Sistema de Cálculo de Aislación

5. Espaciamientos en Aire

Cálculo de distancias mínimas según RPTD N°7 con corrección por altura.

5.1Distancias Base (RPTD N°7)

* Valor automático para 500 kV según Tabla 5 RPTD N°7

* Valor automático para 500 kV según Tabla 5 RPTD N°7

Altura Geográfica1910 msnm
Factor Corrección (K_alt)1.0900

* K = 1 + 0.03 * (H - 1000) / 300 (para H > 1000)

5.2Distancias Corregidas (RPTD N°7)
Distancia Mínima Transiente (DSW)4305.5 mm
Distancia Mínima Industrial (DFI)1744.0 mm

5.3 Espaciamiento Mínimo en Aire (CIGRE 348)

Evaluación de distancias eléctricas según CIGRE 348 / IEC 60071-2.

5.3.1Espaciamiento para sobretensiones de frecuencia industrial

Para determinar la distancia en aire para frecuencia industrial a considerar en el proyecto se debe aplicar la siguiente fórmula, presente en el CIGRE TB 348.

Dft−fi=(Us350⋅Ka⋅ka⋅kg−fi)ND_{ft-fi} = \left( \frac{U_s}{350 \cdot K_a \cdot k_a \cdot k_{g-fi}} \right)^N

Donde:

D_ft-fi: Distancia fase-tierra de frecuencia industrial= 2.479[m]U_s: Tensión máxima del sistema= 550[kV]K_a: Valor de acuerdo con CIGRE 348= 0.88-k_a: Factor de corrección por altitud= 0.85-k_g-fi: Factor de forma de acuerdo con la geometría, según CIGRE 348= 1.22-N: 1 (Us ≤ 400kV) o 1.67 (Us > 400kV)= 1.67-

El valor k_a se calculan de la siguiente manera:

ka=1em⋅(H8150)k_a = \frac{1}{e^{m \cdot (\frac{H}{8150})}}

Donde:

k_a: Factor de corrección por altitud= 0.85-H: Altitud de la instalación= 1910[m.s.n.m.]m: Exponente m=0,7 de acuerdo con CIGRE 348 como valor más desfavorable= 0.7-

El valor kg-fi se calcula como sigue de acuerdo con CIGRE 348:

kg−fi=1.35⋅kg−0.35⋅kg2k_{g-fi} = 1.35 \cdot k_g - 0.35 \cdot k_g^2

Donde:

k_g: Factor Gap o de espaciamiento= 1.45-k_g-fi: Factor de forma= 1.22-

Evaluando las expresiones anteriores, se llega a una distancia por sobretensión de frecuencia industrial de 2.479 m.

5.3.2Espaciamiento para sobretensiones de frente rápido

Para determinar la distancia mínima por sobretensiones de frente rápido se utilizará las recomendaciones de la CIGRE TB 348, la cual considera lo siguiente:

Dfr=U50%_ff(0.74+0.26∗kg)∗490D_{fr} = \frac{U_{50\% \_ ff}}{(0.74 + 0.26 * k_g) * 490}
U50%_ff=U90%_fr1−1.3∗σU_{50\% \_ ff} = \frac{U_{90\% \_ fr}}{1 - 1.3 * \sigma}

Donde:

D_fr: Espaciamiento en aire para sobretensiones de frente rápido= 0.000[m]U_50%_ff: Sobretensión de frente rápido con probabilidad de ser resistido un 50%= 0.00[kV]U_90%_ff: Sobretensión de frente rápido con probabilidad de ser resistido un 90%= 1550[kV]σ: Desviación estándar= 3[%]K_g: Factor de espaciamiento (configuración conductor – estructura)= 1.45-

Evaluando la expresión anterior con el valor de U50%-fr calculado anteriormente y un factor Kg de 1.45 definido por la norma IEC 60071-2 para el aislamiento en aire entre el cable y el cuerpo de la torre. De lo anterior se determina que es espaciamiento en aire para sobretensiones de frente rápido "Dfr" es de 0.000 metros.

Dado que el espaciamiento de sobretensión de frente lento se encuentra cubierto por el espaciamiento de sobretensión de frente rápido, para la verificación de las distancias en la estructura, sólo se considerará analizar el espaciamiento de sobretensión de frente rápido por ser más restrictivo.

EConfiguración de Parámetros

* Determina automáticamente el factor Kg

FResultados Finales CIGRE 348
FI
Frecuencia Industrial (Dft-fi)2.479 m
FR
Frente Rápido (Dfr)0.000 m

* Basado en U50%-fr = 0.00 kV

G8.4.5 Resumen Distancias mínimas

A continuación, se resumen las distancias mínimas calculadas, así como la condición en la que serás verificadas:

DISTANCIA MÍNIMAVALORVERIFICACIÓN
Frecuencia Industrial (Calculado)2.48 [m]Viento máximo
Sobretensión Transiente Frente Rápido (Calculado)0.00 [m]Viento medio y reposo
Frecuencia Industrial (Normativa vigente)1.74 [m]Viento máximo
Sobretensión Transiente Frente Rápido (Normativa vigente)4.31 [m]Viento medio y reposo

De la tabla anterior podemos resumir que los espaciamientos de diseño mínimos a verificar en las estructuras corresponderán a 4.3 m para el rango de movimiento de la cadena de aisladores y los conductores desde su condición de reposo (sin viento) a la posición que resulte de la desviación de estos por la actuación de del viento medio. Para el caso de viento máximo, se deberá verificar con el espaciamiento para frecuencia industrial de 2.48 m que equivale a lo mínimo exigido por la normativa vigente.

Por otra parte, las hipótesis de cálculos son las presentadas en el documento (referencia [12] CHQ-LTBEPA-LOA-LT-EDCO-0001). Además, las hipótesis de viento hacen referencia a la presión, donde viento máximo corresponde a la presión máxima para la zona y viento medio a un cuarto de la presión máxima.