Informe-2

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Alta tension
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   1 Resumen  —   Se realiza un informe acerca del procedimiento para llevar a cabo medidas de pérdidas por efecto Joule en conectores tipo grapa de amarre o retención de tipo de apriete por tornillería usados en los sistemas de transmisión de alta tensión, especialmente para conductores usados en líneas eléctricas aéreas. Palabras clave  —   Pérdidas magnéticas, grapas de amarre, frecuencia industrial. I.   INTRODUCCIÓN os conectores o grapas terminal metálica tipo pistola, se emplean en líneas de transmisión con cables de guarda ACSR tipo SHRIKE (33,185 Kcmil) y en las líneas de distribución con cable de guarda que utilizan como mínimo cables de acero de ¼” o cables ACSR N° 4 AWG . Es de vital importancia para el correcto funcionamiento del sistema de transmisión que el operador de éste, se encuentre al tanto del estado de sus equipos para poder garantizar así la confiabilidad y el continuo suministro de servicio, por lo tanto, es necesario el efectuar pruebas en los diferentes elementos y comparar así los resultados con lo exigido por las normas técnicas de cada país lo que implica a su vez una evaluación de calidad para sus proveedores. II.   OBJETIVOS  A. General Elaboración de pruebas para verificar pruebas magnéticas en grapas de amarre o retención de tipo de amarre por tornillería  para conductores de líneas eléctricas aéreas.  B. Específicos -   Aprender a realizar los montajes en el laboratorio para realizar las pruebas a conectores. -   Estudiar el comportamiento de los conectores a diferentes niveles de corriente a una frecuencia de trabajo industrial. -   Aprender los criterios de aceptación o de rechazo establecidos por la NTC 2973 respecto a los conectores usados en líneas de transmisión aéreas. III.   MARCO   TEÓRICO  A.   Grapa de retención tipo pistola. Este tipo de herraje se lo utiliza para sujetar cables y conductores en estructuras aéreas de distribución de energía eléctrica, al empezar la línea, al realizar un corte, y cuando termina (arranque y terminal). Este tipo de mordaza está constituida por dos partes (cascaras) en forma de pistola, que se unen por medio de bridas, en donde se inserta el conductor. Las grapas terminales metálica tipo pistola, se emplean en líneas de transmisión con cables de guarda ACSR tipo SHRIKE (33,185 Kcmil) y en las líneas de distribución con cable de guarda que utilizan como mínimo cables de acero de ¼” o cables ACSR N° 4 AWG.  [1] Figura 1. Grapa de retención tipo pistola de 2, 3 y 4 ues. [2] Estos elementos serán empleados a la intemperie bajo las siguientes condiciones ambientales: CARACTERÍSTICAS AMBIENTALES Altura sobre el nivel del mar Desde 2900 a los 600 m.s.n.m. Ambiente Tropical Humedad relativa Desde 100% al 20% Temperatura máxima y mínima +45 °C y -5 °C respectivamente Temperatura promedio 14 °C Polución Alta con productos de la combustión y altamente contaminada por otros agentes. Tabla 1. Condiciones ambientales de uso a la intemperie de las grapas tipo  pistola. [1] También se debe tener en cuenta las condiciones eléctricas del sistema para su correcta operación: CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS Tensión nominal 11,4 kV, 34,5 kV, 115kV Tensión Máxima 15 kV, 38 kV, 123 kV Frecuencia del sistema 60 Hz Disposición de la acometida Trifásica Tabla 2. Condiciones eléctricas de uso a la intemperie de las grapas tipo  pistola. [1]  B.    Ensayo de pérdidas magnéticas. Con este ensayo se pretende verificar las pérdidas magnéticas de las grapas de amarre o retención de tipo de apriete por tornillería para conductores de líneas eléctricas Ensayo de perdidas magnéticas en conectores.   Daniel Giraldo,  Estudiante, UdeA , Alejandro Londoño,  Estudiante, UdeA , Luis Almario,  Estudiante, UdeA  y Juan Echeverri,  Estudiante, UdeA.   