TRABAJOS DE MANTENIMIENTO A LÍNEAS DE TRANSMISIÓN

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

TRABAJOS DE MANTENIMIENTO A LÍNEAS DE

TRANSMISIÓN

MODALIDAD DE TITULACIÓN

MEMORIA DE EXPERIENCIA PROFESIONAL

P R E S E N T A

ALEJANDRO GERARDO VALVERDE CHAVARRÍA

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN ... 1

OBJETIVO ... 2

CAPITULO I ... 3

1 Generalidades del sistema eléctrico de potencia ... 4

1.1 Sistema eléctrico de potencia ... 4

1.2 Planta generadora o centrales generadoras ... 5

1.3 Partes que conforman un sistema eléctrico de potencia ... 5

1.3.1 Subestación eléctrica ... 5

1.3.2 Red de Líneas de Transmisión ... 7

1.3.3 Red de distribución ... 7

1.4 Componentes de una línea de transmisión ... 9

1.4.1 Cimentaciones ... 10

1.4.2 Sistema de tierras ... 11

1.5 Estructuras ... 16

1.5.1 Dimensionamiento eléctrico de una estructura. ... 17

1.5.2 Parámetros que definen el uso o utilización de una estructura ... 22

1.6 Aislador ... 22

1.6.1 Pruebas realizadas a los aisladores ... 24

1.6.2 Selección de un aislador ... 24

1.6.3 Distancia de aislamiento (da) ... 25

1.7 Herrajes de Líneas de Transmisión ... 27

1.7.1 Conjunto de herrajes ... 27

1.7.2 Tipos de conjuntos usados en Líneas de Transmisión ... 28

1.7.3 Pruebas realizadas a los herrajes de lineas de transmision ... 28

1.7.4 Caracteristicas, condiciones generales, mateiales de construcción ... 29

1.8 Cables ... 30

1.8.1 Cable conductor ... 30

1.8.2 Cables de guarda ... 31

2 Actividades de mantenimiento a Líneas de Transmisión de 230 y 400 kV ... 34

2.1 Corrientes y tensiones tolerables por el cuerpo humano... 35

2.2 Inspecciones a las Líneas de Transmisión... 36

2.2.1 Inspección mayor ... 36

2.2.2 Inspección menor ... 37

2.2.3 Inspección aérea o patrullaje aéreo ... 37

2.2.4 Señalización aérea y peligro ... 38

2.3 Médicion de la resistividad del subsuelo, resistencia electrica y metodo directo ... 40

2.3.1 Médicion de la resistividad del subsuelo ... 40

2.3.2 Medicion de resistencia electrica ... 42

2.3.3 Método directo ... 43

2.4 Mantenimiento al derecho de vía de las Líneas de Transmisión ... 44

2.5 Sustitución de aislamiento ... 45

2.5.1 Sustitución de aislamiento en estructuras tipo suspensión. ... 46

2.5.2 Sustitucion de aislamiento en estructura de tension ... 48

2.6 Sustitución de cable de guarda ... 49

2.7 Sustitución e instalación de estructuras intermedias ... 51

2.8 Modificacion de angulo de blindaje ... 54

2.9 Instalación de supresores de voltaje ... 56

CAPITULO III ... 59

3 Falla en una línea de 230 kV ... 60

3.1 Antecedentes ... 60

3.2 Análisis de una falla ... 61

3.2.1 Cálculo del nivel básico de aislamiento (NBAI): 950 kV por parte de la extinta luz y fuerza ... 64

3.2.2 Realizamos el cálculo de distancia en aire considerando un NBAI de 1,050 kV, nos arroja una distancia de 2.65 metros equivalente a una cadena de aisladores de 18 piezas. 65 3.3 Conclusión de la falla ... 68

3.4 Análisis económicamente de una falla ... 72

3.4.1 Costo del tiempo extra por la atención a falla. ... 72

3.5 Análisis de las salidas de Líneas de Transmisión contra costo por fallas ... 74

GLOSARIO ... 78

BIBLIOGRAFÍA ... 80

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.1 Diagrama de un sistema eléctrico de potencia ... 4

Figura.1.2 Subestación eléctrica de potencia ... 6

Figura.1.3 Silueta de Estructura tipo cara de gato o Trabe ... 20

Figura 1.4 Silueta de Estructura doble circuito disposición vertical ... 21

Figura 1.5 Aislamiento de vidrio tipo suspensión ... 23

Figura1.6 Estructura con Aislamiento Polimérico de tipo suspensión. ... 23

Figura.1.7 Distancia de fuga de un aislamiento de vidrio ... 25

Figura.1.8 Componentes del cable ACSR 1113 ... 31

Figura 1.9 Cable de hilo de guarda ... 32

Figura 1.10 Cable de hilo de guarda con fibra óptica OPGW ... 32

Figura.2.1 Personal de líneas realizando la inspección mayor ... 36

Figura .2.2 Inspección aérea en las líneas TOPILEJO-93050/93060-MORELOS ... 37

Figura .2.3 Vista panorámica de termografia en la línea XOCHIMILCO-93C20-SANTA CRUZ ... 38

Figura .2.4 Personal instalando placas de señalización numérica aérea... 39

Figura .2.5 Diagrama de medición de resistividad. ... 41

Figura .2.6 Personal de líneas realizando medición de resistividad del suelo. ... 41

Figura 2.7 Derecho de vía de las líneas TOP-A3510/A3520-BRN DE 400 KV ... 45

Figura .2.9 Maniobra cambio de aislamiento en estructura de suspensión ... 47

Figura. 2.10 Personal de líneas realizando maniobra de cambio de aislamiento en estructura de tensión ... 48

Figura-2.11 Maquina de devanadora que se ocupa para tendido de OPGW o cable de guarda ... 51

Figura 2.12 Montaje de estructura con ayuda de grúa. ... 53

Figura .2.13 Vista final donde se muestra el mejoramiento del libramiento al sustituir la estructura. ... 54

Figura.2.14 Personal realizando la maniobra de modificación de ángulo de blindaje. ... 56

Figura.2.15 Supresor instalado en LT BRN A3570 NOP ... 58

Figura .3.1 Evidencias de de falla en las cadenas de aislamiento de las líneas PRM-93E20-CRS Y TOP-93160-ODB en fase “A ... 62

Figura 3.3.2 Se observan cadenas flameadas en la estructura 60 ... 63

Figura.3.3 Vista panorámica de la Estructura 60 ... 63

Figura 3.4 Esquema 1 estudio electro geométrico de torre 60 ... 66

Figura.3.5 Esquema 2 estudio electrogeometrico de torre 60 ... 66

Figura .3.6 Esquema 3 estudio electrogeometrico de torre 60 ... 67

Figura .3.7 Diseño del armado de cruceta ... 69

Figura.3.8 Diagrama de cruceta a sustituir ... 69

Figura .3.9 Personal de líneas realizando la modificación de cruceta de guarda ... 70

Figura .3.10 Estructura con crucetas de guarda modificada a cero grados ... 70

Figura .3.11 Personal realizando la mejor al sistema de tierras ... 71

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla. 1.1 Datos de conductores ... 14

Tabla .1.2 Niveles de aislamiento normalizado para equipo de la categoría ... 18

Tabla 1.3 Nivel básico de aislamiento normalizado para equipos de la categoría II ... 18

Tabla. 1.4 Valor eficaz ... 26

Tabla 2.1 Distancias de trabajo minima en una línea energizada ... 34

Tabla 2.2 Tabla de corrientes tolerables por el ser humano ... 35

Tabla 2.3 Distancia de entrehierro ... 57

Tabla 3.1 mediciones de resistividad en estructura 60 ... 67

Tabla 3.2 Supresores instalados ... 68

Tabla 3.3 Salidas de líneas de transmisión en la Zona de Transmisión Metropolitana ... 74

INTRODUCCIÓN

Cuando se creó la Zona de Transmisión Metropolitana se encontró con un gran problema con las salidas de líneas derivado de la falta de mantenimiento y modernización que necesitaban dichas líneas de transmisión por lo cual es necesario mejorar la confiabilidad a las líneas de 230kV y 400 kV a través de la modernización y trabajos de mantenimiento para disminuir el índice de salidas de líneas de transmisión.

