La importancia de los tubos sueltos en las instalaciones eléctricas

Las instalaciones eléctricas han experimentado avances fenomenales en los últimos años, y en el centro de estos avances se encuentran los conductores agrupados, los héroes anónimos de los sistemas de red modernos. Como todo dispositivo, máquina industrial o instalación técnica funciona con electricidad, es muy importante comprender la importancia de los conductores agrupados en las instalaciones eléctricas. ¿Estás listo para sumergirte en un mundo donde la simplicidad se une al rendimiento? Únase a nosotros mientras revelamos cómo estos potentes componentes están revolucionando las instalaciones eléctricas, reduciendo los costos de mantenimiento, minimizando la pérdida de energía y mejorando el rendimiento del sistema. ¡Párate en el umbral del descubrimiento y prepárate para electrizarte!

Los conductores de vigas ofrecen varias ventajas en los sistemas de transmisión eléctrica. Ayudan a aumentar la capacidad de carga de corriente, reducir la reactancia y el gradiente de voltaje, minimizar las pérdidas por corona y las interferencias de radio y mejorar la impedancia de sobretensión de carga. Además, los conductores agrupados pueden mejorar la capacidad de transmisión y el rendimiento general del sistema. Para obtener información más detallada sobre los conductores de haces, visite nuestro sitio web bundleconductor.com.

¿Qué es un controlador de haz?

Un haz de conductores es un conductor eléctrico que consta de dos o más conductores de diámetro estándar y generalmente de igual longitud, trenzados entre sí para formar un único conductor más grande. Se utiliza comúnmente en líneas eléctricas aéreas que transmiten y distribuyen corriente alterna de alto voltaje (HVAC). Cuando estas escaleras se ensamblan en forma de estrella, se les llama “postes de obstrucción”. El diseño de conductores agrupados se ha adoptado en todo el mundo porque ofrece muchas ventajas sobre los cables trenzados.

Para entender esto, veamos cinco cables individuales que transportan corriente eléctrica en una línea. Si debido a su proximidad se ven expuestos a influencias electromagnéticas, las interacciones resultantes pueden provocar cortes de energía o, en casos extremos, incluso la muerte. Sin embargo, cuando estos cinco hilos se entrelazan estrechamente y luego se envuelven con otro hilo, se crea un haz de conductores que reduce estos efectos indeseables.

Ventajas, desventajas y aplicaciones de los conductores agrupados

Los conductores de vigas se han utilizado ampliamente desde su introducción a principios de la década de 1930. Aunque hubo problemas iniciales con su adopción debido a preocupaciones de costos y dificultades para llevar a cabo proyectos de construcción con la nueva tecnología con cargas y requisitos más altos, los conductores de vigas de control de corona fueron populares en toda Europa. década de 1960. Hoy en día son omnipresentes en los sistemas de alto voltaje de todo el mundo.

Una ventaja importante de los conductores agrupados es su mayor capacidad en comparación con los cables unipolares, lo que se debe al mayor radio del centro geométrico (GMR) debido al agrupamiento. Esto da como resultado una reducción de la inductancia y la reactancia y reduce la pérdida de energía en largas distancias. Además, la agrupación ayuda a reducir las pérdidas por corona y los efectos del gradiente de voltaje porque el campo eléctrico se distribuye uniformemente alrededor de los conductores. Esto da como resultado menos interferencias de radiofrecuencia (RFI) y menos generación de ruido electrostático.

Sin embargo, uno de los mayores desafíos al usar estas escaleras es diseñar postes que puedan acomodarlas. La distancia entre subconductores en un haz de conductores es de ocho a diez veces el diámetro del conductor para optimizar los gradientes de voltaje. Además, aunque el agrupamiento requiere una inversión significativa en comparación con los cables trenzados, ofrece un mejor rendimiento de transmisión de energía.

Otro aspecto es que generalmente se utilizan en líneas de baja tensión hasta 220 kV, mientras que niveles de tensión superiores requieren guías de ondas, cuya instalación y mantenimiento no son económicos. Como ocurre con cualquier aplicación compleja en un proceso industrial, existen características de agrupación especiales que requieren conocimiento y preparación antes de la implementación práctica.

A continuación, nos centraremos con más detalle en cómo los conductores agrupados reducen la corona y RFI/EMC (compatibilidad electromagnética).

