DISEÑO DE LAS REDES DE MEDIA TENSIÓN EN 34.5 KV PARA LAS CASETAS DE LAS VÁLVULAS DEL KILÓMETRO 12 Y 26 DE LA LÍNEA DE TR~1.pdf

PROYECTO: DISE O DE LAS PROYECTO: LAS REDES REDES DE MEDIA MEDIA TENSI N EN 34.5 34.5 KV PARA LAS CASETAS CASETAS DE DE LAS LAS VÁLVULAS DEL KILÓMETRO 12 Y 26 DE LA LÍNEA DE TRANSFERENCIA DE GAS CUPIAGUACUSIANA DEL MUNICIPIO DE AGUAZUL DEPARTAMENTO DE CASANARE.

DISEÑO DE REDES ELÉCTRICAS

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DISEÑO DE LAS REDES DE MEDIA MEDIA TENSIÓN EN 34.5 KV KV PARA LAS CASETAS DE LAS VÁLVULAS DEL KILÓMETRO 12 Y 26 DE LA LÍNEA L ÍNEA DE TRANSFERENCIA DE GAS CUPIAGUA- CUSIANA EL MUNICIPIO DE AGUAZUL DEPARTAMENTO DE CASANARE.

DISEÑO DE REDES DE MEDIA TENSIÓN YOPAL-CASANARE DICIEMBRE DEL 2016



REVISIÓN

FECHA

DESCRIPCIÓN

ELABORÓ

A

01/12/16

Revisión inicial

Ing. Julio Gelves

FIRMAS

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APROBÓ LA SALIDA AL CLIENTE

APROBÓ CLIENTE

PROYECTO: DISE O DE LAS REDES DE MEDIA TENSI N EN 34.5 KV PARA LAS CASETAS DE LAS VÁLVULAS DEL KILÓMETRO 12 Y 26 DE LA LÍNEA DE TRANSFERENCIA DE GAS CUPIAGUACUSIANA DEL MUNICIPIO DE AGUAZUL DEPARTAMENTO DE CASANARE.


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TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

11

1.

JUSTIFICACIÓN

11

2.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

12

2.1.

Localización del proyecto

12

2.2.

Número de usuarios

14

2.3.

Alcance del proyecto

14

2.4.

Normas aplicables

14

2.5.

Características de la carga

14

2.6.

Criterios del trazado de la red de media tensión

15

2.6.1.

Impacto ambiental

15

2.6.2.

Influencia del proyecto sobre el medio ambiente

15

2.7.

Redes en media tensión.

15

2.8.

Obras proyectadas

16

2.8.1.

Inventario de apoyos

16

2.8.2.

Longitud de empotramiento

17

Impedancias de puesta a tierra

17

2.10. Análisis de riesgo de origen eléctrico

17

2.10.1.

18

2.9.

Protección contra contacto directo o indirecto

2.10.2.

Protecciones contra sobrecorrientes

18

2.10.3.

Capacidad de interrupción nominal

18

2.10.4.

Impedancia del circuito y otras características

18

2.10.5.

Cortocircuito

19

2.10.6.

Ausencia de energía

19

2.10.7.

Arcos eléctricos

19

2.10.8.

Tensión de contacto

19

2.10.9.

Tensión de paso

20



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2.10.10. Rayos

20

2.10.11. Electricidad estática

20

2.10.12. Equipo defectuoso

20

2.10.13. Sobrecarga

20

2.11. Evaluación de la matriz o panorama de riesgo 3.

4.

MEMORIA DE CÁLCULO

20 23

3.1.

Características del sistema

23

3.2.

Criterios de selección de los conductores de media tensión

24

3.2.1.

Protección máxima de corriente

24

3.2.2.

Protección contra sobretensiones

24

3.2.3.

Localización de los descargadores

24

3.2.4.

Equipo de maniobra

24

3.2.5. Puesta a tierra del cable de acero de sustentación para redes compactas y convencionales

25

3.2.6.

Puesta a tierra temporaria de los circuitos primario

25

3.2.7.

Dimensionamiento de estructuras

25

3.2.8.

Herrajes, ménsulas y crucetas

25

3.2.9.

cables de sustentación y líneas de guarda

25

3.2.10.

Espaciadores

25

3.2.11.

Vanos en redes compactas

26

3.2.12.

Retenidas

26

SELECCIÓN DE CONDUCTORES

26

4.1.

Calibres mínimos de los conductores

26

4.2.

Selección del conductor redes de 34.5 KV en red compacta y convencional

26

4.2.1.

Por capacidad amperimetrica

26

4.2.2.

Por regulación de tensión

27

4.2.3.

Selección del conductor red con nivel de tensión 34.5 Kv

29

4.2.4.

Selección del conductor red con nivel de tensión 13.2 KV

30

4.2.5.

Calculo mecánico de conductores

31



4.2.6.

Cálculo mecánico de conductores

31

4.2.7.

Cálculo de esfuerzos de los conductores

32

4.2.8.

Cálculo de flechas y tensiones

33

4.2.9.

Cálculo del vano regulador

33

4.2.10.

Cálculo de flechas

33

4.2.11.

Vano máximo posible

33

4.2.12.

Efecto de la temperatura ecuación del cambio de estado

33

4.2.13. Kv

Cálculo de los esfuerzos mecánicos del conductor seleccionado para la red de 34.5 34

4.2.14.

Cálculo de las plantillas.

4.3. 4.4.

36

Cálculo de los esfuerzos mecánicos del conductor seleccionado para la red de 13.2 Kv 37

4.3.1.

Cálculo de las plantillas.

38

Distancias mínimas de seguridad

40

4.4.1.

Distancias mínimas de seguridad en zonas de construcción

40

4.4.2.

Distancias verticales mínimas en vanos con líneas de diferente tensión

41

4.4.3.

Distancias a muros, proyecciones, ventanas antenas de radio, TV y chimeneas

42

4.4.4.

Altura de montaje de las redes aéreas compactas de media tensión

42

4.5.

5.

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Nivel de aislamiento

44

4.5.1.

Coordinación de aislamiento

44

4.5.2.

Distancia de aislamiento y tensión soportada

45

4.5.3.

Principios de coordinación de aislamiento

48

4.5.4.

Niveles de aislamiento normalizado

49

4.5.5.

aisladores

49

4.5.6.

distancias mínimas de fuga

53

4.5.7.

Cálculo de la distancia mínima de fuga

53

ESTUDIO DEL RIESGO ELÉCTRICO 5.1.

Niveles ceráunicos en Colombia

54 56

6.

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

57

7.

REGLAS DE HIGIENE Y SEGURIDAD INDUSTRIAL

57



7.1.

Página 6 de 69

Riesgos y peligros en la construcción de sistemas eléctricos

57

7.1.1.

Tipos de riesgo

57

7.1.2.

Análisis de riesgos

58

7.1.3.

Riesgos y fallas en las construcciones e instalaciones de sistemas eléctricos.

58

7.1.4.

Riesgos más comunes.

58

7.1.5.

Peligros

59

7.1.6.

Análisis de peligro en la construcción de sistema eléctrico.

59

7.1.7.

Prevención de riesgos y peligros en las construcciones de sistemas eléctricos

60

7.1.8.

Distancias de seguridad

60

7.1.9.

Puestas a tierra

60

7.1.10.

Caídas de objeto

61

7.1.11.

Caídas de altura.

62

7.1.12.

Manejo de herramientas eléctricas

62

7.1.13.

Herramientas manuales

62

7.1.14.

Señalización y demarcación de áreas

63

7.1.15.

Equipos de protección personal (E.P.P.)

63

7.1.16.

Gafas anti-impactos o anti-polvo.

63

7.1.17.

Mascarilla de papel auto filtrante

64

7.1.18.

Protector auditivo

64

7.1.19.

Arnés anti caída con cinturón de posicionamiento.

64

7.1.20.

Guantes aislantes de electricidad

64

7.1.21.

Botas aislantes de electricidad

65

7.2.

Salud ocupacional

65

7.2.1.

Definición de salud ocupacional

65

7.2.2.

Subprograma de medicina preventiva

66

7.2.3.

Orden y limpieza

66

7.2.4.

Implementación de botiquín

67

7.2.5.

Higiene industrial

67

7.2.6.

Tipos de contaminantes

67



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7.2.7.

Procedimiento a seguir en caso de accidente de trabajo.

67

7.2.8.

Disposiciones que se deberá cumplir el empleador

67

7.2.9.

Disposiciones para los trabajadores

68

ANEXOS



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LISTA DE TABLAS Pag. Tabla 1. Tipo de estructuras proyectadas. Tabla 2. Análisis de riesgos Tabla 3. Evaluación de la matriz RAM Tabla 4. Decisiones y acciones para controlar el riesgo Tabla 5. Características del sistema Tabla 6. Calibres mínimos de los conductores en media tensión Tabla 7. Límites de regulación de tensión en media tensión Tabla 8. Calculo de regulación de tensión nivel de tensión 34.5Kv, caseta válvula km 12 Tabla 9. Calculo de regulación de tensión nivel de tensión 34.5Kv, caseta válvula km 26 Tabla 10. Características del conductor seleccionado nivel de tensión 34.5 Kv red compacta Tabla 11. Características del conductor seleccionado nivel de tensión 34.5 Kv red convencional Tabla 12. Características del conductor seleccionado nivel de tensión 13.2 Kv Tabla 13. Características del conductor seleccionado de media tensión Tabla 14. Longitud del vano Vs flechas del conductor red 34.5 Kv Tabla 15. Longitud del vano Vs flechas del conductor red 13.2 Kv Tabla 16. Distancias verticales mínimas con líneas de diferentes tensiones Tabla 17. Niveles de aislamiento normalizado Tabla 18. Tipo y uso de aisladores Tabla 19. Distancias mínimas de fuga Tabla 20. Máxima tensión de contacto admisible para un ser humano

16 21 22 23 23 26 27 28 28 29 29 30 31 37 39 41 49 49 53 61



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LISTA DE FIGURAS Pág. Figura. 1. Localización de la caseta de la válvula del kilómetro 12 Figura. 2. Localización de la caseta de la válvula del kilómetro 26 Figura. 3. Distancias mínimas de seguridad en zona de construcciones Figura. 4. Distancia vertical mínima entre líneas de diferente nivel de tensión Figura. 5. Distancia a muros, proyecciones, ventanas, diferentes áreas Figura. 6. Cable cubierto semiaislado 34.5 Kv red compacta Figura. 7. Cable cubierto semiaislado 13.2 Kv red compacta Figura. 8. Distancias de seguridad horizontal y vertical Figura. 9. Diferentes niveles de tensiones que se presentan en las redes de MT y AT Figura. 10. Distancia en el aire y línea de fuga Figura. 11. Tensión disruptiva del FS6 y del aire en función de la absoluta Figura. 12. Curva de mínimos de tensión soportada Figura. 13. Coordinación de aislamiento Figura. 14. Aislador tipo pin 13.2Kv Figura. 15. Aislador tipo pin 34.5Kv. Figura. 16. Aislador tipo suspensión. Figura. 17. Mapa de niveles ceráunicos de Colombia.

13 13 40 41 42 42 43 43 44 45 47 48 49 50 51 52 56



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MEMORIAS DE CÁLCULO DEL PROYECTO



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INTRODUCCIÓN El objetivo de este proyecto es prestar las memorias de cálculo para la proyección de red en media tensión a 34.5 Kv, para uso exclusivo de las casetas que contienen las válvulas del kilómetro 12 y 26 de la línea de transferencia de gas Cupiagua- Cusiana, la cual utilizara en algunos sectores la misma servidumbre de la red de media tensión existente con nivel de tensión de 13.2 Kv para distribución del sector rural en municipio de Aguazul departamento de Casanare.

1.

