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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO ³SANTIAGO MARIÑO´
CABIMAS ESTADO ZULIA
Canalizaciones Eléctricas
(Electiva III)
Realizado por:
Abel Dávila C.I: 14.083733
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Lí neas eléctricas
Conjunto de elementos (conductores, columnas, aisladores, etc.)destinados a
transmitir la energía eléctrica.
Objetivo:
Transmitir energía eléctrica a distancia, de la forma más económica posible,
bajo condiciones técnicas deservicio:
1) La pérdida de potencia no debe superar ciertos valores.
2) Caída de tensión dentro de ciertos límites.
3) El calentamiento no debe afectar integridad mecánica
4) Sujeto a tensiones mecánicas de tracción admisibles.
5) Las inversiones de capital deben ser mínimas.
Clasificación
1) Según potencia a transmitir y longitud de lí nea
a) líneas de transporte
b) líneas de subtransporte
c) líneas secundarias de distribución
d) líneas de instalación
2) Según tensión de trabajo
a) AT
b) MT
c) BT
3) Según tipo de corriente
a) líneas de corriente contínua
b) líneas de corriente alterna
Aisladores en cadena o suspendidos
Están constituidos por un número variable de elementos según la tensión de
servicio; estas cadenas son móviles alrededor de su punto de unión al soporte,
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y además, las articulaciones entre elementos deben tener bastante libertad
para que los esfuerzos de flexión queden amortiguados; estas articulaciones
suelen ser de rótula.
Este tipo de aislador es el más empleado en media y en alta tensión, ya que
presenta las siguientes ventajas:� Permite elevar la tensión de funcionamiento con sólo aumentar la longitud de
la cadena, es decir, colocando más elementos.
� No se interrumpe el servicio por rotura de un aislador, ya que la cadena sigue
sustentando al conductor.
� Presenta una gran economía en la reparación de las cadenas, pues
solamente es necesario cambiar el elemento averiado.
Existen diversos tipos de aisladores de cadena, que a continuación se
detallan:
� Caperuza-vástago, este aislador se compone de una campana de porcelana o
vidrio templado, en forma de disco y que lleva en su parte inferior algunas
ondulaciones. En la parte superior de la campana está empotrada una
caperuza de fundición o acero, y en su parte inferior en un hueco bastante
reducido, lleva un vástago sellado al aislador. La figura Nº 2.4 muestra la
disposición de los aisladores en una cadena de suspensión o en una cadena
de amarre (modelos 1.512 fabricado por VICASA).
� Campana (discos), este elemento está constituido por un núcleo cilíndrico de
porcelana de diámetro comprendido entre 60 y 85 mm., y provisto de dos faldas
anchas. La unión de los aisladores campana entre sí se hace con un pequeño
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vástago cilíndrico terminado en dos rótulas (figura Nº 2.5). La diferencia
esencial entre el aislador campana y el elemento caperuza -vástago, reside en
el hecho de que el primero es rigurosamente imperforable en servicio, mientras
que el segundo puede, en ciertas circunstancias, perforarse antes de ser
contorneado, especialmente por la acción simultánea de esfuerzos mecánicosy acciones eléctricas.
Aislador tipo campana
� Langstab , este modelo es un mejoramiento del aislador Motor y se
denomina Langstab (larga línea de fuga). Está constituido por un largo cilindro
de porcelana de 80 a 100 cm., con ondulaciones bastante profundas y
terminado en dos caperuzas
Aislador Langstab
AISLADORES ELECTRICOS
En las líneas eléctricas, los conductores deben ir aislados de los apoyos a los
cuales están sujetados, para esto se colocan elementos sólidos, que reciben el
nombre de aisladores.
Clasificación
Los aisladores eléctricos se clasifican, según:
a) Los materiales que los componen.
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b) Su utilización (interior o intemperie)
c) De acuerdo a la función que cumplan
De acuerdo al material los aislantes más utilizados son:
y Aisladores a base de resina epóxica
y Aisladores de porcelanay Aisladores orgánicos
y Aisladores de vidrio
De acuerdo al medio donde va a ser utilizado:
y Para interior
y Para exterior
La característica diferencial entre los aisladores para interior e intemperie es su
terminación superficial.
Los aisladores para intemperie tienen una forma constructiva diferente a los de
interior, donde la resistencia superficial tiene que ser mayor. La terminación es
del tipo espejado, para evitar que se depositen partículas o elementos que se
puedan acumular en el mismo, modificando su resistencia superficial.
