ANEXO 4 ESTUDIO DE CAMPOS ELÉCTRICOS Y MAGNÉTICOS

ANEXO 4
ESTUDIO DE CAMPOS ELÉCTRICOS Y MAGNÉTICOS DE LAS LÍNEAS
DE 110 KV MAITENES - ALFALFAL Y DE 220 KV ALFALFAL II - ALFALFAL
Índice
Índice................................................................................................................................................... 2
Introducción....................................................................................................................................... 3
Características de las Líneas de Transmisión................................................................................. 3
Campo eléctrico ................................................................................................................................. 6
Comparación con Normas internacionales ................................................................................... 8
Campo Magnético ............................................................................................................................. 9
Comparación con Normas internacionales ................................................................................. 11
-2-
Introducción
El objetivo de esta memoria de cálculo es presentar los resultados de la modelación del campo
eléctrico y magnético de las Líneas de Alta Tensión de 110 kV Maitenes - Alfalfal y de 220 kV
Alfalfal II - Alfalfal, para posteriormente realizar una comparación entre los valores obtenidos y las
normas internacionales más comúnmente aplicadas en estos casos.
Para las modelaciones matemáticas de esta memoria se han considerado las condiciones de operación
más exigentes, para así obtener las mayores magnitudes posibles de campo eléctrico y magnético
(peor escenario). Se evaluaron asimismo con especial cuidado los valores que se obtengan en el límite
de la faja de restricción, que para el caso de estas línea corresponde a 30 metros de ancho para la
línea Maitenes – Alfalfal (o 15 metros perpendiculares a cada lado de la línea, a partir del eje central)
y de 40 metros de ancho para línea Alfalfal II – Alfalfal (o 20 metros perpendiculares a cada lado de
la línea, a partir del eje central). Evidentemente, los valores máximos de magnitud de campo eléctrico
y magnético se presentarán en la vecindad inmediata de los cables de poder, pero como no existen
asentamientos humanos dentro de la faja de restricción, estos valores no serán aplicables para efectos
de comparación con las normas internacionales vigentes.
Características de las Líneas de Transmisión
Se ha considerado en este cálculo el uso de una estructura de suspensión para cada línea, que posee
las siguientes dimensiones básicas:
-3-
La posición de las fases en cada línea son las siguientes:
Línea Maitenes Alfalfal
Línea Alfalfal II Alfalfal
12
20
f3'
10
f1
18
f2
16
14
8
f2'
f3
f2
12
f1
6
10
8
f1'
4
f3
6
2
4
2
0
-10
-5
0
5
10
0
-10
Ubicación de fases
Fase
f1
f2
f3
Voltaje FF circ. 1:
Conductor requerido:
Total subconductores.:
Alt. Observador:
Posición
X [m]
Y [m]
4.2
6.7
4.2
9.9
-4.2
6.7
110
800
2
1.5
-5
0
Ubicación de fases
Fase
f1
f2
f3
f1'
f2'
f3'
Voltaje FF circ. 1:
Voltaje FF circ. 2:
Conductor requerido:
Total subconductores.:
Alt. Observador:
[kV]
[MCM]
[por fase]
[m]
5
10
Posición
X [m]
Y [m]
4.9
18
5.6
12.7
4.4
7.4
-4.4
7.4
-5.6
12.7
-4.9
18
220
220
740.8
1
1.5
[kV]
[kV]
[MCM]
[por fase]
[m]
Fig. 1: Estructuras y ubicación de los conductores de las líneas en estudio
Como la tensión de operación de las Líneas es 110 kV para la línea Maitenes - Alfalfal y de 220 kV
para la línea de Alfalfal II - Alfalfal, se ha considerado para el cálculo de los Campos Eléctrico y
Magnético, la altura mínima de los conductores respecto del suelo, (Artículo 107 de la norma NSEG
5 E.n.71.), es decir, 6.7 metros para la línea de 110 kV y de 7.4 metros para la línea de 220 kV.
Debe indicarse que los valores calculados, que se indican en este informe, corresponderán a los
valores máximos RMS para aquellos lugares en que el conductor se encuentre a su menor altura
respecto del suelo, teniendo en consideración simultáneamente la ocurrencia de una contingencia,
como salida de servicio otra línea, lo que incrementará los flujos de energía por estas líneas,
incrementando la temperatura de los conductores y que ésta ocurra a una alta temperatura ambiente.
-4-
En condiciones normales de operación de las líneas, los conductores se encontrarán mucho más
altos respecto del suelo, por razones de temperatura, y por tanto la magnitud de los campos serán
menores a las indicadas en este informe.
Para representar el efecto del Campo Eléctrico y del Campo Magnético sobre las personas, todos los
cálculos se han realizado para una altura respecto del suelo, de 1,5 metros. Asimismo, se evaluó el
valor de los campos para una franja entre -40 metros hasta +40 metros de distancia perpendicular
respecto del eje de la línea, lo que incluye completamente la faja de restricción de 30 metros de la
línea Maitenes - Alfalfal (15 metros hacia cada lado) y de 40 metros de la línea Alfalfal II - Alfalfal (20
metros hacia cada lado).