JUSTIFICACIÓN

Este proyecto se presenta debido a la necesidad que se requiere del servicio de energía eléctrica de forma continua, segura y confiable para las casetas que contienen las válvulas del kilómetro 12 y 26 de la línea de transferencia de gas Cupiagua- Cusiana del municipio de Aguazul departamento de Casanare, teniendo en cuenta que las redes de distribución en media tensión 13.2 Kv existentes en la zona, se encuentras sobre cargadas y con falta de mantenimiento, prestando un servicio deficientes e intermitente afectando el correcto funcionamiento y deterioro de los equipos eléctricos de estas dos casetas, sin mencionar el deterioro de algunas estructuras de apoyo, la arborización que se encuentra sobre las redes y las edificaciones que están muy cerca de las mismas incumpliendo el artículo 13. (Distancias mínimas de seguridad), del reglamento técnico de instalaciones eléctricas RETIE, Resolución número 9 0708 de Agosto 30 del 2013. El trazado de la red de 35.4 Kv proyectada para las para la caseta que contiene válvula del kilómetro 26 de la línea de transferencia de gas Cupiagua- Cusiana, se realizará en doble circuito abierto teniendo en cuenta la servidumbre de la red de media tensión existente de 13.2 Kv. Del mismo modo el trazado para la caseta que contiene la válvula del kilómetro 12 de la línea de transferencia de gas Cupiagua- Cusiana, se realizará en doble circuito en algunos sectores se utilizará el trazado de la red de media tensión existente en red abierta convencional y en otros se realizara nuevos trazados debido al difícil acceso del trazo actual, la cual se proyectara en red compacta por donde hay fácil acceso, para facilitar la construcción y mantenimiento de la misma. De acuerdo a lo expresado anteriormente se presenta este proyecto con el objetivo de realizar los diseños y construcción de las redes de media tensión en doble circuito a un nivel de tensión de 34.5/13.2 Kv, para mejorar la confiabilidad del servicio de energía eléctrica para las casetas en mención. Debido a la presencia de arborización notoria en algunos sectores, en el trazado de la red de media tensión existente y proyectada, se diseñara en red abierta y compacta según norma Codensa de doble circuito conformada básicamente por tres conductores de aluminio protegidos con aislación de



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polietileno reticulado (XLPE); sustentados por un cable de acero galvanizados, distancias reducidas entre fases (disposición compacta), de manera de asegurar correctas condiciones técnico económicas de la instalación, evitando de esta manera la poda masiva de árboles existentes. Y cable de aluminio desnudo ACSR para las redes abiertas convencionales, los calibres serán resulta de los cálculos de carga y normas que le apliquen, mejorando la calidad del servicio de energía eléctrica. Los cables protegidos se aplican en sustitución de las redes aéreas convencionales y son indicadas en lugares donde son constantes las salidas de servicio causadas por contacto con objetos extraños a la red, lugares donde se requiere mejorar el índice de confiabilidad y seguridad y/o optimizaciones de las instalaciones eléctricas de acuerdo a los siguientes criterios.  



   

Áreas de congestionamientos de circuitos (salidas de subestaciones) Áreas donde se exige un alto grado de confiabilidad debido a las características de los consumidores, tales como hospitales, emisoras de te televisión, centro de procesamientos de datos e industriales. Condominios cerrados, considerando los aspectos de confiabilidad, seguridad e impacto visual. Tramos de difícil acceso. Áreas de difícil convivencia de las redes convencionales con las edificaciones. Áreas con frecuentes actos de vandalismo En áreas rurales con vegetación preservadas por ley

2.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

2.1.

Localización del proyecto

El proyecto está localizado en el municipio de aguazul departamento de Casanare, en dos sectores sobre la línea de trasferencia de gas Cupiagua – Cusiana. El primer sector es la caseta de la válvula del kilómetro 12 y tiene coordenadas de arranque 5° 9'8.51"N 72°34'34.19"W y coordenadas llegada 5° 9'20.12"N 72°33'38.75"W, como se observa en la figura 1. El segundo sector es el de la caseta de la válvula del kilómetro 26 y tiene coordenadas de arranque 5° 3'6.94"N 72°36'36.10"W y coordenadas de llegada 5° 3'41.40"N 72°37'27.60"W, como se observa en la figura 2.



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Figura. 1. Localización de la caseta de la válvula del kilómetro 12

Figura. 2. Localización de la caseta de la válvula del kilómetro 26



2.2.

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Número de usuarios

Los usuarios para el cual se está realizando este proyecto son las casetas que contienen las válvulas de los kilómetros 12 y 26 de la línea de transferencia de gas Cupiagua- Cusiana

2.3.

Alcance del proyecto

El presente proyecto tiene como objeto presentar las memorias de cálculo y planos eléctricos para la construcción de las redes eléctricas en doble circuito en media tensión 34.5/13.2 Kv para las casetas que contiene válvulas de los kilómetros 12 y 26 de la línea de transferencia de gas CupiaguaCusiana. En red abierta convencional y compacta en los sectores donde hay presencia de arborización.

2.4.

Normas aplicables

Para la elaboración del siguiente proyecto se tuvieron en cuenta las siguientes normas:       

2.5.

Código Eléctrico Colombiano NTC-2050 primera actualización Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE), Agosto del 2013 Normas Técnicas Codensa Normas ICEL Norma EBSA Norma Técnica Colombiana (Protección contra rayos) NTC-4552-1-2-3 Norma IEEE Std 80-2000

Características de la carga

La carga instalada está conformada básicamente por dos subestaciones de distribución que alimenta los equipos de las casetas de las válvulas de los kilómetros 12 y 26 con las siguientes características.    

Nivel de tensión primario Nivel de tensión Secundario Potencia Cargabilidad aproximada

35.4 KV 208/120 VAC 60 KVA 90%



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2.6. Criterios del trazado de la red de media tensión Las consideraciones determinantes para la escogencia de la ruta de la red compacta de media tensión, se basan en los siguientes criterios y parámetros: 

   

 

Ubicación y propietario del punto de arranque de la red proyectada con respecto a la fuente de alimentación existente. Selección del corredor de la red, evaluando los siguientes aspectos: Vías de acceso principales, para efectos de facilidad en la construcción y mantenimiento. Ubicación de los usuarios beneficiados. Ubicación de puntos críticos para el cruce de redes aéreas de diferentes niveles de tensión, vías, definición de alineamientos y ángulos obligados. Ubicación equidistante del transformador de distribución dentro del proyecto. Ubicación de las estructuras de apoyo.

2.6.1. Impacto ambiental Las características ambientales principales de la zona del proyecto son las siguientes: 

No existe presencia notoria de contaminación atmosférica por humos o partículas nocivas a la salud. Presencia regular de partículas por fuertes vientos (polvareda). No existe contaminación sonora, a excepción del ruido producido por las bocinas de los vehículos motorizados que circulan por la vía. No se presentan procesos de erosión de tierra. No existe riesgo de cambio de uso de suelos por ser una zona privada.

2.6.2. Influencia del proyecto sobre el medio ambiente Para la ejecución del proyecto se considera un sistema de distribución que cause el mínimo impacto negativo en el medio ambiente, seleccionando rutas que no obstaculicen la actividad habitual de sus habitantes, reduciendo al mínimo la poda de áreas forestales, por tal razón el proyecto se construirá en red compacta buscando que afecte en lo mínimo el medio ambiente, Las redes eléctricas no producen efectos contaminantes al agua, ni a los suelos. Tampoco alteran negativamente las costumbres de los pobladores, no los desplaza de su normal hábitat ni los daña en lo mínimo con respecto a su salud.

2.7.

Redes en media tensión.

Las redes de distribución compacta protegida han mostrado ser una buena solución para una convivencia armoniosa de los cables de energía eléctrica y los arboles de las calles públicas, siendo una solución técnica, económica y viable para respetar las directrices ecológicas vigentes. Debido a que los conductores están cubiertos con una capa aislante permite montarlos más próximos uno de



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otros, también próximos a las ramas de los árboles, siendo el riesgo de provocar cortocircuito en caso de contacto n permanente con las ramas o entre conductores. Esto permite una compactación de la red eléctrica, que pasa de ocupar un gran espacio a uno bastante reducido y consecuentemente una menor agresión de los arboles durante la poda. La configuración utilizada para la desviación de la red de media tensión es de tipo radial, y en todo el recorrido se proyecta trifásicas trifilares y será aérea en conductor de aluminio, cuerda redonda compacta, cubierto con una capa de polietileno reticulado (XLPE), resistente a la radiación solar la cual tiene características correspondiente a un cable aislado, es decir, no presenta condiciones de aislamiento plena ni confinamiento del campo eléctrico en el dieléctrico del aislante. El calibre se seleccionará teniendo siempre en cuenta el resultado de los cálculos de diseño

2.8.

Obras proyectadas

Para efectos de diseño se tendrán en cuenta los siguientes tipos de apoyos y estructuras según la norma IPSEL - Codensa. Los apoyos serán en poste de concreto y la herrajería para las estructuras de media, deberán cumplir con lo establecido en el capítulo 3, numeral 20.17 estructuras, postes y crucetas para redes de distribución.

2.8.1. Inventario de apoyos Nivel de tensión Media tensión (34.5/13.2 KV)

                

Descripción del poste Estructura RH - 240 Estructura RH - 280 Estructura RH - 250 Estructura NC – 730 Estructura R – 130 Estructura P – 112 Estructura P – 103 Estructura R – 114 Estructura NC - 711 Estructura LA – 476 Codensa Estructura LA – 481 Codensa Estructura LA – 463 Codensa Estructura LA – 461 Codensa Estructura LA – 464 Codensa Estructura LA – 480 Codensa Estructura LA – 467 Codensa Estructura LA – 466 Codensa

Tabla 1. Tipo de estructuras proyectadas.



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2.8.2. Longitud de empotramiento La longitud de empotramiento se calcula mediante la siguiente expresión: Lep = 0.1*Let+K Dónde: Lep = Longitud de empotramiento en metros Let = Longitud total de la estructura en metros K = Constante, para rural es 0,6 K = Constante, para urbano es 0,4

2.9.

Impedancias de puesta a tierra

Las impedancias de puesta a tierra de la subestación de las redes de media y baja tensión deben obedecer a lo expresado en la tabla 15.4. Valores de referencia para resistencia de puesta a tierra del reglamento técnico de instalaciones eléctricas.   

2.10.

Subestaciones de media tensión Protección contra rayos Punto neutro de acometida en baja tensión

10Ω 10Ω 25Ω

Análisis de riesgo de origen eléctrico

La creciente utilización de la energía eléctrica, en todas las aplicaciones de la vida actual, obliga a aconsejar al usuario de la electricidad para familiarizarlo con los medios de protección y con los riesgos a los que está expuesto. En general la utilización y dependencia tanto industrial como doméstica de la energía eléctrica ha traído consigo la aparición de accidentes por contacto con elementos energizados o incendios. El número de accidentes sigue al avance de electrificación de un país. La mayor parte de los accidentes con origen eléctrico se presentan en los procesos de distribución y utilización. A medida que el uso de la electricidad se extiende se requiere ser más exigentes en cuanto a la normalización y reglamentación. El resultado final del paso de una corriente eléctrica por el cuerpo humano puede predecirse con un gran porcentaje de certeza, si se toman ciertas condiciones de riesgo conocidas y se evalúa en qué medida influyen todos los factores que se conjugan en un accidente de tipo eléctrico. Por tal razón el personal que intervenga en una instalación eléctrica, en función de las características de la actividad, proceso o situación, debe aplicar las medidas necesarias para que no se potencialice un riesgo de origen eléctrico.



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2.10.1. Protección contra contacto directo o indirecto Para prevenir y proteger contra contactos directos e indirectos deben implementarse al menos dos de las siguientes medidas: Las primeras medidas que se deben tener en cuenta en las instalaciones de distribución y de uso final de la electricidad son:       

Distancias mínimas de seguridad en zonas de construcción Señalización de equipos energizado. Equipos de protección contra corrientes de fuga. Dispositivos de corte automático de la alimentación. Conexiones equipotenciales. Sistemas de puesta a tierra. Regímenes de conexión a tierra, que protejan a las personas frente a las corrientes de fuga.

En toda instalación de uso final, el conductor neutro y el conductor de puesta a tierra de un circuito deben ir aislados entre sí, solo deben unirse con un puente equipotencial en el origen de la instalación y antes de los dispositivos de corte, dicho puente equipotencial principal debe ubicarse lo más cerca posible de la acometida o del transformador.

2.10.2. Protecciones contra sobrecorrientes La protección contra sobrecorriente de los conductores y equipos se instala de modo que abra el circuito si la corriente alcanza un valor que pudiera causar una temperatura excesiva o peligrosa de los conductores o su aislamiento.

2.10.3. Capacidad de interrupción nominal Los equipos destinados para interrumpir las corrientes de falla, deben tener una capacidad de interrupción nominal suficiente para la tensión nominal del circuito y para la corriente disponible en los terminales de línea del equipo. Los equipos destinados para interrumpir la corriente a otros niveles distintos del de falla, deben tener una capacidad de interrupción a la tensión nominal del circuito, suficiente para la corriente que deba interrumpir.

2.10.4. Impedancia del circuito y otras características Los dispositivos de protección contra sobrecorriente, la impedancia total, la capacidad nominal de cortocircuito de los componentes y otras características del circuito que debe proteger, se deben elegir y coordinar de modo que permitan que los dispositivos para protección del circuito utilizados para eliminar una falla, lo hagan sin causar daños extensivos a los otros componentes eléctricos del circuito.



