Materiales utilizados para el conductor de la línea de transmisión

Línea de transmisión es una parte importante del sistema de energía. El costo y la vida útil de la línea de transmisión dependen principalmente del material utilizado para hacer director para la línea de transmisión. El material más importante y más adecuado para el conductor de la línea de transmisión es el cobre, ya que tiene una alta conductividad y una alta resistencia a la tensión. Cada vez más es tener una buena ductilidad. La única limitación es su costo. El material más utilizado en la línea de transmisión es el aluminio.
El aluminio tiene suficiente conductividad. Cada vez es más ligero. Lo que resulta en un bajo peso del conductor y menos caída. La única limitación es su baja resistencia a la tracción. Para superar esta limitación, el núcleo de acero se utiliza para aumentar la resistencia a la tracción del conductor de aluminio como en el ACSR (Aluminio conductor de acero reforzado) director.

El conductor ACSR es muy popular para las líneas aéreas de transmisión de alto voltaje. La elección del material adecuado para Línea de transmisión depende de

1. Propiedades eléctricas requeridas
2. La fuerza mecánica requerida
3. Las condiciones locales
4. El costo del material

Propiedades requeridas en los materiales utilizados para el conductor en la línea de transmisión

1. Alta conductividad
2. Alta resistencia a la tracción
3. Ligero de peso
4. Alta resistencia a la corrosión en condiciones
5. Alta estabilidad térmica
6. Bajo coeficiente de expansión térmica
7. Bajo costo

Uso de materiales para las líneas de transmisión

Uso de materiales para las líneas de transmisión se enumeran a continuación…

1. Cobre
2. Aluminio
3. Aleaciones de Cadmio y Cobre
4. El bronce de fósforo
5. Acero galvanizado
6. Núcleo de acero y cobre
7. El núcleo de acero y aluminio

Cobre (Cu)

El material de alta conductividad ampliamente utilizado como director para máquinas o equipos eléctricos, es el cobre. La maleabilidad, la soldabilidad y la capacidad de soldar son las propiedades más importantes del cobre. El cobre en forma pura tiene una buena conductividad. Pero la conductividad del cobre de grado estándar se reduce debido a la presencia de impurezas.

Propiedades del Cobre

1. Resistividad: 1,68 cm.
2. Coeficiente de resistencia de temperatura a 20oC: 0.00386 /oC.
3. Punto de fusión: 1085oC.
4. Gravedad específica: 8.96gm /cm3.

Uso del Cobre

El cobre es el material más importante y más adecuado para la conducción de Línea de transmisión ya que tiene una alta conductividad y una alta resistencia a la tensión. Más aún, tiene una buena ductilidad. La única limitación es su costo.

Aluminio (Al)

El aluminio es un elemento que es un metal blanco plateado, ligero, suave, no magnético y dúctil. El aluminio es el tercer elemento más abundante (después del oxígeno y el silicio) y el metal más abundante que se encuentra en la corteza terrestre. El principal mineral del aluminio es la bauxita. El aluminio tiene baja densidad, alta ductilidad, buena resistencia a la corrosión y buena conductividad, lo que lo hace adecuado para ser usado como conductor eléctrico para la transmisión y distribución de electricidad.

Propiedades del Aluminio

1. Resistividad: 2,65 cm.
2. Coeficiente de resistencia de temperatura a 20oC: 0.00429 /oC.
3. Punto de fusión: 660oC.
4. Gravedad específica: 2.70 gm /cm3.

El uso del aluminio

El material más utilizado en las líneas de transmisión es el aluminio. El aluminio tiene suficiente conductividad. Cada vez es más ligero. La única limitación es su baja resistencia a la tracción. Para superar esta limitación se utiliza el núcleo de acero para aumentar la resistencia a la tracción del conductor de aluminio, como en el conductor ACSR (Aluminio conductor de acero reforzado). El conductor ACSR es muy popular por su alta voltaje líneas de transmisión aéreas.

