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AISLADORES
Condiciones generales
Los conductores empleados en líneas aéreas, en la mayor parte de los casos, son desnudos; por lo tanto, se necesita aislarlos de los soportes por medio de aisladores, fabricados generalmente con porcelana, cerámica o vidrio. La sujeción del aislador al poste se realiza por medio de herrajes. Pero además, un aislador debe tener las características mecánicas necesarias para soportar los esfuerzos a los que está sometido.
Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto, las cualidades específicas que deben cumplir los aisladores son:
Rigidez dieléctrica suficiente para que la tensión de perforación sea lo más elevada posible. Esta rigidez depende de la calidad del vidrio, de la porcelana o del material compuesto que lo conforman y del grueso del aislador. La tensión de perforación es la tensión a la cual se ceba el arco a través de la masa del aislador.
Disposición adecuada, de forma que la tensión de contorneamiento presenta valores elevados y por consiguiente no se produzcan descargas de contorno entre los conductores y el apoyo a través de los aisladores. La tensión de contorneamiento es la tensión a la que se ceba un arco a través del aire siguiendo la mínima distancia entre fase y tierra, es decir, el contorno del aislador. Esta distancia se llama línea de fuga.
Resistencia mecánica adecuada para soportar los esfuerzos demandados por el conductor, por lo que la carga de rotura de un aislador debe ser cuanto menos igual a la del conductor que tenga que soportar.
Resistencia a las variaciones de temperatura.
Ausencia de envejecimiento.
Los aisladores son, de todos los elementos de la línea, aquellos en los que se pondrá el máximo cuidado, tanto en su elección, como en su control de recepción, colocación y vigilancia en explotación. En efecto, frágiles por naturaleza, se ven sometidos a esfuerzos combinados, mecánicos, eléctricos y térmicos, colaborando todos ellos a su deterioro. Todo nuevo tipo de aislador necesita ser confirmado por un uso muy prolongado, dada la imperfección de nuestro conocimiento en esta materia.
Materiales empleados en los aisladores
Aislad ores d e p orcelan a
Su estructura debe ser homogénea y, para dificultar las adherencias de la humedad y polvo, la superficie exterior está recubierta por una capa de esmalte. Están fabricados con caolín y cuarzo de primera calidad. La temperatura de cocción en el horno es de 1400º C.
En alta tensión, los aisladores son de dos, tres o más piezas unidas con yeso. Esto se debe a que solamente se consigue una cocción buena cuando su espesor no excede de 3 cm.
Aisl ad ores d e vid rio
Están fabricados por una mezcla de arena silícea y de arena calcárea, fundidas con una sal de sodio a una temperatura de 1300 ºC, obteniéndose por moldeo. Su color es verde oscuro. 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 coste es más reducido y su transparencia facilita el control visual, hacen que sustituyan en muchos casos a los de porcelana.
Aislad ores d e esteatita y resin as epoxi
Se emplean cuando han de soportar grandes esfuerzos mecánicos, debido a que su resistencia mecánica es aproximadamente el doble que la de la porcelana, y sus propiedades aislantes también son superiores; sin embargo, el inconveniente que tienen es el de ser más caros.
Tipos de aisladores
Aislad ores f ijos
Están unidos al soporte por un herraje fijo y no pueden, por consiguiente, cambiar normalmente de posición después de su montaje. Su forma general es la de una campana que lleva en su parte superior una garganta sobre la que se fija el conductor por una ligadura (de hilo de cobre recocido para conductores de cobre o de hilo de aluminio para conductores a base de aluminio). El vástago está empotrado en su interior y queda debajo de la campana. Este vástago puede ser recto o en forma de cuello de cisne. Se pueden encontrar aisladores con el interior roscado para atornillarlo a la parte superior del vástago, disposición que facilita la sustitución de un aislador defectuoso, evitando desmontar el vástago.
El aislador fijo más simple es el de las líneas telefónicas, o el de las líneas de baja tensión (Modelo ARVI-12). Cuando la tensión es más alta, se acostumbra a prolongar la línea de fuga dando a la campana ondulaciones profundas e inclinadas hacia abajo; cuando el tamaño del aislador es grandeo la campana es complicada, no puede fabricarse de una sola pieza, por lo que debe estar constituida por la unión de 2, 3 ó 4 campanas superpuestas, unidas por yeso o cemento (modelo ARVI-32).
Los mayores aisladores fijos corresponden a una tensión de servicio de 63 kV. Pueden ser de porcelana o vidrio.
Aislad ores en cad en a o su sp en did os
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, 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 describimos a continuación:
C a p e ruz a- v á st a g o : Este aislador se compone de una campana de porcelana o vidrio, 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. Vástago y caperuza se adaptan uno y otro por una articulación de rótula, formando de esta forma una cadena tan larga como se quiera. Se fabrican en porcelana o en vidrio templado. Existen numerosos modelos con diversas características eléctricas y mecánicas. A título de ejemplo se dan las especificaciones para un aislador de suspensión modelo 1.512 fabricado por Saint Gobain
La figura siguiente nos muestra la disposición de los aisladores en una cadena de suspensión o en una cadena de amarre.
Moto r : Este elemento está constituido por un núcleo cilíndrico de porcelana de diámetro comprendido entre 60 y 85 mm, y provisto de dos faldas anchas; en los dos extremos están empotrados dos caperuzas análogas a las de los aisladores caperuza-vástago. La unión de los aisladores Motor entre sí se hace con un pequeño vástago cilíndrico terminado en dos rótulas.
La diferencia esencial entre el aislador Motor 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 mecánicos y acciones eléctricas.
L a n g s t a b : Este modelo es una ampliación 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.
Aislad ores especial es
Antin i e bla : Su principal característica consiste en tener ondulaciones más profundas que permitan una mayor tensión de contorneamiento.
De c osta : La campana exterior es más ancha y alta, de forma que protege completamente contra el rocío a las faldas interiores. Los depósitos de humedad (niebla, rocío, condensación de origen variable) lo mismo que el depósito de cuerpos conductores extraños (humos industriales) reducen considerablemente la tensión de contorneamiento de los aisladores. Cuando se combinan las dos acciones, llegan a impedir la explotación de la red a su tensión nominal. Se impone un aumento del nivel de aislamiento, o la utilización de aisladores de un calibre superior al que sería estrictamente necesario en circunstancias normales. La protección más difícil de realizar es la de líneas en regiones industriales, pues los depósitos contaminantes se introducen en todas las canaladuras del aislador, donde son llevadas a veces por la misma humedad.
A I S LADO R F I J O MO D E L O AR VI - 12 (V i d r i o)
1. Tensión mínima de contorneo en seco 52 kV.2. Tensión mínima de contorneo bajo lluvia 34 kV.3. Tensión mínima bajo lluvia a 50 Hz durante 1 minuto 32 kV.4. Tensión mínima de perforación en aceite 80 kV.5. Tensión nominal normal de utilización 10 kV.6. Longitud mínima de la línea de fuga 250 mm.7. Carga mínima de rotura a la flexión 1.200 kg.8. Peso neto aproximado 1,7 kg.
A I S LADO R F I J O CO MP U E S T O MO D E L O AR V I - 12 ( V i d ri o )
1. Tensión mínima de contorneo en seco 92 kV.2. Tensión mínima de contorneo bajo lluvia 65 kV.3. Tensión mínima bajo lluvia a 50 Hz durante 1 minuto 60 kV.4. Tensión mínima de perforación en aceite 135 kV.5. Tensión nominal normal de utilización 20 kV.6. Longitud mínima de la línea de fuga 510 mm.7. Carga mínima de rotura a la flexión 1.200 kg.
