resistencia líquida es una resistencia eléctrica en la que el elemento resistivo es un líquido. Las resistencias líquidas de valor fijo se utilizan normalmente cuando se requiere una disipación de potencia muy alta. Se utilizan en los circuitos del rotor de los motores de inducción de anillo deslizante grande para controlar la corriente de arranque, el par y para limitar las corrientes de falla eléctrica grandes (mientras que otros sistemas de protección operan para eliminar o aislar la falla). Por lo general, tienen electrodos hechos de chapa de acero soldada ( galvanizada para reducir la corrosión), suspendidos por conexiones aisladas en una solución química conductora contenida en un tanque, que puede estar abierto o cerrado. El cuerpo del tanque normalmente está firmemente conectado a tierra.. Una unidad típica puede clasificarse para uso continuo o por períodos cortos cuando se usa para la limitación de corriente en sistemas de protección.
Liquid resistencia de puesta a tierra neutral [ editar ]
Un uso común en la industria de generación y distribución de energía eléctrica es como limitador de corriente de falla en la pata neutral común de grandes transformadores y generadores trifásicos. En el Reino Unido, se les conoce como resistores de puesta a tierra líquidos neutros (LNER).
Una clasificación de 0,5 megavatios durante 30 segundos no sería inusual para proteger el devanado de un generador de 660 MW. En esta aplicación en la que fluye una corriente de pata neutral debido a un desequilibrio de corriente entre los devanados del generador o del transformador debido a una falla, está limitada en magnitud por la resistencia.
Un transformador de corriente (CT) instalado de manera permanente, fijo alrededor del alimentador de la pata neutral al LNER, detecta la corriente. El CT envía una señal de corriente a un circuito de detección externo (el sistema de protección) que luego envía una señal al interruptor de circuito correspondiente para abrir y desconectar la alimentación o aislar el generador (o transformador) de la falla. El valor óhmico de la resistencia se calcula en función de la corriente de falla admisible y la tensión del sistema a tierra. [1]
Electrolito en la industria de energía LNERs [ editar ]
El electrolito es normalmente una solución personalizada de carbonatode sodio (ceniza de soda) mezclada en el lugar para el trabajo específico.
Esta sal es alcalina y los efectos de la corrosión de los electrodos en los tanques de acero galvanizado son manejables si se puede volver a galvanizar.
La resistencia del electrolito a granel es una función de la temperatura y la concentración de la sal [2] gobernada por la fórmula:
- R θ = R 01 + 0,03 θ
donde θ es la temperatura (en grados Celsius) y R 0 es la temperatura de calibración estandarizada o de referencia.
Se requiere una técnica especializada para calibrar con precisión un valor de resistencia de volumen de electrolito LNER y normalmente lo llevan a cabo ingenieros y técnicos experimentados. Esta tarea debe realizarse sin carga a intervalos de rutina (aproximadamente 2 a 4 años, dependiendo de los resultados del monitoreo de rutina) para mantener el valor de resistencia dentro de la tolerancia y facilitar la inspección del LNER.
Un liniero ( instalador de líneas (Inglés Americano), juez de línea(Inglés británico), técnico de la red eléctrica ( PLT ), o trabajador de línea eléctrica ) es un tradesperson que construye y mantiene la transmisión de energía eléctrica , líneas de telecomunicaciones (cable, internet y teléfono) y de distribución de líneas.
Un trabajador de línea generalmente realiza trabajos de instalación y mantenimiento en exteriores. Quienes instalan y mantienen el cableado eléctrico dentro de los edificios son electricistas .
Un liniero reparando una línea eléctrica dañada.
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| Ocupación | |
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| Los nombres | Trabajador de línea, técnico de línea eléctrica, juez de línea (inglés británico) |
Tipo de ocupación
| Vocación |
Historia [ editar ]
La ocupación comenzó con el uso generalizado del telégrafo en la década de 1840. Las líneas telegráficas se podían colocar en los árboles, pero los postes de madera se adoptaron rápidamente como el método de elección. El término "liniero" se usó para aquellos que colocaron postes de madera y ensartaron el cable. El término continuó en uso con la invención del teléfono en la década de 1870 y los comienzos de la electrificación en la década de 1890.
