Configuraciones de torre& Brazos cruzados compuestos
En la figura 1 se ilustra una torre de circuito doble típica del tipo que se usa en el Reino Unido y en otros lugares. Aquí, la altura de la torre se determina de manera efectiva por factores como las distancias a tierra reglamentarias, el pandeo del conductor, la longitud del aislador, la separación de conductor a conductor, Requisitos de espacio entre conductor y torre y protección contra rayos. Dependiendo del voltaje del sistema, la longitud del tramo, el conductor y el entorno de servicio, algunos de estos factores se vuelven más importantes que otros. Además, las posibles condiciones de explosión (es decir, cuando un conjunto de aislante rompe el espacio de aire requerido de la torre) contribuyen a determinar el ancho de la torre y también al realizar cálculos de conductor a torre.
Entre los beneficios clave de los brazos transversales compuestos se encuentra que la oscilación del aislador en condiciones de viento se reduce al mínimo y, en cambio, se determina mediante conjuntos de sujeción de metal. Tampoco se requiere una altura adicional de la torre para adaptarse a la longitud de la propia cadena de aisladores. Por lo tanto, el uso de brazos transversales aislantes compuestos puede elevar efectivamente la altura de los conductores en esta misma distancia, es decir, aproximadamente 4 m en el caso de una línea de 400 kV. Básicamente, dicha solución puede:
1. resolver los problemas de distancia al suelo en las líneas existentes;
2. permitir un mayor pandeo en conductores nuevos o existentes, fundamental para mejorar la capacidad de transferencia de energía, ya que permite que los conductores funcionen a las temperaturas nominales más altas sin infringir las distancias al suelo;
3. facilitar el aumento de voltaje debido a la mejora de los espacios libres de las torres, especialmente porque se mitiga el riesgo de explosión;
4. Permitir torres más compactas con cimientos más pequeños y por lo tanto costos reducidos (ver Fig. 3).
Requisitos mecánicos
En funcionamiento normal, los elementos superiores de un brazo transversal están en tensión y los elementos inferiores en compresión (como en la Fig. 4). Los expertos también han observado que el límite fundamental para la aplicación de dicho brazo transversal es la resistencia a la compresión de su miembro inferior. Si se excede este límite, el brazo cruzado se doblará. Normalmente, la situación más extrema y limitante para el diseño es en condiciones de cable roto, en cuyo caso se experimentan elevadas tensiones asimétricas en el brazo transversal. Esto es un problema menor para los brazos transversales diseñados para poder girar hacia los lados, como se ve en líneas compactas sostenidas por postes de acero. Por lo tanto, los brazos transversales de aisladores compuestos se han vuelto populares para tales aplicaciones. Aún así, incluso en este caso, es posible que sea necesario "doblar" los aisladores para proporcionar suficiente resistencia a la compresión (como en la Fig. 5). Esto se debe a que los aislantes compuestos tradicionales no pueden proporcionar suficiente resistencia a la compresión, ya que sus diámetros tendrían que aumentar hasta el punto de que se vuelven demasiado pesados o demasiado costosos de producir. En los casos de terreno empinado, galopante o desprendimiento de hielo, las circunstancias en las que un brazo transversal está expuesto a levantamiento también deben considerarse en el diseño de la línea eléctrica.
