Cuando conduces por prácticamente cualquier calle en los EE. UU., es probable que veas transformadores montados en postes, ya sean de madera o de concreto. El poste que soporta el transformador no es solo un poste promedio. Por un lado, hay requisitos que determinan la resistencia, altura y capacidades de carga del poste. Esto se debe a que, además de soportar los cables de distribución, un transformador que puede pesar cientos de libras (junto con cortacircuitos, pararrayos y cables secundarios) también descansa sobre el poste. Las empresas de servicios públicos fabrican estos postes de acuerdo con el Código Nacional de Seguridad Eléctrica (NESC) y las normas ANSI, y al instalar el servicio eléctrico, actualizar el servicio o instalar transformadores montados en postes, las empresas deben asegurarse de que no solo el poste cumpla con la clase del poste, sino que tenga la altura necesaria y no esté dañado.
Esta publicación cubre qué tipos de postes llevan transformadores, los diversos requisitos y estándares, los tipos de transformadores utilizados en postes y lo que se requiere durante la instalación y el mantenimiento de los postes.
En resumen, los transformadores se instalan en postes de distribución, que están hechos principalmente de madera. Los postes de acero, concreto y fibra de vidrio se utilizan cuando se necesitan postes muy fuertes o muy atractivos. El poste debe ser del tamaño adecuado para la carga que consiste en todos los conductores, transformadores y hardware de acuerdo con el NESC, hay una necesidad de despeje: lo que significa que el transformador y las partes energizadas deben tener una distancia del suelo; el poste de servicio estándar mide alrededor de 12 a 15 pies; los postes que están clasificados para diferentes clases definen la cantidad de carga de acuerdo con su clasificación de clase.
¿Qué tipo de postes llevan transformadores?
Un transformador está montado en un poste de servicio de distribución que también alberga líneas de distribución de media tensión, generalmente en el rango de 4-35 kilovoltios (kV). Los postes de transmisión tienen vigas de acero altas que albergan líneas eléctricas de alta tensión. La tensión se reducirá a la tensión de utilización en el sistema de distribución en los postes que sostendrán el transformador y se realizará entre los circuitos primario y secundario.
Tres componentes están atornillados al poste que rodea el transformador. Forman una unidad o ensamblaje único: el cortacircuito protege al transformador de fallas que ocurren en el mismo circuito, el pararrayos desvía la energía excesiva causada por un rayo hacia el suelo, y los cables secundarios llevan 120/240V escalonados a tu servicio después de reducir la tensión. Por lo tanto, el poste sirve como una estación de distribución completa en miniatura, y todo fue diseñado para funcionar como un solo sistema.
Requisitos: Estándares de Resistencia, Clase y Altura
Hay dos estándares que afectan el lado del poste, y ambos tienen que ver con cómo se especificará un transformador montado en un poste:
- ANSI (Instituto Nacional de Estándares Americanos) O5.1 — El estándar de postes de madera especifica las dimensiones, especies y tratamiento de un poste, asignando una clase (Clase 1-Clase 7, con clases inferiores que indican tamaños dimensionales más pequeños) de tal manera que los postes de Clase 1 son capaces de soportar la mayor carga en la parte superior del poste. Esto significa que las categorías de postes recibirán la mayor carga de peso.
- NESC (Código Nacional de Seguridad Eléctrica) — El código de seguridad que especifica los despejes y criterios de carga. El poste de distribución con el transformador recibe sus estipulaciones principales a través del despeje desde el suelo de los cables y componentes energizados, ya que deben estar por encima de la distancia mínima permitida sobre el suelo (dependiendo del voltaje – de aproximadamente 15 a 22 pies en áreas urbanas y de 12 a 15 pies en áreas rurales).
¿Qué significa esto para usted? El poste que se utiliza para montar el transformador debe estar correctamente dimensionado para manejar el peso del nuevo transformador que se está agregando. Si tiene un poste existente y está pasando de un transformador de 25 kva a un transformador de 100 kva, primero debe verificar la clase del poste y determinar si aún está en buenas condiciones, ya que el peso del transformador de 100 kva es hasta 3 veces el del transformador actual que se está utilizando.
Tipos de postes comparados: Madera, Concreto, Acero, Compuesto
| Tipo de Poste | Uso Típico | Transporte de Transformador | Notas |
|---|---|---|---|
| Madera (pino/abeto tratado, ANSI O5.1) | Distribución estándar, la mayoría de las utilidades | Común; clase seleccionada para carga | Costo más bajo; necesita inspección por descomposición; vida útil de 30-50 años |
| Concreto | Áreas costeras, de alta resistencia al viento, alta corrosión | Excelente resistencia | Más pesado, más caro; larga vida; sin descomposición |
| Acero (conificado, galvanizado) | Carga alta urbana, de transmisión a distribución | Alta capacidad | Fuerte, gran distancia; consideraciones de costo y conexión a tierra |
| Compuesto de fibra de vidrio (FRP) | Estético, costero, proyectos de demostración de utilidades | Suficiente para unidades pequeñas/medianas | Ligero, no conductor, a prueba de corrosión; precio premium |
Los postes de madera son sin duda el material preferido ya que son económicos, probados y comprobados, y funcionan completamente cuando están clasificados y mantenidos adecuadamente. Los postes de concreto y acero se utilizan generalmente cuando el requisito es específico para resistencia al viento, corrosividad o carga; los postes compuestos son adecuados solo cuando hay una necesidad específica de estética o aislamiento.
