Temas De Ingeniería Eléctrica

Temas De Ingeniería Eléctrica

Dr. Juan Almirall Mesa

Fuente: orlandoprofeta

INDICE

• CAPITULO I.- FUENTES DE ENERGÍA.
• CAPITULO II.- EL HOMBRE Y LA ENERGÍA ELÉCTRICA. MEDIDAS DE SEGURIDAD.
• CAPITULO III.- MATERIALES ELECTROTÉCNICOS.
• CAPITULO IV.- CONDUCTORES.
• CAPITULO V.- AISLAMIENTO EXTERNO.
• CAPITULO VI.- TRANSMISIÓN Y IRREFLEXIÓN DE ONDAS.
• CAPITULO VI.- SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA.
• CAPITULO VIII.- SOBRETENSIONES EXTERNAS.
• CAPITULO IX.- SOBRETENSIONES INTERNAS.
• CAPITULO VIII.- SISTEMAS DE PRUEBA Y MEDICIÓN EN ALTA TENSIÓN
• BIBLIOGRAFIA

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ÍNDICE GENERAL

• CAPITULO I.- FUENTES DE ENERGÍA.. Introducción. Fuentes de energía primaria. Introducción. Fuentes de energía no renovables. Los combustibles radioactivos. El efecto invernadero y las lluvias ácidas. Fuentes de energía renovables. El transporte de la energía primaria. La energía eléctrica: nacimiento y desarrollo. Reseña histórica. Desarrollo de la energía eléctrica. Contexto histórico en que se inicia el empleo de la energía eléctrica. El transporte de la energía eléctrica. La energía eléctrica y su impacto en la sociedad. Introducción. Dimensión n económica. Dimensión política. Dimensión ecológica. El desarrollo científico y la energía eléctrica. Tendencias actuales del desarrollo de los sistemas eléctricos de potencia. Desarrollo de la energía eléctrica en Cuba.
• CAPITULO II.- EL HOMBRE Y LA ENERGÍA ELÉCTRICA. MEDIDAS DE SEGURIDAD.. Introducción. Impedancia del cuerpo humano. Efecto de la corriente eléctrica en el cuerpo humano. Parámetros que determinan la magnitud de la corriente que puede llegar a circular por el cuerpo humano. Accidentes eléctricos. Causas de lesiones y muertes debidas accidentes eléctricos. Índice de riesgo de un contacto eléctrico. Contactos directos. Medidas de protección contra los contactos directos. Contactos indirectos. Tensión de paso y de contacto. Arcos eléctricos. Medios y herramientas de trabajo en los sistemas eléctricos energizados. Medios de protección individuales. Medios de protección aislados. Pruebas de control a los guantes, botas y mantas aisladas. Pruebas de control a los guantes, botas y mantas aisladas. Detectores de ausencia de tensión. Herramientas de trabajo para instalaciones energizadas.
• Trabajo en las redes eléctricas de alta tensión. Trabajo en las redes eléctricas de alta tensión. Requisitos generales de seguridad. Trabajo en las redes eléctricas desenergizadas. Trabajo con las redes energizadas. Tratamiento de urgencia en caso de accidentes eléctricos. Tratamiento de urgencia de las grandes quemaduras. Métodos de reanimación de la víctima. Rescate a accidentados.
• CAPITULO III.- MATERIALES ELECTROTÉCNICOS.. Introducción. Comportamiento de los materiales aislantes frente a un campo eléctrico. Introducción. Características atómicas de los materiales aislantes. Polarización en los materiales aislantes. Permitividad de las sustancias aislantes . Permitividad compleja. Variación de la permitividad con la frecuencia y la temperatura. Conductividad de los dieléctricos. Angulo de pérdidas y tan ?. Variación de la tan ? con la frecuencia y la temperatura. Pérdidas de energía en los dieléctricos. Circuito equivalente de un dieléctrico. Aislantes gaseosos. Introducción. Aspectos básicos de la teoría cinético molecular de los gases. Conducción en los gases. Primer coeficiente de ionización de Townsend. Segundo coeficiente de ionización de Townsend. Ley de Paschen. Mecanismos de ruptura en los aislantes gaseosos sometidos a un campo eléctrico uniforme. Ruptura en los aislantes gaseosos sometidos a la acción de un campo eléctrico no uniforme. Efecto corona en corriente alterna. Pérdidas de energía debido al efecto corona. Descarga autosostenida. Arco eléctrico en corriente directa. Arco eléctrico en corriente alterna. 14 - Característica del comportamiento estático del arco eléctrico. Métodos de extinción del arco eléctrico. Aislantes líquidos. Introducción. Características generales de los líquidos aislantes. Conducción en los aislantes líquidos. Ruptura en los aislantes líquidos. Envejecimiento de los aislantes líquidos. Determinación de la rigidez dieléctrica en los aislantes líquidos. Principales líquidos aislantes. Recuperación de los aceites minerales. Aislantes sólidos. Introducción. Conducción volumétrica en los aislantes sólidos. Factores que influyen en la conductividad volumétrica de los aislantes sólidos. Conductividad superficial. Características generales del rompimiento en aislante sólidos. Ruptura intrínseca o electrónica. Rompimiento electromecánico. Ruptura electrotérmica. Ruptura por descargas. Ruptura superficial. Materiales conductores. Introducción. Propiedades de los conductores. La conductividad y su magnitud recíproca la resistividad. El coeficiente de temperatura para la resistividad. Resistividad de las aleaciones. Superconductividad. Conductividad térmica de los conductores. Variación de la resistividad de los metales al deformarse. Diferencia de potencial de contacto. Resistencia de contacto entre materiales conductores. Resistencia, inductancia y efecto pelicular en los conductores. Materiales conductores puros más usados. Cobre. Aluminio. Hierro. Materiales conductores para usos especiales. Materiales usados para la construcción de resistencias eléctricas. Materiales para contactos. Metales y aleaciones fusibles. Materiales para soldaduras.