Corona y RFI reducidos

Uno de los mayores desafíos en las líneas de transmisión es reducir la corona y la interferencia de radiofrecuencia (RFI). Cuando la corriente fluye a través de un conductor, a menudo se producen gases corrosivos que provocan descargas de corona. Los rayos y otros factores atmosféricos también pueden provocar descargas de corona. Estas actividades corrosivas provocan una pérdida de energía a través de ruidos audibles, interferencias electromagnéticas y formación de ozono, que pueden dañar los organismos vivos. Sin embargo, cuando los conductores se agrupan entre sí, se reduce la probabilidad de formación de corona, reduciendo así los efectos nocivos de la actividad sobre los equipos y las personas alrededor de la instalación.

Imagine un escenario en el que una instalación consta de varios postes alineados en la calle cerca de las viviendas. Debido a los fuertes campos electromagnéticos y las emisiones de ozono de los conductores cercanos, las subidas de tensión rutinarias plantearían riesgos importantes para los residentes. Los conductores agrupados están sujetos a menos estrés, lo que les permite operar de manera eficiente y el riesgo de daños por corrosión o interferencias de radiofrecuencia es mínimo.

Las especificaciones técnicas de un proceso de instalación de conductores agrupados están destinadas principalmente a minimizar las descargas de corona y las interferencias de radio, maximizar el flujo de energía y reducir los requisitos de mantenimiento.

• Un estudio de 2022 demostró que los conductores agrupados reducen la reactancia, el gradiente de voltaje, la pérdida de corona, la interferencia de radio y la impedancia característica en aproximadamente un 20 % en comparación con los conductores de un solo cable.
• La investigación científica confirma que cuando los conductores se agrupan, el radio medio geométrico (GMR) del conductor aumenta y la inductancia se reduce entre un 18 y un 22 %.
• Según rigurosos estudios electrotécnicos, la distancia ideal entre subconductores en un haz de conductores es de ocho a diez veces el diámetro del conductor, lo que permite una reducción del gradiente de tensión de hasta un 10%.
• Uno de los mayores desafíos en las líneas de transmisión es reducir las interferencias de corona y radiofrecuencia. Esto se puede lograr agrupando conductores, reduciendo la probabilidad de formación de corona y minimizando los efectos nocivos en equipos y personas. Las instalaciones de conductores agrupados tienen especificaciones técnicas diseñadas para minimizar las descargas de corona y las interferencias de radio, al tiempo que maximizan el flujo de energía y simplifican el mantenimiento. Este enfoque contribuye a una transmisión de energía segura y eficiente, especialmente en escenarios con múltiples postes de energía cerca de áreas residenciales.

Instalación compleja

La agrupación de conductores requiere una planificación cuidadosa porque los cables individuales deben distribuirse uniformemente para optimizar el rendimiento del sistema. Si este proceso de instalación se realiza incorrectamente, podría provocar errores de datos, interrupciones del servicio o incluso riesgos de seguridad. Debido a las complejidades multifacéticas que implica trabajar en instalaciones eléctricas en este rol, es esencial tener conocimientos técnicos profundos o acceso a personas que tengan estos conocimientos.

Los conductores deben tener suficiente espacio para una adecuada circulación del aire, de lo contrario podrían sobrecalentarse. La disposición de varios cables en fila dificulta la regulación de la temperatura porque la circulación de aire entre cada cable es limitada. Cuando las temperaturas aumentan demasiado, provocan efectos mecánicos en las piezas metálicas cercanas al aislamiento del cable, lo que provoca fallos en el equipo.

El uso de un espaciador predeterminado puede garantizar que los subconductores estén espaciados adecuadamente. Esto minimiza la formación de corona y evita el contacto entre los cables que podría interrumpir el flujo. Los cables de separación se han vuelto más populares a lo largo de los años porque pueden usarse en varias configuraciones y ayudan a mitigar los problemas de conductividad que puedan surgir.

Tabla de relaciones de espaciado de subconductores recomendadas según los tamaños de diámetro

El objetivo principal es garantizar una transmisión segura y eficiente y lograr un rendimiento más confiable en aplicaciones de alto voltaje maximizando el flujo de energía. Cualquiera que instale conductores de haces debe buscar asesoramiento profesional para evitar errores o accidentes costosos.

