APUNTE DE TRANSMISION

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APUNTEDETRANSMISION-slidepdf.com

LINEAS AEREAS DE

ALTA Y MEDIA TENSION

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL LA PLATA

CURSO: 5º AÑO ESPECIALIDAD : ELECTRICA CATEDRA: TRANSMISION Y DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA AUTOR: Ing. MARIO R. GOS

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VIBRACIONES EN LINEAS AEREAS DE ALTA Y MEDIA TENSION

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL LA PLATA

CURSO: 5º AÑO ESPECIALIDAD : ELECTRICA CATEDRA: TRANSMISION Y DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA AUTOR: Ing. MARIO R. GOS


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I.- DESCRIPCION DEL SISTEMA INTERCONECTADO NACIONAL

Podemos decir que se trata de un sistema de líneas de 500 kV, con diseño simila en cuanto a que tienen cuatro conductores por fase, cadenas de aisladores de 24 a 2 unidades dependiendo de ello la zona donde se desarrolla la línea, los conductores d

energía son de aleación de aluminio con los alma de acero y tienen dos de protecció contra descargas atmosféricas, en todos casos las estructuras soncables de acero reticulad y presentan vanos de entre 400 y 450 metros.

El objetivo inicial de la conformación del Sistema Nacional, fue el de provee energía a todos los rincones de nuestro país, potenciando el crecimiento de producció industrial y de mayor confort ó calidad de vida a la sociedad, con la mayor calidad y menor costo. Se distribuye fundamentalmente en las siguientes zonas:

1) SISTEMA NACIONAL:

I.

Interconexión Litoral - NEA (Nor-Este Argentino): Esta línea une las Estacione

Transformadoras de Santo Tomé (Santa Fé) y la de Resistencia (Chaco), Alimenta mercado del NEA, Litoral y Centro, con energía proveniente de Salto Grande recientemente se agregó la de Yaciretá.

II.

Interconexión Centro - NOA (Nor oeste Argentino): Se compone de un

línea que vincula la Estación Transformadora de Rio III (Córdoba) con la de E Bracho (Tucumán), con rebaje y seccionamiento en Malvinas Argentinas (Córdoba) Recreo (Catamarca). Mediante la Estación El Bracho se puede alimentar la provincias de Jujuy, Salta, Tucumán y Santiago del Estero, mientras que con la d Recreo se provee de energía a Catamarca y La Rioja. La energía que se transpor es la producida en la Central Embalse y en las Centrales Hidráulicas involucradas e el trayecto de la línea.

III.

Interconexión

Centro-Cuyo:

Esta

línea

une

la

Estació

Transformadora de Rio III y Central de Embalse Río Grande (Córdoba), con la d Gran Mendoza. Mediante esta interconexión, se provee de energía de base sistema Cuyo (Mendoza - San Juan), desde la Central Atómica Embalse y de la Centrales Hidráulicas que convergen al Centro.


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IV.

Interconexión Centro - Litoral - Buenos Aires: Esta se realiz

mediante una línea que se extiende desde la E.T. Río III hasta Rosario Oeste desde allí hasta General Rodríguez (Buenos Aires). Básicamente transporta energ desde Embalse y desde Salto Grande.

V.

Interconexión Sistema Salto Grande: Fundamentalmente, la energía d

Salto Grande se transporta a través de dos líneas: 1) Salto Grande - Santo Tom (Santa Fé) - Rosario Oeste (Santa Fé) - General Rodríguez (Buenos Aires) y 2) Salt Grande - Colonia Elía - General Rodríguez (Buenos Aires). Mediante este sistem anillado, se puede transportar toda la energía generada en Salto Grande hacia lo mercados del Litoral y Gran Buenos Aires, como así también a través de su interconexiones con Centro y el NEA.

VI.

Interconexión Comahue - Zona Patagónica: Se encuentra e

funcionamiento la interconexión Chocón - Ezeiza (Buenos Aires), la cual tien conexiones con el sistema Regioanl de La Pampa en Puelches y con Buenos Aire en Hénderson. La vinculación con la zona Patagónica, se establece con interconexión Alicurá -Abasto, la cual desde su Estación Choele - Choel se une co la E.T. San Antonio Oeste y desde ésta con la de Puerto Madryn, desde donde s vincula al sistema Regional Patagónico.

2) SISTEMAS REGIONALES:

Podemos decir que salvo excepciones, prácticamente la mayoría de las Provincia cuentan con conexión al SIN, conformándose en cada una de ellas sistemas Regionale En cada uno de estos sistemas en general se realiza un sistema de Transmisión primar en 132 kV, desde el cual a través de las Subestaciones intermedias luego se desarrolla sistemas de transmisión secundaria en 33 kV y terciaria en 13,2 kV.

Como se puede observar, no se mencionan los sistemas de 220 y 66 kV por n resultar tensiones de uso comercial en la actualidad.

II.- INTRODUCCION


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Se pretende con la presente publicación, ilustrar a los alumnos sobre lo lineamientos generales a seguir, a los efectos del diseño y posterior montaje, de líneas d transmisión y/o distribución de Energía Eléctrica, apelando a experiencias propias d autor recogidas a expensas de trabajos específicos en la materia. Para comenzar con el tema, haremos la siguiente distinción:



Línea Aéreas:

Consisten en cables desnudos, suspendidos con cadenas aisladas ó fijados sob aisladores del tipo de perno rígido, ambos elementos se fijan a las ménsulas y crucetas de los postes de hormigón, madera, metálicos, etc., con los cuales s construyen las líneas.-



Líneas Subterráneas:

Se utilizan cables aislados, en general con armadura metálica de protección, que s entierran bajo el nivel del suelo. Se incluyen dentro de este tipo los cable subacuáticos.

Para decidir sobre la conveniencia de adoptar uno u otro sistema, se tienen e cuenta los siguientes factores:

a) Económico: La línea subterránea cuesta entre 5 y 8 veces más cara que la líne aérea, dependiendo esto de la tensión de transmisión.

b) Estético: Existen casos especiales en los cuales resulta de mal gusto efectuar u tendido de una línea aérea, por ejemplo en zonas densamente pobladas o d recreación. En los últimos años se han realizado diseños para las líneas aéreas, qu atiendan este aspecto, como por ejemplo pintar los postes de colores adecuados medio donde se instalan, colocar aisladores de color celeste para que se confunda con el color del cielo, etc.

c) Estratégicos: Aquellos lugares donde la energía resulta sumamente necesaria, pa obtener un grado de seguridad importante, resulta conveniente realizar alimentación en forma subterránea, pues las líneas aéreas son mucho má vulnerables.


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d) Contaminación: En los sitios próximos al mar ó zonas industriales con grados d contaminación ambiental importante, puede ocurrir que se afecte la aislación, sea través del ambiente salino (en el primer caso) ó debido al depósito de hollín, óxido metálicos, cemento, etc., sobre los aisladores (en el segundo). Considerando es situación, en muchos casos hay que realizar un estudio muy fino sobre la convenienc de una alimentación subterránea. 1.- Normalización de tensiones de Transmisión:

En nuestro país, originalmente como Extra Alta tensión se empezó a utilizar 220 kV aunque luego se llegó a utilizar 330 y finalmente se llegó a determinar como tensió óptima para el Sistema Nacional 500 kV. Para las altas tensiones, se trabajó inicialmen con líneas de 66 kV, la que luego se elevó a 132 kV para media distancia de transmisión siendo transformadas aquellas a la tensión de 33 kv. 2.- Tensión óptima de una línea de Transmisión:

En general, se debe lograr una relación adecuada entre el valor de tensión elegid con la potencia a transmitir y la longitud que tendrá la línea. Pues si la tensión es baja y l potencia a transmitir es alta, tendremos muchas pérdidas y baja calidad de servici mientras que si la tensión es demasiado alta, tendremos altos costos en equipamientos instalación, lo que atenta contra la viabilidad del proyecto.

La determinación de la tensión y cantidad de ternas para una interconexión en Al Tensión (AT) depende de varios factores:

a) Potencia de transmisión: Debemos previamente recordar que la "Potencia natural" e

una relación entre ladetensión de servicio líneas se identifican la siguiente forma: y la impedancia característica Pn= Un²/Zo. La

1. Línea Corta: Se entiende como una línea de entre 80 y 100 km. En estos casos s puede transmitir hasta 1,5 veces la potencia natural. 2. Línea Media: Tiene entre 100 y 240 km y puede transmitir hasta 1,2 - 1,3 veces potencia natual.

3. Línea larga: Se entiende por las líneas que superan los 240 km y solo se admite qu transmitan hasta el valor de la potencia natural.

Se deben respetar estas recomendaciones, caso contrario se estaría poniendo en riesg la regulación de tensión del sistema. En caso de necesitar transmitir potencias mayore habrá que pensar en aumentar número de ternas ó número de conductores por fase, eventualmente estudiar si no resulta necesario aumentar la tensión de servicio.

b) Efecto Corona: Se entiende que la potencia a transportar es directamente proporcion al cuadrado de la tensión, por lo que se desprende que para aumentar la capacidad d transporte de una línea, se debe aumentar la tensión de la línea a proyectar. Est


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razonamiento tiene un límite impuesto por el fenómeno denominado "Efecto Corona", cual comienza a tener efecto cuando el gradiente de potencial sobre la superficie de conductor supera los 15,8 kV/cm en condiciones climáticas normales. Por tal razón, si este nivel se supera, tenemos dos soluciones prácticas: 1) aumentar sección del cable a utilizar, 2) aumentar el número de conductores por fase. c) Pérdidas en la líneas: Se pueden dar por los siguientes fenómenos:

1.

Pérdidas por EFECTO JOULE: Es directamente proporcional al cuadrado d

la carga transmitida y a la resistencia de los cables. Se encuentra afectada además e forma directa por dos coeficientes, uno que tiene en cuenta la variación de resistencia con la temperatura y otro que considera el efecto pelicular (Skin), esto resultan de muy escasa relevancia. En este caso, se puede definir el Factor de carg que es el cociente entre el tiempo real de utilización a plena potencia y el tiempo tot en la misma condición. De la misma forma, se dice que la pérdida joule se calcula par el Tiempo equivalente (Te) que se define como el tiempo que trabajando la línea plena carga presenta el mismo valor de pérdidas joule que trabajando el tiempo tot anual. También podemos definir que las pérdidas joule resultan tanto mayores en un línea cuanto mayor resulte el factor de potencia de transmisión.

2.

Pérdidas por EFECTO CORONA: Dado que el aire no es un aislante perfec

y debido a la elevada concentración de campo eléctrico alrededor de los cables, par valores importantes de tensión (elevado gradiente de potencial), cuando dich gradiente supera cierto valor crítico se produce la ionización del aire con un déb resplandor que rodea al cable, esto es lo que se denomina "EFECTO CORONA". Es efecto depende del tamaño y del estado de la superficie de los cables, de la separació entre ellos y de las condiciones atmosféricas (fundamentalmente la humedad ambien y el grado de contaminación ambiental por brisas marinas, polución industrial, etc.). Lo métodos más conocidos para calcular las pérdidas son: a) Método de Peek y b Método de Petersen. Ambos métodos coinciden en que son función de la relación ent la tensión de servicio y la tensión crítica de la línea, considerando ambos la condiciones superficiales del cable y la densidad del aire.


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3.

Pérdidas por dispersión sobre las Cadenas de Aisladores: Se producen p

derivación corriente sobre cadenas cables e los postes de suspensión y loslas amarran en de lasaisladores estructurasque de sostienen retención. los A los efecto de los cálculos, se la considera distribuida a lo largo de la línea. En líneas de 132 kV se estima una pérdida aproximada de 10 W por cadena de aisladores. 3) Definición del cable a utilizar en una línea:

Resulta de fundamental importancia definir las características de la línea a constru grado de seguridad, caída de potencial, materiales constitutivos, etc. Para esto, se debe considerar los aspectos citados en cuanto a las pérdidas presentes, además de potencia a transmitir con la calidad de servicio que se pretende obtener. De este análisi se llegará a una decisión de compromiso sobre la sección del cable de energía y el d protección.

Antes, las empresas del estado definían esta situación con sus áreas d Planeamiento, dejando poco margen para moverse desde el punto de vista del proyecto diseño de las líneas de Alta Tensión, Hoy los profesionales de la ingeniería eléctrica tiene mayores posibilidades de ofrecer trabajos de proyecto y diseño de Líneas de AT Subestaciones de A y MT, que les permitirá demostrar su capacidad, dado que la empresas transportistas solo pondrán como requisito imprescindible la seguridad, respeto por el Medio Ambiente y calidad del servicio, cuestiones que son controladas p el ENRE, prevaleciendo así la consigna que debe tener todo profesional, construir obra más económica y de la mejor calidad que cumpla con todas las exigencia requeridas por los organismos de control.

III.- GLOSARIO DE TERMINOS

Se dan a continuación las definiciones de términos utilizados a lo largo d desarrollo del presente, a efectos de una mejor comprensión por parte del lector, dad que muchos de ellos pertenecen a la jerga eléctrica y no figuran en el diccionario d lengua castellana.



MORSETERIA: Son todos los elementos que componen las cadenas de ai

ladores.


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  

MORSA: Es el elemento de la cadena que sujeta el cable.

PENDULO: Es el elemento del cual se cuelga la cadena de aisladores.

PERNO: Es el elemento sobre el cual se monta el aislador denominado d

montaje rígido.



VANO: Es la distancia que existe entre los ejes de dos postes contiguos d

una línea.



MENEO: Movimiento experimentado por los cables debido a la acción d

viento, sin considerar los elementos aislantes que los sostienen.



FLECHA: Es la distancia (considerada en el centro del vano) que exis

entre una cuerda rígida que une a dos postes contiguos (de igual altura y sobre terren llano), hasta la posición que toma el cable.



TENDIDO: Se denomina así, a la acción del montaje de los cables de un

línea aérea y/o subterránea


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

PAJARITO: Es el elemento que soporta a la morsa de suspensión del cab

de protección. El origen de su nombre se debe a que se encuentra en el extrem superior del poste.



TENSION: Tiene dos definiciones, una es referida a la tensión nominal d

servicio de la línea y la otra respecto a la carga mecánica a que se encuentra sometidos los cables, comúnmente denominado “tiro

IV.- MATERIALES QUE CONSTITUYEN LAS LINEAS AEREAS :

En general en todo tipo de construcción, los materiales que se utilizan se ensaya para comprobar que su calidad se compadece con la obra a ejecutar, de la misma form que se comprueba el cumplimiento de todas las exigencias inherente a ella. En est sentido y en particular en las obras eléctricas, se muestra a continuación los coeficiente de seguridad para la construcción de algunos de sus componentes: 1.- Cables de transporte de energía (desnudos): (VER ANEXO I)

En la actualidad, las líneas de transmisión se construyen con cables desnudos d aleación de aluminio con alma de acero (Al/Ac). En líneas de distribución, por general se utilizan cables de aleación de aluminio (Al/Al) y en mucho menor medida, po una cuestión de costos, cables de cobre (Cu). Estos últimos, hoy día prácticamente s han dejado de utilizar, excepto para casos muy específicos. 2.- Cables de transporte de energía aislados: (VER ANEXO II)

En zonas muy urbanizadas y para trayectos importantes con grandes cargas, s utilizan comúnmente los cables tipo ‘OF” (Oil Filed). Estos son cables cuya refrigeració interior se produce a través de la circulación de aceite por su interior, para esto s utilizan equipos de bombeo de aceite y tanques de expansión entre sus tramos, en lo cuales sus capacidades de bombeo e intercambio de calor respectivamente depende d las longitudes entre sus tramos, los cuales se distribuyen de acuerdo a las necesidade del sistema. En este tipo de cables, en general el elemento conductor es el cobre, por un cuestión de espacio del cable.

Existen otros tipos de cables que se pueden utilizar en transmisión y distribució de energía y dependen de las exigencias, como ser los envainados en pvc, en alguno casos con blindaje de acero (cable armado subterráneo). En estos cables ya se utiliz comúnmente el aluminio, pero aún resultan de mucho uso los de Cu.


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Se encuentran muy avanzadas las investigaciones sobre la transmisión d energía mediante cables superconductores (criogénicos). Para tramos cortos se podría utilizar cables aislados en SF6 u otro tipo de gases.

3.- Cables de protección: (VER ANEXO III)

Estos cables en general son de acero galvanizado. Se fabrican con distinto grados de resistencia en función de las necesidades, ya que se lo utilizan en las líneas n solo como protección contra descargas atmosféricas, sino que también se emplea en caso de líneas de 500 kV con estructuras tipo “delta”, como riendas de anclaje. En es último caso, el cable debe soportar mayores cargas, por lo cual debe emplears material de mayor resistencia. En otros países se están utilizando cables de acero co vaina de aluminio (Açlumoweld).

MATERIAL Acero para construcción según DIN 17100 Acero mejorado DIN 17200 Fundición de acero DIN 1681

FACTOR DE DIMENSIONAMIENTO 3,3

Fundición maleable DIN 1692 Fundición de hierro c/grafito esférico DIN 1693 Parte I

4,0

Aleación maleable de Aluminio DIN 1725 Parte I

3,3

Aleación de fundición y Aluminio DIN 1725 Parte 2

4,5

Aleación de fundición, cobre, estaño y cobre , estaño y cinc, DIN 1705

4,0

Aleación pobre de cobre – aleación maleable, DIN 17666

3,3

Aleación de fundición, cobre y aluminio, DIN 1714, con δ s ≥ 12 %

3,3

4.- Aisladores: (VER ANEXO IV)


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Los cables se suspenden en los postes a través de cadenas de aisladores o se lo fija a los aisladores de perno rígido. En el anexo se pueden observar todos los tipos d aisladores más comúnmente utilizados en líneas de alta y media tensión con su características constructivas.

Los aisladores de suspensión, pueden ser de porcelana, porcelana con al contenido de alúmina y/o de vidrio templado. En la actualidad se están ensayando e condiciones normales de uso, aisladores en barra con alma de fibra de vidrio con resin epoxi (elemento que le da rigidez) y campana de goma siliconada que le confiere la propiedades aislantes. Se han utilizado en el país aisladores de barra larga tip pedestal, el cual hace las veces de ménsula, con sistema de sujeción del cable en extremo, lo que permite conseguir menores valores en las distancias eléctricas, siend adecuados para ser utilizados en zonas urbanizadas y principalmente en postes tubulare de acero. En la Pcia. de Bs. As. existen varios ejemplos, se han utilizado en líneas d la ex empresa SEGBA en La Plata, en la ex empresa ESEBA en la Pcia. de Bs. As e

líneas de 132 kV en Zárate, San Nicolás, etc. En los casos de cadenas de aisladores de suspensión, la determinación del Nº d aisladores, depende fundamentalmente del nivel de tensión que se va a aislar pe también depende de otros factores como ser el grado y tipo de contaminación ambienta En el caso de los aisladores de porcelana, pueden fabricarse de diferentes colores, importante es que la superficie debe ser, según se indica en la norma IRAM 2077, lisa sin porosidades, a efectos de evitar la adherencia de polvos y contaminantes. En esto casos, podemos tener dos tipos: 1º) De Perno Rígido y 2º) De Suspensión. Los primero se utilizan en general para líneas de distribución ó subtransmisión en 13,2 kV, en alguno casos pueden también utilizarse hasta en líneas de 33 kV. Los segundos, se utilizan desd

13,2tensión, kV en las retenciones de y/o ello suspensión su diseño), hasta los nivele de dependiendo sólo la (según cantidad de aisladores quemayores componen la cadenas.

Los aisladores de vidrio, luego de su fabricación, requieren de un templado especi a mayor temperatura, a efectos de limitar las tensiones internas del vidrio y dotarlos así d una mayor resistencia a los golpes. Este tipo de aislador presenta dos grandes ventaja respecto al de porcelana, una es que resulta fácil visualizar cuando falla, ya que el vidr revienta y por lo tanto se nota a simple vista la falta de la campana aislante, otra es que n se cae el conductor, debido al incremento del volumen del vidrio que se encuentra entre badajo y la caperuza, cosa que sí puede suceder con el aislador de porcelana.

