mto lineas alta tension
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Mantenimiento de líneas de alta tensión 2
Índice
1. Introducción ......................................................................... 3
2. Objetivos ............................................................................... 3
3. Marco normativo ................................................................ 4
4. Mantenimiento preventivo ................................................ 5
Apoyos ............................................................................. 5
Cimentaciones y anclajes ............................................ 6
Conductores ACSR ........................................................ 7
Cable de tierra o guarda ............................................. 9
Aisladores ........................................................................ 9
Herrajes .......................................................................... 11
Líneas subterráneas ..................................................... 11
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1. Introducción
Las líneas de alta tensión son unas de las instalaciones más importantes a nivel
industrial y doméstico. Son las encargadas de transportar y distribuir la energía
eléctrica desde las centrales de generación hasta los centros de transformación de
alta a media tensión.
Es por eso que se le da tanta importancia al mantenimiento de las líneas de
alta tensión: se debe evitar en la mayoría de lo posible cualquier corte de
abastecimiento o mal funcionamiento de las líneas.
Así pues, este documento tratará en primer lugar de describir la normativa que
rige, tanto la norma de red eléctrica a nivel nacional como la norma de
mantenimiento de las líneas de alta tensión.
A continuación se mostrarán ejemplos de posibles fallos así como las técnicas
y/o herramientas para corregirlos.
2. Objetivos
Este trabajo tiene como finalidad principal ofrecer una perspectiva del
mantenimiento llevado a cabo en líneas de alta tensión.
Los principales tipos de mantenimiento que se llevan a cabo son los siguientes:
Mantenimiento correctivo: reparación y sustitución de elementos deteriorados
por otros nuevos cuando aparece un fallo
Mantenimiento preventivo: actividades programadas de antemano, tales
como inspecciones regulares, pruebas, reparaciones, etc., encaminadas a
reducir la frecuencia y el impacto de los fallos en un proceso industrial. Se
realizan típicamente en intervalos de tiempo u horas de funcionamiento fijos.
Mantenimiento predictivo: actividades de seguimiento y diagnóstico continuo
de un proceso industrial que permiten detectar lo más temprano posible
degradaciones o síntomas de posibles modos de fallo y por tanto permiten
predecir anomalías y anticiparse a ellas en la medida de lo posible.
Además, otro de los objetivos es el de describir los fallos más comunes de las
instalaciones de las líneas de alta tensión, así como las tareas para reparar los fallos
ocurridos.
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3. Marco normativo
La continua mejora e innovación de las tecnologías industriales genera la
necesidad de tener un reglamento que regule el diseño y mantenimiento de estas
tecnologías. Las líneas alta tensión no son una excepción, así lo demuestra el siguiente
listado relacionado con el mantenimiento de las líneas de alta tensión:
Ley 24/2013, de 26 de diciembre, del Sector Eléctrico que sustituye a LSE
54/1997 que establece la regulación del sector eléctrico.
Real Decreto 1048/2013, de 27 de diciembre, por el que se establece la
metodología para el cálculo de la retribución de la actividad de distribución
de energía eléctrica.
Real Decreto 1955/2000, de 1 de diciembre, por el que se regulan las
actividades de transporte, distribución, comercialización, suministro y
procedimientos de autorización de instalaciones de energía eléctrica que
establece el régimen jurídico aplicable, relaciones entre sujetos, autorizaciones,
etc.
Real Decreto 223/2008, de 15 de febrero, por el que se aprueban el
Reglamento sobre condiciones técnicas y garantías de seguridad en líneas
eléctricas de alta tensión (RLAT) y sus instrucciones técnicas complementarias
(ITC-LAT 01 a 09) que establece condiciones técnicas y garantías de seguridad
para las líneas eléctricas de alta tensión.
Real Decreto 614/2001, de 8 de junio, sobre disposiciones mínimas para la
protección de la salud y seguridad de los trabajadores frente al riesgo eléctrico.
Real Decreto 1627/1997, de 24 de octubre, por el que se establecen
disposiciones mínimas de seguridad y salud en obras de construcción.
Ley 21/2013, de 9 de diciembre, de evaluación ambiental.
Decreto 150/2010, de 24 de septiembre, del Consell, por el que se modifica el
Reglamento de la Ley 3/1993, de 9 de diciembre, de la Generalitat, Forestal de
la Comunitat Valenciana, y se aprueba la Instrucción Técnica ITMVLAT para el
tratamiento de la vegetación en la zona de protección de las líneas eléctricas
aéreas de alta tensión con conductores desnudos a su paso por terrenos
forestales.
Decreto 120/2006, de 11 de agosto, del Consell, por el que se aprueba el
Reglamento de Paisaje de la Comunitat Valenciana.
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4. Mantenimiento preventivo
El mantenimiento preventivo consiste en la realización de tareas programadas
de antemano, tales como inspecciones regulares, pruebas, reparaciones, etc.,
encaminadas a reducir la frecuencia y el impacto de los fallos en un proceso industrial.