CARACTERÍSTICAS ELEMENTALES DE LAS CADENAS
N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Número de elementos por cadena.
Vs 78 130 180 225 270 310 350 395 435 475 Tensión de contorneo en seco a frecuencia industrial en kV
Vl 45 80 115 150 185 215 250 290 325 360 Tensión de contorneo bajo lluvia a frecuencia industrial en kV
AISLADOR DE SUSPENSIÓN MODELO 1.512 (Vidrio templado)
1. Tensión de perforación en aceite 130 kV.2. Longitud de la línea de fuga 291 mm.3. Carga de rotura mecánica, mínima garantizada 12.000 kg.4. Esfuerzo permanente normal 4.800 kg.5. Peso neto aproximado 4,4 kg.
8. Peso neto aproximado 3,9 kg.
AISLADOR DE SUSPENSIÓN MODELO 1.512 (Vidrio templado)
Tensión de perforación en aceite 130 kV. Longitud de la línea de fuga 510 mm. Carga de rotura mecánica, mínima garantizada 16.500 kg.Esfuerzo permanente normal 6,600 kg.
Peso neto aproximado 8,3 kg.
CARACTERÍSTICAS ELEMENTALES DE LAS CADENAS
N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Número de elementos por cadena.
Vs 100 170 235 305 370 425 490 540 595 650 Tensión de contorneo en seco a frecuencia industrial en kV
Vl 50 80 130 170 215 250 290 335 385 420 Tensión de contorneo bajo lluvia a frecuencia industrial en kV
Ensayos de aisladores: control de calidad
Someter a los aisladores a una serie de ensayos nos permite comprobar si poseen las características mecánicas y eléctricas para las que han sido fabricados. Analizaremos la calidad de la porcelana o del vidrio, la tensión de contorneamiento en seco o en lluvia, la tensión de perforación y la resistencia mecánica del aislador.
En sayo d e la calid ad d e la p orcelan a y d el vid rio
Un ensayo elemental para darnos cuenta de la calidad de la porcelana y de su buena vitrificación consiste en romper el aislador y examinar las superficies de fractura, que deben ser brillantes y homogéneas y en ningún caso presentarán fisuras, oquedades o burbujas. Se comprueba también que el esmalte superficial esté exento de grietas, sea duro e inatacable por los agentes atmosféricos. También resulta interesante estudiar la porosidad de la porcelana y su variación con los cambios de temperatura. Los aisladores de vidrio se analizan con luz ordinaria y polarizada, comprobando la ausencia de fisuras y de burbujas.
En sayo d e con torn eami en to
En este ensayo se comprueba si la tensión de contorneamiento es realmente la especificada por el fabricante. Esta tensión es aquella en la que se produce un arco o descarga disruptiva por la superficie del aislamiento entre el soporte metálico y el conductor.
El ensayo se realiza sometiendo al aislador a una tensión cada vez más elevada entre la caperuza y el vástago, hasta que se produce el arco eléctrico; en ese momento estaremos ante la tensión de contorneamiento.
El ensayo se realiza también bajo lluvia artificial controlada con una inclinación de 45º sobre el aislador. La tensión de contorneamiento bajo lluvia es menor que en condiciones normales pero siempre debe ser superior a la tensión nominal de empleo del aislador.
Los aisladores se fabrican con el interior ondulado con el fin de aumentar la longitud que debe recorrer el arco eléctrico para que salte. Esta distancia se llama línea de fuga y es una característica fundamental en los aisladores.
En sayo d e p erf oración
La tensión de perforación es aquella en que se produce la rotura del aislador, ya que el arco eléctrico atraviesa el vidrio o la porcelana. Con frecuencia industrial, la perforación del aislador no puede ser obtenida estando rodeado de aire, ya que saltaría el arco por la superficie y no por el interior. Por lo tanto se impide la formación del arco de contorneo sumergiendo el aislador en aceite mineral, con lo cual se puede elevar la tensión de prueba hasta obtener la rotura o la perforación del aislador.
En sayo mecán ico
Los aisladores se someten durante 24 horas consecutivas a un esfuerzo mecánico de tracción aplicado axialmente, igual al especificado por el fabricante.
En la figura siguiente se representan los herrajes y formas de suspensión para cadenas de aisladores:
Reparto de potencial entre los distintos elementos de una cadena de suspensión
La tensión de contorneamiento en seco de un elemento caperuza-vástago normal (modelo 1.512) de254 mm de diámetro es de 78 kV. Cuando se forma una cadena de n elementos no se tiene una tensión de contorneamiento de n * 78 kV sino inferior. Por ejemplo:
5 elementos soportan 270 kV. (media de 54 kV.)
10 elementos soportan 475 kV. (media de 47,5 kV.)
15 elementos soportan 670 kV. (media de 44,6 kV.)
Ello se debe a la desigual repartición del potencial a lo largo de la cadena. Desde el punto de vista de las capacidades, una cadena de aisladores es equivalente al conjunto de condensadores conectados como se muestra en la figura siguiente para el supuesto de tres elementos.
Como se deduce de la simple inspección de la figura, la corriente de capacidad a través del elemento más próximo a la línea es mayor que la de todos los demás y va disminuyendo en cada uno de ellos con su lugar de colocación, en el orden conductor-soporte, sucediendo lo mismo con la diferencia de potencial sufrida por los mismos y cuya expresión es:
V Z * I I
wC
Llamamos C a la capacidad que presenta cada aislador, Ct a la capacidad de cada uno respecto a tierra, Un al potencial del conductor de la línea con relación a tierra, Un-1 al potencial en la unión de los dos últimos elementos, etc. Y puesto que las corrientes de capacidad están en fase (adelantadas
/2 sobre las tensiones) tenemos:
II
II
II
23221
1211
23221
1211
432
321 21
I
I
I´ ´́
1 1 1
´ ´ ´́1 2 2
´ ´ ´́2 3 3
Como en general se verifica que I = wCV, queda:ωC(Vn
ωC(Vn
Vn )
Vn
ωC(Vn
) ωC(Vn
Vn )
Vn
ωC t Vn
) ωC t Vn
k C tC
Dividiendo por ωC
Vn Vn
Vn Vn
Vn Vn
Vn Vn
kVn
kVn
Obteniéndose el siguiente sistema de ecuaciones:
EJEMPLO
Vn (2
Vn (2
Vn (2
k)Vn Vn
k)Vn Vn
k)Vn Vn
Sea una cadena de suspensión de tres aisladores sometidos a una tensión de 75 kV; sabiendo que k = 0,2, hallar la tensión que soporta cada aislador. Aplicamos la fórmula general:
Vn = (2 + k) Vn-1 - Vn-2
Vn-1 = (2 + k) Vn-2 - Vn-3
y como Vn-3 = 0, sustituyendo, queda: Vn-2 = 19,5 kV.(75/(2+k)(2+k)-1=3,84)
Vn-1 = 42,9 kV.(2,2*19,5)
El aislador más cercano al apoyo soporta una tensión de 19,5 kV, el siguiente aislador soporta:
42,9 kV - 19.5 kV = 23,4 kV y, el aislador más cercano al conductor 75 kV - 42,9 kV = 32,1 kV.