OBJETIVO

En el presente trabajo de titulación por experiencia laboral en el cual demuestra la importancia de brindar mantenimiento a las líneas de transmisión en la zona de transmisión metropolitana las cuales se tomaron por parte de CFE, dichas instalaciones debido a la extinción de la compañía LUZ Y FUERZA DEL CENTRO

1

Generalidades del sistema eléctrico de potencia

1.1 Sistema eléctrico de potencia

Un Sistema eléctrico de potencia (SEP) es un conjunto de elementos que tiene como fin generar, transformar, transmitir, distribuir y consumir la energía eléctrica. A estos sistemas eléctricos se les denomina también de alta tensión o extra alta tensión, o sistemas eléctricos de transmisión.

En otras palabras podemos decir que un Sistema Eléctrico de Potencia (SEP) está formado por tres partes principales: generación, transmisión y distribución; siendo:

Un sistema eléctrico de potencia crece debido a la demanda que exista y tenga la población.

1.2 Planta generadora o centrales generadoras

La generación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía química, mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas.

Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico de potencia. La generación eléctrica se realiza, básicamente, mediante un generador; si bien estos no difieren entre sí en cuanto a su principio de funcionamiento, varían en función a la forma en que se accionan.

La generación, es donde se produce la energía eléctrica, por medio de las centrales generadoras, las que representan el centro de producción, y dependiendo de la fuente primaria de energía, se pueden clasificar en:

1.3 Partes que conforman un sistema eléctrico de potencia

Un sistema eléctrico de potencia (SEP) está compuesto por plantas generadoras las cuales producen la energía eléctrica consumida por las cargas, una red de líneas de transmisión, una red de líneas de distribución las cuales se ocupan para transportar esa energía de las plantas a los puntos de consumo, subestaciones ya sean reductoras o amplificadoras

1.3.1 Subestación eléctrica

Una subestación eléctrica es una instalación destinada a modificar y establecer los niveles de tensión de una infraestructura eléctrica, para facilitar el transporte y distribución de la energía eléctrica. Su equipo principal es el transformador. Normalmente está dividida en secciones, por lo general 3 principales, y las demás son derivadas.

Las secciones principales son las siguientes:

 Sección de medición.

 Sección para las cuchillas de paso.

 Sección para el interruptor.

1.3.2 Red de Líneas de Transmisión

La red de transporte de energía eléctrica es la parte del sistema de suministro eléctrico constituida por los elementos necesarios para llevar hasta los puntos de consumo y a través de grandes distancias la energía eléctrica generada en las centrales eléctricas. La transmisión de dicha energía puede realizarse ya sea por corriente alterna (c.a.) o directa (c.d.), y de acuerdo al diseño de la línea puede ser de transmisión aérea o subterránea.

Por lo cual las líneas de transmisión forman parte importante del sistema eléctrico nacional, su operación confiable depende en gran parte de una inspección adecuada para así poder brindarle el mantenimiento oportuno.

Parte de la red de transporte de energía eléctrica son las líneas de Transmisión de energía eléctrica o línea de alta tensión es básicamente el medio físico mediante el cual se realiza la transmisión de la energía eléctrica a grandes distancias. Está constituida.

Para ello, los niveles de energía eléctrica producidos deben ser transformados, elevándose su nivel de tensión. Esto se hace considerando que para un determinado nivel de potencia a transmitir, al elevar la tensión se reduce la corriente que circulará, reduciéndose las pérdidas por Efecto Joule. Con este fin se remplazan subestaciones elevadoras en las cuales dicha transformación se efectúa empleando transformadores, o bien autotransformadores. De esta manera, una red de transmisión emplea usualmente voltajes del orden de 220 kV y superiores, denominados alta tensión, de 400 o de 500 kV.

1.3.3 Red de distribución

de energía desde la subestación de distribución hasta los usuarios finales (medidor del cliente).

Los elementos que conforman la red o sistema de distribución son los siguientes:

Subestación de Distribución: conjunto de elementos (transformadores, interruptores, seccionadores, etc.) cuya función es reducir los niveles de variación de tensión de las líneas de transmisión (o subtransmisión) hasta niveles de media tensión para su ramificación en múltiples salidas.

 Circuito Primario.

 Circuito Secundario.

La distribución de la energía eléctrica desde las subestaciones de transformación de la red de transporte se realiza en dos etapas.

La primera está constituida por la red de reparto, que, partiendo de las subestaciones de transformación, reparte la energía, normalmente mediante anillos que rodean los grandes centros de consumo, hasta llegar a las subestaciones de distribución. Las tensiones utilizadas están comprendidas entre 25 y 132 kV. Intercaladas en estos anillos están las estaciones transformadoras de distribución, encargadas de reducir la tensión desde el nivel de reparto al de distribución en media tensión.

1.4 Componentes de una línea de transmisión

Existen varias formas de describir a una línea de transmisión pero podemos definir como una instalación que tiene como única finalidad de conducir la energía eléctrica y enlazar desde los centros de generación hasta las subestaciones reductoras para poder llegar a los lugares para su consumo.

Las líneas de transmisión surgen de la problemática de transportar la energía eléctrica de las plantas generadoras hasta los lugares de consumo ya que las plantas o centrales generadoras por lo regular se construyen en lugares lejanos de las zonas urbanas y además dependiendo del tipo de central en algún lugar geográfico especifico por lo tanto se tiene la necesidad de transportar dicha energía generada a los centros de consumo.

Existen dos tipos de líneas de transmisión aérea y subterránea

Las líneas subterráneas como su nombre lo dice son subterráneas y se encuentran a una cierta distancia enterrada en la superficie terrestre, por lo general este tipo de líneas son de poca longitud y se encuentran en zonas suburbanas.

Las líneas aéreas se utilizan comúnmente para distancias mayores

Las cuales se componen de lo siguiente:

 Cimentaciones

 Sistema de tierras

 Estructura o torre

 Herraje para conductor

 Herraje para cable de guarda

 Aisladores

1.4.1 Cimentaciones

Existen varios tipos de cimentaciones para las estructuras de las líneas de transmisión como por ejemplo cimentaciones superficiales y cimentaciones profundas y en casos de postes deberán de emplearse pilas de cimentación

Las cimentaciones de las torres varían también a las características del diseño y construcción de la línea y de los esfuerzos transmitidos por la estructura a la cimentación, así como en función del tipo de suelo en donde se encuentre la estructura.

Se usaran cimentaciones profundas en los siguientes casos:

 Cuando no sea factible emplear cimentaciones superficiales ocasionado a que los esfuerzos inducidos en el suelo por las torres exceden la capacidad de carga de los estratos más superficiales.

 Cuando las cimentaciones superficiales induzcan asentamientos mayores que los permisibles

 Cuando se justifique mediante el análisis de costo-beneficio

Las cimentaciones profundas son pilas o pilotes ,

Se denomina pilas a aquellas que su colado se realiza en el sitio y los pilotes son precolados y estos son hincados con martinetes de vapor, diesel o neumaticos de simple o doble traccion, la profundidad minima de desplante para este tipo de cimentaciones debe de ser de:

5m para pilotes

Las pilas y pilotes pueden diseñarse para trabajar por fricciony/o por punta, la separacion minima entre pilotes o entre pilas debe de ser de 3 veces su diametro a centro.

Las cimentaciones superficiales son las siguientes

 Zapatas, losas de cimentacion, muertos de anclaje para retenidas o cimentaciones ancladaas en roca.