Aleación de Cadmio y Cobre

Las aleaciones de cobre y cadmio contienen cadmio de 0,6 a 1,2%. Esta pequeña adición de cadmio aumenta la resistencia a la tracción y a la corrosión del cobre. La conductividad de las aleaciones de cobre de cadmio es del 90 al 96 % del cobre puro.

Uso de la aleación de Cadmio y Cobre

1. Para hacer conductores para la línea de transmisión de alta resistencia a la tracción.
2. Para hacer el cable del carro.
3. Almohadillas de calor.
4. Elementos de manta eléctrica.

Bronce de fósforo

El bronce de fósforo es una aleación de cobre con 3,5 a 10% de estaño y hasta 1% de fósforo. A veces, también se le llama Bronce Fosfórico. El fósforo se añade como agente desoxidante durante la fusión. El bronce de fósforo tiene buena resistencia, dureza, bajo coeficiente de fricción y granos finos. La adición de fósforo aumenta la fluidez del fundido lo que resulta en una mejor capacidad de fundición de la aleación, y limpia los límites de los granos lo que mejora las propiedades mecánicas de la aleación.

El uso del bronce de fósforo

1. Por hacer de director de orquesta para línea de transmisión pasando a través de la atmósfera marina.
2. Para hacer resortes y pernos donde se requiere alta resistencia a la fatiga.
3. La hélice de los barcos donde la alta resistencia a la corrosión en el ambiente marino.
4. Para hacer contactos eléctricos.
5. En la criogenia, donde la conductividad eléctrica justa y la baja conductividad térmica permiten hacer conexiones eléctricas al dispositivo a temperatura ultra baja sin añadir calor excesivo.

Acero galvanizado

El hierro y el acero puro se oxidan o corroen en condiciones abiertas. Para evitar la corrosión, las chapas y los alambres de estos metales están recubiertos de zinc. Para el recubrimiento de Zinc se utiliza la galvanización por inmersión en caliente. En este proceso el hierro o el acero se sumerge en Zinc fundido a una temperatura de alrededor de 449oC. Cuando se expone a la atmósfera, el zinc reacciona con el oxígeno (O2) y forma la sustancia óxido de zinc (Zno), que reacciona con el dióxido de carbono y forma carbonato de zinc (ZnCo3). Este carbonato de zinc suele ser un material gris apagado y bastante fuerte, que protege el hierro o el acero que está debajo de la corrosión en condiciones abiertas.

Uso de acero galvanizado

1. El alambre de acero galvanizado se utiliza para fabricar conductores utilizados en línea de transmisión donde se requiere resistencia a la corrosión.
2. Las chapas y tubos de acero galvanizado se utilizan para hacer postes de transmisión.

Núcleo de acero Cobre

A veces también se le llama conductor de acero revestido de cobre. Para la aplicación de alta resistencia a la tracción para aumentar la fuerza del alambre, el acero se utiliza como núcleo del conductor y el cobre para aumentar la conductividad del conductor. Aquí, el cobre no sólo proporciona la conductividad sino que también funciona como capa protectora para detener la corrosión del acero por las condiciones atmosféricas.

Uso del núcleo de acero de cobre

1. El alambre de cobre con núcleo de acero se utiliza para la puesta a tierra de las instalaciones eléctricas.
2. Como conductor interno del cable coaxial.
3. Caída de cables telefónicos.

Núcleo de acero Aluminio

El aluminio es ligero y tiene una buena conductividad. Pero tiene una resistencia a la tracción muy baja. Para que pueda ser usado como conductor de una línea de transmisión, tenemos que aumentar su resistencia a la tracción. Para aumentar la resistencia a la tracción, el acero se utiliza como núcleo del conductor. Un buen ejemplo de núcleo de acero de aluminio es un conductor ACSR (Aluminum Conductor Steel Reinforced). El conductor ACSR se usa ampliamente en las líneas de transmisión. Ya que tiene una alta resistencia a la tracción, buena conductividad y económico.

El uso del núcleo de acero y aluminio

1. El núcleo de acero El alambre de aluminio (ACSR) se utiliza como conductor para línea de transmisión.
2. Como conductor interno del cable coaxial.