Balanceos
Los conductores se balancean por la acción del viento,
pero por repetidas experiencias se ha podido comprobar que en los cables con
secciones superiores a 50 mm2 el balanceo es síncrono. No obstante
si uno de los conductores pierde el sincronismo, puede ocurrir, al cesar el
viento, que no todos dejen de oscilar al mismo tiempo y por esto uno de ellos
se lance contra el otro. El movimiento del cable y como si fuera un péndulo,
depende de su momento de inercia, y éste del valor de la flecha, que a su vez
es dependiente de la tensión mecánica del cable.
El inconveniente del balanceo no sincrónico de los
conductores estriba en que pueden aproximarse a una distancia tal que sea
posible el encebamiento de un arco entre ellos.
Vibraciones
Una línea eléctrica aérea puede considerarse como un
sistema oscilante complejo. Todos sus elementos pueden oscilar y especialmente
los conductores, que lo hacen como una cuerda vibrante y forman un sistema
pendular, también aparecen oscilaciones de torsión porque el cable tiene un par
de torsión. Resulta, pues, que debido a su elasticidad longitudinal propaga las
ondas longitudinal y transversalmente, siendo estas últimas las más peligrosas
porque corren a lo largo de la línea, se reflejan y forman vientres cuya
amplitud puede venir aumentada por interferencia de las ondas siguientes.
Vibraciones producidas en una línea aérea
Las oscilaciones de alta frecuencia y de pequeña amplitud
y longitud de onda se llaman vibraciones y se manifiestan en forma de onda
vertical con amplitud constante, o más frecuentemente, en forma de pulsaciones
con amplitud variable. Se deben a la acción del viento perpendicular a la
disposición de la línea, el cual engendra remolinos en el aire que rodea al
conductor y produce una onda migratoria que va ganando amplitud y es en parte
reflejada en las pinzas de fijación del conductor. En su retorno provoca el
despego de mayor número de remolinos. Si coincide la frecuencia propia del
conductor con la de la onda, llegará a producirse una resonancia de vibraciones
que originan flexiones alternas del conductor y son causa de la ruptura de los
haces o hilos del cable, que se produce principalmente a la salida de las
pinzas de suspensión, porque éstas no pueden seguir los movimientos
engendrados.
Con el empleo de pinzas articuladas se reducen las
solicitaciones del conductor y con ello se aleja el peligro de rotura.
Pinza antivibratoria: 1.- Soporte del conductor.
2.- Placa longitudinal. 3.- Placa transversal.
4.- Estribo suspendido de los aisladores.
Para combatir los inconvenientes que se deben a las
vibraciones, se recurre al empleo de dispositivos que previenen esta peligrosa
acción, y también se utilizan otros sistemas que suprimen en gran parte las
vibraciones. En cuanto a los primeros es preciso emplear pinzas que no impidan
la formación de un nodo vibrante, lo cual es suficiente cuando se trata de
líneas en que las oscilaciones no son muy pronunciadas. Para las otras líneas
conviene el refuerzo de la sección del conductor en las pinzas de suspensión,
porque es en ellas donde se produce la mayor solicitación de aquel.
Pinza con láminas de acero
La pinza debe reunir las siguientes características:
a) Debe ir provista de un eje horizontal para que a su
alrededor pueda pivotar fácilmente;
b) Estar dotados de peso reducido y con débil momento de
inercia, para que pueda seguir los movimientos del conductor;
c) Su frecuencia propia ha de ser diferente de la del
conductor, para evitar todo fenómeno de resonancia;
d) Debe tener tal forma, que no pueda producirse martilleo
entre el conductor y la pinza; han de suprimirse las aristas vivas y evitarse
los pequeños radios de curvatura.
Para reforzar la sección del conductor en su fijación a
la pinza, suele emplearse una cinta de aluminio enrollada al cable, en espiral,
o bien unos haces de hilos, los cuales aseguran un refuerzo progresivo desde la
parte no protegida hasta la pinza.
