curso líneas eléctricas alta tensión

CURSO DE LNEAS ELCTRICAS DE ALTA TENSIN

1TORRES CONDUCTORES

CABLES DE GUARDA

HERRAJES

AISLAMIENTO CABLES AISLADOS CIMENTACIONES

MATERIALES

1MATERIALES

TORRES

2TIPOS DE TORRES:

Las TORRES son los elementos destinados a soportar los conductores a lo largo de la lnea, mantenindolosa la distancia reglamentaria sobre el suelo o los diferentes cruzamientos (lneas elctricas, carreteras, etc.).La tensin de transporte, el nmero de circuitos, el terreno y otros aspectos determinan el diseo delapoyo y sus materiales. Las torres son el principal elemento de fiabilidad de una lnea elctrica area, puesdeben soportar con bastante margen de seguridad los esfuerzos que reciben de los conductores as comootras cargas externas.

Segn el MATERIAL empleado, los tipos de torre que se utilizan en la construccin de lneas elctricasareas son:

TORRES METLCAS: normalmente utilizados en media, alta y muy alta tensin Torres de celosa (perfiles o tubos) Torres de chapa plegada (seccin rectangular o poligonal)

TORRES DE HORMIGN: normalmente utilizados en media y baja tensin Torres de hormign vibrado (tipo HV) Torres de hormign vibrado hueco (tipo HVH)

TORRES DE MADERA: normalmente utilizados en baja tensin

MATERIALES:

TORRES

3CARACTERSTICAS PRINCIPALES

TORRES METLICAS DE CELOSA:

Son torres tronco-piramidales de seccin cuadrada o rectangular construidasgeneralmente con perfiles laminados, unidos mediante chapas y tornillera.

Los perfiles laminados se galvanizan en caliente para evitar la corrosin y esfrecuente que posteriormente se cubran con pintura protectora para alargar suvida til.

Diseo modular que facilita el transporte y permite la sustitucin o el aadidode tramos (recrecido), as como el refuerzo de las barras de celosa.

Soportan grandes esfuerzos y se pueden obtener torres muy altas.

Permiten soportar uno o varios circuitos y todo tipo de configuraciones.

Es el ms utilizado en lneas areas de transporte, sobre todo en alta y muyalta tensin.

MATERIALES:

TORRES


TORRES METLICAS DE CHAPA:

Son torres tronco-piramidales de seccin rectangular o poligonal de nmero delados mltiplo de cuatro, paralelos e iguales dos a dos, o de forma tronco-cnica,realizados con chapa plegada.

Se ensamblan por tramos y se montan en el suelo, izndolo entero. Debido a unmenor acopio de materiales la duracin y el coste de la operacin de montado eizado se reduce, aumentando la seguridad de los operarios.

Su ocupacin es mnima ya que slo es necesario un macizo de hormign para suinstalacin. En contrapartida, los esfuerzos sobre la cimentacin son muy grandesy la inversin en obra civil es muy elevada, especialmente en terrenosdesfavorables.

Tienen menor impacto visual debido a su tamao compacto. Se emplean enncleos urbanos debido a su buena integracin en el paisaje, y en lugares conproblemas de impacto paisajstico como parques o montaas.

Coste elevado.

MATERIALES:

TORRES


TORRES DE HORMIGN VIBRADO (HV):

Son torres con forma de viga tronco-piramidal de seccin exterior rectangular,maciza en sus dos primeros metros medidos desde la cogolla y con seccin enforma de I reforzada con nervios en el resto de su longitud.

El hormign vibrado est sometido a una compactacin mecnica que mejorasus cualidades resistentes.

Se fabrican mediantes moldes en fbrica y se transporta la torre completa, porlo que la altura de la torre est limitada.

Durabilidad y resistencia a los agentes externos agresivos.

Se emplean sobre todo en baja y media tensin.

MATERIALES:

TORRES


TORRES DE HORMIGN VIBRADO HUECO (HVH) segn UNE 207016:

Son torres cuya forma geomtrica es la de una de viga tronco-piramidal deseccin exterior cuadrangular, maciza en la zona de la cabeza, y hueca en elresto de su longitud. La forma de la seccin hueca puede ser poligonal ocircular.

El hormign vibrado est sometido a una compactacin mecnica que mejorasus cualidades resistentes.

Se fabrican mediantes moldes en fbrica y se transporta la torre completa,por lo que la altura de la torre est limitada.

Soportan mayores esfuerzos que las anteriores (HV).

Durabilidad y resistencia a los agentes externos agresivos.

Se emplean sobre todo en baja y media tensin.

MATERIALES:

TORRES


TORRES DE MADERA:

Son postes de seccin circular sensiblemente rectos y bien proporcionadosdesde la base hasta la punta.

Son fciles de transportar debido a su poco peso.

Alturas y esfuerzos en la cabeza reducidos, lneas con vanos cortos.

Facilidad de montaje y desmontaje.

Tienen propiedades de aislamiento trmico y elctrico.

Antes de su montaje se impregnan con un tratamiento preservante contraagentes externos que puedan alterar sus condiciones de trabajo. An astienen una vida media relativamente corta, debido sobre todo a laputrefaccin en la parte inferior del poste.

Se emplean casi exclusivamente en baja tensin, aunque tambinexcepcionalmente en lneas de media y alta tensin construidas en pasesdonde abunda la madera (EEUU, pases nrdicos, etc.).

MATERIALES:

TORRES

8TIPOS DE TORRES:

Segn la FUNCIN en la lnea, los tipos de torre que se utilizan en la construccin de lneas elctricasareas son:

TORRE DE ALINEACIN: se emplean bsicamente para sostener los conductores y cables deguarda en tramos rectilneos.

TORRE DE ANCLAJE: se emplean en tramos rectilneos para proporcionar puntos firmes en lalnea que limiten la propagacin en la misma de esfuerzos longitudinales de carcter excepcional(efecto cascada).

TORRE DE NGULO: se emplean en los vrtices de los ngulos que forman dos alineaciones,orientadas en la bisectriz del ngulo.

TORRE FIN DE LNEA: se emplean en los extremos de la lnea, debiendo resistir la solicitacin detodos los conductores y cables de tierra en sentido longitudinal de la lnea.

TORRE ESPECIAL: aquellas que tienen una funcin diferente a las definidas anteriormente(derivaciones de circuitos, entrada y salidas a las subestaciones, etc.).

MATERIALES:

TORRES

9TIPOS DE TORRES:

A continuacin se muestran unas imgenes de diferentes torres de celosa segn su funcin:

MATERIALES:

TORRES

TORRE DE ALINEACIN (SUSPENSIN) TORRE DE NGULO (AMARRE)TORRE DE ANCLAJE (AMARRE)

TORRE FIN DE LNEA (AMARRE) TORRE ESPECIAL (AMARRE)

10

TIPOS DE TORRES:

Segn la DISPOSICIN de los conductores, los tipos de configuraciones ms utilizadas son:

MATERIALES:

TORRES

11

TIPOS DE TORRES:

A continuacin se muestran algunos ejemplos reales de las configuraciones mencionadas anteriormente:

MATERIALES:

TORRES

CAPA BVEDA CABEZA DE GATO

BANDERA EXGONO DANUBIODOBLE BANDERA

TRESBOLILLO

12

CARACTERSTICAS PRINCIPALES:

Las ventajas y desventajas de las diferentes configuraciones son las siguientes:

COFIGURACIN HORIZONTAL:

Altura de torre reducida.

Mayor envergadura -> Mayor anchura de corredor (servidumbre de paso).

Se emplea en cruzamientos inferiores.

Conveniente en grandes vanos (torres ms bajas -> solicitaciones de momento menores).

CONFIGURACIN TRIANGULAR:

Mxima altura de torre.

Menor ancho de crucetas -> Anchura de corredor mnima (servidumbre de paso).

Se emplea en cruzamientos superiores.

Mayor impacto visual.

MATERIALES:

TORRES

13

DIMENSIONES Y PESOS DE REFERENCIA:

MATERIALES:

TORRES

Torres metlicas utilizadas en alta tensin vs altura

2

.

5

0

0

k

g

4

.

0

0

0

k

g

7

.

5

0

0

k

g

1

8

.

0

0

0

k

g

1MATERIALES

CONDUCTORES

2TIPOS DE CONDUCTORES:

Hace aos los conductores de las lneas elctricas areas eran normalmente de cobre; como consecuencia de los elevados precios adquiridos por este metal, el cobre ha sido prcticamente desplazado por el aluminio, de menor conductividad elctrica pero que, en las condiciones actuales lleva a soluciones ms econmicas.

Los materiales empleados comnmente para los CONDUCTORES de fase son el aluminio puro, la aleacinde aluminio y el aluminio con refuerzo central de alambres de acero.

La seleccin del material ptimo se determina por las condiciones especficas de cada instalacin. Algunosde los elementos a considerar son:

Capacidad de corriente requerida: conductividad elctrica elevada mayor capacidad de corriente. Longitud de la lnea, lo que determina las prdidas elctricas: resistencia elctrica elevada mayores

prdidas elctricas.

Condiciones climticas que prevalecen en la traza de la lnea, como el viento o y hielo: dimetro grande mayores tenses.

Posibilidad de corrosin, como en la proximidad al mar o en atmsferas con polucin: oxidacin alta mayor corrosin.

Condiciones fsicas, como el vano mximo y peso de las torres: seccin pequea vanos ms grandes pesos ms bajos de torre.

MATERIALES:

CONDUCTORES

3TIPOS DE CONDUCTORES:

CONDUCTORES CONVENCIONALES (mxima temperatura de operacin 75-90C)

En funcin del material utilizado y de su configuracin, los principales tipos de CONDUCTORESCONVENCIONALES utilizados en la construccin de lneas elctricas areas son:

HOMOGNEOS

AAC (All Aluminum Conductors)

AAAC (All Aluminum Alloy Conductors)

BI-METLICOS

ACSR (Aluminum Conductors Steel Reinforced)

ACSR/AW (Aluminum Conductors Aluminum Clad Steel Reinforced)

AACSR (Aluminum Alloy Conductors Steel Reinforced)

AACSR/AW (Aluminum Alloy Conductors Aluminum Clad Steel Reinforced)

ACAR (Aluminum Conductors Aluminum Alloy Reinforced)

MATERIALES:

CONDUCTORES

4CARACTERSTICAS PRINCIPALES:

AAC (All Aluminum Conductors)

Composicin: Estn formados por varios alambres de aluminio 1350 cableados helicoidalmente encapas concntricas. Todos los alambres tienen el mismo dimetro. La mayora de lascomposiciones consisten en 7, 19, 37, 61 y 91 alambres.

Propiedades: Muy alta relacin conductividad elctrica/peso.

Inconvenientes: Resistencia a la traccin no muy alta que se traduce en una mayor flecha a iguallongitud de vano.

Aplicaciones: Se emplean generalmente en vanos situaciones donde los vanos son relativamentecortos. Su mayor aplicacin son Subestaciones de alta tensin y lneas areas de distribucin.