Grado de aislamiento
Se llama grado de aislamiento a la relación entre la longitud de la línea de fuga de un aislador (o la total de la cadena) y la tensión entre fases de la línea.El grado de aislamiento viene dado por la expresión:
en donde:
GA = grado de aislamiento (cm/kV).
GA n LF
V
1
LF = línea de fuga (cm).V = tensión compuesta más elevada (kV)n = número de aisladores de la cadena.
Los grados de aislamiento recomendados, según las zonas que atraviesan las líneas, son los siguientes:
ZONAS GA (cm / kV)
Forestales y agrícolas 1,7 - 2
Industriales y próximas al mar 2,2 - 2,5
Fábricas de productos químicos 2,6 - 3,2
Centrales térmicas > 3,2
EJEMPLO
Sea una línea de 132 kV que está situada en una zona forestal y agrícola. Calcular el número de aisladores de la cadena suponiendo que se instalan elementos caperuza-vástago de referencia 1512 fabricados por Saint Gobain (antes La Esperanza S.A. ó VICASA)
Del catálogo de aisladores sabemos que la línea de fuga para un elemento es de 291 mm.
El Reglamento nos marca que la tensión más elevada para una línea de 132 kV es de 145 kV.
Sustituyendo los valores en la fórmula obtenemos para un grado de aislamiento de 2:
nV GA
LF145 * 2
29,19,96
Por lo tanto la cadena será de 10 aisladores.
FORMACIÓN DE LAS CADENAS DE AISLADORES PARA LAMT
El presente documento tiene por objeto determinar la formación de las diferentes cadenas de aisladores, destinadas al soporte de conductores desnudos, para líneas aéreas de AT, de tensión nominal inferior a 30 kV.
Las cadenas de aisladores se aplicarán conforme a los siguientes conductores desnudos (aluminio-acero y cobre) y al nivel de contaminación existente en las zonas, por donde discurra el trazado de la línea aérea.
LA-56 ; LA-78 ; LA-110 -> Nivel de contaminación II y IV C 35 ; C 50 ; C 95 -> Nivel de contaminación IV
NIVELES DE CONTAMINACION
Se han establecido dos niveles de contaminación tipo, nivel II (medio) y nivel IV (muy fuerte), para el ámbito de influencia en las instalaciones de Distribución.
Nivel II (medio)
Zonas con industria que no produzcan humos particularmente contaminantes y con una densidad media de población equipada con calefacción.Zonas de fuerte densidad de población o de industrias, pero sometidas a lluvias limpias. Zonas expuestas al viento del mar, pero alejadas algunos kilómetros de la costa.
Los aisladores correspondientes a este nivel serán de vidrio tipo U70BS o de compositeU70YB20.
Nivel IV (muy fuerte)
Zonas generalmente poco extensas sometidas a polvo conductor y a humos que producen depósitos conductores particularmente espesos.
Zonas generalmente poco extensas y muy próximas a la costa, expuestas a las nieblas o a los vientos muy fuertes y contaminantes que vienen del mar.
Zonas desérticas caracterizadas por largos períodos sin lluvia, expuestas a vientos fuertes que transportan arena y sal, y sometidas a una condensación regular.
Los aisladores correspondientes a este nivel serán de vidrio tipo U100 BLP o de compositeU70YB20 P.
FORMACION DE CADENAS
Se establecen tres tipos de cadenas, suspensión normal, suspensión reforzada (cruce) y amarre, las cuales están formadas por dos aisladores de vidrio o un aislador de composite, más cada uno de los herrajes de enlace necesarios al tipo de aislamiento, finalizando con el elemento de amarre apropiado a cada conductor, de forma que cada tipo de cadena alcance una longitud aproximada de 500 mm.
Las cadenas formadas con aisladores de composite están recomendadas en aquellas zonas que se produzcan roturas masivas de aisladores de vidrio.
Los elementos que participan en la composición de las diferentes cadenas de aisladores se recogen en la tabla 1 y por orden alfabético, especificando los códigos de los materiales y las normas NI que los amparan. Los Anexos de este documento contemplan las cadenas que deben utilizarse en función del nivel de contaminación, tipo de aislador y conductor al que se destina.
DOCUMENTOS DE CONSULTA
MTDYC 2.22.06 Elementos constituyentes de diseño. Líneas aéreas de AT, de tensión nominal inferior a 30 kV, con conductores desnudos. Construcción.
Elementos para la formación de cadenas con aislamiento de 20 kV
DENOMINACION DE LOS ELEMENTOS CODIGO NORMA NI
Aislador de caperuza y vástago U70 BS 4801004 48.10.01
Aislador de caperuza y vástago U100 BLP 4801083
Aislador de composite U70 YB 20 4803015 48.08.01
Aislador de composite U70 YB 20 P 4803205
Alojamiento de rótula R 16/17 5254645 52.54.62
Alojamiento de rótula R 16/17 P 5254660
Grapa de amarre GA-1 5882005
Grapa de amarre GA-1-I 5882006 58.82.00
Grapa de amarre GA-2 5882015
Grapa de amarre GA-2-I 5882016
Grapa de suspensión GS-1 5885004
Grapa de suspensión GS-1-I 5885005
Grapa de suspensión GS-2 5885006 58.85.01
Grapa de suspensión GS-2-I 5885007
Grapa de suspensión GS-3 5885008
Grapa de suspensión GS-3-I 5885009
Grapa de suspensión armada GSAC-35 5885550
Grapa de suspensión armada GSAC-50 5885555 58.85.51
Grapa de suspensión armada GSAC-95 5885560
Guardacabos con alojamiento de rótula RG-RA 5251515 52.51.54
Horquilla bola HBV 16/16 5251345 52.51.43
Retención de amarre RA-C35 5877043
Retención de amarre RA-C50 5877045 58.77.02
Retención de amarre RA-C95 5877047
Varillas preformadas de protección VPP-56 5870205
Varillas preformadas de protección VPP-78 5870207 58.70.21
Varillas preformadas de protección VPP-110 5870213
Marca Denominación1 Horquilla bola HBV 16/16
2 Aislador U70BS
3 Alojamiento de rótula R 16/17
4 Grapa de suspensión GS-1 (LA-56 y LA-78))
Grapa de suspensión GS-2 (LA-110)
Marca Denominación1 Horquilla bola HBV 16/16
2 Aislador U70BS
3 Alojamiento de rótula R16/17
4 Grapa de suspensión GS-2 (LA-56)
Grapa de suspensión GS-3 (LA-78 y LA-110)
Varillas preformadas de protección VPP-56
5 Varillas preformadas de protección VPP-78
Varillas preformadas de protección VPP-110
Marca Denominación1 Horquilla bola HBV 16/16
2 Aislador U70BS
3 Alojamiento de rótula R16/17 P
4 Grapa de amarre GA-1 (LA-56)
Grapa de amarre GA-2 (LA-78 y LA-110)
Marca Denominación1 Aislador composite U70 YB 20
2 Alojamiento de rótula R16/17
3 Grapa de suspensión GS-1 (LA-56 y LA-78))
Grapa de suspensión GS-2 (LA-110)
Anexo A (96-12) Cadenas de aisladores para nivel de contaminación II
