Conceptos Básicos Sobre Campos Magnéticos en líneas de transmisión

El campo magnético a frecuencia industrial
está presente en la mayor parte de nuestro entorno,
dado que las líneas de transmisión (LT) están ubicadas
tanto en zonas rurales como urbanas. Por esta
razón, es de gran interés para la comunidad científica
y técnica y para algunos sectores gubernamentales
analizar los efectos sobre las personas y equipos
eléctricos y electrónicos asociados a la interacción
directa con campos magnéticos. Este interés se ha
reflejado en la ejecución de múltiples investigaciones
y la expedición de normas que establecen
límites de exposición a campos electromagnéticos
(NIEHS EMF-RAPID Program Staff, 1999; Informe
de ICNIRP, 1998). En Colombia, por ejemplo, para
personas expuestas a campos electromagnéticos,
el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas
–RETIE– (Minminas, 2008) limita la densidad de flujo
magnético a 60 Hz en 100 uT.
Por otro lado, los estudios coinciden en que
para abordar el problema de campos electromagnéticos
se deben considerar dos pasos. El primero
consiste en calcular las intensidades de campo magnético
generados por las LT; en este sentido, varias
publicaciones técnicas se han presentado en la literatura.
De acuerdo con Memari y Janischewskyj (1996)
y Memari (2005), el cálculo del campo magnético
producido por una LT comienza con el conocimiento
de su geometría y sus condiciones de carga, luego se
calcula como la suma vectorial del campo magnético
generado por cada conductor; este método es ideal
para implementar en programas de simulación. En
Kaune y Zaffanella (1992) se presentan expresiones
analíticas para calcular el campo magnético lejano,
sin embargo, no son adecuadas para determinar el
comportamiento del campo magnético cercano,
por ejemplo, debajo de la LT. En Pettersson (1996)
la expansión multipolar fue utilizada para derivar
expresiones analíticas simples de cálculo de campo
magnético mediante la identificación de vectores
espaciales de dos dimensiones (2D) con números
complejos; el único problema es la confusión que
se genera al utilizar los números complejos como
fasores. Filippopoulos y Tsanakas (2005) expusieron
un novedoso método de cálculo de campo
magnético utilizando el doble número complejo,
el cual usa dos unidades imaginarias y permite la
representación simultánea de vectores y fasores; el
método es válido para distancias lejanas y cercanas
a la línea. En este artículo, el campo magnético será
calculado teniendo en cuenta diferentes aproximaciones
y suposiciones basadas en las anteriores referencias,
en particular aplicando las simplificaciones
presentadas en Cruz e Izquierdo (2003), de tal manera
que el error sea mínimo, tanto para distancias
cortas como largas de la LT.

Bibliografía:
Tomado de Revista EIA, ISSN 1794-1237 Número 13, p. 9-21. Julio 2010
Escuela de Ingeniería de Antioquia, Medellín (Colombia)
MITIGACIÓN DE CAMPO MAGNÉTICO DE LÍNEAS DE
TRANSMISIÓN UTILIZANDO BUCLES PASIVOS

Transmisión de ultra alta tensión Escenarios alternativos para la transmisión masiva de energía eléctrica de 800 kV HVDC y 1000 kV HVAC a largas distancias

El consumo global de energía crece continuamente pero, además,
la energía se obtiene con mayor frecuencia de recursos
situados muy lejos del punto de consumo. Cada día es más
importante el transporte de energía a largas distancias.

El petróleo se transporta frecuentemente en superpetroleros y
el gas por gasoductos. El carbón empleado para producir
electricidad usa el transporte ferroviario, una solución que
puede exigir un costoso reforzamiento de los sistemas de
vías. Puede resultar más económico generar la electricidad
cerca de los yacimientos de carbón y transmitirla a los
consumidores. Dado que la producción de energías renovables
como la hidroeléctrica, la eólica y la solar está condicionada
por la localización, a menudo no hay alternativa a la
transmisión a largas distancias.

Por consiguiente, la transmisión de energía eléctrica está
llamada a desempeñar una función más y más importante.
En este artículo, Revista ABB estudia los últimos avances en
el campo de la transmisión masiva de energía eléctrica.

¿QUÉ ES EL MODO (TEM)

Un modo TEM se caracteriza por el hecho de que tanto el campo eléctrico, como el campo magnético que forman la onda son perpendiculares a la dirección en que se propaga la energía; sin existir, por tanto componente de los campos en la dirección axial (dirección en que se propaga la energía).

Para que existan propagación energética en modo TEM, es necesario que existan al menos dos conductores eléctricos y un medio dieléctrico entre ambos (que puede incluso ser aire o vacío). Ejemplos de líneas de transmisión son el cable bifilar, el cable coaxial, y líneas planares tales como la stripline, la microstrip...

Cuando el modo de propagación es TEM, se pueden definir, sin ambigüedad, tensiones y corrientes, y el análisis electromagnético de la estructura (estudio de campos) no se hace imprescindible, siendo posible una representación circuital con parámetros distribuidos,tal y como aquí se trata con posterioridad.

¿QUÉ SON LAS LINEAS DE TRANSMISIÓN?

Una línea de transmisión es una estructura material de geometría uniforme utilizada para transportar eficientemente la energía de radiofrecuencia desde un punto a otro; como puede ser de un equipo de transmisión a otro, de un transmisor a la antena, entre otras aplicaciones. 

Un parámetro que la define comúnmente es su impedancia característica, siendo los valores más comunes 50 y 75 ohmios cuando nos referimos a un tipo particular de líneas de transmisión conocidos, en este caso, como cables coaxiales. Un ejemplo típico de 75 ohmios es el cable RG-6 el cual es usado para la acometida del servicio de televisión por cable residencial.