Se realizan típicamente en intervalos de tiempo u horas de funcionamiento fijos. Así
pues, a continuación analizaremos los elementos más desfavorables de las
instalaciones de alta tensión, indicando los fallos más comunes, posibles causas y las
tareas que se llevan a cabo para corregir los fallos. En algunos casos puede
comentarse operaciones de mantenimiento correctivo, que no es más que la
reparación y/o sustitución de elementos deteriorados por nuevos cuando aparecen
fallos no previstos.
Apoyos
Riesgos para las estructuras procedentes del ámbito externo, que pueden
producir solicitaciones mecánicas u otros esfuerzos.
Entre los aspectos que influyen en el deterioro de los apoyos están:
Ambientales: salinidad, humedad, contaminación (SO2, cloruros), incendios…
Condiciones meteorológicas extremas: imprevisibles. Normalmente correctivo.
Algunas causas: nieve, viento, etc.
Debidos a la actividad humana (obras en proximidad)
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Uno de los problemas ambientales más graves es la corrosión. Para que ésta se
produzca es condición necesaria (pero no suficiente) que exista una película de agua
sobre la superficie del metal. Puede llegar a producir una disminución en el espesor. Así
pues, los espesores de las barras con responsabilidad mecánica oscilan entre 5 y 13
mm. Se estima que hay ‘Riesgo estructural’ cuando la disminución del espesor es
superior o igual a 1 mm.
A lo largo de los años se han ideado multitud de métodos para combatirla:
plaqueados en recubrimientos, ánodos de sacrificio, etc. Actualmente la protección
por pintura es el más utilizado, aunque no es una solución definitiva.
Cimentaciones y anclajes
Las cimentaciones constituyen la base sobre la cual se sustenta el apoyo. Su
estado de conservación es fundamental para garantizar la fiabilidad y la calidad de
servicio del conjunto de las líneas eléctricas.
Las principales actividades de mantenimiento se realizan en las peanas (es la
parte externa de la cimentación)
Limpieza de bases
Saneamiento de anclajes
Proteger cimentaciones
descarnadas
Recrecido de peanas
Además, es conveniente llevar a cabo la limpieza de bases de forma que
queden libres de maleza debido a que:
Dificulta el acceso para mantenimiento
Facilita la generación de incendios, que pueden provocar disparos en la línea
Cuando llueve, toda la base del apoyo queda encharcada y puede corroerse
Otra causa de fallos son las cimentaciones descarnadas como consecuencia
de que se produce una merma del terreno que las rodeaba, y alguna parte de la
cimentación ha quedado visible. Este terreno forma parte de la propia cimentación,
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ya que ha sido dimensionada en función del terreno, por lo que el descarnado
aumenta el riesgo al vuelco. Las causas pueden ser: erosión, lluvias torrenciales, obras
civiles en las proximidades de la torre, paso de caudales de agua, etc. Las soluciones:
Escolleras (piedras para contener el terreno)
Gunitados (proyección de cemento sin piedra, sobre la tierra, para conseguir
un muro continuo, de gran resistencia y poco espesor)
Muros de contención
Conductores ACSR
Salvo excepciones justificadas, fundamentalmente por motivos de
contaminación, es habitual el uso de conductores ACSR (Aluminum Conductors Steel
Reinforced). Existe una diferencia entre los alargamientos Al y Ac que implica que las
condiciones máximas de tensión las soportan los alambres más externos del aluminio,
lo que se ve agravado por:
Paso de corriente eléctrica alterna tiene efecto “pelicular”
Vibración eólica: efectos sobre la capa externa de los empotramientos
Contaminación atmosférica: generación de pares galvánicos
Descargas atmosféricas: impacto del rayo con fusión directa de alambres
La fatiga en los alambres por la vibración eólica fundamentalmente en los
nodos, se multiplica en la capa externa en los empotramientos del conductor
(presencia grapas de amarre/suspensión y separadores). Por tanto es
recomendable el empleo de varillas preformadas. En las cadenas
contrapesadas, es muy importante que el efecto del contrapeso no limite en
absoluto el libre movimiento de la grapa de suspensión.
Venas rotas que sumado al efecto pelicular conlleva una mayor temperatura
en las capas externas. Termografía. La resistencia mecánica es inversamente
proporcional a la temperatura (las propiedades mecánicas de la capa exterior
son inferiores a las internas).
La contaminación atmosférica afecta la estructura molecular del aluminio,
reduciendo su capacidad mecánica debido a la generación de pares
galvánicos y/o oxidaciones que provocan incluso una reducción en la sección
del alambre.
Una deficiente protección por los cables de tierra, puede permitir el impacto
directo del rayo sobre los conductores en zonas de alto nivel isoceráunico. El
punto de impacto se ve sometido a muy altas temperaturas que provocan la
fusión directa de alambres, sobre todo los de la capa externa.
