Estructuras de alambre desnudo para líneas eléctricas aéreas

Los conductores de líneas aéreas, así como los cables reforzados en la parte superior de los soportes de las líneas eléctricas para proteger a los conductores de las ondas atmosféricas y del impacto directo de los rayos, trabajan en condiciones difíciles, ya que se encuentran a la intemperie y expuestos a diversos fenómenos atmosféricos (viento, lluvia, hielo , cambios de temperatura) e impurezas químicas en el aire exterior.

Por lo tanto, junto con una buena conductividad eléctrica, los cables deben tener suficiente resistencia mecánica y soportar bien los efectos de los fenómenos atmosféricos y las impurezas químicas. Además, su funcionamiento debe estar asociado a los costes más bajos garantizando el suministro eléctrico ininterrumpido.

Las diferentes condiciones de operación de las líneas eléctricas aéreas determinan la necesidad de diferentes diseños de conductores.

Las principales construcciones son:

1) conductores de un solo hilo hechos de un metal,

2) conductor de metal único multihilo,

3) conductores trenzados de dos metales,

4) alambres huecos,

5) conductores bimetálicos.

Debido a la mayor resistencia mecánica y flexibilidad en comparación con los conductores de un solo núcleo de la misma sección transversal, los conductores trenzados han ganado un uso generalizado.

Los conductores huecos o huecos se utilizan para líneas eléctricas con una tensión de 220 kV y superior, ya que debido a sus grandes diámetros en comparación con los conductores multinúcleo, pueden reducir o incluso evitar las pérdidas por efecto corona.

Los cables sólidos, como sugiere su nombre, están hechos de un solo cable.

Los alambres metálicos simples consisten en varios alambres trenzados (Fig. 1). Los conductores tienen un conductor central alrededor del cual se forman sucesivas capas (filas) de conductores. Cada capa posterior tiene 6 cables más que la anterior. Con un cable en el centro, hay 6 cables en el primer giro, en el segundo - 12, en el tercero - 18. Por lo tanto, con un giro, el cable se tuerce desde 7, con dos giros - desde 19, y en tres giros - de 37 cables.

La torsión de los hilos adyacentes se realiza en diferentes direcciones, lo que proporciona una forma más redonda y le permite obtener un cable más resistente al desenrollado.

Los alambres trenzados de otros hilos se utilizan en casos especiales.

Arroz. 1. Conductores de varios hilos hechos de un metal: a-7 hilos, b-19 hilos.

La resistencia temporal de los cables trenzados es aproximadamente el 90% de la suma de las resistencias temporales de los cables individuales. La reducción de la resistencia temporal del conductor generalmente se debe a la distribución desigual de la fuerza que actúa a lo largo del conductor entre los conductores del conductor.

Ventajas de los alambres tensados

Los cables trenzados tienen una serie de ventajas significativas sobre los cables de un solo cable:

1.Los cables multinúcleo son más flexibles que los cables unipolares de la misma sección, lo que garantiza su mayor seguridad y facilidad de instalación.

Bajo la influencia del viento, los conductores de las líneas aéreas se balancean constantemente y, a veces, vibran, lo que provoca tensiones mecánicas adicionales y fatiga del metal.En este caso, los conductores de un solo cable se destruyen mucho más rápido que los de varios cables.

2. Solo se puede lograr una alta resistencia máxima del material para alambres con diámetros relativamente pequeños. Los conductores de un solo hilo con secciones transversales de 25, 35 mm2 y más reducirían la resistencia final.

En los conductores trenzados, no puede haber un debilitamiento tan grande de la resistencia del alambre causado por defectos de fabricación como en los conductores de un solo hilo.

Las ventajas declaradas de los cables de múltiples núcleos llevaron al hecho de que solo los cables con secciones transversales pequeñas se fabricaron con cables de un solo núcleo. En la construcción de redes aéreas, en la mayoría de los casos se utilizan cables multinúcleo. Los conductores de líneas aéreas de aluminio siempre se fabrican con conductores trenzados. Los conductores de un solo hilo de este metal no tienen la resistencia mecánica necesaria y no garantizan la fiabilidad del suministro de energía a los consumidores.

Conductores de acero-aluminio de líneas eléctricas aéreas

El deseo de aumentar la resistencia mecánica de los alambres de aluminio condujo a la producción de alambres de aluminio con núcleos de acero, los llamados acero-aluminio.