Otros dispositivos que suprimen en gran parte las
vibraciones se designan con el nombre de amortiguadores y se colocan junto a
las pinzas, estos dispositivos constituyen elementos de cierta frecuencia
propia de oscilación, las vibraciones del conductor inducen en el dispositivo
amortiguador oscilaciones con cierto desfase, las cuales se oponen a la acción
que las ha causado, interfiriéndose con las oscilaciones propias del conductor,
suprimiéndolas o, al menos, reduciéndolas a límites admisibles.
Entre los dispositivos amortiguadores más empleados está
el amortiguador Stockbridge, consistente en un trozo corto de cable de acero
con una masa en cada extremo, en su centro se conecta al conductor principal a
través de una brida y en un punto cercano a la pinza de fijación, creando así
una fuerza que actúa periódicamente en sentido contrario a la dirección del
movimiento del conductor. Si se elige convenientemente el dimensionado del
amortiguador, esta fuerza ayuda considerablemente a reducir la amplitud de las
vibraciones.
Amortiguador Stockbridge
Otro tipo de amortiguador es el de contrapeso,
consistente en un peso que por medio de un resorte, se apoya sobre un platillo
unido al cable por una brida de fijación. Cuando el cable realiza oscilaciones,
el peso se levanta periódicamente sobre su base de sostén, se pone a oscilar
también y choca con el cable repetidamente. Como las oscilaciones del amortiguador
están desfasadas respecto a las del cable, actúan en sentido contrario,
anulándolas. Como este amortiguador no tiene frecuencia de oscilación propia,
su campo de aplicación es muy extenso.
Amortiguador de contrapeso: a) peso o pistón. b) Platillo
Ejemplos de montaje de amortiguadores de contrapeso.
Otros
accesorios de líneas de alta tensión
Protecciones y balizamientos contra choques y contactos
Balizas
Las protecciones y
balizamientos utilizados indistintamente en los elementos de la línea con
tensión eléctrica o inmediatamente próximos, están diseñados para evitar la
electrocución, el impacto contra los conductores y cable de tierra de las aves,
y el choque de otros objetos volantes (helicópteros, avionetas, alas delta,
etc.).
En tales accesorios por su
situación en los elementos de la línea distinguiremos dos grupos: los
instalados en los cables de tierra y conductores de línea (contra choques), y
los montados en los soportes o crucetas, aislamiento, aparamenta y herrajes de
línea (contra la electrocución).
El objetivo primordial de estos accesorios es, en
términos generales, el impedir choques contra cables y conductores aumentando
la visibilidad de las líneas eléctricas aéreas. Hay variedad de diseños y nombres
aplicados según sea la preferencia de aquello cuyo choque se quiere evitar.
Si se trata de evitar
el choque de aves se conocen por salvapájaros. Sistemas de advertencia y
alarma, y simplemente balizas cuando, aun cumpliendo el anterior cometido, se
trata de conseguir otros modos de prevenir el choque.
Tales accesorios se fabrican de materiales ligeros y
aislantes, normalmente de PVC o fibra de vidrio y por tanto exentos de
corrosión. Los sistemas de fijación al conductor suelen ser varios, bien mediante
sistemas pinza, preformado o apriete mediante tornillo, tuerca y arandelas de
acero inoxidable.
Suelen ofrecer todos ellos poca resistencia al viento.
Debido al agarre firme sobre el conductor que se aplica, no se producirá
deslizamiento sobre éste a causa de las vibraciones.
Se instalan en el cable de tierra, al ser este el más
elevado de la línea y de menor sección, y se
sitúan en él a una distancia que puede diferir según el
diseño y el destino dado, no obstante, en ningún caso no será superior a 20 m.
De no existir hilo de tierra, se instalarán en el conductor superior o en los
tres conductores al tresbolillo, para simple circuito, y en los conductores
extremos cuando se tenga una disposición de conductores en capa o en hexágono
(doble circuito). De situarse al tresbolillo, la separación fijada se aplicara
a los accesorios consecutivos en fases distintas.
Silueta de aves
Esta solución consiste en la colocación, en el vano de la
línea, de una silueta que simule un ave rapaz minimizando el impacto visual
humano.
