Trabajo Flujo de potencia

Comportamiento de conductores eléctricos
usados en líneas de transmisión ante
esfuerzos electromecánicos y térmicos
combinados

Sandra Milena Téllez Gutiérrez

Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ingeniería, Departamento de Ing. Eléctrica y Electrónica
Bogotá, Colombia
2011

Comportamiento de conductores eléctricos
usados en líneas de transmisión ante
esfuerzoselectromecánicos y térmicos
combinados

Sandra Milena Téllez Gutiérrez

Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de:
Magister en Ingeniería Eléctrica

Director:
Ph.D. Antonio Mejía Umaña

Línea de Investigación:
Sistemas de Transmisión

Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ingeniería, Departamento de Ing. Eléctrica y Electrónica
Bogotá, Colombia
2011

NataliaSofía y Felipe Alejandro: Ustedes
son las alas que me permiten alcanzar mis sueños,
la felicidad que nunca me abandona.

Agradecimientos
Expreso mis más profundos agradecimientos a:


Antonio Mejía Umaña, PhD, director de esta Tesis, por su incondicional
acompañamiento, su acertada asesoría y su inagotable paciencia.



Oscar Germán Duarte Velasco, PhD, asesor de esta Tesis, quienimplementó la
herramienta UnLínea utilizada durante las simulaciones; por compartir conmigo
sus conocimientos y brindarme todo su apoyo.



Estrella Parra López, Ingeniera Electricista, por sus oportunos aportes
académicos y personales, por mostrarme con su ejemplo el camino a seguir.



Omar Prías Caicedo, Director del programa SGIE, por darme consejos acertados
y muchacomprensión.



Miguel Ángel Carrillo Castiblanco estudiante de Ingeniería Eléctrica, por su
colaboración y grandes aportes en el desarrollo de las simulaciones y gráficas de
esta tesis.



Manuel y María del Carmen, mis padres, por su incomparable apoyo y su total
entrega, especialmente al cuidar a mis hijos mientras desarrollaba este trabajo.



A mis compañeros de trabajo del programaSGIE y del Departamento de
Ingeniería Eléctrica y Electrónica por su constate ayuda y compañía.

Resumen y Abstract

IX

Resumen
El tema que aborda esta tesis es el comportamiento que presentan los conductores
eléctricos usados en líneas de transmisión ante los esfuerzos mecánicos y térmicos
combinados; estos esfuerzos están representados en ciclos térmicos que ocurren
durante laoperación normal y en emergencia de la línea y que influyen sobre las
características mecánicas del conductor, y por lo tanto sobre la cargabilidad de la línea.
Inicialmente se estudian los diferentes factores que determinan la capacidad térmica del
conductor y el comportamiento de la flecha ante diferentes variables. También se estudia
la relación esfuerzo – deformación del conductor y fenómenos quese presentan a altas
temperaturas como el recocido, la recristalización y el creep para determinar la influencia
que estos tienen sobre el límite térmico, la tensión de rotura y el comportamiento de la
flecha; no solo instantáneamente, sino también de forma definitiva sobre el material.

Palabras claves: Cargabilidad, límite térmico, flecha, creep, recocido, tensión de
rotura.

AbstractThe issue addressed in this thesis is the behavior of the electrical conductors used in
transmission lines to the combined mechanical and thermal stresses, these stresses are
represented in thermal cycles that occur during normal and emergency operation of the
line and that influence mechanical characteristics of the conductor, and therefore on the
ampacity of the line. Initially differentfactors were studied in order to determine the heat
capacity of the conductor and the sag behavior to different variables. It also explores the
relationship between effort and stress, and deformation phenomena observed at high
temperatures such as annealing, recrystallization and creep to determine the influence of
these on the thermal rating, the tensile strength and sag behavior; not only...