Análisis del fenómeno de vibración eólica en las líneas de distribución primaria del Sistema Eléctrico Bella Unión Chala 22.9 kv y sus soluciones técnicas

Abstract

Las instalaciones de distribución del sistema eléctrico bella unión chala se encuentran ubicadas en una conocida zona de vientos de ocurrencia casi constante durante la mayor parte del año. el efecto del viento genera vibración eólica lo que a su vez puede ocasionar que el cable mecánico entre en una condición de fatiga. el conductor eléctrico como elemento de un sistema de distribución se encuentra sometido a efectos de vibración ocasionada por el viento. esta investigación se realizó a efectos de determinar soluciones técnicas que anulen o reduzcan los efectos dañinos que se pueden producir en el elemento conductor como cable mecánico. en el marco teórico se revisaron los conceptos de cálculo mecánico de conductores así como los criterios que condujeron a determinar el límite de resistencia a la fatiga del material de fabricación de los conductores (aaac y caapi). también se revisó el criterio de la energía aportada al conductor por el viento y el criterio de la capacidad de auto amortiguación de un conductor. se describieron los objetivos de la investigación para poder determinar los sistemas de distribución con mayor afectación así como recabar la información de los tramos de línea primaria de los diferentes circuitos de distribución cuyos datos relevantes y puntuales sirven para el análisis. la información de más relevancia para el presente análisis es el tipo de conductor, longitud de los vanos, determinación de tramos de línea en función al empleo de estructuras de soporte de anclaje/retención y terminales. los cálculos se hicieron en base a tres criterios: el cálculo mecánico convencional en base a la guía de consideración de hipótesis planteadas en el código nacional de electricidad suministro vigente, el cálculo mecánico del límite de resistencia a la fatiga producida por efectos de vibración, y la aplicación del principio de balance energético respecto a la energía que aporta el viento al conductor y la determinación de la capacidad de auto amortiguación del conductor en relación a la eds final a la que está sometido. el segundo cálculo vino a ser una confirmación del primer cálculo convencional por una simple verificación de que el cable mecánico no entre en condición de fatiga, generada por la vibración y por esfuerzos mecánicos producidos por cargas mecánicas externas. en el tercer cálculo se comparó el resultado de la capacidad de auto amortiguación del conductor que fuese mayor que la potencia aportada al conductor por el viento. se realizó una recopilación de la información técnica de diseño y montaje de las líneas de distribución del sistema de distribución en estudio que tuvo disponible la distribuidora para aplicar y analizar los criterios definidos. las propuestas técnicas de solución se determinaron empleando la práctica convencional para reducir o eliminar la vibración y por consiguiente la fatiga del cable mecánico mediante el uso de amortiguadores de vibración, varillas de armar, cinta plana de anclaje y sin perder especial atención al cálculo mecánico de conductores y la regulación del flechado de los conductores en condiciones de templado. las técnicas de solución se plantearon a partir de la verificación de que la potencia de auto amortiguación sea mayor que la potencia de vibración absorbida por el cable mecánico. estos resultados obtenidos en los cálculos deben verificarse que se cumplan en la práctica y si no se cumplen deben hacerse cumplir, para que los esfuerzos máximos a los que se somete a los conductores no excedan el esfuerzo de límite de resistencia a la fatiga. finalmente se hizo un análisis económico concreto del estudio para determinar la viabilidad económica de aplicar o no aplicar las mejoras o soluciones técnicas.