Evaluación del riesgo de falla debido a las sobretensiones de maniobra en los aislamientos de las líneas de transmisión aéreas a alta tensiones

Abstract

Las estructuras de transmisión de energía eléctrica tienen como finalidad transportar la energía en forma confiable y económica desde los centros de generación hasta los lugares de consumo. Existen dos maneras dicho transporte: en forma subterránea o aérea. la primera de ellas es excesivamente costosa por los que solo se hace a nivel urbano. La transmisión aérea de la energía requiere de estructuras .de soporte para los conductores, la configuración geométrica de estas estructuras debe ser tal que el aislamiento de la línea se conserve en cualquier condición de operación. La elección de la rigidez del aislamiento se hace, sin embargo, con arreglo a un compromiso en virtud del cual el número de perturbaciones de servicio previsibles se mantengan dentro de un cierto mínimo y, al mismo tiempo, las instalaciones no lleguen a hacerse demasiado costosas; es decir se acepta en el diseño la eventualidad de fallas aún en los casos de bajas probabilidades de contingencias. Con el fin de cuantificar las perturbaciones de servicio por falla en el aislamiento, sería preciso tomar en consideración todas las causas de sobretensiones de alguna importancia que influyen en el funcionamiento del mismo (F í g. N 0 1). Un factor decisivo que ha permitido la formulación matemática del funcionamiento del aislamiento de una línea de transmisión ha sido, el estudio de los procesos de sobretensión, real izado por numerosos investigadores en los últimos 20 años y que ha permitido tener un conocimiento completo y profundo sobre la generación de las distintas clases de sobretensiones, su propagación en redes e instalaciones, su influencia sobre los órganos de funcionamiento eléctrico y sobre el comportamiento de los materiales aislantes frente a los esfuerzos provocados por aquellas. Con el advenimiento de las Altas Tensiones, los sobre voltajes de maniobra comenzaron a ser determinantes en los diseños del aislamiento externo de las líneas de transmisión. Es por ello que el propósito de este trabajo es presentar un método de ingeniería para la evaluación del Riesgo de Falla en los aislamientos externos de las Líneas de Alta Tensión sometidos a este tipo de esfuerzos. El método se basa en el reconocimiento de la conducta estadística de la tensión soportada por el aislamiento, así como de las solicitaciones debidas a las sobretensiones, las cuales deben ser descritas por sus distribuciones estadísticas respectivas. De forma simplificada, este método se ha realizado utilizando hipótesis sobre la forma de las curvas de probabilidad. La ventaja del método radica en poseer un sentido físico preciso ya que permite coordinar los niveles de seguridad en la red según las consecuencias de las fallas. Por otra parte, permite efectuar análisis de sensibilidad (por ejemplo, evaluar la influencia de un cambio en la severidad de las sobretensiones o de la tensión soportada del aislamiento sobre la probabilidad de falla) permitiendo tomar decisiones sobre una base racional. Quedaría incompleta esta presentación si dejara de hacer mención a la persona del Ing. Justo Yanque M., profesor de nuestra Universidad y poseedor de un amplio conocimiento y experiencia en el campo de los sistemas eléctricos de Alta Tensión; y del Ing. Máximo Inoue Yamane, jefe de la UPE-Trujillo de Electro Perú S.A.; agradezco la acogida que me brindaron y su continua orientación, que han hecho posible concluir este trabajo.