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Esta falla podrá ocurrir entre dos o más conductores del circuito o entre cualquier conductor del circuito y el conductor de puesta a tierra o la canalización metálica que lo contiene.

2.10.5. Cortocircuito Fenómeno eléctrico ocasionado por una unión accidental o intencional de muy baja resistencia entre dos o más puntos de diferente potencial de un mismo circuito, El cortocircuito se produce normalmente por fallos en el aislante de los conductores, cuando estos quedan sumergidos en un medio conductor como el agua o por contacto accidental entre conductores aéreos por fuertes vientos o rotura de los apoyos. Debido a que un cortocircuito puede causar importantes daños en las instalaciones eléctricas e incluso incendios, estas instalaciones están normalmente dotadas de fusibles, interruptores magneto térmicos o diferenciales a fin de proteger a las personas y las cosas.

2.10.6. Ausencia de energía Este fenómeno es causado por fallas o daños en la red local (rayos, accidentes y daños en equipos) o fallas internas de la instalación (sobrecargas y cortos, entre otros).

2.10.7. Arcos eléctricos Un arco eléctrico es un canal conductivo ocasionado por el paso de una gran carga eléctrica, que produce gas caliente de baja resistencia eléctrica y un haz luminoso. Las causas que provocan arcos eléctricos pueden ser:   

Fallos en dispositivos de maniobra y protección Malos contactos Cortocircuitos

2.10.8. Tensión de contacto Es la diferencia de potencial que podría experimentar una persona a través de su cuerpo cuando se presenta una corriente de falla en la subestación eléctrica y al mismo tiempo tiene una mano o parte de su cuerpo en contacto con una estructura puesta a tierra. Las posibles causas pueden ser:    

Rayos Fallas a tierra Fallas de aislamiento Violación de distancias de seguridad



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2.10.9. Tensión de paso Es la diferencia de potencial que podría experimentar una persona entre sus pies con separación de 1 m, cuando se presenta una corriente de falla en una estructura cercana puesta a tierra, pero no se tiene contacto con ella. Las posibles causas pueden ser. Rayos Fallas a tierra Fallas de aislamiento Violación de áreas restringidas    

2.10.10.

Rayos

Las averías a causa de los rayos se dan por fallas de diseño, construcción, operación y mantenimiento de los sistemas de protección.

2.10.11.

Electricidad estática

Se genera a causa de la unión y separación constante de materiales con la presencia de un aislante.

2.10.12.

Equipo defectuoso

Este tipo de fallas puede originarse por falta de mantenimiento en los equipos, mala instalación o transporte inadecuado.

2.10.13.

Sobrecarga

Funcionamiento de un elemento excediendo su capacidad nominal.

2.11.

Evaluación de la matriz o panorama de riesgo

Teniendo en cuenta el riesgo que se toma al realizar de actividad para la construcción del proyecto, consecuencia y probabilidades se realiza la valoración de la matriz de valoración de riesgos (RAM).



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ANALISIS DE RIESGOS

Título:

DISEÑO DE LAS REDES DE MEDIA TENSIÓN EN 34.5 KV PARA LAS CASETAS DE LAS VÁLVULAS DEL KILÓMETRO 12 Y 26 DE LA LÍNEA DE TRANSFERENCIA DE GAS CUPIAGUACUSIANA EL MUNICIPIO DE AGUAZUL DEPART AMENTO DE CASANARE.

Evaluador

Ing. RODOLFO GONZALEZ

Observaciones: este análisis de riesgo es solo valido para valoración de la matriz RAM en proceso de diseño para efectos de construcción se deberá analizar con el grupo de trabajo. 01 DICIEMBRE DEL 2016 Fecha: Ítem QUE PASA SI? CONSECUENCIA S P R SALVAGUARDAS S P R ACCIONES S P R

1

No se realiza la cosntrución de las redes El servicio de energía eléctrica de media tensión en continuara prestandose de 34.5 Kv para las casetas manera deficiente afectando el de las válvulas del correcto funconamiento de los kilómetro 12 y 26 de la equipos eléctricos que existen en E2 B N línea de transferencia de las casetas de las válvulas de los gas Cupiagua- Cusiana kilometros 12 y 26 de la línea de el municipio de aguazul transferenia de gas Cupiagua departamento de Cusiana Casanare.

Se cuenta con ingeniería de diseño eléctrico e ingeniería de detalle para la cosntrución de las redes de media tensión en 34.5 Kv para las casetas de las válvulas del kilómetro 12 y 26 de la línea de transferencia de gas Cupiagua- Cusiana el municipio de aguazul departamento de Casanare.

Construir e imple mentar lo recomendado en el diseño eléctrico para la cosntruciónde lasredes de media tensión en 34.5 Kv para las casetas de las válvula s del kilómetro 12 y 26 dela lín ea de E2 B N t ra ns fe re nc ia d e g as C up ia gu a- C us ia na e l m unicipio de aguaz ul departam ento de Casanare. C um plir c o n la n or ma tiv id ad v ig en te p ar a la c os nt ru ció n d e la s r ed es d e m ed ia t en sió n e n E2 B N 3 4.5 Kv pa ra la s c as et as d e la s v álv ula s de l E2 B N kilómetro 12 y 26 de la lín eade transferencia de gas Cupiagua- Cusiana el municipio de aguazul departamento de Casanare.

Realizar los respectivos análisis de riesgos de trabajo (ART) y procedimientos

2

Verificar que el área de trabajo se encuentre libre de posibles insectos y animales ponzoñosos Realizar conexiones de P3 C M equipotencialización al sistema de puesta a tierra general para orientar las descargas a tierra controlando chispas que puedan que puedan generar confragacione y las tensiones de paso y contacto que generen un riesgo para los seré vivo y protejan los equipos.

si se realiza la Lesiones de primer y segundo cosntrución de las redes grado o fatalidad de media tensión en 34.5 Kv para las casetas de las válvulas del kilómetro 12 y 26 de la línea de transferencia de gas Cupiagua- Cusiana el municipio de aguazul departamento de Personal competente para realizar la Conexiones eléctricas incorrectas P2 C L Casanare. actividad. Realizar pruebas de Lesiones o fatalidades por caídas P3 C L precomisionamiento y de alturas comisionamiento de funcionalida d Utilización de los elementos de Lesiones por caída de objetos P3 C M protección personal adecuadamente (EPP)

Socialización de los ATS, procedimientos y tareas con el personal ejecutante en sitio a diario

Constructor

Supervisión durante el proceso de realización de las actividades.

Constructor P2 C M

Realizar pruebas de conexiones y selección de protecciones eléctricas

Utilizar los elementos de protección P2 C L personal (EPP) adecuados para la realización de cada actividad

Tabla 2. Análisis de riesgos

Constructor

Constructor

Quit de salvamiento, (Pértiga, epp de acuerdo a la tarea a ejecutar)

P3 C M

Constructor

Realiz ar las pruebas de funcio namie nto normal en lacosntrución de las redes de mediatensión en 34.5 Kv para las casetas de las válvulas del E2 B N kilómetro 12 y 26 de la lín eade transferencia de gas Cupiagua- Cusiana el municipio de aguazul departamento de Casanare.

P3 C M

P1 C N

RESPONSABLE

Realización de pruebas finales de funcionalidad

Constructor

P1 C N

Constructor

P2 C L

Constructor

P3 C M

Constructor



RIESGO A EVALUAR

CAIDAS A (NIVEL, ALTURAS) , QUEMADURAS, ATRAPAMIENTOS.

TRABAJOS EN ALTURAS, RADISIÓN SOLAR, EXCAVACIONES, CONTRUCCIONES

POR

Página 22 de 69

CONSTRUCCIÓN RED B.T Y SUBESTACIÓN DE DISTRIBUCIÓN

(AL) O (EN)

FACTOR DE RIESGO (CAUSA)

EVENTO O EFECTO

CONSECUENCIAS

A

FUENTE

B

PROBABILIDAD C

D

E Sucede varias

Personas

Económica

Ambiental

Clientes

Imagen de la Empresa

No ha ocurrido Ha ocurrido en Ha ocurrido en en la Industria la Industria la Empresa

Sucede varias veces al año en la Unidad, veces al año en la Empresa Superintendencia o Departamento

Una o mas fatalidades

Nota 1

Incapacidad permanente (parcial o total)

Incapacidad temporal (>1 día)

Catastrófica Contaminación > $10M Irreparable

Veto como proveedor

Internacional

5

M

M

H

H

VH

Pérdida de Grave Contaminación participación en el $1M a $10M Mayor mercado

Nacional

4

L

M

M

H

H

Pérdida de clientes y/o desabastecimiento

Regional

3

N

L

M

M

H

E fe ct o M en or

Q ue ja s y /o reclamos

Local

2

N

N

L

L

M

Severo Contaminación $100k a $1M Localizada

Lesión menor (sin incapacidad)

Importante $10k a $100k

Lesión leve (primeros auxilios)

Marginal < $10k

E fec to Leve

Inc umplir especificaciones

Interna

1

N

N

N

L

L

N in gu na le si ón

N in gu na

N in gú n e fe ct o

N in gú n i mp ac to

Ningún impacto

0

N

N

N

R

N

Nota 1.

Todo accidente con fatalidad(es) debe ser valorado como MUY ALTO (VH) ; teniendo en cuenta que toda fatalidad es un riesgo intolerable.

Esta Información se incluye por necesidad del área:

ACTIVIDAD QUE SE VA A REALIZAR: LA ACTIVIDAD SE REALIZA EN:

DEFINICIONES DE LOS RIESGOS:

Construcción de redes de distribución de media y baja tensión FECHA DE EVALUACIÓN 01/12/2016 (día/mes/año): VH: (Very High). Muy Alto. Aprobación del ART por el Gerente H: (High). Alto. Aprobación del ART por el Supervisor del área M: (Medium). Medio. Aprobación del ART por el Supervisor del área L: (Low). Bajo. Aprobación del ART por el Emisor N: (None). Muy Bajo. Aprobación de l ART por el Emisor FRIO

X

CALIENTE

Tabla 3. Evaluación de la matriz RAM COLOR

NIVEL DE RIESGO

Muy alto

Alto Medio

DECISIONES A TOMAR Y CONTROL Inadmisible para trabajar. Hay que eliminar fuentes potenciales, hacer reingeniería o minimizarlo y volver a valorarlo en grupo, hasta reducirlo.

Minimizarlo. Buscar alternativas que presente menor riesgo. Demostrar cómo se va controlar el riesgo, aislar con barreras o distancia, usar EPP. Requiere permiso especial de trabajo. Aceptarlo. Aplicar los sistemas de control (minimizar,

PARA EJECUTAR LOS TRABAJOS Buscar procedimientos alternativos si se decide hacer el trabajo. La alta dirección participa y aprueba el análisis de trabajo seguro (AST) y autoriza su realización, mediante un permiso especial de trabajo (PES). El jefe de o supervisor del área involucrada, aprueba el análisis de trabajo seguro (AST) y el permiso de trabajo (PT) presentados por el líder a cargo del trabajo. El líder del grupo de trabajo diligencia



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aislar, suministrar EPP, procedimientos protocolos, lista de verificación, usar EPP). Requiere permiso de trabajo Asumirlo. Hacer control administrativo rutinario, seguir los procedimientos establecidos. Utilizar EPP No requiere permiso especial de trabajo.

el análisis de trabajo seguro (ATS) y el jefe de área aprueba el permiso de trabajo (PT) según procedimientos establecidos. El líder de trabajo debe verificar ¿Qué puede salir mal o fallar? ¿Qué pueda causar que algo falle o salga mal? ¿Qué podemos hacer para evitar que algo salga mal o falle? No afecta la secuencia de las actividades 



Bajo



Muy bajo

Vigilar posibles cambios

Tabla 4. Decisiones y acciones para controlar el riesgo. De acuerdo a la evaluación del análisis de riesgo y valoración de la matriz de valoración de riego se califica como nivel medio, debido a lo anterior y teniendo en cuenta la tabla 4, se debe implementar las acciones para el control de riesgo nivel medio.

3.

MEMORIA DE CÁLCULO

A continuación se presentan los cálculos eléctricos que contienen cálculos de regulación, perdidas de potencia, sección del conductor.

3.1.

Características del sistema

Para efectos del diseño eléctrico del proyecto se ha considerado las siguientes características: CARACTERISTICAS DEL SISTEMA Número de transformadores: 2 Potencia de los transformadores: 30 / 30 KVA Tensión nominal primaria: 34.5 KV Tensión nominal secundaria: 220/120 V Tensión máxima de servicio: 35 KV / 15KV Corriente máxima del circuito primaria: 0.49 A / 0.49 A Corriente máxima del circuito secundaria: 78.72 A / 78.72 A Frecuencia nominal: 60 Hz Factor de Potencia: 0,90* Tabla 5. Características del sistema *El factor de potencia seleccionado para el diseño del proyecto se tomó según lo establecido en la resolución CREG 108 de 1997.



