Transposición (líneas de transmisión)

La transposición consiste en el intercambio periódico de las posiciones de los conductores de una línea de transmisión para reducir la diafonía y mejorar la transmisión. En telecomunicaciones, esto se aplica a pares balanceados, mientras que en las líneas de transmisión eléctrica se transponen periódicamente tres conductores.

En los cables, el intercambio es gradual y continuo; es decir, los dos o tres conductores se trenzan entre sí. En los cables de comunicación, esto se denomina par trenzado . En las líneas eléctricas aéreas o las líneas de comunicación de par abierto, los conductores se intercambian en las torres de alta tensión, por ejemplo, en las torres de transposición o en los postes de servicios públicos , respectivamente.

La transposición reduce la influencia mutua entre los conductores eléctricos. Además, iguala su impedancia con respecto a tierra, evitando así cargas asimétricas en sistemas eléctricos trifásicos . La transposición es una medida eficaz para la reducción de interferencias de modo normal acopladas inductivamente.

En las líneas eléctricas aéreas, los conductores se transponen para reducir las pérdidas de transmisión. A diferencia de los cables, la transposición continua no es práctica, por lo que se realiza en una torre de transposición especializada . Una estructura de transposición puede ser una estructura estándar con brazos transversales especiales o una estructura de extremo muerto. La transposición es necesaria debido a la capacitancia existente entre los conductores, así como entre los conductores y tierra. Esta capacitancia generalmente no es simétrica entre las fases. Al transponer, la capacitancia total de toda la línea se equilibra aproximadamente. La transposición también reduce los efectos en los circuitos de comunicación. ^{[ 1 ]}

Un esquema de transposición es un patrón mediante el cual los conductores de las líneas eléctricas aéreas se transponen en las estructuras de transposición. Para garantizar una capacitancia equilibrada en una línea trifásica, cada uno de los tres conductores debe colgar una vez en cada posición de la línea aérea. En líneas eléctricas largas sin ramificaciones, los cables se transponen según un esquema de transposición fijo, a intervalos regulares. En redes con ramificaciones cercanas y donde varios circuitos eléctricos comparten una ruta (en particular cuando las líneas operan a diferentes voltajes) en los mismos postes, predomina el desequilibrio externo de la línea, causado por los otros circuitos eléctricos. En estos casos, se observan grandes desviaciones de los esquemas de transposición. Por ejemplo, en algunas de estas transposiciones, solo dos de los tres conductores en los postes cambian de lugar. Asimismo, las transposiciones en postes cercanos a subestaciones eléctricas se utilizan para obtener una disposición óptima del sistema de alimentación sin cruce de conductores.

Dado que la influencia mutua de los circuitos eléctricos puede variar tras la instalación de nuevas líneas o el desmantelamiento de las antiguas, ciertas transposiciones pueden desaparecer o añadirse tras nuevas obras en las redes eléctricas. En el caso de una línea trenzada, los conductores individuales de un circuito eléctrico intercambian posiciones, ya sea a lo largo de todo su recorrido (en cables) o en puntos específicos (en líneas aéreas). La transposición reduce la influencia mutua de los conductores eléctricos. También se reduce el desequilibrio de la línea, que puede provocar cargas asimétricas en sistemas trifásicos. La transposición de líneas aéreas se suele realizar en las denominadas torres de transposición. La transposición es una medida eficaz para la reducción de las interferencias de modo normal acopladas inductivamente.

Las líneas eléctricas modernas normalmente no se transponen durante la transmisión, ya que la diferencia en la inductancia de las fases es insignificante debido al espaciado asimétrico. Sin embargo, se implementan estaciones de conmutación intermedias, donde se realiza la transposición, siempre que sea necesario. Esto no se puede ignorar. ^{[ 2 ]}

En los cables de comunicación, la transposición se utiliza para reducir el acoplamiento entre circuitos en el mismo cable. La medida principal es el paso o longitud de trenzado, ^{[ 3 ]} la distancia sobre la que se trenzan los pares de un circuito. Al trenzar, los hilos se vuelven más largos que el cable. El factor de trenzado indica la relación entre la longitud de un solo hilo y la longitud del cable; en los cables de comunicación, asciende a aproximadamente 1,02 a 1,04.

En las líneas alámbricas utilizadas para circuitos telefónicos de larga distancia (troncales o de peaje), se empleaba la transposición para reducir la diafonía . Originalmente, se utilizaban para transmitir una sola llamada telefónica por par, pero comúnmente se empleaban dos pares para transmitir tres llamadas con una configuración de circuito fantasma. Con la invención de los sistemas portadores , un par de líneas alámbricas podía transmitir 24 circuitos de peaje analógicos utilizando dos sistemas portadores de 12 circuitos.

Las líneas troncales aéreas eran poco comunes en Europa y el término alemán para transposición, «Drehkreuzachse», siguió siendo un misterio en el centro de descifrado de códigos de Bletchley Park hasta finales de la Segunda Guerra Mundial: el general Fellgiebel del Servicio de Señales del Ejército y Heinz Guderian desarrollaron un sistema de líneas terrestres para los territorios recién ocupados que permitía transportar múltiples canales telefónicos y telegráficos o de teleimpresora. Las líneas aéreas eran comunes en países más grandes y menos densamente poblados como Australia, Nueva Zelanda y el oeste de Estados Unidos. ^{[ 4 ]}

• "Estación de ferrocarril de Paekakariki. Muestra a la izquierda la línea telefónica aérea principal al norte de Wellington, Nueva Zelanda, con circuitos troncales (arriba) y locales (abajo), c. 1942" . NZETC. 1942.