Otra característica importante, es que los aisladores de vidrio presentan mayo resistencia a la tracción que los de porcelana. 4.1.- Definición de las cadenas de aisladores por las condiciones eléctricas:

4.1.1.- Por la tensión máxima de aislación: La norma IRAM 2077, indica el nivel d aislamiento de cada unidad, pudiendo tener las siguientes:


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a) Suspensión:

b) Retención:

Un + 1 15

Un + 2 15

4.1.2.- Según norma VDE 0111: Tenemos las siguientes consideraciones: a) Por tensión de arco bajo lluvia: Para 132 kV es Ua = 2,2 x Un (kV) + 20 kV. b) Por tensión Resistida bajo lluvia: Ur = 10 % mayor que Ua. c) Tensión de arco en seco: Us = 30 % mayor que Ur.

Utilizando este método,mayores generalmente la cadena, exponiendo la instalaciones a soportar valoressedesobredimensiona sobretensiones debido al mayor aislamiento por lo que en general en la práctica se adoptan las variantes indicadas en la tabla de punto 4.1.4, que ya se están utilizando con resultados aceptables.

4.1.3.- Según tensión de impulso: Se simulan los efectos de una descarg atmosférica. De acuerdo a los catálogos, para 132 kV el BIL básico de aislación d impulso es de 550 kV y para esto resultan suficientes siete (7) aisladores. Si se coloca elementos de control, hay que agregar uno ó dos aisladores a la cadena según se utilice uno o dos de ellos. Cabe aclarar que para el caso de las cadenas de retención, que está colocadas prácticamente en posición horizontal, la línea de fuga se reduce por la lluvia ó

humedad, por se elloincrementa por seguridad se agrega siempre unauna unidad respecto a la se suspensió de esta forma el BIL, de modo que ante descarga, el arco produzc en una cadena de suspensión y no en la de retención. Pues resulta mucho más sencillo e reemplazo de aisladores en las cadenas de suspensión que en las de retención.

4.1.4.- Según la línea de fuga del aislador: Según se puede observar en el anex IV, la longitud de aislador se encuentra definida por su paso (146 mm). La longitud de cadena de aisladores se determinará mediante el N0 de aisladores que se utilice multiplicado por el paso, sumando las longitudes de los accesorios de morsetería. S obtiene el número de aisladores a utilizar según la línea de fuga del aislador, la cual surg de la Norma IRAM 2077, afectándola por un coeficiente que tiene en cuenta el efecto de contaminación ambiental. Para determinar la cantidad de aisladores, se utiliza la siguient expresión:

U máx lf

* L


=

N º aisl

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donde:

Umáx: Tensión máxima de servicio [kV] lf: Longitud de fuga del aislador [cm] L: Cociente de reducción de la línea de fuga, depende de la zona (ve cuadro) [cm/kV]

ZONA FORESTAL

COEFICIENTE “L” (cm/kV) 1,2 - 2,0

INDUSTRIAL CERCA MUY CERCA Y DEL MAR DEL MAR

2,2 2,6 -- 2,5 3,2

FABRICAS DE PRODUCTOS QUIMICOS, CENTRALES TERMICAS

3,2

En estas condiciones, para distintas tensiones podemos tener conformaciones: TENSION NOMINAL (kV) 13,2 33 66 132 220 500 750

las siguiente

Nº de AISLADORES 1 3 5–6 8 – 11 14 – 16 24 – 26 30 – 35

tensión máxima, si bien se cuenta toma laque de servicio más de un la 1 % por El el valor regulededelalos transformadores, hay en quegeneral tener en en el caso líneas de 132 kV, en realidad la cadena está aislando de tierra 76,6 Kv por lo que mas u 10 % sería 84 kV. No obstante esto, en caso de una falla en la situación más desfavorable tendríamos tensión de línea en una fase, por lo cual se produciría un arco a masa en cas de persistencia de la falla, cosa que no es cierta debido a la actuación de la protecciones. Con esto se quiere decir que las líneas se encuentran sobredimensionada en este sentido.


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4.2.- Definición de la Cadena de aisladores por condiciones mecánicas: 4.2.1.- Suspensión: Se plantean dos hipótesis:

a)

Normal: . Pr

> 3

Fr (p+V)1

Pr : Carga electromecánica especificada del aislador. Fr (p+V)1: Carga resultante de pesos y viento sobre cable y aisladores.

b)

> 2

Extraordinaria : . Pr Fr (p+V)2

Pr : Carga electromecánica especificada del aislador. Fr (p+V)2: Carga resultante de pesos sobre cable y aisladores, sumado el 50 % del tir máximo del cable. No se considera el viento. 4.2.2.- Retención: . Pr Fr 1

> 3

Fr 1: Suma de la Carga resultante de pesos de la cadena de aisladores y el semivano d cable, sumado el tiro máximo del cable. Si se utilizan cadenas dobles de retención, s considera 2 Pr. Se puede decir que la resultante de los pesos resulta prácticament despreciable frente a los tiros máximos. 5.- Morsetería: (VER ANEXO V)

Están incluidos dentro de esta denominación, todos los elementos constitutivos d las cadenas de aisladores, para sujetarlas de las ménsulas y/o crucetas así como tambié para tomar a los cables. Hay gran variedad, según el tipo de cable utilizado y las distinta secciones en juego, dependiendo de los distintos tipos de fabricantes. Dentro de esta denominación se encuentran también los siguientes elementos: 5.1.- Manguitos de empalme:


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Se utilizan para unir cables. Presentan la característica que una vez instalados, e el punto de unión debe soportar la carga de rotura del cable, por lo que al realizar ensayo una vez ejecutado no se debe registrar un deslizamiento mayor de 1,0 mm, cas contrario no es aceptable. 5.2.- Manguitos de reparación:

Cumplen la función de proteger el cable en aquellos lugares donde presen signos de deterioros en la capa externa, a efectos de evitar el deshilachado. En los casos 5.1 y 5.2, pueden ser de dos tipos:

a) Tipo tubo: Según el material del cable pueden ser de Aluminio (Al), Acero (St) Cobre (Cu). En los casos de cables compuestos como ser el de Al/Ac se utiliza dos tubos concéntricos, uno para el alma de acero de menor diámetro y otro d adecuado tamaño del cuerpo deequipos aluminio.adecuados. Para la compresión de los tubos sob los cables al resulta necesario utilizar

b) Tipo preformado: Son varillas preformadas que sujetan ambos extremos de lo cables a unir y se comportan de igual manera que los tubos en cuanto deslizamiento. Se construyen del material del cable que se trate. Presentan ventaja de no necesitar herramientas especiales para el armado.

5.1.- Armaduras de Protección: Se utilizan para proteger a los cables en la zona de sujeción de las morsas d suspensión, cumpliendo además la protección contra la fatiga, debida a las vibracione eólicas. Existen dos tipos:

a) Armour Rods: Fueron las primeramente utilizadas, consistían en juegos d varillas (el número dependía del diámetro del cable) de sección circular y d material del cable en el cual se instala, resultando necesario una herramien especial para el armado en hélice en el lugar donde se encuentra la morsa d suspensión. En los extremos en general resultaba necesario colocar un morse para evitar que se desarme.

b) Preform Rods: Son de tecnología más moderna y como su nombre lo indica, y se fabrican con un preformado en hélice, de manera que el armado se realiza e forma manual sin necesidad de herramientas y queda perfectamente ajustado, d manera que no se puede deslizar una vez colocado. Permite su re utilización e caso de resultar necesario efectuar un re tendido de la línea. 6.- Postes: (VER ANEX0 VI)


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Son los elementos encargados de mantener los cables en la posición deseada, e función de la disposición de las ménsulas y/o cruceta, elegida en el diseño de la línea. S pueden fabricar de distintos materiales en función de las necesidades, según se pued ver a continuación: 6.1.- Hormigón Armado:

Se fabrican centrifugados o vibrados, pudiendo ser pretensados. En la actualida casi todos los fabricantes utilizan la tecnología del pretensado, pues logran mayor resi tencia con igual cantidad de material y armadura. Esto se debe a que el hormigón tien una mejor respuesta trabajando a la compresión, por lo que trabajando comprimido p efecto de las varillas que conforman su armadura que dejan de estar tensionadas lueg del fraguado, se logran mejores respuestas a la flexión, no apareciendo fisura importantes que puedan hacer peligrar el ataque de agentes externos a la armadur Su versatilidad hace que se puedan utilizar desde líneas urbanas para baja tensión has

en líneas de 220 kV con estructuras compuestas tipo aporticadas en las suspensiones retenciones. Se pueden tener postes de los siguientes tipos:



Troncocónicos: Son los de mayor uso, dado que su

construcció

normalizada hace que se puedan conseguir con una carga de rotura en la cima desd 500 Kg hasta el valor que las necesidades requieran. Su fabricación resulta sencil

mediante moldes acoplables, con permiten lo que secubrir pueden distintas alturas co distintos diámetros en la cima que las obtener distintaslas necesidades de carg Son de sección anular, y la conicidad también se encuentra normalizada en u crecimiento hacia la base de 1,5 cm por metro de longitud. La tabla que aparece en Anexo, indica la carga en la cima con aumento a escalones de 100 Kg, pero en realidad los fabrican de a 50 kg de acuerdo al pedido. Junto a la orden de compra, s debe especificar con que coeficiente de seguridad se desea, dado que la rotura d poste debe acontecer a una carga superior a la nominal solicitada multiplicada po dicho coeficiente. Corresponde hacer mención, que en general se diferencian lo coeficientes de seguridad para las hipótesis normal y de emergencia, siendo e general la de emergencia de menor valor (por ejemplo 2,5 y 2 respectivamente segú ESEBA). Cn ≥ . .C rot. Carga de cálculo Hn

C ex ≥ . C rot . Carga de cálculo Hex


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

Doble T: Este tipo de postes en general se utilizan en líneas de baja

media tensión (hasta 13,2 kV). No se utilizan para tensiones mayores, dado que po

sus características no con se vanos pueden lograr de resistencias la cima de valores qu permitan ser utilizados mayores 100 m con en cables de secciones impo tantes. En líneas de 13,2 kV pueden ser utilizados pero los vanos no deben superar lo 100 m si se utilizan cables de aleación de aluminio de mas de 50 mm2 . En s construcción también se puede utilizar la tecnología del pretensado, resultando poste de mejor calidad, como así también el vibrado o centrifugado a efectos de obtener un mejor terminación superficial. 6.2.- Tubos de acero:

Su utilización resulta muy adecuada en zonas urbanizadas, dado que permit

soportar cargas mecánicas importantes consimonopostes, ocupandocon espacios reducidos las veredas. Mejor aún resulta su utilidad se los complementa aisladores de barre larga, lo que permite mejorar las distancias eléctricas hacia las edificaciones. fabricante requiere del comprador los datos sobre las cargas a las cuales va a est sometido el poste para los distintos estados e hipótesis consideradas, en función de es realiza el dimensionamiento de acuerdo al tipo de diseño por el utilizado. 6.3.- Postes de madera:

La utilización de este tipo de postes ha quedado reducido prácticamente a línea de baja tensión y de distribución rural. Esto se debe fundamentalmente, a que la ecuació

económica en el país, hace en de nuestro que no territorio pueda competir el hormigón, que calidad de madera explotable no resultacon importante como dado para obtene postes de tiros en la cima que los haga competentes, ya que hay que utilizar vanos d menor longitud, incrementándose el resto de los materiales, perdiendo de esta manera beneficio del menor costo en el poste de madera. Los postes más utilizados son los siguientes:

a) Eucalipto: Son tratados con preservantes a efectos de que no resulten atacados po agentes depredadores ni por las condiciones climáticas. Este tipo de postes requie un control especial tanto en la producción como en el posterior tratamiento, pues s

vida depende ello. Si poste noextraños. es correctamente secado,manera aparecen que útil facilitan el de ataque deelagentes De la misma si grieta no e correctamente tratado.

b) Palma: Se utilizaron hace tiempo, fundamentalmente en líneas de baja tensión. Ho ya prácticamente no se ven, ya que no hay producción en el país debido a que reposición es mucho más lenta.


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6.4.- Perfiles de Acero:

Se utilizan fundamentalmente en líneas mayores de 500 kV, pudiendo ser del tip auto soportadas o arriendadas. Se pueden utilizar en algunos casos en líneas de 132 kV cuando el acceso al piquete resulta difícil para los postes de hormigón, ya que esto

permiten el armado “in situ”, facilitando así su transporte. Su competitividad con el hormigón, depende fundamentalmente de las condicione de mercado del país, donde todo pasa por una ecuación económica. Este tipo d construcción, permite obtener estructuras resistentes importantes, pudiéndose emple vanos de mayor longitud, que con hormigón resultarían postes de mucha envergadura. Po esta situación siempre resulta interesante realizar estudios comparativos a efectos d decidir la utilización de uno u otro. 7.- Fundaciones:

Se denomina así de al macizo dearmado, hormigón simpledeó acero armado, sede utiliza para estabilidad a los postes hormigón perfiles y/o que tubos acero. Enda lo suelos de muy baja resistencia, se pueden utilizar pilotes de hormigón, lo que result equivalente a la continuidad del poste hacia el interior de la tierra hasta conseguir suelo d mejor resistencia. En estructuras de perfiles de acero, en general poseen patas se paradas, por lo cual hay que verificar estabilidad en cada una de ellas. En el caso d estructuras arriendadas, las riendas se sujetan a muertos de hormigón, los cuales debe ser verificados al arrancamiento, situación opuesta a la de los postes, donde se verifican la compresión y a la inclinación.

En el punto correspondiente se verá la forma de verificación de las fundacione

para postes de líneas tradicionales hastapantanosos 132 kv, en caso de tratarse líneasconsultar de tensió superior, como así también en terrenos ó inestables, se de sugiere especialistas en mecánica de suelos. 8.- Puestas a tierra: (ANEXO VII)

Consiste en el juego de elementos que permite drenar a tierra la energía liberad por la descarga de un rayo sobre un cable de protección y/o cable de energía qu produce un arco de descarga a tierra por efecto de esta.

Está compuesto por un cable de conexión provisto de terminales en los extremos, cual une el poste tomando desde el bloquete dispuesto para tal fin en la armadura d mismo, hasta la jabalina que se coloca hincada en el terreno junto a la fundación. En anexo se pueden ver las distintas variantes de conexiones de acuerdo a los tipos d postes. En caso de estructuras metálicas, ella misma da la continuidad, conectándose la patas a la jabalina. En los postes de hormigón, el cable de tierra generalmente pasa través de la fundación por medio de un caño de pvc dispuesto a tal fin. La jabalin normalmente se instala a una profundidad de 0,50 m desde el nivel del terreno natural.


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La puesta a tierra debe garantizar un valor máximo de resistencia de tierra, d acuerdo a las especificaciones de la empresa de que se trate. En el anexo se pueden v las exigencias de ESEBA al respecto.

V.- TRAZAD0 DE LINEAS El trazado de líneas aéreas de transporte de energía de 13,2 y 33 kV, deb realizarse en lo posible, próximo a caminos a efectos de facilitar su mantenimiento, tratando de no entrar en zonas pobladas, excepto en aquellos lugares donde result indefectible llegar hasta su centro de carga.

En los casos de tensiones iguales o superiores a 132 kV, no resul extremadamente necesario utilizar camino de apoyo para la construcción, dado que s grado de seguridad resulta mucho mayor, con lo cual la probabilidad de fallas y mantenimientos preventivos resulta mucho menor. Así mismo, en estos casos resultar

muycaminos costosorurales, con una líneaposeen de estas características, seguir los trazados caprichosos d los ya que gran cantidad de sinuosidades.

En general, el dimensionamiento de las líneas aéreas deberá responder a prescrito en la Norma VDE 0210 (revisiones de las del 59, 62, 65, 69 y definitiva d 1985). En el Anexo VIII se presentan tablas de valores obtenidos de ella a efectos d facilitar su utilización 1.- Tipos de postes:

En el desarrollo de la traza de una línea, se deberán colocar postes que deberá

cumplir diferentes funciones, de acuerdo a los distintos accidentes que ella deba sortea Algunas de las funciones pueden ser las siguientes: 1.1.- Suspensión:

Monoposte cuya única función es la de sostener los cables suspendidos y mantene las distancias entre cada uno de ellos y los puntos conectados a tierra y de ellos entre si. 1.2.- Suspensión angular:

Su función es similar al anterior, sumándose la resultante de los tiros de los cable en sentido de la bisectriz del ángulo. Los ángulos que se pueden admitir son pequeños dependen del tipo y sección del cable. En algunas empresas se admite hasta 4º mientra que en otras se aceptan hasta l0º. En esto hay que tener muy en cuenta que un poste d hormigón expuesto a una carga unilateral importante como lo es la resultante de los tiros produce con el tiempo una deformación que se denomina abananamiento, lo que produc la aparición de grietas en el hormigón con sus consiguientes consecuencias.


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1.3.- Retención:

La función principal es la de oficiar de divisor mecánico de la línea, a los efectos d tendido de los cables. En general su ubicación coincide con los puntos singulares de la l nea y cuando la distancia entre ellos resulta muy grande, se colocan retencione intermedias denominadas aproximadamente cero).

en alineación

ó rectas (debido a que su ángulo e

El ángulo a partir del cual corresponde la colocación de una estructura de est naturaleza, depende de la empresa prestadora del servicio, en algunas se toma com base los 5º.

Siempre las retenciones resultan como mínimo estructuras dobles, debido a qu están en juego todas las cargas, inclusive las de tendido, por lo cual se considera por un cuestión de seguridad colocar dos postes en lugar de uno. En algunos casos como ser e líneas de distribución y baja tensión puede colocarse un solo poste, utilizando

complemento de riendas. El concepto general que se debe tener en cuenta es que una retención recta es u caso particular de las retenciones angulares y no a la inversa. 1.4.- Terminales de línea:

Como su nombre lo indica, es el poste que se instala al final de la línea y s función es soportar en forma permanente el tiro de todos los cables y como complement en caso de resultar necesario, la acometida a subestaciones con tiro reducido. El valor d tiro reducido en los cables, depende de cada prestadora del servicio eléctrico puesto qu

es energía una característica dees proyecto. Algunas empresas adoptan 4 kg/mm2 para los cable de mientras que de 6 kg/’mm2 para el de protección.

1.5.- Postes especiales:

Se incluyen dentro de esta denominación todos aquellos postes (dobles o triple que no se los pueda encuadrar dentro de los anteriores. Dentro de estos podemo mencionar los siguientes:

a)

Postes no normalizados : Son aquellos que en general no tienen definida s

situación en las hipótesis establecidas en la Norma de referencia, por lo que s deberán considerar las funciones que debe cumplir para luego plantear para su cálcu todas las hipótesis que las contemplen.


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b)

Cruce de Ferrocarril: Para este caso, vale la aclaración que las norma

vigentes el año 1972 para los cruces de líneas de transporte de energ hasta 132desde kV, establecen que el todos cruce debe realizarse con seguridad aumentada 10 % (el tiro de los cables al 50 % y colocación de cadenas dobles de retención). Es admite la colocación de un solo cable por fase, cuando antiguamente la exigencia era dos como así también la colocación de la malla de protección a lo largo del cruce, l que fue anulado. No obstante, resulta conveniente realizar una evaluación económic entre colocar dos cables ó calcular el poste de cruce con una carga de desequilibr mucho mayor, dado que de un lado tenemos la carga normal de la línea y del otro el 5 % de la máxima admisible. Esta norma también define que el cruce debe ser rec hasta tensiones de 132 kv, pudiendo cruzarse con ángulos mayores con aprobación d Ferrocarriles, adjuntando el cálculo de interferencias de la línea de energía con telegráfica utilizada para comunicaciones y seguridad de los ferrocarriles. Pa tensiones mayores se pueden cruzar con ángulo pero siempre hay que presentar estudio mencionado y en caso de resultar necesario hay que presentar la propuesta d corrección de las anomalías por métodos que luego serán aceptados por la autoridades correspondientes.

c)

Cruce de ruta: En estos casos hay que diferenciar entre rutas nacionales

provinciales. En el primer caso, siempre se debe utilizar retenciones a ambos lados deben ser rectos (perpendicular a la ruta). Hay excepciones, las cuales deberá contar con aprobación de la Dirección Nacional de Vialidad. En el caso de ruta provinciales, dependen de la repartición de cada provincia, pues en la de Bs. As., s permite el cruce con postes de suspensión, guardando seguridad aumentada en zona de cruce, utilizando cadenas dobles de aisladores de suspensión. 2.- Disposición de los cables:

En el diseño de líneas aéreas, en función de las necesidades. Podemos tener la variantes que se indican en la página siguiente, las que mencionaremos haciendo un clasificación por nivel de tensión: 2.1.- Líneas de 13,2 kV:

Normalmente, en este nivel de tensión los cables se montan sobre aisladores d tipo a perno rígido y en general, salvo casos especiales, no se utiliza cable de protecció contra descargas atmosféricas. Tenemos las siguientes posibilidades:


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a)

Coplanar vertical: Esta es como la indicada en H pero con aisladores d

perno rígido sin cable desimétricas protección.respecto Se utilizan en del zonas urbanas y estas puede también ser eny doble terna, del eje poste.

b)

Coplanar horizontal: Se pueden tener variantes como las indicadas en A y

En el caso A, el aislador del centro se intercala una vez a cada lado del poste, efectos de mantener la simetría de la línea en cuanto a los parámetros eléctricos. S instalación normalmente era utilizada en zonas rurales, aunque en muchos casos entrar la línea en zonas pobladas, si las zonas de veredas lo permitían en cuanto a distancia de seguridad hacia las viviendas, continuaba con la misma disposición.

c)

Triangular: Se tiene fundamentalmente la disposición C. La única ventaja qu

presenta respecto a las otras, es que su cruceta es de menor longitud, por lo que zona de seguridad se reduce.