MATERIALES:

CONDUCTORES


AAC (All Aluminum Conductors)Estos conductores estn estandarizados en los principales pases por organizaciones como:

A continuacin se muestran las caractersticas tcnicas de algunos conductores comerciales AAC:

MATERIALES:

CONDUCTORES


AAAC (All Aluminum Alloy Conductors)

Composicin: Estn formados por varios alambres de aleacin de aluminio 6201 cableadoshelicoidalmente en capas concntricas. Todos los alambres tienen el mismo dimetro. La mayorade las composiciones consisten en 7, 19, 37, 61 y 91 alambres.

Propiedades: Elevada relacin resistencia a la traccin/peso y buena resistencia a la corrosin.

Aplicaciones: Subestaciones de alta tensin y Lneas areas de distribucin y transporte en Media,Alta y Muy Alta tensin.

MATERIALES:

CONDUCTORES


AAAC (All Aluminum Alloy Conductors)Estos conductores estn estandarizados en los principales pases por organizaciones como:

A continuacin se muestran las caractersticas tcnicas de algunos conductores comerciales AAAC:

MATERIALES:

CONDUCTORES


ACSR (Aluminum Conductors Steel Reinforced)

Composicin: Estn formados por varios alambres de aluminio y acero galvanizado cableadoshelicoidalmente en capas concntricas. El alambre o alambres que forman el alma son de acerogalvanizado y la capa o capas externas son de aluminio. El alma de acero consiste normalmente en 1,7 o 19 alambres. Los dimetros de los alambres de aluminio y acero pueden ser idnticos odiferentes.

Propiedades: Variando las proporciones de aluminio y acero se pueden conseguir las caractersticasrequeridas para cualquier aplicacin ( Acero -> Resist. Traccin; Alum. -> Cond. Elctrica) .

Inconvenientes: Menor resistencia a la corrosin (para aumentarla se recubre el ncleo con grasa).

Aplicaciones: Lneas areas de distribucin y transporte en Media, Alta y Muy Alta tensin.Renovacin de lneas existentes.

MATERIALES:

CONDUCTORES


ACSR (Aluminum Conductors Steel Reinforced)Estos conductores estn estandarizados en los principales pases por organizaciones como:

A continuacin se muestran las caractersticas tcnicas de algunos conductores comerciales ACSR:

MATERIALES:

CONDUCTORES

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ACSR/AW (Aluminum Conductors Aluminum Clad Steel Reinforced)

Composicin: Estn formados por varios alambres de aluminio y acero recubierto de aluminio(ARAWELD) cableados helicoidalmente en capas concntricas. El alambre o alambres que forman elalma son de acero recubierto de aluminio y las capas externas son de aluminio. El alma consistenormalmente en 1, 7 o 19 alambres. El dimetro de los alambres de aluminio y ARAWELD pueden serigual o diferente.

Propiedades: Peso ms bajo, mayor capacidad de transporte y mayor proteccin ante la corrosin.

Aplicaciones: Lneas areas de distribucin y transporte en Media, Alta y Muy Alta tensin.Renovacin de lneas existentes. Especialmente recomendado en ambientes corrosivos o en zonascosteras.

MATERIALES:

CONDUCTORES

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ACSR/AW (Aluminum Conductors Aluminum Clad Steel Reinforced)Estos conductores estn estandarizados en los principales pases por organizaciones como:

A continuacin se muestran las caractersticas tcnicas de algunos conductores comerciales ACSR/AW:

MATERIALES:

CONDUCTORES

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AACSR (Aluminum Alloy Conductors Steel Reinforced)

Composicin: Estn formados por varios alambres de aleacin de aluminio y acero galvanizadocableados helicoidalmente en capas concntricas. El alambre o alambres que forman el alma son deacero galvanizado y las capas externas son de aleacin de aluminio. El alma de acero consistenormalmente en 1, 7 o 19 alambres. El dimetro de los alambres de aleacin de aluminio y aceropuede ser igual o diferente.

Propiedades: Variando las proporciones de aluminio y acero se pueden conseguir las caractersticasrequeridas para cualquier aplicacin ( Ac -> Resis. Traccin; Al -> Cond. Elctrica) .

Inconvenientes: Menor resistencia a la corrosin (para aumentarla se recubre el ncleo con grasa).

Aplicaciones: Lneas areas de distribucin y transporte en Media, Alta y Muy Alta tensin.Especialmente recomendado en cruzamientos o donde sea necesaria una alta resistencia a latraccin.

MATERIALES:

CONDUCTORES

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AACSR (Aluminum Alloy Conductors Steel Reinforced)Estos conductores estn estandarizados en los principales pases por organizaciones como:

A continuacin se muestran las caractersticas tcnicas de algunos conductores comerciales AACSR:

MATERIALES:

CONDUCTORES

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AACSR/AW (Aluminum Alloy Conductors Aluminum Clad Steel Reinforced)

Composicin: Estn formados por varios alambres de aleacin de aluminio y acero recubierto dealuminio (ARAWELD) cableados helicoidalmente en capas concntricas. El alambre o alambres queforman el alma son de acero recubierto de aluminio y las capas externas son de aleacin de aluminio.El alma consiste normalmente en 1, 7 o 19 alambres. El dimetro de los alambres de aluminio yARAWELD pueden ser igual o diferente.

Propiedades: Peso ms bajo, mayor capacidad de transporte y mayor proteccin ante la corrosin.

Aplicaciones: Lneas areas de distribucin y transporte en Media, Alta y Muy Alta tensin.Renovacin de lneas existentes. Especialmente recomendado en ambientes corrosivos, cruzamientos,o donde sea necesaria una alta resistencia a traccin.

MATERIALES:

CONDUCTORES

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AACSR/AW (Aluminum Alloy Conductors Aluminum Clad Steel Reinforced)Estos conductores estn estandarizados en los principales pases por organizaciones como:

A continuacin se muestran las caractersticas tcnicas de algunos conductores comerciales AACSR/AW:

MATERIALES:

CONDUCTORES

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ACAR (Aluminum Conductors Aluminum Alloy Reinforced)

Composicin: Estn formados por varios alambres de aluminio y aleacin de aluminio cableadoshelicoidalmente en capas concntricas. El alambre o alambres que forman el alma son de aleacin dealuminio y las capas externas son de aluminio. La composicin consiste normalmente en un nmerototal de 7, 19, 37, 61 y 91 alambres. Los dimetros de todos los alambres es el mismo. Los alambresde aluminio y de aleacin de aluminio se pueden mezclar en la misma capa.

Propiedades: Variando las proporciones de aluminio y de aleacin de aluminio se pueden conseguirlas caractersticas requeridas para cualquier aplicacin ( Aleacin de Al -> Resis. Traccin; Al -> Cond. Elctrica). Alta relacin conductividad/peso. Excelente resistencia a la corrosin.

Aplicaciones: Lneas areas de distribucin y transporte en Media, Alta y Muy Alta tensin.Renovacin de lneas existentes. Embarrado de subestaciones. Ambientes muy contaminados.

MATERIALES:

CONDUCTORES

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ACAR (Aluminum Conductors Aluminum Alloy Reinforced)Estos conductores estn estandarizados en los principales pases por organizaciones como:

A continuacin se muestran las caractersticas tcnicas de algunos conductores comerciales ACAR:

MATERIALES:

CONDUCTORES

18

MATERIALES:

CONDUCTORES

TIPOS DE CONDUCTORES:

CONDUCTORES DE ALTA TEMPERATURA (mxima temperatura de operacin 150-210C)

Durante los ltimos aos, en todos los pases desarrollados se est produciendo una crecientenecesidad de incrementar la capacidad de transporte de las redes elctricas existentes. Al mismotiempo, la fuerte oposicin a la construccin de nuevas lneas y subestaciones no cesa, haciendo quese est llegando a los lmites mximos admisibles en las redes actuales.

Es por ello que se hace cada vez ms necesaria la bsqueda de soluciones para el aumento de lacapacidad de transporte de las actuales lneas areas. Una de estas soluciones consiste en el cambiode conductores de la lnea existente por conductores de alta temperatura. Se pueden conseguiraumentos de capacidad considerables, dependiendo de la lnea original, sin necesidad de refuerzo delas estructuras existentes. Debido a ello, no son necesarios trabajos tan prolongados ni complicados.

Los conductores de alta temperatura estn todava en desarrollo por lo que suponen una inversineconmica importante. Cada tipo de conductor requiere un estudio en detalle en funcin de suscaractersticas, pudindose obtener incrementos de capacidad de transporte del orden del 60% parapor ejemplo temperaturas de operacin de 140-150 C.

19

MATERIALES:

CONDUCTORES

TIPOS DE CONDUCTORES:

En funcin del material utilizado y de su configuracin, los principales tipos de CONDUCTORES DE ALTATEMPERATURA utilizados en la construccin de lneas elctricas areas son:

HTLS (High Temperature Low Sag)

ACSS-ACSS/TW (Aluminum Conductor Steel Supported/Trapezoidal Wire)

TACIR-ZTACIR (Zirconium alloy Aluminum Conductor Invar steel Reinforced)

GTACSR- GZTACSR (Gapped high-Temperature alloy Aluminum Conductor Steel Reinforced)

ACCR-ACCR/TW (Aluminum Conductor Composite Reinforced/Trapezoidal Wire)

ACCC/TW (Aluminum Conductor Composite Core/Trapezoidal Wire)

20


ACSS-ACSS/TW (Aluminum Conductor Steel Supported)

Composicin: Alambres de acero conforman el alma central del conductor alrededor del cual secablean una o varia capas de aluminio en el estado 1350-0. El estado 0 del aluminio consiste en elrecocido total del aluminio y facilita que casi toda la solicitacin mecnica sea asumida por el alma deacero. En los tipo ACSS/TW los alambres de aluminio tienen forma trapezoidal, lo que permite reducirel dimetro exterior del conductor para una misma seccin.

ACSS ACSS/TW

Propiedades: Operan continuamente a temperaturas de hasta 200C. Propiedades deautoamortiguacin. Flechas menores bajo condiciones de emergencia. El tipo ACSS/TW presentareduccin de los efectos de las sobrecargas por viento y hielo.

Aplicaciones: Lneas areas de distribucin y transporte en Media, Alta y Muy Alta tensin.Incremento de la capacidad de transporte de lneas existentes.

MATERIALES:

CONDUCTORES

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TACIR-ZTACIR (Termal alloy Aluminum Conductor Invar steel Reinforced)

Composicin: Ncleo formado por alambres de aleacin de Invar (acero con 36% Nquel) alrededordel cual se cablean capas de aleaciones de aluminio termo-resistentes denominada TAL o ZTAL. Elcoeficiente de dilatacin trmica del Invar es del orden de la tercera parte que en el acero, con locual se consigue reducir la flecha de forma muy notable.

Propiedades: Operan continuamente a temperaturas de hasta 210C. Bajo incremento de flechacuando el conductor trabaja por encima de los 90C.