Este nuevo trabajo de energía eléctrica era más peligroso que el trabajo de telégrafo o teléfono debido al riesgo de electrocución . Entre los años 1890 y 1930, el trabajo en línea se consideró uno de los trabajos más peligrosos. Esto llevó a la formación de organizaciones laborales para representar a los trabajadores y abogar por su seguridad. Esto también llevó al establecimiento de programas de aprendizaje y al establecimiento de estándares de seguridad más estrictos, a partir de finales de los años treinta. El movimiento sindical en los Estados Unidos fue liderado por el liniero Henry Miller, quien en 1890 fue elegido presidente de Electrical Wiremen and Linemen's Union, No. 5221 de la Federación Americana del Trabajo. [1]
Estados Unidos [ editar ]
La unidad de electrificación rural durante el New Deal condujo a una amplia expansión en el número de empleos en la industria de la energía eléctrica. Muchos linieros de potencia durante ese período viajaron por todo el país después de realizar trabajos a medida que estaban disponibles en la construcción de torres, la construcción de subestaciones y el tendido de cables. A menudo vivían en campamentos temporales establecidos cerca del proyecto en el que estaban trabajando, o en casas de huéspedes si el trabajo era en un pueblo o ciudad, y se mudaban cada pocas semanas o meses. La ocupación era lucrativa en ese momento, [ cita requerida ] pero los peligros y los viajes extensos limitaron su atractivo.
Un breve impulso para electrificar algunos ferrocarriles en la costa este de los Estados Unidos llevó al desarrollo de la especialización de linieros que instalaron y mantuvieron líneas aéreas de catenaria . El crecimiento en esta rama del trabajo en línea disminuyó después de que la mayoría de los ferrocarriles preferían los motores dieselsobre los eléctricos para el reemplazo de los motores de vapor.
La ocupación evolucionó durante las décadas de 1940 y 1950 con la expansión de la electrificación residencial. Esto llevó a un aumento en el número de linieros necesarios para mantener los circuitos de distribución de energía y proporcionar reparaciones de emergencia. Los linieros de mantenimiento permanecieron en su mayoría en un solo lugar, aunque a veces se les pedía que viajaran para ayudar en las reparaciones. [ cita requerida ]Durante la década de 1950, algunas líneas eléctricas comenzaron a instalarse en túneles subterráneos, ampliando el alcance de la obra. [ cita requerida ]
Deberes [ editar ]
Los linieros de potencia trabajan con líneas de energía eléctrica (en vivo) y desenergizadas (muertas). Pueden realizar una serie de tareas asociadas con líneas eléctricas, incluida la instalación o el reemplazo de equipos de distribución, como bancos de condensadores , transformadores de distribución en polos, aisladores y fusibles . Estas tareas incluyen el uso de cuerdas, nudos y equipos de elevación. Estas tareas pueden tener que realizarse con herramientas manuales primitivas donde la accesibilidad es limitada. Tales condiciones son comunes en áreas rurales o montañosas que son inaccesibles para los camiones.
Las líneas de transmisión de alto voltaje se pueden trabajar en vivo con las configuraciones adecuadas. El liniero debe estar aislado del suelo. El liniero usa ropa conductiva especial que está conectada a la línea de alimentación en vivo, en cuyo punto la línea y el liniero están en el mismo potencial , lo que permite que el liniero maneje el cable. El liniero aún puede ser electrocutado si completa un circuito eléctrico, por ejemplo, manejando ambos extremos de un conductor roto. Este trabajo se realiza a menudo en helicóptero por parte de linieros especialmente entrenados. [2] El trabajo de línea aislado solo se utiliza para voltajes de nivel de transmisión y, a veces, para voltajes de distribución más altos. El trabajo con cable en vivo es común en los sistemas de distribución de bajo voltaje en el Reino Unido y Australia, ya que todos los linieros están entrenados para trabajar en vivo. El trabajo de cableado en vivo en sistemas de distribución de alto voltaje en el Reino Unido y Australia se lleva a cabo por equipos especializados.
El trabajo en la construcción de torres al aire libre o la instalación de cables no es realizado exclusivamente por linieros. Un equipo de linieros incluirá varios ayudantes. Los ayudantes ayudan con las tareas en el terreno necesarias para apoyar a los linieros, pero pueden [ citación necesaria ] trabajar sobre el suelo o en circuitos eléctricos.