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2.2.- Líneas de 33 kV:


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Antiguamente, resultaba común ejecutar las líneas con cables de Cu montada sobre aisladores de perno rígido, con valores de tensión de tendido elevados, produciend esto roturas frecuentes en ambos elementos debido a las vibraciones eólicas. Cuando s pudo comprobar este fenómeno, basándose en la experiencia se fue revirtiendo est concepción, orientando el diseño a la utilización de cables de aleación de aluminio - acero

con cadenas delaaisladores de vibración. suspensión y con valores menores en la tensión de tendid contemplando condición de

Las disposiciones más utilizadas son las D y E, ambas con y sin cable d protección, dependiendo la distancia desde la subestación más cercana. En caso d resultar necesaria la instalación de una doble terna, se realiza con una terna a cada lad del poste, simétricas a su eje, con ó sin cable de protección.

En general, las líneas con perno rígido más utilizadas eran con disposición A y C En muchos casos, para solucionar el problema de las roturas, aparecieron sistema ideados con perfiles de acero que se agregan el extremo del poste luego de quitar

cruceta, lo que permite pasar al sistema de cadenas de aisladores. En el Anexo se muestra el tipo francés. En estos casos resultaba necesario realiz la verificación de las cargas actuantes en el soporte a efectos de determinar con que facto de seguridad iban a continuar operando. Este sistema permitió aumentar el grado d seguridad de la línea, requiriendo de menor mantenimiento. Presenta un inconvenient resulta vulnerable en casos de fuertes temporales y en los cortes de conductor, dado qu los perfiles ante esfuerzos desequilibrados se deforman.

También se muestra el sistema canadiense, que permite conseguir resultado semejantes al tipo anterior. 2.3.- Líneas de 132 kV:

En este nivel de tensión se pueden encontrar disposiciones desde la E hasta la en simple terna y en doble terna al igual que en los niveles de tensión menores, una tern de cada lado, simétricas al eje del poste. En todos los casos se instalan cables d protección.

Como dato ilustrativo, se puede decir que en E.E.U.U. se utilizan para construcción de líneas de este nivel de tensión, postes de madera, llegando has tensiones de 345 kV empleando estructuras aporticadas.

Es oportuno aclarar que antiguamente se utilizaba la tensión de 66 kV, co disposiciones similares a las indicadas. Esta tensión por razones económicas se dejó d utilizar, dado que sus equipos resultan de costos similares a los de 132 kV con lo qu resulta conveniente emplear este nivel para la transmisión. 2.4.- Líneas de 220 kV:


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Se construyeron en general con sistemas aportícados, tanto en hormigón como co estructuras metálicas, en el anexo se muestran algunos ejemplos. En la provincia de B As. la primera red de transmisión de importancia se ejecutó precisamente en este nivel d tensión. En la actualidad la tendencia es la de utilizar 500 kV, por lo que las antiguas d 220 kV tienden a ser transformadas a 132 kV, por una cuestión económica similar a

ocurrida con la tensión de 66 kV. 2.5.- Líneas de 500 kV:

En general, estas líneas se construyen con estructuras metálicas con disposició tipo delta arriendadas en las de suspensión y autosoportadas en las retencione dependiendo en todos los casos del proyecto ejecutado en cada Empresa. Se puede observar en el Anexo, algunos ejemplos.

VI.- DETERMINACION DE LAS DIMENSIONES DE LOS POSTES

1.- Cálculo mecánico de los cables: Para el caso de cables subterráneos, los esfuerzos a que pueden estar sometido en su montaje, son especificados por el fabricante, así como también recomienda s radio de curvatura.

En los cables aéreos, el cálculo mecánico consiste en determinar las tensione mecánicas a las cuales estará sometido durante su vida útil, a efectos de verificar qu estas no excedan los valores recomendados en las Normas en cuanto a las máxima admisibles para cada material. Esto se realiza a efectos de limitar las averías racionalizar los cálculos.

De esta forma, determinamos la flecha que tendrá cable, condel la cual definirá las distancias eléctricas para el dimensionamiento delelcabezal postesecomo a también las alturas libres que deberá respetar.

1.1.- Cálculo mecánico de un cable suspendido entre dos puntos fijos a igual nivel

Para analizar el comportamiento del cable, tomamos un elemento infinitesimal dl d la cuerda formada por el cable y se lo reemplaza por las fuerzas para mantener equilibrio.


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En la figura 2 se observa la descomposición de las fuerzas actuantes en lo sentidos de las coordenadas x e y. Al resultar un sistema en equilibrio, la sumatoria deb ser nula (considerando los vectores + hacia la derecha y hacia arriba). Sobre eje el x:

∑ x = 0 = − H + (H + dH)

⇒ dH = 0

Por lo tanto H es constante a lo largo de la cuerda

Sobre el eje y:

∑ y = 0 = − V + (V + dV) − G dl 1

dV = G dl dl² = dx² + dy² Multiplicando por dx/dx y operando: Si dy/dx = y’ Reemplazando 2 en 1:

dl = [ dx² + dy² ]½

dl = [ (dx²÷dx²) + (dy²÷dx²) ]½ dx

∴

dl = ( 1 + y’²)½ dx

dV = G × ( 1 + y’²)½ dx

2 3

La derivada en cualquier punto de la cuerda (respecto a x) corresponde a tangente en el punto que se está analizando: Tg ϕ = V/H = dy/dx = y’


⇒

V = H × dy/dx

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4

dV = H × d²y dx dx

Derivando se tiene:

( 1 + y’²)½ = H × d²y G dx

Igualando 3 y 4, tenemos:

⇒

Denominando: H/G=h

( 1 + y’²)½ = h × y”

Para operar la ecuación nos valemos de lo siguiente: Y” = Z’ = dz y Y’ = Z = dy

Integrando: Para x=0 ⇒ C=0

dx dx ∴ (1 + Z²)½ = h × dz ⇒ dx = dz dx h (1+Z²)½ x = arc Sen h Z + C h

∴

x = arc Sen h Z + C h

dy = Sen h (x/h)

⇒

⇒

Z = Sen h (x/h)

dy = Sen h (x/h) dx

dx Integrando: Y = h × Cos h (x/h) + C1

5

La expresión 5 es la denominada ECUACION DE LA CATENARIA, si a esta aplicamos las siguientes condiciones de contorno: Si x = 0, de la expresión surge que C1 = O Si desarrollamos en serie tenemos: Y= h ( 1 + x² + x² + ..... ) h² × 2! h² × 4!


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El tercer término elevado a la cuarta potencia, ya resulta doce (12) veces men que el segundo y si consideramos que h es mayor o igual que x, se concluye que lo valores a partir de él se pueden despreciar cometiendo un error que no supera al 0,5 % e la determinación de la flecha, obteniendo la expresión 6 denominada ECUACION DE L PARABOLA:

6

Y = h + x² 2h Recordando que: h = H G

H = Po = po × S [kg × mm² ] mm²

y

En lugar de utilizar po, correspondería pi, dado que a lo largo del vano result variable aunque se demuestra que po ≅ pi ≅ p. Si expresamos G en función de la sección: G = g × S [kg × mm² ] mm² Tenemos lo siguiente: : h = H = Po = po × S G G g × S

= p/g [m]

No interesa extremar la precisión, pues las consideraciones en la generalidad d los casos se cumplen, pero algunas veces no. Por ejemplo si se toma un viento de 12 km/h, a lo mejor se da una sola vez en la vida de la línea ó quizás nunca. Lo mism sucede si se considera la condición de manguito de hielo. En la fig. 1 la flecha de la cuerda, resulta: f = y - h Aplicando la ecuación de la parábola: y = h + x² 2h

La flecha máxima se producirá en ½ de a, siempre considerando que las carga son uniformes y el terreno horizontal:

Por esto: x = a/2 con lo que: Ymáx= h + (a/2)² = h + a² 2h 8h

Con esto, la flecha máxima será:

fmáx =


a² 8h

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7

f máx = a² × g 8p

Demostración de po ≅ pi ≅ p, con un error despreciable:

P = [ po² + (G/2)²]½ Si utilizamos la carga específica: P = [ po² + (a × g)² ]½ 4

≅

(a² + b²)½

Desarrollando en serie y operando: P = po + ( 1 ) × (a × g)² 2 × po 4 P = po + fmáx × g

Si reemplazamos valores para distintos tipos de cables, podemos observar qu

prácticamente p ≅ pequeño. po, con un error despreciable, debido a que la carga específic resulta un valor muy 1.2.- Ecuación de cambio de estado:

En la ejecución de una línea, al realizar el tendido de los cables, estos no debe nunca estar sometidos a una tensión mecánica superior a la admisible, como así tampoc su flecha debe aumentar en demasía para altas temperaturas, de modo que se pued


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respetar la altura libre mínima. Todo esto se debe cumplir sin importar la condició climática imperante en la zona donde se va a implantar la línea. 1.2.1.- Estados de carga:

los distintas efectos dezonas, los cálculos, se normalizan climáticos es factib obtenerA en conformándose lo quelosseestados denomina como que ESTADOS D CARGA: ESTADO CLIMATICO TEMPERATURA

(ºC)

VELOCIDAD DE VIENTO (Km/h)

Los estados se definen comúnmente realizando estudios meteorológico prolongados obteniéndose comportamientos singulares, como por ejemplo el caso d viento de velocidad máxima, se observa la cantidad de veces que se produce y se obtien con que valor de temperatura resulta más probable. Lo mismo sucede para el estad donde no hay viento (ó brisas suaves, de no más de 4 a 8 Km/h) donde no result importante la carga del viento, pero sí lo es en el tema de las vibraciones eólicas en lo cables, se determina también conque temperatura es más probable que suceda. De esta manera se pueden definir tantos estados de carga como la exigencia importancia de la obra lo requiera.

1.2.2.- Cargas específicas:

El cable, como se dijo, además de estar sometido a la carga del peso propio, lo est por el viento y en ciertas zonas donde las condiciones climáticas de la así lo impone


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sobre la cobertura adicional de

hielo que se produce sobre la capa del cabl

gc: Carga específica debida al peso propio gi: “ “ “ “ “ del hielo gv: “ “ “ a la velocidad del viento Por lo tanto, el valor de la carga específica será: g = [ gv² + (go + gh)²]½ Como se puede observar, variando el estado de carga, varía la carga específica la cual está sometido el cable. 1.2.3.- Longitud del cable: En la definición del diferencial de longitud, teníamos:

8

dl = ( 1 + Y´ )½ dx La ecuación de la parábola era: y = h + x² 2h dl = [ 1 + (x/h)²]½ dx

9

dy = Y’ = x dx h

≅

dl = (a ² + b²)½ dx

Si se desarrolla en serie, tomando hasta el 2º término y luego reemplazamos h p/g: dl = [ 1½ + 1 x² (g/p)²] dx 2 Posteriormente integramos a lo largo del vano, tendremos lo siguiente:


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+a/2 ∫ dl = L = a + a³ × g² - a/2 24 p²

10

Con esta expresión podemos probar que la longitud del cable es aproximadamen igual vano, dado que g « a y g « p. Para mas claridad, lo podemos ver en función de flechaaldel cable: f = a² × g 8p

a³ × g² 24 p²

=

64 f a

Reemplazando en la 10: L = a + 8 × f² 3 a

11

12

En el caso de la compra del cable necesario para una obra, hay que tener e

cuenta los desperdicios cuellos muertos incrementar de las retenciones, accesos subestaciones, etc., por loen cuallosresulta conveniente la compra en un 5 % dependiendo esto de las longitudes de las bobinas en las que provee el cable fabricante. 1.2.4.- Relación entre los estados de carga:

Como ya se dijo, el cable tiene que cumplir las pautas previstas en todos lo Estados de Carga, para ello hay que relacionarlos entre si. Supongamos que partimos d la base que existen solo dos estados: ESTADO I : g1 y p1, por la expresión 10 se obtiene L1 ESTADO II: g2 y p2, idem L2

Si consideramos que t2 › t1, se sabe que los metales de una determinada longitu L, sufren una dilatación longitudinal que resulta:

∆ L = a³ × [(g2/p2)² − (g1/p1)²] 24

13

Considerando la naturaleza del material con que está construido el cable,

aumentar la temperatura, el alargamiento del cable al coeficiente de dilatació lineal del material que lo constituye (denominado α responderá ): L2t = L1 × [ 1 + ∝ (t2 − t1) ]

∆ Lt = L2t − L1 = L1 × ∝ (t2 − t1)


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Si suponemos que en el estado II existe viento (en el I no), al pasar del estado I II, se producirá un estiramiento debido a la carga producida por el viento, el cu responderá al coeficiente de elasticidad (denominado β ) del material que se trate, dond β = 1/E, donde E es el módulo de elasticidad ó de YOUNG:

L2e = L1 × [ 1 + β (p2 − p1) ] ∆ Le = L2e − L1 = L1 × β (p2 − p1)

15

Analizadas estas situaciones, al pasar del estado I al II, el cable se alarga p suma de los dos efectos:

16

∆ L =∆ Lt + ∆ Le = L1 × ∝ (t2 − t1) + L1 × β (p2 − p1)

Igualando 16con 13 tenemos la relación de los dos estados:

a³ × [(g2/p2)² − (g1/p1)²] = L1 × ∝ (t2 − t1) + L1 × β (p2 − p1) 24

Como ya se demostró que L ≅ a cometiendo un error despreciable, tenemos: a² × g2² + a² × g1² = 24 × p2² 24 × p1²

∝ (t2 − t1) + β (p2 − p1)

17

Como en la relación de dos estados, lo que realmente importa es la forma en qu se relacionan la tensión p2 respecto de la p1, operando la expresión 17 se obtiene siguiente:

18 p2³ − p2² [ p1 − ∝ (t2 − t1) + 1 × a² × g1² ] = a² × g2² β β 24 × p1² 24 × β

La expresión es la denominada ECUACION DE ESTADO, y para que resulte má practico su manejo, se puede escribir de la siguiente manera:

[ p1 − ∝ (t2 − t1) + 1 × a² × g1² ] = A β β 24 × p1²²

y

p2³ - p2² × A = B

a² × g2² = B 24 × β

18’

1.2.5.- Condiciones extremas que pueden ocurrir en una línea:


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Trabajando con la Ecuación de Estado y considerando situaciones particulares d la línea, podemos determinar qué tipo de cargas predominan para determinada condiciones específicas. 1.2.5.1.- Vanos Cortos:

En esta situación analizaremos la condición del vano “a” tendiendo a 0, por ello e la Ecuación de Estado tenemos: p2³ − p2² [ p1 − ∝ (t2 − t1) ] = 0 β

Dividiendo todos los miembros por p2² tenemos:

19

(p2 − p1) = − ∝ (t2 − t1) β

Como se puede observar, no interviene la carga específica g, por lo cual no tien influencia la carga de viento. Esto quiere decir que la variación de la tensión mecánic dependerá exclusivamente de la variación de la temperatura. Multiplicando la expresión 1 por (-1), podemos analizar que si resulta una t2 › t1, tendremos una variación de tensión p2 ‹ p1, por lo que el estado mas desfavorable para vanos cortos es el de men temperatura de los dos relacionados. 1.2.5.2.- Vanos largos: Analizaremos para este caso la situación del vano “a” tendiendo a infinito, en Ecuación de Estado dividimos por a² y nos queda: p2³ − p2² [ p1 − ∝ (t2 − t1) + 1 × a ² × g1² ] = a² a² β β 24 × p1² p2² × g1² = β × 24 × p1²

g2² 24 × β

⇒

p2² = p1²

a² × g2² a² × 24 × β

g2² g1²

20

Como se observa, la variación de la tensión mecánica no depende de temperatura, por lo que se puede definir que para vanos largos el estado má desfavorable resulta ser el de mayor carga específica (máximo viento). 1.2.5.3.- Vano Crítico:

En el análisis de la relación de dos estados de carga para vanos cortos y largos aparecerá un vano en el cual influirán de la misma manera la variación de temperatura qu


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la variación de las cargas específicas, por lo que se compensan una con la otra. Ese van se denomina Vano Crítico “Acr”.

En la Ecuación de Estado, a1 = a2 = Acr y pl = p2 = p adm., por ello el vano critic será: Acr = padm [ 24 × ∝ (t2 − t1 )] g2 − g1

21

Este análisis responde al caso en el cual la relación es entre estados de carga qu tienen la misma tensión mecánica admisible. Si tenemos en cuenta que en la realidad s consideran estados con distintas exigencias, como por ejemplo el estado en el que s tienen en cuenta las vibraciones eólicas, para el cual la norma VDE establece que s debe utilizar el 50 % del valor máximo admisible para la tensión mecánica, entonces en relación de dos estados tenemos:

Acr = {{ (1/24 α /β β ×)×[(t1(g1²/p1adm²) − t2) + (p1adm − p2adm) }½ − (g2²/p1adm²)]}½

22

1.2.5.4.- Estados Básicos:

Como ya se analizó, entre dos condiciones climáticas existe un vano crítico, a part del cual se produce en sentido creciente ó decreciente, una condición más desfavorab que provoca la tensión mecánica máxima, ella se denomina “ESTADO BASICO”. 2.- Metodología para efectuar el cálculo mecánico de un cable:

En que la actualidad, con laelproliferación de las de computadoras existen programa utilitarios permiten realizar cálculo mecánico cables de cualquier material sección comercial de modo muy práctico, introduciendo en él las condiciones de carg mecánica y las hipótesis climáticas que se puedan presentar en la zona a ejecutar la líne (no importa la cantidad).

Dichos programas, si son utilizados por personas que desconocen el tem comienzan el cálculo adoptando cualquier estado como básico. Obtenidos los resultado si alguno de los valores de tensión mecánica para los otros estados supera las admisible para cada uno de ellos, pues entonces se deberá adoptar el más desfavorable com nuevo estado básico y se realizan nuevamente los cálculos. La computadora permit

realizar conque granenvelocidad precisión la cantidad de cálculos que se requieran hast conseguir ninguno yde los estados se supere la tensión máxima admisib establecida para ellos. Esta tarea se simplifica cuando el proyectista tiene experiencia dado que elegirá estado básico adecuado y a lo sumo realizará un segundo intento.


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VANO CRITlCO

COMPARACION Para todo vano menor que el critico

ESTADO BASICO El de menor g/p

Para todo vano mayor que el critico Para todos los vanos

El de mayor g/p El de mayor g/p

Real Imaginario

A × E × (t1−t2) + (p1–p2) ‹ O

El estado 1

Infinito

a × E × (t1−t2) + (p1–p2) › O

El estado 2

(g1/p1 − g2/p2) = 0

a × E × (t1−t2) + (p1–p2) = O

Cualquiera de los dos

g1 = g2 , p1 = p2

El de menor temp.

No obstante ello, se detalla a continuación el mecanismo seguido para determin

el estado básico, dado que antiguamente no se tenían los adelantos técnicos qu permitieran una rápida conclusión en los cálculos, por lo que cuanto menos de ello hubiera que realizar tanto más efectivo resultaba el trabajo de proyecto

Si analizamos la expresión 22, se pueden obtener resultados reales, imaginarios infinitos, y de acuerdo a ellos podemos tener las siguientes combinaciones:

Para entender como se realizaba el manejo del vano crítico, analicemos el caso d cuatro estados, I, II, III y IV, de los cuales hay que determinar a cual de ellos aplicarle máxima padm y luego emplear la ecuación de estado para definir el cuadro de flechas tensiones.