 La profundidad minima de desplante para este tipo de cimentaciones debe de ser de

Para cimentaciones ancladas en roca es de 0.1m

 Para zapatas en suelo es de 2m

 Para muertos en anclaje es de 3m

Estos tipos de cimentaciones y sus consideraciones minimas que se emplean en la Coordinación de Proyectos de transmision y Transformacion (CPTT).se encuentran

en la especificacion de “cimentaciones para estructuras de lineas de transmision”

CFE JA 100-64.

1.4.2 Sistema de tierras

Todas las torres deben de tener sistema de puesta a tierra

Podemos decir que el sistema de tierras es un conjunto de electrodos de puesta a tierra, vertical y horizontal enterrados que drenan a tierra las corrientes de descarga atmosférica y de falla, y es un punto de conexión seguro de puesta a tierra para el personal durante maniobras con Líneas de Transmisión aéreas energizadas o desenergizadas.

atmosféricas), desbalances en los equipos y para proporcionar una mejor trayectoria de retorno de la corriente a su lugar de origen.

Entre menor sea el valor de resistencia de contacto a tierra mejor será el sistema de tierras, es decir, la red de tierra "ideal" sería aquella cuyo valor de resistencia fuera cero Ohm, sin embargo sabemos que no existen, por no existir tampoco conductores perfectos que no opongan resistencia al paso de la corriente.

Algunos de los objetivos de un sistema de puesta a tierra son:

 Brindar seguridad a las personas.

 Proteger las instalaciones, equipos y bienes en general, al garantizar la correcta operación de los dispositivos de protección.

 Mejorar la calidad del servicio.

 Disipar la corriente asociada a descargas atmosféricas y limitar las sobretensiones generadas.

 Drenar las cargas estáticas a tierra.

Este sistema está conformado por conectores, electrodos, conductores

1.4.2.1 Electrodos

Son elementos metálicos conductores agrupados los cuales se clavan en el terreno y enterrados cuya función es establecer el contacto ó conexión con la tierra, en la cual los conductores desnudos para interconexión con el electrodo, se consideran parte de este, con el fin de mantener un potencial de tierra en todos los conductores que estén conectados a ellos, así poder disipar en el terreno todas las corrientes de falla. Son importantes en terrenos sin vegetación y por lo tanto secos

Existe una variedad de electrodos que son utilizados para puesta a tierra, los cuales presentan ventajas unos con respecto de otros desde su instalación, costo y mantenimiento. En la instalación de electrodos ha sido frecuente utilizar como registro un tubo de albañal completo, pero no adecuado, ya que limita la disipación de corriente en el terreno; por lo cual se debe recortar y utilizar únicamente una longitud entre 25 y 30 cm o construir directamente un pequeño registro cuadrangular que servirá para Identificarlo rápidamente y revisar el punto de interconexión.

Para instalaciones eléctricas la NOM-001-SEDE-2005 en su artículo 250-84 establece que la resistencia de una varilla o electrodo de tierra no debe de exceder

de 25 Ω. Esto se toma como límite superior.

Electrodo de puesta a tierra (Varilla Copperwer)

Esta varilla es una de las más usadas ya que es de bajo costo, además es fabricado de acero cubierta de cobre, el cual combina las ventajas del cobre con la alta resistencia mecánica del acero, su longitud es de 3.05m y los diámetros nominales

más comerciales son 5/8” y 3/4” o 14.3mm2 _{y 19nn}2

Esta se debe de enterrar en forma vertical y a una profundidad de por lo menos 2.4m, excepto si se encuentra roca en tal caso el electrodo deberá de clavarse a un ángulo oblicuo que no forme más de 45° con la vertical o que una varilla vaya enterrada en forma horizontal siempre y cuando sea en una zanja del mínimo 80cm de profundidad esto según el Articulo 250-83 (c)(3) de la NOM-001-SEDE-2005.

1.4.2.2 Conductores

Estos sirven para formar el sistema de tierras y para conexión a tierra de los equipos, los conductores empleados en los sistemas de tierra son generalmente cable concéntrico formado por varios hilos.

Los materiales empleados en la fabricación de los mismos son: cobre, cobre estañado, copperweld, acero, acero inoxidable, acero galvanizado o aluminio, en si cualquier elemento metálico, sin embargo la mayoría de los materiales más comunes se corroen por lo que el cobre ha destacado en este aspecto ya que es muy resistente a la corrosión pero existen zonas cercanas a canales de aguas residuales en que el cobre es atacado por ácidos empleados en el tratamiento de aguas residuales.

DESCRIPCIÓN

CONDUCTIVIDAD DEL MATERIAL (%)

αr

FACTOR A 20 °C

K

(1/α0)

A 0°C

TEMPERATU RA DE FUSION (0°C)

Pr A 20 °C TCAP VALOR EFECTIVO

Alambre de cobre

suave estándar 100 0.00393 234 1083 1.7241 3.422 Alambre de cobre

duro comercial 97 0.00381 242 1084 1.7774 3.422 Cobre estañado

con alma de acero 40

0.00378

245

1084/1300 4.394

3.846 Cobre con alma

de acero 30 0.00378 245 1084/1300 5.862 3.846 Alambre de

aluminio comercial 61 0.00403 228 657 2.862 2.556 Aluminio aleación

5005 53.5 0.00353 263 660 3.2226 2.598 Aluminio aleación

6201 52.5 0.00347 268 660 3.2840 2.598 Alambre de

aluminio estañado

con alma de acero 20.3 0.00360 258 660/1300 8.4840 2.670 Alambre de acero

cubierto con zinc 8.5 0.00320 293 419/1300 20.1 3.931 Acero inoxidable 2.4 0.00130 749 1400 72.0 4.032

1.4.2.3 Conectores

Los elementos que nos sirven para unir los conductores del sistema de tierra para conectar los electrodos a los conductores y para la conexión de los equipos a través de conductores al sistema de tierra. Los conectores utilizados en los sistemas de tierra son principalmente de dos tipos: a presión y exotérmicos.

1.4.2.3.1 Conectores o exotérmicos

Estos deberán seleccionarse con el mismo criterio que con el que se seleccionan los conductores a demás deberán de tenerse las siguientes propiedades:

 Capacidad de conducción de corriente suficiente para poder soportar las severas condiciones de magnitud y duración de la corriente de falla.

 Resistencia a la corrosión que retarde su deterioro en el ambiente en el que se instale.

 Conductividad eléctrica que reduzca efectivamente las diferencias de tensión locales de la red de tierra.

 Rigidez mecánica robusta para resistir los esfuerzos electromecánicos que puedan provocar daños físicos a la red.

 Capacidad térmica que permita mantener una temperatura por debajo del conductor y así reducir el efecto del calentamiento.

 Todos los tipos de conectores deben de soportar la corriente de la red de tierra en forma continua.

1.4.2.3.2 Conectores a presión

1.4.2.3.3 Conectores atornillados

Están formados generalmente por dos piezas, las cuales se unen por medio de tornillos. El material del conector es de bronce con alto contenido de cobre y el de los tornillos es de bronce al silicio de alta resistencia mecánica y a la corrosión. Su limitación máxima de temperatura es de 250ºC

1.4.2.3.4 Conectores a compresión

Se fabrican en una sola pieza y mediante herramientas especiales se colocan para la unión de conductores. Los conectores a presión deberán diseñarse para una temperatura máxima de 250 a 350 ºC

Los conectores de compresión dan mayor garantía de buen contacto y son ampliamente utilizados para interconectar la red de tierra, así como para la puesta a tierra de las estructuras metálicas y en general de las partes metálicas expuestas de los equipos eléctricos de la subestación.

