¿Debe haber una línea mínima de separación de tierra a tierra en el nivel de tensión de 11 kV? Estoy viviendo en la India y veo los trenes cuyo nivel de tensión es de 25 kV, que es grande en comparación con 11 kV.
Extrañamente he observado que los 25 kV se utilizan en trenes cuya altura es mucho menor en comparación con la altura de 11 kV (no sé la altura exacta ). Según la lógica de mi profesor, ¿la altura de la línea de 25 kV debe ser mayor que la de 11 kV? Corríjanme si me equivoco.
Piénsalo por un momento, no es tan difícil.
Por qué ¿es necesaria la distancia al suelo?
1) ¿Impedir que el arco de alta tensión pase a tierra?
y/o
2) Evitar que personas u objetos toquen las líneas, obviamente tocar cualquier línea de alta tensión es un problema.
En cuanto al punto 1), la intensidad de campo media necesaria para realizar un arco de alta tensión (en aire seco) es de unos 30kV/cm
Así, para 11 kV se necesitaría aproximadamente 1/3 de cm (3,3 mm) para evitar la formación de arcos.
Para 25 kV se necesita casi un cm (10 mm).
Así que, obviamente, la altura a la que se montan las líneas de 11 kV y 25 kV no tiene nada que ver con el arco eléctrico, ya que la distancia a tierra es mucho, mucho mayor de lo necesario para evitarlo.
Así que obviamente la distancia al suelo tiene que ver con el punto 2), por lo que está relacionado con la seguridad. El hecho de que la tensión sea de 11 kV o de 25 kV no influye en el espacio libre necesario. La distancia al suelo está relacionada con las circunstancias externas.
Otra consideración para la altura es la forma en que (en condiciones de carga pesada o de avería) las líneas se comban debido a la expansión térmica. A veces, hasta el punto de provocar arcos en los árboles y similares.
¿No sería más correcto utilizar la distancia a la que se autoextingue un arco seco? Supongo que es 1cm por 30 kV para encender, pero se mantendría después de la ignición a una distancia significativamente menor, ¿no?
@StianYttervik Da que las distancias son materialmente mayores que la distancia del arco o la distancia a la que el arco se autoextinguiría, creo que cualquiera de los dos números hace entender el mensaje.
La altura de una línea debe se eleva a se rige por su uso, y las calificaciones. El espacio aéreo real que se necesita alrededor de una línea de 25kV para evitar una avería es de sólo unos pocos centímetros. A este bajo nivel de 10 kV, la tensión real no influye en la altura de la línea.
En el caso de las líneas de 25kV situadas por encima de las vías del tren, el acceso al espacio bajo las líneas está restringido. Los pasajeros están protegidos por la caja del tren. Los trabajadores de mantenimiento de la vía deberían haber recibido formación para no agitar los largos postes metálicos por encima de sus cabezas. Se ha llegado a esta altura para que sea compatible con los trenes.
En el caso de la distribución de 11kV, estas líneas discurren por todas partes. No hay nada que impida a la gente sentada en los vehículos pasar por debajo de ellas, e incluso agitar los brazos por encima de la cabeza. La altura de estos postes ha sido fijada por un comité que intenta equilibrar la seguridad (los postes largos ofrecen una buena altura y por tanto son más seguros) con el coste (los postes cortos son más baratos).
También cabe mencionar que los cables subterráneos son aún más seguros, siempre que estén enterrados a suficiente profundidad para evitar que sean desenterrados accidentalmente. No se producen arcos voltaicos porque están cubiertos de un aislamiento con una resistencia dieléctrica mucho mayor que la del aire.
Tanto en los cables de alimentación de 11kV como en las instalaciones ferroviarias OHLE de 25kV, la estructura de soporte (poste o pórtico) está a potencial de tierra, que es el punto relevante a efectos de aislamiento.
Si te fijas en los aislantes entre el cable y el soporte, verás que los de 25kV son más largos. Esto no es sólo para cumplir con la resistencia dieléctrica requerida en el aire seco, sino a través de la superficie del propio aislador, que a menudo tendrá una capa de suciedad y/o humedad que no es tan buen aislante como el aire. Por eso, los aislantes suelen ser acanalados.
Por el contrario, si se observa el OHLE energizado a tensiones más bajas (por ejemplo, 1500V DC), normalmente tiene aisladores mucho más pequeños.
También se puede añadir que las instalaciones de OHLE incluyen complejos dispositivos de suspensión y tensado que mantienen la cantidad de flecha bajo un estricto control incluso cuando cambian las temperaturas, lo que no es el caso de una línea de distribución de 11 kV.
Su pregunta acaba siendo práctica. No vivo ni trabajo en la India, pero tengo cierta experiencia práctica en la materia en Estados Unidos, donde rige el Código Nacional de Seguridad Eléctrica (el NESC, que no debe confundirse con el Código Eléctrico Nacional, NEC).
El NESC es un documento práctico más que teórico. Si muchas décadas de experiencia sugieren que los postes de una determinada altura soportan, con pocos percances, conductores de una determinada tensión, entonces el NESC permite esa altura con esa tensión. Por lo que sé, en el caso de los postes eléctricos, el principal factor de control es la seguridad durante una tormenta de viento, cuando
Como ha observado otro encuestador, el NESC tiene en cuenta además las alturas de las actividades normales en el suelo bajo las líneas, pero no realmente mediante una fórmula. Se trata más bien de una cuestión de experiencia.
Por eso, las alturas de los postes de electricidad y las separaciones de las bujías de los automóviles se contradicen en un orden de magnitud. Su tren es más parecido a la bujía.
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