Los aisladores para uso interior, tienen una menor resistencia superficial, con
una terminación lisa y uniforme.
De acuerdo a su utilización se tiene los indicados en las figuras 2, 3 y 4.
Fig. 2 Aisladores Soportes
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Fig. 3Aisladores de suspensión, aisladores de retención
Fig. 4Aisladores pasa muros o pasantes Condiciones generales que deben cumplir los aisladores
Como condiciones generales, los aisladores empleados en las líneas eléctricas
aéreas, han de cumplir lo siguiente:
a) Rigidez dieléctrica suficiente para que su tensión de perforación sea muy
superior a su tensión de servicio, con objeto de que soporten las sobre
tensiones que puedan presentarse en la línea, sin peligro de perforación. La
rigidez dieléctrica de un aislador depende esencialmente del material que loconstituye y del espesor del mismo.
b) Forma adecuada para evitar las descargas de contorneamiento entre el
conductor en contacto con los aisladores y los soportes metálicos que fijan
estos mismos aisladores y que, a su vez se fijan a los apoyos de la línea
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c) Disminuir la corriente de fuga entre aislador y soporte, hasta que su valor
sea prácticamente despreciable; esto es, para las condiciones más
desfavorables, como ser, cuando el aislador está sometido a la lluvia.
d) Resistencia mecánica suficiente para que trabaje en buenas condiciones de
seguridad, bajo la acción de los esfuerzos que el conductor transmitirá al
aislador. La carga de rotura debe ser, por lo menos, igual a la del conductor
que deben soportar, aplicada dicha carga en la sección de amarre del
conductor al aislador.
e) Efecto de envejecimiento lo menor posible, para evitar gastos de reposición
del conductor, producida por diversas causas.
Actualmente con los procedimientos de fabricación de los materiales aislantes,
se consiguen envejecimientos muy lentos, conservando durante muchos años
sus buenas propiedades mecánicas y eléctricas.
Aisladores de porcelana
Su estructura debe ser homogénea y para dificultar las adherencias de la
humedady
polvo, la superficie exterior está recubierta por una capa deesmalte. Están fabricados con caolín y cuarzo de primera calidad.
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Aisladores de vidrio
Están fabricados por una mezcla de arena silícea y de arena calcárea. El
material es más barato que la porcelana, pero tienen un coeficiente de
dilatación muy alto, que limita su aplicación en lugares con cambios grandes de
temperatura; la resistencia al choque es menor que en la porcelana. Sin
embargo, debido a que el costo es más reducido y su transparencia facilita el
control visual, hacen que sustituyan en muchos casos a los de porcelana. Su función es la de soportar mecánicamente y aislar eléctricamente los
conductores de las conductores de las líneas de transmisión y distribución
Aisladores de esteatita y resinas epoxicas
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Se emplean cuando han de soportar grandes esfuerzos mecánicos, debido a
que su resistencia mecánica es aproximadamente el doble que los de
porcelana, y sus propiedades aislantes también son superiores; sin embarg o, el
inconveniente es que tienen mayor costo.
Aislador a poste poste-lí nea
Tipo no contaminación
Es un aislador formado por una pieza de porcelana unida con una base
metálica formando un ensamble rígido con una base metálica, formando un
ensamble rígido con el cual se forma un conjunto desmontable.
Uso: Aislar conductores eléctricos en líneas aéreas de redes de distribución en
zonas de alta contaminación. Puede usarse en zonas de alta incidencia de
descargas usarse en zonas de alta incidencia de descarga s atmosféricas.
El efecto corona
Es un fenómeno eléctrico que se produce en los conductores de las líneas
de alta tensión y se manifiesta en forma de halo luminoso a su alrededor. Dado
que los conductores suelen ser de sección circular, el halo adopta una forma de
corona, de ahí el nombre del fenómeno.
El efecto corona está causado por la ionización del aire circundante al
conductor debido a los altos niveles de tensión de la línea. En el momento quelas moléculas de aire se ionizan, éstas son capaces de conducir la corriente
eléctrica y parte de los electrones que circulan por la línea pasan a circular por
el aire. Tal circulación producirá un incremento de temperatura en el gas, que
se tornará de un color rojizo para niveles bajos de temperatura, o azulado para
niveles altos. La intensidad del efecto corona, por lo tanto, se puede cuantificar
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según el color del halo, que será rojizo en aquellos casos leves y azulado para
los más severos.