NIVEL DE CONTAMINACION II - AISLADORES DE VIDRIO Conductores de aluminio-acero
Suspensión normalSuspensión reforzada (cruce)
Amarre
NIVEL DE CONTAMINACION II - AISLADORES DE COMPOSITE Conductores de aluminio-acero
Suspensión normal
Marca Denominación1 Aislador composite U70 YB 20
2 Alojamiento de rótula R16/17
3 Grapa de suspensión GS-2 (LA-56)
Grapa de suspensión GS-3 (LA-78 y LA-110)
Varillas preformadas de protección VPP-56
4 Varillas preformadas de protección VPP-78
Varillas preformadas de protección VPP-110
Marca Denominación1 Aislador composite U70 YB 20
2 Alojamiento de rótula R16/17 P
3 Grapa de amarre GA-1 (LA-56)
Grapa de amarre GA-2 (LA-78 y LA-110)
Suspensión reforzada (cruce)
Amarre
Marca Denominación1 Horquilla bola HBV 16/16
2 Aislador U100BLP
3 Alojamiento de rótula R 16/17
4 Grapa de suspensión GS-1-I (LA-56 y LA-78))
* Grapa de suspensión GS-2-I (LA-110)
Marca Denominación1 Horquilla bola HBV 16/16
2 Aislador U100BLP
3 Alojamiento de rótula R16/17
4 Grapa de suspensión GS-2-I (LA-56)
* Grapa de suspensión GS-3-I (LA-78 y LA-110)
Varillas preformadas de protección VPP-56
5 Varillas preformadas de protección VPP-78
Varillas preformadas de protección VPP-110
Marca Denominación1 Horquilla bola HBV 16/16
2 Aislador U100BLP
3 Alojamiento de rótula R16/17 P
4 Grapa de amarre GA-1-I (LA-56)
* Grapa de amarre GA-2-I (LA-78 y LA-110)
Anexo B (96-12) Cadenas de aisladores para nivel de contaminación IV
NIVEL DE CONTAMINACION IV - AISLADORES DE VIDRIO Conductores de aluminio-acero
Suspensión normal
* Estribos de acero inoxidable
Suspensión reforzada (cruce)
* Estribos de acero inoxidableAmarre
* Estribos de acero inoxidable
Marca Denominación1 Horquilla bola HBV 16/16
2 Aislador U100BLP
3 Alojamiento de rótula R 16/17
4 Grapa de suspensión GS-1-I (C 35))
* Grapa de suspensión GS-2-I (C 50 y C 95)
Marca Denominación1 Horquilla bola HBV 16/16
2 Aislador U100BLP
3 Alojamiento de rótula R16/17
Grapa de suspensión armada GSAC-35
4 Grapa de suspensión armada GSAC-50
Grapa de suspensión armada GSAC-95
Marca Denominación1 Horquilla bola HBV 16/16
2 Aislador U100BLP
3 Guardacabos con alojamiento de rótula RG-RA
Retención de amarre RAC-35
4 Retención de amarre RAC-50
* Retención de amarre RAC-95
NIVEL DE CONTAMINACION IV - AISLADORES DE VIDRIO Conductores de cobre
Suspensión normal
* Estribos de acero inoxidable. Se instalará un manguito abierto de polietileno o similar, para protección galvánica
Suspensión reforzada (cruce) Amarre
* Se instalará un manguito abierto de polietileno o similar, para protección galvánica.
NIVEL DE CONTAMINACION IV - AISLADORES DE COMPOSITE Conductores de aluminio-acero
Marca Denominación1 Aislador composite U70 YB 20 P
2 Alojamiento de rótula R16/17
3 Grapa de suspensión GS-1-I (LA-56 y LA-78))
* Grapa de suspensión GS-2-I (LA-110)
Marca Denominación1 Aislador composite U70 YB 20 P
2 Alojamiento de rótula R16/17
3 Grapa de suspensión GS-2-I (LA-56)
* Grapa de suspensión GS-3-I (LA-78 y LA-110)
Varillas preformadas de protección VPP-56
4 Varillas preformadas de protección VPP-78
Varillas preformadas de protección VPP-110
Marca Denominación
1 Aislador composite U70 YB 20 P
2 Alojamiento de rótula R16/17 P
3 Grapa de amarre GA-1-I (LA-56)
* Grapa de amarre GA-2-I (LA-78 y LA-110)
Suspensión normal
* Estribos de acero inoxidable
Suspensión reforzada (cruce)
* Estribos de acero inoxidableAmarre
* Estribos de acero inoxidable
NIVEL DE CONTAMINACION IV - AISLADORES DE COMPOSITE Conductores de cobre
Marca Denominación
1 Aislador composite U70 YB 20 P
2 Alojamiento de rótula R16/17
Grapa de suspens. armada GSAC-35
3 Grapa de suspens. armada GSAC-50
Grapa de suspens. armada GSAC-95
Marca Denominación
1 Aislador composite U70 YB 20 P
2 Guardacabos con alojamiento de rótula RG-RA
Retención de amarre RAC-35
3 Retención de amarre RAC-50
* Retención de amarre RAC-95
Marca Denominación
1 Aislador composite U70 YB 20 P
2 Alojamiento de rótula R16/17
3 Grapa de suspensión GS-1-I (C 35))
* Grapa de suspensión GS-2-I (C 50 y C 95)
Suspensión normal* Estribos de acero inoxidable. Se instalará un manguito abierto de poliet
protección galvánica
Suspensión reforzada (cruce)
Amarre
* Se instalará un manguito abierto de polietileno o similar, para protección galvánica
Herrajes y formas de suspensión para cadenas de aisladores
ht t p: / /ww w .s g dl a g r a n j a . e s/ i ma g e s/ s tori e s/ais l a do r e s/ C a tAis l a dor e s.pdf ht t p: / /ww w .n g k. c o.jp / e n g l i sh/produ c ts / pow e r/po r ce lain/suspe n sion / inde x . ht m l ht t p: / /ww w .sev e s.com/es/sediv e r/ind e x .ph p ? s = 7 & p = 10 ht t p: / /ww w .lappinsul a tor. c om/
Laboratorio de EnsayosSGD LA GRANJA dispone, en un edificio anexo a la fábrica, de una laboratorio de ensayos en el cual se realizan todas
las pruebas desde el control de materias primas (arenas, partes metálicas,…) pasando por el control de la fabricación
hasta los controles finales del producto y ensayos de muestreo. Todo ello en el marco de las Normas Internaciones IEC,
ANSI, etc.
Así mismo realiza ensayos tipo, tanto sobre aisladores individuales como en cadenas completas, y es una pieza
indispensable para la investigación y desarrollo de nuevos aisladores, la mejora de las características de los modelos
actuales o la mejora de los procesos de fabricación.
Para todo ello, el laboratorio cuenta con distintos departamentos entre los cuales cabe destacar:
Ensayos eléctricos
Ensayos a frecuencia industrial en seco y bajo lluvia: Tensión máxima 500
kV. Ensayos de perforación en aceite: Tensión máxima 200 kV.
Ensayos con impulsos tipo rayo: Tensión máxima 1.200 kV.
Ensayos de perforación con impulsos (frente escarpado): Tensión máxima 1.200 kV / 60
kJ. Ensayos de Medida de perturbaciones radioeléctricas: Tensión máxima 30 kV.
Ensayos electromecánicos:
Ensayos de tracción: Máquina de ensayos de tracción AMSLER: Carga máxima 30 Tn.
Ensayos mecánicos:
Ensayos tracción y compresión: Máquina de ensayos SHIMADZU: Carga máxima 100
Tn; Ensayos a flexión: Máquina de ensayos de tracción AMSLER: Carga máxima 30 Tn.
Ensayos termomecánicos:
Máquina de ensayos de tracción AMSLER;
Cámara climática. (-50º / +50º).