Entrenamiento [ editar ]
Convertirse en un trabajador de línea por lo general implica comenzar como aprendiz y un programa de capacitación de cuatro años antes de convertirse en un "trabajador de la línea de viaje". Los linieros aprendices están capacitados en todo tipo de trabajos, desde operar equipos y escalar hasta técnicas y normas de seguridad adecuadas. Las escuelas de todo Estados Unidos ofrecen un programa de capacitación para linieros antes del aprendizaje como Southeast Lineman Training Center y Northwest Lineman College .
Seguridad [ editar ]
Los trabajadores de línea, especialmente aquellos que manejan aparatos eléctricos con corriente, usan equipo de protección personal (PPE) como protección contra el contacto accidental. Esto incluye guantes de goma, fundas de goma, forros de cubo y mantas protectoras.
Cuando se trabaja con líneas eléctricas energizadas, los linieros deben usar protección para eliminar cualquier contacto con la línea energizada. Los requisitos para los PPE y el voltaje permitido asociado dependen de las regulaciones aplicables en la jurisdicción y de la política de la compañía. Los voltajes superiores a los que se pueden trabajar con guantes se trabajan con barras especiales conocidas como herramientas de línea caliente o barras calientes , con las que las líneas eléctricas se pueden manejar de forma segura desde una distancia. Los linieros también deben usar un equipo especial de aislamiento de goma cuando trabajen con cables vivos para protegerse contra cualquier contacto accidental con el cable. Los cubos de los que trabajan los linieros a veces también están aislados con fibra de vidrio .
Las líneas eléctricas desenergizadas pueden ser peligrosas, ya que aún pueden ser energizadas desde otra fuente, como la interconexión o la interacción con otro circuito, incluso cuando aparecen apagadas. Por ejemplo: un circuito de nivel de distribución de mayor voltaje puede alimentar varios circuitos de distribución de bajo voltaje a través de transformadores. Si el circuito de mayor voltaje está desenergizado, pero si los circuitos de menor voltaje conectados permanecen energizados, el circuito de mayor voltaje permanecerá energizado. Otro problema puede surgir cuando los cables desenergizados se energizan a través de la inducción electrostática o electromagnética de los cables energizados en las proximidades.
Todo el equipo de protección personal en línea debe mantenerse limpio de contaminantes y someterse a pruebas periódicas para verificar su integridad eléctrica. Esto se hace mediante el uso de equipos de prueba eléctrica de alta tensión.
Otros artículos generales de PPE, como los cascos, generalmente se reemplazan a intervalos regulares.
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Un reóstato líquido o un reóstato de agua [1] o un reóstato de agua salada es un tipo de resistencia variable . Esto se puede usar como carga ficticia o como resistencia de arranque para motores de anillos deslizantes grandes.
En la forma más simple, consiste en un tanque que contiene salmuera u otra solución de electrolito, en la cual los electrodos se sumergen para crear una carga eléctrica . Los electrodos pueden elevarse o bajarse hacia el líquido para disminuir o aumentar respectivamente la resistencia eléctrica de la carga. Para estabilizar la carga, la mezcla no debe dejarse hervir.
Los diseños modernos utilizan electrodos de acero inoxidable y carbonato de sodio u otras sales, y no usan el recipiente como un solo electrodo. En algunos diseños, los electrodos se fijan y el líquido se eleva y baja mediante un cilindro externo o una bomba. Los sistemas de arranque del motor con una cadencia de arranque rápido pueden incluir la circulación de agua a los intercambiadores de calor externos. En tales casos, los aditivos anticongelantes y anticorrosivos deben elegirse cuidadosamente para no cambiar la resistencia o apoyar el crecimiento de algas o bacterias.
El reóstato de agua salada funciona con un factor de potencia unitario y presenta una resistencia con inductancia en serie insignificante en comparación con un cable enrollado equivalente, y fue utilizado ampliamente por los ensambladores de generadores, hasta hace 20 años, como cuestión de rutina. Todavía se construyen a veces en el sitio para la puesta en marcha de grandes generadores de diesel en lugares remotos, donde los bidones de aceite y los tubos de andamios descartados pueden formar un tanque improvisado y electrodos.