3.2.

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Criterios de selección de los conductores de media tensión

El calibre del conductor de la red de media tensión se seleccionará teniendo en cuenta los siguientes criterios. - Capacidad de corriente. - Regulación de tensión. - Perdidas de potencia La capacidad de corriente del conductor seleccionado para circuitos en media tensión, no debe ser inferior a la corriente correspondiente a la menada máxima diversificada.

3.2.1. Protección máxima de corriente Los circuitos primarios de las redes aéreas compactas y convencionales de media tensión serán protegidos contra fallas de cortocircuito (máxima corriente) con cortacircuitos y fusibles de expulsión.

3.2.2. Protección contra sobretensiones La protección contra sobretensiones en las redes aéreas compactas y convencionales será realizada mediante descargadores de óxido de zicn, dimensionados e instalados adecuadamente, de modo de obtener el mayor empleo del equipamiento protector y la máxima protección para la red.

3.2.3. Localización de los descargadores Se recomienda la instalación de descargadores de sobretensiones en los siguientes puntos. En las estructuras con transformadores de distribución En las salidas de líneas troncales En todo final de línea troncal y ramal En puntos intermedios de línea troncal En estructuras de transición, si corresponde ( cambio de línea convencional a protegida y viceversa)     

3.2.4. Equipo de maniobra Los equipamientos a utilizar así como los puntos de localización, para la protección de las redes compactas y convencionales pueden ser. Seccionadores autodesconectadores con cartucho de fusible Seccionadores tripolares a cuerno comando por estribo Reconectadores   



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3.2.5. Puesta a tierra del cable de acero de sustentación para redes compactas y convencionales El cable de acero galvanizado de sustentación o línea de guarda será aterrizado a tierra como mínimo los puntos de transformación. En los sectores donde no existan puestos de transformación deberá ser aterrizado en intervalos no menores o iguales a 200 metros para redes compactas, y para redes convencionales en este caso en todas las estructuras de apoyo.

3.2.6. Puesta a tierra temporaria de los circuitos primario En los circuitos primarios con cables protegidos se deberá prever, en intervalos aproximadamente 300 metros, la instalación del estribo deberá ser con conectores tipo cuña para la conexión al conjunto de puesta a tierra temporaria para la ejecución de los servicios de mantenimiento en condiciones de seguridad operativa

3.2.7. Dimensionamiento de estructuras Para el cálculo de los esfuerzos en las estructuras deberán ser adoptados los valores de las tracciones definitivas del cable de sustentación, cuando corresponda, los cables protegidos en sus respectivos puntos de aplicación.

3.2.8. Herrajes, ménsulas y crucetas En los potes de transición (redes convencionales / redes protegidas) se utilizaran accesorios normalizados estándar. En general las demás estructuras de las redes de distribución protegidas contaran con soportes, accesorios etc., específicos.

3.2.9.

cables de sustentación y líneas de guarda

Se utilizara cables de acero galvanizado, preferentemente formados por 1x19 en un todo de acuerdo a las normas de construcción IRAM 722. Los diámetros variaran desde 6.4 mm para sustentación de re protegida conformada por cables de 35 mm2 de sección hasta 9.5 mm para cables de 185 mm 2 de sección. En los ángulos se utiliza aisladores para amarrar los conductores.

3.2.10. Espaciadores Los espaciadores de la red compacta se deben ubicar a una distancia de 7 a 10 metros medidos desde el poste en ambos sentidos. Entre espaciadores se instalaran cada 10 m.



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3.2.11. Vanos en redes compactas En las redes primarias y secundarias, únicamente con línea de media tensión, podrán proyectarse vanos hasta de 70 metros. En cambio, en particular sobre las redes secundarias, sobre los soportes se extiendan vamos de baja tensión el vano será entorno de 35 metros.

3.2.12. Retenidas Las retenidas se instalaran cada c ada 300 metros aproximadamente. aproximadamente.

4.

SELECCIÓN DE CONDUCTO CONDUCTORES RES

4.1.

Calibres mínimos de los conductores

El calibre mínimo se seleccionó de acuerdo a la tabla 6 y a los siguientes criterios. -

Capacidad de corriente. Regulación de tensión. Perdidas de potencia

Tabla 6. Calibres mínimos de los conductores en media tensión Fuente. Norma EBSA E.S.P

4.2.

Selección del conductor redes de 34.5 KV en red compacta y convencional

4.2.1. Por capacidad amperimetrica La capacidad de corriente del conductor seleccionado para circuitos en media tensión, no debe ser inferior a la corriente corriente correspondiente a la de la carga que que alimenta 

Dónde: Inom = Corriente nominal del sistema Sᴓ3 = Potencia del sistema

  



V = Tensión del sistema

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

            La corriente del conductor con un margen de sobre carga del 15% será.

                   4.2.2. Por regulación de tensión La regulación máxima permisible para el circuito de media tensión se seleccionó de acuerdo a la tabla 7.

Tabla 7. Límites de regulación de tensión en media tensión Fuente. Norma EBSA E.S.P El calibre del conductor seleccionado deberá ser tal que la regulación de tensión se encuentre dentro de los parámetros establecidos. - Nivel de tensión rural (V) - Regulación máxima permisible (%) - Longitud de la línea (km) - Sistema seleccionado

34500 2 1 Trifásico trifilar

El porcentaje de regulación de tensión del circuito se calcula mediante la siguiente expresión: % regulación = (∆V/V r )*100 )*100 Dónde: ∆V = Delta de caída caída de tensión. tensión.

Vr = = Voltaje nominal del circuito. La delta de caída de tensión para sistemas trifásicos lo calculamos mediante la siguiente expresión: expresión:



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∆Vfase-neutro = ZEF *L*I

Dónde: ZEF = Impedancia eficaz L = Longitud de la línea I = Corriente del sistema La impedancia eficaz se obtiene mediante mediante la siguiente expresión: ZEF = RCosΘ + XLSenΘ

Dónde:

Θ = Angulo del factor de potencia del circuito

R = Resistencia a la corriente alterna del conductor XL = Reactancia del conductor Los cálculos de regulación de tensión y pérdidas de potencia para el tramo de red de media tensión a reubicar se presentan en la tabla 8. MEMORIAS DE CÁLCULOS CÁLCULO DE REGULACIÓN Y PERDIDAS DE POTENCIA NIVEL DE TENSION 34.5 KV CASETA VAVULA DEL KM 12

Topo Topo de conduct conductor or Tramo Tramo

Red compacta, cable semiaislado 3#2/0AWG 35KV Red convencional, cable Al ACSR 3#2/0AWG 35KV

E-0 hasta E-44 E-45 hasta E-61

TOTALES

Potencia Potencia Nivel de Calibre R XL Distancia Cargas Factor de Corriente Coseno Seno instalada instalada tensión del (Ohm/ (Ohm/ en (KM) instaladas potencia maxima (Θ) (Θ) en KW en KVA (V) conductor Km) Km)

2,4

1

27

0,90

30,000

34500

0,50

2/0

0,90

0,44

2,1

1

27

0,90

30,000

34500

0,50

2/0

0,90

0,44

4,5

1

27,000

30,000

Zeq

Momento

% Regulación

∆Vfase-fase

0,443 0,2901 0,53

0,59

0,421

0,72

)*100

(%) Regulación total

Perdidas de potencia

1,078

0,003

0,003

9,74E-09

1,327

0,004

0,007

1,17E-08

parcial (∆V/Vr

0,50

0,007

2,15E-08

Tabla 8. Calculo de regulación de tensión nivel de tensión 34.5Kv, caseta válvula v álvula km 12 . MEMORIAS DE CÁLCULOS CÁLCULO DE REGULACIÓN Y PERDIDAS DE POTENCIA POTENCIA DE LA RED DE MEDIA TENSI TENSI ÓN CON SIS TEMA TRIFÁSI CO EN RED CONVENCI ONAL CASETA DE LA VÁLVULA DEL KM 26 TIPO DE CONDUCTOR: K DE REGULACIÓN (%/(kVA*M)) Resistencia encia de conductor ACSR No. 2 a 25 °C (Ohm/m) TIPO DE CONDCUTOR

TRAYECTO

Cable de (Al) E12 desnudo ACSR E0 - E1 2/0 AWG

DISTANCIA NUMERO DE (m) USUARIOS

24 00

1

T ENSIÓN PRIMARIO: 34500 VAC T ENSIÓN SECUNDARIO: 220V-120VAC F ACT OR DE POT ENCIA: 0,90 fp

AC ACSR No. 2/0 AWG 5,26E- 07 0,8740000000

DEMANDA DIVERSIF. (kVA/Usu)

CARGA USUARIOS (kVA)

CORRIENTE (A)

K DE REGULACIÓN

MOMENTO (KVA * m )

PARCIA L

30

30

0,001

5,26E- 07

72000,00

3,79E- 02 3,79E- 02

REGULACION % TOTAL

POTENCIA KW

0,0270

PERDIDAS POTENCIA % PARC

ACU M

1,96E- 05 1,96E-05

Tabla 9. Calculo de regulación de tensión nivel de tensión 34.5Kv, caseta válvula km 26



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4.2.3. Selección del conductor red con nivel de tensión 34.5 Kv Teniendo en cuenta los cálculos de corriente máxima, regulación de tensión y pérdidas de potencia del sistema, se selecciona el conductor Ecológico Semiaislado para red compacta en zonas arborizadas con las siguientes características. CARACTERISTICAS DEL CONDUCTOR SELECCIONADO ECOLOGICO DE MEDIA TENSIÓN 34.5 KV

Tipo Ecológico Semiaislado XLPE Calibre 2/0 AWG Diámetro conductor 10.6 mm Diámetro cable 15.6 mm Tensión de operación 35 KV Hilos Al 6 Un Ac 1 Un Peso unitario 818 Kg/Km Carga mínima de rotura 1090 Kgf Capacidad 70 °c 152 Amp Capacidad 90 °c 221 Amp Ω/Km Resistencia a 20°c .443 Ω/Km Resistencia a 90 °c max. fase 0.568 Ω/Km Reactancia 0.2901 Normas aplicables NTC 5909- ASTM B232 Tabla 10. Características del conductor seleccionado nivel de tensión 34.5 Kv red compacta Características del conductor en aluminio desnudo ACSR para zonas no arborizadas en redes convencionales. CARACTERISTICAS DEL CONDUCTOR SELECCIONADO ACSR Tipo QUAIL Calibre 2/0 Diámetro 8.98 Sección 41.03 Mod. Eslat. 8100 Coef. Dilat. Térmico 1.91 Hilos Al 6 Ac 1 Peso unitario 272 Carga mínima de rotura 2404 Capacidad 270 Resistencia a 25 °c max. fase 0.424

DE MEDIA TENSIÓN 34.5 KV ASCR AWG Mm mm2 Kg/mm2 105.1/°c Un Un Kg/Km Kgf Amp Ω/Km

Tabla 11. Características del conductor seleccionado nivel de tensión 34.5 Kv red convencional



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4.2.4. Selección del conductor red con nivel de tensión 13.2 KV Teniendo en cuenta que en el sector se cuenta con redes de distribución a un nivel de tensión de 13.2 Kv, y que no se cuenta con una potencia estimada para la realización de cálculos de regulación y perdidas de potencias, se selecciona un conductor del mismo calibre y capacidad que el existente en redes convencionales, en los tramos donde no hay presencia de arborización. En la zonas que existe presencia de arborización y viviendas que se aproximan demasiado a la red de media tensión existente, incumpliendo el artículo 13 del reglamento técnico de instalaciones eléctricas RETIE, se seleccionó conductor ecológico semiaislado Características del conductor Ecológico Semiaislado para zonas arborizadas en redes compactas. CARACTERISTICAS DEL CONDUCTOR SELECCIONADO ECOLOGICO DE MEDIA TENSIÓN 34.5 KV

Tipo Ecológico Semiaislado XLPE Calibre 2 AWG Diámetro conductor 7.535 mm Diámetro cable 12.35 mm Tensión de operación 15 KV Hilos Al 6 Un Ac 1 Un Peso unitario 317 Kg/Km Carga mínima de rotura 588 Kgf Capacidad 70 °c 99 Amp Capacidad 90 °c 143 Amp Ω/Km Resistencia a 20°c .868 Ω/Km Resistencia a 90 °c max. fase 1.113 Ω/Km Reactancia 0.3162 Normas aplicables NTC 5909- ASTM B232 Tabla 12. Características del conductor seleccionado nivel de tensión 13.2 Kv Características del conductor en aluminio desnudo ACSR para zonas no arborizadas en redes convencionales. CARACTERISTICAS DEL CONDUCTOR SELECCIONADO ACSR Tipo SPARROW Calibre 2 Diámetro 8.03 Sección 39.23 Mod. Eslat. 8100 Coef. Dilat. Térmico 1.91 Hilos Al 6 Ac 1 Peso unitario 0.136