Desventajas: Costo de hasta 5 veces mayor que el ACSR. Muy poca aceptacin a nivel mundial.Ncleo ms dbil que el ncleo de acero convencional del ACSR.

Aplicaciones: Lneas areas de distribucin y transporte en Media, Alta y Muy Alta tensin.Incremento de la capacidad de transporte de lneas existentes.

MATERIALES:

CONDUCTORES

22


GTACSR- GZTACSR (Gap Termal alloy Aluminum Conductor Steel Reinforced)

Composicin: Ncleo formado por alambres de acero galvanizado de alta resistencia alrededor delcual se cablean capas de alambres de aleacin de aluminio termo-resistentes denominada TAL oZTAL. Los alambres de la capa interna ms prxima al alma son de seccin trapezoidal, lo que dalugar a un pequeo hueco (gap) entre el alma de acero y las capas de aleacin de aluminio quepermite el deslizamiento entre ambas partes. Este hueco se rellena con una grasa resistente al calor.

Propiedades: Operan continuamente a temperaturas de hasta 150C. Bajo incremento de flechas aaltas temperaturas. Gran capacidad de absorcin de vibraciones.

Desventajas: Costo de hasta 2 veces mayor que el ACSR. Muy poca aceptacin a nivel mundial.Requiere accesorios especialmente diseados y mtodos de instalacin especiales.

Aplicaciones: Lneas areas de distribucin y transporte en Media, Alta y Muy Alta tensin.Repotenciacin de lneas existentes.

MATERIALES:

CONDUCTORES

23


ACCR-ACCR/TW (Aluminum Conductor Composite Reinforced)

Composicin: Alambres del ncleo compuestos fibra cermica de xido de aluminio embebidas enaluminio puro y rodeadas de alambres de aluminio templado y zirconio. En los tipo ACCR/TW losalambres que recubren el ncleo tienen forma trapezoidal, lo que permite reducir el dimetro exteriordel conductor para una misma seccin.

ACCR ACCR/TW Propiedades: Elevadas temperaturas de operacin de hasta 210C y baja flecha. Excelente resistencia

a la fatiga y a la traccin. Elevada conductividad del alma. Menor peso del alma. Menor dilatacintrmica. No sufre degradacin por corrosin.

Desventajas: Costo de hasta 8 a 20 veces mayor que el ACSR. Utilizacin en el mercado an muylimitada (pocos kilmetros instalados).

Aplicaciones: Repotenciaciones de lneas existentes. reas dificultosas o Zonas sensibles al medioambiente (montaas, parques naturales, reas densamente pobladas). Vanos de gran longitud(cruzamientos con ros, desfiladeros, lagos). Ambientes corrosivos (zona costera, desierto).

MATERIALES:

CONDUCTORES

24


ACCC /TW(Aluminum Conductor Composite Core)

Composicin: Ncleo de material compuesto formado por carbono de alta resistencia y fibra de vidrio,alrededor del cual se trenzan 2, 3 o 4 capas de alambres de aluminio recocido 1350-0 de seccintrapezoidal.

Propiedades: Elevadas temperaturas de operacin de hasta 200C y baja flecha. Excelente resistenciaa la corrosin y oxidacin. Ms liviano al no tener un ncleo metlico. Excelentes caractersticas deautoamortiguacin. Mayor coeficiente de rugosidad de la superficie, reduccin de prdidas por efectocorona, ruido y nivel de interferencia.

Desventajas: Costo de hasta 5 a 10 veces mayor que el ACSR. Utilizacin en el mercado an muylimitada (pocos kilmetros instalados). Degradacin del ncleo por las altas temperaturas.

Aplicaciones: Lneas areas de transporte de media y alta tensin. Repotenciaciones de lneasexistentes. Vanos de gran longitud (cruzamientos con ros, desfiladeros, lagos). Ambientes corrosivos(zona costera, desierto).

MATERIALES:

CONDUCTORES

25

CONDUCTORES DE ALTA TEMPERATURA:

Ejemplo de curva tpica Flecha-Temperatura para diferentes conductores HTLS:

MATERIALES:

CONDUCTORES

26

MATERIALES:

CONDUCTORES

1MATERIALES

CABLES DE GUARDA

2TIPOS DE CABLES DE GUARDA:

Los materiales empleados comnmente para los CABLES DE GUARDA se emplean cuerdas de acero galvanizado o de allumoweld, pudiendo incluir un tubo central de aluminio con fibras pticas en su interior.

La seleccin del material ptimo se determina por las condiciones especficas de cada instalacin. Algunosde los elementos a considerar son:

Posibilidad de corrosin, por ejemplo en la proximidad al mar o en atmsferas con polucin. Necesidad de transmitir seales de telecomunicacin.

En funcin del material utilizado y de su configuracin, los principales tipos de CABLES DE GUARDA utilizados enla construccin de lneas elctricas areas son:

CABLES DE GUARDA CONVENCIONALES ACERO GALVANIZADO

ACERO RECUBIERTO DE ALUMINO (Alumoweld)

CABLES COMPUESTOS TIERRA-PTICO (OPGW: Optical Power Ground Wire) TUBO DE ALUMINIO EXTRUIDO

TUBOS DE ACERO INOXIDABLE

MATERIALES:

CABLES DE GUARDA

3TIPOS DE CABLES DE GUARDA:

En funcin del material utilizado y de su configuracin, los principales tipos de CABLES DE GUARDA utilizadosen la construccin de lneas elctricas areas son:

CABLES DE GUARDA CONVENCIONALES

ACERO GALVANIZADO

ACERO RECUBIERTO DE ALUMINO (Alumoweld)

CABLES COMPUESTOS TIERRA-PTICO (OPGW: Optical Power Ground Wire)

TUBO DE ALUMINIO EXTRUIDO

TUBOS DE ACERO INOXIDABLE

MATERIALES:

CABLES DE GUARDA


CABLES DE GUARDA CONVENCIONAL DE ACERO GALVANIZADO

Compuesto por alambres de acero del mismo dimetro y calidad recubiertos con zinc, trenzados deforma helicoidal.

Baja resistencia a la corrosin.

Se emplean en zonas sin contaminacin o de contaminacin ligera.

MATERIALES:

CABLES DE GUARDA


CABLES DE GUARDA CONVENCIONAL DE ACERO RECUBIERTO DE ALUMINIO (ALUMOWELD)

Compuesto por alambres de acero del mismo dimetro recubiertos de aluminio, trenzados de formahelicoidal.

Mayor conductividad, alta resistencia a la corrosin y gran resistencia a la rotura.

Se emplean en zonas de fuerte contaminacin.

MATERIALES:

CABLES DE GUARDA


CABLES COMPUESTOS TIERRA-PTICO (OPGW: Optical Power Ground Wire)

En los ltimos aos se ha extendido el uso de los cables OPGW, o cables compuestos tierra-ptico. UnOPGW combina las funciones de un cable de tierra convencional (proporcionar apantallamiento a lalnea frente a descargas atmosfricas) y funciones para la transmisin de seales de comunicacin.

Individualmente las fibras pticas estn protegidas por una cubierta de plstico que las protege de losdaos ambientales y de los derivados del efecto de manipulacin de las mismas. El ncleo de fibraspticas se aloja en el interior de un tubo revestido que proporciona tanto proteccin mecnica alncleo ptico como estanqueidad frente a la humedad. Este tubo es generalmente de aluminio, yproporciona a su vez alta conductividad elctrica necesaria para la disipacin de las descargasatmosfricas o cortocircuitos accidentales. Los cables pueden contener desde 12 hasta 288 fibraspticas, aunque los ms usuales son hasta 48 fibras pticas.

Los parmetros ms importantes a tener en cuenta en la seleccin de estos cables son:

MATERIALES:

CABLES DE GUARDA


OPGW CON TUBO DE ALUMINIO EXTRUIDO

Diseo con tubo central de aluminio extruido que contiene el ncleo ptico con estructura holgada de lasfibras en 3, 4 o ms tubos de material termoplstico. Alrededor de este tubo central se disponen una o mscoronas de hilos de acero recubierto de aluminio y/o de aleacin de aluminio (la doble corona proporcionamayor carga de rotura y/o intensidad de cortocircuito).

Son los ms utilizados. Su diseo se adapta perfectamente a las necesidades ms habituales de instalacinconsiguiendo una ptima relacin calidad-precio.

MATERIALES:

CABLES DE GUARDA

Icc = 12 kA (0,5 seg) Icc = 18 kA (0,5 seg)


OPGW CON TUBO DE ACERO INOXIDABLE

Diseo con tubo de acero inoxidable taponados con gel antihumedad que contiene las fibras pticas en suinterior. Junto con los alambres de acero recubierto de aluminio y/o aleacin de aluminio constituye un cableOPGW de caractersticas similares al cable de guarda/cable de fase tradicional. Se puede utilizar uno o mstubos de acero dependiendo del n de fibras del cable.

Se utilizan cuando se requiere un dimetro de cable ms reducido.

MATERIALES:

CABLES DE GUARDA

Icc = 6 kA (0,5 seg)

Icc = 25 kA (0,5 seg)

9INSTALACIN DE FIBRA PTICA:

En el caso de que se quiera instalar fibra ptica en lneas ya existentes hay cuatro posibilidades:

Cables de fibra ptica adosados al cable de guarda: solucin vlida si las estructuras aguantan elsobreesfuerzo. Se pueden presentar efectos de envejecimiento del cable debidos al tracking,(presencia de un campo elctrico en la superficie de un material dielctrico).

Cables de fibra ptica adosados a los conductores de fase: Esta solucin slo debe emplearse si nose dispone de cuernos de tierra ya que el efecto de tracking ser mayor al estar ms cerca de losconductores en tensin.

Cables de fibra ptica autosoportado (ADSS). No necesitan de otro cable soporte para tenderse, porlo que puede elegirse la parte del apoyo donde irn instalados, lo que permite escoger zonas de menorcampo elctrico para disminuir el tracking.

Sustitucin del cable de tierra convencional por un cable compuesto tierra-ptico (OPGW). Es lamejor solucin desde el punto de vista tcnico. Esta solucin es la que se adoptara tambin en el casode una lnea nueva.

MATERIALES:

CABLES DE GUARDA

1CABLES AISLADOS

MATERIALES:

2CABLES AISLADOS EVOLUCIN HISTRICA

1890 Primer cable AT con papel impregnado 1920 Nace el cable de aceite O.F. 1936 Primer enlace industrial 225 kV O.F. 1952 Primer enlace industrial 400 kV O.F. 1969 Primer cable 225 kV con aislamiento seco 1890 Primer cable 400 kV con aislamiento seco

MATERIALES:

3CABLES AISLADOS APLICACIONES

Redes de distribucin pblica en zonas urbanas Industrias de gran potencia Redes de transporte Soterramientos parciales de lneas de transporte Entrada a subestaciones Mallado de una red urbana Enlace entre subestaciones Conexin de generadores

MATERIALES:

4CABLES AISLADOS - CLASIFICACION SEGN LA TENSION DE SERVICIO

U 1 kV Baja Tensin

U 30 kV Media Tensin

U 220 kV Alta Tensin

U > 220 kV Muy Alta Tensin

MATERIALES:

5CABLES AISLADOS - CLASIFICACION

SEGN LA NATURALEZA DE SUS COMPONENTES

Conductores Aislamiento Protecciones

Cobre Plsticos (XPLE, EPR, ) Pantallas

Armaduras

Cubiertas

etc.Aluminio Aceite

etc. etc.

