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

La necesidad de integrar 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 Estados Unidos necesitará resolver una multitud de desafíos en las próximas décadas. Es un período que experimentará la integración de la generación renovable a gran escala a la red, mientras los operadores enfrentan 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 energéticos renovables, en gran parte debido a la preocupación global por el cambio climático. La red de transmisión de energía se enfrenta a 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 interconectar 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 propietarios de tierras con preocupaciones sobre los derechos de paso y oposición debido a lo desconocido 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. Algunos desafíos se están enfrentando con la introducción de equipos innovadores para mejorar la red eléctrica. Una innovación es el uso de un aislador compuesto, como estructura y aislante, en lo que se conoce como brazo transversal aislado 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 en constante cambio.

1. Un brazo cruzado aislado compuesto (CICA) se compone de aisladores de cable, aisladores de poste, conexión de acoplamiento metálico, dispositivos de blindaje de ecualización de voltaje y cadenas de accesorios de suspensión para conductores. CICA reemplaza la combinación de “tradicional cruceta de hierro + cuerda aislada colgante” en las 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 aéreas tanto nuevos como existentes. El tradicional brazo transversal de acero y las cadenas de aisladores aumentan tanto el voladizo vertical (aislante de suspensión) como el giro horizontal (brazo transversal). El CICA 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 Doble V con una configuración de brazo transversal de acero tradicional. Cortesía: SHEMAR Power

El conjunto Double-V reemplaza el V 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 V única todavía tiene limitaciones en cuanto a rigidez a la flexión y compresión. Se ha descubierto que Double-V proporciona un rendimiento similar, con una relación resistencia-peso superior, capacidad elástica para soportar cargas de impacto (como durante una condición de conductor roto) y resistencia contra descargas eléctricas 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 transversales aislados.

El CICA Doble V es una combinación de aisladores de poste de línea compuestos 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 metálica del extremo de alto voltaje (HV), componentes de conexión de conductores, hardware de conexión del lado de la torre y dispositivos de nivelación de campo eléctrico, todo ello eliminando la longitud del saliente y la oscilación horizontal comunes con la suspensión convencional. cadenas de aisladores. El CICA 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 Doble V son similares a los del resto de la familia CICA y cubren la mayoría de las líneas de transmisión (<765 kV) en uso en los EE. UU.

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

Para aumentar el voltaje/corriente, considere:

Con respecto a la distancia al suelo, considere:

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

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

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