¿Qué transformadores van en los postes?
Un transformador en el poste de energía es generalmente un transformador monofásico que se instala en el poste, que es un tipo de transformador de distribución que está sumergido en aceite.
- Tamaños típicos: 5, 10, 15, 25, 37.5, 50, 75 y 100 kilovoltios Amperios, que se utilizan para suministrar energía a individuos en casas, pequeños establecimientos comerciales, en granjas y en áreas residenciales.
- Nivel de voltaje: Las personas comúnmente utilizan un nivel de voltaje de 7.2 kilovoltios, 12.47 kilovoltios, 13.2 kilovoltios y 24.9 kilovoltios, que se reduce a un nivel de voltaje monofásico de 120/240 voltios.
- El servicio trifásico se puede utilizar para fines comerciales o industriales. Se pueden instalar tres transformadores en un solo poste con capacidades monofásicas.
- Construcción del transformador: El transformador está construido de tal manera que está lleno de aceite y tiene un revestimiento de acero corrugado o simple, bujes de baja y alta tensión, y enfriadores que fijan el transformador al brazo cruzado o al poste.
Comprar un transformador de poste significa igualar kVA al estudio de carga, voltaje primario a la línea, y voltaje secundario al servicio — la lógica completa de selección está en nuestro fundamentos de transformadores de distribución artículo, que también explica cómo la clase del poste y la calificación del transformador interactúan.
¿Cuánto pesan los transformadores de poste?
El peso es un factor importante para determinar la clase del poste y el hardware necesario para instalar un transformador. Algunos pesos típicos para transformadores de aceite montados en postes monofásicos son:
| Calificación (monofásica) | Peso Total Típico |
|---|---|
| 10 kVA | ~200-300 lbs (90-135 kg) |
| 25 kVA | ~300-500 lbs (135-225 kg) |
| 50 kVA | ~600-900 lbs (270-410 kg) |
| 75 kVA | ~800-1,100 lbs (360-500 kg) |
| 100 kVA | ~1,000-1,400 lbs (450-635 kg) |
Las cifras exactas varían según el fabricante, el estilo del tanque y el material de bobinado (el cobre añade peso) — nuestro guía de peso de transformadores de poste enumera los pesos representativos por clasificación. Si se necesita más de un transformador, un banco trifásico de tres transformadores simplemente multiplica los pesos anteriores por tres. Estos pesos son los pesos del poste ya que el transformador es capaz de soportar su propio peso con los soportes de montaje. Por lo tanto, el material del poste y del brazo cruzado debe estar clasificado en consecuencia. Si está considerando un poste existente, tenga en cuenta que la placa de identificación del transformador no siempre indica el peso total del poste; sin embargo, puede obtener esta información de la hoja de datos del fabricante o de la compañía de servicios públicos, ya que suelen mantener cálculos de carga del poste archivados para referencia futura.
Instalación: Cómo se instala un transformador en un poste
La instalación de un transformador de poste se considera un trabajo de servicios públicos. Dado que este trabajo implica trabajar a gran altura mientras los cables están en estrecha proximidad, solo se permite que los equipos de línea capacitados lo realicen utilizando grúas o camiones de canasta y en una situación de corte caliente o planificado. A continuación se presenta la lista abreviada de pasos involucrados en este proceso:
- Verificación de la clase y condición del poste: El poste debe estar en perfectas condiciones. El poste debe ser apropiado para las cargas del transformador; en caso de que no lo sea, se reemplaza o refuerza primero.
- Instalación del hardware: El brazo cruzado o el soporte del transformador, el corte y el montaje del pararrayos deben estar fijados a la altura adecuada asegurando que se mantengan los despejes de NESC.
- Izado del transformador: El transformador es levantado por la grúa o el cabrestante del camión de canasta utilizando sus ganchos de elevación y se coloca en el soporte. Luego se asegura utilizando arandelas de bloqueo y pernos de montaje.
- Realización de las conexiones: Conexiones primarias conectadas al corte (fusible), pararrayos en el primario y a tierra, y conexiones secundarias al servicio. Todos los aterrizajes están unidos según NESC.
- Pruebas y energización: Se realizan pruebas de aislamiento, verificación de relación y pruebas de fase antes de cerrar el fusible del transformador para energizar.
Si solicita un transformador para ser instalado por una empresa de servicios públicos o un contratista, debe asegurarse de que se realice la misma coordinación: especificar la unidad, confirmar el poste y permitir que el equipo realice el trabajo energizado. Nuestro gama de productos de transformadores de distribución cubre las unidades, con las opciones de montaje en poste y accesorios listados por modelo.