Ensayos térmicos:
Mufla (Horno)
Cubas de agua fría y caliente
Ensayos dimensionales:
Medidor paso de aisladores;
Juego de Calibres de Límites CEI / ANSI;
Medidor desplazamientos axial y radial.
Ensayos de impacto:
Máquina de ensayos de impacto de acuerdo con ANSI C.29.2.
Ensayos de galvanizado:
Medidor de espesor galvanizado NEURTEK y FISCHER.
Otros ensayos:
Ampliador de perfiles.
Durómetro.
Expansión de cemento en autoclave,
ITC 07 Reglamento de Líneas de Alta Tensión
2.3 Aisladores
2.3.1 Generalidades
Los aisladores normalmente comprenden cadenas de unidades de aisladores del tipo caperuza y vástago o del tipo bastón, y aisladores rígidos de columna o peana. Pueden ser fabricados usando materiales cerámicos (porcelana), vidrio, aislamiento compuesto de goma de silicona, poliméricos u otro material de características adecuadas a su función. Se pueden utilizar combinaciones de estos aisladores sobre algunas líneas aéreas.
Los aisladores deben ser diseñados, seleccionados y ensayados para que cumplan los requisitos eléctricos y mecánicos determinados en los parámetros de diseño de las líneas aéreas.
Los aisladores deben resistir la influencia de todas las condiciones climáticas, incluyendo las radiaciones solares. Deben resistir la polución atmosférica y ser capaces de funcionar satisfactoriamente cuando estén sujetos a las condiciones de polución.
2.3.2 Requisitos eléctricos normalizados
El diseño de aisladores deberá ser tal que se respeten las tensiones soportadas según el apartado 4.4 de esta ITC.
2.3.3 Requisitos para el comportamiento bajo polución
Los aisladores deberán cumplir con los requisitos especificados para su comportamiento bajo polución. En el apartado 4.4.1 se dan indicaciones sobre la selección de aisladores para su uso en condiciones de polución.
2.3.4 Requisitos mecánicos
El diseño de los aisladores de una línea aérea deberá ser tal que satisfagan los requisitos mecánicos determinados en el apartado 3.4 de esta ITC.
2.3.5 Requisitos de durabilidad
La durabilidad de un aislador está influenciada por el diseño, la elección de los materiales y los procedimientos de fabricación. Todos los materiales usados en la construcción de aisladores para líneas aéreas, deberán ser inherentemente resistentes a la corrosión atmosférica, que puede afectar a su funcionamiento.
Puede obtenerse un indicador de la durabilidad de las cadenas de aisladores de material cerámico o vidrio, a partir de los ensayos termo-mecánicos especificados en la norma UNE-EN 60383-1. En casos especiales, puede ser
necesario considerar las características de fatiga, mediante los ensayos apropiados indicados en las Especificaciones del Proyecto.
Todos los materiales férreos, distintos del acero inoxidable, usados en aisladores de líneas aéreas deberán ser protegidos contra la corrosión debida a las condiciones atmosféricas. La forma habitual de protección deberá ser un galvanizado en caliente, que deberá cumplir los requisitos de ensayo indicados en la norma UNE-EN 60383-1.
Para instalaciones en condiciones especialmente severas, puede indicarse un aumento del espesor de zinc en las especificaciones del proyecto.
2.3.6 Características y dimensiones de los aisladores
Las características y dimensiones de los aisladores utilizados para la construcción de líneas aéreas deben cumplir, siempre que sea posible, con los requisitos dimensionales de las siguientes normas:
a. UNE-EN 60305 Y UNE-EN 60433, para elementos de cadenas de aisladores de vidrio o cerámicos.
b. UNE-EN 61466-1 Y UNE-EN 61466-2, para aisladores de aislamiento compuesto de goma de silicona;
c. CEI 60720, para aisladores rígidos de columna o peana.
Se pueden incluir en las especificaciones del proyecto tipos de aisladores aprobados, con dimensiones diferentes de las especificadas por las normas anteriormente indicadas. El resto de las características deberán ser conformes con las normas aplicables según el tipo de aislador.
3.4 Aisladores
El criterio de fallo será la rotura o pérdida de sus cualidades aislantes, al ser sometidos simultáneamente a tensión eléctrica y solicitación mecánica del tipo al que realmente vayan a encontrase sometidos.
La característica resistente básica de los aisladores será la carga electromecánica mínima garantizada, cuya probabilidad de que aparezcan casos menores es inferior al 2%, valor medio de la distribución menos 2,06 veces la desviación típica.
La resistencia mecánica correspondiente a una cadena múltiple, puede tomarse igual al producto del número de cadenas que la formen por la resistencia de cada cadena simple, siempre que, tanto en estado normal como con alguna cadena rota, la carga se reparta por igual entre todas las cadenas intactas.
El coeficiente de seguridad mecánica no será inferior a 3. Si la carga de rotura electromecánica mínima garantizada se obtuviese mediante control estadístico en la recepción, el coeficiente de seguridad podrá reducirse a 2,5.
4.3 Efecto corona y perturbaciones radioeléctricas
Será preceptiva la comprobación del comportamiento de los conductores al efecto corona en las líneas de tensión nominal superior a 66 kV. Asimismo, en aquellas líneas de tensión nominal entre 30 kV Y 66 kV, ambas inclusive, que puedan estar próximas al límite inferior de dicho efecto, deberá realizarse la citada comprobación.
El proyectista justificará, con arreglo a los conocimientos de la técnica, los límites de los valores de la intensidad del campo en conductores, así como en sus accesorios, herrajes y aisladores que puedan ser admitidos en función de la densidad y proximidad de los servicios que puedan ser perturbados en la zona atravesada por la línea.
4.4 Coordinación de aislamiento
La coordinación de aislamiento comprende la selección de la rigidez dieléctrica de los materiales, en función de las tensiones que pueden aparecer en la red a la cual estos materiales están destinados y teniendo en cuenta las condiciones ambientales y las características de los dispositivos de protección disponibles.
La rigidez dieléctrica de los materiales se considera aquí en el sentido de nivel de aislamiento normalizado.
Los principios y reglas de la coordinación de aislamiento son descritos en las normas UNE-EN 60071-1 Y UNE-EN 60071-2. El procedimiento para la coordinación de aislamiento consiste en la selección de un conjunto de tensiones soportadas normalizadas, las cuales caracterizan el nivel aislamiento.
Los niveles de aislamiento normalizados mínimos correspondientes a la tensión más elevada de la línea, tal como ésta ha sido definida en el apartado 1.2 de esta instrucción, serán los reflejados en las tablas 12 y 13.
Estas tablas especifican las tensiones soportadas normalizadas Uw para las gamas I y II. En ambas tablas, las tensiones soportadas normalizadas están agrupadas en niveles de aislamiento normalizados asociados a los valores de la tensión más elevada del material Um .
En la gama 1, las tensiones soportadas normalizadas incluyen la tensión soportada de corta duración a frecuencia industrial y la tensión soportada a impulso tipo rayo. En la gama II, las tensiones soportadas normalizadas incluyen la tensión soportada a impulso tipo maniobra y la tensión soportada a impulso tipo rayo.
Para otros valores de la tensión más elevada que no coincidan con los reflejados en la tabla se seguirá lo indicado en las Normas UNE-EN 60071-1 Y UNE-EN 60071-2. En el caso de proyectarse líneas a una tensión superior a las
incluidas en esta tabla, para la fijación de los niveles de aislamiento se deberá seguir lo indicado en las normas UNE-EN 60071-1 Y UNE-EN 60071-2.