Los conectores a presión son más económicos, seguros y fáciles de instalar por lo que se usan con mayor frecuencia

1.5 Estructuras

Podemos definir a una estructura de una línea de transmisión como una estructura de acero rígida auto soportada construida con perfiles angulares laminados, formados con montantes y celosías arriostradas. Apoyadas con crucetas, herrajes, aisladores, cables de conductor y de guarda. Empotradas en el suelo por medio de cimentaciones (stubs) de concreto.

Las Torres se utilizan generalmente en campo abierto donde no existen restricciones en cuanto a espacio ocasionado a que son más robustas.

Los postes troncocónicos se utilizan predominantemente en zonas urbanas o suburbanas utilizando los espacios mínimos que las autoridades ceden o autorizan a ocupar.

1.5.1 Dimensionamiento eléctrico de una estructura.

Una parte fundamental de una estructura para su uso es el dimensionamiento eléctrico cuyo objetivo principal es la de conservar una distancia fase a tierra y evitar el arqueo en aire entre estructuras y conductores, provocando la salida de la Línea de Transmisión.

La coordinación de aislamiento, es el balance importante entre los esfuerzos eléctricos sobre el aislamiento, los cuales son los sobre voltajes por descargas atmosféricas o maniobras así como otras sobre tensiones temporales inducciones o contactos accidentales con otras líneas, y el propio voltaje que soporta el aislamiento por su diseño.

Para determinar la coordinación de aislamiento se requieren de los siguientes datos:

 Altitud sobre el nivel del mar donde se instala o se encuentra la estructura

 Voltaje de operación.

 Tipo de contaminación del ambiente

 Nivel básico de aislamiento a utilizar

Tensión Nominal Del Sistema Vn KV (Eficaz)

Tensión Máxima De Diseño Del Equipo Vd-KV (Eficaz)

Tensión De Aguante Nominal A 60 Hz De Fase A Tierra KV (Eficaz)

Tensión De Aguante Nominal De Impulso Por Rayo (NBAI) De Fase A Tierra (5) KV (Cresta)

4.4 (1) 5.5 19 45 60

75

13.8 (2) 15.5 35 75 95 110

23(2) 27 50

60

95 125 150

34.5 (2) 38 70 125 150

200

44 (1) 52 95 250

69 (2) 72.5 140 325 350

85(39, 115(2) 123 185

230 450 550

138(3) 145 230

275 550 650 150(1), 161 (3) 170 275

325 650 750

230 (2) 245 360

395 460 850 900 950 1050

Tabla .1.2 Niveles de aislamiento normalizado para equipo de la categoría

Tensión Nominal Del Sistema Vn KV (Eficaz)

Tensión Máxima De Diseño Del Equipo (Vd) KV (Eficaz)

Tensión De Aguante Nominal De

Impulso Por Maniobra (NBAM) Tensión De Aguante Nominal De Impulso Por Rayo (NBAI) De Fase A Tierra KV (Cresta)

Fase A Tierra KV

(Cresta) Fase A Tierra (Relación Al Valor Cresta De Fase A Tierra)

400 420 850 950

1050 1.50 1.50 1.50 1050 1175 1300 1425

Tabla 1.3 Nivel básico de aislamiento normalizado para equipos de la categoría II

Algunos parámetros a controlar para evitar salidas de las líneas por descargas atmosféricas son los siguientes:

 La longitud de la cadena de aisladores, este parámetro es importante ya que es la distancia en aire que separa la estructura y el conductor.

 El sistema de conexión a tierra, este sistema debe de encontrarse correctamente para poder drenar las corrientes a tierra.

 Distancias entre conductores y cable de guarda, es necesario que exista la distancia apropiada y normalizada entre conductores de fase así como del cable de guarda.

 Instalación de supresores de voltaje, este dispositivo es el ultimo que se debe de recurrir para la protección para una buena coordinación de aislamiento.

Las torres de transmisión se pueden clasificar por nivel de tensión, por número de circuitos y por su uso

Nivel de tensión

 230 kV

 400 kV

Numero de circuitos

 1 circuito

 2 circuitos

 3 circuitos

 4 circuitos

Uso de la torre

 Tensión

 Suspensión

 Transposición

 Deflexión

 Transición

1.5.1.1 Silueta y componentes de una estructura de un circuito tipo cara

de gato

Este tipo de estructuras se utiliza para un solo circuito disposición horizontal

1.5.1.2 Silueta y componentes de una estructura de dos circuitos

Estas estructuras se utilizan para llevar dos circuitos a la vez, por la esbeltez de la torre se utilizan en lugares más estrechos debido a que ocupan menos espacio.

1.5.2 Parámetros que definen el uso o utilización de una estructura

Para poder elegir qué tipo de estructura es más apropiado para utilización se debe de saber algunos parámetros de diseño los cuales indican donde se puede ocupar tal estructura, algunos de los parámetros son los siguientes;

Deflexión: Es el ángulo máximo del cambio de dirección en la trayectoria del la línea que permite la torre sin afectar su estabilidad.

Claro Medio Horizontal: Es la semisuma de los claros adyacentes a la torre y se utiliza para calcular las cargas transversales que actúan sobre la estructura debidas a la acción del viento sobre los cables.

Claro Vertical: Es la suma de las distancias horizontales entre los puntos más bajos de las catenarias de los cables adyacentes a la torre y se utiliza para determinar las cargas verticales que actúan sobre la estructura debidas a la masa de los conductores y los cables de guarda.

Uso de la torre: La conjunción de los tres parámetros anteriores forman el

denominado “uso” de la torre: deflexión/claro medio horizontal/claro vertical.

1.6 Aislador

Un aislador es un dispositivo que se utiliza para dar soporte mecánico a un cable conductor en una estructura y que proporciona una distancia dieléctrica entre dos conductores a diferente potencial o entre conductor y tierra. Algunas características de los aisladores son las siguientes:

 Los materiales usados tienen alta rigidez dieléctrica (10-25 kV/mm).

 Las propiedades mecánicas son usualmente adecuadas

 El flameo en aire es más bajo (2 kV / mm)

Aisladores de Suspensión o de disco: son los más empleados en las líneas de transmisión los cuales se fabrican de o porcelana, los cuales juntos forman cadenas de aisladores.

Figura 1.5 Aislamiento de vidrio tipo suspensión

Barra larga: constituyen elementos de una sola pieza y se fabrican de porcelana o de materiales sintéticos. Estos aisladores requieren menos mantenimiento que los de vidrio.

1.6.1

Pruebas realizadas a los aisladores

1.6.1.1 pruebas de aceptacion

Son pruebas para verificar las caracteristicas de un aislador, las cuales dependen principalmente de su diseño . Estas se efectuan sobre un cierto número de piezas y se realiza solo una vez para un diseño o proceso de fabricacion.

1.6.1.2 Pruebas de aceptacion

Son las que se efectuan con el proposito de verificar caracteristicas de los aisladores que dependen de la calidad de la fabricacion y de los materiales utilizados, estas se realizan sobre una muestra tomada al azar de un lote presentado a inspeccion el cual ha cumplido con las pruebas de rutina aplicables.

1.6.1.3 Pruebas de rutina

Son las que se realizan a cada aislador para eliminar unidades defectuosas y se efectuan durante el proceso de fabricación.

1.6.2 Selección de un aislador

Un aislador debe ser especificado considerando los esfuerzos mecánicos, eléctricos y ambientales a los que se verá sometido. De acuerdo a su uso, los aisladores se verán sometidos a tres tipos de esfuerzos

 Mecánicos

 Eléctricos

 Ambientales

 Esfuerzos eléctricos

 Sobretensiones a la frecuencia nominal

 Sobretensiones por rayo

 Corriente del arco de potencia

 Tensión

 Compresión

 Flexión (cantilever)

 Torsión

 Vibración

 Variaciones de temperatura

 Hielo, nieve

 Humedad, lluvia

 Descargas atmosféricas

 Cargas y esfuerzos combinados

 Viento y hielo

 Contaminación y altitud

 Contaminación y temperatura

1.6.3 Distancia de aislamiento (da)

Es la distancia más corta entre dos partes conductoras, También se le conoce como distancia mínima de aislamiento o distancia de arco

Distancia de fuga (DF)

Es la trayectoria más corta entre los extremos de un aislamiento sólido, pero siguiendo su superficie exterior o contorno, puede estar sometida al fenómeno de envejecimiento, dependiendo del material aislante, causando deterioro o disminución de sus características.