Consideraciones de Mantenimiento e Inspección
Una vez instalado, el conjunto del transformador de poste es un activo de bajo mantenimiento — pero “bajo” no es “ninguno”. Las verificaciones de rutina — que reflejan el más amplio lista de verificación de mantenimiento de transformadores escalado para el deber del poste:
- Los niveles de aceite y las fugas deben ser verificados visualmente observando el tanque, los bujes y el suelo, sabiendo que el bajo nivel de aceite debido a fugas es una de las fallas más frecuentes que se pueden evitar.
- Los bujes y los cortes se inspeccionan en busca de agrietamiento/rastreo de porcelana, y se verifican las clasificaciones y condiciones del enlace fusible.
- Mire los pararrayos en busca de daños (los pararrayos quemados tendrán el conductor de tierra quemado o un cambio de color).
- También se debe verificar el estado de los postes en busca de madera en descomposición, podrida; daños por insectos; o inclinación.
- El crecimiento de árboles y la limpieza de la vegetación mantendrán los árboles alejados de los conductores primarios y transformadores para minimizar problemas de arco eléctrico.
- Las pruebas eléctricas incluirán pruebas de alta resistencia de aislamiento y aceite para piezas críticas de equipo, que deben programarse de acuerdo con otras pruebas de aceite.
La termografía del tanque y las conexiones bajo carga asegura que las conexiones sueltas y las sobrecargas se detecten temprano, e investigar un transformador que tiene operaciones recurrentes de corte en lugar de simplemente volver a colocar el fusible. El poste y el transformador deben inspeccionarse al mismo tiempo porque fallan juntos; el estado del poste determina en última instancia cuánto tiempo puede operar el transformador de manera segura.
Preguntas Frecuentes
¿Cómo se llama un transformador en un poste?
Un transformador montado en un poste de servicio se conoce como transformador montado en poste o transformador de cima de poste (también denominado “cerdo de poste” por profesionales del sector). Este transformador es un transformador monofásico o trifásico a través de aceite mantenido; transforma el voltaje de una línea de distribución eléctrica al voltaje utilizado en hogares de 120/240V.
¿Cómo se llaman los postes que transportan electricidad?
Los postes de servicio o postes eléctricos también se llaman postes de distribución o postes telefónicos; el nombre original proviene de la idea de que estos postes estaban destinados a transmitir tanto señales telefónicas como energía eléctrica. Las líneas de transmisión de alta tensión utilizan torres de transmisión o postes de transmisión, mientras que los postes de servicio distribuyen energía a baja tensión.
¿Cuánto pesa un transformador en un poste?
Para un transformador monofásico de cima de poste, pesa entre 200 y 1,400 lbs (90 a 635 kg) dependiendo de su capacidad: para un transformador de 10 kVA, su peso es de alrededor de 200-300 lbs, para 25 kVA pesa 300-500 lbs, para 50 kVA pesa 600-900 lbs, y para 100 kVA pesa 1,000-1,400 lbs. Un transformador trifásico pesará tres veces esa cantidad. Por lo tanto, el poste debe clasificarse para soportar el peso del transformador junto con la carga en los conductores.
¿Por qué hay transformadores en los postes de energía?
Esto se debe a que las líneas de distribución transportan entre 7.2 y 24.9 kV de energía de media tensión para una transmisión efectiva, mientras que el uso doméstico y comercial de electricidad es de 120/240V. El transformador de poste reduce el voltaje de media tensión al voltaje requerido en cada sitio, lo que es mucho más económico que reducir el suministro a líneas de baja tensión a larga distancia.
Referencias
- ANSI O5.1 — Especificaciones y clases de postes de madera
- IEEE — Normas de transformadores de distribución (serie C57.12)
- NFPA 70 — Código Eléctrico Nacional (servicio y distribución)
- OSHA 1910.269 — Seguridad en la generación, transmisión y distribución de energía eléctrica
- US DOE — Normas de eficiencia de transformadores de distribución
Conclusión
Este es un poste construido específicamente para sostener un transformador, y ha sido diseñado de manera adecuada e intencionada en lugar de ser una medida remedial. El poste de madera ANSI O5.1, el poste de concreto, el poste de acero y el poste compuesto han sido fabricados a la altura y dimensiones adecuadas de acuerdo con las regulaciones de carga y requisitos de separación de NESC. Este poste lleva un transformador montado en el propio poste, así como el corte necesario, el pararrayos y el cableado secundario. El transformador estándar es una fuente de energía confiable; un transformador de aceite sumergido que puede ser monofásico y tener una capacidad que varía entre 5kVA y 100kVA o un transformador de distribución trifásico utilizado principalmente para fines comerciales con un peso total que varía entre cientos de libras y una tonelada. Así, la clase y condición del poste se determinarán antes de que se instale el poste. Cuando se trata de comprar, actualizar y mantener el transformador de poste, se sigue una lista de verificación apropiada, que: — presenta el nivel de kVA de acuerdo con el estudio de carga, así como la reducción en el voltaje de la línea.