DE MEDIA TENSIÓN 13.2 KV ASCR AWG Mm mm2 Kg/mm2 105.1/°c Un Un Kg/m



Carga mínima de rotura Capacidad Resistencia a 25 °c max. fase

1295 183 0.8344

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Kgf Amp Ω/Km

Tabla 13. Características del conductor seleccionado de media tensión

4.2.5. Calculo mecánico de conductores Los esfuerzos a los que se someten los conductores de las líneas aéreas se derivan de su propio peso, de la carga debida al viento, de las variaciones de temperatura y cargas adicionales como aves que descansan sobre las líneas. El peso propio actúa verticalmente, se supone que la carga debido al viento se aplica horizontalmente en el sentido perpendicular al vano. Igualmente la tensión restante en el plano perpendicular al eje de la línea es la combinación del peso propio, la carga del viento y cargas adicionales. Las 8, 9, 10 y 11 muestran las características Físicas de los conductores utilizados en el presente proyecto: El calentamiento de los conductores no altere sus propiedades eléctricas y mecánicas. Si las densidades de corriente exceden los límites para o cual están diseñados, pueden producirse calentamientos en los conductores que sin llegar a fundirlos, pueden alterar su conductividad y resistencia mecánica, también se poder ver afectados los aisladores que soportan dichos conductores. Por consiguiente se tiene en cuenta y se aplican los siguientes criterios:   

La tensión que se ejercerá sobre el conductor en condiciones iniciales de diseño no deberá ser superior al 30% de la carga de rotura del conductor. La tensión que se ejercerá sobre el conductor en condiciones finales del diseño no deberá ser superior al 60% de la carga de rotura del conductor. Para el presente diseño se han tomado temperatura mínima de 15°C, máxima de 37°C y promedio de 25°C y con una velocidad del viento máxima en nuestro ambiente de 100 km/hr.

4.2.6. Cálculo mecánico de conductores Los esfuerzos a los que se someten los conductores de las líneas aéreas se derivan de su propio peso, de la carga debida al viento, de las variaciones de temperatura y cargas adicionales como aves que descansan sobre las líneas. El peso propio actúa verticalmente, se supone que la carga debido al viento se aplica horizontalmente en el sentido perpendicular al vano. Igualmente la tensión restante en el plano



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perpendicular al eje de la línea es la combinación del peso propio, la carga del viento y cargas adicionales. En as tabla 10 y 12 se muestran las características Físicas de los conductores utilizados en el presente proyecto: El calentamiento de los conductores no altere sus propiedades eléctricas y mecánicas. Si las densidades de corriente exceden los límites para o cual están diseñados, pueden producirse calentamientos en los conductores que sin llegar a fundirlos, pueden alterar su conductividad y resistencia mecánica, también se poder ver afectados los aisladores que soportan dichos conductores.

4.2.7. Cálculo de esfuerzos de los conductores 

Peso Propio (Pc)

Este se calcula para el vano peso, definido anteriormente a partir de los pesos unitarios de los conductores. 

Esfuerzos debidos al Viento (Pv)

La presión del viento sobre superficies cilíndricas se calcula para el vano de viento definido anteriormente, mediante la siguiente expresión: P v = 0.0042xV 2 kg/m2

V: velocidad máxima del viento en kilómetros por hora. Deberá tenerse en cuenta la velocidad del viento acorde con la zona geográfica donde se desarrollará el proyecto. La carga del viento por metro de longitud es aproximadamente igual a: f v = P v xD c kg/m f v = 0.0042xV 2 xDxl

D = Diámetro del conductor en metros L= 1m Resultante 

La fuerza resultante sobre el conductor debido al peso propio y a la carga del viento es: f c = √P c2 +fv 2 kg/m



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4.2.8. Cálculo de flechas y tensiones El procedimiento para el diseño mecánico de conductores consiste en esencia en los siguientes pasos:    

Determinación de las características de los conductores seleccionados, condiciones ambientales, y vanos de prediseño de la red. Determinación matemática de la curva a utilizar, ya sea mediante cálculo exacto, o aproximado. Definición de las hipótesis de tendido del conductor, o esfuerzos permisibles. Determinación del lugar geométrico de las tensiones y la flechas para las diferentes condiciones de vanos y temperaturas, con base en la “ecuación de cambio de condiciones”.

4.2.9. Cálculo del vano regulador Es un vano equivalente ficticio, que permite obtener la tensión promedio en los vanos que constituyen un tramo (o templa). Este vano es usado para la construcción de la plantilla de localización de apoyos. Vr = (l13+l23+…l33/ l1+l2+…l3) 4.2.10. Cálculo de flechas La Ecuación de la flecha para vanos con apoyos a nivel es: 2 F = P c xl /8xt

F= Flecha en el centro del vano, en metros. Pc= Peso por unidad de longitud, en kilogramo por metro. l= Longitud del vano, en metros. t= Componente horizontal de la tensión en el conductor, en kilogramos.

4.2.11. Vano máximo posible La tensión mínima en el conductor en el punto de soporte, ocurre cuando la flecha es igual a F=0,337L. Lmax = 2.696x t/P c

4.2.12. Efecto de la temperatura ecuación del cambio de estado La tensión en el conductor varía en proporción inversa a la temperatura, y la flecha en proporción directa. Las anteriores relaciones pueden expresarse de la siguiente forma:



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t = Tensión final del conductor en kg/m. t1 = Tensión inicial del conductor en kg/m. ᴓ= Coeficiente de dilatación lineal por grado centígrado. T = Temperatura Final, en º C. T1 = Temperatura inicial, en º C. s = Área del conductor en mm2. E = Módulo de elasticidad, en kg/mm2. fc = Esfuerzos en el conductor para las condiciones finales, en kg/m. fc1 = Esfuerzos en el conductor para las condiciones iníciales, en kg/m. F = Flecha final del conductor, en metros. F1 = Flecha inicial del conductor, en metros. l = Longitud del vano, en metros. Módulo de elasticidad E: Coeficiente de dilatación lineal:

4.2.13. Cálculo de los esfuerzos mecánicos del conductor seleccionado para la red de 34.5 Kv Para determinar los esfuerzos y flechas de los conductores, se tuvieron en cuenta las siguientes condiciones: Vano a nivel Temperatura de trabajo Temperatura de verificación Velocidad del viento a 20ºC Tensión a 60ºC

50 m 60º C 20º C 100 km/h 25% del esfuerzo de rotura sin viento

Las características del conductor seleccionado se presentan en la tabla10. Módulo de elasticidad E: E = 8400 kg/mm 2



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Coeficiente de dilatación lineal: = 18.9x10 -6 1/°C

ᴓ

Tensión inicial (60 ºC) t1: t1 = 1090x0.25 = 272.5 kg t1[kg/m] = 272.5/50 = 5.45 kg/m F1 = ((0.818*502)/8*272.5) = 0.938 m 

Flecha inicial 20 °C

En la condición final a 20 °C, se obtiene: 

Esfuerzos a 20 °C



Fuerza viento (f 2) = 0.0042x (1002) x10.6x10-3x1 Fuerza viento (f 2) = 0.4452 kg/m 

Esfuerzo resultante (f c) f c = √P c2 +fv 2 kg/m f c = √(0.818 2 +0.4452 2 ) f c = 0.931 kg/m

Peso propio = 0.818 kg/m 

Flecha a 20 °C

Reemplazando en la ecuación de cambio de estado F3 –F [0.93822 + (3x 502 18.9-6 (20-60))/8 – (3x 502 x5.45) / (8x88.24x8400)] = ((3x 50 4 x0.931) / (64x88.24x8400)) F3 –F [0.8653] = 0.3679 F = 0.652 m 

Tensión a 20 °C

Puede encontrarse su valor aproximado por la ecuación de la parábola



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t = (Pc* l2)/(8*F) t = (0.818* 502)/(8*0.652) t = 392.06 kg Es decir, que la tensión en condiciones finales es del 35.96% de su tensión de rotura (1090 kg). 

Longitud del conductor a 20 °C Lc = l + (8* F 2)/ (3*l) Lc = 50 + (8* 0.652 2)/(3*50) Lc = 50.02 m

4.2.14. Cálculo de las plantillas. Para las curvas en caliente se toma como parámetro básico de tensión de rotura a 25°C, sin viento. Para las curvas en frío se toma como parámetro básico la tensión a 15°C sin viento. La curva depende solamente del parámetro h definido por la relación entre la tensión del conductor y su peso unitario. De donde; h = t/ Pc F = A2/ (8h) Reemplazando: Donde; h = Parámetro del conductor. f = Flecha del conductor en m. T = Tensión del conductor en kg. Pc = Peso unitario del cable en kg/m A = Vano en metros.

F = A2 *Pc / (8h)

Parámetro h para una tensión de 15.7% de la tensión de rotura del conductor seleccionado:

Flecha del conductor según el parámetro h:

h = 272.5/0.818 h = 333.12 F = A2/ (8*333.12) F = A2 / 2665

A continuación se muestra las curvas con las que se elaboró la plantilla. La curva de distancia a tierra se tomó a una distancia mínima de los conductores a tierra de 9.4 m y la localización de las estructuras con 20 m.



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Construcción de la tabla según las dos ecuaciones anteriores para el conductor 2/0 AWG: Longitud vano Conductor ecológico semiaislado ACSR 2/0 A (m) F (m) 20 0.15 40 0.60 50 0.93 60 1.35 80 2.40 100 3.75 Tabla 14. Longitud del vano Vs flechas del conductor red 34.5 Kv

4.3.

Cálculo de los esfuerzos mecánicos del conductor seleccionado para la red de 13.2 Kv

Para determinar los esfuerzos y flechas de los conductores, se tuvieron en cuenta las siguientes condiciones: Vano a nivel Temperatura de trabajo Temperatura de verificación Velocidad del viento a 20ºC Tensión a 60ºC

50 m 60º C 20º C 100 km/h 25% del esfuerzo de rotura sin viento

Las características del conductor seleccionado se presentan en la tabla 12. Módulo de elasticidad E: E = 8400 kg/mm 2

Coeficiente de dilatación lineal: = 18.9x10 -6 1/°C

ᴓ

Tensión inicial (60 ºC) t1: t1 = 588x0.25 = 147 kg t1[kg/m] = 147/50 = 2.94 kg/m F1 = ((0.317*502)/8*147) = 0.673 m 

Flecha inicial 20 °C

En la condición final a 20 °C, se obtiene: 

Esfuerzos a 20 °C Fuerza viento (fv) = 0.0042x (1002) x7.535x10-3x1



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Fuerza viento (fv) = 0.3164 kg/m 

Esfuerzo resultante (f c) f c = √P c2 +fv 2 kg/m f c = √(0.317 2 +0.31642 ) f c = 0.4478 kg/m

Peso propio = 0.317 kg/m 

Flecha a 20 °C

Reemplazando en la ecuación de cambio de estado F3 –F [0.6732 + (3x 502 18.9-6 (20-60))/8 – (3x 502 x2.79) / (8x44.41x8400)] = ((3x 50 4 x0.4478) / (64x44.41x8400)) F3 –F [0.4465] = 0.3516 F = 0.88 m 

Tensión a 20 °C

Puede encontrarse su valor aproximado por la ecuación de la parábola t = (Pc* l2)/(8*F) t = (0.317* 502)/(8*0.88) t = 112.5 kg Es decir, que la tensión en condiciones finales es del 19.1% de su tensión de rotura (588 kg). 

Longitud del conductor a 20 °C Lc = l + (8* F 2)/ (3*l) Lc = 50 + (8* 0.88 2)/(3*50) Lc = 50.04 m

4.3.1. Cálculo de las plantillas. Para las curvas en caliente se toma como parámetro básico de tensión de rotura a 25°C, sin viento. Para las curvas en frío se toma como parámetro básico la tensión a 15°C sin viento. La curva depende solamente del parámetro h definido por la relación entre la tensión del conductor y su peso unitario.