Si consideramos que el III es el estado de máxima temperatura, lo desechamo porque jamás se producirá la p máxima, dado que a mayor temperatura se produc dilatación y por lo tanto una menor exigencia mecánica.

Por lo dicho, se calculan los vanos críticos para las combinaciones I - II, I - IV y I IV. Supongamos que las tres comparaciones nos dan resultados reales, según se muest en la figura. Si el vano en estudio es el ad1, los básicos pueden ser 1 y IV, dado que e las tres comparaciones, solo aparecen estos dos. Por ello se analiza la comparació realizada entre ellos dos y se puede observar que el determinante resulta ser el I. Com conclusión, al I hay que asignarle la máxima padm, sabiendo que al finalizar los cálculo

de y tensiones, en ninguno de con los estados se superará dicho valor. el Supongamo queflechas en la misma línea hay otro tramo vano distinto, como por ejemplo ad2, con mismo procedimiento trazamos en el cuadro la recta representativa del valor de dich vano y vemos que los posibles estados básicos son el II y el 1, la comparación entre ello da el II, el cual será determinante.


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2.1.- Procedimiento del Cálculo Mecánico partiendo del Estado Básico:

Utilizando las expresiones 18 y 18´, podemos realizar la determinación de flechas tensiones luego de definido el Estado Básico. Con la 18´, realizando iteraciones podemo obtener el valor de la tensión mecánica para el resto de los estados. Posteriormente, co la 7 obtenemos la flecha correspondiente a cada estado.

2.2.- Cálculo mecánico del cable de protección:

Antes de pensar en el cálculo mecánico del cable de protección, se debe entend que su función es precisamente la de proteger a los de energía para que no caigan sobr ellos descargas de origen atmosférico.

Existen varios métodos para la determinación de su ubicación en el post partiendo de diferentes hipótesis con diferentes grados de protección de acuerdo al aut de cada uno de ellos. En todos los casos se obtiene una distancia ( c ), comprendid entre los planos que contienen al de protección y al de transporte de energía ubicado e la posición superior, que no debe resultar inferior a la distancia eléctrica mínima (d determinada según se indica en el punto 6.4.

Dicho esto, considerando la declinación de los cables por efecto del viento, efectos de asegurar la protección en el medio del vano, se adopta que el valor de la flech del cable de protección debe resultar menor ó igual a 0,9 de la obtenida para el d transporte de energía, en todos los estados.

En función del material elegido para el cable de protección, se obtiene de su características técnicas y del uso de la tabla de la norma VDE, el valor de padm. procedimiento de cálculo es similar al realizado para el cable de transporte, una vez dete minadas las flechas, se deben comparar con las de este para verificar la condició apuntada en el párrafo anterior. En caso de que en uno ó más estados se supere, s tomará el estado más desfavorable de ellos y se adoptará el valor de la flecha cumpliend


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dicha condición. Con este valor de la flecha, mediante la expresión 7 obtenemos tensión mecánica padm para el nuevo estado tomado como básico.

Se realizan nuevamente los cálculos y se obtiene la tabla de flechas y tensione definitiva para el cable de protección, luego de verificar que en ninguno de los estado deje de cumplirse la condición mencionada. 3.- Consideración de vanos de distinta altura de sujeción:

En la realidad, los casos en que los cables en dos postes contiguos se encuentra al mismo nivel se dan casi exclusivamente en terrenos llanos ó con escasa pendiente. E general, el primer paso antes de comenzar a pensar en el proyecto de una línea, primero que se debe tener es lo que se denomina perfil del terreno en toda la longitud d la línea. Con esto, podemos comprobar aquellos puntos donde los cables presenta condiciones de distinta altura en la sujeción de los cables, debido a que en ese caso s produce un desplazamiento en la ubicación del punto de flecha máxima.

En el dibujo, se puede observar el caso, complementado además con determinación de la altura mínima que debe respetar una línea que cruza además cualquier otro obstáculo como lo puede ser otra línea de transporte de energía y/o te lefónica. Se desarrollan a continuación todas las expresiones que permiten jugar con toda las distancias a efectos de determinar si con el poste normal es suficiente para sortear lo obstáculos ó corresponde colocar otro de mayor altura. En estos casos se acostumbr denominar los postes con el agregado de +1, +2, etc., en función de las necesidades. D la misma manera que a veces corresponde colocar postes de mayor altura que lo normales calculados para condiciones estándar, en algunos casos puede suceder qu haya que considerar la colocación de postes de menor altura, denominándose -1, -2, etc


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CASO I: S1 ≠ S2 f´ = f (1 − ∆ S )² 4f

f” = f´ + ∆ S

d1 = a (1 − ∆ S )² 2 4f

A = f¨ d1²

d2 = a – d1

a)

Sobre línea 1:

X1 = d1 − m1 ,

Y1 = A × x1² ,

f1 = f¨ − Y1

D1 = (S1 − f1) − (L1 ± ∆ n1)

b)

a) Sobre línea 2: :

∆ n1{(−) si n1 < N1 , (+) si n1 > N1

X2 = d2 − m2 ,

Y2 = A × x2² ,

f2 = f” − Y2

D2 = (S2 − f2) − (L2 ± ∆ n2)


∆ n2{(−) si n2 < N2 , (+) si n2 > N2

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CASO II: S1 = S2 f´ = f = f” , X1 = a − m1 , 2

d1 = d2 , Y1 = A × x1² ,

D1 = (S1 − f1) − (L1 ± ∆ n1)

A = f¨ = 4 f d² a² f1 = f − Y

∆ n1{(−) si n1 < N1 , (+) si n1 > N1

Los dos casos anteriormente mencionados, producen la aparición de dos nuevo conceptos en los cálculos de los postes, tanto en la determinación de esfuerzos como e las distancias eléctricas que son los de “eolovano” y “gravivano”. El primero tiene e cuenta las cargas de viento sobre los cables, dado que serán distintas para poste

contiguos en casos de desigualdad desigualdad resulta en la altura de sujeción, lo que considerarlas si dicha de importancia, a por efectos de correspond verificar lo cumplimientos de todas las condiciones para el dimensionamiento del poste. El restant considera que el peso del cable también es distinto por la misma circunstancia, debiend tenerse en cuenta en los casos donde pueda influir en la determinación de cualquiera d las distancias del poste.

En caso de cruces de líneas de energía de menor ó igual tensión como así tambié de líneas aéreas telefónicas ó telegráficas, las distancias que deberán cumplir los cable inferiores respecto de la línea a cruzar deberá responder a lo indicado en el plano que s muestra a continuación, donde:


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a1 y a2: Vanos de las líneas que se cruzan en la zona de cruce (m).

f1 y f2: Flechas de las respectivas líneas para el estado de máxima temperatura sin viento (m). d1 y d2: Distancias a los postes más cercanos. Lc: Longitud de la cadena de aisladores de la línea que cruza por encima. D: Distancia mínima que deberá existir entre los cables que se cruzan.

El Valor de la distancia D, se compone de un valor mínimo más otro variable qu depende de la tensión nominal de la línea que cruza por arriba: D=b + t Donde:

b: Distancia base mínima = 1 metro t: Distancia complementarla de la tensión (m)

D: Valores mínimos:

U ‹ 66 kV = 2,00 m U ‹ 132 kV= 2,15 m U ‹ 220 kV= 2,75 m


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Determinación de b: Para utilizar en la expresión de D, se toma el may valor de los calculados: a) En función de los parámetros de la línea que cruza por arriba: b = 1 + 2a1 d1 × [ (f1 +2lc)½ − 1]

(m)

Nota: Si se cruza con retenciones, lc = 0. b) En función de la línea que se cruza: b = 1 + 2 d2 × [ (f2)½ − 1] a2 2

(m)

Determinación de t: Siempre se considera que U1 es la mayor tensión siempre se toma en kV. a) Si tenemos que U1 > U2

t = 0,0075 x (U1 + 0,4 U2) (m)

b) Si tenemos que U1 = U2

t = 0,0075 x (1,25 U) (m)

4.- Altura libre de los cables:

En general, los cables deben guardar una altura mínima al nivel del suelo, d camino, de las vías, etc., dependiendo esta de la zona y/o lugar por donde transcurre. L

norma VDE establece distancias mínimas seguridad que se deben respetar, en funció de la tensión nominal de transmisión de lade línea. Algunas de las distancias mínimas que deben respetarse son las siguientes:

5.- Definición de Climáticos:

ZONA

ALTURA (m)

Rural Suburbana

6,5 (U ‹ 33kV) 7,0 (U › 33kV) 7,5

Urbana

9,0

Cruce de Ruta

7,5

Cruce de FC

11,75

las tensiones

máximas admisibles Para distintos estado


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A efectos de definir las tensiones para los distintos estados, nos basaremos en mapa de zonas climáticas, plano Nº 1 (Anexo X), que oportunamente fuera normalizad para todo el país por la entonces Empresa Nacional de Energía conocida como Agua Energía Eléctrica (AyEE). Dicho Mapa, con pequeñas variaciones, fue adoptado por toda

las empresas provinciales de energía, algunos valores en función de la condiciones climáticas particulares propiascorrigiendo de cada zona.

Teniendo en cuenta lo dicho, en nuestro caso adoptaremos la zona C, la cu incluye a toda la Pcia. de Bs. As. La Empresa de Energía que opera en ella, presenta un variante en la Hipótesis de máxima temperatura, donde adopta t = 50ºC en lugar de lo 45º que figuran en el Mapa. Concretamente, las Hipótesis son las siguientes: T mín = - 10 ºC

Vel. viento = O

T

Km/h Vel. viento = 130 50 Km/h

= - 15 5 ºC ºC

T máx = 50 ºCVel. viento = O T ma =

16 ºC

Vel. viento = O

Vistas las características de las condiciones climáticas de la Pcia. de Bs. A corresponde hacer una reflexión, el territorio es suficientemente grande y con do cadenas de sierras que producen condiciones bien diferenciadas entre diversas zonas d la Pcia., este resultaría un tema muy interesante para estudiar, a efectos de establec


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más concretamente las Hipótesis en función de la zona que recorrerá la línea, con lo qu se podría lograr una economía importante al resultar más finas las apreciaciones. Observando el resto de las zonas, se puede concluir en que se trata de represent los posibles estados climáticos preponderantes, como por ejemplo la zona D que cub

toda la zona cordillerana, contempla la formación de manguito de hielo. Definidos los estados climáticos, veremos que sucede con las tensiones admisible Para esto nos basaremos en la Norma VDE 021/85 y lo dispuesto en el Pliego General d la empresa de Energía de la Pcia. de Bs. As.

5.1.- Tensión máxima admisible:

Es la tensión máxima a la que puede estar sometido, en cualquier estado, material del cable a utilizar. En la Tabla 3 (VDE 0210/85), incluida en el Anexo VIII, s define el valor para distintos cables con sus correspondientes configuraciones de armad Se debe verificar también que no6.se supere en el estado de temperatura media anual, valor especificado en la columna

En los postes de suspensión, la tensión no debe superar el 50 % de dicho valo debiendo deslizar si ello sucede.

La VDE especifica condiciones de trabajo en las cuales se podría sobrepasa dichos valores, pero no olvidemos que tales condiciones responden a zonas del país d origen de la misma. 5.2.- Tensión de tracción prolongada:

Se encuentran definidas en la columna 8 de la Tabla 3, y solo se deberá tener e cuenta para la zona D del Mapa, donde aparecen condiciones climáticas de cara terísticas similares a las establecidas en la VDE.

Así por ejemplo, se deberá considerar la carga adicional incrementad (especificada en el punto 8.2.1.3 de VDE), en cuyo caso se podrá exceder la tracció máxima admisible, pero no se puede superar el valor establecido en la columna 8. 5.3.- Tensión de tracción para la temperatura media anual:

El valor máximo de la tensión para este estado de carga es el establecido en columna 8 de VDE y para la Pcia. de Bs. As., corresponde al estado de 16 0C d temperatura sin viento.

Esta carga, tiene como fundamental objetivo el de contemplar las condiciones d vibración de los cables debidas al viento, las que se producen generalmente co velocidades pequeñas ó brisas (entre 3 y 10 Km/h). En este caso la carga de viento s toma 0, ya que a los fines prácticos, estas velocidades no influyen en las carga específicas sobre los accesorios de la línea.


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El tema de las vibraciones de cables esta profundamente desarrollado en el apunt correspondiente.

Los valores establecidos para este estado, pueden incrementarse hasta un 25 %

dependiendo ello de la conformación la protección cable en elantivibrantes punto de sujeció (Preform Rods, Armor Rods, etc.) y de de la eficiencia de losdeldispositivos (Stoc bridge, festones, etc.).

Es importante aclarar, que los cables con reducido porcentaje de acero, lo formados por un solo material como ser Al ó aleación de Al, presentan una mayo tendencia a vibrar, dado que resultan mas livianos y presentan menor rigidez y por e menor inercia al movimiento oscilatorio. Ocurre lo mismo en el caso de cables de Al/Ac e diámetros mayores de 25 mm y con vanos importantes (más de 500 m).

En general esto no es Norma, pues las condiciones para vibrar dependen d

muchos factores, lo las cualmedidas resultaprecautorias convenientecorrespondientes. determinarlas mediante medicione adecuadas, antes de por tomar 5.4.- Resumen de Tensiones:

Como conclusión de lo expuesto, para los estados climáticos definidos, podemo determinar para los cables normalizados más utilizados (Al/Ac con relación 6 y de Al/A las tensiones máximas admisibles: Material

Relac. Nº de

Del con- De Ductor Secc. Alambres Aluminio – Acero (Al/Ac) O Aleación de Alum. – Acero (AlAl/Ac)

Peso

Mod. de Tension

Tension

Tensio

Unitario alargamie elasticiN n-to dad Real Máx Adm mxmm² 0.000001 KN N /mm² K mm²

med. Adm. N /mm²

prolon da Ad N /mm

56

208

6/1

Coef.de

19,2

81

6,0 0,035

120

26 / 7

18,9


77

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Aluminio (Al)

7 19 37

Aleación

0,0275

60 57 57

70

30

120

140

44

240

23,0

de minioAlu(Al Al)

7 19 37

60 57 57

Cobre (Cu)

7 19 37 61

113 105 105 100

0,0906

17,0

7

180

Acero (Ac)

19

0,0792

11,0

175

175 I 160 II 280

85

300

120

320 560

130 150

900 1100

III 450 IV 550

5.4.1.- Zona Rural: Se adoptan los valores de acuerdo a las tensiones máximas admisibles: 5.4.1.1.- Aluminio – Acero (Al/Ac):

En nuestro país, está normalizado el uso de cables con relación 6 entre alambre de aluminio y de acero: A)

Estados I a IV:

12 (VDE)

-

11 (ESEBA)

[kg/mm²]

B)

Estado V:

5,6 (VDE) -

6 (ESEBA)

[kg/mm²]

Para el estado V, ESEBA adopta un valor mayor, dado que en todas las líneas co cables de Al/Ac utiliza Preform Rods en las morsas de suspensión. 5.4.1.2.- Aleación de Aluminio (Al/Al): (No es Aldrey) En general se utiliza la formación de 7 alambres: A)

Estados I a IV: entre 7 y 14 (VDE) - 10 (ESEBA) [kg/mm²]

B)

Estado V:

entre 3 y 4,4 (VDE) - 4,6 (ESEBA) [kg/mm²]

5.4.2.- Zona Urbana:


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Por razones de seguridad, se adopta que las tensiones máximas se reducen en s valor al 75 %, mientras que se mantiene el valor de la tensión media anual. Por esto, en Pcia de Bs. As. tenemos: A)

Estados I a IV (Al/Ac): 8,25 (ESEBA) [kg/mm²]

A)

Estados I a IV (Al/Al): 7,50 (ESEBA) [kg/mm²]

5.4.3.- Zona de cruce de ruta:

En este caso, hay que diferenciar el cruce de rutas nacionales de las provinciale Para el primer caso, siempre la tensión mecánica admisible es coincidente con la urban dado que se basa en el mismo criterio de seguridad. En el segundo, depende de cad organismo provincial de Vialidad, en la Pcia. de Bs. As., en tensiones de 33 y 132 kV, s permite el cruce de las rutas con postes de suspensión, por ello la tensión mecánic resulta coincidente con la del resto de la línea.

5.4.4.- Zona de cruce de ferrocarril:

Deberá contemplarse seguridad aumentada en un 100 %, por ello se establece e nuestro país mediante el Decreto 7594/72 que en todos los estados se adopte el 50 % d ,

la tensión máxima admisible todas las líneas de tensiones iguales ó menores de 132 kV: Estados I al V: 5,5 {kg/mm2} 6.- Definición de las distancias eléctricas en un poste: 6.1.- Cargas específicas por peso propio: 6.1.1.- Cable: La carga específica se determina según: gc = G (peso unitario) [kg/m] = [kg/m×mm²] S (Sección real) [mm²]

Ambas unidades son datos proporcionados por el fabricante, pudiéndose obtene del Anexo 1.

En zonas de baja temperatura (como puede ser la D), se admite la formación en cable, de un manguito de hielo de un espesor de 10 mm que lo rodea en todo s


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perímetro. En estos casos, se debe calcular el volumen de la corona de hielo y luego co la densidad volumétrica del hielo (0,95 kg/dm³), se puede determinar la carga adiciona

Sh = π × e × (dc + e) [mm²] Gh = Sh × δ h [kg/m] 10³

23

Gh = δ h × π × e × (dc + e) 10³ Entonces, la carga específica en el cable debida al hielo será: gh = Gh ( Sc = Sección real del cable) [kg/m×mm²] Sc 6.1.2.- Aislador:

Es dato del fabricante y en los cálculos, directamente se toma la carga real d

aislador ó de la cadena. En el Anexo IV se encuentran los datos de distintos tipos d aisladores. 6.1.3.- Poste:

En caso de ser de hormigón armado, se encuentran normalizados y la tabla d pesos correspondiente se encuentra en el Anexo VI. 6.1.4.- Ménsulas, crucetas y vínculos:

Se determina el volumen de la pieza y luego mediante su densidad ( =2200 kg/m³

obtenemos su peso. En el caso de las ménsulas, el punto de aplicación de la carga, de acuerdo a s forma constructiva, corresponde aproximadamente a 1/3 de su longitud. Se entiende po longitud de la ménsula a la correspondiente entre el eje del poste y del péndulo. 6.2.- Cargas específicas debidas al viento:


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La presión ejercida por el viento sobre una superficie plana, surge del Teorema d Bernoullí: pv = V² × δ aire = V² 2g 16

[ kg/m²]

Donde: δ aire = 1,29 kg/dm³ g = 9,81 m/seg² V = Vel. del viento [m/seg]

Por esto, la carga de viento sobre cualquier superficie, responde a la siguient expresión:

24

F = C × k × (V²/16) × S

Dónde: C: Coeficiente de presión dinámica, depende de la superficie del elemen (ver Tabla 6 VDE, Anexo VIII).

K: Factor que contempla la desigualdad de la velocidad del viento a lo larg del vano. Algunas empresas consideran distinto valor según la velocidad d viento:

TABLA DE FACTOR K PARA LA CARGA DE VIENTO V ‹ 110 Km/h

0,85

V › 110 Km/h

0,75 1,00

Sobre Cables Sobre postes y aisladores

Corresponde aclarar, que la Norma VDE 0210/85, para la presión del vien contempla un cuadro de valores con una gama de valores de la presión del viento, qu depende de la altura de la instalación respecto del terreno, y se muestra luego de la tab de coeficientes aerodinámicos. Normalmente no se tiene en cuenta esto en los cálculo corrientes. Es para considerarlo en instalaciones de tensiones superiores a 500 kV.


