Introducción
El suministro de energía eléctrica desde las centrales de generación hasta los consumidores requiere una red interconectada de líneas de transmisión y numerosos transformadores. El transporte de energía eléctrica a larga distancia a través de un cable aéreo de contacto es también un componente del transporte público, ya que se utiliza en sistemas ferroviarios como trenes, metros y tranvías o trolebuses.
Para la transmisión de energía eléctrica se utilizan materiales altamente conductores con el fin de minimizar las pérdidas de transporte y evitar así caídas de tensión. Los cables también están sometidos a grandes esfuerzos mecánicos. Además de su propio peso, los cables se desplazan lateralmente en los días de viento. Por esta razón, debe tenerse en cuenta su máxima deflexión lateral. Un requisito adicional para el cable aéreo de contacto es que su interacción dinámica con los colectores de corriente debe ajustarse estrictamente a diversas normas.
Gracias a las elevadas reservas de fuerza y a los largos recorridos de deformación del DMA GABO Eplexor® de alta carga y a los portamuestras personalizados, estas condiciones reales pueden reproducirse en el laboratorio.
Experimental
Se utiliza principalmente cobre, un material altamente conductor con una conductividad eléctrica de 58-106 S/m. Para esta serie de ensayos, los alambres de cobre sin aislamiento se someten a esfuerzos estáticos de flexión a temperatura ambiente. El experimento se realiza bajo control de deformación con una velocidad de desplazamiento de 1 mm/min. La fuerza estática aumenta en el experimento hasta que la muestra se rompe. Los resultados de las mediciones se registran en intervalos de 0,1 N. En la figura 1 se representa el dispositivo experimental. Un alambre de cobre con un diámetro de 0,23 mm se sujeta en el punto de fijación exterior con una fuerza de sujeción de 4 N y, a continuación, se dobla en el centro.
Resultados de las mediciones
La figura 2 muestra la curva fuerza-desplazamiento de la prueba de flexión del hilo de cobre hasta la rotura. La fuerza de rotura requerida ascendió a unos 6,5 N con un alargamiento de rotura del 2644% o una deformación de 6,08 mm. En la figura 3 se representa la rotura del alambre de cobre. El hilo de cobre se rompe en el punto de fijación izquierdo. Como ocurre en condiciones reales, se han producido
Resumen
Las condiciones reales de funcionamiento de las líneas eléctricas pueden trasladarse de la práctica al laboratorio con la ayuda del DMA GABO Eplexor® de alta carga gracias a sus elevadas reservas de fuerza y largos recorridos de deformación junto con portamuestras personalizados. Aunque el ensayo se realizó de forma estática, también es posible realizar ensayos de fatiga dinámica-mecánica en flexión.