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De donde; h = t / Pc F = A2/ (8h) Reemplazando: F = A2 *Pc / (8h) Donde; h = Parámetro del conductor. f = Flecha del conductor en m. T = Tensión del conductor en kg. Pc = Peso unitario del cable en kg/m A = Vano en metros. Parámetro h para una tensión de 15.7% de la tensión de rotura del conductor seleccionado:

Flecha del conductor según el parámetro h:

h = 147/0.317 h = 463.72 F = A2/ (8*463.72) F = A2 / 3709.7

A continuación se muestra las curvas con las que se elaboró la plantilla. La curva de distancia a tierra se tomó a una distancia mínima de los conductores a tierra de 9.4 m y la localización de las estructuras con 20 m. Construcción de la tabla según las dos ecuaciones anteriores: Longitud vano Conductor ecológico semiaislado ACSR 2 A (m) F (m) 20 0.10 40 0.43 50 0.67 60 0.97 80 1.72 10 2.69 Tabla 15. Longitud del vano Vs flechas del conductor red 13.2 Kv Para este diseño el máximo vano tiene una longitud de 60 m, debido a que el sistema se compone en doble circuito en media tensión, de esta manera estamos garantizando las distancias mínimas de seguridad para el montaje de redes áreas compactas, según las figuras 7 y 8. En este caso solo se realizan cálculos mecánicos para las redes compactas, debido a que son las proyectadas, las redes convencionales son existentes, solo se volverán a construir por tal razón se obvia este cálculo.



4.4.

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Distancias mínimas de seguridad

Para efectos del presente diseño, y teniendo en cuenta que frente al riesgo eléctrico la técnica más efectiva es la prevención, se realiza el análisis de distancia de seguridad para el cruce de vías, distancias verticales en cruces de líneas y zonas de construcción, dando cumplimiento a las distancias mínimas de seguridad según lo expresa el reglamento técnico de instalaciones eléctricas RETIE en su artículo 13.

4.4.1. Distancias mínimas de seguridad en zonas de construcción

Figura. 3. Distancias mínimas de seguridad en zona de construcciones Fuente. Reglamento técnico de instalaciones eléctricas



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4.4.2. Distancias verticales mínimas en vanos con líneas de diferente tensión La distancia vertical mínima entre la línea. -

Línea superior 13.2 Kv Línea inferior < 1 Kv

D = 1.2 metros

Figura. 4. Distancia vertical mínima entre líneas de diferente nivel de tensión Fuente. Guía práctica de seguridad en obras, Codensa

Tabla 16. Distancias verticales mínimas con líneas de diferentes tensiones Fuente. Reglamento técnico de instalaciones eléctricas



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4.4.3. Distancias a muros, proyecciones, ventanas antenas de radio, TV y chimeneas

Figura. 5. Distancia a muros, proyecciones, ventanas, diferentes áreas

4.4.4. Altura de montaje de las redes aéreas compactas de media tensión

Figura. 6. Cable cubierto semiaislado 34.5 Kv red compacta



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Figura. 7. Cable cubierto semiaislado 13.2 Kv red compacta

Figura. 8. Distancias de seguridad horizontal y vertical



4.5.

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Nivel de aislamiento

Las redes de distribución deben cumplir los requerimientos de aislamiento a las partes energizadas, para evitar contactos tanto por deficiencia en las distancias de seguridad cuando el aislamiento es el aire o contactos indirectos por deficiencias o insuficiencias de los materiales de los aisladores. Para las redes de media tensión, en las estructuras de alineamiento o paso se usarán aisladores tipo espigo o pin ANSI 55 – 5 y ANSI 56-3; en las estructuras de retención se usarán aisladores tipo polimérico para distribución para niveles de tensión de 13.2/35.4 KV. El aislamiento de los soportes debe ser tal que no ocurra flameo debido a sobre tensiones a la frecuencia nominal del sistema. El criterio de selección para el uso de aisladores tiene como base el voltaje de flameo en ambiente húmedo, en concordancia con las normas ICEL - Codensa, para el presente diseño seleccionaran cadenas de suspensión sintéticos-poliméricos con el fin de garantizar un adecuado nivel aislamiento para una tensión de operación de 13.2/34.5 Kv. Los aisladores utilizados deben contar con el certificado de conformidad expedido por un ente acreditado por la SIC tal como lo establece el reglamento técnico de instalaciones eléctricas en su numeral 20.1.

4.5.1. Coordinación de aislamiento La coordinación del aislamiento tiene por objeto determinar las características de aislamiento necesarias y suficientes de los diversos componentes de las redes con vistas a obtener una rigidez homogénea a las tensiones normales, así como a las sobretensiones de origen diverso (figura 9). Su finalidad principal es la de permitir una distribución segura y optimizada de la energía eléctrica.

Figura. 9. Diferentes niveles de tensiones que se presentan en las redes de MT y AT Fuente. Sobretensiones y coordinación de aislamiento Schnider Electric



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Para optimizar es necesario comprender y buscar la mejor relación económica entre los diferentes parámetros que dependen de esta coordinación:   

coste del aislamiento, coste de las protecciones, coste de las averías (pérdida de la explotación y coste de la reparación), teniendo en cuenta sus probabilidades.

Emanciparse de los efectos nefastos de las sobretensiones supone un primer paso. Para ello es necesario atacar sus fenómenos generadores, labor que no siempre es simple. En efecto, si con la ayuda de técnicas apropiadas, las sobretensiones de maniobra de la aparamenta pueden ser limitadas, en cambio, es imposible actuar sobre las del rayo. Es pues, necesario localizar el punto de más débil tensión soportada por el cual circulará la corriente engendrada por la sobretensión, y dotar a todos los otros elementos de la red de un nivel de rigidez dieléctrica superior. Antes de abordar las diferentes soluciones técnicas (métodos y materiales) es importante recordar lo que es una distancia de aislamiento y una tensión soportada.

4.5.2. Distancia de aislamiento y tensión soportada Distancia de aislamiento: Esta denominación reagrupa dos nociones, una de distancia en el gas (Aire, SF6, etc. …) y la otra de la «línea de fuga» de los aislantes sólidos (figura 10):  

la distancia en el gas es el camino más corto entre dos partes conductoras. la línea de fuga es igualmente el camino más corto entre dos conductores, pero siguiendo la superficie exterior de un aislante sólido.

Figura. 10. Distancia en el aire y línea de fuga Fuente. Sobretensiones y coordinación de aislamiento Schnider Electric



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Estas dos distancias están directamente ligadas al afán de protección contra las sobretensiones, pero sus tensiones soportadas no son idénticas.

Tensión soportada: Difiere, en particular, según el tipo de sobretensión aplicada (nivel de tensión, frente de onda, frecuencia, duración,…). Además, las líneas de fuga pueden estar sujetas a fenómenos de envejecimiento, propios del material aislante considerado, que implica una degradación de sus características. Los factores influyentes son principalmente:  

las condiciones ambientales (humedad, polución, radiaciones UV), las tensiones eléctricas permanentes (valor local del campo eléctrico).

La tensión soportada de distancia en el gas es función igualmente de la presión:  

variación de la presión del aire con la altura, variación de la presión de llenado de un aparato.

En un gas, la tensión soportada de un aislamiento es una función exageradamente no lineal, de la distancia. Por ejemplo en el aire, un campo eléctrico de tensión eficaz 300 kV/m es admisible por debajo de 1 m, pero este puede reducirse a 200 kV/m entre 1 y 4 m y a 150 kV/m entre 4 y 8 m. Es necesario también anotar que esta distancia no es prácticamente modificada por la lluvia. Este comportamiento macroscópico es debido a la no homogeneidad del campo eléctrico entre dos electrodos de forma cualquiera y no a las características intrínsecas del gas. Ésta no sería observada entre electrodos planos de superficie «infinita» (campo homogéneo). Las líneas de fuga de los soportes aislantes de barras, de atravesadores de transformadores, de cadenas de aisladores, son determinadas para obtener una rigidez similar a la distancia directa en el aire entre dos electrodos extremos, cuando están secos y limpios. Por el contrario, la lluvia y más la polución húmeda reducen notablemente su tensión soportada.

Tensión soportada a frecuencia Industrial En régimen normal, la tensión de la red puede presentar sobretensiones a frecuencia industrial de débil duración (fracción de segundo a algunas horas, según el modo de explotación y de protección de la red). La tensión soportada de ensayo a frecuencia industrial, recomendada en los ensayos de rigidez dieléctrica habituales, de un minuto, es generalmente suficiente. La determinación de esta categoría de características es fácil y los diferentes aislantes son fácilmente comparables. Por ejemplo: la figura 11, da una comparación de las tensiones de rigidez en el aire y en el SF6 en función de la presión.



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Figura. 11. Tensión disruptiva del FS6 y del aire en función de la absoluta Fuente. Sobretensiones y coordinación de aislamiento Schnider Electric

Tensión soportada a las sobretensiones de maniobra Las distancias sometidas a tensiones de choque de maniobra reúnen cuatro propiedades fundamentales siguientes: la no linealidad, ya mencionada, de la relación distancia/tiempo, la dispersión, que hace que esta rigidez deba ser expresada en términos estadísticos, la asimetría (la rigidez puede ser distinta según que la onda sea de polaridad positiva o negativa), El paso por un mínimo de la curva de tensión soportada en función de la duración del frente. Cuando la distancia entre los electrodos crece, este mínimo evoluciona según las duraciones del frente más y más elevadas (figura 12). Se sitúa, como media, alrededor de los 250 µs, lo que explica la elección del frente de la onda de choque normalizada (ensayo normalizado según CEI-60: aplicación de una onda de duración de frente de 250 µs y de una dirección de semi-amplitud en la cola de 2 500 µs).   



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Figura. 12. Curva de mínimos de tensión soportada en función de la duración del frente de onda aplicada con polaridad positiva. Fuente. Sobretensiones y coordinación de aislamiento Schnider Electric

Tensión soportada a las sobretensiones atmosféricas En la caída del rayo, la tensión soportada se caracteriza por una mucha mayor linealidad que en los demás tipos de solicitaciones.

4.5.3. Principios de coordinación de aislamiento Estudiar la coordinación del aislamiento de una instalación eléctrica es, pues, definir, a partir de los niveles de tensiones y sobretensiones susceptibles de presentarse en esta instalación, uno o más niveles de protección contra las sobretensiones. Los materiales de la instalación y los dispositivos de protección son entonces elegidos en consecuencia (figura 13). El nivel de protección se deduce de las condiciones:   

de la instalación, del ambiente, y de la utilización del material.

El estudio de estas «condiciones» permite determinar el nivel de sobretensión que podrá solicitar el material durante su utilización. La elección del nivel de aislamiento adoptado permitirá asegurar que, frente a la frecuencia industrial y frente a los choques de maniobra, al menos, el nivel de aislamiento no será nunca sobrepasado. Frente a la caída del rayo deberá realizarse generalmente un compromiso entre el nivel de protección de los pararrayos eventuales y el riesgo de fallos admisible.



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Figura. 13. Coordinación de aislamiento: posicionar correctamente el nivel de protección y la tensión soportada de la aparamenta en función de las sobretensiones probables. Fuente. Sobretensiones y coordinación de aislamiento Schnider Electric

4.5.4. Niveles de aislamiento normalizado En la tabla 17 se incluyen los niveles de aislamiento normalizados

4.5.5. aisladores

Tabla 17. Niveles de aislamiento normalizado Fuente. Norma EBSA E.S.P

De todos los elementos de la línea, los aisladores son los que más demanda cuidado, tanto en su selección, como en su control de recepción, colocación. En efecto, frágiles por naturaleza, se ven sometidos a esfuerzos combinados, mecánicos eléctricos y térmicos.

Tabla 18. Tipo y uso de aisladores Fuente. Norma EBSA E.S.P



Figura. 14. Aislador tipo pin 13.2Kv. Fuente. Gamma

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Figura. 15. Aislador tipo pin 34.5Kv. Fuente. Gamma

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Figura. 16 Aislador tipo suspensión. Fuente. Gamma

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4.5.6. distancias mínimas de fuga La distancia mínima de fuga, según el grado de contaminación establecido en la norma IEC 60071-2, se observan en la 19 y la distancia de fuga necesaria se calcula según la siguiente expresión.

 

  

Donde Dt Vmax Df 

Distancia total de fuga, en mm Valor eficaz de la tensión máxima de operación, en KV, para redes de 13.2 KV y 34.5 KV se deben tomar 17.5 KV y 36 KV como las máximas respectivas. Distancia mínima de fuga, en mm/KV Factor de corrección por densidad del aire, dado por la siguiente expresión:

   

Dónde: h

Altura sobre el nivel del mar, en m

El número total de aisladores requeridos se calcula como la razón entre la distancia tota de D t y la distancia de fuga de cada aislador.