 La distancia específica de fuga. Es la DF dividida entre la tensión máxima del sistema.

 Perfil. Es la forma geométrica de un aislador.

 Tensiones

U

n = Valor eficaz de la tensión de f-f usado para denominar un sistema. (34,5; 69; 115; 230; 400; etc.)

U

s = Máximo valor eficaz de la tensión f-f del sistema, el cual ocurre en condiciones normales en cualquier momento y en cualquier lugar del sistema.

U

m = Máximo valor eficaz de la tensión f-f para el cual está diseñado el aislamiento de un equipo.

Tabla. 1.4 Valor eficaz

Los valores de sobretensión expresados en Por Unidad (P.U.), deben ser referidos a la Tensión máxima de diseño de f-T

P.U. = UmX √2 / √3

Tensión U50

La tensión crítica de flameo es el valor de tensión en el que el aislador tiene el 50 % de probabilidad de flamear. Se le conoce como:

La tensión de aguante es valor de tensión en el que el aislador tiene una “x%” de probabilidad (90% en México) de que el aislador “Aguante” la sobretensión.

Generalmente es al 80 % de la tensión de U50.

1.7 Herrajes de Líneas de Transmisión

Los aisladores acoplados requieren de elementos que permitan la sujeción tanto a las crucetas de las estructuras como a los conductores y también para el cable de guarda a la estructura, a estos dispositivos que los enlazan se les denominados herrajes ya sean para cable conductor o para cable de guarda, para cualquier tipo de estructura (suspensión y tensión)

Podemos definir a los herrajes como dispositivo los cuales se utilizan en las líneas de transmisión para sujetar los cables a la estructura, para unir dos cables, y para protegerlos de daños causados por factores extremos

1.7.1 Conjunto de herrajes

Es la combinacion de herrajes y sus accesorios con diferentes arreglos , cuya funcion es la de sujetar los cables a la estructura . Se elige el herraje dependiendo del uso de la estructura para la cual fue diseñada, el calibre del conductor y el arreglo del conjunto.

Los conjuntos deben de estar formados por los herrajes y sus accesorios de cada conjunto debe de estar formado por elementos de una sola pieza a menos que se indique otra cosa en la hojas de caracteristicas tecnicas especificas.

1.7.2 Tipos de conjuntos usados en Líneas de Transmisión

 Conjunto de tension.

 Conductor

 Cable de guarda

 Fibra optica OPGW

 Conjunto de suspension

 Conductor

 Cable de guarda

 Fibra optica OPGW

1.7.3 Pruebas realizadas a los herrajes de lineas de transmision

1.7.3.1 Pruebas de prototipo

Estas tienen como objetivo establecer las caracteristicas de diseño , se realizan una vez y solo se repiten cuando se modifican los materiales o el diseño de los herrajes o conjuntos de herrajes .

1.7.3.2 Pruebas de rutina

Dichas pruebas las aplica el fabricante durante la produccion, con el proposito de verificar si la calidad de los herrajes o conjuntos de herrajes se mantiene dentro de las tolerancias permitidas..

Pruebas de aceptacion

1.7.4 Caracteristicas,

condiciones

generales,

mateiales

de

construcción

Las caracteristicas mecanicas, electricas, dimensionales de fabricacion y metodos de prueba que deben de cumplir los herrajes y sus accesorios asi como los conjuntos de herrajes son las establecidas en las normas como en sus hojas especificas.

La aleacion de aluminio-silicio que se utiliza debe de cumplir las caracteristicas electromecanicas requeridas en las hojas de caracteristicas tecnicas especificas de cada herraje.

Todos los herrajes y accesorios deben de ser galvanizados por inmersion en caliente, excepto en los casos que se indique otro tipo de acabado en las hojas caracteristicas tecnicas de cada herraje.

1.7.4.1

Herrajes utilizados en líneas de transmisión

.

 Calabera orquilla “Y” corta

 Calabera orquilla “Y” larga

 Horquilla “Y” bola corta

 Horquilla “Y” bola larga

 Horquilla “Y” ojo corta

 Calabera ojo corta

 Calabera ojo larga

 Yugo triangular

 Yugo trapesoidal

 Yugo rectangular

 Yugo de suspension

 Yugo de paso

 Yugo de remate

 Extension de horquilla-Horquilla

 Grillete

 Grapa de suspensión para conductor

 Grapa de tension para conductor

 Grapa de suspensión de cable de guarda

 Cable de tension para cable de guarda

 Eslabon

 Conector a compesion cable-cable

 Conector a compresion cable-solera

 Separador

 Manguitos de reparacion.

1.8 Cables

1.8.1 Cable conductor

Podemos definir al conductor como un medio por el cual se efectúa el transporte de energía eléctrica, la sección, su composición y el número de conductores por fase debe ser la más adecuada para permitir la transferencia optima de la potencia eléctrica y además resistir los esfuerzos mecánicos a los que estarán sometidos durante la construcción y operación de la línea.

Figura.1.8 Componentes del cable ACSR 1113

Tipos de conductores

 AAC All Aluminum Conductor -Todos los conductores de Aluminio

 AAAC All Aluminum-Alloy Conductor -Todos los conductores de aleación de Aluminio-

 ACSR Aluminum conductor Steel-Reinforced -Conductores de Aluminio con alma de acero-

 ACAR Aluminum Conductor Alloy-Reinforced -Conductores de Aluminio con alma de aleación-

 ACSS Aluminum Conductor Steel Supported –Conductores de Aluminio soportados con acero-

 Expanded ACSR, ACSR/AW (Aluminum Weld, Aluminio soldado)

1.8.2 Cables de guarda

Generalmente los cables de guarda empleados son de acero galvanizado o de acero recubierto de aluminio, los cuales deben ser capaces de resistir las solicitaciones mecánicas y condiciones climatológicas de las zonas en donde se instale.

Figura 1.9 Cable de hilo de guarda

Actualmente se están instalando en líneas de transmisión cables de guarda de acero recubierto de aluminio con núcleo conteniendo fibras ópticas mediante las cuales se transmiten señales de telecomunicación para coordinar los elementos de protección en las subestaciones eléctricas colaterales asociadas a las Líneas de Transmisión.

2 Actividades de mantenimiento a Líneas de

Transmisión de 230 y 400 kV

La necesidad de transportar la energía eléctrica de los centros de generación a los centros de consumo, esto da origen a la creación de líneas de transmisión, las cuales siguen en paralelo con el desarrollo del país, dicha operación requiere de mantenimiento a las líneas de transmisión y representa un problema más complejo ya que continuamente se suman al sistema de interconexiones. Para que las líneas tengan un funcionamiento correcto y brinden un alto grado de confiabilidad depende en gran parte del mantenimiento oportuno.

Para la ejecución de los trabajos de mantenimiento a líneas de transmisión, es importante describir al personal de una forma sencilla y precisa la o las actividades a desarrollar de los trabajos. Existen algunas actividades que se pueden realizar con la línea desenegizada y algunas mas con líneas energizadas Algunas actividades de mantenimiento se describirán más adelante.

Cuando se trabaja con líneas energizadas debe de respetar las distancias de seguridad al trabajar las cuales se obtienen de la distancia mínima de aislamiento en aire para el voltaje de la línea más un factor por movimiento inadvertidos las cuales se muestran a continuación.