MATERIALES:

6CABLES AISLADOS - CLASIFICACION

SEGN SU NUMERO DE FASES

Unipolares Tripolares etc.

SEGN SU USO

Cables Enterrados Cable Submarino etc.

MATERIALES:

7CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS

Conductor Capa semiconductora interna proteccin daos origen elctrico

Aislamiento Capa semiconductora externa proteccin daos origen elctrico

Pantalla metlica proteccin daos origen elctrico Barrera propagacin de agua y/o Armadura proteccin daos origen mecnico Cubierta exterior proteccin daos origen mecnico

MATERIALES:

8 Conductor

Idealmente PesoMnimo+ResistenciaElctricaMnima+PrecioMnimoRESISTIVIDADESPECIFICADEDIFERENTESTIPOSDECONDUCTORES

Plata 1,60108m

Cobre 1,72108m

Oro 2,35108m

Aluminio 2,82108m

Acero 13,00108m

Plomo 21,40108m

RESISTIVIDADESPECIFICADEDIFERENTESTIPOSDECONDUCTORES

Plata 1,60108m

Cobre 1,72108m

Oro 2,35108m

Aluminio 2,82108m

Acero 13,00108m

Plomo 21,40108m

DENSIDADDEDIFERENTESTIPOSDECONDUCTORES Aluminio 2,7gr/cm3

Acero 7,8gr/cm3

Cobre 8,5gr/cm3

Plata 10,5gr/cm3

Plomo 11,3gr/cm3

Oro 19,3gr/cm3

DENSIDADDEDIFERENTESTIPOSDECONDUCTORES Aluminio 2,7gr/cm3

Acero 7,8gr/cm3

Cobre 8,5gr/cm3

Plata 10,5gr/cm3

Plomo 11,3gr/cm3

Oro 19,3gr/cm3

Sufuncinconsisteentransportarlacorrienteysoportarlosesfuerzosmecnicosduranteeltendido

CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS

MATERIALES:

9CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS

Encorrientesalternas(A.C.)seproducendosefectosqueaumentanlaresistenciadelconductor:

La variacin de la corriente alterna en el tiempo induce a su alrededor un campo magnticotambin variable que induce en el propio conductor y en los cables prximos unas tensiones quea su vez originan corrientes que se oponen a la principal.

Efecto Skin (en el propio conductor)muy pronunciado en cables de gran seccinLas corrientes inducidas son mayores en el interior que en la periferia, as los elementos decorriente de la intensidad principal presentan menor valor en su interior que en la periferia.

Efecto Proximidad (en los cables prximos)

efecto skinefecto skin efecto proximidadefecto proximidad

Conductor

MATERIALES:

10


Macizo: para secciones muy pequeas baja tensin Convencional o Cableado: el conductor est constituido por varias capas de hilos ensambladosconcntricamente en hlicemedia tensin Compactado: se logra una reduccin del dimetro del cable (peso y coste) y un campo elctricoms uniforme pero se aumenta de la rigidez mecnica cables de alta tensin de pequea seccin Segmentado: los conductores segmentados, denominados tambin Milliken, estn constituidos porel montaje de varios conductores de seccin sectorial proporcionando al conjunto una formacilndrica. Estos sectores o segmentos se aslan unos de otros mediante cintas cables de altatensin de gran seccin

Conductor

MATERIALES:

11

CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS Conductor

conductor macizoconductor macizo conductor cableadoconductor cableado conductor compactadoconductor compactado conductor segmentadoconductor segmentado

fuente: Nexans (nota: esmaltado es un tratamiento adicional de Nexans Cables)fuente: Nexans (nota: esmaltado es un tratamiento adicional de Nexans Cables)

MATERIALES:

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Capa semiconductora interna

Su funcin consiste en alisar el campo elctrico a nivel del conductor para garantizar un enlaceequipotencial entre el conductor y el aislante y en evitar descargas parciales en huecos sometidos agradientes de tensin entre los hilos conductores.Las propiedades trmicas y mecnicas de ste material deben ser similares a las del material aislante.Se coloca junto al aislamiento y la capa semiconductora externa en un proceso denominado tripleextrusin para asegurar capas uniformes y sin irregularidades.


fuente: Brugg Cablefuente: Brugg Cable

MATERIALES:

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Aislamiento

Su funcin consiste en aislar al conductor, funcionando a alta tensin, de la pantalla metlica puestaal potencial de tierra. El aislamiento debe resistir (rigidez dielctrica) el campo elctrico tanto enrgimen nominal como en rgimen transitorio.


Adems de las caractersticas elctricas, los aislamientos debern disponer de otras caractersticasque los haga adecuados para las solicitaciones a que ser expuesto:

absorcin de agua y resistencia a la humedad grado de polimerizacin, vulcanizacin o reticulacin resistencia al ozono, a la accin solar, a las radiaciones ultravioleta y gamma, a la oxidacin, a losagentes corrosivos, a los hidrocarburos, a los ambientes salinos, resistencia al calor y/o al frio, al fuego, al agrietamiento, resistencia a la traccin, carga de rotura, etc.

Esta relacin no es exhaustiva, pudindose necesitar otros tipos de caractersticas.

MATERIALES:

14

Aislamiento

Aislamiento de Papel Impregnado


Est constituido por una mezcla de resinas y aceites minerales que utilizan como soporte fsico unencintado de papel celulsico desmineralizado. La mezcla esta prcticamente solidificada atemperatura ambiente pero al tomar temperaturas superiores aumenta su fluidez. As se debe rodearal papel de un tubo de plomo para evitar la prdida de la mezcla.

Bajo conducto Auto contenido

MATERIALES:

15

Aislamiento

Aislamiento de Papel Impregnado


Su uso est siendo reemplazado, a medida que la tecnologa lo permite, por aislamientos de tipo seco.

Necesitan accesorios e instalaciones anexas: depsitos de aceite, control de presin,

MATERIALES:

16

Aislamiento

Aislamiento Seco


Policloruro de Vinilo PVC

Est constituido por una resina de PVC pura mezclada con plastificantes, cargas y estabilizantes

Ventajas. buenas propiedades mecnicas. rigidez dielctrica elevada. no propagador de la llama y el incendio pero desprende humos opacos y gases txicos. baja permeabilidad al agua

Inconvenientes. resistividad elctrica baja. constante dielctrica elevada. factor de perdidas muy alto su uso se limita a cables de baja tensin. frgil y rgido a bajas temperaturas

MATERIALES:

17

Aislamiento

Aislamiento Seco


Polietileno Reticulado XLPE

Consiste en una evolucin del polietileno termoplastico (PE) para conservar sus extraordinarias propiedadeselctricas superando sus debilidades.

Ventajas. buenas propiedades mecnicas. buen comportamiento al frio. buena resistencia a la abrasin. resistividad elctrica alta. capacidad de carga un 20% superior al PVC. factor de prdidas muy bajo

Inconvenientes. rigidez mecnica elevada. baja resistencia a la llama y a los hidrocarburos. regular resistencia a la humedad

MATERIALES:

18

Aislamiento

Aislamiento Seco


Gomas EtilenoPropileno EPR

Se desarrollaron para evitar una de las caractersticas negativas del XLPE, su elevada rigidez mecnica. Estnconstituidas por copolmeros del tipo etilenopropileno. Adicionalmente, a diferencia del XLPE, permite laincorporacin de cargas y plastificantes que permiten la creacin de mezclas adaptadas a exigencias particulares.

Ventajas. flexible incluso a bajas temperaturas. buenas caractersticas trmicas. gran resistencia a la ionizacin y a las descargas parciales. buena resistencia a la humedad

Inconvenientes. propiedades mecnicas dbiles. mas caro que el XLPE. factor de prdidas no suficientemente bueno para cables de Muy Alta Tensin.

MATERIALES:

19

Aislamiento


Valores de gradiente tpicos de trabajo 220kV:100 kV/cm

MATERIALES:

20

Aislamiento


Factor de PrdidasEl circuito de la figura representa un modelo de un cable subterrneo de alta tensin sometido a una tensin V entre elconductor principal y su pantalla metlica protectora. La configuracin concntrica de ambos lo asemeja a un condensador,por el que circula IC, y las fugas a travs del dielctrico que los separa se representan por la corriente IR a travs de unaresistencia en paralelo.

Cuanto ms pequea sea IR ms efectivo es el aislamiento del cable. Para estimar su valor se indica la relacin IR/ IC que esla tangente del ngulo .

tan

18

tan

tan

18

10

factordecalidaddelaislamiento

MATERIALES:

21

Capa semiconductora externa

Su funcin es idntica a la de la pantalla semiconductora sobre el conductor, permitir pasarprogresivamente de un medio aislante, en donde el campo elctrico es no nulo, a un materialconductor (la pantalla metlica del cable) en el que el campo elctrico es nulo.


Pantalla metlica

Funciones

Dar forma regular y cilndrica al campo elctrico

Anular el campo elctrico en el exterior del cable. Constituye el segundo electrodo del condensadorque constituye el cable aislado

Barrera radial contra la penetracin de humedad en el cable y, en particular, en su sistema deaislamiento

MATERIALES:

22

Pantalla metlica

Implicaciones

Necesidad de conectar la pantalla metlica a tierra en un punto a lo largo del enlace, por lo menos Drenaje de las corrientes capacitivas que atraviesan el aislamiento Drenaje de las corrientes o de una parte de las corrientes de cortocircuito homopolares.

esta funcin permite en la prctica, dimensionar la pantalla metlica.

Circulacin de las corrientes inducidas por los campos magnticos de los diferentes cables cercanos.estas corrientes de circulacin originan prdidas suplementarias en los cables y deben tomarse en consideracinen la evaluacin de la capacidad de transporte para el clculo de la seccin del cable.

Necesidad de aislar elctricamente la pantalla metlica de la tierra en la mayor parte de la longitudde cable instalada. Necesidad de proteger la pantalla metlica contra la corrosin de origen qumico o electroqumico.


MATERIALES:

23

Pantalla metlica

Tipos mas habituales

Pantalla de hilos de cobre concntricosventajas. construccin ligera. posibilidad de capacidad de cortocircuito elevada.inconvenientes. poca resistencia elctrica aumento prdidas por corriente de circulacin

Pantalla de aluminio soldada longitudinalmenteventajas. construccin ligera. posibilidad de capacidad de cortocircuito elevada. estanqueidad garantizada por el procedimiento de fabricacininconvenientes. poca resistencia elctrica aumento prdidas por corriente de circulacin. prdidas por corriente de Foucault ms elevadas


MATERIALES:

24

Armaduras

Son unos elementos, cuya funcin es proteger el cable contra esfuerzos mecnicos excesivos, ya seande compresin o de traccin. En general, son poco utilizados en las lneas de cables elctricos aisladosen media o en alta tensin, pero se debe recordar su existencia en el caso de que se prevea lapresencia de esfuerzos mecnicos excesivos sobre la lnea.


