti%idad de este tipo de protección

contra las descargas eléctricas, minimizando o incluso eliminando, los cortes en la líneay para la protección de una equipo costoso. 0ctualmente casi todas las líneas de

transmisión importantes están protegidas contra las descargas con uno o dos cables de

tierra.

Los cables de tierra en 0L-;EH$LB proporcionan los me/ores medios para obtener

la máima protección contra las descargas eléctricas. $llos combinan conducti%idad,

resistencia a la corrosión y alta carga de roturaI todas características necesarias para

dic&a protección.

Conductor de Aluminio ACAR


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Caracter-sticas 5ec0nicas

Los %alores que caracterizan el comportamiento mecánico del cable son el módulo deelasticidad 2$3 y el coeficiente de dilatación lineal 2alfa3, este ltimo al disminuir la

temperatura influye reduciendo la longitud del conductor y aumentando el tiro, su

solicitación mecánica.

$n cables mitos interesa encontrar %alores equi%alentes a un conductor ideal

&omogéneo:

Ecable 6 7#ac Eac 8 #al Eal9 7#ac 8 #al9

Alfacable 6 7alfaac #ac Eac 8 alfaal #al Eal9 7#ac Eac 8 #a Eal9

$l %alor de la carga de rotura nominal de un conductor mito aluminio acero esta dada

por:

Rcable 6 7Rac 8 ;/


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dimensiones, este tipo de conductor se utiliza entonces para los %anos de las estaciones

eléctricas o en las líneas con %anos relati%amente cortos.

Los conductores de aleación de aluminio, o de aluminio acero, con características

mecánicas ele%adas, permiten cuando las trazas son rectilíneas &acer traba/ar a los

conductores con los máimos esfuerzos que le son permitidos. $sto da por resultados

grandes %anos, con el consiguiente a&orro de torres, aisladores, ;orseteria y

fundaciones.

0 su %ez los conductores de aleación de aluminio presentan algunas %enta/as respecto de

los de aluminio acero, a saber:

• ;ayor dureza superficial, lo que eplica la mas ba/a probabilidad de da)os

superficiales durante las operaciones de tendido, particularidad muy apreciada

en las líneas de muy alta tensión, ya que como consecuencia se tendrán menos

perdidas corona, y menor perturbación radioeléctrica.

• ;enor peso, el ser mas li%iano, para flec&a y %anos iguales da como

consecuencia a igual altura de torres menor peso en las torres terminales y

angulares, por la menor solicitación mecánica, esto influye en la economía

especialmente cuando la traza es quebrada.

*ara el caso de trazas rectilíneas, a igualdad de tensión mecánica de tendido, se tiene

menor flec&a para igual %ano, y en consecuencia menor altura de las torres de

suspensión.

-na des%enta/a que debe se)alarse para la aleación de aluminio es que por ser sus

características mecánicas consecuencia de tratamientos térmicos, el cable es sensible a

las altas temperaturas 2no debe superarse el límite de 1" grados C3 por lo que debe

prestarse especial atención al %erificar la sección para las sobrecorrientes y tener

particularmente en cuenta la influencia del cortocircuito.

#elección Con Criterio Eléctrico

$l conductor es el componente que /ustifica la eistencia de la línea, en rigor toda la

obra se &ace para sostenerlo, y entonces es %alida la afirmación de que su elecciónacertada es la decisión más importante en la fase de proyecto de una línea.


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La razón de la elección es %ariable con los parámetros de la línea, en particular la

tensión, la energía a transportar, etc. debiendo tenerse presente que de la correcta

elección depende el costo incremental de la energía que la línea transmite.

Como el conductor por sus características eléctricas y mecánicas, influye en el dise)o de

las torres, y su ubicación en el terreno, puede deducirse que eiste una familia de

conductores que satisfacen técnicamente la relación eistente entre torre y conductor,

pero solo uno es el mas apto para satisfacer las reglas de las cuales no debe apartarse ni

esta ni otras obras de ingeniería, tanto eléctrica como de otra especialidad.

(e trata de lograr un dise)o con mínimos costos de la obra teniendo en cuenta su

construcción y funcionamiento durante un periodo dado.