Datos técnicos para la instalación de conductores de haz.

Al instalar haces de conductores se deben observar varias especificaciones técnicas. Esto incluye el tamaño del cable, el tipo de aislamiento y las pautas de torsión. Antes de la instalación, se deben considerar todas las especificaciones para garantizar un rendimiento óptimo.

Pautas de cableado, aislamiento y torsión

Los cables utilizados en la instalación de conductores agrupados deben tener un diámetro específico que cumpla con los requisitos de la capacidad de carga prevista. El tipo de aislamiento también es una consideración importante ya que protege los cables del calor, el frío, la humedad y los daños físicos durante la instalación o el uso.

Según las directrices de tendido, los conductores deben torcerse uniformemente para reducir las pérdidas debidas al efecto piel. Los conductores sólidos se usan comúnmente en sistemas de transmisión de hasta 220 KV, pero las guías de ondas también se pueden usar para voltajes superiores a 220 KV. Sin embargo, su construcción y mantenimiento no son económicos.

Los conductores agrupados constan de dos o más conductores trenzados que se agrupan entre sí para aumentar la capacidad de transporte de corriente en los sistemas de transmisión eléctrica. El radio del centro geométrico (GMR) del conductor aumenta con un conductor agrupado, lo que reduce la inductancia. El espacio ideal entre subconductores en un haz de conductores es de ocho a diez veces el diámetro del conductor para minimizar el gradiente de voltaje.

Criterios de estructura y espaciado.

Al planificar sistemas eléctricos, el tipo y la estructura de los conductores utilizados pueden tener un impacto significativo en el rendimiento general. Aunque los conductores monofilares estándar son adecuados para la mayoría de las aplicaciones, los conductores agrupados se están volviendo cada vez más populares debido a su mayor capacidad de transporte de corriente. La configuración de estos conductores suele consistir en dos o más conductores trenzados agrupados entre sí. El uso de este método permite una menor inductancia entre los subconductores del haz, lo que reduce la reactancia y el gradiente de voltaje, lo que resulta en una menor pérdida de potencia y una mejor estabilidad de la línea.

Es como jugar al baloncesto. Un jugador que intente sumar un punto tendrá un éxito limitado sin apoyo. Varios jugadores pueden trabajar juntos y obtener resultados mucho mejores pasándose el balón entre sí para obtener un resultado ideal.

Los criterios de espaciado para conductores agrupados son cruciales para minimizar la interferencia electrostática entre líneas adyacentes. La distancia ideal depende del número y tamaño de los conductores parciales que se pegan entre sí para formar un haz. Sin embargo, la regla general es de ocho a diez veces el diámetro del conductor.

Ahora echemos un vistazo más de cerca a los diferentes tipos de controladores de haz que debe conocer.

Explorando diferentes tipos de conductores de vigas

Hay diferentes tipos de controladores agrupados y cada uno ofrece sus propias ventajas. Un tipo comúnmente utilizado es ACSR o Conductor de aluminio reforzado con acero. Este conductor consta de un núcleo central de acero rodeado por alambres de aluminio de forma redonda o trapezoidal. El uso de acero proporciona resistencia adicional mientras que el aluminio aumenta la conductividad.

Otro tipo es el TACSR o conductor de aluminio reforzado con acero térmicamente resistente, que puede soportar temperaturas ambiente más altas sin pérdida de calidad.

Los conductores agrupados también se utilizan ampliamente en sistemas de transmisión de corriente continua de alto voltaje (HVDC), generalmente utilizados para la transmisión de energía a larga distancia. Estos conductores tienen un gradiente de alto voltaje y una inductancia reducida debido al aumento de GMR, lo que los hace ideales para mejorar el rendimiento de los sistemas HVDC.

Por ejemplo, utilizar un conductor totalmente de aluminio (AAC) en una aplicación HVDC puede no ser práctico porque tiene una baja resistencia a la tracción y cede demasiado durante la expansión térmica. Los controladores de haz satisficieron esta necesidad y mejoraron la capacidad de transmisión de CC.

Diferentes tipos de conductores de paquetes:

Los conductores agrupados pueden ofrecer grandes ventajas en instalaciones eléctricas, especialmente en sistemas de alta tensión. Sin embargo, es importante seleccionar el tipo de conductor apropiado según los requisitos específicos.

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