Línea de transmisión de 115 kV — Análisis de flecha y fallas del conductor

Las fallas recurrentes en una línea de transmisión regional de 115 kV exigían más que una verificación convencional de capacidad. Trabajando dentro del equipo regional de ingeniería del operador, Celsia, Gridradix construyó en COMSOL Multiphysics un modelo de elementos finitos térmico-electromagnético acoplado del conductor de la línea para cuantificar cómo la carga de corriente, las condiciones ambientales y las pérdidas electromagnéticas determinan la temperatura y la flecha del conductor, y dónde las distancias de seguridad y los esfuerzos mecánicos resultantes explicaban el historial de fallas. La metodología se redactó y sometió a revisión por pares como «Thermal and Electromagnetic Impact on Conductor Sag in a 115 kV Transmission Line: A Finite Element Approach» (CLEI-JCC-CHILECON 2025, Valparaíso, Chile).

1. 01

   Análisis de causa raíz de las fallas de la línea de transmisión de 115 kV mediante modelado por elementos finitos en COMSOL Multiphysics.

2. 02

   Simulación electromagnético-térmica acoplada del conductor de fase, vinculando las pérdidas Joule y por proximidad con el campo de temperatura del conductor bajo condiciones realistas de carga y ambiente.

3. 03

   Evaluación de la flecha del conductor y de la distancia al suelo en función del estado térmico, así como de los esfuerzos mecánicos en los puntos de sujeción.

4. 04

   Correlación del comportamiento simulado de puntos calientes y flecha con las ubicaciones y eventos de falla observados.

5. 05

   Evaluación normativa del comportamiento de la línea frente a descargas atmosféricas —tasas de falla de apantallamiento y de flameo inverso según IEEE Std 1243— calculada con herramientas propias en MATLAB.

6. 06

   Documentación del método y los resultados para su publicación y para las decisiones de gestión de activos del operador.

El trabajo sustituyó las capacidades de línea basadas en reglas empíricas por una comprensión física de cómo se calienta realmente el conductor, cuánto aumenta su flecha y cómo falla en servicio, dando al operador una base defendible para límites de carga y refuerzos, y produciendo una metodología, presentada para revisión por pares, reutilizable en otras líneas.

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Sistemas y tecnologías

• Línea de 115 kV
• COMSOL Multiphysics
• Acoplamiento térmico-EM
• Flecha del conductor
• IEEE Std 1243
• MATLAB
• Análisis de causa raíz

Notas

Metodología presentada como: Thermal and Electromagnetic Impact on Conductor Sag in a 115 kV Transmission Line: A Finite Element Approach — CLEI-JCC-CHILECON 2025, Valparaíso.

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