$l ob/eti%o es minimizar:

• *erdidas de transporte de energía.

• Costo de las instalaciones de transporte de energía.

Las perdidas de energía son debidas al efecto 4oule, y al efecto Corona, ligados

respecti%amente a la corriente y a la tensión aplicada.

0mbas perdidas se reducen aumentando el diámetro del conductor, que implica un

aumento de sección, e incrementos en los costos de las instalaciones no es entonces

posible reducir perdidas y simultáneamente reducir el costo de la obra.

*or otra parte como toda obra, las líneas tienen una %ida económicamente til, en la cual

se espera amortizar el capital in%ertido.

Las pérdidas de transmisión representan la energía producida o adquirida 2por quien

eplota la línea3 y no %endida, las in%ersiones realizadas en las instalaciones deben

amortizarse en el plazo de %ida til establecido, y esto tiene un costo financiero y por lo

tanto el costo de transporte depende de la suma del costo de perdidas y costos

financieros, que cuando alcanzan el mínimo, minimizan el costo de transporte.

*ara cálculos de esta índole es usual determinar el costo anual de energía e

instalaciones.


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Consideremos el problema de transportar una potencia de * JK. a una distancia de l #m.

i/ada la tensión es posible establecer las perdidas 4oule para cada diámetro 2sección3

del conductor, en términos del costo anual que se representa con una cur%a con forma de

&ipérbola en un gráfico que relaciona costo diámetro.

(upuestos conocidos los costos para cada uno de los diámetros del conductor, y como

esta relacionado este con el costo de instalación 2torres, fundaciones, etc.3, se determina

el costo anual que se representa con una cur%a parabólica que crece uniformemente con

el diámetro.

Con ambas cur%as se determina el costo total, y repitiendo el mismo análisis para las

distintas tensiones y la misma potencia * se obser%a un desplazamiento de la cur%a,

&acia arriba cuando la tensión se incrementa 2dentro de rangos prácticos3.

0unque los conductores constituyen los elementos cuyo costo esta mas ligado al

diámetro, también otros componentes de la línea se %en influenciados en cierto grado

2;orseteria, torres, fundaciones3.

$stos ltimos componentes deben ser considerados, ya que alteran la cur%a de los

conductores en forma y posición. M por lo tanto el análisis económico debe ser

completo so pena de ser más o menos equi%ocado.

0demás no debe ol%idarse de respetar los límites de temperatura con la corriente de

régimen, y con la máima solicitación de cortocircuito, no se debe alcanzar una

temperatura tal que pro%oque una disminución no admisible de la resistencia mecánica

del conductor.

abla 1 < emperatura limite para cortocircuito

;aterial emperatura en gr. C

Cobre 18

0luminio 1=

0leación de 15


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aluminio

0cero "

0luminio acero 15

5etales Conductores

$n la construcción de líneas aéreas de transmisión de energía eléctrica, se utilizan casi

eclusi%amente conductores metálicos desnudos, que se obtienen mediante cableado de

&ilos metálicos 2alambres3 alrededor de un &ilo central.

Los metales utilizados en la construcción de líneas aéreas deben poseer tres

características principales:

&9 presentar una ba/a resistencia eléctrica, y ba/as pérdidas 4oule en consecuencia.

>9 presentar ele%ada resistencia mecánica, de manera de ofrecer una ele%ada

resistencia a los esfuerzos permanentes o accidentales.

?9 costo limitado.

Los metales que satisfacen estas condiciones son relati%amente escasos, a saber:

cobre

aluminio

aleación de aluminio

combinación de metales 2aluminio acero3

Con%iene para cada caso particular in%estigar el metal más %enta/oso, teniendo en

cuenta las obser%aciones generales que siguen.


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$l conductor cableado puede realizarse con &ilos del mismo metal, o de

distintos metales, segn cuales sean las características mecánicas y

eléctricas deseadas.

(i los &ilos son del mismo diámetro, la formación obedece a la siguienteley:

N@ 6 ? c> 8 ? c 8 &

(iendo: n& N nmero de &ilosI c N nmero de capas

*or lo tanto es comn encontrar formaciones de 8, 17, =8, 51, 71 &ilos, respecti%amente

1 a ' capas.