La tensión permanente a frecuencia industrial y las sobretensiones temporales determinan la longitud mínima necesaria de la cadena de aisladores. La forma de los aisladores se seleccionará en función del grado de polución en la zona por donde discurre la línea.
En redes con neutro puesto directamente a tierra, con factores de defecto a tierra de 1,3 y menores, es normalmente suficiente diseñar los aisladores para que resistan la tensión fase a tierra más elevada de la red. Para coeficientes de falta a tierra más altos, y especialmente en redes con neutro aislado o puestos a tierra mediante bobina de compensación, puede ser necesario considerar las sobretensiones temporales.
La tensión soportada de coordinación para las tensiones permanentes a frecuencia industrial es igual a la tensión más elevada de la red para aislamiento entre fases e igual a esa misma tensión dividida por √3 para el aislamiento fase a tierra.
La tensión soportada de coordinación de corta duración a frecuencia industrial es igual a la sobretensión temporal representativa, siempre que se utilice un método determinista para el estudio de coordinación de aislamiento según norma UNE-EN 60071-2.
La tensión soportada especificada Urw se determinará a partir de la tensión soportada de coordinación, teniendo en cuenta un factor de corrección asociado con las condiciones atmosféricas de la instalación según se indica en la norma UNE-EN 50341-1.
Tabla 12. Niveles de aislamiento normalizados para la gama I (1 kV < Um ≤ 245 kV)
Tensión más elevada para el material
Um
kV(valor eficaz)
Tensión soportada normalizada de corta duración a frecuencia
industrialkV (valor eficaz)
Tensión soportada normalizada a los impulsos tipo rayo
kV(valor de cresta)
3,6 102040
7,2 204060
12 28607595
17,5 387595
24 5095
125145
36 70145170
52 95 250
12,5 140 325
123(185) 450
230 550
145
(185) (450)
230 550
275 650
170
(230) (550)
275 650
325 750
245
(275) (650)
(325) (750)
360 850
395 950
460 1 050
NOTA: Si los valores entre paréntesis son insuficientes para probar que las tensiones soportadas especificadas entre fases se cumplen, se requieren ensayos complementarios de tensiones soportadas entre fases.
Tabla 13. Niveles de aislamiento normalizados para la gama II (Um > 245 kV)
Tensión más elevada para el
material Um
kV (valor eficaz)
Tensión soportada normalizada a los impulsos tipo maniobra
Tensión soportada normalizada a los impulsos
tipo rayo (NOTA 2) KV (valor de cresta)
Aislamiento longitudinal
(nota 1)kV (valor
decresta)
Fase- tierra
kV(valor de cresta)
Entre fases (relación al valor de cresta
fase-tierra)
420
850 850 1,60 1 0501 175
950 950 1,50 1 1751 300
950 1 050 1,50 1 3001 425
Nota 1: Valor de la componente de impulso del ensayo combinado aplicable mientras que la componente de frecuencia industrial en el borne opuesto alcanza el valor Um √2/√3. Nota 2: Para los ensayos del aislamiento longitudinal con impulsos tipo rayo sígase lo indicado en la UNE-E N 60071-1.
La tensión permanente a frecuencia industrial y las sobretensiones temporales determinan la longitud mínima necesaria de la cadena de aisladores. La forma
de los aisladores se seleccionará en función del grado de polución en la zona por donde discurre la línea.
En redes con neutro puesto directamente a tierra, con factores de defecto a tierra de 1,3 y menores, es normalmente suficiente diseñar los aisladores para que resistan la tensión fase a tierra más elevada de la red. Para coeficientes de falta a tierra más altos, y especialmente en redes con neutro aislado o puestos a tierra mediante bobina de compensación, puede ser necesario considerar las sobretensiones temporales.
La tensión soportada de coordinación para las tensiones permanentes a frecuencia industrial es igual a la tensión más elevada de la red para aislamiento entre fases e igual a esa misma tensión dividida por √3 para el aislamiento fase a tierra.
La tensión soportada de coordinación de corta duración a frecuencia industrial es igual a la sobretensión temporal representativa, siempre que se utilice un método determinista para el estudio de coordinación de aislamiento según norma UNE-EN 60071-2.
La tensión soportada especificada Urw se determinará a partir de la tensión soportada de coordinación, teniendo en cuenta un factor de corrección asociado con las condiciones atmosféricas de la instalación según se indica en la norma UNE-EN 50341-1.
* Párrafos incluidos por C O R R E C C I O N de er r a t as en BOE num. 120 de 17 de mayo de 2008
Cuando el aislador está en un ambiente contaminado, la respuesta del aislamiento externo a tensiones a frecuencia industrial puede variar de forma importante. Los aisladores deberán resistir la tensión más elevada de la red con unas condiciones de polución permanentes con un riesgo aceptable de descargas. Por tanto, la selección del tipo de aislador y la longitud de la cadena de aisladores debe realizarse teniendo en cuenta el nivel de contaminación de la zona que atraviesa la línea.
El nivel de contaminación de la zona se elegirá de acuerdo a la tabla 14, donde se especifican cuatro niveles. Para cada nivel de contaminación se da una descripción aproximada de algunas zonas con sus medio ambientes típicos correspondientes y la línea de fuga mínima requerida.
Nivel de contaminación
Ejemplos de entornos típicosLínea de fuga
específica nominal mínima
mm/kV1)
I L
igero
- Zonas sin industrias y con baja densidad de viviendas equipadas con calefacción.- Zonas con baja densidad de industrias o viviendas, pero sometidas a viento o lluviasfrecuentes.- Zonas agrícolas 2
- Zonas montañosas- Todas estas zonas están situadas al menos de10 km a 20 km del mar y no están expuestas a vientos directos desde el mar 3
16,0
II M
edio
- Zona con industrias que no producen humo especialmente contaminante y/o con densidad media de viviendas equipadas con calefacción.- Zonas con elevada densidad de viviendas y/o industrias pero sujetas a vientos frecuentes y/olluvia.- Zonas expuestas a vientos desde el mar, pero no muy próximas a la costa (al menosdistantes bastantes kilómetros)
3.
20,0
III Fuerte
- Zonas con elevada densidad de industrias y suburbios de grandes ciudades con elevada densidad de calefacción generando contaminación.- Zonas cercanas al mar o en cualquier caso, expuestas a vientos relativamente fuertesprovenientes del mar 3).
25,0
IVMuy fuerte
- Zonas, generalmente de extensión moderada, sometidas a polvos conductores y a humo industrial que produce depósitos conductores particularmente espesos.- Zonas, generalmente de extensión moderada, muy próximas a la costa y expuestas apulverización salina o a vientos muy fuertes ycontaminados desde el mar.- Zonas desérticas, caracterizadas por no tener lluvia durante largos periodos, expuestos a fuertes vientos que transportan arena y sal, y sometidas a condensación
31,0
1 Línea de fuga mínima de aisladores entre fase y tierra relativas a la tensión más elevada de la red (fase-fase)2 Empleo de fertilizantes por aspiración o quemado de residuos, puede dar lugar a un mayor nivel de contaminación por dispersión en el viento.3 Las distancias desde la costa marina dependen de la topografía costera y de las extremas condiciones del viento.