La primera forma de efecto corona registrada fue el fuego de San Telmo. En
clima tormentoso en la mar, en ocasiones aparecían luces como flamas rojizas
o azuladas en la parte superior de los mástiles de los barcos. Los marineros loasociaban con una forma de protección y lo nombraron en honor a su
patrono, Erasmo de Formia (Sant Elmo).
En el curso de las investigaciones sobre la electroestática en el siglo XVII, se
observó por primera vez el mismo fenómeno en laboratorio. Por lo general,
también se le daba el nombre de corona. Ahora normalmente se utiliza el
término de efecto corona para describir este fenómeno de descarga de gas
eléctrico externo.
Los efectos
Generación de luz
Ruido audible
Ruido de radio
Vibración resultante del viento eléctrico
Deterioro de los materiales como consecuencia de un bombardeo de iones
Generación de ozono, óxidos de nitrógeno y la presencia de
humedad, ácido nítrico
Disipación de la energía
Donde ocurre
Alrededor de conductores de línea
En espaciadores y amortiguadores
Aislante eléctricos dañados - de cerámica o un material diferente de la
cerámica
Aislantes contaminados
En los extremos vivos de ensambles de aislantes y manguitos aisladores
En cualquier punto de su equipo eléctrico, do nde la fuerza del campo
eléctrico exceda los 3MV/m
En ciertos árboles de gran tamaño. Esto origina temor supersticioso en la
gente que no conoce el tema.
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Formas de Evitar el Efecto Corona.
Para líneas de muy alta tensión (superior a los 220 kV), es económicamente
imposible evitar el efecto corona en cualquier condición de operación. En
particular, habrá cierto efecto corona en condiciones de lluvia necesariamente.Las medidas que se pueden tomar para evitar el efecto corona en una línea de
transmisión apuntan hacia disminuir el gradiente de potencial en la superficie
de los conductores expuestos al aire.
Una primera forma es aumentar el radio del conductor. Se puede probar que,
en general, para líneas de tensión superior a los 220 kV, el radio necesario
para evitar el efecto corona en condiciones normales es superior al radio
determinado por la capacidad de diseño de la línea. Es decir, si se quiere evitar
el efecto corona se debe utilizar más conductor, obteniéndose una línea
sobredimensionada en corriente. Por esta razón, esta medida es poco
económica ya que se debe incurrir en un mayor gasto de conductor.
Otra forma de evitar el efecto corona es utilizar conductores en haz, es decir,
varios conductores por fase. De la fórmula del radio equivalente se ve que se
puede aumentar el radio equivalente aumentando el número de conductores
por fase. Esto es, en general, más económico que aumentar la sección del
único conductor, ya que en este caso se puede disminuir la sección de los
subconductores a medida que se agregan. Sin embargo, igual la línea queda
sobredimensionada en capacidad pero no tanto como cuando se utiliza solo un
conductor.
En el caso de subestaciones, el efecto corona se produce en conductores a
alta tensión que quedan expuestos al aire.
Para detectar la aparición del efecto se instalan cámaras térmicas especiales
que permiten ver la aparición del efecto a niveles inferiores que el ojo y oído
humano. Para evitar el efecto, se aumenta la superficie de los conductores
expuestos, o se les diseña con superficies curvas para evitar la concentración
de cargas en las puntas.
Componentes de la cadena de aisladores
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Herrajes para cables
Son elementos en su mayoría metálicos utilizados para sujetar piezas o
elementos que une las líneas de transmisión
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
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Antivibradores: reducen las posibles vibraciones en los cables debidas al
viento principalmente
Balizas.
Baliza para cables de líneas eléctricas o similares, destinada a ahuyentar los
pájaros y/o advertirlos de la existencia de los cables y que comprende un
cuerpo central que se fija a la línea a modo de pinza, dotado de unas aletas
laterales que se disponen verticalmente y que presentan un colorido,
disposición y configuración acordes al terreno y a la fauna de la zona. Para la
colocación de las mismas se ha previsto un dispositivo en forma de carro,
dotado de un motor eléctrico y alimentado desde una batería, q ue esta dotado
de un cargador de balizas y de un dispositivo fijador de las mismas y que se
desplaza por la línea activado por control remoto.
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Componentes de las lí neas de transmisión
y Conductores
± Conductores de fase
± Cable de guarda
y Aisladoresy Apoyos
± Estructura soporte (fuste + crucetas + cúpula)
± Cimentación
± Puesta a tierra
y Auxiliares
± Herrajes de fijación conductor-aislador
± Herrajes de fijación aislador-apoyo
± Amortiguadores
± Anillos de guarda
± Separadores
± Elementos de empalme
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± Otro