$n transmisión de energía eléctrica los materiales utilizados son cobre, aluminio y

aleación de aluminio, pudiendo afirmarse que prácticamente no se utilizan otros

materiales.

*ese a la menor resistencia eléctrica y superiores aptitudes mecánicas el cobre &a de/ado

de ser utilizado en la construcción de líneas aéreas, esto es especialmente notado en alta

y muy alta tensión.

El Aluminio

$l aluminio es el material que se &a impuesto como conductor de líneas aéreas &abiendo

sido superadas por la técnica las des%enta/as que se le notaban respecto del cobre,

además ayudado por un precio sensiblemente menor, y por las %enta/as del menor peso

para igual capacidad de transporte.

Los conductores en base a aluminio utilizados en la construcción de líneas aéreas se

presentan en las siguientes formas:

• Cables &omogéneos de aluminio puro 200C3

• Cables &omogéneos de aleación de aluminio 2000C3

• Cables mitos aluminio acero 20C(@3


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• Cables mitos aleación de aluminio acero 20C0@3

• Cables aislados con neutro portante 2cables preensamblados3

Dndependientemente de las características eléctricas y mecánicas que conducen a la

elección de un tipo de conductor u otro, cuyas %enta/as o des%enta/as comentaremos

mas adelante, no se deben perder nunca de %ista los principios básicos de uso de este

tipo de material, a saber:

&9 Los conductores de aluminio se utilizan siempre en forma de &ilos

cableados, debido a que poseen me/or resistencia a las %ibraciones que

los conductores de un nico alambre.>9 La dureza superficial de los conductores de aluminio es sensiblemente

menor que para los de cobre, se los debe manipular con cuidado, además

los &ilos que componen el conductor deben ser de " mm de diámetro o

más, para que especialmente en las operaciones de tendido no se

arriesguen da)os gra%es.

?9 $puestos a la intemperie se recubren rápidamente de una capa

protectora de óido insoluble y que protege al conductor contra la acción

de los agentes eteriores. *ese a esto deberá prestarse atención cuando

&ay ciertos materiales en suspensión en la atmósfera, zonas de caleras,

cementeras, etc. eigen seleccionar una aleación adecuada.

;9 Ciertos suelos naturales atacan al aluminio en distintas formas, por lo

que no es aconse/able utilizarlo para la puesta a tierra de las torres, al

menos cuando se ignoran las reacciones que el suelo puede producir.

B9 $l aire marino tiene una acción de ataque muy lenta sobre el aluminio, de

todos modos numerosas líneas construidas en la %ecindad del mar &an

demostrado óptimo comportamiento, en estos casos se deben etremar

las precauciones en lo que respecta al acierto en la elección de la

aleación y su buen estado superficial, en general el ataque será mas lento

cuanto menos defectos superficiales &aya. Los defectos superficiales son

punto de partida de ataques locales que pueden producir da)os


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importantes, si no se presentan entalladuras o rebabas 2que pueden ser

causadas por roces durante el monta/e3 los &ilos serán menos sensibles al

ataque eterior.

9 $l aluminio es electronegati%o en relación a la mayoría de los metales

que se utilizan en las construcciones de líneas, y por esto se debe tener

especial cuidado en las uniones.

9 La temperatura de fusión del aluminio es 55 grados C 2mientras el

cobre funde a 1A= grados C3 por lo tanto los conductores de aluminio

son mas sensibles a los arcos eléctricos.

El Cable de guarda/

-n cable de uarda es utilizado para proteger las torres contra las descargas eléctricas y

consta de siete &ilos. Cada uno posee una matriz o ncleo de acero y están recubiertos

con aluminio.

Cable de uarda con ibras Opticas E*H:

$l cable de uarda con ibras Opticas tiene principalmente dos propósitos importantes:

• *rotección contra descargas eléctricas a líneas de alta potencia en torres de

transmisión.

• (e &abilita como canal de comunicación de alta capacidad de transmisión de

información.