VOLTAJE DE FASE

A FASE (kV) DISTANCIA A EMPLEAR (m) 0.05 a 0.30 Evitar contacto

2.44 a 13.75 0.6

15.1 a 36 0.75

115 1.5

161 a 169 1.75

230 2.5

400 4.4

La distancia entre el liniero y la línea energizada, mas la distancia entre la estructura y el liniero no deben ser menor a la distancia mínima permitida.

2.1 Corrientes y tensiones tolerables por el cuerpo humano

Al estar en contacto con corrientes eléctricas existen diferencias de potencial que pueden ser peligrosas y causar riesgos en el ser humano, las consecuencias del paso de la corriente por el cuerpo pueden ocasionar desde lesiones físicas secundarias (golpes, caídas, etc.), hasta la muerte por fibrilación ventricular. Por eso es conveniente hacer notar que la resistencia eléctrica del cuerpo humano es muy variable por lo que los valores de tensión que aplicados al cuerpo humano se consideran peligrosos las cuales se deben definir en forma conservadora.

CORRIENTES

TOLERABLES DESCRIPCIÓN TIPOS UMBRALES DE

0 a 1 mA

La magnitud de corriente con la cual una persona es capaz de detectar una ligera sensación de hormigueo en sus manos o en la punta de los dedos causada por la corriente

que circula por su cuerpo en ese momento _{Umbral de}

percepción 1 mA a 6 mA

Corriente de liberación aunque son desagradables de soportar, generalmente no afectan la capacidad de una persona de controlar sus músculos para liberar un objeto energizado que este sosteniendo

9 mA a 25 mA

Las corrientes son dolorosas y se dificulta o se es casi imposible liberar un objeto energizados sujetados con la mano debido a que las corrientes son elevadas, las contracciones musculares pueden dificultar la respiración, este efecto no es permanente y desaparece cuando se interrumpe el flujo de corriente, a menos que la contracción sea muy severa y la respiración se detenga, no por segundos sino por minutos será necesario aplicar la resucitación artificial (primeros auxilios)

Umbral de no soltar

60 mA a 100 mA

Se puede presentar la fibración ventricular del, el paro respiratorio o el paro cardiaco, ocasionando algún daño o incluso la muerte.

Umbral de fibrilación ventricular Tabla 2.2 Tabla de corrientes tolerables por el ser humano

Para fines de cálculo de las tensiones de paso y contacto, la guía Std 80-2000 del Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) recomienda utilizar un

valor de 1000 Ω para la resistencia del cuerpo humano

2.2 Inspecciones a las Líneas de Transmisión.

Las inspecciones son el primer paso para planear los trabajos de mantenimiento a las líneas de transmisión ya que al realizar las inspecciones nos arroja las anomalías que encontramos en las líneas además de evitar posibles disparos de líneas lo cual provoca la interrupción de energía eléctrica que en el valle de México es un gran problema por la cantidad de usuarios.

2.2.1 Inspección mayor

2.2.2 Inspección menor

Se puede realizar con una periodicidad de 2 veces al año, debido que no es necesario subir a las estructuras por parte de los linieros, pero es indispensable ya que en la zona metropolitana frecuentemente se encuentra con ciertas anomalías ocasionadas por terceros como tianguis, papalotes, grúas y por vandalismo, aunque ya se tienen identificadas las zonas no se puede tener controlado.

2.2.3 Inspección aérea o patrullaje aéreo

Dicha actividad se realiza con apoyo de helicóptero o avioneta, en la cual se pueden recorrer las líneas en un menor tiempo y detectar fallas notorias en cables de guarda, cable conductor, estructuras, brecha, colas de rata, cimentaciones, invasiones al derecho de vía, aislamiento y construcciones cerca al derecho de vía por vialidades nuevas, ya que en muchas ocasiones las delegaciones y municipios realizan sus proyectos sin consultar los riesgo que se enfrentan al realizar la construcción cerca de líneas de transmisión.

El recorrido que se realiza en la zona de transmisión metropolitana se divide en dos anillos de 400 kV y anillo de 230 kV

Con ayuda del helicoptero tambien se realiza la termografia a lineas de transmision con ayuda de un equipo termografico en la cual se recorre la linea para encontrar puntos criticos con alto grado de temperatura lo cual indica que se tiene que corregir eso puntos.

Una vez localizado se procede a corregir el punto caliente, algunos de estos puntos pueden encontrarse en la siguiente forma:

 Algunos hilos rotos en conductor

 En los herrajes de remate de conductor (pistolas mecanicas o a compresion)

 herraje de suspensión de conductor

 Empalmes de conductor

Figura .2.3 Vista panorámica de termografia en la línea XOCHIMILCO-93C20-SANTA CRUZ

2.2.4 Señalización aérea y peligro

Estructura de 1 circuito lleva 2 placas de peligro en el bottom panel y 2 placas de numeración en medio de la trabe de la estructura.

Estructuras doble circuito que enlacen la mismas subestaciones, llevan 2 placas de peligro en el bottom panel y 2 placas de numeración con la misma numeración en medio de la trabe de la estructura, doble circuito diferente enlaces de subestaciones, 2 placas de peligro en el bottom panel y 4 placas de numeración divididas 2 placas de numeración en la cruceta de guarda de cada cruceta debido a que las líneas tienen diferente numeración.

Las placas deben de cumplir con la norma de referencia NRF-042-CFE-2005 la cual nos dice que el cuerpo de la placa puede ser de acero inoxidable de fibra de vidrio o lamina galvanizada por enmersion en caliente. La placa tiene que tener un espesor de 0.8 mm con una longuitud de 60 cm y un ancho de 40 cm. Permitiendo una tolerancia de 1 ± %, sus cantos deben de estar redondeadas.

La placa debe estar pintada en color amarillo y las letras, numeros y simbolos de color negro de un solo lado de la placa, ademas de tener 2 barrenos de 1 cm de diametro y los tornillos de 9.5 mm de diametro por 25 mm de largo con arandelas planas, de precion y tuercas.

2.3 Médicion de la resistividad del subsuelo, resistencia

electrica y metodo directo

La actividad consta en realizar la resistencia del terreno en cada estructura que conforme la linea de transmision, dicha actividad debe de realizarse antes de las epocas de estiaje para que en temporadas de lluvia se tenga la seguridad de que se drenen las posibles descargas electricas que lleguen a caer en las lineas.

2.3.1 Médicion de la resistividad del subsuelo

Para medir la resistividad del subsuelo se utiliza el metodo “Wenner” o de los cuatro

puntos cuyo principio basico es la inyección de una corriente directa o de baja frecuencia a través de la tierra entre dos electrodos C1 y C2 mientras que el potencial que aparece se mide entre dos electrodos P1 y P2. Estos electrodos están enterrados en línea recta y a igual separación entre ellos. La razón V/I es conocida como la resistencia aparente. La resistividad aparente del terreno es una función de esta resistencia y de la geometría del electrodo, el equipo de medición es el Megger de tierra.

Podemos definir básicamente el método en 4 electrodos enterrados dentro del suelo

a lo largo de una línea recta a igual distancia “d” de separación enterrados a una

profundidad “p”, la tensión entre los dos electrodos interiores de potencial es medida

Figura .2.5 Diagrama de medición de resistividad.

Se debe de medir la resistividad del subsuelo colocando el megger en el centro de la estructura y los electrodos se deben colocar paralelos al centido de la Linea de Transmisión con una separación de 1.6m para la primera medición y 3.2m para la segunda medicion, los formatos deben de colocarse en un formato de la especificación. CFE 00JLO-28.

2.3.2 Medicion de resistencia electrica

Para la medicion de la resistencia de la red de puesta a tierra se debe utilizar el metodo de caida de potencial.

