Cientifica, ISSN 2594-2921, vol. 29, no. 2, July-December 2025.

Cálculo de blindaje para dimensionamiento de estructuras de líneas de transmisión aéreas

Shielding calculation for sizing overhead transmission line structures

Jorge Luis Aguilar Marin
(ORCID: 0000-0002-0235-6946)
Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería, Cuernavaca, Morelos, MÉXICO

Luis Cisneros Villalobos
(ORCID: 0000-0002-9409-1374)
Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería, Cuernavaca, Morelos, MÉXICO

Jorge Sánchez Jaime
(ORCID: 0000-0002-4674-8247)
Tecnológico Nacional de México, Instituto Tecnológico de Toluca, Metepec, Estado de México, MÉXICO

Recibido 29-04-2025, aceptado 25-09-2025.

Resumen

Este artículo presenta una metodología para determinar el ángulo de blindaje en líneas de transmisión aéreas utilizando el modelo electrogeométrico (MEG). El objetivo es optimizar la ubicación de los cables de guarda para proteger las líneas frente a descargas atmosféricas, reduciendo fallas en el sistema eléctrico. Se analiza un caso práctico de una línea de doble circuito y dos cables de guarda operando a 230 kV. La validación se realiza mediante un código en MATLAB que calcula la ubicación óptima de los cables y una simulación con ATPDraw para modelar el impacto de una descarga de 31 kA. Los resultados muestran que el ángulo de blindaje calculado es de 25.05 grados, lo que indica una protección adecuada sin superar la tensión crítica de flameo. El estudio confirma que el diseño óptimo del blindaje mejora la fiabilidad de las líneas de transmisión frente a descargas atmosféricas.

Abstract

This article presents a methodology for determining the shielding angle in overhead transmission lines using the electrogeometric model (EGM). The objective is to optimize the placement of guard wires to protect the lines from atmospheric discharges, reducing failures in the electrical system. A practical case of a double-circuit line with two guard wires operating at 230 kV is analyzed. Validation is performed using a MATLAB code that calculates the optimal cable placement and a simulation with ATPDraw to model the impact of a 31 kA discharge. The results show that the calculated shielding angle is 25.05 degrees, indicating adequate protection without exceeding the critical flashover voltage. The study confirms that optimal shielding design improves the reliability of transmission lines against atmospheric discharges.

Palabras clave: líneas de transmisión, alta tensión, flameo inverso.
Index terms: transmission lines, high voltage, back flashover.

ISO 690 reference:
Aguilar Marin, Jorge Luis; Cisneros Villalobos,Luis; Sánchez Jaime, Jorge, 2025, Cálculo de blindaje para dimensionamiento de estructuras de líneas de transmisión aéreas, Científica, vol. 29, no. 2, ISSN 2594-2921, e290202, DOI: 10.46842/ipn.cien.v29n2a03