5.2 Líneas aéreas
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5.2 Líneas aéreas • 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea • • • • Conductores Aisladores Apoyos Herrajes • 5.2.2 Tipos de apoyos en líneas aéreas • Por su función • Por el material 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea • Conductores – Conductores de fase – Cable de guarda • Aisladores • Apoyos – Estructura soporte (fuste + crucetas + cúpula) – Cimentación – Puesta a tierra • Auxiliares – Herrajes de fijación conductor-aislador – Herrajes de fijación aislador-apoyo – Amortiguadores – Anillos de guarda – Separadores – Elementos de empalme – Otros 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea Conductores • Conductores de fase – Transportan la energía eléctrica – Baja resistencia eléctrica – Resistencia mecánica a la tracción elevada – Materiales: cobre, aluminio, aleación de aluminio, acero • Cable de guarda – – – – – Protege los conductores de fase frente a rayos Resistencia eléctrica: dato poco importante Resistencia mecánica a la tracción elevada Materiales: acero galvanizado, aluminio Actualmente: OPGW (OPtical Ground Wire) Posiciones cables de guarda 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea Conductores Tipos de conductores según los materiales empleados (I) – Cables de aluminio (AAC - All Aluminium conductor) – Cables de aleación de aluminio (AAAC - All Aluminium Alloy Conductor) • Mayor resistencia mecánica que el cable de aluminio • Menor conductividad eléctrica – Cables a base de hilos de acero recubierto de aluminio (Alumoweld) • Resistente a la corrosión acero • Mayor resistencia mecánica aluminio 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea Conductores Tipos de conductores según los materiales empleados (II) – Cables de aluminio con refuerzo de acero (ACSR – Aluminium Conductor Steel Reinforced (Norma ASTM); tipo LA (Norma UNE)) • Los más usados (media y alta tensión) • Rango entre 100 y 1500 A • Gran variedad para adaptarse a las necesidades de carga y resistencia mecánica Hilos de aluminio Hilos de acero 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea Aisladores • Mantienen separados los conductores del apoyo • Principales características – Resistividad eléctrica elevada – Rigidez dieléctrica elevada (superior al vacío) – Resistencia mecánica elevada – Fiabilidad alta (reducida tasa de fallos) – Posibilidad de detección de fallos – Peso reducido • Causas de fallo de un aislador – Envejecimiento – Condiciones ambientales (humedad) Efectos negativos en la calidad del servicio (interrupción de suministro por apertura de las protecciones) 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea Aisladores • Material empleado en los aisladores – Porcelana (cerámico) • Se emplea poco • Dificultad para la detección de fallos internos (opaco) – Vidrio • El más empleado • Transparente: fácil detección fallos • Más barato que la porcelana cadena de amarre 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea Aisladores – Composite (aislador polimérico) • Núcleo de fibra de vidrio para dotarle de resistencia mecánica • Capa externa de material polimérico (goma) 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea Aisladores Tipos de aisladores según los esfuerzos aplicados (I) – Rígido • Punto de sujeción al apoyo fijo (ningún grado de libertad) • Sólo se usan en media tensión (inferior a 20 kV) • Sometido a esfuerzos de flexión Campana Aislador de 3 campanas 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea Aisladores Tipos de aisladores según esfuerzos aplicados (II) – Suspendido • Punto de sujeción al apoyo con posibilidad de movimiento • Sometido sólo a esfuerzos de tracción • Formación de cadenas con número variable de elementos Caperuza metálica vástago Campana (porcelana o vidrio) cadena de suspensión 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea Apoyos • Soportan el peso y los esfuerzos de los conductores, aisladores, herrajes, y los empujes adicionales debido al viento o acumulación de hielo y nieve en los cables • Mantiene separados los conductores entre sí • Clasificación según material empleado – Apoyos de madera – Apoyos de hormigón – Apoyos metálicos • Clasificación según función – Apoyos de alineación – Apoyos de amarre – Apoyos de ángulo – Apoyos de fin de línea 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea Apoyos Configuraciones de conductores (I) – Coplanar horizontal • Reducida altura del apoyo • Mayor anchura de corredor (servidumbre de paso) • Empleado típicamente en tensiones elevadas y grandes vanos (míni mo esfuerzo sobre cimentaciones) Doble circuito: 2 líneas que comparten los mismos apoyos 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea Apoyos Configuraciones de conductores (II) – Triangular (dos niveles) • Altura del apoyo mayor que en horizontal • Menor anchura de corredor que en horizontal • Configuración más empleada: danubio 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea Apoyos Configuraciones de conductores (III) – En tres niveles • Máxima altura de apoyo • Ancho de corredor mínimo • Configuración tresbolillo: muy empleado en MT • Configuración doble circuito vertical: muy empleado en todas las tensiones En la actualidad se tiende a construir siempre apoyos de doble circuito aunque inicialmente sólo se instale uno (futuras ampliaciones) 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea Herrajes (I) Anillos de guarda: equilibran las tensiones soportadas por los elementos de la cadena Descargadores: facilitan el cebado del arco a través del aire en lugar de contornear el aislamiento, protegiendo a éste del arco eléctrico en caso de falta 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea Herrajes (II) Antivibradores: reducen las posibles vibraciones en los cables debidas al viento principalmente Amortiguador Stockbridge Herrajes cadena de suspensión (línea MT) 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea Herrajes (III) Herrajes de cadena de amarre (línea MT) Separadores líneas múltiples (dúplex, tríplex) En líneas múltiples, cada fase está compuesta por varios conductores unidos eléctricamente entre sí: Dúplex (2 conductores/fase) Tríplex (3 conductores/fase) Cuádruplex (4 conductores/fase) 5.2.2 Tipos de apoyos en líneas aéreas Según su función • Alineación – Soportan únicamente el peso de los conductores – Los conductores no ejercen tracción sobre ellos – Cadenas de aisladores: de suspensión • Amarre – Pueden soportar esfuerzos de tracción de los conductores – Evitan el posible efecto “dominó” (caída sucesiva de varios apoyos) – Cadenas de aisladores: de amarre • Ángulo – Conecta dos tramos de línea rectilíneos – Esfuerzos de tracción resultantes del ángulo – Cadenas de aisladores: de amarre • Fin de línea – Situados al principio o final de la línea – Soportan esfuerzos de tracción de todos los conductores – Cadenas de aisladores: de amarre 5.2.2 Tipos de apoyos en líneas aéreas Según el material con el que están fabricados (I) • De madera – Facilidad de montaje y desmontaje – Soportan esfuerzos reducidos – Vanos cortos – Fragilidad de la línea – Precio reducido – Empleado en zonas donde abunda la madera (EE.UU., países nórdicos, etc.) – Poco peso: facilidad de transporte – Empleado en todos los niveles de tensión Línea de 130 kV (Suecia) 5.2.2 Tipos de apoyos en líneas aéreas Según el material con el que están fabricados (II) • De hormigón – – – – – – – – – Hormigón armado vibrado Fabricado mediante moldes en fábrica Necesario transportar apoyo completo Altura limitada por transporte Importante fase de control de calidad Sensible a agentes atmosféricos Pesados. Transporte costoso Soportan grandes esfuerzos Empleado sobre todo en Baja Tensión y Media Tensión Apoyo de hormigón con cruceta metálica Tipo bóveda (Media Tensión) 5.2.2 Tipos de apoyos en líneas aéreas Según el material con el que están fabricados (III) • Metálico – Acero protegido mediante la oxidación mediante zincado • Celosía – Construido a base de perfiles o tubos – Diseño modular – Transporte por partes – Soporta grandes esfuerzos – Se pueden conseguir grandes alturas • Tubular – Menor impacto visual Facilidad para incrementar la altura insertando módulos