• CAPITULO IV.- CONDUCTORES.. Introducción. Alambres. Introducción. Alambres esmaltados. Alambres con aislamiento de papel. Alambres con aislamiento fibroso (encintados). Alambres aislados a partir de óxidos. Cables. Introducción. Denominación de los cables. Características de los materiales aislantes más usado en los cables aislados. Comportamiento térmico de los cables. Máxima corriente de operación continua admisible por un cable. Máxima corriente admisible por un cable bajo condiciones de  cortocircuito. Cables aislados de baja tensión. Introducción. Parámetros más importantes de los conductores aislados de baja tensión. Determinación de la cargabilidad de los cables aislados de baja tensión. Cargabilidad de los cables soterrados por conductos. Cables aislados de alta tensión. Introducción. Parámetros más importantes de los cables aislados de alta tensión. Capacitancia de los cables aislados de alta tensión. Pérdidas de energía en el aislamiento. Inductancia en los cables aislados. Pérdidas de energía en las partes conductoras de los cables  aislados.
• Cargabilidad de los cables aislados a factor de carga constante. Introducción. Caso de un cable instalado directamente en la tierra. Caso un cable perteneciente a un grupo de cables instalados directamente en la tierra. Caso de un cable perteneciente a un grupo instalado por conductos. Caso de cables instalados al aire. Cargabilidad de los cables aislados considerando las variaciones periódicas de la curva de carga. Introducción. Método para la determinación de la cargabilidad de cables soterrados teniendo en cuenta las variaciones periódicas de las cargas. Caso de un cable instalado directamente en la tierra. Caso un cable perteneciente a un grupo de cables instalados directamente en la tierra. Caso de un cable perteneciente a un grupo instalado por conductos. Conductores para líneas aéreas. Introducción. Características generales de los cables de las líneas aéreas. Características mecánicas de los cables para las líneas aéreas. Ventajas y desventajas de los diferentes tipos de cable usados en la construcción de las líneas aéreas. Conductores simétricamente suspendidos. Conductores suspendidos asimétricamente. Calculo de las cargas sobre las estructuras debido a los conductores.
• CAPITULO V.- AISLAMIENTO EXTERNO.. Introducción. Características del aislamiento externo. Introducción. Materiales convencionales más usados para la construcción del aislamiento externo. Características constructivas de los aisladores convencionales. Características generales de los aisladores poliméricos. Características constructivas de los aisladores poliméricos. Características mecánicas de los aisladores poliméricos. Características eléctricas de los aisladores poliméricos. Comportamiento de los aisladores ante las sobretensiones transitorias . Introducción. Relación esfuerzo-rigidez del aislamiento externo. Probabilidad de falla. Efecto de las sobretensiones sobre los aisladores contaminados. Efecto de la contaminación ambiental sobre el aislamiento externo. Introducción. Antecedentes históricos. Principales tipos de contaminación. Efecto de las descargas eléctricas sobre los aisladores bajo condiciones de contaminación. Características generales de los contaminantes. Factores que determinan la acumulación y la distribución de la capa de contaminante. Análisis teórico del fenómeno de las descargas superficiales en los aisladores contaminados. Introducción. Distribución de tensión a lo largo de una pieza aislante cilíndrica. Características físicas de las descargas sobre la superficie de los elementos aislantes contaminados. Conductividad superficial en los aisladores. Valor máximo de la conductividad de una capa de contaminante. Modelo de Obenaus. Métodos para la evaluación de la severidad de la contaminación ambiental y su efecto en la selección del aislamiento . Introducción. Determinación de los niveles de contaminación atmosférica. Características generales de los métodos de prueba. Determinación de la distancia de fuga especifica. Selección del aislamiento en las instalaciones eléctricas. Efecto de la configuración y de la posición de las disposiciones aislante. Métodos de combatir la contaminación ambiental. Introducción. Lavado de los aisladores. Lavado en líneas energizadas. Lavado de subestaciones. Aplicación de grasas. Recubrimientos elastoméricos. Aisladores de capa semiconductora. Sobreaislamiento. Eliminación de la fuente de contaminante. Distribución de tensión en cadenas de aisladores. Introducción. Análisis de la distribución de tensión. Análisis de la distribución de tensión en corriente alterna. Efecto de un aislador fallado en la cadena. Efecto de un aislador diferente en la cadena. Efecto de los parámetros de la instalación en la distribución de tensión. Medición experimental de la distribución de tensión. Métodos para mejorar la distribución de tensión. Corrosión en las partes metálicas del aislamiento externo. Introducción. Corrosión atmosférica. Corrosión electrolítica. Métodos de combatir la corrosión electrolítica.
