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Mar 15, 2023

Aplicación y diseño de aisladores compuestos para una red de transmisión en crecimiento y evolución

La necesidad de integrar los recursos energéticos renovables y prepararse para una mayor

La necesidad de integrar los recursos de energía renovable y prepararse para una mayor demanda de energía a medida que la electrificación se afianza en el transporte y otros sectores, crea desafíos para una red envejecida. Algunos problemas se están resolviendo con la introducción de equipos innovadores para mejorar la red de distribución.

La red de transmisión de energía de EE. UU. deberá resolver una multitud de desafíos en las próximas décadas. Es un período que experimentará la integración de la generación renovable a gran escala en la red, mientras que los operadores se enfrentan a proyecciones de crecimiento de carga año tras año, un auge en las estaciones de carga de vehículos eléctricos y perturbaciones ambientales comunes que amenazan la confiabilidad y la resiliencia. .

Estados Unidos y otros países han acelerado la instalación de nuevos recursos de energía renovable, en gran parte debido a la preocupación mundial por el cambio climático. La red de transmisión de energía enfrenta un gran desafío a medida que los productores de energía trabajan para reducir las emisiones de dióxido de carbono y al mismo tiempo satisfacer la demanda de interconexión de estas nuevas fuentes de generación.

Hay muchos obstáculos. Los operadores de redes enfrentan el desafío de mejorar la capacidad de las líneas de transmisión actuales y obtener la aprobación regulatoria regional para cualquier proyecto de red. Hay resistencia por parte de los terratenientes con preocupaciones sobre los derechos de paso y oposición debido a la incógnita sobre los efectos a largo plazo de los campos electromagnéticos cerca de las líneas de transmisión.

Estos obstáculos afectan el diseño y la construcción de líneas eléctricas aéreas y torres de transmisión, y los operadores de la red están buscando soluciones para abordar estos problemas. Se están superando algunos desafíos con la introducción de equipos innovadores para mejorar la red eléctrica. Una innovación es el uso de un aislador compuesto, tanto como estructura como aislador, en lo que se conoce como brazo cruzado con aislamiento compuesto de doble V (CICA). La tecnología ha surgido como un enfoque novedoso para abordar los desafíos técnicos, y también financieros, que presenta la red eléctrica actual en constante cambio.

1. Un brazo transversal aislado compuesto (CICA) se compone de aisladores de cable, aisladores de poste, conexión de acoplamiento de metal, dispositivos de blindaje de ecualización de voltaje y cadenas de accesorios colgantes para conductores. CICA reemplaza la combinación de "cruceta de hierro tradicional + cuerda aislada colgante" en líneas aéreas de transmisión y actúa como soporte aislante para cables de alta tensión. Tiene un rendimiento de aislamiento eléctrico y un rendimiento mecánico más excelentes que las soluciones tradicionales. Cortesía: SHEMAR Power

El CICA (Figura 1) se puede utilizar en proyectos de líneas de transmisión aérea nuevos y existentes. Las cadenas de aisladores y crucetas de acero tradicionales aumentan tanto el voladizo vertical (aislador de suspensión) como la oscilación horizontal (crucetas). El CICA de doble V permite la compactación donde su único conjunto modular integrado (Figura 2) reduce tanto la longitud vertical como el giro horizontal.

2. Esta imagen proporciona una comparación del CICA en V doble con una configuración de brazo transversal de acero tradicional. Cortesía: SHEMAR Power

El ensamblaje Double-V reemplaza el Vee simple horizontal bidimensional, una tecnología desarrollada para la compactación hace décadas para optimizar la geometría de la torre de transmisión. Sin embargo, con la compactación, la sola Vee todavía tiene limitaciones en cuanto a la rigidez a la flexión y la compresión. Se ha descubierto que Double-V proporciona un rendimiento similar, con una relación fuerza-peso superior, capacidad elástica para soportar cargas de choque (como durante una condición de conductor roto) y resiliencia contra descargas disruptivas inducidas por la contaminación mediante el uso de aisladores compuestos de caucho de silicona, lo que los convierte en la opción más adecuada para brazos cruzados aislados.

El Double-V CICA es una combinación de aisladores de poste de línea compuesto y aisladores de suspensión, como se muestra en la Figura 3. El aislador de poste de línea compuesto funciona como soporte para cargas de compresión y flexión, mientras que el aislador de suspensión funciona como soporte para cargas verticales/de tensión. .

3. Los elementos del CICA Doble-V se detallan en esta ilustración. Cortesía: SHEMAR Power

Además de estos elementos aislantes, el CICA también cuenta con el nodo de conexión metálico final de alto voltaje (HV), los componentes de ajuste del conductor, el hardware de conexión lateral de la torre y los dispositivos de clasificación de campo eléctrico, todo mientras elimina la longitud del voladizo y la oscilación horizontal comunes con la suspensión convencional. cadenas de aisladores. El CICA de doble V es un tipo de diseño de la familia CICA, un grupo que también incluye el poste de línea arriostrado fijo/pivotante, el tetraedro y el trípode.

El tipo de diseño de CICA se decide después de analizar las condiciones de operación/carga y las condiciones ambientales. Los elementos del CICA de doble V son similares a la familia CICA restante y cubren la mayoría de las líneas de transmisión (<765 kV) en uso en los EE. UU.

Ya sea que se esté considerando una construcción nueva o totalmente nueva, el aumento de voltaje/corriente y/o la solución de problemas de distancia al suelo, el CICA de doble V se debe considerar como una solución a estos desafíos técnicos. Al aplicar una solución CICA en un proyecto de nueva construcción/nueva construcción, los beneficios a considerar incluyen:

Para aumentar la tensión/corriente, considere:

Con respecto a la distancia al suelo, considere:

Considere la aplicación del brazo transversal aislado compuesto de doble V como un enfoque novedoso para los ingenieros de líneas de transmisión aéreas y los operadores de redes de EE. UU., para resolver los desafíos de ingeniería actuales y futuros asociados con el crecimiento de la carga año tras año en la red eléctrica, y temas relacionados con la interconexión de nuevas fuentes de generación como la eólica y la solar.

—Favad Janjua ([email protected]) es director de Ventas en SHEMAR Power USA.

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