IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - March/April 2020 - 47

El supuesto general de que los periodos de mayor generación
se asocian necesariamente a velocidades del viento altas
debe ser verificado adecuadamente en la práctica.
corriente de las líneas de transmisión que conectan las plantas
eólicas. La mayor correlación entre la generación, la corriente
de las líneas y el viento a altas velocidades puede permitir este
aumento y, a su vez, mantener los criterios de seguridad.
Por otra parte, no obstante, algunas situaciones requieren
una atención cuidadosa para evitar la violación de los límites de seguridad. La primera es la falta de uniformidad de
las características del terreno, donde las variaciones de las
condiciones ambientales pueden dar lugar a las correspondientes variaciones de la temperatura del conductor, incluso
en las situaciones de mayor generación eólica. Además,
las dinámicas propias de la generación eólica, como se ha
expuesto, con fenómenos eléctricos y ambientales que responden a diversas constantes temporales, pueden dar lugar a
intervalos en la estabilización de la temperatura de los conductores, con el riesgo de violar los límites de seguridad.
Por último, el aumento de la aplicación del monitoreo de
líneas en tiempo real, combinado con un análisis minucioso
de los datos monitoreados y una evolución de los modelos de
líneas, resulta muy prometedor como medio para aumentar
la capacidad de las líneas de transmisión. Esto puede resultar
sumamente valioso en situaciones donde las licencias o las
finanzas se vean restringidas.

Investigación de comportamientos EM y
térmicos de los conductores
Optimizar la transmisión de energía eléctrica requiere estudios técnicos avanzados que maximicen la capacidad de
transporte de corriente, con el fin de aumentar la eficiencia en el funcionamiento de las líneas mediante tecnologías innovadoras. En este contexto, se analizaron pruebas
de laboratorio de los ACSR para aclarar la interacción entre
el EM y los fenómenos térmicos, principalmente en condiciones de corriente alta. La caracterización de dichos fenómenos de interacción cuantifica los aspectos económicos y
de seguridad del funcionamiento de los cables, es decir, las
pérdidas por efecto Joule y la vida útil de los cables, y proporciona un cálculo más preciso de las propiedades técnicas
de los cables, es decir, la resistencia de CA.
Las pruebas experimentales se dividieron en dos partes.
Primero, describimos brevemente el procedimiento experimental para medir la densidad de corriente de las tres capas
de aluminio, como se muestra en el gráfico 11 (a) y (b). Básicamente, consiste en la inserción de sensores de corriente
tubulares en cada uno de sus 54 alambres conductores de aluminio, mediante la instalación de seis estructuras separadoras
de perfil tubular (un par por capa), hechas de papel fenólico,
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como se puede ver en el gráfico 11 (a). La disposición se
diseñó específicamente para mantener la longitud máxima del
cable inalterada y obtener una medición directa de la corriente
en cada alambre de aluminio de forma simultánea.
Una segunda etapa de pruebas experimentales consistió en
la medición de las temperaturas internas transitorias del cable
en tres posiciones radiales [véase el gráfico 11 (d)] mediante
el uso de termopares incorporados en el cable durante su proceso de fabricación, como se muestra en el gráfico 11 (c) y (d),
en el que T1 denota el termopar entre el núcleo de acero y la
primera capa de alambres conductores, mientras que T2 y T3
denotan los termopares entre las otras capas de alambres conductores [véase el gráfico 11 (d)]. Los termopares se instalan
tradicionalmente en agujeros perforados de forma radial en el
cable tras su fabricación. Sin embargo, la novedad de este procedimiento experimental es que los alambres de los termopares
fueron enrollados junto con las capas conductoras, proporcionando mediciones de temperatura más precisas y confiables.
El ACSR es el conductor más utilizado en las líneas de
transmisión brasileñas. La presencia del núcleo de acero
causa una redistribución de la densidad de corriente en las
capas de aluminio, fenómeno conocido como el efecto transformador. Los resultados del experimento muestran cómo
esta redistribución de la corriente afecta a la distribución
radial de la temperatura al inicio del proceso térmico. Las
mediciones también demuestran cómo el gradiente de temperatura afecta a la distribución de la densidad de corriente
una vez que se alcanza la temperatura de estado estacionario.
Las mediciones muestran el aumento de la concentración
de la densidad de corriente en la capa media con el valor
total de la corriente debido al efecto transformador, como
se ilustra en el gráfico 12 (a) y (b). Este comportamiento
EM tiene una influencia significativa en la distribución de
la temperatura transitoria. El gráfico 12 (c) muestra las
mediciones de temperatura de los termopares T1, T2 y T3
cuando una corriente alta se elevó repentinamente de 350 a
2,000 A. Después de 2 min a 2,000 A, la corriente se redujo
de nuevo a 350 A. En el gráfico 12 (d), se presenta un incremento de esta cifra durante el periodo en que las variaciones
de temperatura fueron mayores, lo que revela un efecto muy
interesante derivado de la densidad de corriente desigual en
la región del conductor. En el gráfico 12 (d), las temperaturas más altas son generalmente para el termopar T2, que se
encuentra entre las capas conductoras interna y media.
Uno de los principales hallazgos de las mediciones EM
es la redistribución de la corriente entre las capas internas y
externas [véase el gráfico 12 (a)] tras alcanzar la temperatura
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