Los cables de acero y aluminio aparecieron en la práctica de la transmisión de energía debido al deseo de crear un cable con alta resistencia mecánica y suficiente conductividad eléctrica.Las ventajas de los conductores de acero y aluminio en comparación con los conductores de cobre conductores equivalentes son un peso significativamente menor y un diámetro exterior del cable significativamente mayor. Debido al aumento del diámetro, la tensión a la que aparece la corona del conductor, el resultado es una reducción de las pérdidas por corona.

El núcleo del alambre está formado por uno o más alambres de acero galvanizado trenzados con una resistencia temporal de unos 120 kg/mm2. Los conductores de aluminio que cubren el núcleo con una, dos o tres capas son la parte del conductor que transporta corriente.

En los cálculos eléctricos de los cables de acero y aluminio, la conductividad eléctrica de la parte de acero del cable no se tiene en cuenta, ya que es relativamente pequeña en comparación con la conductividad de la parte de aluminio del cable.

El acero y el aluminio experimentan tensión mecánica (tensión del alambre). En los conductores de acero y aluminio con una relación entre la sección transversal de aluminio y la sección transversal de acero de aproximadamente 5-6, los conductores de aluminio soportan el 50-60% de la tensión total sobre el conductor, siendo el resto el núcleo de acero.

Los alambres de acero y aluminio se utilizan principalmente en la construcción de redes regionales de 35 a 330 metros cuadrados.

La resistencia de los conductores de acero y aluminio a los reactivos químicos en el aire es la misma que la del aluminio y el acero por separado. Es imposible colocar conductores de acero y aluminio cerca del mar: los conductores de aluminio adyacentes al núcleo de acero se destruyen rápidamente bajo la acción de la corrosión electrolítica.

Si es necesario combinar la baja resistencia activa de un alambre con una resistencia mecánica muy alta, se utilizan alambres de acero-bronce y acero-aluminio.

Los conductores de acero y aluminio más comunes de la marca AC, con una proporción de secciones transversales de aluminio a acero de aproximadamente 5.5-6.

Los cables Aldry tienen una conductividad eléctrica ligeramente inferior a la del aluminio, pero una resistencia mecánica casi 2 veces superior. Aldry es una aleación de aluminio con pequeñas cantidades de magnesio y dióxido de silicio. El bajo peso específico del aliso y su alta resistencia mecánica permiten largas distancias.

alambres huecos

Las construcciones de alambre hueco se muestran en la Fig. 2. En el primero de ellos (Fig. 2, a), los cables redondos de cobre se superponen al núcleo en espiral. Dependiendo de la sección transversal del cable, se fabrican activos de 1-3 cables. Otro tipo de alambre hueco (Fig. 2.6) está hecho de alambres moldeados conectados con una cerradura especial.Este tipo de alambre hueco es más racional.

Las líneas de tensión igual o superior a 220 kv, cuando están construidas con conductores de acero-aluminio, requieren menores costos de construcción y operación que las líneas con conductores huecos de cobre.

Arroz. 2. Alambres huecos: a — con núcleo de tornillo de alambres redondos, b — de alambres perfilados con cerradura.

Alambres bimetálicos

El deseo de combinar la alta conductividad del cobre con la alta resistencia mecánica del acero condujo a la creación de conductores bimetálicos. El alambre de acero se cubre con una capa de cobre, los metales se unen mediante soldadura. La relación de sección transversal del cobre y el acero puede variar ampliamente, lo que permite obtener alambres con características cercanas a las de los alambres de cobre o acero.

Marcas de cables desnudos modernos y su diseño:

• A - alambre trenzado de alambres de aluminio,

• AKP: cable de clase A, pero el espacio entre cables de todo el cable, excepto la superficie exterior, está lleno de grasa neutra con mayor resistencia al calor,

• AC: alambre que consiste en un núcleo de acero y alambres de aluminio,

• PREGUNTA: el cable de la marca AC, pero el espacio entre cables del núcleo de acero, incluida su superficie exterior, está lleno de grasa neutra con mayor resistencia al calor,

• ASKP: cable de la marca AC, pero el espacio entre cables de todo el cable, excepto la superficie exterior, está lleno de grasa neutra con mayor resistencia al calor,

• ASK: conductor de marca CA, pero el núcleo de acero está aislado con dos tiras de película de tereftalato de polietileno. El núcleo de acero multialambre debajo de las láminas de tereftalato de polietileno debe recubrirse con una grasa neutra con mayor resistencia al calor,

• Alambre AN trenzado de conductores de aleación de aluminio sin tratamiento térmico de la marca ABE,

• АЖ: cable trenzado de conductores de aleación de aluminio tratado térmicamente de la marca ABE.