• $l cable E*H esta compuesto por una corona de alambres de 0lumoKeld en el

eterior y un tubo de aluminio en donde %an integras las fibras ópticas.

http://www.monografias.com/cgi-bin/search.cgi?query=potencia&?intersearchhttp://www.monografias.com/cgi-bin/search.cgi?query=aluminio&?intersearchhttp://www.monografias.com/cgi-bin/search.cgi?query=potencia&?intersearchhttp://www.monografias.com/cgi-bin/search.cgi?query=aluminio&?intersearch


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C09L$ B$ -0@B0

Efecto Corona

$l efecto corona se presenta cuando el potencial de un conductor en el aire se ele%a

&asta %alores tales que sobrepasan la rigidez dieléctrica del aire que rodea al conductor.

$l efecto corona se manifiesta por luminiscencias o penac&os azulados que aparecen

alrededor del conductor, más o menos concentrados en las irregularidades de su

superficie.

La descarga %a acompa)ada de un sonido silbante y de olor de ozono. (i &ay &umedad

apreciable, se produce ácido nitroso. La corona se debe a la ionización del aire. Los

iones son repelidos y atraídos por el conductor a grandes %elocidades, produciéndose

nue%os iones por colisión. $l aire ionizado resulta conductor 2si bien de alta resistencia3

y aumenta el diámetro eficaz del conductor metálico.

$n las líneas de transmisión, el efecto corona origina pérdidas de energía y, si alcanzacierta importancia, produce corrosiones en los conductores a causa del ácido formado.

$l efecto corona es función de dos elementos: el gradiente potencial en la superficie del

conductor y la rigidez dieléctrica del aire en la superficie, %alor que a su %ez depende de

la presión atmosférica y la temperatura.

$n un campo uniforme, a "' PC y 85 mm de presión, la ionización por c&oque aparece

al tener un %alor máimo de = #%?cm., que corresponde a "1.1 #%?cm. sinusoidal. $n el

caso de las líneas aéreas de transmisión de energías, se &a demostrado que el fenómeno

depende del radio del conductor. $l %alor del gradiente de potencial para el cual aparece

la ionización en la superficie del conductor se llama gradiente superficial crítico y

%arios in%estigadores indican que %ale:

g 0 = 30( 1 – 0.7 r ) kv/cm. efica


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Bonde r es el radio del conductor en cm. $isten fórmulas que nos suministran este

%alor en función de la presión barométrica y la temperatura ambiente. *ero estas

fórmulas sir%en para conductores de sección circular y perfectamente lisa. Los

conductores de líneas aéreas están formados por %arios alambres cableados y enrollados

en &élice y tienen raspaduras propias de su fabricación e instalación. $sto &ace aumentar

el gradiente crítico, por encima de las estimaciones teóricas.

Los fenómenos descriptos en forma somera &asta aquí, nos permiten afirmar que la

superficie de un conductor libera iones de ambos signos. Como la tensión es alterna,

algunos son atraídos &acia el conductor, conforme su polaridad en el momento en que se

considere mientras que otros, son rec&azados y se ale/an &acia moléculas neutras para

formar iones pesados. Los que se ale/an, debido a que disminuye el gradiente. 0lcambiar la polaridad del conductor se reinicia la ionización por c&oque.

$sta ligera descripción indica por un lado que la energía necesaria para producir la

ionización y por otro la necesaria para producir los mo%imientos de las cargas. La

primera es importante y la forma de estimarla es:

! cNpérdidas por efecto corona en "#/km/fase.

f N recuencia en $

% f N ensión eficaz, entre fase y neutro, en kv

&' N distancia media geométrica entre conductores, en m

r N radio del conductor, en m

N factor función de la relación % f /% 0

% 0 N tensión eficaz, entre fase y neutro, en kv, que pro%oca la descarga

$l %alor de se toma:

-f ?- .5 .8 .A .7 1. 1.1 1." 1.= 1.'

.11 .1! .1A ."' .=5 .'= .A' .1' .7'


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$sta fórmula es para buen tiempo, en otras condiciones, es necesario &acer inter%enir los

efectos correspondientes.

