18 de abril de 2024
Resumen:
Los aisladores de líneas de alta tensión desempeñan un papel crucial en el transporte y distribución de energía eléctrica al cumplir la doble función de proporcionar sujeción mecánica al conductor y aislamiento eléctrico con respecto al apoyo o soporte puesto a tierra. Dada su aplicación, predominantemente en entornos de exterior, los aisladores están expuestos a diversas condiciones ambientales, meteorológicas y de operación, lo que los convierte en uno de los elementos más vulnerables de todo el sistema eléctrico.
Esta tesis doctoral presenta nuevos enfoques para la monitorización y dimensionamiento de aisladores de líneas de alta tensión, con el objetivo de mejorar su mantenimiento, fiabilidad y diseño en entornos caracterizados por elevada contaminación ambiental y condiciones climatológicas adversas. La investigación abarca más de tres años consecutivos en una estación de ensayos de Électricité de France (EDF) ubicada en Martigues, donde se llevó a cabo un programa intensivo de monitorización de aisladores fabricados con diferentes materiales en condiciones reales de operación. Estos datos respaldan las nuevas metodologías expuestas basadas en algoritmos de aprendizaje automático, permitiendo estimar el estado de los aisladores a partir de las condiciones ambientales y meteorológicas. De esta manera, el mantenimiento periódico de lavado del aislamiento puede ser mejorado por un enfoque basado en el estado real de la condición.
Además, se investiga el comportamiento de recubrimientos de materiales hidrofóbicos, como las siliconas, y de un nuevo nano-recubrimiento superhidrofóbico, que mejoran el rendimiento de los aisladores en entornos de alta contaminación y pueden reducir, e incluso eliminar, la necesidad de dichos trabajos de mantenimiento. Por medio de los datos recopilados durante el programa de monitorización en campo, se profundiza en la evaluación del impacto que tienen las diferentes variables meteorológicas y de polución en los distintos materiales, abordando los fenómenos de envejecimiento y degradación observados por estos materiales en condiciones operativas adversas.
Finalmente, se proponen nuevos modelos probabilísticos de dimensionamiento para aisladores de alta tensión, basados en grandes conjuntos de datos que abarcan el comportamiento mecánico y frente a la contaminación ambiental. Los datos obtenidos permiten presentar un modelo de dimensionamiento frente a la polución para aisladores con materiales hidrofóbicos, cuantificando el riesgo de fallo. Este enfoque posibilita el diseño de líneas eléctricas más eficientes y fiables, abriendo la puerta al desarrollo de líneas eléctricas más compactas mediante el uso de materiales con propiedades de transferencia de hidrofobicidad.
Resumen divulgativo:
La investigación analiza el comportamiento de aisladores de alta tensión en condiciones climáticas y de contaminación adversas. Propone enfoques innovadores en el ámbito de la monitorización, dimensionamiento y empleo de materiales hidrofóbicos para la mejora de la fiabilidad del aislamiento.
Palabras clave: Dimensionamiento estadístico; Aisladores; Corriente de fuga; Aprendizaje automático; Nanorrevestimientos; Revestimientos de silicona RTV; Monitorización del estado; Líneas de transmisión; Alta tensión; Revestimientos de silicona RTV; Nanorrevestimientos; Contaminación.
Cita:
H. de Santos Yubero (2024), Nuevos enfoques para la monitorización y el dimensionamiento de aisladores de alta tensión. Madrid (España).