Barrera propagacin de agua

Cintas hinchables semiconductorasCintas metlicas estancas (por ejemplo lmina de aluminio solapada termopegada)

MATERIALES:

25

Cubierta exterior

Funcin Aislar la pantalla metlica de tierra (en particular para los enlaces de conexin especial de pantalla) Proteger los elementos metlicos de la pantalla contra la humedad y la corrosin Adems, la cubierta exterior debe resistir las agresiones mecnicas que se dan durante el tendido yla operacin, as como otras agresiones potenciales especficas tales como termitas, hidrocarburos,etc.

Materiales Polietileno (PE)ventajas. coeficiente de rozamiento muy bajo (facilidad tendido). buena resistencia al desgarro. reducida fragilidad a bajas temperaturasinconvenientes. arde con facilidad


MATERIALES:

26

Cubierta exterior

Materiales Policloruro de Vinilo (PVC)ventajas. coeficiente de rozamiento bajo (facilidad tendido). excelente resistencia a la accin de la intemperie. buena resistencia al desgarro. retrasa la progresin del incendioinconvenientes. liberaciones de humos txicos y corrosivos. propiedades mecnicas inferiores a las del polietileno y su coste es superior

Poliolefinas ignfugas:. ausencia de gas cido halgeno en los gases emanados en la combustin (libres de halgenos). no propagacin incendio (se autoextinguen cuando la llama que les afecta se retira o apaga)


MATERIALES:

1CABLES AISLADOS MATERIAL ASOCIADO

Unen el cable a la red, a travs de las subestaciones o las conexiones aerosubterrneas.

Permiten controlar el paso del campo elctrico del aislante de los cables al medio aislante de la subestacin (aire en elcaso de una subestacin al aire libre o SF6 en el caso de una subestacin blindada).

Lnea de fuga

Es la distancia de aislamiento medida a lo largo de la superficie de separacin entre los puntos en tensin y la pantallapuesta a tierra. Sirve para evitar la conduccin directa por contorneo en el fluido circundante (aire o gas o aceite).

En el exterior el dimensionamiento de la lnea de fuga est impuesto por las condiciones del entorno (humedad,salinidad, contaminacin atmosfrica,...) coeficiente de contaminacin Norma IEC 712 Insulation CoordinationApplication Guide

La multiplicacin del coeficiente de contaminacin, expresado en mm/kV, por la tensin mxima de utilizacin de la reddetermina la lnea de fuga del terminal.

TERMINALESEMPALMESAUTOVALVULASDEFASECAJASDEPUESTAATIERRA

MATERIALES:

2CABLES AISLADOS MATERIAL ASOCIADOTERMINALESEMPALMESAUTOVALVULASDEFASECAJASDEPUESTAATIERRA

TERMINALES EXTERIORESTERMINALES EXTERIORES

AISLADOR DE PORCELANA ESMALTADA

Est fabricado con porcelana esmaltada, marrn o gris, y cerrado por dos platos de aluminio. El terminal de porcelanapresenta varias ventajas: es autoportante y no requiere sistema de fijacin superior. La superficie se limpia sola, lo quejustifica su uso en ambientes con mucha contaminacin o muy salinos

AISLADOR SINTTICO

Denominado compuesto o terminal sinttico rgido. El aislador est compuesto por un tubo de resina epoxi, reforzadocon fibra de vidrio, recubierto de aletas de silicona y cerrado por dos platos de aluminio. Los terminales compuestos seprestan especialmente para uso en instalaciones industriales en las que deba limitarse el riesgo de explosin.

AISLADOR SIN RELLENO DE FLUIDO

Estos terminales se denominan secos porque no contienen fluido de llenado. Son de tipo rgido (autoportante) o detipo flexible.

MATERIALES:


TERMINALES INTERIORESTERMINALES INTERIORES

Su objetivo es conectar el cable al juego de barras aislado.

Es imprescindible comprobar la compatibilidad del terminal del cable con el tipo de conexin de la subestacin GIS(Norma IEC 62271209)

El terminal puede llenarse con fluido o ser de tipo seco. El fluido de llenado comn se trata del gas SF6.

TERMINALES TRANSFORMADORESTERMINALES TRANSFORMADORES

Este tipo de terminal se utiliza para conectar el cable directamente a un transformador.

Hay una nica norma europea (EN 50299) que especifica la interfaz entre el cable y el transformador.

Los modelos de transformadores son muy variados y no todos cumplen la norma. Por tanto, es imprescindible conocer sudiseo preciso para definir el terminal del cable adecuado.

MATERIALES:


TERMINALES INTERIORESTERMINALES INTERIORESTERMINALES EXTERIORESTERMINALES EXTERIORES

MATERIALES:

5CABLES AISLADOS MATERIAL ASOCIADOTERMINALES EMPALMESAUTOVALVULASDEFASECAJASDEPUESTAATIERRA

TECNOLOGIATECNOLOGIA

Su funcin es conectar los tramos de cable entre s para formar enlaces de grandes longitudes.Los empalmes se identifican por una parte por la tecnologa y por otra por las conexiones disponibles para la puesta atierra de las pantallas.

EMPALME ENCINTADOLa tcnica del encintado es la ms antigua y todava se utiliza cuando los requisitos elctricos del aislamiento de loscables son poco exigentes. El aislamiento del cable est compuesto por cintas sintticas con buenas caractersticasdielctricas y la capacidad de amalgamarse entre s. Su uso se limita a una tensin mxima de 110 kV.

MATERIALES:


TECNOLOGIATECNOLOGIA

EMPALME PREMOLDEADOConsiste en un cuerpo monobloque premoldeado de elastmero. La fiabilidad se garantiza mediante ensayos previos enfbrica. Las propiedades del material sinttico del bloque premoldeado permiten mantener la presin adecuada en lainterfaz entre el cable y el empalme, a lo largo de la vida til del sistema. Las propiedades dielctricas del materialgarantizan un buen comportamiento elctrico con corriente alterna, as como una buena resistencia contra los impactosde rayos y maniobras.

EMPALME DE TRANSICINPermite conectar cables de diferente tecnologa: cable papel/cable sinttico. Est compuesto por diversos componentesidnticos a los de los cables a conectar y garantiza la continuidad mecnica y elctrica.

EMPALME DE ADAPTACINSe utiliza cuando los cables a conectar son del mismo tipo de aislamiento pero de dimensiones diferentes.

MATERIALES:


EMPALME CON INTERRUPCIN DE PANTALLAEste empalme permite aislar la pantalla del cable de un lado de la pantalla del otro lado. Se utiliza en caso de puesta atierra con permutacin de las pantallas. Los empalmes con interrupcin de pantalla incluyen dos conexiones de puesta atierra, realizada por medio de dos cables unipolares o de un cable coaxial.

PUESTA A TIERRA DE LAS PANTALLASPUESTA A TIERRA DE LAS PANTALLAS

EMPALME RECTOSin puesta a tierra. Este empalme proporciona continuidad elctrica entre las pantallas metlicas de los dos cablesempalmados. Se emplea en caso de puesta a tierra en 2 puntos y en el empalme intermedio en los dems sistemas depuesta a tierra.Con puesta a tierra. Este empalme garantiza la continuidad de las pantallas metlicas. Adems, incluye una conexin quepermite conectar las pantallas a una puesta a tierra local. Este tipo de empalme se encuentra en los sistemas de puesta atierra en el punto medio as como en los sistemas de permutacin de las pantallas.

MATERIALES:


Protegen al cable aislado en caso de rayo o sobretensin de maniobra.

Bsicamente funcionan como resistencias elctricas no lineales. En rgimen normal de funcionamiento los pararrayostienen una gran resistencia y pueden considerarse como no pasantes. Durante un rayo o sobretensin de maniobra latensin a la que estn sometidos los pararrayos es muy grande y se convierten en conductores limitando entonces latensin a la que est sometida el cable asilado.


typical zinc oxide varistor characteristics fuente: ABBtypical zinc oxide varistor characteristics fuente: ABB

MATERIALES:


Las cajas de PaT son partes integrales, elctricamente y mecnicamente, de los sistemas de puesta a tierra de laspantallas metlicas de los cables aislados asociados a las lneas elctricas subterrneas a alta tensin.

Se utilizan en los empalmes y los terminales para proporcionar un fcil acceso a las interrupciones de las pantallas parapoder realizar los ensayos, alojan si es necesario los limitadores de tensin, y proporcionan una envolvente deproteccin ante los agentes externos y ante descargas por contacto.


CLASIFICACIONCLASIFICACION

Segn su ubicacin: exterior o enterradas

Segn su funcin: unipolares, tripolares, directas a tierra, con descargadores, transposicin de pantallas, etc.

MATERIALES:

1AISLAMIENTO

MATERIALES

2TIPOS DE AISLAMIENTO:

El AISLAMIENTO es el elemento destinado a separar elctricamente el conductor de la torre que lossoporta. Se precisa por tanto que el aislamiento posea buenas propiedades dielctricas ya que la misinfundamental de ste es evitar el paso de la corriente del conductor hacia tierra.

El correcto funcionamiento de una lnea de transporte depende en gran medida de su aislamiento. En unalnea area el aislamiento debe soportar simultneamente esfuerzos mecnicos, trmicos y elctricos.

Entre otras cualidades necesarias, en la fabricacin de aislamiento elctrico se debe utilizar materiales queposean alta resistividad, y gran resistencia mecnica.

Segn el MATERIAL empleado, los tipos de aislamiento que ms se utiliza en la construccin de lneaselctricas areas son:

PORCELANA (dos o ms aisladores simples)

VIDRIO (dos o ms aisladores simples)

COMPUESTO (una sola pieza aislante)

MATERIALES:

AISLAMIENTO


PORCELANA

Composicin: est formada por una mezcla de arcilla plstica (caoln, arcilla inglesa), cuarzo yfeldespato en polvo fino.

- Feldespato -> mejora la rigidez elctrica- Cuarzo -> mejora la resistencia mecnica- Arcilla -> mejora el comportamiento frente a los cambios trmicos

Fabricacin: Se forma una pasta con agua y los compuestos indicados que es vertida en moldes con laforma prevista del aislador. Se recubre con un esmalte y se cuece a temperaturas del orden de 1300 C.Finalmente se deja enfriar a temperatura ambiente

Propiedades: Gran resistencia mecnica. Fue el primer material utilizado como aislador en lneas de bajay alta tensin

MATERIALES:

AISLAMIENTO

CAPERUZA Y VSTAGO (SUSPENDIDO) RGIDO DE VSTAGO


VIDRIO

Composicin: est formado por una mezcla de slice, carbonatos de calcio y de sodio y otros materiales,tales como el sulfato de bario y la almina mezclados con agua.