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6.2.1.- Carga sobre cables: En un cable, la superficie es: S = a × dc Donde: a: Longitud del vano [m] dc: diámetro del cable [m] Por esto, la carga resultará: F = C × k × (V²/16) × a × dc

[kg]

En consecuencia, la carga específica será: gv = F = C × k × (V²/16) × a × dc [kg/mm²] Sc Sc

25

Donde: Sc: Sección nominal del cable (Anexo 1). Endel caso de el existir de hielo D), se contemplar sumado diámetro cable, valormanguito 2 × e (donde e es(Zona el espesor deldebe manguito). Por esto, la carga resultará: F = C × k × (V²/16) × a × dc

[kg]

TABLA DE COEFICIENTES AERODINAMICOS (C) (VDE – 0210 / 85)


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Caras planas de reticulados formados por perfiles Postes reticulados cuadrados y rectangulares formados por perfiles Caras planas de reticulados formados por tubos Postes reticulados cuadrados y rectangulares formados por tubos Postes de tubos de acero, de Hormigón Armado y de madera, de

1,6 2,8 1,2 2,1

sección circular Postes de tubos de acero, de Hormigón Armado y de madera, de sección cuadrada y rectangular Postes de tubos de acero, de Hormigón Armado y de madera, de sección hexagonal y octogonal Postes dobles y tipo “A” de tubos de acero, de Hormigón Armado y de madera, de sección circular:

0,7 1,4 1,0

a) En el plano del poste: Parte del poste expuesta al viento

0,7

Parte del poste a resguardo del otro respecto del viento 0 0,35 0,70

Para a < 2 dm Para 2 dm ≤ a ≤ 6 dm Para a > 6 dm b) Perpendicular al plano del poste Para a < 2 dm

0,80

Conductores hasta diámetro 12,5 mm Conductores de diámetro entre 12,5 mm y 15,8 mm

1,2 1,1

Conductores de diámetro mayor de 15,8 mm

1,0

Conductores de sección no circular

1,3

Dispositivos de radar y balizas de señalización aérea con diámetros de 300 mm a 1000 mm

0,4

a: Distancia separación dm: Diámetrodedel poste a laentre alturalos delpostes terreno natural

En consecuencia, la carga específica será: gv = F = C × k × (V²/16) × a × dc [kg/mm²]


25

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Sc

Sc

Donde: Sc: Sección nominal del cable (Anexo 1). Endel caso de el existir de hielo D), se contemplar sumado diámetro cable, valormanguito 2 × e (donde e es(Zona el espesor deldebe manguito).

TABLA DE PRESION DINAMICA EN FUNCION DE LA ALTURA Altura de la línea aérea sobre el terreno (m) Hasta 20 metros De 0 a 200 metros

Altura del Presión dinámica (q) en ( kN / m²) elemento constructivo sobre Estructuras,traveel terreno ( m ) saños, aisladores Conductores Hasta mm De 15 15 a 20

0,55 0,70

0,44 0,53

De 0 a 40 m De 40 a 100 m De 100 a 150 m De 150 a 200 m

0,70 0,90 1,15 1,25

0,53 0,68 0,86 0,95

6.2.2.- Carga sobre aisladores:

Debido a que los aisladores presentan una superficie muy irregular, se adopta co la forma de un triángulo de base igual a su diámetro y la altura igual al paso (estos dato surgen del Anexo IV). En los aisladores comunes para líneas aéreas tradicionales y pa velocidad del viento de 130 Km/h, la fuerza del viento sobre cada unidad representa un carga equivalente de aproximadamente 1,4 kg, tomando C y k iguales a 1. 6.2.3.- Carga sobre postes:

Para determinar la carga del viento sobre los postes, corresponde utilizar lo coeficientes según el tipo de que se trate, debiéndose utilizar la superficie equivalente. E

el caso de los Troncocónicos ó sus equivalentes tubos deenacero (decad dodecagonales), la expresión de quehormigón nos da la carga del vientoenaplicada el punto centro de gravedad es la siguiente: Fvp = C × k × (V²/16) × (1/6) × hp × (2 do + db) [kg]

26

Donde:


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hp: Altura libre del poste [m] do: Diámetro en la cima del poste [m] db: Diámetro en la base del poste [m]

En el caso de estructuras dobles o triples, según se considere el ángulo de ataqu

del viento, aerodinámico la carga se determinará utilizando para ello, el valor que corresponda d coeficiente según se indica en la tabla. 6.2.3.- Carga sobre Ménsulas y vínculos:

Aplicando la expresión consiste solamente en determinar la superficie que s encontrará expuesta el viento. En el Anexo VI se muestran esquemas de estos elemento a los efectos de la determinación de la superficie. 6.3.- Angulo de meneo ó declinación del cable: Tg ϕ = Gc Fvc

⇒ ϕ

= arc Tg Fvc [kg/m] Gc [kg/m]

6.4.- Distancia entre cables en el medio del vano:

Cualquiera sea la disposición de los cables en el poste, la distancia mínima qu deben guardar entre ellos en el medio del vano, por resultar el lugar donde má acercamiento pueden tener, se determina mediante la siguiente expresión: dc = k × (fmáx + lc)½ + Un 150

[m]

27

Donde: fmáx: Flecha máxima del cable [m] lc: Longitud de la cadena de aisladores (tomada desde la sujeción en el péndulo hasta el eje del cable en la morsa de suspensión) [m] Un: Tensión nominaI [kV] K: Coeficiente qué depende de la disposición de los cables y del ángulo de inclinación de ellos con el viento ó meneo (Tabla 17 VDE ).

Angulo de Angulo el entre los cables en Sección Ejemplos cables inclinación poste en de (mm²) del cable 0º a 30º 30º a 80º 80º a 90º (Al / Ac) ( Al Al) (Cu) Ø (grados) 0,95 0,75 0,70 35/6, 50/8, 35, 50, 70, ≥ 65,1 75/12 95, 120 y 150 55,1 a 65,0 0,85 0,70 0,65 95/15,120/ > 150 25, 35


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40,1 a 55,0

0,75

0,65

0,62

≤ 40,0

0,70

0,62

0,60

20, 150/25 > 150 / 25 < 300 / 50 De mayor Sección

< 400 > 400 < 1000 1000

50, 70 95 > 120

Para ilustrar los casos de los ángulos de ubicación de los cables, tenemos la siguientes figuras, donde el cable 1 indica una de las fases y el 2 la ubicación de uno d los otros cables respecto del 1, para dar un ejemplo, el caso de coplanar vertical el ángu es 0, mientras que en coplanar horizontal es 90º, luego tenemos todos los caso intermedios:

Angulos de 80º a 90º



6.5.- Distancia mínima de partes con tensión a tierra:

La distancia mínima a tierra del cable en reposo más comprometido, debe result mayor ó igual a: dt = 0,1 + Un 150

[m]

28

En la Norma VDE 0210/85, al término Un/150 se lo denomina SAM [m], tabulad para tensiones típicas del país de origen (Tabla 16 - pág. 72).

El valor de Un se toma en kv. En los casos de disposición coplanar vertical el cab debe cumplir como mínimo con esta distancia, tomada desde el extremo de la morsa d suspensión hasta las puntas del péndulo de la ménsula inmediata inferior.

Calculado dt con la expresión 28, se puede determinar la separación ent ménsulas de la siguiente manera:


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dm = lp + lc + dt + 0,05

29

Donde:

0,05: Contempla la distancia entre el eje del cable en la morsa de suspensió y el extremo.

Se comparan dm con dc y se adopta el mayor valor de ambos para la separació entre las ménsulas, con lo que se garantiza el cumplimiento de la separación de los cable en el medio del vano.

dt: Distancia mínima del cable a masa para la cadena en reposo 6.6.- Determinación de la longitud de la ménsula (lm): 6.6.1.- Inclinación del conjunto cable – cadena por acción del viento:

Se considera la acción del viento máximo que se puede esperar en la zon considerada, aplicada sobre cable y cadena de aisladores. La cadena presenta u deslizamiento en el péndulo sin trabas. El ángulo que se forma por el conjunto, respond a la siguiente expresión:

Φ = arc Tg Fvc + Fva/2 Gc + Ga/2


30

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Donde: Fvo: Fva: Go: Ga:

Fuerza del viento sobre el cable [kg] Idem sobre la cadena de aisladores [kg] Peso del cable en los semivanos adyacentes al poste [kg] Peso de la cadena de aisladores [kg]

6.6.2.- Distancias eléctricas a masa con cadena decIinada:

Este aspecto, depende de la empresa energética de que se trate. En referencia ESEBA (Pcia. de Bs. As.), el criterio sustentado por ella, es el cumplimiento de la distancias mínimas que a continuación se detallan:

a) Distancia mínima a masa: Se considera desde el punto extremo má comprometido de la morsa de suspensión, hasta el poste ó la ménsula. Su valor surge d la siguiente expresión (denominada SAM según la Norma VDE): dt1 = Un 150 Donde:

[m]

31

Un: [kV]

b) Distancia mínima a masa desde el borde del aislador: Se exige el cumplimient de la distancia determinada con la expresión 31, desde el borde del aislador sometido potencial hasta el punto más comprometido de la ménsula ó cruceta (según disposición). En caso de que no se verifique el cumplimiento de esta distancia mínim corresponde colocar un péndulo de mayor longitud (lp).


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Si nos basamos en las Especificaciones Técnicas de la Ex empresa Agua y Energ Eléctrica (AyEE), adopta en la definición de este valor otro criterio, en la cual la distanc mínima depende del número de aisladores que compone la cadena y lo clasifica de siguiente manera:

c) Viento hasta 70 Km/h: Se entiende que hasta dicha velocidad del viento, producirse una descarga de rayo se mantiene la ionización del aire y el desplazamiento d este debido al mismo incrementa la posibilidad de que caiga sobre el cable de energí aún existiendo cable de protección. La distancia en este caso responde a lo siguiente: dt1 = 0,14 × Nº aisl

[m]

d) Vientos de mayor velocidad: Se considera que para Vientos de mayor velocida que 70 km/h, desaparece la ionización, por lo cual se adopta: dt1 = 0,096 × Nº aisl

[m]

6.6.3.- Longitud de la Ménsula:

Como se dijo, la longitud de la ménsula se considera desde el eje del poste has el eje de ubicación del péndulo y responde a la siguiente expresión: lm = lc × Sen φ + dt1 + dmp + 0.02 [m] 2 Donde: lo: longitud de la cadena de aisladores [m] φ : Angulo de inclinación de la cadena con viento máximo. dt1: Distancia mínima a masa con la cadena inclinada [m]. dmp: Diámetro medio del poste en la altura de declinación de la cadena [m]

En el cálculo de la longitud de la ménsula, hay que contemplar en el caso de declinación máxima de la cadena, dependiendo del tipo de disposición de los cable adoptada, si la distancia dt1 coincide con el borde de la ménsula inmediata inferior. Si est sucede, hay que sumar a la longitud de la ménsula, el espesor de dicho borde, el cua

oscila entre 0,07 y 0,12elm,diámetro según elmedio fabricante de postes. que verificar, si en el cas de la ménsula inferior, del poste (dmp) Hay es mayor que el existente a altura de la ménsula intermedia sumado el espesor mencionado, en este caso hay qu tomar el mayor de ambos para la determinación de la longitud de la ménsula. 7.- Métodos para la ubicación del cable de protección:


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No se puede garantizar que una ubicación determinada del cable de protecció asegure plenamente la imposibilidad de descarga de un rayo sobre el cable de energí máxime atendiendo la calidad de aleatoriedad que presenta la naturaleza de formación d la descarga desde el comienzo de la ignición del aire hasta la determinación de si descarga resulta ascendente ó descendente.

La función fundamental entonces del cable de protección, es precisamente capt las posibles descargas para que no continúe su viaje hacia el cable de energía. Ocurrid esto, drenará la energía que transporta el rayo en dos ó más caminos, donde se irá descargando a tierra en cada uno de los postes. En estos, se encuentra conectado

través de cable bloquetes soldados a la armadura del(Anexo poste,VII). y desde es mediante hasta adecuadamente la jabalina enterrada a profundidad adecuada

El principio considerado para el estudio de la descarga, es la adopción del últim escalón de la descarga ubicado a una altura H, eligiendo para caer el punto conectado tierra más cercano. Sobre el tema se brinda un detalle más extenso en el Anexo X.

Para nuestro cálculo, adoptaremos la determinación basándonos en el método d Langrehr y que consiste en tomar como punto de ubicación del mencionado escalón en punto H = 2h, donde h es la altura del cable de protección en el poste.

Deprotección, esta forma,mientras si el último seO´ encuentra el punto el rayo cae sobre cable de que escalón si está en cae en laentierra. HayO,que comprender qu esto responde a una ley probabilística y además, no siempre los rayos se comportan de misma manera. La expresión para la determinación de la altura del cable de protecció es la siguiente:


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hcp = 1 { 2 × hcs + (3)½ × (lm − lmcp) + [hcs² + 4 × (3)½ × (lm − lmcp) × hcs]½} 3

Donde : hcs: Altura del cable superior [m] hcp: Altura del cable de protección [m] lm: Longitud de la ménsula [m] lmcp: Longitud de la ménsula del cable de protección (cuando no se coloc

este valor es igual a 0) Con esta expresión se determina la carpa de protección en el poste, según s indica en el esquema de la figura. 8.- Definición de la altura del Poste:

A efectos de visualizar la metodología, analizaremos un poste con configuració triangular simétrico (típico en la Pcia. de Bs. As.) en las líneas de 132 kv. Supongamo que inicialmente el poste tiene un cable de protección en el eje del poste.

Para comenzar, con las características dese losimplantará materiales la a utilizar en la línea, cab de energía, cable de protección, zona donde línea, tensión nomina longitud del vano, etc., operaremos de la forma en que se indica a continuación: a) En función de la zona, tenemos definido el valor de hl [m] b) Del cálculo mecánico de los cables, obtenemos la flecha máxima fmáx [m]


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c) Con los datos de aisladores a utilizar y elementos de morsetería, obtenemos longitud de la cadena de aisladores lc [m]

d) Verificadas las distancias dt1 a masa, se determina la longitud del péndulo lp [m Con los datos mencionados, tenemos la altura de la ménsula inferior: hmi = hl + fmáx + lc + lp

[m]

e) Con el valor de la distancia entre cables en el medio del vano (dc) y la separació entre ménsulas del mismo lado (dm), tomando el mayor de los dos, se lo sumamo a hmi y obtenemos la altura de la ménsula superior: hms = hmi + dm ó dc [m]

f) Obtenemos el valor de la altura del cable superior, a efectos de calcular la altura d cable de protección (en caso de existir): hcs = hms − lp − lc g) La altura de la ménsula intermedia se obtiene como: hmm = hms + hmi 2

[m]

De esta forma también tenemos definida la altura del cable de la fase del med según: hcm = hcs − (hl2 + fmáx) [m] ó hcm = hmm − lp − lo

[m]

h) De esta forma, con las alturas del cable superior y medio, aplicamos Langhrer pa determinar la altura del cable de protección hcp [m], considerando inicialmente situad sobre la cima del poste. Seguidamente, comenzamos ensayando una ménsula d 0,50 m y verificamos el cumplimiento de la protección en lo cables medio y superio En caso de tener cualquier otra disposición, se debe verificar generalmente con cable superior. Si nos da margen para seguir aumentando la longitud de la ménsul

ensayamos aumentando a razónade hasta llegar a un valor de equilibrio que se protejan adecuadamente los0,05 dos m, cables mencionados. En esta condición es obtiene el poste de menor altura con la menor longitud de ménsula para el cable d protección. i)

Determinado el valor hcp (según el punto anterior), hay que aclarar que la morsa d suspensión con su soporte, tanto en el caso de colocación en la cima del poste com en la ménsula, tiene una longitud de 0,10 m. Para considerar el empotramiento d


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poste en la fundación, se adopta el 10 % de la longitud total (salvo raras excepciones Con estas consideraciones, obtenemos la longitud total del poste de la siguien manera: H = (hp + he) = (hcp − 0,10)

[m]

0,9 En este tema corresponde aclarar que los postes normalizados se fabrican e escalones de 0,50 m, según se ve en las tablas del Anexo VI. De los cálculos de hcp, realizar las verificaciones, puede ocurrir que nos dé un resultado ligeramente superior escalón (por ejemplo 15,05 ó 15,55), con lo que la altura hcp quedaría de mayor val que el necesario para lograr la protección. En estos casos resulta conveniente, sumar la altura de los cables de energía esa diferencia, a efectos de que nos quede margen pa cuando se realice la distribución de postes en la planialtimetría, esto nos permitirá e algunas situaciones, sortear accidentes del terreno ó cruce de instalaciones sin necesida de tener que apelar a postes de mayor altura.

El resumen de todas las distancias determinantes en la altura total de un poste, s puede observar en la figura de la página siguiente.

VII.- CALCULO MECANICO DE LOS POSTES: 1.- Consideraciones generales:

El objeto del cálculo mecánico de los postes es llegar a determinar el ti equivalente en la cima, debido a la acción de las fuerzas a que va a estar sometido, e función de las condiciones que deberá cumplir.

Nos basamos para esto, en las Hipótesis de carga establecidas en la Norma VD 0210/85, con ligeros cambios en función de los estados de carga que hemos adoptado e nuestro estudio.

Para cada elemento constructivo se debe elegir la hipótesis de carga que provoqu las solicitaciones máximas. En cada una de las hipótesis de carga, tanto las normale como las excepcionales, las cargas se consideran actuando simultáneamente. RESUMEN DE DISTANCIAS EN EL POSTE


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Se deberán considerar en los cálculos de todos los tipos de postes todas las carga actuantes, aún cuando temporariamente sean utilizados en forma parcial.

En caso de que la función de un poste no este considerada específicamente debiere conformarse el conjunto de hipótesis de carga, que mejor interpreten s

utilización. El dimensionamiento mecánico de los accesorios (ménsulas, crucetas y vínculos) efectúa el fabricante en función de las condiciones de carga que especifica el solicitante que surgen de realizar los cálculos en función de las hipótesis de carga que se describe en el presente punto.

En los casos de retenciones, terminales, etc., donde se utilicen estructura conformadas con dos o tres postes, la forma de disposición resulta de guardar un distancia entre ellos en la cima de 0,30 m, mientras que ella va en aumento hacia la bas a razón de 4 cm por metro de longitud. En este tipo de estructuras, para lograr una mejo

respuestadeaacuerdo las cargas, los postes encuentran mediante colocan a la distancia queseexiste desde launidos ménsula inferiorvínculos, al suelo,que donds éstas también hacen de vínculos superiores, dado que se encuentran enhebradas en lo postes y fijadas a ellos. Las distancias que deben existir entre los vínculos y el orden e que se colocan, desde abajo hacia arriba, en función de la altura de la ménsula superior e el siguiente: A) hmi < 10 m

(n = 2) (0,3 x hmi, 0,335 x hmi y 0,365 x hmi)

B) 10 < hmi < 12 m (n = 3) (0,22 x hmi, 0,24 x hmi, 0,22 x hmi y 0,28 x hmi) C) 12< hmi < 15 m (n = 4) (0,17 x hmi, 0,185 x hmi, 0,2 x hmi, 0,215 hmi y 0,23 x hmi) hmi: Altura de la ménsula inferior. En caso de altura mayor de las especificadas, se debe consultar al fabricante.

La carga resistente de las estructuras en los casos de dobles o triples, s contempla de la siguiente manera: Fc = Fl + Ft 8 2

(1)

ó

Fc = Fl + Ft 2 8

(2)

Se debe utilizar una u otra, en caso de estructuras de dos poste dependiendo de la forma en que se colocan los postes respecto de la bisectriz del ángul Con la expresión (1), trabajaremos cuando los dos postes se colocan en el sentido de línea y con la (2) en caso de colocarlos en forma transversal


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Se puede utilizar otra forma de cálculo, dependiendo de la empresa de energía qu se trate, que también responde a las condiciones de trabajo de la estructura. Est generalmente viene especificado en el pliego licitatorio. La expresión es la siguiente: Fc = { (Fl/8)² + (Ft/2)²}½

En el caso de estructuras conformadas con tres postes, para su disposición, alg que hay que tener muy en cuenta, es que el comportamiento del hormigón es much mejor a la compresión que a la tracción, por ello siempre hay que ubicarlos de manera qu queden dos cargados a la tracción y uno a la compresión. Fc = 1 {(Fl)² + (Ft)²}½ 9

Debe quedar bien en claro que el valor obtenido de Fc es el tiro en la cima qu

debe cumplir uno deforma: los postes que conforman la estructura. Las estructuras s especifican decada la siguiente a) Altura del poste/Tiro en la cima/Coeficiente de Seguridad suspensión)

(Para postes d

Ejemplo: 21,00 m / 1200 kg / 3

b) 2 x Altura del poste/Tiro en la cima/Coeficiente de Seguridad (Para estructura dobles)

Ejemplo: 2 x 21,00 m / 1200 kg / 3 c) 3 x Altura del poste/Tiro en la cima/Coeficiente de Seguridad (Para estructura dobles) Ejemplo: 3 x 21,00 m / 1200 kg / 3

Para determinar los valores de las Cargas en la cima tanto de los postes d suspensión como los valores de Fl y Ft en las expresiones precedentes, nos valemos d las Hipótesis de carga dadas por la norma VDE 0210 / 85, que a continuación s describen y posteriormente se detallará la forma de interpretarlas.

