Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
La línea de transmisión es una parte importante del sistema eléctrico. El costo y la vida útil de la línea de transmisión dependen principalmente del material utilizado para fabricar el conductor de la línea de transmisión. El material más importante y más adecuado para el conductor de la línea de transmisión es el cobre, ya que tiene alta conductividad y alta resistencia a la tracción. Cada vez más tiene buena ductilidad. La única limitación es su costo. El material más utilizado en la línea de transmisión es el aluminio.
El aluminio tiene suficiente conductividad. Cada vez es más ligero. Lo que resulta en un conductor de bajo peso y menos pandeo. La única limitación es su baja resistencia a la tracción. Para superar esta limitación núcleo de acero se utiliza para aumentar la resistencia a la tracción de conductor de aluminio, tal como en ACSR (acero conductor de aluminio reforzado) conductor .
El conductor ACSR es muy popular para líneas de transmisión aéreas de alto voltaje. La elección del material adecuado para la línea de transmisión depende de:
- Propiedades eléctricas requeridas
- Resistencia mecánica requerida
- Condiciones locales
- Costo de material
Indice de contenidos
Propiedades requeridas en los materiales utilizados para el conductor en la línea de transmisión
- Alta conductividad
- Alta resistencia a la tracción
- Peso ligero
- Alta resistencia a la corrosión en condiciones
- Alta estabilidad térmica
- Bajo coeficiente de expansión térmica.
- Bajo costo
Uso de materiales para líneas de transmisión
Los materiales utilizados para las líneas de transmisión se enumeran a continuación:
- Cobre
- Aluminio
- Cadmio – Aleaciones de cobre
- Bronce fosforado
- Acero galvanizado
- Cobre con núcleo de acero
- Aluminio con núcleo de acero
Cobre (Cu)
El material de alta conductividad ampliamente utilizado como conductor para máquinas o equipos eléctricos es el cobre. La maleabilidad, la soldabilidad y la capacidad de soldadura son las propiedades más importantes del cobre. El cobre en forma pura tiene buena conductividad. Pero la conductividad del cobre de grado estándar se reduce debido a la presencia de impurezas.
Propiedades del Cobre
- Resistividad: 1,68 µΩ -cm.
- Coeficiente de temperatura de resistencia a 20 o C: 0.00386 / o C.
- Punto de fusión: 1085 o C.
- Gravedad específica: 8,96 g / cm 3 .
Uso de cobre
El cobre es el material más importante y más adecuado para el conductor de la línea de transmisión, ya que tiene una alta conductividad y una alta resistencia a la tracción. Cada vez más tiene buena ductilidad. La única limitación es su costo.
Aluminio (Al)
El aluminio es un elemento que es un metal de color blanco plateado, ligero, blando, no magnético y dúctil. El aluminio es el tercer elemento más abundante (después del oxígeno y el silicio) y el metal más abundante que se encuentra en la corteza terrestre. El principal mineral de aluminio es la bauxita. El aluminio tiene baja densidad, alta ductilidad, buena resistencia a la corrosión y buena conductividad, lo que lo hace adecuado para su uso como conductor eléctrico para la transmisión y distribución de electricidad.
Propiedades del Aluminio
- Resistividad: 2,65 µΩ -cm.
- Coeficiente de temperatura de resistencia a 20 o C: 0.00429 / o C.
- Punto de fusión: 660 o C.
- Gravedad específica: 2,70 gm / cm 3 .
Uso de Aluminio
El material más utilizado en la línea de transmisión es el aluminio. El aluminio tiene suficiente conductividad. Cada vez es más ligero. La única limitación es su baja resistencia a la tracción. Para superar esta limitación, el núcleo de acero se utiliza para aumentar la resistencia a la tracción del conductor de aluminio, como en el conductor ACSR (conductor de aluminio reforzado con acero). El conductor ACSR es muy popular para líneas de transmisión aéreas de alto voltaje .