Tabla 14. Líneas de fuga recomendadas
5. DISTANCIAS MÍNIMAS DE SEGURIDAD. CRUZAMIENTOS V PARALELISMOS
5.1 Introducción
En las líneas aéreas es necesario distinguir entre distancias internas y externas. Las distancias internas son dadas únicamente para diseñar una línea con una aceptable capacidad de resistir las sobretensiones. Las distancias externas son utilizadas para determinar las distancias de seguridad entre los conductores en tensión y los objetos debajo o en las proximidades de la línea. El objetivo de las distancias externas es evitar el daño de las descargas eléctricas al público en general, a las personas que trabajan en las cercanías de la línea eléctrica y a las personas que trabajan en su mantenimiento.
Las distancias dadas en los siguientes apartados no son aplicables cuando se realicen trabajos de mantenimiento de la línea aérea, con métodos de trabajo en tensión, para los cuales se deberán aplicar el R . D. 614/20 0 1 , de 8 de junio, sobre disposiciones mínimas para la protección de la salud y la seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico.
Las distancias se refieren a las líneas de transmisión que usan conductores desnudos. Las líneas que usan conductores aislados, con una capa de aislamiento sólido alrededor del mismo para prevenir un fallo causado por un contacto temporal con un objeto puesto a tierra o un contacto temporal entre conductores de fase, se tratan en la IT C - L A T 0 8 .
Cuando no se especifique que la distancia es "horizontal" o "vertical'; será tomada la menor distancia entre las partes con tensión y el objeto considerado, teniéndose en cuenta en el caso de carga con viento la desviación de los conductores y de la cadena de aisladores.
5.2 Distancias de aislamiento eléctrico para evitar descargas
Se consideran tres tipos de distancias eléctricas:
Del Distancia de aislamiento en el aire mínima especificada, para prevenir una descarga disruptiva entre conductores de fase y objetos a potencial de tierra en sobretensiones de frente lento o rápido. Del puede ser tanto interna, cuando se consideran distancias del conductor a la estructura dela torre, como externas, cuando se considera una distancia del conductor a un obstáculo.
Dpp Distancia de aislamiento en el aire mínima especificada, para prevenir una descarga disruptiva entre conductores de fase durante sobretensiones de frente lento o rápido. Dpp es una distancia interna.
asom Valor mínimo de la distancia de descarga de la cadena de aisladores, definida como la distancia más corta en línea recta entre las partes en tensión y las partes puestas a tierra.
Se aplicarán las siguientes consideraciones para determinar las distancias internas y externas:
a. La distancia eléctrica, Del, previene descargas eléctricas entre las partes en tensión y objetos a potencial de tierra, en condiciones de explotación normal de la red. Las condiciones normales incluyen operaciones de enganche, aparición de rayos y sobretensiones resultantes de faltas en la red.
b. La distancia eléctrica, Dpp previene las descargas eléctricas entre fases durante maniobras y sobretensiones de rayos.
c. Es necesario añadir a la distancia externa, Del, una distancia deaislamiento adicional, Dadd, para que en las distancias mínimas deseguridad al suelo, a líneas eléctricas, a zonas de arbolado, etc. seasegure que las personas u objetos no se acerquen a una distancia menor que Del de la línea eléctrica.
d. La probabilidad de descarga a través de la mínima distancia interna,asom, debe ser siempre mayor que la descarga a través de algún objeto externo o persona. Así, para cadenas de aisladores muy largas, el riesgo de descarga debe ser mayor sobre la distancia interna asom que a objetos externos o personas. Por este motivo, las distancias externas mínimas de seguridad (Dadd + Del) deben ser siempre superiores a 1,1 veces asom,
Los valores de Del Y Dpp, en función de la tensión más elevada de la línea Us, serán los indicados en la tabla 15.
Tabla 15. Distancias de aislamiento eléctrico para evitar descargas
Tensión más elevada de la red Us(kV) Del
(m)
3,6 0,08
7,2 0,09
12 0,12
17,5 0,16
24 0,22
30 0,27
36 0,35
52 0,60
72.5 0,70
123 1,00
145 1.20
170 1,30
245 1.10
420 2,80
Los valores dados en la tabla están basados en un análisis de los valores usados comúnmente en Europa, los cuales han sido probados que son lo suficientemente seguros para el público en general.
5.3 Prescripciones especiales
En ciertas situaciones, como cruzamientos y paralelismos con otras líneas o con vías de comunicación o sobre zonas urbanas, y con objeto de reducir la probabilidad de accidente aumentando la seguridad de la línea, además de las consideraciones generales anteriores, deberán cumplirse las prescripciones especiales que se detallan en el presente apartado.
No será necesario adoptar disposiciones especiales en los cruces y paralelismos con cursos de agua no navegables, caminos de herradura, sendas, veredas, cañadas y cercados no edificados, salvo que estos últimos puedan exigir un aumento en la altura de los conductores.
En aquellos tramos de línea en que, debido a sus características especiales y de acuerdo con lo que más adelante se indica, haya que reforzar sus condiciones de seguridad, no será necesario el empleo de apoyos distintos de los que corresponda establecer por su situación en la línea (alineación, ángulo, anclaje, etc.), ni la limitación de longitud en los vanos, que podrá ser la adecuada con arreglo al perfil del terreno ya la altura de los apoyos. Por el contrario, en dichos tramos serán de aplicación las siguientes prescripciones especiales:
a. Ningún conductor o cable de tierra tendrá una carga de rotura inferior a1.200 daN en líneas de tensión nominal superior a 30 kV, ni inferior a1000 daN en líneas de tensión nominal igual o inferior a 30 kV. En estas últimas, y en el caso de no alcanzarse dicha carga, se pueden añadir al conductor un cable fiador de naturaleza apropiada, con una carga de rotura no inferior a los anteriores valores. Los conductores y cables de tierra no presentarán ningún empalme en el vano de cruce, admitiéndose durante la explotación y por causa de la reparación de averías, la existencia de un empalme por vano.
b. Se prohíbe la utilización de apoyos de madera.c. Los coeficientes de seguridad de cimentaciones, apoyos y crucetas, en el
caso de hipótesis normales, deberán ser un 25% superiores a los establecidos para la línea en los apartados 3.5 y 3.6. Esta prescripciónno se aplica a las líneas de categoría especial, ya que la resistencia mecánica de los apoyos se determina considerando una velocidad mínima de viento de 140 km/h y una hipótesis con cargas combinadasde hielo y viento.
d. La fijación de los conductores al apoyo deberá ser realizada de la forma siguiente:
d.1 En el caso de líneas sobre aislador rígido se colocarán dos aisladores por conductor, dispuestos en forma transversal al eje del mismo, de
modo que sobre uno de ellos apoye el conductor y sobre el otro un puente que se extienda en ambas direcciones, y de una longitud suficientes para que en caso de formarse el arco a tierra sea dentro de la zona del mismo. El puente se fijará en ambos extremos al conductor mediante retenciones o piezas de conexión que aseguren una unióneficaz y, asimismo, las retenciones del conductor y del puente a sus respectivos aisladores serán de diseño apropiado para garantizar una carga de deslizamiento elevada.
d.2 En el caso de líneas con aisladores de cadena, la fijación podrá ser efectuada de una de las formas siguientes:
a. Con dos cadenas horizontales de amarre por conductor, una a cada lado del apoyo
b. Con una cadena sencilla de suspensión, en la que los coeficientes de seguridad mecánica de herrajes y aisladores sean un 25%superiores a los establecidos en los apartados 3.3 y 3.4, o con una cadena de suspensión doble. En estos casos deberá adoptarsealguna de las siguientes disposiciones:
b.1 Refuerzo del conductor con varillas de protección (armorrod).
b.2 Descargadores o anillos de guarda que eviten la formacióndirecta de arcos de contorneamiento sobre el conductor.
b.3 Varilla o cables fiadores de acero a ambos lados de la cadena, situados por encima del conductor y de longitud suficiente paraque quede protegido en la zona de formación del arco. La unión de los fiadores al conductor se hará por medio de grapasantideslizantes.