Fabricacin: Se introduce la mezcla en un horno donde se funden los materiales, vertindolo en elmolde con la forma del aislador a travs de un canal refractario. A continuacin se somete atratamientos trmicos para obtener las variedades deseadas: vidrio recocido o vidrio templado.

Vidrio Recocido: mejora las propiedades del vidrio, en particular las caractersticas mecnicas. Utilizadoen lneas de baja y en algunas de media tensin.

Vidrio Templado: aumenta la resistencia a las solicitudes de origen mecnico o trmico. Es el msutilizado en lneas de transporte de media alta tensin.

MATERIALES:

AISLAMIENTO

SUSPENDIDO DE CAPERUZA Y VSTAGO RGIDO DE VSTAGO


TIPOS DE AISLADORES DE VIDRIO TEMPLADO DE CAPERUZA Y VSTAGOLos aisladores suspendidos se subdividen en cuatro grupos, segn las distintas formas de la pieza devidrio, adaptados a las distintas condiciones ambientales. Estos cuatro grupos son:

Aisladores Estndar: los ms comunes y ms utilizados en lneas de baja polucin. Aisladores Anticontaminacin: recomendados para zonas de media y alta contaminacin. Su mayor

lnea de fuga permite reducir los efectos de la contaminacin sin aumentar la longitud de la cadena.

Aisladores Aerodinmicos: muy recomendable en zonas desrticas. Autolimpiado con lluvia y viento. Aisladores Esfricos: mismas caractersticas que el anterior pero ms resistentes al vandalismo.

MATERIALES:

AISLAMIENTO

ESTNDAR ANTICONTAMINACIN AERODINMICO ESFRICO


COMPUESTO

Composicin: los aisladores compuestos, tambin llamados polimricos, estn formados por treselementos. Ncleo: barra aislante de fibra de vidrio reforzada. Envolvente: aislante constituida por unelastmero (caucho de silicona vulcanizado a altas temperaturas). Terminales: son metlicos y estnsituados en los extremos del aislador (uno para fijacin a la torre y el otro para sujetar el conductor).

Propiedades: Alta resistencia a la contaminacin, alta hidrofobicidad por lo que su lnea de fuga puedeser menor (cadenas ms cortas). Ligeros y elsticos, facilitan el montaje, la sustitucin y el transporte.Buen comportamiento frente al vandalismo.

Aplicaciones: Se utilizan en ambientes contaminados. Tambin se usan como separadores de fase y encrucetas aislantes.

MATERIALES:

AISLAMIENTO

66 kV

220 kV

500 kVSeparadores de fase

Line post


AISLAMIENTO COMPUESTO EN CRUCETAS AISLANTES

Son aisladores compuestos rgidos que asumen la funcin de crucetas en lneas de diseo compacto(bajo impacto visual).

Se utilizan en zonas urbanas y en proyectos de repotenciaciones de lneas donde existe dificultad paraampliar la servidumbre existente (por aumento de tensin o aumento de nmero de circuitos).

Pueden ser rgidas o pivotantes.

MATERIALES:

AISLAMIENTO

Se aade un tensor para aumentar la capacidad de carga vertical del poste de lnea

La base pivotante impide la flexin de los aisladores rgidos, lo que aumenta su capacidad de carga de compresin axial y reduce al mnimo las cargas de torsin en la estructura de soporte

Esfuerzo vertical no muy elevado


AISLAMIENTO COMPUESTO EN SEPARADORES DE FASE

Son aisladores compuestos flexibles utilizados para separar las fases de un circuito.

Su finalidad es distanciar las fases para evitar cortocircuitos fase-fase producidos en casos de:

Vanos muy largos: no se cumple la distancia mnima reglamentaria entre fases porque las flechas sonmuy grandes (la flecha de un vano aumenta con el cuadrado de la distancia del mismo).

Efecto galloping: es un tipo de vibracin de baja frecuencia y gran amplitud provocada por la accin deviento y la presencia de hielo en los conductores.

MATERIALES:

AISLAMIENTO


COMPARACIN: VENTAJAS E INCONVENIENTES

MATERIALES:

AISLAMIENTO

PORCELANA VIDRIO COMPUESTO

Resistencia mecnica

Pesado

No hidrfobo

Susceptible vandalismo

Pesado

No hidrfobo

Susceptible vandalismo

Defectos ocultos

Tecnologa poco experimentada

Envejecimiento ms acelerado

Ataque de aves

Resistencia mecnica

Deteccin visual defectos

Hidrfobo

Ligero y elstico

Compacto

Comportamiento ambientalBuen rendimiento

Comportamiento fiableComportamiento fiable

Buen rendimiento

Defectos ocultos

NO SE REEMPLAZAN ENTRE SI, CADA UNO TIENE UNA FUNCIN Y UNA FINALIDAD

10

TIPOS DE AISLAMIENTO:

A continuacin se muestran unas imgenes de diferentes tipos de aislamiento:

MATERIALES:

AISLAMIENTO

VIDRIO (SUSPENSIN)

PORCELANA (AMARRE)

COMPUESTO (SEPARADOR DE FASE ) COMPUESTO (CRUCETAS AISLANTES)

VIDRIO (AMARRE)

COMPUESTO (CRUCETAS AISLANTES) PORCELANA (SUSPENSIN)

11

SOBRETENSIONES EN REDES ELCTRICA DE ALTA TENSIN

SOBRETENSIN: Solicitacin dielctrica variable en el tiempo superior a la de funcionamiento normal. En funcin de su ORIGEN se clasifican en:

INTERNAS: debidas a maniobras, cortocircuitos, prdidas de carga, reenganches, resonancias, etc. EXTERNAS: debidas a descargas atmosfricas (rayo).

En funcin de su DURACIN se clasifican en:

TEMPORALES: duracin relativamente larga, entre 20 ms y 1 h, aunque normalmente inferiores a 1 s. TRANSITORIAS: corta duracin, inferior a unos pocos milisegundos, oscilatorias o no y generalmente

muy amortiguadas. A su vez se distinguen dos tipos en funcin de su duracin:

DE FRENTE LENTO: ondas oscilatorias con alta frecuencia amortiguada. DE FRENTE RPIDO: descargas atmosfricas, generalmente unidireccionales.

MATERIALES:

AISLAMIENTO

ANLISIS DE LA RED SOBRETENSIONES ESPERADAS(AMPLITUD, FORMA, DURACIN)

DETERMINACIN DEL AISLAMIENTO

12

SOBRETENSIONES EN REDES ELCTRICA DE ALTA TENSIN

CLASIFICACIN Y CARACTERSTICAS

MATERIALES:

AISLAMIENTO

13

COORDINACIN DE AISLAMIENTO

NIVEL DE AISLAMIENTO: conjunto de tensiones soportadas normalizadas asociadas a la tensin ms elevadaen rgimen permanente, a las que estar sometido el aislamiento de la lnea.

El reglamento espaol de lneas de alta tensin define los niveles de aislamiento normalizados para las gamas I y II.

MATERIALES:

AISLAMIENTO

TENSIONES EN LA RED

CARACTERSTICAS PROTECCIONES DISPONIBLES

CONDICIONES AMBIENTALES

SELECCIN DE LA RIGIDEZ

DIELCTRICA DEL AISLAMIENTO


14


LNEA DE FUGA: es la distancia medida a lo largo del aislador, se mide sobre la superficie del mismo.

MATERIALES:

AISLAMIENTO

Mide la capacidad de un aislador respecto al riesgo de contorneo enambientes contaminados.

Para una cadena de aisladores, la lnea de fuga consiste enmultiplicar la de un solo aislador por el nmero de aisladores que la

componen.

La lnea de fuga recomendada para una cadena de aisladoresdepende del nivel de contaminacin de la zona por la que discurre la

lnea, y oscila entre 16 y 31 mm por cada kilovoltio fase-fase de la

lnea en cuestin.

Para el clculo se toma el valor de la tensin ms elevada de la red

15

DESCARGAS EN EL AISLAMIENTO

DESCARGA: paso de corriente del conductor a la torre a travs del aislamiento.En funcin del MEDIO se pueden clasifican en los siguientes tipos:

POR CONDUCTIVIDAD DEL MATERIAL: a travs de la masa del aislador. Debido a corriente de fuga alta.POR CONDUCTIVIDAD SUPERFICIAL: la corriente de fuga contornea la parte exterior del aislador poraumento de la conductividad. Debido a polvo o humedad.

POR PERFORACIN DE LA MASA DEL AISLADOR: perforacin del aislador. Debido a la no uniformidaddielctrica del material en toda su masa.

POR DESCARGA DISRUPTIVA A TRAVS DEL AIRE: arco elctrico entre el conductor y la torre a travs delaire. Debido principalmente a la lluvia.

MATERIALES:

AISLAMIENTO

(a) (b)

(a) Arco elctrico en una cadenade aisladores equipada condescargadores

(b) Arco elctrico en una cadenade aisladores contaminada o enpresencia de niebla o lluvia suaveequipada con descargadores

El arco se mantienenalejado de la superficiede los aisladores

El arco rastrea la superficie de los aisladores (contorneo)

Posible dao en el aislamiento, serio problema de mantenimiento

El aislamiento no se ve afectado

16

CARACTERSTICAS TCNICAS DE LOS AISLADORES

Las caractersticas de los aisladores se centran en los aspectos geomtricos, mecnicos y dielctricos.

CARACTERSTICAS TCNICAS DE UN ELEMENTO DE CADENA Carga de rotura mecnica Tensin soportada especificada a impulsos tipo rayo Tensin soportada especificada a frecuencia industrial bajo lluvia Tensin de perforacin especificada Dimensiones y longitud de la lnea de fuga

CARACTERSTICAS TCNICAS DE UNA CADENA DE AISLADORES Tensin soportada a impulsos tipo rayo Tensin soportada a frecuencia industrial bajo lluvia Tensin soportada a impulsos maniobra bajo lluvia

LA TENSIN SOPORTADA POR UNA CADENA DE AISLADORES NO ES LA SUMA DE LAS TENSIONES SOPORTADAS POR SUS ELEMENTOS,HAY QUE RECURRIR AL CATLOGO DEL FABRICANTE PARA CONOCER LA TENSIN SOPORTADA POR LA CADENA

MATERIALES:

AISLAMIENTO

17

CARACTERSTICAS TCNICAS DE LOS AISLADORES

Las caractersticas de los aisladores se centran en los aspectos geomtricos, mecnicos y dielctricos.

MATERIALES:

AISLAMIENTO

ELEMENTO DE CADENA CADENA DE AISLADORES

A: Frecuencia industrial en seco

B: Frecuencia industrial bajo lluvia

C: 50% Impulso tipo rayo (+) 1,2/50

D: 50% Impulso tipo rayo (-) 1,2/50

A: Tensin soportada a frecuencia industrial en seco

B: Tensin soportada a frecuencia industrial bajo lluvia

C: Tensin soportada al impulso tipo rayo

1MATERIALES

HERRAJES

2TIPOS DE HERRAJES:

Los HERRAJES son todas aquellas piezas metlicas que sirven para sujetar los conductores a las cadenasde aisladores y stas a la estructura de la torre. Tambin incluyen los elementos de sujecin de los cablesde guarda a la estructura de la torre, as como diversos accesorios para los cables como separadores,amortiguadores, manguitos de empalme, etc.

