La transmisión es el proceso de llevar energía eléctrica de un punto a otro, y es una de las fases más importantes del transporte de energía desde la generación hasta los consumidores. Estos son proyectos robustos, generalmente de larga distancia y operan con tensiones elevadas.
¿Qué son las líneas de transmisión?
En Brasil, las líneas de transmisión cubren largas distancias debido a la ubicación de las plantas hidroeléctricas, que suelen estar lejos de los centros de consumo. Esta extensa red de transmisión resulta en una interconexión casi total en todo el territorio del país. El Sistema Interconectado Nacional (SIN), coordinado y controlado por el Operador Nacional del Sistema Eléctrico (ONS), es responsable de aproximadamente el 95% del suministro de energía.
Operan a niveles de voltaje que van desde 138 kV hasta 750 kV, incluyendo valores de 230 kV, 345 kV, 440 kV y 500 kV, predominantemente utilizando corriente alterna. Además, existen niveles de 600 kV a 800 kV transmitidos en corriente continua, conocidos como HVDC (corriente continua de alta tensión).
Para evitar el riesgo de contacto eléctrico con la vegetación, animales o cualquier otro elemento presente en la región, los componentes de estas líneas, como torres y cables aéreos, deben mantenerse a una distancia segura del suelo. Esta medida depende de las características del sitio de instalación.
Además, estas estructuras deben diseñarse para resistir condiciones climáticas adversas como lluvias intensas, vientos fuertes y descargas atmosféricas. La falla de estos sistemas puede tener impactos económicos y humanitarios significativos, ya que la transmisión de energía es responsable de suministrar electricidad a ciudades e incluso a estados enteros.
Los componentes principales de una línea de transmisión son:
Torres de Transmisión: Sostienen los cables conductores de la línea de transmisión a una altura adecuada.
Cables Conductores: Son los conductores responsables de transportar la corriente eléctrica a lo largo de la línea de transmisión.
Aisladores: Aíslan eléctricamente los cables conductores de las torres de transmisión.
Conectores y Terminaciones: Conectan los cables conductores a las torres y equipos eléctricos.
Dispositivos de Protección: Protegen la línea de transmisión contra sobretensiones, como pararrayos.
Accesorios y Equipos Auxiliares: Incluyen separadores, aisladores de suspensión, dispositivos de control y monitoreo, cables de puesta a tierra, entre otros.
Estos componentes trabajan juntos para garantizar la transmisión eficiente y confiable de energía eléctrica a lo largo de la línea de transmisión, desde la generación hasta el punto de consumo.
La importancia de los aisladores en una línea de transmisión
Los aisladores tienen el deber de soportar los cables en la torre, evitando la disipación de energía a través de la estructura. Representan una porción crítica de los sistemas de transmisión de energía; la falla de este sistema puede resultar en pérdidas de confiabilidad, estabilidad y calidad de energía, causando problemas para los consumidores y las empresas de servicios públicos.
Debido a las condiciones ambientales, que pueden variar dependiendo del clima, la ubicación de la línea, la contaminación y el grado de envejecimiento del material, pueden aparecer bandas secas en presencia de humedad, causando degradación del material superficial y desencadenando descargas parciales (DP).
Durante la operación, los aisladores de alta tensión están sujetos a todo tipo de deposición de contaminación en su superficie. Esta contaminación, cuando está en presencia de humedad, puede formar una capa conductora en la superficie del aislante, causando un aumento en la corriente de fuga. En las ciudades costeras, por ejemplo, los aisladores están sujetos a una fuerte deposición de sal debido a la niebla salina y, durante los meses de poca lluvia, esta contaminación salina se intensifica ya que la lluvia lava naturalmente la superficie de los aisladores.
Descargas parciales y sus efectos
Las descargas parciales son pequeñas rupturas locales del aislamiento eléctrico en materiales dieléctricos, ya sean sólidos, líquidos o gaseosos, es decir, pequeñas rupturas del aislamiento temporal. Pueden ser externas, internas o superficiales.
Las DP ocurren en presencia de alta tensión que conecta parcialmente dos electrodos y pueden ocurrir, por ejemplo, en burbujas de aceite aislante, cuando son internas, o incluso en superficies externas en proyecciones angulares o puntos afilados a lo largo de la superficie del material aislante. Con el tiempo, las descargas parciales pueden provocar fallas, cortocircuitos e incluso incendios debido a la falta de seguimiento, fallas, monitoreo de activos y mantenimiento preventivo.