*odemos cerrar este tema diciendo que las pérdidas por efecto corona se pueden

mantener en %alores tolerables manteniendo la tensión a la ocurre el fenómeno, mas alta

que la tensión entre fase y tierra en un " a !6, para lo cual, es necesario que el

diámetro del conductor sea grande o, en caso contrario, formando cada fase por medio

de mas de un conductor/ 2 $n nuestro país esta cantidad de conductores por fase indica

la tensión de transporte de la línea, por e/emplo: & conductor por fase 1=" JF, >

conductos "" JF, ; conductores ' JF.3

Efecto *elicular

$n corriente continua, la densidad de corriente es similar en todo el conductor 2figura a3,

pero en corriente alterna se obser%a que &ay una mayor densidad de corriente en la

superficie que en el centro 2figura 5b3. $ste fenómeno se conoce como efecto pelicular,

efecto sin o efecto Fel1in. $ste fenómeno &ace que la resistencia efecti%a o de

corriente alterna sea mayor que la resistencia ó&mica o de corriente continua. $ste

efecto es el causante de la %ariación de la resistencia eléctrica, en corriente alterna, de

un conductor debido a la %ariación de la frecuencia de la corriente eléctrica que circula

por éste.

$l efecto pelicular se debe a que la %ariación del campo magnético 2 3 es mayor en el

centro, lo que da lugar a una reactancia inducti%a mayor, y, debido a ello, a una

intensidad menor en el centro del conductor y mayor en la periferia.

$ste efecto es apreciable en conductores de grandes secciones, especialmente si son

macizos. 0umenta con la frecuencia, en aquellos conductores con cubierta metálica o si

están arrollados en un ncleo ferromagnético.

$n frecuencias altas los electrones tienden a circular por la zona más eterna del

conductor, en forma de corona, en %ez de &acerlo por toda su superficie, con lo que, de

&ec&o, disminuye la sección efecti%a por la que circulan estos electrones aumentando la

resistencia del conductor.


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$ste fenómeno es muy per/udicial en las líneas de transmisión que conectan dispositi%os

de alta frecuencia 2por e/emplo un transmisor de radio con su antena3.

(i la potencia es ele%ada se producirá una gran pérdida en la línea debido a la disipación

de energía en la resistencia de la misma.

ambién es muy negati%o en el comportamiento de bobinas y transformadores para altas

frecuencias, debido a que per/udica al factor Q de los circuitos resonantes al aumentar la

resistencia respecto a la reactancia.

-na forma de mitigar este efecto es el empleo en las líneas y en los inductores del

denominado &ilo de Litz, consistente en un cable formado por muc&os conductores de

peque)a sección aislados unos de otros y unidos solo en los etremos. Be esta forma seconsigue un aumento de la zona de conducción efecti%a.

Alta tensión eléctrica

(e considera instalación de 0lta ensión $léctrica aquella que genere, transporte,

transforme, distribuya o utilice energía eléctrica con tensiones superiores a los

siguientes límites:

← Corriente alterna: (uperior a 1 %oltios.

← Corriente continua: (uperior a 1' %oltios.

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltajehttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltiohttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ab/Ligne_haute-tension.jpghttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltajehttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltio


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)-neas aéreas de alta tensión

$n redes de media tensión y &asta las mas altas usadas en latinoamerica &asta ' #%.,

se emplean torres de &ormigón y reticulado de acero. $n la figura 11 %emos los

esquemas más corrientes de estas torres. La elección del tipo de torre se &ace sobre

la base de criterios económicos, de sismicidad y en base el %ano, que es la distancia

entre dos torres. Los estudios técnico


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igura 10

igura 11


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igura 1*

al%anizado. Las torres metálicas son estructuras de perfiles ángulos, %inculados

directamente entre sí o a tra%és de c&apas, mediante uniones abulonadas. *ara me/or

mantenimiento, son gal%anizadas y el acero es de alta resistencia. Las estructuras se

dimensionan por medio de sistemas computarizados que minimizan el peso de las

estructuras. Los postes de &ormigón, en cambio, serán del tipo armado, centrifugado o

pretensado. Las crucetas o ménsulas, serán del mismo material en la mayor parte de los

casos.

