Simulación de campo eléctrico en aisladores no cerámicos instalados en líneas de alta tensión de corriente directa (ATCD)

Abstract

RESUMEN: Debido a la acelerada explosión demográfica en México y por consecuencia el rapido incremento en la demanda energética, es necesario implementar nuevas tecnologías que permitan hacer más eficiente el transporte de energía eléctrica. Una propuesta para el transporte de energía en grandes cantidades y con el menor indice de pérdidas es el uso de la tecnología de Alta Tensión en Corriente Directa. la cual se está implementando desde hace algunos años en países como China, Turquía, España, Francia. En nuestro País, de acuerdo al programa de desarrollo del Sistema Eléctrico Nacional, se contempla implementar esta tecnología en o próximos años. EN el presente se desarrollan simulaciones para determinar la distribución del campo eléctrico y el potencial eléctrico en la en la superficie de un aislador no - cerámico para una linea de Alta Tensión de Corriente Directa de 500 kilovolts (kv).Para la realización de las simulciones se empleo el sofware COMSOL Multiphyscis 5.3, el cual aplica el Método de Elementos Finitos para calcular dicho campo en el aislador. Debido a que se presenta alta concentración de campo eléctrico en la superficie del aislador cercana a los herrajes , se diseña e instalan anillos equipotenciales en los extremos del aislador y se muestra cómo se logra una atenuación del campo, para así hacer más suave la caída de potencial eléctrico a lo largo de la superficie del aislador evitando la posibilidad de la descargas superficiales que pueden llevar a provocar el envejecimiento prematuro de los aisladores. Para la realización del modelo del aislador para corriente directa, las dimensiones de diseño para el aislador están basadas en las normas IEC 60815-1986 e IEC 60815 - 2013, las cuales especifican algunos datos para el diseño de este tipo aisladores como lo son el nivel de contaminación y la distancia de fuga. Debido a que el comportamiento de los aisladores para corriente alterna a corriente directa y así es posible diseñar el aislador específicamente para corriente directa. También se realiza una composición entre una linea Alta Tensión en Corriente Alterna y una en Corriente Directa, generalizado aspectos técnicos y económicos, así como las ventajas y desventajas que presentan una contra otra. Así mismo, se realiza un análisis técnico - económico de la instalación de una línea de Alta Tensión en corriente Directa y se compara las pérdidas de energía que a su vez representan pérdidas económicas.