5.2 Líneas aéreas

• 5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea• Conductores• Aisladores• Apoyos• Herrajes

• 5.2.2 Tipos de apoyos en líneas aéreas

• Por su función• Por el material

• Conductores– Conductores de fase– Cable de guarda

• Aisladores• Apoyos

– Estructura soporte (fuste + crucetas + cúpula)– Cimentación– Puesta a tierra

• Auxiliares– Herrajes de fijación conductor-aislador– Herrajes de fijación aislador-apoyo– Amortiguadores– Anillos de guarda– Separadores– Elementos de empalme– Otros

5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aérea

• Conductores de fase

– Transportan la energía eléctrica

– Baja resistencia eléctrica– Resistencia mecánica a la tracción elevada– Materiales: cobre, aluminio, aleación de aluminio, acero

• Cable de guarda– Protege los conductores de fase frente a rayos– Resistencia eléctrica: dato poco importante– Resistencia mecánica a la tracción elevada– Materiales: acero galvanizado, aluminio– Actualmente: OPGW (OPtical Ground Wire)

5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aéreaConductores

Posiciones cablesde guarda

5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aéreaConductores

Tipos de conductores según los materiales empleados (I)

– Cables de aluminio (AAC - All Aluminium conductor)

– Cables de aleación de aluminio (AAAC - All Aluminium Alloy Conductor)• Mayor resistencia mecánica que el cable de aluminio• Menor conductividad eléctrica

– Cables a base de hilos de acero recubierto de aluminio (Alumoweld)• Resistente a la corrosión• Mayor resistencia mecánica acero

aluminio

5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aéreaConductores

Tipos de conductores según los materiales empleados (II)

– Cables de aluminio con refuerzo de acero (ACSR – Aluminium Conductor Steel

Reinforced (Norma ASTM); tipo LA (Norma UNE))

• Los más usados (media y alta tensión)

• Rango entre 100 y 1500 A

• Gran variedad para adaptarse a las necesidades de carga y resistencia mecánica

Hilos de acero

Hilos de aluminio

5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aéreaAisladores

• Mantienen separados los conductores del apoyo

• Principales características

– Resistividad eléctrica elevada

– Rigidez dieléctrica elevada (superior al vacío)

– Resistencia mecánica elevada

– Fiabilidad alta (reducida tasa de fallos)

– Posibilidad de detección de fallos

– Peso reducido

• Causas de fallo de un aislador

– Envejecimiento

– Condiciones ambientales (humedad)

Efectos negativos en la calidad del servicio

(interrupción de suministro por apertura de las protecciones)

5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aéreaAisladores

• Material empleado en los aisladores– Porcelana (cerámico)

• Se emplea poco• Dificultad para la detección de fallos

internos (opaco)

– Vidrio• El más empleado• Transparente: fácil detección fallos• Más barato que la porcelana

cadena de amarre

5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aéreaAisladores

– Composite (aislador polimérico)• Núcleo de fibra de vidrio para dotarle de resistencia mecánica• Capa externa de material polimérico (goma)

Tipos de aisladores según los esfuerzos aplicados (I)

– Rígido

• Punto de sujeción al apoyo fijo (ningún grado de libertad)

• Sólo se usan en media tensión (inferior a 20 kV)

• Sometido a esfuerzos de flexión

5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aéreaAisladores

Aislador de 3 campanas

Campana

5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aéreaAisladores

Tipos de aisladores según esfuerzos aplicados (II)

– Suspendido

• Punto de sujeción al apoyo con posibilidad de movimiento

• Sometido sólo a esfuerzos de tracción

• Formación de cadenas con número variable de elementos

Caperuza metálica

vástago

Campana (porcelana o vidrio) cadena de suspensión

5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aéreaApoyos

• Soportan el peso y los esfuerzos de los conductores, aisladores, herrajes, y los empujes adicionales debido al viento o acumulación de hielo y nieve en los cables

• Mantiene separados los conductores entre sí

• Clasificación según material empleado

– Apoyos de madera

– Apoyos de hormigón

– Apoyos metálicos

• Clasificación según función

– Apoyos de alineación

– Apoyos de amarre

– Apoyos de ángulo

– Apoyos de fin de línea

5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aéreaApoyos

Configuraciones de conductores (I)