Tabla 19. Distancias mínimas de fuga Fuente. Norma EBSA E.S.P

4.5.7. Cálculo de la distancia mínima de fuga De acuerdo a la anterior expresión calculamos la distancia mínima de fuga.



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        

     

     

Para estructuras de paso se selecciona aislador tipo pin ANSI 55-4 Para estructuras de arranque y retención se selecciona aislador tipo sintético-polimérico

Es cual cumplen con las distancias mínimas de fuga calculadas para el nivel de tensión de 34.5 Kv.

        

     

     

Para estructuras de paso se selecciona aislador tipo pin ANSI 55-4 Para estructuras de arranque y retención se selecciona aislador tipo sintético-polimérico

Es cual cumplen con las distancias mínimas de fuga calculadas para el nivel de tensión de 13.2 Kv

ESTUDIO DEL RIESGO ELÉCTRICO

5.

Colombia está situado en una de las zonas de mayor incidencia de rayos en el mundo, por ello cobra vital importancia el realizar una evaluación del sistema de riesgo por descargas atmosféricas para procurar un adecuado sistema de protección a las estructuras y a sus acometidas de servicios. Un rayo sobre una estructura puede provocar: Daños a los seres vivos situados en la estructura o próximos a ellas. Daños en la estructura y su contenido Fallos en los sistemas eléctricos y electrónicos asociados   



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Para reducir esta perdidas por rayo pueden necesitarse medidas de protección. La necesidad de estas medidas así como sus características deberá determinarse mediante la evaluación del riesgo. El riesgo es el valor de una pérdida anual media probable. Para cada tipo de perdida que pueda presentarse en una estructura o servicio debe evaluarse al riesgo correspondiente. Estos riesgos en una estructura pueden ser los siguientes: Riesgo de pérdida de vida humana Riesgo de pérdida de servicio publico Riesgo de pérdida de patrimonio cultural Riesgo de pérdida de valor cultural    

El sistema integral de protección contra descargas atmosféricas estará compuesto por los siguientes elementos: Sistema de protección externo Sistema de protección interno Sistema de alarma   

La metodología del cálculo del nivel de protección permitirá determinar cuáles de los elementos anteriores deberá componer el sistema de protección a implementa en cada caso. Para evaluar el nivel de riesgo se tienen en cuenta cuatro índices clasificados y ponderados dentro de dos características: los parámetros de los rayos y los índices que están relacionados con la estructura. Los parámetros de las descargas eléctricas atmosféricas utilizados para encontrar el nivel de riesgo son la densidad de descargas a tierra DDT, y la corriente pico absoluta promedio (l abs) expresada en kiloamperios, asignando una mayor relevancia a la primera de éstas, debido a que existe una mayor probabilidad de que una estructura se vea afectada dependiendo de la cantidad de descargas a la que está expuesta, que de la intensidad de las mismas. Por esta razón se toman proporciones de 0.7 para la DDT y 0.3 para la l abs obteniendo la expresión (1). Siendo RDDT el aporte al riesgo debido a la densidad de descargas a tierra y R labs el aporte al riesgo ocasionado por la magnitud de la corriente pico absoluta promedio. RIESGO = 0.7RDDT + 0.3R I abs Los valores de labs y de DDT deben tener una probabilidad del 50% de ocurrencia, o menos, a partir de los datos multianuales. Además se debe tomar un área de 3Km x 3Km o menos teniendo en cuenta la exactitud en la localización y la estimación de la corriente pico de retorno del sistema de localización de rayos. Al encontrar la densidad de descargas a tierra con sistemas de localización



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confiables, implícitamente se considera la orografía del área, es decir, montaña, ladera, plano, etc, y la latitud.1 La densidad de descargas a tierra se calcula mediante la siguiente expresión Donde

DDT = 0.0017CN 1.56

NC = es el nivel ceráunico de la zona en cuestión Además es necesario conocer la corriente de descarga promedio [KA] en la zona de estudio y el radio de descarga para dicha corriente. Con estos datos se procede a determinar el indicador de parámetros del rayo y se determina el respectivo nivel de riesgo.

5.1.

Niveles ceráunicos en Colombia

De acuerdo al mapa de niveles ceráunicos para Colombia se seleccionara la densidad de descargas a tierra (DDT)

Figura. 17. Mapa de niveles ceráunicos de Colombia. Tomada NTC 4552-1 De la figura 17 se deduce que el nivel ceráunico para la zona donde está ubicado el proyecto es de 120. La metodología aplicada para la evaluación del nivel del riesgo frente a rayos fue la establecida en la norma técnica colombiana NTC 4552, como lo establece el reglamento técnico de instalaciones eléctricas RETIE, y se encuentra anexa a este documento.



6.

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SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

Todo sistema de puesta a tierra debe cumplir con el doble propósito de protección y referencia eléctrica. Para cumplir con el propósito de protección, se deben limitar las tensiones máximas de toque y de paso para proteger la integridad de las personas y los equipos que están sobre la malla de tierra. El sistema de puesta a tierra debe cumplir con el artículo 15 del reglamento de las instalaciones eléctricas (RETIE) y su máxima resistencia será lo establecido en la tabla 25 numeral 15.4 del presente reglamento. Teniendo en cuenta que la subestaciones de distribución para las casetas de las válvulas de los kilómetros 12 y 26 ya existes, pos tal razón cuenta con un sistema de puesta a tierra eficiente, no se hace necesario realizar estudios y diseños, solo se dan las siguientes recomendaciones para el cable de guía en redes compactas y cable de guarda en redes convencionales. Se aterrizara el conductor de sustentación en el arranque y final e intervalos de 200 metros aproximadamente en todo el recorrido de la redes compactas de media tensión y en redes convencionales se aterrizara en todas las estructuras, para lo cual no se hace necesario realizar estudios rigurosos de puesta a tierra, solo se realizara la medición de resistencia del sistema, después de instalada para verificar que el resultado este acorde con el reglamento técnico de instalaciones eléctricas RETIE. De no ser el resultado esperado se deberá realizar contrapesos para disminuir la resistencia del sistema.

7.

REGLAS DE HIGIENE Y SEGURIDAD INDUSTRIAL

El plan de seguridad industrial en las construcciones de sistemas eléctricos, busca llevar a cabo entender lo primordial que es saber salvaguardar la vida de los seres humanos que desarrollen cualquier labor que con lleve el manejo de energía eléctrica de construcciones de industriales, dotándoles del adecuado equipo de protección personal y capacitándolos en procedimientos y hacer de ellos un hábito de seguridad en el desarrollo de las actividades.

7.1.

Riesgos y peligros en la construcción de sistemas eléctricos

Riesgo : Es la probabilidad de que suceda un evento, impacto o consecuencia adversos. Se entiende también como la medida de la posibilidad y magnitud de los impactos adversos, siendo la consecuencia del peligro, y está en relación con la frecuencia con que se presente el evento. 7.1.1. Tipos de riesgo Entre los riesgos físicos es el más común en las construcciones de un sistema industrial eléctrico se clasifica en: Ruido. Presiones.  



   

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Temperatura. Iluminación. Vibraciones Ultravioleta.

7.1.2. Análisis de riesgos Para obtener un análisis de riesgos se deberá hacer un proceso en el cual se vaya a identificar, avaluar y hacer un control de los riesgos para evitar los peligros pertinentes. Para tener una idea clara del estado y nivel de riesgo que pudiese haber en una construcción eléctrica industrial será necesario evaluar el nivel de riesgo presente en dicha construcción, razón por la cual se debería aplicar un método ya conocido y practicado con eventualidad, que es denominado lista de chequeo, método que consiste en hacer una lista de los riesgos existentes en la construcciones eléctricas y clasificarlas en nivel de riesgos en que se puede encontrar el trabajador o empleado de dicha construcción.

7.1.3. Riesgos y fallas en las construcciones e instalaciones de sistemas eléctricos. Los riesgos producidos por las fallas en las construcciones e instalaciones eléctricas se pueden presentar en muchas formas y es todo comportamiento inesperado por el diseñador o por el jefe encargado del área eléctrica, entre los defectos en instalaciones de una construcción de una planta industrial hemos considerado que es necesario evaluar y revisar periódicamente las fallas presentes y posibles fallas, según lo establecido por la norma IEC 60439-01 que nos dice que se deberá revisar tableros eléctricos de baja tensión, incluyendo a continuación la revisión periódica de:        

Tomacorrientes Luminarias Aire acondicionado UPS( sistema de energía ininterrumpible) Tableros eléctricos Transformadores de aislamiento(transformador para protección) Transformadores de distribución Redes de media y baja tensión

7.1.4. Riesgos más comunes. Los riesgos más comunes que se pueden presentar en las construcciones sistemas eléctricas industriales serán nombrados a continuación, producidas por no tener en cuenta el trabajador, el análisis de riesgo pertinente elaborado o por mala maniobra de dicho trabajador.  

Heridas punzantes en manos. Caídas al mismo nivel.



 

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Caídas de alturas Electrocución

Contactos eléctricos directos e indirectos derivados esencialmente de: Trabajos con tensión. Intentar trabajar sin tensión pero sin cerciorarse de que está efectivamente interrumpida o que no puede conectarse inapropiadamente. Mal funcionamiento de los mecanismos y sistemas de protección. Usar equipos inadecuados o deteriorados  

 

7.1.5. Peligros Peligro: el peligro refiere a cualquier situación, que puede ser unitaria acción o una condición, que ostenta el potencial de producir un daño sobre una determinada persona o cosa. Este daño puede ser físico y por ende puede producir alguna lesión física o una posterior enfermedad. 7.1.6. Análisis de peligro en la construcción de sistema eléctrico. Para el análisis de peligro deberá incluir todas las áreas para así dar un informe de mantenimiento eléctrico, todo ello permitirá identificar los posibles riesgos que podrán en un posterior ser peligro eminente para el trabajador el análisis deberá hacerse en: Tableros eléctricos, luminarias, conductores, tomacorrientes y puesta a tierra. En este caso se deberá identificar los peligros, y también se clasificara de acuerdo a los trabajaos, operaciones que se llevan a cabo en las construcción de un sistema eléctrico y que por lo tanto estas, están relacionadas con la manipulación o uso de energía eléctrica, tampoco se deberá dejar a un lado los peligros causados por otras actividades que no estén relacionadas con la energía eléctrica. Los peligros a identificar son: 

 

       

Espacio inadecuado y de alta peligrosidad como lo es el cuarto de transformadores el cual no puede cumplir con las dimensiones adecuadas. Caída de herramientas, materiales, etc. desde altura No contar con algún procedimiento o un instructivo en donde se indique los pasos a seguir en alguna maniobra de algún equipo que necesite energía eléctrica. Áreas peligrosas sin la debida señalización de alerta o cuidado No contar con un buen sistema de puesta a tierra. Condiciones de iluminación inadecuadas Peligros de con las estructuras eléctricas Golpes y cortes, que podrían ser causados por objetos corto punzantes Incendios y explosiones de origen eléctrico Energías peligrosas (por ejemplo: electricidad, radiaciones, ruido y vibraciones) Falta de señalización



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7.1.7. Prevención de riesgos y peligros en las construcciones de sistemas eléctricos Para la realización de trabajos eléctricos se deberá tener presente lo mencionado a continuación: Cualquier empleado o subcontratista que no sea electricista, o aprendiz de electricista, no debe bajo ninguna circunstancia tocar, mover o intentar conectar cables eléctricos vivos. Ya que los errores pueden ser mortales e irremediables. Para trabajar en las redes eléctricas se deben usar equipos a prueba de explosión en todos los procedimientos

7.1.8. Distancias de seguridad Para efectos del presente plan de seguridad y salud en las construcciones de sistemas eléctricos y teniendo en cuenta que frente al riesgo eléctrico la técnica más efectiva de prevención, siempre será guardar una distancia respecto a las partes energizadas, puesto que el aire es un excelente aislante.

7.1.9. Puestas a tierra Cualquier instalación eléctrica cubierta deberá tener un sistema de puesta a Tierra, así cualquier punto tanto del interior o exterior del mismo, y que sea accesible a personas hasta los mismos trabajadores que pudiesen transitar no estén sometidos a tensiones de contacto o transferidas que pueda superar el ser humano cuando esté presente una falla. El sistema de puesta a tierra tiene como objetivo: La seguridad de las personas, la protección de las instalaciones y la compatibilidad electromagnética, las funciones de un sistema de puesta a tierra son:     

Garantizar condiciones de seguridad a las personas. Permitir a los equipos de protección despejar rápidamente las fallas. Servir de referencia común al sistema eléctrico. Conducir y disipar con suficiente capacidad las corrientes de falla, electrostática y de rayo. Realizar una conexión de baja resistencia con la tierra y con puntos de referencia de los equipos.