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Por otro lado, las agresiones externas y medioambientales más comunes son:
Oxidación
Manguito de hielo: eliminación con robot
Contactos
Disparos de cazadores
Plásticos y objetos
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Cable de tierra o guarda
Su función es proteger frente a descargas atmosféricas evacuando a tierra las
tensiones originadas. Es frecuente que den soporte a las comunicaciones,
balizamientos y sistemas salva pájaros.
Se considera cable eléctrico, suele ser de acero (si no llevan F.O.) u OPGW
(Optical Ground Wire).
Más frágiles que conductores (menor sección)
Al no estar sometidos a corriente:
No es posible el mantenimiento preventivo en base a termografía.
No se calientan y es posible la formación de manguito de hielo, cuando este
no existe en los conductores pudiendo reducirse las distancias relativas.
Aisladores
Cumplen doble función:
sujetar mecánicamente los conductores de una línea eléctrica.
aislar eléctricamente los conductores de los apoyos, de tierra y de los otros
conductores, soportando la tensión en condiciones normales y anormales, y las
sobretensiones máximas previstas en estudios de coordinación del aislamiento.
Pueden ser de porcelana, vidrio o de composite (poliméricos).
La tensión es soportada tanto por el material aislante, como por su superficie y
el aire que lo rodea. Debido a esto, el fallo eléctrico del aire se llama contorneo, y el
aislador debe haber sido proyectado para que este fallo sea mucho más probable
que la perforación del aislante sólido.Además, los aisladores suelen ser la causa de la
mayor parte de faltas transitorias.
Las cadenas de composite no son habitualmente sometidas a tareas de
mantenimiento, salvo por sustitución por fallo o renovación.
Las cadenas de vidrio o porcelana deben ser limpiadas y en zonas de
contaminación ambiental (natural o industrial) o con baja intensidad de lluvias. Puede
realizarse a mano, o con chorro de agua a presión si el apoyo es accesible con
camión. Si se realiza en tensión con o sin helicóptero el agua debe tener una
conductividad inferior a 400 microsiemes/cm para poder originar gotas dispersas.
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Vida útil
En aisladores de vidrio la oxidación de las caperuzas metálicas aparece con el
tiempo. No obstante su aparición en un grado que ocasione su sustitución, debería
coincidir con el final de su vida útil.
En los aisladores compuestos la degradación del revestimiento que recubre el
núcleo es un proceso continuo desde su instalación. Según las condiciones
ambientales su sustitución deberá llevarse al cabo de 15 o 25 años.
Se ha producido una evolución en el proceso de fabricación de los aisladores
compuestos y se analizan en laboratorio los retirados para determinar plazos de
sustitución.
Daños en aisladores de vidrio o porcelana
Aisladores fogueados o
deteriorados
Aisladores rotos
Aisladores contaminados
Estado de caperuzas y
terminaciones en bola -
oxidación-
Estado de los pasadores o grupillas
(ausencia de pasadores, si están
rotos, oxidados o si no están en la
posición correcta)
Habitualmente deben ser
sustituidos con carácter inmediato
Daños en aisladores de composite
Los defectos, daños o degradación no son fácilmente identificables. Aplicando
termografía infrarroja (nocturna) se pueden detectar degradaciones y descargas
parciales. Además, también se producen otro tipo de fallos como:
Arborescencia: proceso destructivo progresivo e irreversible debido a las
descargas parciales, avanza dentro o en la superficie del dieléctrico cuando se
lo somete a u prolongado estrés eléctrico AT.
Puntualmente ataque de animales (aves).
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Herrajes
Cualquier elemento que compone el conjunto que enlaza el conductor y el
apoyo de la línea eléctrica. Deben tener un diseño muy preciso:
No deben presentar aristas, pequeños radios de curvatura, picos de
galvanizado, rugosidades, etc., todos ellos son fuente de aparición de corona
visible (efluvio) y radio-interferencia.
La superficie de contacto entre dos elementos enlazados debe ser la mayor
posible para minimizar, por un parte la presión mecánica (que podría deformar
el/los elementos) y por otra la transmisión de corriente (A/mm2) en el caso de
cortocircuito eléctrico.
Limitar la cantidad de material férrico para disminuir pérdidas por histéresis.
Líneas subterráneas
La tarea fundamental es mantener la integridad de la servidumbre de líneas
frente a agresiones de terceros, siguiendo los siguientes pasos:
El mantenimiento empieza con el correcto diseño y ejecución de las
instalaciones: discurrir por terrenos consolidados, quedar recogidas en planes
urbanísticos, cruzamientos con otros servicios.
A continuación, se evalúa el recorrido periódico de las trazas de los cables
para identificar posibles agresiones, obras de terceros no comunicadas. La
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periodicidad la indicará la criticidad de la instalación (diaria, semanal,
mensual…).
Se realiza una revisión de las cámaras de empalme.
Después de faltas importantes detectadas se realizan pruebas: de cubierta, a
descargadores y cajas de P.A.T. (puesta a tierra)