– Coplanar horizontal

• Reducida altura del apoyo

• Mayor anchura de corredor (servidumbre de paso)

• Empleado típicamente en tensiones elevadas y grandes vanos (mínimo esfuerzo sobre cimentaciones)

Doble circuito: 2 líneas que comparten los

mismos apoyos

5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aéreaApoyos

Configuraciones de conductores (II)

– Triangular (dos niveles)

• Altura del apoyo mayor que en horizontal

• Menor anchura de corredor que en horizontal

• Configuración más empleada: danubio

5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aéreaApoyos

Configuraciones de conductores (III)

– En tres niveles

• Máxima altura de apoyo

• Ancho de corredor mínimo

• Configuración tresbolillo: muy empleado en MT

• Configuración doble circuito vertical:

muy empleado en todas las tensiones

En la actualidad se tiende a construir siempre apoyos de

doble circuito aunque inicialmente sólo se instale uno

(futuras ampliaciones)

5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aéreaHerrajes (I)

Anillos de guarda: equilibran lastensiones soportadas por loselementos de la cadena

Descargadores: facilitan el cebadodel arco a través del aire en lugarde contornear el aislamiento, protegiendo a éste del arcoeléctrico en caso de falta

5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aéreaHerrajes (II)

AmortiguadorStockbridge

Antivibradores: reducen lasposibles vibraciones en los cables debidas al viento principalmente

Herrajes cadenade suspensión(línea MT)

5.2.1 Elementos constitutivos de una línea aéreaHerrajes (III)

Herrajes de cadenade amarre(línea MT)

Separadores líneasmúltiples (dúplex, tríplex)

En líneas múltiples, cada fase está compuesta por varios conductores

unidos eléctricamente entre sí:

Dúplex (2 conductores/fase)

Tríplex (3 conductores/fase)

Cuádruplex (4 conductores/fase)

5.2.2 Tipos de apoyos en líneas aéreasSegún su función

• Alineación– Soportan únicamente el peso de los conductores– Los conductores no ejercen tracción sobre ellos– Cadenas de aisladores: de suspensión

• Amarre– Pueden soportar esfuerzos de tracción de los conductores– Evitan el posible efecto “dominó” (caída sucesiva de varios apoyos)– Cadenas de aisladores: de amarre

• Ángulo– Conecta dos tramos de línea rectilíneos– Esfuerzos de tracción resultantes del ángulo– Cadenas de aisladores: de amarre

• Fin de línea– Situados al principio o final

de la línea– Soportan esfuerzos de tracción

de todos los conductores– Cadenas de aisladores: de amarre

5.2.2 Tipos de apoyos en líneas aéreasSegún el material con el que están fabricados (I)

• De madera

– Facilidad de montaje y desmontaje

– Soportan esfuerzos reducidos

– Vanos cortos

– Fragilidad de la línea

– Precio reducido

– Empleado en zonas donde abunda la madera

(EE.UU., países nórdicos, etc.)

– Poco peso: facilidad de transporte

– Empleado en todos los niveles de tensión

Línea de 130 kV (Suecia)

5.2.2 Tipos de apoyos en líneas aéreasSegún el material con el que están fabricados (II)

• De hormigón

– Hormigón armado vibrado– Fabricado mediante moldes en fábrica– Necesario transportar apoyo completo– Altura limitada por transporte– Importante fase de control de calidad– Sensible a agentes atmosféricos– Pesados. Transporte costoso– Soportan grandes esfuerzos– Empleado sobre todo en Baja Tensión y

Media Tensión

Apoyo de hormigón con cruceta metálicaTipo bóveda (Media Tensión)

5.2.2 Tipos de apoyos en líneas aéreasSegún el material con el que están fabricados (III)

• Metálico

– Acero protegido mediante la oxidación mediante zincado• Celosía

– Construido a base de perfiles o tubos– Diseño modular– Transporte por partes– Soporta grandes esfuerzos– Se pueden conseguir grandes alturas

• Tubular– Menor impacto visual

Facilidad para incrementar la altura insertando módulos