$n la figura 1" tenemos la silueta de una torre autoportante o de retención.

$n la figura 1= tenemos una torre de suspensión o arriendada, que es más económica.


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igura 13

$n todos los casos, las fundaciones representan un papel importante en la seguridad y en

el costo de una línea de transmisión, y deben permitir la fácil colocación de las tomas de

tierra que %emos en la figura 1!.

igura 1+

$l tipo de terreno, por su agresi%idad, determina el cemento que se debe emplear. >ay

torres de tipo especial, ya que en ellas se produce la transposición.

0 fin de &acer aproimadamente igual a los %alores de las constantes de las líneas, para

cada fase, en tramos adecuados, se &acen cambios en el orden en que se encuentran lasfases. $n las figuras 1" y 1= se %e que las fases @,( y están en un plano, lo que


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determina que la capacidad, la autoinducción y las pérdidas, no sean de igual %alor. *or

lo tanto esto se resuel%e cambiando dos %eces a lo largo del recorrido la posición

relati%a de esas fases. *ero el punto en que esto se produce, requiere de una torre

particular, con disposiciones típicas para estos casos.

Los conductores de las líneas aéreas de alta tensión se construyen con un ncleo de

alambres de acero que contribuyen a la resistencia mecánica, rodeado de una formación

de alambres de aleación de aluminio tal como ilustra la figura 1'. Los %alores mas

corrientes suelen ser:

=?' mm" "!?! mm" 1'?"' mm" 1"?" mm"

7'?1' mm" 8?1" mm" '?A mm"

La primera cifra es la sección til del aluminio y que conduce la corriente. La segunda

es el acero.

$s muy comn que para cada fase, se utilice mas de un conductor. $n las figuras 1" y 1=

se puede apreciar que cada fase se compone de ! conductores, como los de la figura 1'.

$sto &ace necesario el empleo de accesorios metálicos, la morseteria o graperia, que en

tensiones muy alta, requieren un delicado dise)o.

igura 1,


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igura 1-

-na línea importante de transmisión de energía es una obra de ingeniería, que tiene

muc&o que %er con la ingeniería eléctrica y la ingeniería ci%il. Cuando se decide

e/ecutar esta obra entre dos puntos distantes, lo primero que se debe eaminar, es la

traza, o sea, el recorrido. $sto implica un cuidadoso estudio topográfico para encontrar

la me/or solución, /unto con el estudio de suelos, para poder dimensionar las

fundaciones. Con los elementos se optimiza el problema y se determina el %ano

económico que se &a de usar, que &ace mínimo el costo. $n la figura 1A %emos un

e/emplo de traza, en que para el cruce de un río y la subida de una sierra, &ay que

adaptarse al terreno, lo que obliga a la adopción de torres de tipo especial, de retención,

mas caras. $n los tramos lineales se pueden usar torres de suspensión, todas iguales, con

%enta/a en los costos.

$l estudio de la topografía del recorrido permite determinar el lugar eacto donde se

instalara cada torre. (e e%itan los cambios de dirección, porque ello obliga a la

colocación de torres de retención en esos puntos.

Los esfuerzos o solicitaciones que deben resistir las torres son, además del peso propio

y los efectos de la naturaleza sobre las mismas, las que les trasmiten los conductores. $n

la figura 18 %emos el croquis de una torre como la de la figura 11 derec&a, que cumple

la función de ángulo, es decir, des%ío de la dirección de la línea. (e obser%a que la torre

debe soportar los efectos de las solicitaciones de los conductores, que se componen del

peso propio del conductor mas el peso de las cadenas de aisladores, a lo que se suma la

acción del %iento. 0l peso propio se debe sumar el peso del manguito de &ielo que se

forma luego de una ne%ada y que epuesto, al %iento, ofrece una superficie lateral


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apreciable. odos estos defectos, sumados, componen las solicitaciones sobre la torre.

