Simulación del efecto del viento en líneas de alta tensión con crucetas aislantes pivotantes

Abstract

Uno de los principales desarrollos en la actualidad en el campo de las líneas de transporte eléctrico es la instalación de líneas compactas con crucetas aislantes pivotantes. Este proyecto busca desarrollar una herramienta que facilite su diseño y comprobación con el fin de poder aprovechar sus múltiples ventajas, manteniendo su seguridad. Para ello se emplea un modelo basado en la ecuación de la curva catenaria aplicando el método de los elementos finitos. Para obtener los puntos de la curva se crea un programa de Matlab y para el modelo geométrico se emplea SpaceClaim. A continuación, se resuelve en ANSYS aplicando el método de elementos finitos, sometiéndolo a una serie de cargas de viento estático y dinámico con el fin de determinar su comportamiento. Para el viento dinámico se desarrolla también en Matlab un programa capaz de generar series temporales de viento real basadas en la matriz de densidad de potencia espectral. Se realizan ensayos para viento estático, viento dinámico uniforme y viento dinámico distribuido. A partir de los datos del modelo de viento estático se generan las curvas de desplazamiento, las superficies de estabilidad y las mesetas de inestabilidad de la línea. De los datos obtenidos del modelo de viento dinámico se realiza un análisis estadístico y una comparativa entre los distintos ensayos y la normativa.

Nowadays, one of the main developments in the field of overhead power transmission lines is the installation of compact lines with pivoted insulated cross arms. This project seeks to develop a tool that facilitates its design and testing, in order to make use of its multiple advantages, maintaining its security. For this purpose, a model based on the equation of the catenary curve is solved applying the finite element method. A Matlab program is developed to create the points of the curve, then imported to SpaceClaim to create the geometric model. This model is then solved in ANSYS applying the finite element method, loading it with a series of static and dynamic wind loads to determine its behaviour. For the dynamic wind, a program capable of generating real wind time series based on the spectral power density matrix is also developed in Matlab. Tests are carried out for static wind, uniform dynamic wind and distributed dynamic wind. From the data of the static wind model, the displacement curves, the stability surfaces and the plateaus of instability are generated. From the data obtained from the dynamic wind model, statistical analysis and a comparison between the different tests and the regulations are carried out.