Aleación de cobre cadmio
Las aleaciones de cadmio-cobre contienen cadmio de 0,6 a 1,2%. Esta pequeña adición de cadmio aumenta la resistencia a la tracción y la resistencia a la corrosión del cobre. La conductividad de las aleaciones de cadmio-cobre es del 90 al 96% de cobre puro.
Uso de cadmio – aleación de cobre
- Para la fabricación de conductores para líneas de transmisión de alta resistencia a la tracción.
- Para fabricar alambre de carro.
- Almohadillas térmicas.
- Elementos de manta eléctrica.
Bronce fosforado
El bronce fosforoso es una aleación de cobre con 3,5 a 10% de estaño y hasta 1% de fósforo. A veces, también se le llama como «Phos-Bronze». El fósforo se agrega como agente desoxidante durante la fusión. El bronce fosforoso tiene buena resistencia, tenacidad, bajo coeficiente de fricción y granos finos. La adición de fósforo aumenta la fluidez del fundido, lo que da como resultado una mejor capacidad de fundición de la aleación y limpia los límites de grano, lo que mejora las propiedades mecánicas de la aleación.
Uso de bronce fosforoso
- Para la fabricación de conductores para líneas de transmisión que atraviesan la atmósfera marina.
- Para la fabricación de muelles y pernos donde se requiera una alta resistencia a la fatiga.
- Hélice de buques donde se requiere alta resistencia a la corrosión en entornos marinos.
- Para hacer contactos eléctricos.
- En criogenia, donde la conductividad eléctrica justa y la conductividad térmica baja permiten la realización de conexiones eléctricas al dispositivo a temperatura ultrabaja sin agregar calor excesivo.
Acero galvanizado
El hierro puro y el acero se oxidan o corroen en condiciones abiertas. Para evitar la corrosión, las láminas y alambres, etc. hechos de estos metales se recubren con zinc. Para el revestimiento de zinc se utiliza galvanización en caliente. En este proceso, el hierro o el acero se sumergen en zinc fundido a una temperatura de alrededor de 449 o C.Cuando se expone a la atmósfera, el zinc reacciona con el oxígeno (O 2 ) y forma la sustancia óxido de zinc (Zno), que además reacciona con el dióxido de carbono. y formar carbonato de zinc (ZnCo 3 ). Este carbonato de zinc es generalmente un material gris mate y bastante fuerte, que protege el hierro o el acero debajo de la corrosión en condiciones abiertas.
Uso de acero galvanizado
- El alambre de acero galvanizado se utiliza para fabricar conductores utilizados en líneas de transmisión donde se requiere resistencia a la corrosión.
- Se utilizan chapas y tubos de acero galvanizado para la fabricación de polos de transmisión.
Cobre de núcleo de acero
A veces también se le llama conductor de acero revestido de cobre. Para aplicaciones de alta resistencia a la tracción para aumentar la resistencia del alambre, el acero se utiliza como núcleo de conductor y cobre para aumentar la conductividad del conductor. Aquí, el cobre no solo proporciona la conductividad, sino que también actúa como capa protectora para detener la corrosión del acero por las condiciones climáticas atmosféricas.
Uso de cobre con núcleo de acero
- El alambre de cobre con núcleo de acero se utiliza para la puesta a tierra de instalaciones eléctricas.
- Como conductor interior de cable coaxial.
- Caída de alambre de cables telefónicos.
Aluminio con núcleo de acero
El aluminio es liviano y tiene buena conductividad. Pero tiene una resistencia a la tracción muy baja. Para que sea adecuado para su uso como conductor de línea de transmisión, tenemos que aumentar su resistencia a la tracción. Para aumentar la resistencia a la tracción, se utiliza acero como núcleo de conductor. Un buen ejemplo de aluminio con núcleo de acero es un conductor ACSR (conductor de aluminio reforzado con acero). Conductor ACSR ampliamente utilizado en líneas de transmisión. Como tiene alta resistencia a la tracción, buena conductividad y económico.
Uso de aluminio con núcleo de acero
- El alambre de aluminio del núcleo de acero (ACSR) se utiliza como conductor para la línea de transmisión .
- Como conductor interior de cable coaxial.