-5-
Campo eléctrico
La siguiente figura corresponde a la magnitud calculada del Campo Eléctrico, medido en (kilo
Volt/metro), en relación a la distancia perpendicular al eje de la línea medida en metros.
Línea Maitenes Alfalfal
Cám po Eléctrico RMS
2.4
2.2
Cámpo Eléctrico RMS
2.0
1.8
Campo Eléctrico (kV/m)
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
-40
-35
-30
-25
-20
-15
0.0
-5
0
5
faja de restricción
-10
10
15
20
25
30
35
40
Distancia al eje de la línea (m )
Línea Alfalfal II Alfalfal
Cám po Elé ctrico RM S
1.8
1.6
Cámpo Eléctrico RMS
1.4
Cámpo Eléctrico (kV/m)
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
0.0
-5
0
5
Faja de restricción
10
15
20
25
Dis tancia al e je de la líne a (m )
Figura 2: Magnitud de Campo Eléctrico RMS de las líneas
-6-
30
35
40
De acuerdo a este modelo, el mayor valor obtenido de Campo Eléctrico para los extremos de la faja
de restricción (15 metros con respecto al eje de la línea para la línea Maitenes Alfalfal y 20 metros
para la línea Alfalfal II Alfalfal) fue de 0,56 (kV/m) en la línea Maitenes Alfalfal y de 0,134 (kV/m)
en la línea Alfalfal II Alfalfal El valor más alto de campo eléctrico en todo el espectro evaluado fue
de 2.1 (kV/m) y 1.56 (kV/m) respectivamente.
-7-
Comparación con Normas internacionales
Existen al menos 6 normas internacionales que se refieren de manera explícita a la magnitud máxima
de campo eléctrico para la vecindad de líneas de alta tensión, y específicamente para exposición del
público general. Los países de donde provienen las normas más conocidas así como los valores
máximos admisibles están en la siguiente tabla:
País de origen
Argentina
Campo Eléctrico máx
admisible [kV/m]
3
Australia
5
Unión Europea
5
Florida (USA)
8 a 10 (2) (*)
New York (USA)
12 (1.6) (*)
Italia
5
(*) Los valores entre paréntesis son los recomendados para el borde de la faja de
restricción.
El gráfico siguiente indica los valores de Campo Eléctrico en el borde de las fajas de restricción. Se
observa que estas líneas cumplen holgadamente con la normativa internacional.
Cámpos Eléctrico
6
Cámpo Eléctrico (kV/m)
5
4
3
2
1
0
Argentina
Australia
Unión
Europea
Florida
(USA)
New York
(USA)
Italia
Línea Alf.
II-Alf.
Línea
Mait.-Alf.
Figura 3: Normas internacionales sobre Campos Eléctricos admisibles y valor de campo eléctrico de
las líneas Maitenes Alfalfal y Alfalfal II Alfalfal en el límite de la faja de restricción.
-8-
Campo Magnético
La siguiente figura corresponde a la magnitud calculada del Campo Magnético en relación a la
distancia perpendicular al eje de la línea medida en metros.
Línea Maitenes Alfalfal
Cám po M agné tico RM S
30
Cámpo Magnético RMS
25
B [µ Tesla]
20
15
10
5
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
0
-5
0
5
Faja de restrición
10
15
20
25
30
35
40
Dis tancia a e je de la líne a [m ]
Línea Alfalfal II Alfalfal
Cám po M agné tico RM S
10
9
Cámpo Magnético RMS
8
7
B [µ Tesla]
6
5
4
3
2
1
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
0
5
10
15
20
25
30
Faja de restricción
Dis tancia a e je de la líne a [m ]
Figura 4: Magnitud de los Campo Magnético RMS de las líneas.
-9-
35
40
De acuerdo a este modelo, el mayor valor obtenido de Campo Magnético para los extremos de la faja
de restricción (15 metros con respecto al eje de la línea para la línea Maitenes Alfalfal y 20 metros
para la línea Alfalfal II Alfalfal) fue de 5,8 (µTesla) en la línea Maitenes Alfalfal y de 1,18 (µTesla) en
la línea Alfalfal II Alfalfal El valor más alto de Campo Magnético en todo el espectro evaluado fue de
27.1 (µTesla) y 9,0 (µTesla) respectivamente.
- 10 -
Comparación con Normas internacionales
Las normas más conocidas para magnitudes de Campo Magnético y los valores máximos admisibles
están en la siguiente tabla:
País de origen
Argentina
Campo Magnético máx
admisible [µTesla]
25
Australia
100
Unión Europea
100
Florida (USA)
15 a 20
New York (USA)
20
Italia
100
El gráfico siguiente indica los valores de máximos de Campo Magnético recomendados de acuerdo a
listado anterior y los valores de Campo Magnético calculado para el borde de las fajas de restricción.
Se observa que estas líneas cumplen holgadamente con la normativa internacional
Campos Magnéticos
120
Campo Magnético (µ Tesla)
100
80
60
40
20
0
Argentina
Australia
Unión
Europea
Florida
(USA)
New York
(USA)
Italia
Línea Alf.
II-Alf.
Línea
Mait.-Alf.
Figura 5: Normas internacionales sobre Campos Magnéticos admisibles y valor de campo magnético
de las líneas Maitenes Alfalfal y Alfalfal II Alfalfal en el límite de la faja de restricción
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