L   2 aéreas (excluyendo las grapas para cables de tierra). Para llevar a cabo el ensayo se hace pasar una corriente a frecuencia industrial, a través de una longitud de conductor adecuada y se medirán las pérdidas de potencia con y sin los herrajes montados sobre el conductor. Las varillas de  protección se colocarán en el conductor si se van a utilizar en servicio. La geometría del circuito de ensayo será exactamente la misma para ambas medidas. En los dos casos, se permitirá que el conductor alcance su temperatura de equilibrio. Se utilizará el conductor de máximo diámetro para el que el accesorio ha sido diseñado. Para medir las pérdidas de  potencia de la grapa, se colocarán sobre el conductor, un mínimo de 5 unidades, espaciados no menos de 50 cms. Las grapas se ensayarán con todos sus componentes colocados tal y como figuran en los planos de fabricación. Para el ensayo se empleará tensión alterna a frecuencia de 50 o 60 Hz, y la intensidad de corriente conforme a la tabla 6 de la NTC 2973. En países donde no se utilizan cables de dimensiones métricas, la corriente de ensayo, será la que corresponda al conductor menor y más próximo al tamaño métrico equivalente. [3] Sección conductora  2  Corriente A Aluminio y aleaciones de aluminio Cobre 25 115 125 50 175 230 75 230 310 100 275 365 150 355 470 200 435 575 250 500 670 300 565 760 400 680 910 500 785 1030 600 875 1140 700 955 1240 800 1025 1330 900 1100 1410 1000 1170 1490  NOTA: Las secciones que no figuren en esta tabla, se tomará el valor inmediatamente anterior. Tabla   3 . Intensidades de corriente que se aplicarán en el ensayo de pérdidas magnéticas  NTC 2973. Tamaño del lote Tamaño de la muestra  Número  permitido de defectuosos 3 a 25 3 0 26 a 90 13 1 91 a 20 2 150 151 a 280 32 3 281 a 500 50 5 501 a 1200 80 7 1201 a 3200 125 10 3201 a 10000 200 14 10001 y más 325 21 Tabla 4. Plan de muestreo para inspección visual y dimensional El montaje recomendado por la norma se puede observar en la figura 3 Figura 3. Montaje para pruebas de pérdidas magnéticas según NTC 2973.   3 IV.   RESULTADOS A partir de los resultados obtenidos se procede a verificar por medio de la norma NTC 2973 y la IEC 61284, si los herrajes cumplen con la calidad adecuada para prestar un servicio. Se hace uso del criterio de cumplimiento propuesto en la norma. −  ≤ ∝    (1) Al no especificarse el valor de α del herraje por el fabricante se considera un valor igual a 1 [4]. Corriente (A) Potencia A (Kw) Potencia B (Kw) Energía A (Kw/h) Energía B (Kw/h) 71 1,2 1,3 O,281 0,317 125 1,7 2,2 0,435 0,537 178 2,1 2,8 0,471 0,643 Tabla 5. Resultados obtenidos de la potencia y la energía para diferentes niveles de corriente con herrajes. Porcentaje de corriente Potencia sin objeto de ensayo (Pc)(kW) 20% (71 A) 0,04 35% (124 A) 0,19 50% (177.5 A) 0,27 Tabla 6. Resultados obtenidos de potencia para diferentes niveles de corriente  sin herrajes.  La tabla 6 resume los valores obtenidos en la práctica considerando un Pd neto igual a la diferencia de las potencias B y A, y una longitud total del arreglo de 2.5 m. Aplicando la expresión (1), se determina el cumplimiento o no del arreglo, estos resultados se resumen en la tabla 7. Tabla 6. Valores de las potencias con y sin errajes. Tabla 7. Verificación del cumplimiento de la norma  V.   ANÁLISIS   DE   RESULTADOS Se comprobó que los herrajes utilizados en la prueba de laboratorio cumplen con los criterios dados por la norma, por lo tanto, aceptables para su respectivo uso. Se observa que las pérdidas son directamente proporcionales a la intensidad de corriente, y estas son mayores para la configuración con herrajes. VI.   CONCLUSIONES REFERENCIAS [1] CODENSA.  ET365 Grapa terminal tipo pistola metálica para AT-MT, CODENSA S.A. ESP, 2011, Disponible en: http://likinormas.micodensa.com/Especificacion/herrajes_conectores/et365_grapa_terminal_tipo_pistola_metalica [2] FUNDELEC. Grapa de retención tipo pistola. Disponible en: http://www.fundelec.com.co/pdf/GRAPA%20DE%20RETENCION%20TIPO%20PISTOLA.pdf [3] Electrotecnia.  Herrajes y accesorios para redes y líneas aéreas de distribución de energía eléctrica. Grapas de retención,  NTC 2973, 1991. [4] Lines  ,   O. Requirements and Tests for Fittings: IEC 61284. 28-37. Corriente (a)  Pc (w) Pd (w) L (m)  N 71 40 100 2,5 5 125 190 500 2,5 5 178 270 700 2,5 5 Corriente (a)  Resultado Cumple 71 12 ≤16  Si 125 62 ≤76  Si 178 86 ≤108  Si
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