Segn la UBICACIN, los principales tipos de herraje que se utilizan en la construccin de lneas elctricasareas se pueden clasificar en:

HERRAJES DE VANO: son aquellos que se montan sobre los conductores a lo largo del vano. Grapa de amarre Grapa de suspensin Varilla preformada de proteccin Contrapeso Separador Amortiguador

MATERIALES:

HERRAJES

3TIPOS DE HERRAJES:

HERRAJES DE CADENA: son aquellos situados entre la torre y las grapas de sujecin delconductor.

Grillete Anilla bola Descargador Horquilla Rtula Yugo Alargadera Tensor

MATERIALES:

HERRAJES


GRAPA DE AMARRE:

Se utilizan para amarrar los conductores o cables de tierra a la cadena de amarre. Deben asegurar que la carga de fallo es siempre superior al 95% de la carga de rotura del conductor y

minimizar los esfuerzos de compresin sobre el conductor a unos lmites aceptables. Tambin debengarantizar la continuidad elctrica de la lnea.

Pueden ser atornilladas o de compresin (piezas tubulares comprimidas hexagonalmente). Cuerpo: aleacin de aluminio. Tornillos y bulones: acero galvanizado en caliente. Pasadores: acero

inoxidable o latn (ATORNILLADA).

Cuerpo: aluminio 1050. mbolo: acero forjado galvanizado en caliente. Derivacin: aluminio 1050.Tornillera: acero galvanizado en caliente. Pasador: acero inoxidable (DE COMPRESIN).

MATERIALES:

HERRAJES

ATORNILLADA DE COMPRESIN


GRAPA DE SUSPENSIN:

Se utilizan para amarrar los conductores o cables de tierra a las cadenas de suspensin. Soportan el peso del cable y se utilizan en apoyos de alineacin o ngulo pequeo. No deben permitir deslizar al conductor con los esfuerzos longitudinales previstos y deben tener una

curvatura suficiente que permita adaptarse a la catenaria sin daar el conductor.

Pueden ser convencionales o armadas (se utilizan unas varillas de aleacin de aluminio sobre las queva montada la grapa que reducen daos sobre el cable producidos por compresin, flexin y abrasin.

Cuerpo: aleacin de aluminio. Brida: acero inoxidable. Tornillera: acero galvanizado en caliente.Pasadores: acero inoxidable. Manguito: neopreno. Varillas de proteccin: aleacin de aluminio.

MATERIALES:

HERRAJES

CONVENCIONAL ARMADA


VARILLA PREFORMADA DE PROTECCIN:

Se utilizan principalmente para evitar daos (tanto estticos como dinmicos), por compresin flexin,abrasin y por arcos elctricos, al cable sobre el cual van instaladas. Adems son capaces de reparardaos producidos en las capas exteriores del conductor. Son utilizadas conjuntamente con las grapasde suspensin para conductores de aluminio, aleacin de aluminio y aluminio-acero.

Estn diseadas para proporcionar plena conductividad elctrica y continuidad mecnica enconductores que hayan sufrido roturas de venas en el vano cuyo nmero sea de hasta el 25% delnmero de las que forman la capa exterior del conductor.

Cuerpo: aleacin de aluminio.

MATERIALES:

HERRAJES

VARILLA PREFORMADA


CONTRAPESO:

Se utilizan para contrapesar las cadenas de suspensin, se cuelgan de la grapa de suspensin medianteun enganche de contrapeso. As se limita el ngulo mximo de desvo de la cadena evitandoacercamientos a masa. Tambin se utilizan para aumentar el vano peso de una torre.

Tambin existen contrapesos para los puentes flojos (bucles) que se montan directamente sobre elconductor.

Cuerpo: fundicin de hierro galvanizada. Tornillera: acero galvanizado en caliente.

MATERIALES:

HERRAJES

CONTRAPESO PARA CADENAS SUSPENSIN DOBLECONTRAPESO PARA BUCLE


SEPARADOR:

Se utilizan en lneas que tienen varios conductores por fase (conductores en haz) para mantener ladistancia entre ellos a lo largo del vano y evitar el contacto entre los subconductores. Al mismo tiempo,se protege a los mismos del posible enredamiento debido al galope, descargas de hielo y fallos decorriente.

Existen separadores-amortiguadores capaces de disipar energa de vibracin de los subconductores porel movimiento de deformacin de unas piezas de elastmero interpuestas entre el brazo de la grapa yel cuerpo del separador, y que constituyen un mecanismo de rtula que permite el movimiento relativoentre ambas partes del separador.

Cuerpo: aleacin de aluminio. Inserto elastomrico: neopreno. Tornillera: acero inoxidable.

MATERIALES:

HERRAJES

SEPARADOR DPLEXSEPARADOR-AMORTIGUADOR TRIPLEX


AMORTIGUADOR:

Los ms comunes en Espaa son los amortiguadores Stock-Bridge. Consisten en dos masas oscilantes,cuyas oscilaciones amortiguan las del conductor.

En general, se recomienda que la traccin a temperatura de 15 C sin sobrecarga (EDS) no supere el22% de la carga de rotura si se realiza el estudio de amortiguamiento y se instalan dichos dispositivos,o que bien no supere el 15% de la carga de rotura si no se instalan amortiguadores.

Grapa: aleacin de aluminio. Contrapesos: acero forjado galvanizado en caliente. Cable portor: acerogalvanizado en caliente. Tornillera: acero galvanizado en caliente acero inoxidable.

MATERIALES:

HERRAJES

AMORTIGUADOR STOCK-BRIDGE

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CARACTERSTICAS PRINCIPALES

GRILLETE:

Normalmente se utilizan como pieza de enganche de la cadena a la torre.

Pueden ser rectos o revirados

Cuerpo: acero forjado galvanizado en caliente. Tornillos y bulones: acero galvanizado en caliente.Pasadores: acero inoxidable o latn.

MATERIALES:

HERRAJES

RECTO REVIRADO

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ANILLA BOLA:

Se utilizan para conectar las cadenas de aisladores tipo caperuza-vstago.

Pueden ser normales o de proteccin (estn preparadas para acoplar el descargador).

Cuerpo: acero forjado galvanizado en caliente.

MATERIALES:

HERRAJES

NORMALES DE PROTECCIN

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DESCARGADOR:

Se utilizan en la parte superior e inferior como proteccin de las cadenas de aisladores: soportan sindaos graves los arcos de potencia reducen al mximo el efecto corona y los niveles de radiointerferencia.

Puede ser cerrados (tipo raqueta, tipo anillo).

Cuerpo: acero forjado galvanizado en caliente. Tornillera: acero galvanizado en caliente.

MATERIALES:

HERRAJES

DESCARGADOR

RAQUETA

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HORQUILLA:

Se utilizan para conectar los herrajes finales de la cadena de aisladores con las grapas de amarre ysuspensin, o para conectar las cadenas de aisladores tipo caperuza-vstago con los herrajes asociados.

Puede ser paralela, revirada, de bola en V, etc. Las hay normales y de proteccin.

Cuerpo: acero forjado galvanizado en caliente. Tornillera: acero galvanizado en caliente. Pasadores:acero inoxidable o latn.

MATERIALES:

HERRAJES

HORQUILLA DE BOLA EN VHORQUILLA PARALELA

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RTULA:

Se utilizan para conectar las cadenas de aisladores tipo caperuza-vstago con las grapas de amarre ysuspensin.

Puede ser normales o de proteccin (estn preparadas para acoplar el descargador).

Cuerpo: acero forjado galvanizado en caliente. Pasador: acero inoxidable o latn.

MATERIALES:

HERRAJES

RTULA DE PROTECCINRTULA

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YUGO:

Se utilizan para crear configuraciones de cadenas con doble fila de aisladores y/o varios conductorespor fase.

Puede ser triangular, separador, de suspensin, etc. para cadenas sencillas o dobles con conductordoble, triple o cudruple.

Cuerpo: acero galvanizado en caliente.

MATERIALES:

HERRAJES

YUGO SEPARADOR

YUGO DOBLE TRIANGULAR

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ALARGADERA:

Se utilizan para alargar la cadena y, de este modo, adecuar la distancia de la cadena a la torre.

Puede ser planas o de horquilla.

Cuerpo: acero galvanizado en caliente. Tornillera: acero galvanizado en caliente. Pasadores: aceroinoxidable.

MATERIALES:

HERRAJES

ALARGADERA HORQUILLA

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TENSOR:

Se utilizan adems de para alargar la cadena, para regular de modo controlado la flecha del vano.

Puede ser de corredera o de rosca.

Cuerpo: acero galvanizado en caliente. Tornillera: acero galvanizado en caliente. Pasadores: aceroinoxidable.

MATERIALES:

HERRAJES

TENSOR DE CORREDERA

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EJEMPLOS DE CADENAS PARA CONDUCTOR

CADENA DE SUSPENSIN 220 KV SENCILLA - SIMPLEX:

MATERIALES:

HERRAJES

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CADENA DE AMARE 220 KV DOBLE - SIMPLEX:

MATERIALES:

HERRAJES

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CADENA DE SUSPENSIN EN V 400 KV TRIPLEX:

MATERIALES:

HERRAJES

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CADENA DE AMARRE 400 KV DOBLE - DUPLEX:

MATERIALES:

HERRAJES

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EJEMPLOS DE CONJUNTOS PARA CABLE DE GUARDA

CONJUNTO DE SUSPENSIN CABLE DE TIERRA CONVENCIONAL:

MATERIALES:

HERRAJES

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CONJUNTO DE AMARRE CABLE DE TIERRA CONVENCIONAL:

MATERIALES:

HERRAJES

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CONJUNTO DE SUSPENSIN CABLE COMPUESTO (TIERRA-PTICO):

MATERIALES:

HERRAJES

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CONJUNTO DE AMARRE CABLE COMPUESTO (TIERRA-PTICO):

MATERIALES:

HERRAJES

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EJEMPLOS REALES DE HERRAJES

MATERIALES:

HERRAJES

1MATERIALES

CIMENTACIONES

2TIPOS DE CIMENTACIONES:

Las CIMENTACIONES son los elementos destinados a fijar las torres al suelo, transmitiendo al terreno todas lassolicitaciones que existen en su base como consecuencia de la actuacin de los diferentes esfuerzos a los queest sometida. La manera ms habitual es mediante macizos de hormign en masa fabricados en el propioterreno, cuyas dimensiones deben garantizar que la torre permanezca estable ante las diferentes solicitaciones.

Segn las DIMENSIONES DE LA TORRE y las CARACTERSTICAS DEL TERRENO, los principales tipos decimentaciones que se utilizan en la construccin de lneas elctricas areas son:

CIMENTACIONES MONOBLOQUE: un solo macizo para toda la torre.