Para el pintado de color verde en los apoyos de las líneas aéreas de transporte de energía eléctrica de alta tensión, o cualquier otro pintado que sirva de mimetización con el paisaje, el titular de la instalación deberá contar con la aceptación de los Organismos competentes en materia de misiones de aeronaves en vuelos a baja cota con fines humanitarios y de protección de la naturaleza.
5.4 Distancias en el apoyo
Las distancias mínimas de seguridad en el apoyo son distancias internas utilizadas únicamente para diseñar una línea con una aceptable capacidad de resistir las sobretensiones. No son de aplicación las prescripciones especiales definidas en el apartado 5.3.
5.4.1 Distancias entre conductores
Ángulo de oscilaciónValores de
KLíneas de tensión
nominal superior a 30 kV
Líneas de tensión nominal igual o inferior a 30 kV
Superior a 65º 0,7 0,65
Comprendido entre40° y 65°
0,65 0,6
Inferior a 40º 0,6 0,55
La distancia entre los conductores de fase del mismo circuito o circuitos distintos debe ser tal que no haya riesgo alguno de cortocircuito entre fases, teniendo presente los efectos de las oscilaciones de los conductores debidas al viento y al desprendimiento de la nieve acumulada sobre ellos.
Con este objeto, la separación mínima entre conductores de fase se determinará por la fórmula siguiente:
en la cual:
D = Separación entre conductores de fase del mismo circuito o circuitos distintos en metros.
K= Coeficiente que depende de la oscilación de los conductores con el viento, que se tomará de la tabla 16.
K'= Coeficiente que depende de la tensión nominal de la línea K'=0,85 para líneas de categoría especial y K'=0,75 para el resto de líneas.
F = Flecha máxima en metros, para las hipótesis según el apartado 3.2.3
L = Longitud en metros de la cadena de suspensión. En el caso de conductores fijados al apoyo por cadenas de amarre o aisladores rígidos L=0.
Dpp = Distancia mínima aérea especificada, para prevenir una descarga disruptiva entre conductores de fase durante sobretensiones de frente lento o rápido. Los valores de Dpp se indican en el apartado 5.2, en función de la tensión más elevada de la línea.
Los valores de las tangentes del ángulo de oscilación de los conductores vienen dados, para cada caso de carga, por el cociente de la sobrecarga de viento dividida por el peso propio más la sobrecarga de hielo si procede según zona, por metro lineal de conductor, estando la primera determinada para una velocidad de viento de 120 km/h. En función de estos y de la tensión nominal de la línea se establecen unos coeficientes K que se dan en la tabla 16.
Tabla 16. Coeficiente K en función del ángulo de oscilación
Esta distancia mínima no se aplicará al caso de distancia entre los conductores del haz.
En el caso de conductores dispuestos en vertical, triángulo o hexágono, y siempre que se adopten separaciones menores de las deducidas de la fórmula anterior, deberán justificarse debidamente los valores utilizados. En el caso de conductores dispuestos en vertical, triángulo o hexágono, se podrán adoptar separaciones menores de las deducidas de la fórmula anterior, siempre que se justifiquen debidamente los valores utilizados y se adopten medidas preventivas para prevenir los fenómenos de galope. Cuando se cumplan las condiciones anteriores se podrá adoptar un coeficiente K=0 y un coeficiente K'=1. Entre las medidas preventivas para evitar los fenómenos de galope de conductores se encuentran la utilización de separadores entre fases, o la instalación de accesorios especiales en la línea (por ejemplo pesos excéntricos, amortiguadores para el viento, dispositivos para el control torsional, péndulos para desintonización, controladores aerodinámicos etc.).
En zonas en las que puedan preverse formaciones de hielo particularmente importantes sobre los conductores, se analizará con especial cuidado el riesgo de aproximaciones inadmisibles entre los mismos. La fórmula anterior corresponde a conductores iguales y con la misma flecha. En el caso de conductores diferentes
o con distinta flecha, la separación entre los conductores se determinará con la misma fórmula y el coeficiente K mayor y la flecha F mayor de los dos conductores. En el caso de adoptarse separaciones menores, deberán justificarse debidamente los valores utilizados.
La separación entre conductores y cables de tierra se determinará de forma análoga a las separaciones entre conductores, de acuerdo con todos los párrafos anteriores. Si el punto de anclaje del cable de tierra a la torre está más alto que el del conductor, la flecha del cable de tierra debe ser igualo inferior a la del conductor.
5.4.2 Distancias entre conductores y a partes puestas a tierra
La separación mínima entre los conductores y sus accesorios en tensión y los apoyos no será inferior a Del, con un mínimo de 0,2 m
Los valores de Del se indican en el apartado 5.2, en función de la tensión más elevada de la línea.
En el caso de las cadenas de suspensión, se considerarán los conductores y la cadena de aisladores desviados bajo la acción de la mitad de la presión de viento correspondiente a un viento de velocidad 120 km/h. A estos efectos se considerará la tensión mecánica del conductor sometido a la acción de la mitad de la presión de viento correspondiente a un viento de velocidad 120 km/h y a
la temperatura de -5 ºC para zona A, de -10 ºC para zona B y de -15 ºC para zona C.
Los contrapesos no se utilizarán en toda una línea de forma repetida, aunque podrán emplearse excepcionalmente para reducir la desviación de una cadena de suspensión, en cuyo caso el proyectista justificará los valores de las desviaciones y distancias al apoyo.
5.5 Distancias al terreno, caminos, sendas ya cursos de agua no navegables
No son de aplicación las prescripciones especiales definidas en el apartado 5.3.
La altura de los apoyos será la necesaria para que los conductores, con sumáxima flecha vertical según las hipótesis de temperatura y de hielo según el apartado 3.2.3, queden situados por encima de cualquier punto del terreno, senda, vereda o superficies de agua no navegables, a una altura mínima de:
Dadd + Del = 5,3 + Del en metros,
con un mínimo de 6 metros. No obstante, en lugares de difícil acceso las anteriores distancias podrán ser reducidas en un metro.
Los valores de Del se indican en el apartado 5.2, en función de la tensión más elevada de la línea.
Cuando las líneas atraviesen explotaciones ganaderas cercadas o explotaciones agrícolas la altura mínima será de 7 metros, con objeto de evitar accidentespor proyección de agua o por circulación de maquinaria agrícola, camiones y otros vehículos.
En la hipótesis del cálculo de flechas máximas bajo la acción del viento sobre los conductores, la distancia mínima anterior se podrá reducir en un metro, considerándose en este caso el conductor con la desviación producida por el viento.
Entre la posición de los conductores con su flecha máxima vertical, y la posición de los conductores con su flecha y desviación correspondientes a la hipótesis de viento a) del apartado 3.2.3, las distancias de seguridad al terreno vendrán determinadas por la curva envolvente de los círculos de distancia trazados en cada posición intermedia de los conductores, con un radio interpolado entre la distancia correspondiente a la posición vertical y a la correspondiente a la posición de máxima desviación lineal del ángulo de desviación.