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Cable Testing
TECNICA DE LA ALTA TENSION
APENDICE 1
Problema 4.5
Cálculos y mediciones evidencian que la distribución de la tensión a lo largo de una cadena de aisladores no es uniforme, es decir la tensión aplicada no se reparte en forma proporcional al número de elementos, su distribución se puede calcular mediante un modelo, siendo este método indicado en el caso de configuraciones complicadas.
Si se conocen los valores de capacidad parcial a tierra C y la capacidad propia de cada aislador K de una cadena de aisladores, se puede hacer un modelo (físico) análogo resistivo, se sustituye en el modelo resistivo C por r y K por R, despreciando la capacidad parcial con el conductor C* figura 89.
Se tiene entonces que:
por lo tanto:
Veamos un ejemplo de una cadena que tiene 5 elementos, si se adopta una relación y fijamos arbitrariamente para R=10 W resulta r=100 W siendo la tensión del primer elemento contra tierra de 722 V la distribución de tensiones se observa en la figura 212 (del libro Introdução à Técnica das Altas Tensões - M. Wellauer).
Con esta base se desarrolló el programa CADENA que recibe los siguientes datos: el valor de capacidad de un solo aislador (CA), el número de aisladores (HN). Entre el potencial cero y el potencial 100 % hay n-1 puntos en tensión para los que se debe determinar su potencial. Para cada uno de estos puntos intermedios se debe informar el valor de la capacidad (CT) hacia tierra (soporte) y de la capacidad hacia el conductor (CC, en general sensiblemente menor).
Con estos datos el programa prepara un sistema de n-1 ecuaciones, cuyas incógnitas son las tensiones en los puntos intermedios de la cadena.
La planilla de cálculo AISLADOR.XLS permite estimar la capacitancia de los aisladores, y las capacitancias hacia tierra y hacia el conductor, de cada aislador, el cálculo se hace con hipótesis simplificativas que se observan en la planilla.
La figura 213 muestra como se estima la capacitancia del aislador, siendo las hipótesis simplificativas drásticas, se adoptan como diámetro interno y externo los que corresponden al vidrio o porcelana donde están alojados la caperuza y el badajo, considerando el cemento de fijación como conductor.
La figura 214 muestra el cálculo de las capacitancias hacia tierra (poste) y hacia el conductor, como se observa en la planilla el primer punto está a tierra su capacidad es nula, y el valor de la capacidad hacia el conductor no se la considera, en rigor es la capacidad del conductor a tierra, con lo que se tienen los datos necesarios para el programa CADENA, y se puede determinar la distribución de tensión en la cadena de aisladores.
Es interesante comparar los resultados de la corrida del programa CADENA teniendo en cuenta las capacidades hacia el conductor (CC) y considerándolas nulas, observando su influencia en la distribución de la tensión.
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