Mantenimiento a las redes de tierra convesionales

Esto es necesario por las propiedades de los materiales que presentan debido al envejecimiento, corrosión de conexión, durante el mantenimiento se realizan las siguientes actividades:

Medicion de resistividad del subsuelo de acuerdo al apendice a de la especificacion CFE 00JLO-28

Medición de la resistencia de puesta a tierrade la estructura.

Revision de las conexiones de cables de guarda a la estructura, colas de rata, bajantes de las patas de la estructura a la cimenación.

Reparacion de los sistemas de puesta a tierra que presenten daños fisicos

Correccion o mejoramiento de la red de puesta a tierra

Este metodo se basa en la inyección de una corriente de prueba en el electrodo bajo analisis (red de puesta a tierra) se toman las medidas de la tensiona diferentes distancias tomando como base la distancia que existe entre patas 1 y 4, el electrodo auxiliar de potencial P, el valor representativo se tentra cuando

La diferencia maxima de resistencia entre mediciones sea menor a 1 Ω para cuando

el valor maximo medido sea menor a 5 Ω se considera aceptable. Cuando la

diferencia de resistencia sea menor que el 15 % para cuando el valor maximo

La dirección de la medición debe de ser perpendicular o longuitudinal a la línea, instalar el electrodo auxiliar de corriente C y su cable asociado en la direccion seleccionada a 50m del electrodo E cuando la longuitud de la contra-antena sea menor o igual a 12 m y para longuitudes mayores la distancia debe ser de 75m del electrodo E.

En este metodo es necesario realizar 3 mediciones:

 Primera medición: Colocar el electrodo auxiliar de potencial P y su cable asociado en la direccion al electrodo de corriente al 52% de la medicion entre patas 1-3 o 2-4 multiplicado 4 veces

 Segunda medición: La segunda medicion se realiza instalando el electrodo P, a 62% de la distancia de la medicion entre patas 1-3 o 2-4 multiplicado 4 veces

 Tercera medición: La ultima medicion se efectua instalando el electrodo P a 72% de la distancia de la medicion entre patas 1-3 o 2-4 multiplicado 4 veces

Estas mediciones se tienen que registrar en el formato de la especificacion. CFE 00JLO-28 El valor representativo de la resistencia (R) de la red de puesta a tierra se considera lo correspondiente a la lectura realizada cuando el electrodo se encuentra a 62%.

2.3.3 Método directo

Ademas se realizar el metodo de directo el cual consiste en medir la resistencia de la conexion del sistema de tierra de la estructura, desde la conexion del cable de guarda o fibra OPGW a la conexion de sistema de tierras de la estructura sin pasar la

medicion de 0.081 Ω. En el caso de que la medicion sea mayor es necesario limpiar y

preventivas ya que de no realizar las actividades con precaucion se puede provocar un accidente.

2.4 Mantenimiento al derecho de vía de las Líneas de

Transmisión

Definiremos el derecho de via como la franja de terreno que se ubica a lo largo de la trayectoria de las lineas de transmision el cual debe de permanecer limpio.

Una actividad muy importante es el mantenimiento a lineas de transmision cuya funcion es el mantener limpio el derecho de via de las lineas para evitar salidas de lineas por quema de caña, pastizales, caida de arboles o ramas cercanas.

El control de quema de caña, pastizales donde se tenga maleza debajo del derecho de via de las lineas es importante ya que en ocaciones los dueños de los predios realizan la quema y provocan salidas de lineas.

Figura 2.7 Derecho de vía de las líneas TOP-A3510/A3520-BRN DE 400 KV

Figura .2.8 Derecho de vía de las líneas TOP-93050/93060-MOR DE 230 KV

2.5 Sustitución de aislamiento

Actividad realizada con línea energizada o desernigizada programadamanete que no impliquen afectacion del servicio o le reste confiabilidad a la red electrica de la Zona de Transmision Metropolitana.

Como se sabe existen dos tipos de estructuras suspension y tension.Una vez programada la licencia y otorgada por el Area Central de Control (ACC) se procede a trabajar de la siguiente manera.

2.5.1 Sustitución de aislamiento en estructuras tipo suspensión.

Preparar el material y la herramienta a utilizar en la maniobra a demas es necesario que toda la cuadrilla este enterada de la maniobra de cambio de aislamiento y la herramienta a utilizar.

Se tramita la licencia con el Area de Control Central para poder aterrizar en las subestaciones e instalar tierras tierras auxiliares donde se va a realizar el trabajo, esta actividad la puede desempeñar el responsable de los trabajos (jefe de oficina y cabo-liniero).

Instalacion de polea y soga mandadera para subir herramienta como montacarga, yugos, estrobos de acero, esta actividad la puede desempeñar el liniero o ayudante liniero.

El liniero que se encuentra en el conductor acciona el montacarga para aflojar la cadena, tambien retira la chaveta del aislador inferior y tensiona el montacarga para aflojar la cadena.

El personal que se encuentra debajo de la estructura amarra la nueva cadena de aislamiento con la soga mandadera, es necesario que la mandadera quede tensionada.

El liniero retirar chaveta de aislador superior con ayuda de pinzas, desarmador y desenganchar la cadena cargando en la soga mandadera para que esta quede tensionada.

La maniobra de bajar cadena de aislamiento retirada y al mismo tiempo subir cadena nueva.

Colocar chaveta de aislador superior e inferior, colocacion de calavera inferior.

El personal baja la herramienta utilizada en dicha maniobra asi como el retiro se las tierras auxiliares..

Si no se van a realizar mas trabajos se rtira la licencia en el Area de Control Central.

2.5.2 Sustitucion de aislamiento en estructura de tension

Preparar el material y la herramienta a utilizar en la maniobra a demas es necesario que toda la cuadrilla este enterada de la maniobra de cambio de aislamiento y la herramienta a utilizar.

Serviorarse que se encuentre aterrizado en ambos extremos de la linea para poder instalar las tierras auxiliares.Insatalar polea mandadera, estrobos en trabe y yugo delantero asi como montarcargas.

Una ves instalado el montacargas se tensiona para poder sacar el aislador de la calavera y aflojar lentamente la cadena.

Se baja la cadena a retirar al mismo tiempo se sube la cadena nueva.

Se engancha el aislador en la calavera del yugo delantero, se afloja montacarga para instalar la chaveta.

Retirar equipo y material utilizado, retirar tierras auxiliares y regresar la licencia para energizar la linea

Nota: Todas estas maniobras dependen de la forma de trabajar de la cuadrilla.

2.6 Sustitución de cable de guarda

La función principal de los cables de guarda es impedir que las descargas atmosféricas impacten directamente sobre los cables conductores de las fases de los circuitos, captando la intensidad de corriente y conduciéndola por medio de la estructura de acero para tramitarlas a los sistemas de tierras que finalmente son los elementos disipadores

Esta actividad es necesaria en las lineas de la Zona de Transmision Metropilitana debido a que se a brindado poco mantenimiento a dichas lineas por parte de la LyFc, esto para tener una mayor confiabilidad a las lineas ya que el cable de guarda

presenta corrosion tipo “C”, esto puede provocar caida del cable y ocacionar la

suspensión se la energia electrica ademas de poder ocacionar algun problema a terceros que se encuentren cerca del punto. Tambien se puede sustituir el cable de guarda por fibra optica OPGW.

Se debe de realizar un recorrido de la línea donde se va a realizar la sustitucion para poder elaborar el programa de tendido asi como la cuantificacion de herraje para el tramo a cambiar.

Una vez teniendo el programa de tendido y el herraje necesario se programa la licencia en el Area de Control Central

Se preparan los materiales necesarios antes del dia de la licencia como son: gruas, maquinas de tendido, herrajes de suspension y de tension, poleas, preformados, el cable de guarda, radios de comunicación, contrapeso (alacran), destoncedor (pengolin) y herramienta necesaria para llevar acabo dichas maniobras.