*or otra parte, el proyecto de una línea implica el adecuado dise)o del &ilo conductor,

que es una catenaria, que se muestra en el e/emplo de la figura 1A, en que el &ilo

conductor aparece suspendido entre dos puntos de distinta cota. La distancia entre el

punto mas ele%ado y el punto mas ba/o se llama flec&a y es un nmero importante, sea

para el dimensionado del conductor, como en los traba/os de instalación y monta/e.

igura 17

Como la temperatura de traba/o cambia, lo mismo que el %iento a que esta sometido el

conductor, la flec&a es un nmero %ariable. La teoría de estas catenarias permite conocer

el %alor de la tensión R en cada punto de su recorrido R, ocasionada por sus

componentes &orizontales y %erticales, con lo cual se determina la sección resistente y el%alor de la tensión en el punto de apoyo permite conocer el esfuerzo que trasmiten a la

graperia de su/eción a la torre.

igura 1


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undaciones de tierra: Los ancla/es de acero colocados con re%estimientos de protección

son económicos y se &an usados con éito para torres de sustentación o alineación. $l

tipo más satisfactorio de ancla/e de acero es el piramidal, bien sea triangular, bien sea

cuadrado, construido con &ierro ángulo y con una re/a abulonada en la cara interior. Los

ancla/es de acero gal%anizado enterrados en el suelo durarán casi tanto como la

estructura en suelos de condiciones ordinarias, pero no son satisfactorios, sin protección

especial, en terrenos con algn contenido de azufre, tales que los rellenos de escoria o

carbonilla.

undaciones de ormign: $stas fundaciones se usan generalmente en torres de ángulo

y de amarre o final de línea y para las estructuras especiales que requieren gran

resistencia, como son las de cruce de ríos, y torres en los etremos de %anosetraordinariamente largos.

ncla2es en roca: $stos ancla/es pueden sustituir a los de acero con re/as o bases de

&ormigón, en terrenos de rocas firmes. (e practican en la roca taladros de diámetro algo

superior al de los pernos y se colocan los pernos, rellenando seguidamente. Los pernos

de ancla/e deberían abrirse en su etremo y ser colocados con cu)as.

structuras especiales: Cuando no es factible realizar la transposición de conductores

en torres normales mediante crucetas adecuadas, son necesarias torres especiales. Los

tramos largos sobre ríos y ba&ías y los cruces de carreteras principales y líneas

principales y líneas más importantes de ferrocarril, requieren torres muc&o más altas

que las normales o torres con un factor de seguridad mayor.

Elementos de una l-nea de transmisión

Los principales componentes de una línea eléctrica aérea de 0 son los:

G Conductores/

G Aisladores/

G Apoos/

)os conductores


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$stos son siempre desnudos. *ueden ser &ilos de cobre reunidos formando cuerda o &ilos

de aluminio con refuerzo de acero. $stos ltimos se prefieren por ser más ligeros y

económicos. 0l igual que las placas de un condensador, los conductores de una línea

mantienen la carga al desconectar la fuente de tensión. *ara pre%enir accidentes gra%es,

antes de traba/ar sobre una línea en %acío, ésta debe ponerse a tierra, por lo cual se colocan

interruptores adecuados de puesta a tierra.

$n la parte más alta de la torre, se ponen conductores desnudos, llamados de guardia ,

que sir%en para apantallar la línea e interceptar los rayos antes que alcancen los

conductores acti%os situados deba/o. $sos &ilos de guardia no conducen corriente, por lo

que normalmente se &acen de acero y se conectan solidariamente a tierra en cada una de las

torres. Las torres se conectan solidariamente a tierra. Cuando un rayo cae sobre la torre, o

el cable de guardia, la corriente del rayo puede descargarse rápidamente a tierra sin llegar a

producir arcos en la cadena de aisladores.

Disposición de )os Conductores

$n la medida de lo posible los conductores de las líneas aéreas se disponen de tal manera

que sus secciones formen los %értices de un triángulo equilátero, de esta manera la caída de

tensión inducti%a es la misma para los tres conductores, pero también se suele usar la

disposición en un mismo plano.