Aplicadas todas las hipótesis y determinado el tiro en la cima, se debe verificar cumplimiento de los coeficientes de seguridad que se han establecido para la fabricació de los postes, según se establece en el punto III.- 6.1. 2.- Cargas de viento oblicuo:

Se debe tomar la dirección del viento con un ángulo de ataque de 45º respecto d la cara del poste, para el caso de postes de sección cuadrada o rectangular, o respec


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del eje de los travesaños para las restantes formas. Las cargas de viento se puede reemplazar por sus componentes normales a las caras de las superficies sobre las qu actúa. Dichas componentes se calculan como el producto de la presión dinámica, coeficiente aerodinámico incrementado en un 10 % y la superficie de ataque del vient multiplicada por el coseno del ángulo comprendido entre la dirección del viento y

perpendicular a la superficie considerada. Simultáneamente se debedel tomar el 80 % de carga del viento máximo (Estado II) sobre los cables en la dirección eje del travesaño

3.- Viento sobre los cables con hielo:

En caso de existir hielo, se deberá considerar la incidencia de la carga de vient sobre los cables con hielo para todos los tipos de postes.

4.- Hipótesis excepcional FE.2: Esta hipótesis será de aplicación sólo en el caso de que existan cargas adicionale por manguito de hielo. 5.- Hipótesis de carga para estructuras de fundación única: 5-1.- Tipo de poste: SUSPENSION

A) HIPOTESIS NORMALES:



FN. 1 Cargas permanentes.



Cargas adicionales (Si existen).



Carga del viento (Estado II) en dirección del eje de los travesaños (ménsulas y/ crucetas) sobre el poste y los accesorios.

FN. 2  

Cargas permanentes. Carga del viento (Estado II) en dirección del eje de los travesaños (ménsulas y/ crucetas) sobre el poste, los accesorios y los cables.

FN. 3 

Cargas permanentes.


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

Carga del viento (Estado II) perpendicular al eje de los travesaños (ménsulas y/ crucetas) sobre el poste y los accesorios.

FN. 4 

Cargas permanentes.



Carga del viento (Estado II) oblicuo (según punto 2), sobre el poste, los accesorios los cables.

FN. 5 

Cargas permanentes.



Cargas adicionales (si existen).



Carga del viento (Estado III) en la dirección del eje de los travesaños (ménsula y cruceta) sobre el poste, los accesorios y los cables.

B) HIPOTESIS EXCEPCIONALES: Β

FE. 1



Cargas permanentes.



Cargas adicionales (SÍ existen).



El 50% del tiro máximo de un cable de transporte de energía (aquel que provoque solicitación más desfavorable) o 65% del tiro máximo del cable de protección, po reducción unilateral del tiro del cable respectivo en el vano adyacente.

FE.2 

Cargas permanentes.



Cargas adicionales.



El 20% de los tiros (Estado III) unilaterales de todos los cables de transporte d energía más el 40% del tiro (Estado III) unilateral del cable de protección, considerand que existe carga desigual del hielo en los vanos contiguos.


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5.2.- Tipo de poste: ANGULAR Y SUSPENSION ANGULAR

A) HIPOTESIS NORMALES: FN. 1 

Cargas permanentes.









Resultante de los tiros máximos de todos los cables.

FN. 2 

Cargas permanentes.



Carga del viento (Estado II) en dirección del eje de los travesaños (ménsulas y/ crucetas) sobre el poste, los accesorios y la proyección de los cables de los semivano adyacentes.



Resultante de los tiros máximos de todos los cables para el Estado II.

FN. 3 

Cargas permanentes.



Carga del viento (Estado II) perpendicular al eje de los travesaños (ménsulas y/ crucetas) sobre el poste, los accesorios y la proyección de los cables de los semivano adyacentes.




FN. 4 

Cargas permanentes.



Carga del viento (Estado II) oblicuo (según punto 2), sobre el poste, los accesorios los cables.


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


FN. 5 

Cargas permanentes.






Carga del viento (Estado III) en la dirección del eje de los travesaños (ménsula y cruceta) sobre el poste, los accesorios y la proyección de los cables de ambo semivanos adyacentes.



Tiros de todos los cables para el Estado III.

B) HIPOTESIS EXCEPCIONALES B1) Poste de suspensión angular FE. 1 

Cargas permanentes.






La resultante del tiro máximo de un cable de transporte de energía reducid unilateralmente un 50 % (aquel que provoque la solicitación más desfavorable) o resultante del tiro máximo del cable de protección, reducido unilateralmente un 65 %.



La resultante de los tiros máximos de los demás cables.

FE.2 

Cargas permanentes.



Cargas adicionales.



El 20% de los tiros (Estado III) unilaterales de todos los cables de transporte d energía más el 40% del tiro (Estado III) unilateral del cable de protección, considerand que existe carga desigual del hielo en los vanos contiguos.

B2) Postes angulares FE. 1 

Cargas permanentes.


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




El 100 % del tiro máximo de un cable de transporte de energía (aquel que provoque solicitación más desfavorable) o el 100 % del tiro máximo del cable de protección, po reducción unilateral del tiro del cable considerado en el vano adyacente.



La resultante de los tiros máximos de los demás cables. FE.2



Cargas permanentes.



Cargas adicionales.



La resultante de los tiros (Estado III) de todos los cables con el tiro reducid unilateralmente un 40 % (60 % del tiro máximo para un semivano), considerando qu existe carga desigual de hielo en los vanos contiguos. 5.3.- Tipo de poste: RETENCION ANGULAR (desde 0 a 90º)

A) HIPOTESIS NORMALES FN. 1 

Cargas permanentes.









Resultante de los tiros máximos de todos los cables.

FN. 2 

Cargas permanentes.



Carga del viento (Estado II) en dirección del eje de los travesaños (ménsulas y/ crucetas) sobre el poste, los accesorios y la proyección de los cables de los semivano adyacentes.




FN. 3 

Cargas permanentes.


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




Carga del viento (Estado II) perpendicular al eje de los travesaños (ménsulas y/ crucetas) sobre el poste, los accesorios y la proyección de los cables del semivan tendido.



Dos tercios de los tiros unilaterales máximos de todos los cables.

FN. 4 

Cargas permanentes.



Carga del viento (Estado II) oblicuo (según punto 2), sobre el poste, los accesorios y proyección de todos los cables.




FN. 5 

Cargas permanentes.






Carga del viento (Estado III) en la dirección del eje de los travesaños (ménsula y cruceta) sobre el poste, los accesorios y la proyección de los cables de ambo semivanos adyacentes.



Tiro de todos los cables para el Estado III.

B) HIPOTESIS EXCEPCIONALES FE. 1 

Cargas permanentes.






El 100 % del tiro máximo de un cable de transporte de energía (aquel que provoque solicitación más desfavorable) o 100 % del tiro máximo del cable de protección, p reducción unilateral del tiro del cable en el vano adyacente



La resultante de los tiros máximos de los demás cables.

FE.2


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

Cargas permanentes.



Cargas adicionales.



La resultante de los tiros (Estado III) de todos los cables con el tiro reducid

unilateralmente un 40 %, considerando que existe carga desigual del hielo en los vano contiguos. 5.4.- Tipo de poste: TERMINALES

A) HIPOTESIS NORMALES FN. 1 

Cargas permanentes.






Carga del viento (Estado II) en dirección del eje de los travesaños (ménsulas y/ crucetas) sobre el poste, los accesorios y los cables.



Tiros máximos unilaterales de todos los cables.

FN.2 

Para mantener coherencia con el ordenamiento establecido, las consideraciones d esta hipótesis no tiene su correlativa para los postes terminales.

FN. 3 

Cargas permanentes.






Carga del viento (Estado II) perpendicular al eje de los travesaños (ménsulas y/ crucetas) sobre el poste, los accesorios y la proyección de los cables.



Tiros unilaterales de todos los cables para el Estado II.

FN. 4 

Cargas permanentes.



Carga del viento (Estado II) oblicuo (según punto 2), sobre el poste, los accesorios y proyección de todos los cables.


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

Tiros unilaterales de todos los cables para el Estado II.

FN. 5 

Cargas permanentes.






Carga del viento (Estado III) en la dirección del eje de los travesaños (ménsula y cruceta) sobre el poste, los accesorios y la proyección de los cables.



Tiros unilaterales de todos los cables para el Estado III.

B) HIPOTESIS EXCEPCIONALES FE. 1 

Cargas permanentes.






El 100 % del tiro máximo unilateral de todos los cables menos uno, aquel que anularse provoque la solicitación más desfavorable.

FE.2 

Cargas permanentes.



Cargas adicionales.



La resultante de los tiros (Estado III) de todos los cables con el tiro reducid unilateralmente un 40 %, considerando que existe carga desigual del hielo en los vano contiguos (se aplica en los casos de terminales que cumplen la función de acometida que tiene conexión con otras estructuras, además de cumplir la función de terminal).

5.5.-Tipo de poste: SOPORTE DE APARATO DE ESTACION TRANSFORMA DORA

A) HIPOTESIS NORMALES FN.1 

Cargas permanentes.


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

Carga del viento (Estado II) en la dirección que produzca el esfuerzo más desfavorabl sobre el soporte, los elementos de cabecera, las conexiones con los cables de la barras y sobre los aparatos.



Cargas de montaje (300 daN). Cargas derivadas del montaje, como son las producidas por izado de los aparato apoyo de elementos, etc.



6.- Hipótesis de carga para los travesaños y soporte (o travesaño) del cable d protección, para estructuras aporticadas: 6.1.- Generalidades:

Todos los travesaños de los postes se deben calcular para el caso de un

disminución de un Además cable, a causa de la cual aparecerá en travesaño eninvoluntaria la direccióndel deltiro mismo. todos los travesaños debenuna ser carga verificado para la carga de montaje.

En cada una de las hipótesis de carga, tanto las normales como las excepcionale las cargas se consideran actuando simultáneamente.

El tiro unilateral se debe tomar de manera que produzca la solicitación ma desfavorable en cualquier elemento constructivo. 6.2.- Tipo de poste: SUSPENSION

A) HIPOTESIS NORMALES TN. 1 

Cargas permanentes.






Carga del viento (Estado III) en dirección del eje del travesaño sobre el travesaño, lo accesorios y los cables.

TN. 2 

Cargas permanentes.


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

Carga del viento (Estado II) en dirección del eje del travesaño, sobre el travesaño, lo accesorios y los cables.

TN. 3 

Cargas permanentes.






Carga del viento (Estado II) perpendicular al eje del travesaño sobre el travesaño y lo accesorios.

B) HIPOTESIS EXCEPCIONALES TE.1 

Cargas permanentes.






Para travesaños de soporte de los cables de transporte de energía, el 50% del tir máximo de un cable (aquel que provoque la solicitación más desfavorable).



Para el travesaño del cable de protección, el 65 % del tiro máximo.

TE.2 

Cargas permanentes.



Cargas de montaje.



Para travesaños de soporte de los cables de transporte de energía, el 50% del tir máximo de un cable (aquel que provoque la solicitación más desfavorable).



Para el travesaño del cable de protección, el 65 % del tiro máximo.


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6.3.- Tipo de poste: SUSPENSION ANGULAR Y ANGULAR Χ

A) HIPOTESIS NORMALES TN. 1



Cargas permanentes.






Carga del viento (Estado III) en dirección del eje del travesaño sobre el travesaño, lo accesorios y la proyección de los cables de los semivanos adyacentes.




TN. 2 

Cargas permanentes.



Carga del viento (Estado II) en dirección del eje del travesaño, sobre el travesaño, lo accesorios y la proyección de los cables de los semivanos adyacentes.



Tiro de todos los cables para el Estado II.

TN. 3 

Cargas permanentes.






Carga del viento (Estado II) perpendicular al eje del travesaño sobre el travesaño, lo accesorios y la proyección de los cables.



Tiros de todos los cables para el Estado II.

B) HIPOTESIS EXCEPCIONALES B1) Poste de suspensión angular TE.1 

Cargas permanentes.





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

Para travesaños de soporte de los cables de transporte de energía, la resultante de tiro máximo de un cable reducido unilateralmente el 50 % más la resultante de los tiro de los demás cables.



Para el travesaño del cable de protección, la resultante del tiro máximo reducid unilateralmente el 65 %. TE.2



Cargas permanentes.



Cargas de montaje.



Para travesaños de soporte de los cables de transporte de energía, la resultante de tiro máximo de un cable reducido unilateralmente el 50% más la resultante de los tiro de los otros cables.



Para el travesaño del cable de protección, la resultante del tiro máximo reducid unilateralmente el 65 %.

B2) Poste angular TE.1 

Cargas permanentes.






Para travesaños de soporte de los cables de transporte de energía, el 100 % del tir unilateral de un cable (aquel que provoque la solicitación más desfavorable) más resultante de los tiros de los demás cables.



Para el travesaño o soporte del cable de protección, el 100 % del tiro máximo.

TE.2 

Cargas permanentes.



Cargas de montaje. Para travesaños de soporte de los cables de transporte de energía, el 100 % del tir unilateral de un cable (aquel que provoque la solicitación más desfavorable) más resultante de los tiros de los demás cables.





Para el travesaño o soporte del cable de protección, el 100 % del tiro máximo. 6.4.- Tipo de poste: RETENCION Y RETENCION ANGULAR


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A) HIPOTESIS NORMALES TN.1  

Cargas permanentes. Cargas adicionales (Si existen).



Carga del viento (Estado III) en dirección del eje del travesaño sobre el travesaño, lo accesorios y la proyección de los cables de los semivanos adyacentes.







TN. 2 

Cargas permanentes.



Carga del viento (Estado II) en dirección del eje del travesaño, sobre el travesaño, lo accesorios y la proyección de los cables de los semivanos adyacentes.



Tiro de todos los cables para el Estado II.




TN. 3 

Cargas permanentes.






Carga del viento (Estado II) en dirección del eje del travesaño sobre el travesaño, lo accesorios y la proyección de los cables.





Tiro de máximo unilateral de un cable de undesemivano en la más desfavorable 2/3 los tiros máximos unilaterales los cables delposición otro semivano del mism travesaño. Para el travesaño o soporte del cable de protección, el 100 % del tiro máximo.

B) HIPOTESIS EXCEPCIONALES


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TE.1 No existe la hipótesis correlativa a estas condiciones de carga.



TE.2 Cargas permanentes.



Cargas de montaje.



Para travesaños de soporte de los cables de transporte de energía, la resultante de tiro máximo unilateral de un cable (aquel que produzca la solicitación má desfavorable) más 2/3 de los tiros máximos de los otros cables.



Para el travesaño o soporte del cable de protección, el 100 % del tiro máximo. 6.5.- Tipo de poste: TERMINALES

A) HIPOTESIS NORMALES TN. 1 

Cargas permanentes.






Carga del viento (Estado III) en dirección del eje del travesaño sobre el travesaño, lo accesorios y los cables.



Tiro de los cables para el Estado III.




TN.2 No existe la hipótesis correlativa a estas condiciones de carga.

TN. 3 

Cargas permanentes.





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

Carga del viento (Estado II) perpendicular al eje del travesaño sobre el travesaño, lo accesorios y la proyección de los cables.



Tiros máximos unilaterales de todos los cables para el estado II (coincidentes con carga de viento)




B) HIPOTESIS EXCEPCIONALES TE.1 

No existe la hipótesis correlativa a estas condiciones de carga.



Cargas de montaje.

TE.2 

Cargas permanentes.



Para travesaños de soporte de los cables de transporte de energía, la resultante de tiro máximo unilateral de todos los cables, con anulación de aquel que produzca solicitación más desfavorable.



Para el travesaño o soporte del cable de protección, el 100 % del tiro máximo. 7.- Comentarios sobre las hipótesis de carga:

Para realizar el cálculo de la carga mecánica en la cima de un poste y/o estructur (de suspensión, de retención o terminal), hay que plantear todas las hipótesis, normale en las cuales el coeficiente de seguridad para los postes puede ser 2,5 ó 3 según l empresa que ejecute la obra y extraordinarias en las cuales el coeficiente de seguridad e normalmente igual a 2. Corresponde aclarar que la construcción del poste se realiza par la hipótesis normal determinante con su correspondiente coeficiente de seguridad.

En todas las hipótesis normales hay que realizar los cálculos y adoptar la carga e la cima que resulte de mayor valor, debiendo realizar la verificación para las hipótes extraordinarias. La hipótesis extraordinaria es la que considera el corte de un cable, el qu produzca la solicitación más desfavorable. En caso de que en alguna de ellas no s verifique el cumplimiento del coeficiente de seguridad mayor o igual que 2, hay qu adoptar poste/s de mayor tiro en la cima y volver a calcular todas las hipótesis, inclusiv verificar las dimensiones de ménsulas y/o crucetas e inclusive la altura.

Se deben considerar todas las cargas, tal cual están expresadas, cuando se le “cargas permanentes”, quiere significar la consideración de los pesos de todos lo


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elementos componentes de la línea que se encuentran sobre el poste, los cuales a travé de su peso, en algunos casos producen desequilibrios que por medio de translación d momentos, referimos las cargas a la cima. Cuando dice “cargas adicionales”, se refiere a la consideración de cualquier ot

carga que aparecer y resulte importante como paraelser tenida en cuenta, como ejemplo la pueda carga del operario de montaje, algunos lugares asentamiento de aves, etc.po

La “carga del viento” resulta suficientemente clara en su definición y se indica e que estado climático se aplica dicha carga. Cuando se menciona la hipótesis de carga d viento oblicuo, se refiere exclusivamente a los casos de estructuras metálicas y estructuras de hormigón cuadradas, donde estas cargas de viento se verán incrementada en raiz de 2 (1,41) veces, dado que en los postes de sección circular la carga no varí según el ángulo de ataque del viento.

En el caso del poste de suspensión, en la hipótesis extraordinaria FE.1, el punt

que especifica 50 % de de energía, del se cable debe en a lala acción declinación de laelcadena porlauncarga lado ydel porcable el deslizamiento morsa d suspensión, que hace que no se supere tal valor. En el cable de protección es algo mayo porque precisamente no existe cadena de aisladores y los valores de ajuste de las tuerca de la morsa de suspensión son mayores. En la hipótesis extraordinaria FE.2, como s puede ver se refiere exclusivamente al estado III, en el cual se puede dar la existencia d nieve y por ello considera la posibilidad de desigualdad de acumulación en dos vano contiguos.

En los casos de postes de suspensión angulares, en las hipótesis normales aparecen en consideración las resultantes de los tiros, que son coincidentes con la

cargas de viento,eny el quetema. las distintas le colocan límitesse dediferencia ángulos enelfunción su experiencia En las empresas hipótesis extraordinarias, poste d suspensión angular del poste angular, ello se debe a que el primero es como indica s denominación “suspensión angular”, o lo que es lo mismo, que en ellos los cables está suspendidos mediante cadenas de aisladores de suspensión. En cambio, en el segund caso, hacen las veces de postes de retención pero actuando como monoposte.

En el tipo de poste de Retenciones angulares, abarca la totalidad de posibilidade de ángulos, desde 0º que sería el caso de las retenciones rectas, hasta 90º que sería ángulo equivalente mayor que se podría obtener en una traza en condiciones normales salvo que aparezca un caso donde la línea debiera volver en un sentido similar, lo cu representaría un caso excepcional que debe considerarse puntualmente. En los casos d retenciones angulares, se pueden colocar de distintas formas los postes como ya se vio e el punto correspondiente. Esto responde a cuestiones económicas y técnica dependiendo ello en general de la empresa que contrata la ejecución de una obra, e algunos casos no se admiten estructuras triples en líneas de 33 kV, en otros casos lo postes se deben ubicar en el sentido de la línea hasta cierto ángulo y según su bisectr para ángulos mayores, etc. Sobre esto en particular, el autor aconseja que se debe realizar todos los cálculos y determinar la composición que resulte técnica económicamente más apta.


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En cuanto a los cálculos, se aconseja al alumno y/o profesional que proyecte, manejo ordenado de todos los cálculos de las cargas, atendiendo fundamentalmente en caso de retenciones y terminales la separación de cargas en el sentido de la línea longitudinales y las correspondientes al ataque cruzado a la línea, las que se denomina

transversales. En esteretención mismo sentido, se recuerda en superior todos losy casos en quelos especifica un soporte y/o terminal con un que ángulo otro inferior, cálculos se deben realizar considerando para las componentes, el ángulo superior para lo Senos y el inferior para los Cosenos. Esto último se justifica admitiendo que la estructu calculada de esa manera pueda cumplir adecuadamente con las exigencias pa cualquiera de los ángulos abarcados entre el máximo y mínimo especificados.

