Determinación de la corriente permanente que puede transportar una barra tubular.

Diámetro = 70 mm; Espesor = 5 mm

Datos del material:

resistividad del aluminio = 28.2 ohm mm2 / km

alfa = 0.0040 1/grado C

temperatura de referencia de la resistividad = 20 grados C

Con las expresiones propuestas por Schurig y Frick se determina el calor disipado por convección y radiación.

Condiciones del ambiente

temperatura = 40 grados C; presión = 1 atmósfera

velocidad del viento = 1 km / h

Se adoptan por otra parte los siguientes valores:

emisividad = 0.5

salto de temperatura conductor ambiente = 30 grados C

Se admite inicialmente una máxima temperatura del conductor de 70 grados C.

Resulta entonces:

Wc = 166 W/m2; Wr = 121 W/m2; R = 0.0331 ohm/km; Imaxadm = 1379 A

Si la solución constructiva del problema anterior se realizara con barras, observamos que la propuesta es suficiente.

Las condiciones climáticas planteadas no son constantes en el periodo de un día, también son variables a lo largo del año. El planteo realizado fue en condiciones supuestamente más desfavorables, de temperatura máxima y viento mínimo.

La capacidad de transporte con menor temperatura ambiente, e igual temperatura máxima, resulta todavía mayor.

Proponemos analizar la influencia de la reducción de temperatura ambiente, manteniendo la temperatura máxima:

temperatura = 20 grados C

salto de temperatura conductor ambiente = 50 grados C

Resulta entonces:

Wc = 278 W/m2; Wr = 184 W/m2; Imaxadm = 1751 A

Se aprecia un aumento en la corriente admisible de 27%.

Si analizamos la influencia del viento, incrementándolo a 4 km./h, y manteniendo las otras condiciones tendremos:

Wc = 332 W/m2; Imaxadm = 1733 A

Se aprecia un aumento en la corriente admisible de 26%.

Las barras de una estación eléctrica deben estar dimensionadas para transportar 1000 A.

Proponer las condiciones ambientes, proponer la sección, analizar distintos materiales (cobre, aluminio, aleación de aluminio, aluminio con alma de acero), y distintas configuraciones del conductor, haz de cables, tubo, etc.

Extraer conclusiones, comparar pesos, costos, eventualmente considerar precio de mercado por kg. de metal bruto.

Verificación del campo eléctrico superficial máximo en el conductor - efecto corona.

Recordamos que el límite admisible para el campo eléctrico en la superficie de los conductores está en el orden de 16 a 19 kVeficaces/cm, y se acepta un campo máximo de 21 kVeficaces/cm.

Por arriba de estos valores el campo es excesivo, aparece efecto corona, interferencia en radio, ruidos, etc.

diámetro d = 19.95 mm; distancia a = 2.5 m

RESULTADOS

Resulta entonces (fórmulas 4.5 4.6)

E = 14.58 kV/cm

Cabe mencionar que estos valores de campo eléctrico, son valores medios, correspondientes a los tres conductores.

Para el conductor central el campo será mayor, por otra parte los valores determinados son eficaces, el valor de pico es 1.41 veces mayor.

Si tenemos en cuenta la presencia del suelo, el campo eléctrico aumenta por esta razón:

altura H = 4 m

Resulta entonces

E = 14.77 kV/cm

Si en cambio la barra esta formada por un haz de conductores, en nuestro caso 2 separados 10 cm, el resultado es:

E = 11.11 kV/cm

Si se tratara de barras tubulares como para el problema 2, de 70 mm de diámetro, se obtiene para la misma disposición:

E = 5.4 kV/cm

Se observa una intensidad de campo sensiblemente baja, debida principalmente al gran radio del conductor.

Las barras están tendidas a cierta altura y con cierta distancia entre fases, para dada instalación.

Suponiendo cierta tensión nominal determinar el campo eléctrico en la superficie de los conductores.

Detallar cuidadosamente todas las hipótesis simplificativas que se establecen para emplear las fórmulas adoptadas, considerar como influye (cualitativamente) cada una de estas hipótesis.

Hacer una crítica del resultado obtenido, eventualmente proponer otra solución de distinto diámetro o distancia entre conductores.