Descripción [ editar ]
Por lo general, un reóstato líquido tradicional consiste en un cilindro de acero (el negativo ), de aproximadamente 5 pies (1,5 m) de tamaño, colocado sobre aisladores, en el que se suspendió un cilindro de acero hueco. Este actuó como el electrodo positivo y fue apoyado por una cuerda de acero y un aislante de una polea ajustable. La conexión de la tubería de agua incluía una sección aislada. El tanque contenía agua salada, pero no a la concentración que podría describirse como "salmuera". Todo el dispositivo fue cercado por seguridad.
La operación fue muy simple, ya que agregar más sal, más agua o variar la altura del electrodo central variaría la carga. [2] La carga demostró ser bastante estable, variando solo ligeramente a medida que el agua se calentaba. Nunca llegó a hervir. La disipación de potencia fue de aproximadamente 1 megavatio , con un potencial de aproximadamente 700 voltios y una corriente de aproximadamente 1,500 amperios .
Los diseños modernos utilizan electrodos de acero inoxidable y carbonato de sodio u otras sales, y no usan el recipiente como un solo electrodo.
Los sistemas con una cadenza de arranque rápido [ aclaración necesaria ] pueden incluir la circulación de agua a los intercambiadores de calor externos. En tales casos, los aditivos anticongelantes y anticorrosivos deben elegirse cuidadosamente para no cambiar la resistencia o apoyar el crecimiento de algas o bacterias.
Ventajas y desventajas [ editar ]
Una ventaja es el funcionamiento silencioso, sin el ruido del ventilador de los diseños de redes resistivas actuales .
Las desventajas incluyen:
- Corrosión en los cables de conexión de cobre y en el cable.
- Falta de aislamiento de la tierra que puede disparar un sistema de detección de tierra.
Usos [ editar ]
Los ferrocarriles usaban bancos de carga de agua salada en la década de 1950 para probar la potencia de salida de las locomotoras diesel-eléctricas . [3] Posteriormente fueron reemplazados por bancos de carga resistiva especialmente diseñados . Estos diseños posteriores, con una potencia de 4,000 caballos de fuerza (3,000 kW), actualmente cuestan entre 100,000 y 180,000 euros . Por lo tanto, es económicamente ventajoso para los ferrocarriles construir su propio tipo de agua salada. Algunas locomotoras eléctricas también utilizaron reóstatos líquidos, en particular en Italia para los primeros tipos de CA trifásicas, como la FS Clase E550 . Algunos diseños de corriente continua también los utilizaron como resistencias de arranque.
Los reóstatos líquidos a veces se usaban en unidades de motor de rotor enrollado de gran tamaño (miles de kilovatios / caballos de fuerza) , para controlar la resistencia del circuito del rotor y la velocidad del motor. La posición del electrodo podría ajustarse con un pequeño cabrestante eléctrico o un cilindro neumático. Se proporcionaron una bomba de refrigeración y un intercambiador de calor para permitir que la energía de deslizamiento se disipe en el agua de proceso u otro sistema de agua. [4]
Uso actual [ editar ]
Las redes de distribución de alto voltaje usan resistencias electrolíticas fijas para conectar a tierra el neutro, para proporcionar una acción de limitación de corriente, de modo que el voltaje a través del suelo durante la falla se mantenga a un nivel seguro. A diferencia de una resistencia sólida, la resistencia líquida es autocurativa en caso de sobrecarga. Normalmente, la resistencia se configura durante la puesta en marcha, y luego se deja fija. [5]
Los arrancadores de motores modernos [6] están totalmente cerrados y el movimiento del electrodo está controlado por un servomotor. Normalmente, un tanque de 1 tonelada arrancará un motor de tipo anillo de deslizamiento de 1 megavatio, pero hay una variación considerable en el tiempo de inicio según la aplicación.
Problemas de seguridad con diseños más antiguos [ editar ]
El banco de carga totalmente de agua salada data de una época anterior, menos regulada y litigiosa. Para aprobar la legislación de seguridad actual se requieren diseños más cerrados.
No son más peligrosos que los calentadores de electrodos , que funcionan según el mismo principio, pero con agua corriente o calentadores de inmersión eléctricos, siempre que se tomen las precauciones adecuadas. Esto requiere conectar el contenedor tanto a tierra como a neutro y romper todos los polos con un interruptor de circuito de sobrecorriente vinculado . Si está al aire libre, se requieren barreras de seguridad .
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