En el caso de considerar la hipótesis extraordinaria, cuando se corta un conducto en cualquier tipo de poste, aparece una carga compuesta denominado esfuerz flexotorsor. Se denomina así, precisamente por estar compuesto de un momento flector d la cima del poste respecto del suelo y otro torsor debido al momento generado por la carg

sobre la ménsula y/o que cruceta respecto de suen propio eje. de En suspensión este caso en particular, ha que separar el efecto se puede producir un poste respecto del qu aparece en el caso de postes de suspensión angulares, postes angulares o de retenció en los cuales hay que tomar la descomposición de fuerzas para aplicar a la producción de momento torsor. Esto se debe a que una de las componentes actúa produciendo momen flector en dirección transversal y la de sentido longitudinal produce momento torsor.

Ambos momentos actuando en forma conjunta, producen un momento qu deducido de la teoría elástica de Rankine, se obtiene la siguiente expresión:

M = 12 { Mf + (Mf² + Mt²)½} Mf = Mf1 + Mf2 Donde: Mf1: Momento flector producido por la suma de las cargas multiplicadas por las alturas a las que están aplicadas. Mf2: Momento flector debido al desequilibrio de cargas, dado por la suma de pesos multiplicados por la distancia desde el eje del poste al punto donde están aplicados. Mt : Momento torsor debido a la carga de tiro de los cables por la distancia desde el eje del poste hasta el punto donde están aplicadas.

La hipótesis de tendido, denominada como la de los 2/3, se puede observar que s considera como una hipótesis normal, por lo que corresponde asignarle coeficiente d seguridad igual a 3 ó 2,5 según la empresa de energía. Si tenemos en cuenta que se trat


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de una condición de carga que se produce una sola vez en la vida útil de la línea, salv que demande el reemplazo de todo el conductor en algún momento, debería estudiarse posibilidad de incluirla como una condición extraordinaria, con lo cual su coeficiente d seguridad sería de 2, obteniéndose de esta forma estructuras de menor tiro en la cima dado que en general ésta es la hipótesis determinante.

En el caso de estructuras de dos postes, hay que tener en cuenta que el sentido d la velocidad del viento debe corresponder a aquel que provoque la solicitación má desfavorable, según la posición adoptada para los postes. Esto también dependerá d ángulo de la retención considerada. 8.- Resumen de las cargas actuantes en las hipótesis de carga: Fvp: Fva: Fvc:

Fuerza del viento sobre el poste. Fuerza del viento sobre los aisladores. Fuerza del viento sobre los cables de energía.

Fvcp: Fvm: Fvmcp: Fvv: Pa:

el ménsula cable de para protección. Fuerza del viento sobre la los cables de energía. Fuerza del viento sobre la ménsula para el cable de protección. Fuerza del viento sobre vínculos. Peso de la cadena de aisladores o del conjunto perno aislador en caso de ser de montaje rígido. Peso de los cables de energía, sumados ambos semivanos. Peso de los cables de protección, sumados ambos semivanos. Peso de las ménsulas que sostienen los cables de energía, hay que tener en cuenta que el punto de aplicación se encuentra a 1/3 desde el eje del poste, debido a su forma.

Pc: Pcp: Pmc:

Pmcp: punto Peso de la ménsula que sostiene el cable de protección, aplicado según el anterior. Tc: Tensión mecánica máxima del cable de energía [kg]. Tcp: Tensión mecánica máxima del cable de protección [kg].

En caso de tener postes y/o estructuras de cualquier disposición, forma y material, se deberán adoptar las cargas de acuerdo a la representación mas real de la condiciones de trabajo.

Al colocar la orden de compra a cualquier fábrica de postes de hormigón (simple o tipo pórtico), hay que especificar adecuadamente los postes. Para ello, hay qu

adjuntar plano a escala los detalles del cabezal y tipo de ménsulas y/o cruceta vínculos, ubicación de loscon bloquetes para puesta a tierra, agujeros en las ménsulas, etc además hay que confeccionar el esquema de cargas para la hipótesis normal d terminante y la excepcional correspondiente. Todos estos son datos necesarios para qu el fabricante dimensione la armadura del poste como así también la de los accesorio (vínculos, crucetas, ménsulas. En los planos 8 y 9 se pueden ver ejemplos.

VIII.- FUNDACIONES:


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En la gran variedad de disposiciones de líneas aéreas, se pueden encontr distintos tipos de fundaciones, las cuales se detallan a continuación: 1.- De macizo de hormigón único:

Se pueden mediante elresistencia método delateral sulzberger, el terreno donde s ejecutará presentacalcular una adecuada y en cuando el fondo a profundidade compatibles con la de la fundación. Para terrenos con poca resistencia lateral, se puede adoptar bases anchas, utilizando para su cálculo el método de Mohr. Cuando los terreno ya se presentan pantanosos sin resistencia lateral ni de fondo para esto se pued utilizar el de Mhor complementado con las tablas de Pohl. De estos métodos, s demostración y expresiones básicas para la aplicación se describen en el Anexo XI. En el mundo, existen otros métodos que también arrojan suficientemente comprobados en el cálculo de fundaciones.

resultado

Cualquier método que se utilice la verificación de lafundaciones, depend fundamentalmente de la confiabilidad del para Estudio de Suelos. En determinación de lo coeficientes de compresibilidad ó de fondo (Cb) y de reacción lateral (Ct) (en mucho casos iguales), el especialista que realiza el trabajo de campo y posterior determinación e laboratorio, en función de que los valores que surjan resultarán de su exclusiv responsabilidad, aplica a ellos sus propios coeficientes de seguridad, por ello el proyectist generalmente sobredimensiona las fundaciones. No obstante ello, a continuación s desarrolla someramente el método de SULZBERGER, que resulta efectivo para suelo medianamente buenos.

Este método se basa en un principio verificado experimentalmente, donde u

macizo desuelo fundación de un poste tener unaobteniéndose inclinación limitada por tg α < 0,0 donde el se comporta de puede forma elástica, en consecuencia, un reacción de las paredes laterales de la excavación y normales a la fuerza actuante sob el poste. El método acepta que la profundidad de entrada del bloque de fundación dent del terreno, depende de su resistencia específica contra la presión externa en el luga considerado. Esta resistencia se denomina presión admisible del suelo y su unidad e kg/cm². Esta presión es:

σ = λ × C (kg/cm².) Donde: Profundidad de entrada (cm) λC::Indice de compresibilidad (kg/cm³)

En particular el método se comporta bien para fundaciones profundas en formas d bloque de hormigón. La Tabla I, presenta datos estadísticos recogidos de trabajo realizados en Austria, que perfectamente se adaptan a nuestros terrenos. Los valores d C, se toman a la profundidad de 2,0 metros, en el fondo de la excavación se acepta pa el valor de C (denominado Cb) hasta C= 1,2 Cb. Cuando se trabaja con fundaciones d


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menor ó mayor profundidad, el valor de dicho coeficiente se obtiene por la siguient relación: Cx = Ct × x t

Para definir el método podemos decir que la resistencia que el terreno opone a l inclinación del conjunto poste – fundación, se origina en dos efectos fundamentales:

1- Encastramiento de la fundación en el terreno como así también fricción ent hormigón y tierra, a lo largo de las paredes verticales, normales a la fuerz actuante. 2- Reacción del fondo de la excavación, provocada por las cargas verticales.

Las fuerzas mencionadas en el punto 1, determinan el momento Ms, llamad “momento de encastramiento ó de reacción lateral”, mientras que las del punto 2 original denominado “momento de fondo” Mb.

1

2

C A T E G O R I A

Naturaleza del

TABLA I 3 4 5 6 7 Indice Angulo Peso Presión de de la espe admisi- compre tierra cífico ble sibiligravante dad

terreno

γ kg m³

σ kg cm²

C kg cm³


βº

Vege MoviTable do

8 9 10 Angulo Coeficiente de la de la fricción fricción entre interna terreno y hormigón

δ º

µ Liso

EscaBroso

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A

B

C D

E F

Laguna, aguazal, terreno 650 pantanoso Terrenos muy blandos Arena fina y húmeda Arcilla blanda Arcilla medio dura, seca Arcilla fina, seca Arcilla rígida Arena gruesa y pedregullo Arcilla gruesa y dura

1700

Hasta 0,5

Hasta 0,8

0,5 a 1,0 1,0 a 2,0

5º

5º

3º

3º

2,0 a 4 1700 Hasta 1,8

5,0 a 8

8º

6º

6,0 a 9 1700 Hasta 3,0

10

12º

10º

11 a 13 Hasta 1700 4,0

Rígido, pedregullo y 1700 Hasta cantorodado 5,0

-------

0,05

0.1

20º

0,2

0,2

30º

0,3

0,5

25º

0,3

0,4

25º

0,4

0,5

30º

0,6

0,7

25º

0,4

0,5

35º

0,4

0,5

13 a 16 15º

12º

37º

0,4

0,5

13 a 16 20º

20º

40º

0,4

0,5

En las fundaciones de profundidades relacionadas con las líneas de transporte distribución de energía, se cumple la siguiente relación: Ms < 1 Mb

Así es que para obtener una estabilidad suficiente de la fundación, es necesar multiplicar el valor del momento actuante por el coeficiente “S”, donde:

1

≤ S ≤ 1,5

Este coeficiente depende de Ms/Mb y se indican en la Tabla 2, debiéndose obten los valores intermedios interpolando entre los dos que lo comprenden en forma lineal. 

En roca, γ = 2400 kg/m³ y la presión admisible para roca debilitada por efecto geológicos, se acepta igual a 10 kg/cm² y en rocas sanas puede ser de 23 kg/cm².


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

Para categorías B a F y terrenos de buena cohesión, se puede aumentar β

en 5º.

De esta forma, la ecuación para el dimensionamiento de la fundación será siguiente: Ms + Mb ≥ S × Mv

El método, es de carácter general y puede ser utilizado para todas las formas d fundaciones. A continuación se mostrará el desarrollo para una fundación paralepíped rectangular, que resultan ser las más usadas en líneas aéreas. TABLA II Ms Mb S

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,500 1,383 1,317 1,260 1,208 1,150 1,115 1,075 1,040 1,017 1,000

F

0

α

t

dy y

a

b

Ctb

Según se puede ver en el dibujo, por efecto de la fuerza F, la fundación tenderá inclinarse un ángulo determinado, cuando ese ángulo no supera el valor tal que Tgα 0,01, el valor del Momento de encastramiento esta dado por: Ms = b × t³ × Ct × tg α 1 12 Si consideramos que por efecto de la fuerza F, el macizo de fundación tenderá levantarse haciendo giro en la intersección del eje del poste con la base de la fundació así es que en la profundidad t – y tenemos:


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El índice de compresibilidad será: La presión unitaria:

Cy = Ct ( 1 – y/t )

σ y = λ y × Cy

La penetración en el terreno: λ y = y × tg α De esta forma:

σ y = Ct ( 1 – y/t ) × y × tg α

Esta expresión representa una función parabólica sobre la pared vertical de fundación, simétrica respecto del punto medio o sea t/2, si R es la resultante de todas la fuerzas que actúan sobre dicha pared, el momento lateral resultará: Mt = R × t/2

En el momento en que comienza a levantarse la fundación desde un extremo quiere decir que se sobrepasa la fricción del macizo con el suelo, por ello podemos dec que la resultante será:

R = µ × G

Donde: G: representa la resultante de todas las cargas verticales. µ : Coeficiente de fricción estática entre tierra y hormigón en el fondo. En este momento, considerando que el eje de giro de la fundación comenzaría levantarse, se da la condición extrema de que se igualan los momentos Mt = Ms:

µ × G × t/2 = b × t³ × Ct × tg α ⇒ tg α =6 µ × G 2 12 b × Ct × t² Mediante la expresión 2, cuando la inclinación de la fundación es tal que tg α resulta menor de 0,01, el Momento de encastramiento lo calculamos con la expresión 1. S consideramos que al aumentar el ángulo de inclinación de la fundación la fricció disminuye hasta su desaparición. Así es que si la despreciamos, el eje de giro se traslad al centro de gravedad de la superficie de carga (2/3 de t), por esto, considerando momento de Inercia de un triángulo, en esta situación el Momento de encastramient resulta: Ms = b × t³ × Ct × tg α 36

3

Analizaremos ahora el comportamiento del macizo de fundación con respecto a s fondo, por acción de todas las cargas, la fundación tiende a penetrar en el terreno hast una profundidad λ o dada por la siguiente expresión:

λ o=

G


(cm)

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a× b × Cb Donde: G: Resultante de las cargas verticales a y b: Lados del macizo de hormigón. Cb: Indice de compresibilidad en el fondo (kg/cm³) En estas condiciones, el ángulo de inclinación de la fundación, está dado por: tg α =

2 G a²× b × Cb

4

En caso de que el ángulo resulte tal que tg α no supere el valor de 0,01, Momento de reacción de fondo está dado por la expresión:

Mb = b12 × a³ × Cb × tg α

5

Caso contrario, cuando tg α supera el valor de 0,01, quiere decir que la fundació se levanta más y se desplaza el eje de giro en el fondo, el Momento estará dado por siguiente expresión: Mb = G [ a – 0,47 ( 2 G )½ ] 2 (b × Cb× tg α )½

6

De la misma forma, debemos considerar que el Momento de vuelco provocado po

la fuerza actuante la cima del poste,desde en caso de del no poste superarse valor inclinación resultara en el momento aplicado la cima hasta el el eje de crítico giro ded fundación: Mv = F × (H + t)

En caso de que se supere el valor crítico de inclinación está dado por la siguient expresión: Mv = F ( H + 2 t ) 3

Es opinión del autor, que cuando estamos en presencia de terrenos dudoso resulta rentable contratar el servicio de Estudio de Suelos con el cálculo de la fundaciones incluidos. En estos casos, generalmente con el ahorro debido al calculo má fino del macizo, compensamos el costo adicional por el servicio y en muchos caso obtenemos mayor rendimiento, además de resultar total responsabilidad del profesion en la materia, el futuro comportamiento de la fundación.


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A modo de comentario, en caso de encontrarnos con terrenos pantanosos pero qu a determinada profundidad tenemos tierra firme, se pueden utilizar fundaciones con zapa inferior. De la misma manera, en caso de terrenos de poca capacidad portante se puede plantear fundaciones con zapata superior ó invertida. En estos casos hay bibliografía respecto que brindan todos los detalles para su cálculo y ejecución como así tambié

ciertos a tener cuenta son muydeimportantes. No se en est trabajo requisitos porque resulta un en tema muyque específico la especialidad de desarrolla Construcciones Civil. 2.- De patas separadas:

Se utiliza en general, para el caso de estructuras metálicas autosoportadas. E líneas hasta 132 kv, se las puede encontrar en suspensiones y retenciones, mientras qu en líneas de tensión mayor dé 220 kv., se utilizan en retenciones y/o terminale solamente, debido a que los sistemas tradicionales para las suspensiones son del tip “delta” arriendadas, según se puede observar en el Anexo. Se pueden ejecutar s

inconvenientes lo permiten y en casos deen suelos d baja capacidad cuando portante,lassecaracterísticas ejecutan con del las terreno cuatro patas vinculadas entre si alguno casos y en otros con una platea inferior de mayor superficie que la ocupada por la cuatro patas. 3. Pilotes:

Cuando encontramos terrenos con muy baja capacidad portante, zonas pantanosa o de rellene aluvional, en todo tipo de líneas importantes se pueden utilizar “pilotes”. Lo pilotes no son otra cosa que un poste de dimensiones adecuadas para la carga que tien que soportar enterrado por métodos apropiados de hincado, hasta llegar a tierra firm

según surja del estudio de suelos. En el extremo superior, se coloca un cabezal con el hueco adecuado pa introducir el poste correspondiente y luego operar para su montaje como si resultara un fundación tradicional. Esto también se puede utilizar en el caso del punto anterior par líneas con estructuras metálicas a.utosoportádas, en las cuales se pueden colocar cantidad de pilotes que resulten necesarios según el cálculo, con el cabezal adecuad para asegurar las cuatro patas de la torre.

Cuando en el primer párrafo nos referimos a líneas importantes, se debe que ecuación económica arroja un resultado en el cual no se admitiría que los costos de lo materiales que se entierren, incluida la ejecución, resulten demasiado importantes fren a los que soportan, en cuyo caso correspondería realizar el estudio de factibilidad d alguna otra alternativa para efectuar el transporte de la energía. 4.- Placas para riendas de torres arriendadas:

En el caso que ya mencionáramos de líneas con estructuras de suspensión tip “delta” o cualquier otra del tipo arriendada, las riendas que las mantienen en equilibrio, s sujetan a elementos denominados “muertos de anclaje”.


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La característica principal de este tipo de fundación, es que no trabajan con la reacciones de fondo ó lateral como las vistas anteriormente, sino que por el contrario s deben calcular para que actuando el terreno circundante con la placa calculad adecuadamente, resista a la fuerza de arranque derivada de la tracción ejercida por rienda. Existen diversos métodos para lograr este efecto:

A) Placa de anclaje armada “in situ“: Consiste en realizar la excavación de dimensione surgida del cálculo y armar la placa con relleno de hormigón ó instalar otro tipo de plac prearmada, con el sistema de sujeción para la rienda, para posteriormente rellenar co tierra y apisonar.

B) Sistemas tipo “Mecha”: Consiste en un barreno ó mecha de diámetro y longitu adecuada, calculados para soportar las cargas a que estarán sometidos y su instalació es similar al avance de una mecha. 5.- Suelo - cemento apisonado (postes simplemente enterrados):

En general se utiliza para líneas de distribución en media ó baja tensión, verificación de la estabilidad del poste se realiza mediante el método de Sulzberger y l forma de ejecución es realizar un hoyo de diámetro suficiente para que luego d introducido el poste, se va apisonando por capas de suelo cemento (tierra mezclada co cemento) de no más de 0,10 m, hasta llegar a la superficie.

Es importante destacar, que el sistema de postes simplemente enterrados, tambié

se podría utilizar suele por ejemplo 33 kv. atraviesa una alzona de sierra donde el terreno resultar en en líneas muchosde casos de que resistencia similar hormigón. E estos casos seria suficiente con hacer el hueco adecuado para introducir el poste y lueg rellenar convenientemente con mortero de cemento luego de efectuada la nivelación.

IX.- EJECUCIÓN DE LINEAS AEREAS

En este punto, desarrollaremos una apretada síntesis de los pasos a seguir para ejecución de las líneas aéreas, basándose en conceptos generales para el proyecto construcción, sumado a la experiencia recogida en obras ejecutadas en la empresa d energía de la Pcia. de Bs. As. 1.- Trabajos preliminares:

Partiendo de la base que la ejecución de una línea aérea responde a necesidade especificas de la explotación del servicio eléctrico, se entiende que la capacidad d carga que puede transportar y por lo tanto el tipo de cable de energía con la cual s dotará, resulta definido por el área que maneja el sistema de potencia de la empres propietaria de la línea a construir. De la misma manera, de acuerdo a las magnitudes d


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energía que se desea transportar y a las distancias que se deben cubrir, se define cu será el nivel de tensión de servicio que se utilizara.

Antes de comenzar la ejecución de una línea, hay que cubrir diversos aspectos qu resultan indispensables para el desarrollo de las tareas, obviando los procedimientos d contratación de laa Empresa Contratista que se encargará de la ejecución, los pasos seguir se detallan continuación: 1.1.- Proyecto:

Una vez adjudicada la ejecución de una Línea Aérea a una Empresa, la prime tarea que tiene que desarrollar su oficina técnica es el proyecto ejecutivo de la obra para cual hay que seguir todos los pasos desarrollados en los puntos precedentes.

