trabajo de lineas 3

Universidad Nacional de Ingenieria - GRUPO 5 DEL CURSO DE LINEAS DE TRANSMISION

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LINEAS DE TRANSMISION

GRUPO nº 5:

“ DISEÑO DE AISLAMIENTO Y SOBRETENSIONES EN LINEAS DE 500KV “


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INTEGRANTES:

ALCANTARA PINEDO ,Miguel Angel. ROMAN DOZA , Alan Javier


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Introducción:

La función eléctrica de los aisladores es proveer el aislamiento para las líneas y equipos .

Así mismo deben proveer la retención mecánica de los conductores, cables o barras rígidas .

Estos equipos están sometidos a condiciones de viento, contaminación.

esfuerzos de cortocircuito y sismos que generan esfuerzos y tensiones sobre ellos.


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OBJETIVO:

Definir el tipo y características técnicas de las cadenas de aisladores a

instalarse en las líneas del proyecto.


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CRITERIOS GENERALES:

Los materiales de uso más común en la construcción de los aisladores son la porcelana, el vidrio y los materiales compuestos. Cada uno de éstos tiene

sus ventajas y desventajas


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Características de aisladores


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Aisladores de porcelana Desde el punto de vista de resistencia

mecánica, eléctrica y de su comportamiento a la intemperie, la porcelana presenta buenas características y representa un material confiable para la construcción de aisladores.

Para la fabricación de aisladores de porcelana se emplea arcilla sílice, feldespato y cuarzo o alúmina


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La porcelana ofrece características tales como: que permiten obtener baja porosidad. no absorción de agua. dureza. alta resistencia mecánica. resistencia al calor . alta temperatura de combustión.


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Aisladores de vidrio son fabricados con sílice óxido de calcio y

óxido de sodio, lo que da como resultado un comportamiento eléctrico excelente, similar al de la porcelana.

pero un material más frágil, con una resistencia mecánica baja, por lo que debe de someterse a procesos de endurecimiento. En áreas de alta contaminación ambiental.


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Características de aislador de vidrio: Al presentarse corrientes de fuga altas en la

superficie de los aisladores, los álcalis que conforman el material pueden reaccionar con la humedad erosionando la superficie del aislador.

lo cual podría producir astillamiento del mismo. Algo similar puede ocurrir si se ven sometidos a

impactos. por lo cual no es muy recomendable el uso de

aisladores de vidrio en zonas de alta contaminación ambiental y vandalismo.


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La tecnología de gomas de silicón

fue introducida al mercado como un producto de aplicación específica en la solución de los problemas de aislamiento en zonas de vandalismo.

En donde los aisladores cerámicos o de vidrio experimentaban descargas eléctricas debido al alto grado de contaminación.


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Selección del aislamiento


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SELECCIÓN AISLAMIENTO PARA LÍNEAS DE TRANSMISIÓN:

Los aisladores de suspensión y anclaje de porcelana, vidrio o compuestos, son

fabricados de diferentes formas, lo cual se ve reflejado en la distancia de fuga y en el número de elementos que conforman la

cadena, para así acomodarse a las condiciones ambientales del sitio de la

instalación.


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En el diseño del aislamiento hay que considerar cuales elementos hacenparte de dicho sistema. La cadena de aisladores La mínima separación entre conductores y las

estructuras El apantallamiento o disposición del cable de guarda

con respecto a las fases. La resistencia de la puesta a tierra de torre,

incluyendo la utilización de conductores de compensación o "contrapesos". En

la literatura técnica también se conoce con el nombre de

“contraantenas”.


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Por distancia de fuga:

La norma IEC 60815 (1986) se refiere a la selección de los aisladores para trabajo bajo condiciones de contaminación y es aplicable a los aisladores de suspensión, anclaje y tipo poste.

De acuerdo a la recomendación mencionada se definen cuatro niveles de contaminación y para cada nivel de contaminación se especifica la correspondiente distancia de fuga nominal en mm/kV (fase-fase).


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Distancia de fuga nominal: La distancia total de fuga estará determinada por la

expresión:

Donde: D: Distancia de fuga, mm Vmáx: Tensión máxima de servicio del sistema, kV rms Ka: Factor de corrección por altura Kf: Coeficiente de fuga, mm/kV


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Como se determina el Ka: El factor ka es igual a la densidad relativa

del aire para la altura sobre el nivel del mar donde estará instalada la cadena de aisladores.

La densidad relativase puede calcular con la siguiente expresión:

δr =1.013 -0.000107283 ´h


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También se puede utilizar la fórmula de Halley:

Donde: Pb: Presión barométrica en mm de Hg, calculada a la

respectiva altura sobre el nivel del mar. T: Temperatura ambiente en °C a la altura sobre el nivel

del mar.

La presión barométrica Pb se calcula con la expresión:

Donde h es la altura sobre el nivel del mar en m.


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Número de aisladoresA partir del valor de distancia de fuga nominal

(Dfmin) se define:

Donde: N=número de unidades de cadena: Dfmin= Distancia de fuga mínima nominal, mm. Df=Distancia de fuga de una unidad, mm.


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Distancia de fuga minima

La distancia de fuga mínima nominal de un aislador situado entre fase y tierra se determina de acuerdo con el nivel de contaminación del sitio por la siguiente relación:


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Donde:


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Numero de aisladores:

Donde la distancia de fuga de cada aislador se la brinda el fabricante.

Pero la distancia de fuga requerida se haya con las ecuaciones ya definidas anteriormente.


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Sabiendo que se puede hacer uso de los tipos de aisladores siguientes:

Aislador de porcelana con larga línea de fuga (Antineblina): Df = 440 mm

Aislador de porcelana estándar: Df =295 mm.

El factor Kd=1 se definió a razón de que la unidad normalizada de aisladores tiene 254 mm de diámetro.

Aplicando las relaciones descritas a nuestro proyecto se obtiene:


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Por niveles de aislamiento, debido a esfuerzos eléctricos:

Por lo general en Extra Alta Tensión en zonas no contaminadas se tiene predominantemente el diseño por sobretensiones de maniobra y en zonas contaminadas por frecuencia industrial.


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Por Sobretensiones a frecuencia industrial: Para zonas contaminadas debido a sobretensiones de frecuencia industrial, se usa la

siguiente relación:

Donde: N= Número de aisladores necesarios. VLL = Tensión entre fases. Kf = Incremento de tensión en caso de fallas para cortocircuito monofásico

(1,2 a 1,3). K sv =Sobretensión a frecuencia industrial (aprox.=1,05). Ks= Factor de seguridad. (1,02) E'w= Tensión de sostenimiento a la frecuencia inducida/unidad. δ = Densidad relativa del aire.


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Tabla Nº 04 Número de aisladores obtenidos por Sobretensiones a frecuencia

Industrial.


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Por Sobretensiones de maniobra:

Para zonas contaminadas debido a sobretensiones de maniobra, se usa la siguiente relación:

Donde: N= Número de aisladores necesarios. VLL = Tensión entre fases. Sm = Sobretensión de maniobra en p.u. Ks= Factor de seguridad.(1,02). Ew= Tensión de sostenimiento al impulso de maniobra unidad. δ = Densidad relativa del aire.

Se asume Sm= 2.0 p.u. en 500 kV (Valor típico). Sm= 4.5 p.u. en 220 kV y 138 kV (Valor típico).


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Resumen :


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Muchas gracias por la atención prestada

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