CIMENTACIONES FRACCIONADAS: macizos independientes para cada pata de la torre.

CIMENTACIONES MICROPILOTADAS: pilotes profundos.

CIMENTACIONES ARMADAS: armadura interior formada por barras corrugadas de acero.

MATERIALES:

CIMENTACIONES


CIMENTACIONES MONOBLOQUE:

Estn formadas por un solo cimiento de hormign en masa para toda latorre.

Su geometra suele ser prismtica recta, cuadrada o rectangular.

El dimensionamiento est condicionado por los momentos, es decir, por elvuelco.

Necesitan un volumen de hormign mayor que las cimentaciones de patasseparadas porque no utilizan tan favorablemente las accin estabilizadoradel terreno.

Deben evitarse en terrenos sueltos, arcillas plsticas, pantanos, etc.

Sobre el macizo se suele construir una peana de forma piramidal en suparte superior, para facilitar que las aguas de lluvia escurran hacia elterreno.

MATERIALES:

CIMENTACIONES

Diseo tpico de cimentacionesmonobloque



El clculo se fundamenta en el mtodo de Sulzberger de la ComisinFederal Suiza, cuyas hiptesis de clculo son las siguientes:

- El macizo de hormign puede girar como mximo un ngulo cuyatangente es igual a 0,01 (tg 0,01), independientemente de lascaractersticas del terreno.

- El terreno se comporta como un cuerpo plstico y elstico, y por ello losdesplazamientos del macizo originan reacciones del terreno proporcionalesa dichos desplazamientos.

MATERIALES:

CIMENTACIONES

- La resistencia del terreno a la compresin es nula en la superficie y creceproporcionalmente con la profundidad.

- No se toman en consideracin las fuerzas de rozamiento porque existeindeterminacin de la cuanta de las mismas. El centro de giro (O) de la cimentacin en

terrenos plsticos est a 2/3 de suprofundidad y a 1/4 de la pared vertical



- El diseo debe cumplir la condicin de estabilidad del apoyo, la cualqueda asegurada por la igualdad entre los esfuerzos solicitantes ylas reacciones del terreno.

- Debe cumplirse que Mv = M1 + M2 donde Mv: Momento al vuelco debido a todas las fuerzas exteriores, M1: Momento estabilizador debido a las reacciones laterales

del terreno. M2: Momento estabilizador debido a las reacciones verticales

del terreno.

- La estabilidad del apoyo est confiada fundamentalmente a lasreacciones horizontales del terreno.

- El mtodo es de carcter general y se puede aplicar a lascimentaciones de cualquier forma.

MATERIALES:

CIMENTACIONES

Esfuerzos que la cimentacin ejerce sobreel terreno y reacciones del terreno sobre lacimentacin


EJEMPLO DE DIMESIONES PARA CIMENTACIONES MONOBLOQUE

MATERIALES:

CIMENTACIONES

- Terreno medio normal (K=12 kg/cm3)- Terreno flojo (K=8 kg/cm3)- Terreno duro (K=16 kg/cm3)

- H = Altura total (m)


CIMENTACIONES FRACCIONADAS:

Estn formadas por varios macizos independientes, uno para cada pata de la torre.

Se emplean cuando las dimensiones de la base de la torre abarca mucha superficie deterreno.

Su geometra puede ser escalonada, prismtica recta, pata de elefante, etc..

El dimensionamiento est condicionado por las cargas de compresin y arranque queel apoyo transmite al suelo y que deben absorber la cimentacin.

Representan actualmente casi la totalidad de las torres de las grandes lneas.

MATERIALES:

CIMENTACIONES


CIMENTACIONES FRACCIONADAS:

El clculo se fundamenta en el mtodo del talud natural o cono dearrastre de tierras

Consiste en asimilar la superficie de rotura del suelo a un tronco de cono(seccin circular) o a un tronco de pirmide (seccin cuadrada orectangular) que parte del borde inferior de la base, formando susgeneratrices con la vertical un ngulo llamado ngulo de arrancamiento.

El ngulo de arrancamiento est relacionado con el ngulo de rozamientointerno del terreno, con las caractersticas de la cimentacin y con elprocedimiento constructivo.

El ngulo de arrancamiento no es un parmetro intrnseco del terreno. Noexiste una expresin general que permita evaluar dicho ngulo,adoptndose normalmente 30 para terreno normal y 20 para terrenoflojo.

MATERIALES:

CIMENTACIONES

Zonas de la cimentacin

1. Peso del macizo dehormign

2. Peso de las tierras quegravitan sobre el hormign

3. Peso de las tierrasarrancadas segn el ngulonatural del terreno

9MATERIALES:

CIMENTACIONES

Esfuerzo de traccinsobre el macizo dehormign

10

MATERIALES:

CIMENTACIONES

Esfuerzo a compresinsobre el macizo dehormign

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EJEMPLO DE DIMESIONES PARA CIMENTACIONES FRACCIONADAS

MATERIALES:

CIMENTACIONES

Distancia entre macizos para diferentes alturas tiles

Cimentacin tipo pata de elefante

Terreno medio normal ( = 30 ; = 3 daN/cm2)

12

CARACTERSTICAS ORIENTATIVAS DEL TERRENO SEGN EL REGLAMENTO ESPAOL

MATERIALES:

CIMENTACIONES

13


CIMENTACIONES MICROPILOTADAS:

Son cimentaciones profundas formadas por pilotes cilndricos de pequeodimetro (no superior a 300 mm).

Los ms habituales estn armados con un tubo de acero reforzado con unao varias barras corrugadas de acero, e inyectado con lechada o mortero decemento en una o varia fases.

Se emplean cuando el terreno es inestable y de baja capacidad portante, ocuando existen riesgos especiales como terrenos expansivos y rellenos sincompactar.

Es posible inclinar los micropilotes para mejorar el comportamiento frente acargas horizontales en suelos flojo.

Es necesario realizar un estudio geotcnico del suelo para determinar lacapacidad portante especfica segn las capas del terreno y as, junto conlas cargas transmitidas al suelo, disear la cimentacin en cada caso(nmero de pilotes por pata y la profundidad de dichos pilotes).

Su principal inconveniente es la necesidad de maquinaria y personalespecializados.

MATERIALES:

CIMENTACIONES

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CIMENTACIONES MICROPILOTADAS:

La fase de ejecucin comprende las siguientes operaciones bsicas esquematizadas en la siguiente figura: Perforacin del taladro del micropilote (fases 1, 2 y 3) Colocacin de la armadura (fase 4) Inyeccin del micropilote (fase 5) Conexin con la estructura o con el resto de micropilotes mediante un encepado (fase 6)

MATERIALES:

CIMENTACIONES

Ejecucin de encepado

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CIMENTACIONES ARMADAS:

En algunos pases, como por ejemplo Chile, lanormativa obliga a realizar cimentaciones armadas paraproporcionar resistencia ssmica en caso de terremotos.

La armadura consiste en barras corrugadas de acero dediferentes dimetros instaladas longitudinal ytransversalmente. Se define en funcin de las cargas asoportar, la firmeza del suelo y el nivel de riesgossmico.

MATERIALES:

CIMENTACIONES

Cimentacin armada torre lnea 220 kV

1PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN

VARIANTE AREA

VARIANTE SUBTERRNEALNEA NUEVA

SUBTERRNEA

LNEA NUEVA AREA

LNEA NUEVA MIXTA

INSTALACIN DE FIBRA PTICA

PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN:

TIPOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN

1

TIPOS DE PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN:

Se entiende por LNEA ELCTRICA DE ALTA TENSIN aquella instalacin elctrica de corriente alternatrifsica a 50 Hz de frecuencia que transporte o distribuya energa elctrica, cuya tensin nominal eficazentre fases sea superior a un kilovoltio.

Segn la CONFIGURACIN, los tipos proyectos de lneas elctricas de alta tensin que se puedenconstruir son:

LNEAS AREAS: los conductores estn instalados en el aire. LNEAS SUBTERRNEAS: los conductores estn instalados bajo tierra. LNEAS MIXTAS: formadas por un tramo de lnea areo y un tramo de lnea subterrneo.

Segn el ORIGEN DE LA NECESIDAD y los DIFERENTES CONDICIONANTES, los tipos de proyectos delneas elctricas de alta tensin que se realizan son:

LNEAS NUEVAS: construccin de nuevas lneas. VARIANTES: modificaciones parciales de lneas existentes. REPOTENCIACIONES: aumento de capacidad de transporte de una lnea existente. INSTALACIN DE FIBRA PTICA: necesidad de seales de comunicacin.

1LNEAS AREAS:

Las lneas areas unen subestaciones elctricas en entornos urbanos o rsticos, originando redes dedistribucin y transporte.


TIPOS DE PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN

2LNEAS AREAS:

Estn constituidas principalmente por los siguientes elementos:

Torres soportan los cables tendidos.

Conductores conducen la energa elctrica.

Cables de guarda protegen la lnea de posibles descargas.

Herrajes sujetan los cables a la torre.

Aislamiento separa elctricamente el conductor de la torre.

Cimentaciones fijan las torres al terreno.



3LNEAS AREAS:

En funcin de las necesidades de capacidad de transporte, una lnea area puede transportar uno ovarios circuitos. As mismo, cada fase puede contener un conductor o un haz mltiple de conductores(simplex, dplex, triplex, etc.).



Un circuito dplexDos circuitos simplex

Cuatro circuitos (dos dplex y dos triplex)

Dos circuitos cudruplex

4LNEAS AREAS:

Para el diseo de la lnea se requiere la siguiente informacin de partida:



CONDICIONES INICIALES

CONFIGURACIN DE LA LNEA

TIPO DE AISLAMIENTO

TIPO DE TORRES

NIVEL DE TENSIN CAPACIDAD DE TRANSPORTE NECESARIA

CONDICIONES DE TENDIDO

ZONA CLIMTICA

5LNEAS AREAS:

La Capacidad de transporte de la lnea depende de la intensidad mxima admisible que es capaz detransportar el conductor de manera continua sin sufrir daos.

La Intensidad mxima admisible del conductor depende de los siguientes factores:



INTENSIDAD MXIMA

ADMISIBLE

RADIACIN SOLAR

VIENTO SOBRE EL CONDUCTOR

ALTITUD LNEA

SECCIN DEL CONDUCTOR EMISIVIDAD Y ABSORTIVIDAD DEL CONDUCTOR

TEMPERATURA MXIMA DE OPERACIN DEL CONDUCTOR

TEMPERATURA AMBIENTE

6LNEAS AREAS:

Pueden presentar efecto corona: fenmeno que se da cuando el potencial del conductor se eleva hastavalores tales que el campo elctrico que rodea el conductor sobrepasa la rigidez elctrica del aire y ste sevuelve conductor.



GRADIENTE DE POTENCIAL MXIMO (kV/m)

- Nivel de tensin- Geome

curso líneas eléctricas alta tensión

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