El calor disipado por efecto joule en los conductores en las líneas, causa un incremento en la temperatura de los mismos con respecto al ambiente, esto debe estar convenientemente limitado dentro de los valores de seguridad.
Los efectos nocivos de un calentamiento excesivo son los siguientes:
- Pérdidas excesivas, ya que a una mayor sobre temperatura se asocia una más alta densidad de corriente y una más elevada resistividad, para un material conductor determinado.
- Si se trata de un cable aislado, se incrementa el deterioro del dieléctrico aislante, cuya vida se reduce rápidamente al aumentar la temperatura de operación.
- Si se trata de líneas aéreas, hay un recalentamiento del conductor, que acompañado a un aumento de carga se puede producir un alargamiento permanente.
- Un aumento en la flecha de las catenarias de los conductores, y por lo tanto, una posible reducción de las distancias de seguridad.
- Riesgo de que se degraden las uniones o empalmes por sobrecalentamiento.
De aquí la necesidad de no superar la máxima intensidad de corriente que puede circular por los conductores, con la certidumbre de que la sobreelevación de temperatura no supere los límites de seguridad.
Es oportuno observar que el problema debe ser tratado en términos probabilísticos, de hecho, las variables que influyen en la temperatura alcanzada por los conductores son esencialmente aleatorias, y en parte independientes entre si, y siguiendo la distribución de densidad de probabilidad, no es difícil evaluar, tales variables son: la carga, y por lo tanto la corriente de la línea, la temperatura ambiente, la velocidad del viento, la radiación solar, la conductividad térmica del terreno, cuando se trata de cables enterrados.
Además, los fenómenos de calentamiento excesivo en los materiales se traducen en envejecimiento
prematuro de las líneas, dependiendo de la duración del periodo de operación con valores para los cuales la vida del material no está condicionada al sobrecalentamiento. El tratamiento probabilístico del problema se encuentra aún en fase de estudio, y no sólo se refiere a las líneas de transmisión y redes de distribución, también a todas las máquinas y aparatos eléctricos.
En el primer caso (operación normal), los conductores funcionan en condiciones de equilibrio térmico, es decir: El calor que se produce por efecto joule, viene de hecho a ser transmitido totalmente al ambiente por convección, conducción e irradiación.
En el segundo caso, en cambio, la potencia disipada por efecto joule puede ser algunas veces mayor a la de régimen normal. Por otro lado, el conductor se encuentra inicialmente a una temperatura baja (la que corresponde a la operación normal), de manera que el calor transmitido al ambiente es despreciable respecto a aquel que se desarrolla por efecto joule.
En resumen se puede suponer que todo el calor producido se acumula en el conductor y produce el rápido aumento de la temperatura.
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