Terminado el Proyecto, se deberá confeccionar el diagrama acopio de materiale

en insta función ejecución, sabe por cablelo esmismo lo último qu se la de porlos lo plazos que sede acopiara en laseetapa finalejemplo, del plazoque de elobra, suced con los aisladores y la morsetería. No resulta lo mismo el tema de los postes, dado que lo plazos de entrega son entre 60 y 90 días dependiendo de la capacidad de la planta d fabricación, por lo que ni bien se termina el proyecto, resulta imperioso colocar la orde de compra cuanto antes, una vez aprobado el proyecto ejecutivo por el Comitente. Por menos se pueden ir solicitando los postes que ya se encuentren definidos (estándar mientras que los que surjan luego de confeccionada la planialtimetria, + 1, +2, - 1, etc., s ordenarán posteriormente. 1.2.- Planimetria, Planialtimetria y Servidumbre de Electroducto:

Con la ejecución del proyecto, contemporáneamente se puede realizar el estud planialtimétrico de la zona que atraviesa la línea.

En general, cuando se plantea la construcción de una línea aérea comprendid entre el punto de partida (generalmente una Estación Transformadora) hasta donde s instalará el terminal de línea, la empresa de energía realiza un estudio que comprende análisis de todos los recorridos posibles, evaluando los pro y contras de todas la variantes, llegando a definir lo que se denomina “Pretraza”, la cual es utilizada a lo efectos de la confección de las Especificaciones Técnicas para la contratación de ejecución de la obra, permitiendo obtener un costo orientativo en función de consideración de las singularidades predefinidas.

Una vez definida la “Pretraza”, la empresa propietaria de la obra tiene la obligació definida en la Ley 8398/85, de aprobarla ante los organismos de contral correspondientes a la jurisdicción donde se emplazará la línea, incluyendo la nómina d propietarios que resultarán afectados por el electroducto como así también los coeficiente de afectación de los campos. Dichos organismos, deben declarar la obra de interé público. Con la aprobación mencionada, se pueden realizar las anotaciones preventiva en Catastro Provincial.


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Esto permite solicitar a los propietarios, los permisos de paso para que lo encargados de realizar los trabajos de agrimensura puedan efectuar la materialización d la traza sin inconvenientes, dado que en caso de encontrar la negativa de estos para acceso a los campos, mediante dicho instrumento público se puede obtener a través de

Fuerza Pública. Una vez realizada la marcación de los puntos singulares, se realiza planialtimetría del terreno a lo largo de toda la traza, la cual se utilizará para distribución de los postes de suspensión, en función de los datos de proyecto, como se longitud de vano, tipo de postes calculados, flecha de los cables, etc.

Luego de concluida la tarea de gabinete en cuanto a la distribución de postes, s realiza el piqueteado, lo que consiste en marcar adecuadamente la posición de la totalida de los postes en el terreno.

No selos puede comenzar lapagos ejecución de los trabajos hasta tanto Administrativ no se haya efectivizado correspondientes indemnizatorios por la Servidumbre de Electroducto. l.3.-

Distribución de postes sobre la planialtimetría:

Para realizar la tarea de distribución de los postes, se confecciona lo que s denomina “plantilla”, tal como se ilustra en la figura, la cual consiste en una plac transparente de cualquier material, generalmente se utiliza celuloide. En la plantilla, s marcan los postes en la posición correspondiente, según surge del cálculo mecánico d los cables, y se practica la forma de la parábola en función de la flecha máxima obtenid

La curva se continúa de libre manera pueda alcanzar a vanos mayores. A lala altur correspondiente a la altura paraque la zona en que estamos trabajando, se traza curv de la parábola paralela a la anterior. Las escalas a utilizar, responderán a las escala vertical y horizontal que se utilizará en la confección de la plánialtimetria.


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En la figura, se muestra un ejemplo de plantilla para una línea de 132 kV, co disposición triangular simétrica, para un vano de 200 metros, cuya flecha máxima es d 3,75 metros, ubicada en una zona suburbana con una altura libre de 7,50 metros. En est caso en particular se utilizó una Escala Horizontal 1:2500 y Vertical 1:250. La distancia indica la altura mínima que se debe respetar sobre cualquier obstáculo que pueda habe en el vano y es coincidente con la posición del cable inferior. La distancia 2, indica

posición tener cable superior, mientras la distancia 3 representa distancia que entredeberá ménsulas ó laeldistancia de los cables en elque medio del vano (el mayor de lo dos).

Para comenzar, en un tramo entre dos puntos singulares, sacamos la distancia qu existe entre ellos en función de los datos de la progresiva de la planialtimetría. Dich distancia la dividimos por el vano adoptado en los cálculos y sacamos la cantidad d vanos que tendremos en el tramo. En caso de que este número no resulte entero s


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adopta un vano más. Con la cantidad de vanos así determinada, se divide finalmente longitud del tramo por dicho valor y por lo tanto vamos a obtener un vano promedio d menor longitud que el de los cálculos, pero la ecuación de la catenaria resultará la mism dado que la tensión de tendido resultara siempre la misma en todos los tramos, excep en aquellos donde hay condiciones particulares distintas.

Con este nuevo valor del vano, se comienza desde la ubicación del punto singul colocando la plantilla de manera que el poste se ubique exactamente perpendicular a línea horizontal de la planialtimetría, de manera que la curva de la parábola qued siempre por arriba de la altura libre y en aquellos puntos donde existen accidentes en terreno y/o líneas de energía o telefónicas, se deberá verificar las distancias qu correspondan. En caso de que esto no suceda, se deberá colocar un poste de mayo altura, hasta lograr cumplir dicho requisito. De esta forma, se completa la totalidad de lo postes del tramo, pudiéndose determinar cuales son los postes que resultarán necesario de mayor altura.

estos casos, hay(1)que recordar losmenos, postes para de mayor o menor altura, toman En a escalones de un metro en másque o en lo cual solo hay que hacs las verificaciones en función de las cargas a las cuales está sometido. 1.4.- Estudio de suelo:

Una vez terminada la tarea de distribución de postes, se realiza el estudio d suelos, a efectos de determinar los coeficientes de compresibilidad del terren necesarios para el dimensionamiento de las fundaciones.

En general, se comienza realizando perforaciones en todos los puntos singulare

lugares siempre instalan estructuras de retención y/o terminales, los qu dado sudonde importancia en se cuanto a costo, resulta necesario asegurarse que los para coeficiente sean lo más exactos posibles, a efectos de asegurar la estabilidad de la fundación. Lueg se evalúan los tramos entre puntos singulares y se toman dos (2) puntos equidistante donde se realizan perforaciones.

Con todos los datos obtenidos, se realizan zonificaciones en función d características similares, en las cuales se calculan las fundaciones con los coeficiente correspondientes a cada una de ellas. En caso de tener discontinuidades desde un perforación a otra, resulta conveniente realizar estudios intermedios para definir lo valores adecuadamente. 2.- Ejecución de Obra: 2.1.- Ejecución de las Fundaciones:

Una vez aprobados por el Comitente los cálculos de las fundaciones, entregada las ordenes de compra de los postes, se puede comenzar con el trabajo de excavacione para llenar las fundaciones de hormigón, para las cuales el mortero se prepara al pie d cada una de ellas, debiéndose trasladar los áridos hasta cada uno de los piquete


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excepto que se utilice el hormigón preelaborado transportado mediante camione mezcladores.

Para llenar las fundaciones, se colocan moldes metálicos especiales d dimensiones adecuadas, a efectos que quede el hueco para colocar posteriormente

poste. El diámetro delque hueco tiene en general cinco (5) cmtroncocónico más de cadaigual ladoque queellaposte bas del poste, en caso de el molde resulte cilíndrico, si es en la superficie de la fundación se mantiene la diferencia citada, caso contrario, resul mayor en igual valor que la conicidad del poste.

De cada fundación que se realiza, se extraen del mortero de hormigón probeta normalizadas, que luego son ensayadas para verificar que la calidad del material utilizad responde a las normas IRAM correspondientes.

2.2.- Montaje de los postes de suspención:

Una vez los postes y luego que hayan pasado 28 días de llenadas la fundaciones se acopiados pueden montar los postes en de ellas.

Para el montaje de los postes, primeramente se colocan las ménsulas y/o cruceta y en muchos casos se suelen colocar las cadenas de aisladores, para lo cual hay qu tener la precaución de asegurarlas convenientemente, a efectos de evitar que golpee contra el poste o accesorios. Si ello sucede, se corren riesgos de afectar a los aisladore pudiendo aparecer fallas en su aislación.

Para Introducirlos en el agujero dejado por el molde de la fundación, se utiliza lingas convenientemente sujetadas al poste, siendo izados mediante hidrogrúa u otr

equipo adecuado. Luego de colocado en elconsistente orificio se en debe por cualquier métod conocido, el más antiguo es la “plomada”, unalinear peso sostenido por un cab de acero colocado en una regleta graduada, donde se tiene en cuenta la conicidad de poste para verificar la alineación. Otro método es utilizando teodolito.

Luego de alineado convenientemente, se asegura colocando cuñas posteriormente se rellena el espacio vacío con arena seca hasta una distancia d aproximadamente 0,10 m desde la superficie. Allí se realiza un sello con mortero d cemento pobre. Esto se realiza a efectos de que si en un futuro resulta necesario reemplazo del poste por razones de mantenimiento, se pica el sello, se remueve el rellen y luego se puede extraer el poste, permitiendo el uso de la fundación para colocar u poste nuevo.

En los casos en que se montan los postes sin los accesorios aislantes, en gener el montaje se realiza con cuadrillas que trabajan con elementos trepadores y sogas, s apoyo de Hidrogrúa por una cuestión de costos, se complementan solamente con camió para transportar los materiales a instalar y los elementos de trabajo. 2.3.- Montaje de los postes de retención y/o especiales:


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En estos casos el procedimiento de montaje es similar a los de suspensión e cuanto al izado, pero el armado se debe realizar una vez que están parados los poste Colocados los postes en la posición correspondiente en el extremo superior se coloca u separador armado con travesaños de madera convenientemente sujetados, a efectos d mantener las distancias de proyecto. Seguidamente, se acuñan los postes en la base

luego se rellenan y se sellan. El primer paso, es la instalación de los vínculos, los cuales enhebran por la cima se llevan hasta la altura correspondiente, dónde se mantienen apoyados sobre un sepo d madera, hasta que se termine el fraguado del mortero utilizado en los sellos. Así s procede uno a uno con los vínculos y de la misma manera, luego se instalan las ménsula y/o crucetas. Por supuesto que para esto, resulta necesario contar con el apoyo de un grúa, dado el peso de los accesorios. Hay que tener en cuenta que todos esto accesorios, tienen el huelgo suficiente como para enhebrarlos desde el extremo superi del poste y luego se puedan bajar hasta la posición que deben ocupar cada uno de ellos.

Unade vezretención fraguadocon totalmente el material, se comienzan a colocar las cadenas d aisladores su morseteria, a la espera del montaje de los cables. 2.4.- Montaje de los cables:

La ejecución del tendido de los cables de energía y de protección, podemo describirla en los siguientes pasos: 2.4.1.- Montaje de roldanas y enhebrado del cable:

Generalmente, el montaje de roldanas y del cable se realiza en tramos entr

retenciones (aproximadamente entre y 5 Km dede long), dependiendo de en la cantidad cuadrillas que trabajen en la obra, la 4posibilidad realizar la ejecución más de ud tramo en forma simultánea.

El procedimiento consiste en colocar todas las roldanas del tramo, se enhebra cable en todas las roldanas, sujetándolo en una de las retenciones, y de la otra se le aplic una tensión reducida (del orden del 20 % del máximo de trabajo), sujetando los cables e forma provisoria. Esto tiene el objetivo de permitir el acomodamiento de los cables y acondicionamiento de las hebras.

Lo mencionado en el párrafo anterior se puede realizar en las estructuras d retención no especiales (como ser cruces de ruta, de ferrocarril, etc.), donde no surge inconvenientes por tener los cables a alturas inferiores a las mínimas permitidas. En lo casos especiales mencionados, el tramo de cruce hay que tenderlo y tensarlo a los valore correspondientes, por ello, cuando en los tramos adyacentes se efectúa el tensado, dichas estructuras hay que arriendarlas convenientemente a efectos de que no quede sometidas a esfuerzos para los cuales no han sido dimensionadas. 2.4.2.- Tensado de los cables:


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Luego de un tiempo suficiente (10 a 15 días), comienza la tarea de tensado de lo cables, para lo cual hay que utilizar los valores surgidos de los cálculos mecánicos. Sobr este tema en particular, en el Punto IX se desarrolla el tema relacionado con estiramiento de los cables por estar sometido a una tensión mecánica permanente, por cual corresponde realizar un tendido a una carga mayor rara contemplar dicho fenómen

ael efecto de poder asegurar relajamiento de los cables.el cumplimiento de las distancias mínimas luego de producid

La forma de operar es tomar de a una de las fases y tensarla hasta un valor de 2/ de la tensión máxima admisible, para luego hacer lo mismo en la misma fase del tram siguiente. En este aspecto una de las hipótesis de carga para el dimensionamiento de la estructuras de retención, contempla la condición de tendido, por lo cual se encuentr preparado para soportar las cargas derivadas de él. En el caso de la estructura en la cu e tramo siguiente no se tensa, es conveniente arriendarlo adecuadamente como par prevenir las posibles cargas extras a las cuales puede estar sometido y que no pueden se contempladas en las hipótesis de carga.

Luego de tensadas las tres fases de un tramo al valor final, se continúa con siguiente y así sucesivamente. Esto depende de la cantidad de roldanas que se tengan, una vez tensado un tramo y estando el siguiente a 2/3 de la tensión máxima, no se tien suficiente cantidad de roldanas como para completar el tramo siguiente, hay que realiz el amarrado de los cables en las morsas de suspensión, para lo cual hay que coloc previamente el preform rod para luego apretar los bulones de la morsa. Paralelamente s extraen las roldanas las cuales se van colocando en los postes del tramo siguiente. Siguiendo el procedimiento, ocurre lo mismo entre los dos tramos siguientes.

2.4.3.- Verificación de la flecha de los cables: De acuerdo a lo descripto en el punto IX, la verificación de la flecha de los cable puede realizarse haciendo mediciones con teodolito o distanciómetro, midiendo temperatura ambiente en el momento de practicarlas, con la ecuación de la flecha y tabla de tendido podemos determinar la tensión mecánica, pudiendo realizar una dob verificación. Otro método es el de la onda de retorno, consistente en Ia medición d tiempo en que tarda una onda en viajar por el cable desde una retención hasta la otra un dada cantidad de veces.

X.- VERIFICACION DEL TENDIDO DE CABLES 1.- Medición de la flecha en el medio del vano:

Siempre la medición de flecha se realiza en condiciones climáticas estables, e decir con poca variación de la temperatura, sin viento y sin cargas adicionales por hie (en caso de que existiesen en la zona donde se implanta la línea). Por tal motivo vale l siguiente expresión:


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P = a² × g 8 f

1

(g = go peso propio del cable)

La tabla tendido se (puede confecciona aplicando de estado conrealiza solamen los cambios dede temperatura ser con saltos la deecuación a 2 ó 5 ºC). Esta se pa cada tramo entre retenciones de línea (los cuales existen un número determinado d suspensiones o no como es el caso de un cruce que se realiza entre dos retencione directamente).

Si en un tramo entre retenciones tenemos vanos desiguales por cualqui circunstancia, no se puede calcular la tabla de tendido para todos los vanos, pues tensión mecánica en todo el tramo debe ser la misma, porque dé no ser así se inclinaría las cadenas para lograr el equilibrio de fuerzas. Por este motivo como resulta necesar realizar el cálculo para un vano característico del tramo, aparece el concepto de “Vano d Regulación” y responde a lo siguiente: n n Ar = [ ∑ ai³ / ∑ ai ]½ I=1 i=1

2

n = cantidad de vanos en el tramo.

Así la tabla de tendido se confecciona para ese valor de “ar” y por ello para cad temperatura tenemos una flecha: fr = ar²8×P go

3

Por esto, si las tensiones son iguales en todos los vanos de cada tramo, tenemos: (a1 / ar) = f1 / fr

(an / ar )² = fn / fr

(ai / ar)² = fi / fr

4

Por esto, realizando el cálculo mecánico y la tabla de tendido para el vano d regulación, se puede obtener las flechas en los distintos vanos componentes del tram según la siguiente expresión:

También se conocida.

fi = fr x (ai / ar)² puede obtener en cualquiera de los vanos en

5 función de ot

Con este criterio, bastaría entonces para verificar el tendido de un tramo, efectu la tabla de tendido para un solo vano y medir allí la flecha y la temperatura, para lueg verificar las condiciones de proyecto. No obstante, en obra muchas veces se imposibilita


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ingreso a algún lugar en especial, por lo que se estila hacer la tabla para dos ó tres vano del tramo que resulten distintos.

Para la confección de la tabla de tendido, hay que considerar que deberá existir e el cálculo mecánico como mínimo una de las hipótesis que contemple uno de los estado

sin viento y sin hielo (por de máxima tempa sin viento el de media anu viento), tomando eseejemplo como el básico, aplicando partir de óallí los temp correspondiente saltos de temperatura. En estas condiciones la ecuación de estado a aplicar es:

po − (ar² × go² × E) = px – (ar² × go² × E) – α × E × (to – tx) 6 Con los distintos tx, se sacan las px y por ello se obtiene la flecha del vano d regulación y luego con este valor podemos obtener la flecha de un vano cualquiera. 2.- Consideración de la relajación de los cables:

Todos los cables sometidos a un esfuerzo de tracción, sufren un reacomodamien

de lasy 0,02 hebras, produciéndose alargamiento de su longitud, 0,01 %, dependiendo delunmaterial (Cu. Al/Al, Al/Ac, etc. ). alcanzando un valor ent

El alargamiento está dado por la expresión:

∈ = (pmáx – pi) × [ (1/ Ei) – (1/ Ef) ] × a

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Donde :


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p max = Tensión máxima esperable posterior al tendido. pi = Tensión de tendido. Ei = Módulo de elasticidad inicial del cable Valores dados por el fabricante (Tg α i) Ef Módulo de elasticidad final del cable (Tg α f) a ==vano La transformación que sufre el cable se puede explicar de la siguiente forma:

Al realizar el tendido con la tensión pi, al aparecer luego una condición de traba más severa donde aumenta dicho valor a la p max, sobrepasa la zona elástica. Al volver la condición inicial de pi (como otra condición de servicio), el alargamiento ya no será “A sino que resultará igual a “L” porque queda de remanente una deformación AD. Esto quiere decir que para la ti tiene una flecha fi y luego de un tiempo y sometido

distintas trabajo, flecha a laproducido misma ti habrá aumentadoen mientras que d pi habrácondiciones disminuido. de Además delaesto se ha una modificación el módulo elasticidad del cable, pasando del Ei al Ef. Si se tienen valores mayores o menores de max, se tienen rectas paralelas a la BD por lo que se concluye que Ef resulta constante.

Por lo expuesto, es fácil de entender que resulta necesario compensar t fenómeno, a efectos de que el aumento de la flecha no ponga en peligro el cumplimien de las distancias mínimas consideradas en el proyecto.

Una forma de lograr esto, es corrigiendo la temperatura de cálculo, tomand entonces temperaturas menores para el tendido, con lo que estamos compensando aumento de la flecha. La dilatación del cable por efecto de la temperatura responde a:

∈ = α × T × a ⇒

T =

( ∈ ) (α × a)

8

Reemplazando el valor de ∈ tenemos lo siguiente:

T = (pmáx – pi) × [ (1/ Ei) – (1/ Ef) ] α

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Si hacemos que K = Ei/Ef y multiplicamos por Ei/Ei el [ ] tenemos lo siguiente: T = (pmáx – pi) × (1 – K) ⇒ α × Ei × (Ef)


T = (pmáx – pi) × (1 – K) α × Ef K

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(Ef)

Este valor es el que resulta necesario restarle al ambiente en el momento d realizar el tendido a efectos de contemplar el fenómeno de “Relajación de los cables Con el dato del fabricante del cable en cuanto a la relación K que tiene en cuenta lo

módulos de elasticidad inicial y final y que dependen exclusivamente de las condicione de fabricación.

Por lo expresado la temperatura tara el estado básico a utilizar rara el cálculo d las tensiones de la tabla de tendido resulta: Te = ti – T

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Así pues con esta temperatura y utilizando la ecuación (6) sacamos p, con la ( obtenemos fr y finalmente con la (5) sacamos la fi para el vano considerado.

VALORES DE K ALUMINIO 7Alambres 19 a 61 0,86

0,8

ALUMINIO – ACERO 54/ 6 30 26 9 12/ 15/ 18/1 7 /1 /7 /7 /7 7 19 9 0, 0, 0,75 0,76 0,79 0,80 81 0,83 90 0,92


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APUNTE DE TRANSMISION

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