*or otra parte, es frecuente la instalación en los apoyos de dos circuitos, o más, y que

cada fase esté constituida por más de un conductor 2conductor en &az3


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)os aisladores

(ir%en de apoyo y soporte a los conductores, al mismo tiempo que los mantienen

aislados de tierra. $l material más utilizado para los aisladores es la porcelana, el

%idrio y materiales sintéticos como resinas epoi.

Be una manera general los aisladores se pueden clasificar en:

a3 Aisladores fi4os: unidos al soporte por un &erra/e fi/o y no pueden, por

consiguiente, cambiar normalmente de posición después de su monta/e .

b9 Aisladores en cadena: constituidos por un nmero %ariable de elementos segn la

tensión de ser%icioI formando una cadena mó%il alrededor de su punto de unión al

soporte. $ste es el tipo de aislador más empleado en media y en alta tensión.


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Teorema de m0Hima transferencia de potencia

$n ingeniería eléctrica, electricidad y electrónica, el teorema de 2transferencia de3

máima potencia establece que la transferencia de potencia de una fuente dada a una

carga es máima cuando la resistencia de la carga es igual a la de la fuente.

(e dice que ;oritz %on 4acobi fue el primero en descubrir este resultado, tambiénconocido como SLey de 4acobiS.

>ay que se)alar que el enunciado se aplica a una fuente cuyas características son fi/as

con una carga de características %ariables.

5aHimi"ando transferencia de potencia 1ersus eficiencia de potencia

http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Moritz_von_Jacobi&action=edithttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Moritz_von_Jacobi&action=edithttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Moritz_von_Jacobi&action=edithttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Moritz_von_Jacobi&action=edit


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$l teorema fue originalmente malinterpretado 2notablemente por 4oule3 para sugerir

que un sistema que consiste de un motor eléctrico comandado por una batería no podría

superar el '6 de eficiencia pues, cuando las impedancias estu%iesen adaptadas, la

potencia perdida como calor en la batería sería siempre igual a la potencia entregada al

motor. $n 1AA, $dison 2o su colega rancis @obbins -pton3 muestra que esta

suposición es falsa, al darse cuenta que la máima eficiencia no es lo mismo que

transferencia de máima potencia. *ara alcanzar la máima eficiencia, la resistencia de

la fuente 2sea una batería o un dínamo3 debería &acerse lo más peque)a posible. 9a/o la

luz de este nue%o concepto, obtu%ieron una eficiencia cercana al 76 y probaron que el

motor eléctrico era una alternati%a práctica al motor térmico.

enerali"ación del teorema

enerador con impedancia interna cargado por una impedancia

$n muc&os casos las fuentes de tensión no son fuentes de corriente continua sino de

corriente alterna y en lugar de presentar una resistencia interna presentan una

impedancia que contiene una parte reacti%a.

$n ese caso, la transferencia máima de potencia ocurre cuando la impedancia de la

carga es el comple/o con/ugado de la impedancia de la fuente:

E sea:

http://es.wikipedia.org/wiki/James_Prescott_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/1880http://es.wikipedia.org/wiki/Thomas_Edisonhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Francis_Robbins_Upton&action=edithttp://es.wikipedia.org/wiki/D%C3%ADnamohttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_t%C3%A9rmicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Impedanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Impedancia#Reactanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_complejo#_Conjugado_de_un_n.C3.BAmero_complejohttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Adapt-sch-es.pnghttp://es.wikipedia.org/wiki/James_Prescott_Joulehttp://es.wikipedia.org/wiki/1880http://es.wikipedia.org/wiki/Thomas_Edisonhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Francis_Robbins_Upton&action=edithttp://es.wikipedia.org/wiki/D%C3%ADnamohttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_t%C3%A9rmicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Impedanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Impedancia#Reactanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_complejo#_Conjugado_de_un_n.C3.BAmero_complejo


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Cuando y se dice que &ay adaptación de impedancias. $n lengua/e

matemático, la impedancia de la carga es el comple/o con/ugado de la impedancia de la

fuente:


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JIOJ)IORA$KA

&ttp:??KKK.tetoscientificos.com?fisica?transmision

trabajo de lineas de transmision[1]

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