Es móvil al efecto del viento, plegándose en dirección de
este en condiciones extremas o medias y debido a su ligereza no afecta a las
condiciones de la línea.
Es visible para las aves con posibilidad de incorporar
diferentes colores y fotoluminiscente, fluorescente y reflectante incluso en el
caso de crepúsculo o niebla al incorporar unas bandas centrales que mejoran la
visibilidad en esos casos.
Preformados salvapájaros
Salvapájaros en hélice
Bobinas
de bloqueo
Tanto
las líneas de transporte como las de distribución a parte de cumplir su
objetivo primordial, que es el de transporte y distribución de la energía
eléctrica, pueden ser utilizadas para la transmisión de datos y fonía por medio
de onda portadora.
Para
la utilización de la línea como elemento de transmisión por medio de onda
portadora, se servirá de uno de los conductores de la línea, independientemente
del número de circuitos.
Bobinas de bloqueo en un pórtico de línea
A los
efectos de su aprovechamiento con máximo rendimiento y a la vez sin
interferencias en cuanto al transporte y distribución, se intercala en el
conductor escogido de la línea el elemento denominado “Bobina de Bloqueo”. En
la figura siguiente se representa una vista de la bobina de bloqueo y tipos
utilizados, para mejor entender su conexión eléctrica con la línea y con los
elementos de acoplamiento del equipo de alta frecuencia.
Según
sea la utilización que se precise, la bobina de bloqueo, puede ir sin otros
componentes, como ocurre en las derivaciones, si las hubiere, del tramo a
utilizar para la transmisión, o unida directa o indirectamente a un condensador
divisor de tensión capacitiva, conocido vulgarmente como “condensador de
acoplo”. Esta última formación se dispondrá en los extremos del tramo de
conductor de la línea y servirá de enlace entre los equipos de alta frecuencia
necesarios para la transformación de la señal. Para mejor comprensión de lo
indicado se expone en la siguiente figura un ejemplo gráfico.
Ejemplo de
transmisión por onda portadora en líneas aéreas de A.T.
de distribución
o transporte
Los
casos expuestos en el apartado anterior pueden tener distintas formas de
montaje, a saber:
·
Bobina de bloqueo
Montaje suspendido
Se
instalará en las derivaciones de la línea. En el apoyo de derivación o en el
apoyo de amarre más próximo a este.
La
bobina de bloqueo se intercalará en el puente flojo de la derivación del apoyo
elegido. Se suspenderá de una cadena de suspensión y se ha de indicar la forma
de instalación, por lo que esta se servirá, en los extremos del vástago central
de unión, con sendos cáncamos para enlace con la cadena de aislamiento.
En la
figura siguiente se recoge el detalle de conjunto de esta instalación.
Detalle de conjunto de elementos en cadena de suspensión
·
Bobina de bloqueo y condensador de desacoplo
1.
Montaje suspendido
Este se hará en los apoyos
extremos o en los inmediatos a ellos del tramo de la línea.
Por
una parte, la bobina de bloqueo se intercalará en el puente flojo de la
derivación del apoyo escogido. Se procederá del mismo modo indicado en el
apartado anterior. En el mismo apoyo o próximo a éste, según convenga, y en
soporte adecuado, irá el conjunto formado por el condensador de acoplo con los
equipos de alta frecuencia.
En la
figura siguiente se recoge el detalle de conjunto de esta instalación.
Bobina de bloqueo y condensador de desacoplo.
Detalle del conjunto suspendido
Montaje apoyado
Tanto la bobina de bloqueo como
el condensador de acoplo irán ensamblados, formando un conjunto. Irá sobre la
plataforma fijada sobre el apoyo o estructura de toma o en soporte
independiente próximo a aquél.
En la figura siguiente se recoge
detalle del conjunto de esta instalación.
Bobina de bloqueo y condensador de desacoplo. Detalle del
conjunto apoyado
FUENTES:
Zoppetti: Redes eléctricas (Editorial
Gustavo Gili)
EDP HC ENERGÍA
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