Evaluación computacional y experimental del desempeño mecánico y eléctrico de estructuras usadas en redes de distribución de energía eléctrica

Abstract

RESUMEN: Las estructuras como postes y crucetas son esenciales para el soporte de las redes aéreas de distribución de energía eléctrica. En el contexto de la industria colombiana y con un fundamento en la normatividad nacional e internacional, los postes y crucetas de madera, así como los postes de concreto y las crucetas de acero, han sido los materiales tradicionales para la construcción que han empleado los operadores de red. Como una industria reciente en Colombia, existe disponibilidad en el mercado de postes de acero y de fibra de vidrio. También, en la actualidad, se encuentra como complemento a la estructura la opción de crucetas de fibra de vidrio. Sin embargo, la normatividad nacional e internacional, aplicable en redes de distribución para estas estructuras es escasa Aunque la función de los postes y crucetas es principalmente mecánica o estructural, las características dieléctricas de materiales como la madera o la fibra de vidrio pueden desempeñar un papel importante en el diseño del aislamiento eléctrico de la red. Debido a la disponibilidad de diferentes alternativas de materiales, este trabajo proporciona asistencia al diseño de redes de distribución mediante comparaciones del comportamiento mecánico y eléctrico de estos materiales. Para lograr este objetivo, se realizan tanto simulaciones empleando el método de elementos finitos, como ensayos de laboratorio. Por una parte, las deflexiones de postes de acero y de postes y crucetas de fibra de vidrio son evaluadas y contrastadas con ensayos de laboratorio. Por otra parte, se realizan ensayos de alta tensión, tanto a frecuencia industrial como de impulso tipo descarga atmosférica para diferentes combinaciones de materiales. Finalmente, el comportamiento a frecuencia industrial es ilustrado por medio de simulaciones de campo electrostático.