Se solicita licencia con el Area de Control Central para y se aterriza en cada subestacion que enlasa la linea, ademas de instalar equipo de puesta tierra auxiliares en el tramo que se ve a trabajar.

Se instalan poleas de tension y deflexion.

Se cubren circuitos de 23 kV, 85, kV, cruces de avenidas importantes o medios de transporte como son metro, tren ligero, tren suburbano con ayua de violines y gruas tipo canastilla.

Personal instala las maquinas de tendido y equipo de comunicacion para empesar con la maniobra.

Una vez instaladas todas las poleas se comienza a bajar la punta donde se encuentra la maquina devanadora para pegar la punta y el contrapeso debido a que se utiliza el cable de guarda existente como guia, terminando de realizar la maniobra se baja la otra punta del cable a la maquina traccionadora, anclando las otras puntas del cable en las cupulas de la estructura.

Una ves instaladas las maquinas se cubren empalmes de guarda con preformados de guarda.

Una ves listo se comienza con el tendido del cable, teniendo personal en cada estructura la cual se va reportando con los operadores de las maquinas, ademas de que un personal va siguiendo y checando el contrapeso.

Una vez que llega la punta del cable nuevo se flecha, remata y enclema el cable nuevo empezando por los herrajes de tension.

Se retiran maquinas de tendido, violines, tierras auxiliares para regresar la licencia y puedan energizar la línea.

Figura-2.11 Maquina de devanadora que se ocupa para tendido de OPGW o cable de guarda

2.7 Sustitución e instalación de estructuras intermedias

Una parte fundamental de una estructura para su uso es el dimensionamiento eléctrico cuyo objetivo principal es la de conservar una distancia fase a tierra y evitar el arqueo en aire entre estructuras y conductores, provocando la salida de la Línea de Transmisión.

La coordinación de aislamiento, es el balance importante entre los esfuerzos eléctricos sobre el aislamiento, los cuales son los sobre voltajes por descargas atmosféricas o maniobras así como otras sobre tensiones temporales inducciones o contactos accidentales con otras líneas, y el propio voltaje que soporta el aislamiento por su diseño.

La longitud de la cadena de aisladores, este parámetro es importante ya que es la distancia en aire que separa la estructura y el conductor.

El ángulo de blindaje, se necesita tener un buen ángulo de blindaje para poder tener una mejor según la región donde se encuentre ya que las descargas eléctricas caen sobre el conductor y no sobre el cable de guarda.

El sistema de conexión a tierra, este sistema debe de encontrarse correctamente para poder drenar las corrientes a tierra.

Distancias entre conductores y cable de guarda, es necesario que exista la distancia apropiada y normalizada entre conductores de fase así como del cable de guarda.

Instalación de supresores de voltaje, este dispositivo es el ultimo que se debe de recurrir para la protección para una buena coordinación de aislamiento.

Instalacion de una estructura

Para la instalación de estructuras intermedias es importante realizar el proyecto de la ingenieria para saber si realmente se instala la estructura intermedia o se sustituye alguna de las estructuras adyasentes al punto para mejorar los libramientos de piso a conductor. Esta actividad se realiza por terceros los cuales suministran la estructura y montan dicha estructura.

Durante el desarrollo del proyecto es importante saber que tipo de cimentacion se va a utilizar y supervisar la cimentacion por que es una parte indispensable para se lleve acabo la instalacion de la estructura ya que si esta mal nivelada las zapatas de las estructuras (spod) ya que en ocaciones cuesta trabajo la instalacion de la misma. La nivelacion se realiza con apoyo de un topografo

Una vez con la estructura en los almacenes de CFE y teniendo la cimentacion de dicha estructura se procede a programar la licencia para instalar dicha estructura.

Dependiendo del estudio de flujos que se realice y la importancia de las lineas, el CENECE solicita algun tipo de arreglo provisional para el montaje de la estructura.

Una vez otorgada la licencia se instala equipo de puesta a tierra auxiliar en estructuras adyasentes a la estructura que se va a sustituir.

El contratista empieza el montaje de la estructura, algunas ocaciones se prearma en suelo la estructura y con ayuda de grua se monta la estructura. Cuando el acceso es dificil para que ingrese la grua se arma con ayuda de plumas flotantes las cuales sirven de apoyo para armar la estructura.

Figura 2.12 Montaje de estructura con ayuda de grúa.

Cuando se tiene montada la estructura se procede a pasar el conductor a la nueva estructura ya sea de tension o suspension con su respectivo herraje y aislamiento nuevo.

Personal de lineas CFE empiezan a revisar algunos puntos la nueva estructura como son: tornilleria, torque, aislamiento, herraje, conductor, placas de carga, montantes, cable de guarda. Ademas de revisar por lo menos 3 estructuras antes y despues del punto por que algunas ocaciones se desploman las cadenas de aislamiento de las estructuras existentes.

Se retirar equipo de puesta a tierra auxiliares y se entrega la licencia al CENACE para que coordine las maniobras para energizar las lineas.

Figura .2.13 Vista final donde se muestra el mejoramiento del libramiento al sustituir la estructura.

2.8 Modificacion de angulo de blindaje

Se saca el diseño de la cruceta tomando como base la cruceta existente para anexarle el acero estructural faltante, para posteriormente mandarlo a fabricar las crucetas.

Una vez que se cuenta con las crucetas se procede a programar las licencias para la sustitucion de crucetas de cable de guardia.

Ya en sitio se procede a instalar equipo de puesta atierra provisional para poder empezar a trabajar.

Procede a instalar la polea mandadera para subir el equipo que se utiliza como montacarga, pluma flotante, soga, estrobo, tensor de fibra o guarda para proceder a realizar la maniobra.

Se baja el cable de guarda a la primera fase superior si la estructura es de doble circuito y a la trabe si es un solo cirduito, para asi desmantelar la cupula o cruceta existente con ayuda de la pluma flotante

El personal que se encuentra en piso arma la nueva estructura para proceder a instalarla la nueva cruceta de guarda, muchas veces no coincide los barrenos viejops con los nuevos por eso se realizan arriba cuando la instalan para que no aya equivocacion, cuando barrenan le aplican galvanizado en frio, para evitar la corrosion.

Figura.2.14 Personal realizando la maniobra de modificación de ángulo de blindaje.

2.9 Instalación de supresores de voltaje

La instalación de supresores de voltaje es una parte importante en la coordinación de aislamiento ya que drena las variaciones de voltaje que se presenten en una línea de transmisión como son descargas atmosféricas, por maniobra, por equipo.

Para la instalacion de supresores de voltaje (GAP)

Una vez en sitio se instala el equipo de puesta a tierra auxiliares para trabajar con mayor seguridad ,asi como soga mandadera.

Se sacan medidas en la fase que se va a instalar el supresor para instalar y fijar el riel que sujetara al supresor a la estructura, realizando los barrenos en el riel, la estructura y se le aplicar glalvanizado en frio en los barrenos para evitar la corrosion.

El supresor se arma en el piso para poder fijarlo, apretando la union y dejando flojo el electrodo de puesta a tierra (diana) para que en cuanto se tengas las medidas poder subirlo.

Una vez instalado el riel se vuelven a confirmar las medidas, se procede a subir el supresor para fijarlo corroborando las medidas ya que en algunas veces qe tiene que instalar aumentos para poder cumplir conlas distancias.

Una vez fijado el supresor se fija la diana siempre i cuando cumpla con las medidas de entre hierrolas cuales se muestran acontinuacion

TENSION (kV) VALOR MINIMO (metros) VALOR RECOMENDABLE (metros) VALOR MAXIMO (metros)

400 1.3 1.4 1.5

230 1.1 1.2 1.3

Figura.2.15 Supresor instalado en LT BRN A3570 NOP

Distancia de entrehierro

Electrodo (diana)