• CAPITULO VI.- TRANSMISION Y REFLEXION DE ONDAS.. Introducción. Propagación de las ondas de choques en líneas sin pérdidas. Energía de las ondas. Amortiguamiento y distorsión de las ondas. Velocidad de traslación de las ondas. Reflexión y transmisión de ondas. Línea terminada en una resistencia. Unión de una línea con otras dos líneas de diferentes impedancias. Resistencias en serie y en derivación. Capacitores en derivación y en serie. Inductores en derivación. Reflexiones múltiples. Reflexiones múltiples en líneas con varios puntos de discontinuidad.
• CAPITULO VI.- SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA.. Introducción. Definiciones. Clasificación de las puestas a tierra. Resistencia de una puesta a tierra. Factores de que depende la resistividad del terreno. Sistemas de puesta a tierra naturales. Sistemas de puesta a tierra artificiales. Ecuación general de la resistencia de puesta a tierra de un electrodo. Electrodos verticales. Comportamiento de los electrodos verticales ante impulso. Electrodos horizontales. Comportamiento de los electrodos horizontales ante impulso. Mallas de tierra. Medición de la resistencia de puesta a tierra y de la resistividad de la tierra. Caída de potencial en los electrodos de tierra. Tensiones de paso y de contacto. Sistema de puesta a tierra en las líneas aéreas. Protección de las puestas a tierra contra la corrosión.
• CAPITULO VIII.- SOBRETENSIONES EXTERNAS.. Introducción. Características generales de los rayos. Introducción. Formación y desarrollo de los rayos. Intensidad de las tormentas eléctricas. Características de la corriente de los rayos. Efecto sobre los rayos de los objetos sobre la superficie del terreno. Medios de protección contra rayos. Protección de edificios y de instalaciones generales. Introducción. Pararrayos pasivos. Pararrayos activos. Protección de líneas de transmisión de energía eléctrica. Introducción. Cables de protección. Pararrayos distribuidos. Protección de transformadores. Introducción. Entrehierros o descargadores. Pararrayos de carburo de silicio (SiC). Pararrayos de oxido metálico (ZnO). Análisis comparativo entre los pararrayos de ZnO y los de SiC . Instalación de pararrayos en subestaciones. Instalación de pararrayos en sistemas de distribución. Protección de maquinas rotatorias.
• CAPITULO IX.- SOBRETENSIONES INTERNAS.. Introducción. Características generales de loas sobretensiones. Sobretensiones externas. Sobretensiones internas. Sobretensiones temporales. Sobretensiones transitorias. Sobretensiones en los sistemas con el neutro aislado. Introducción. Sobretensión debido a una falla a tierra sólida. Sobretensión debido a una falla a tierra intermitente. Sobretensiones debido a la resonancia y a la ferrorresonancia. Introducción. Sobretensiones por resonancia. Sobretensiones por ferroresonancia. Sobretensiones durante la conexión de líneas frías.
• Sobretensiones debido a la reiniciación del arco entre los contactos de los interruptores. Introducción. Interrupción de una corriente capacitiva. Interrupción de una corriente inductiva. Sobretensiones debido a la limpieza de fallas. Introducción. Limpieza de una falla a tierra en una fase cerca del interruptor. Limpieza de una falla a tierra en una fase alejada del interruptor. Limpieza de una falla trifásica en un sistema aislado.
• CAPITULO VIII.- SISTEMAS DE PRUEBA Y MEDICION EN ALTA TENSION. Introducción. Principales pruebas en alta tensión . Definición de términos de uso frecuente en las pruebas de alta tensión. Pruebas a frecuencia de potencia. Pruebas con tensiones transitorias. Equipos de prueba para corriente alterna. Introducción. Transformadores monofásicos. Transformadores conectados en cascada. Circuitos serie resonantes. Sistema de control de las fuentes de prueba de corriente alterna. Equipos de prueba para corriente directa. Introducción. Rectificador de media onda. Rectificadores de onda completa. Dobladores de tensión. Multiplicadores de tensión. Generadores electrostáticos. Generadores de tensiones transitorias. Introducción. Ondas de impulso de tensión para simular rayos. Generadores de ondas de tensión de impulso. Generadores de ondas de tensión de impulso de etapas múltiples. Características generales de las partes componentes de los generadores de ondas de impulso de tensión. Generación de ondas de impulso de baja tensión. Generación de tensiones transitorias oscilatorias. Generadores de corrientes transitorias. Sistemas de medición en alta tensión. Introducción. Voltímetros electrostáticos. Esferas de medición. Divisores de potencial. Impedancia calibrada.
• BIBLIOGRAFIA.