Se debe tener en cuenta que el criterio fundamental para garantizar la seguridad de las personas, es la máxima energía eléctrica que pueden soportar las mismas, debida a las tensiones de paso, de contacto o transferidas y no el valor de resistencia de puesta a tierra tomado aisladamente. La máxima tensión de contacto aplicada al ser humano (o a una resistencia equivalente de 1000 Ω),

está dada en función del tiempo de despeje de la falla a tierra, de la resistividad del suelo y de la corriente de falla. La tensión máxima de contacto no debe superar los valores dados en la tabla que se mostrara a continuación. A continuación se dará de una forma detallada la explicación de la tabla:



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La columna dos aplica a sitios con acceso al público en general y fue obtenida a partir de la norma IEC 60479. La columna tres aplica para instalaciones de media, alta y extra alta tensión, donde se tenga la presencia de personal que conoce el riesgo y está dotado de elementos de protección personal. Para el cálculo se tuvieron en cuenta los criterios establecidos en la IEEE 80, tomando como base la siguiente ecuación, para un ser humano de 50 kilos. Máxima tensión de contacto admisible Máxima tensión de contacto Tiempo de despeje (rms c.a.) según IEC admisible (rms c.a.) según de la falla para 95% de la IEEE para 50 kg población. (Público en (Ocupacional) general) Mayor a dos 50 voltios 82 voltios segundos Un segundo 55 voltios 116 voltios 700 milisegundos 70 voltios 138 voltios 500 milisegundos 80 voltios 164 voltios 400 milisegundos 130 voltios 183 voltios 300 milisegundos 200 voltios 211 voltios 200 milisegundos 270 voltios 259 voltios 150 milisegundos 300 voltios 299 voltios 100 milisegundos 320 voltios 366 voltios 50 milisegundos 345 voltios 518 voltios Tabla 20. Máxima tensión de contacto admisible para un ser humano Fuente: RETIE Los valores de la Tabla 20, se refieren a la tensión de contacto aplicada directamente a un ser humano en caso de falla a tierra, corresponden a valores máximos de resistencia del ser humano a la circulación de corriente y considera la resistencia o impedancia promedio netas del cuerpo humano entre mano y pie, sin que se presenten perforaciones en la piel y sin el efecto de las resistencias externas adicionalmente involucradas entre la persona y la estructura puesta a tierra o entre la persona y la superficie del terreno natural.

7.1.10. Caídas de objeto Todo trabajador que esté realizando cual sea la tarea asignada por el jefe a cargo de la obra deberá estar protegido contra la caída de objetos o materiales; para ello se utilizará, siempre que sea técnicamente posible los equipos de protección personal ya que el objetivo de estos es salvaguardar la vida del trabajador. Cuando sea necesario, se impedirá el acceso a zonas peligrosas Los materiales de acopio, equipos y herramientas de trabajo deberán colocarse o almacenarse de forma que se evite su desplome o caída.



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7.1.11. Caídas de altura. Las caídas de altura se dan muchas veces por plataformas, andamios, pasarelas y accenso a estructuras , así como los desniveles, huecos y aberturas existentes en los pisos, que exponga a los trabajadores un riesgo de caída de altura superior a 2 metros, se deberá proteger mediante barandillas, arneses, eslingas de posicionamiento u otro sistema de protección colectiva de seguridad. Si por la naturaleza del trabajo ello no fuera posible, deberá disponerse de medios de acceso seguros y se deberá utilizar cinturones de seguridad con anclaje u otros medios de protección.

7.1.12. Manejo de herramientas eléctricas Las herramientas eléctricas por muy sencilla que sea su utilización el empleado deberá tener cuidado en su maniobra, o cuando trabaje con fuente de energía, se deberá tomar en cuenta las siguientes consideraciones para así poder evitar cualquier tipo de accidente:  



 

  

Las herramientas eléctricas deben estar protegidas por interruptores con circuito a tierra. Se debe asegurar que los terminales de los interruptores se encuentren en buen estado y que uno de ellos este adecuadamente conectada a tierra. Se debe evitar el uso de estas herramientas en lugares que contengan vapores tóxicos o inflamables. Las herramientas eléctricas no deben ser utilizadas en lugares húmedos Los cables de las herramientas eléctricas no deben representar un peligro para la gente que camina alrededor de esta. Nunca se debe llevar la herramienta por el cable Para desenchufar la herramienta, nunca se debe tirar del cable Se deben desconectar las herramientas cuando no se las está utilizando.

7.1.13. Herramientas manuales Las herramientas manuales así mismo como las herramientas eléctricas el trabajador deberá tener precaución en su utilización ya que muchas lesiones son producto del mal empleo de las mismas. Ya que estas puedes estar defectuosas o inadecuadas para el trabajo. Las herramientas manuales incluyen: sierras, martillos, taladros y destornilladores. Para lo que es indispensable seguir el siguiente procedimiento:     

Utilice únicamente herramientas que estén en buenas condiciones. Utilice la herramienta correcta para el trabajo Lleve las herramientas con punta o filo en una bolsa de herramientas, no en su bolsillo. Nunca lance una herramienta manual de una persona a otra. Mantenga las herramientas y los mangos en buenas condiciones.



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7.1.14. Señalización y demarcación de áreas La señalización y demarcación de las áreas es muy importante en la elaboración de cualquier plan de seguridad ya que este tiene como objetivo definir físicamente la organización y distribución de los sitios de trabajo, áreas de circulación, zonas de almacenamiento, vías de evacuación y riesgos específicos, entre otros. Adicionalmente, que permita apoyar los programas de promoción, normalización y capacitación en prevención de riesgos.

7.1.15. Equipos de protección personal (E.P.P.) PROTECCIÓN DE CABEZA: Los tipos de protección de cabeza podemos que podemos nombrar son los siguientes: Cascos en forma de sombrero o de gorra: son protectores rígidos para la cabeza, además protegen a choques eléctricos o combinación de ambos. También protegen al cuero cabelludo, la cara, y la nuca de derrames aéreos de ácidos o de productos químicos, así como también de líquidos calientes. También evitan que las máquinas puedan atrapar la cabellera del trabajador, como la exposición de esta a polvos o mezclas irritantes, incendios, y con resistencia a altos voltajes. Estos cascos se pueden dividir en cascos de ala completa, o de visera. Además estas dos clases se subdividen en: CLASE A y B: resistentes al agua y a la combustión lenta, y a labores eléctricos. CLASE C: resistentes al agua y a la combustión lenta CLASE D: son resistentes al fuego, son de tipo auto extinguibles y no conductores de la electricidad. La suspensión del casco es la parte que confiere a este las propiedades de distribuir los impactos. Existen forros para los cascos que protegen al trabajador en tiempos fríos, haciéndolos más ergonómicos y confortables. Para mantener el casco en su lugar existen los barboquejos, que le permiten al trabajador sostener el casco en su cabeza y evitar que este se le caiga. Existen también cascos con dispositivos de conexión desmontables para protectores faciales, y auditivos. Las características que hacen de este equipo personal sean esenciales para la protección de la cabeza, se detallaran a continuación: El casco debe estar hecho de plástico ABS para así estabilizar los rayos UV, deberá tener orificios de ventilación en la parte superior. También debe ser resistente a las salpicaduras, y tener borde curvado para facilitar la incorporación de protectores auditivos, atalaje textil y por ultimo ajustable mediante ranuras.

7.1.16. Gafas anti-impactos o anti-polvo. Las gafas anti –impactos es de uso personal y obligatorio para el trabajador ya que este le proporcionara seguridad al momento de realizar algún trabajo eléctrico tal es el caso de que se pueda producir alguna chispa o por radiaciones producida por algún arco eléctrico. Se tendrá especial cuidado en este aspecto, a causa de la importancia y el riesgo de lesión grave que



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comporta. Los riesgos, entre otros, son:   

impacto de partículas o cuerpos sólidos acción de polvo y humos radiaciones peligrosas y deslumbrantes

7.1.17. Mascarilla de papel auto filtrante Se utilizará cuando la formación de polvo durante el trabajo no se pueda evitar por absorción. Será desechable de un solo uso Los E.P.R., equipos de protección respiratoria, protegen al usuario de riesgo de muerte o lesiones graves, pertenecen a la Categoría III de los EPP (equipo de protección persona). Así mismo como el resto de equipo de protección esta mascarilla deberá cumplir con las normas establecidas, es por ello que la ideal a utilizar según la norma UNE – EN 143, porque cumple con las exigencias requeridas para el trabajo a realiza. La forma moldeada está lista para su utilización, se coloca sobre la cara y se da forma a la tira metálica de ajuste para que se adapte al contorno de la nariz. . 7.1.18. Protector auditivo Los protectores auditivos están dentro de los equipos personales individuales y están dentro del rango de nivel 2. Existen dos tipos de protectores auditivos: auriculares y tapones; en este caso el cual el trabajador deberá utilizar son los tapones. Ya que por circunstancias el no estará trabajando en una área que sobrepase a los 30 decibelios. Y según la norma UNE- EN 352 este es el indicado para dicha labor. La característica de estos tapones es que deberán de ser de espuma de suave poliuretano de lenta expansión. El modo de uso de este tapón es sencillo, el trabajador puede oprimir el tapón para una fácil inserción en el canal auditivo, donde se expandirá lentamente hasta formar un sellado cómodo contra el ruido.

7.1.19. Arnés anti caída con cinturón de posicionamiento. Para todos los trabajos con riesgos de caída de altura será de uso obligatorio el uso del arnés anti caída con cinturón de posicionamiento. Llevarán cuerda de amarre o salvavidas de fibra natural o artificial, con mosquetón para sujetarse. La longitud será la adecuada para que no permita una caída en un plano inferior, superior a 1,50 m de distancia.

7.1.20. Guantes aislantes de electricidad Se utilizarán cuando se manejen circuitos eléctricos o máquinas que estén o tengan posibilidad de estar con tensión. Las características que deben cumplir los guantes para el uso del mismo según las normas UNE- EN 60903 se las detallara a continuación. No si antes mencionar que el uso de



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guantes está diseñado para proporcionar protección contra uno o más peligros. Cabe recordar que los guantes que no están diseñados algún riesgo específico no son guantes de protección. Especificaciones que deberá tener el guante de protección personal para trabajo con electricidad.    

Tensión de prueba: 2.500 Voltios. Tensión máxima de utilización: Corriente alterna: 500 Voltios. Corriente continua: 750 Voltios.

Deben usarse bajo un guante de cuero para una buena protección mecánica, especialmente para proteger el guante de pinchazos. También es aconsejable un guante de algodón interior para retener la sudoración. Composición: 100% Látex natural. Longitud: 36 cm.

7.1.21. Botas aislantes de electricidad Existen trabajos y actividades especiales que requieren calzado diseñado específicamente para su realización. Para uso de los electricistas ya sea este técnico o ingeniero que vaya a efectuar arreglos o instalaciones eléctricas en la construcción de los sistemas eléctricos. Estas botas están diseñadas especialmente para la protección mientras se realiza la elaboración eléctrica, ya que en su diseño se le ha adherido en sus putas un aislante para la protección del individuo. En ocasiones, no existen normas armonizadas europeas de referencia y es preciso estudiar las características del calzado para determinar su idoneidad. Unas de las características especiales que deben tener estas botas es el material del cual están elaboradas ya que el objetivo principal de estas es salvaguardar la vida del trabajador cuando manipule energía eléctrica sus principales características se las detalla a continuación:      

7.2.

Puntera de Composite. Plantilla antiperforación de kevlar. Plantilla CoolMax® termoreguladora de Dupont. Sistema antitorsión incorporado en la suela. Herrajes no metálicos. Membrana de Sympatex®.

Salud ocupacional

7.2.1. Definición de salud ocupacional La Organización Mundial de la Salud (OMS) define a la salud ocupacional como una actividad multidisciplinaria que promueve y protege la salud de los trabajadores. Esta disciplina busca



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controlar los accidentes y las enfermedades mediante la reducción de las condiciones de riesgo. La salud ocupacional no se limita a cuidar las condiciones físicas del trabajador, sino que también se ocupa de la cuestión psicológica. Para los empleadores, la salud ocupacional supone un apoyo al perfeccionamiento del trabajador y al mantenimiento de su capacidad de trabajo. Los accidentes más común dentro de lo cual deberá ocuparse la salud ocupacional son las fracturas, cortaduras y distensiones por accidentes laborales, los problemas de la vista o el oído, etc.

7.2.2. Subprograma de medicina preventiva Todo jefe o empleador deberá realizar un subprograma de medicina preventiva para así tener un informe que tendrá como objetivo principal la prevención y control de la enfermedades y asi el trabajador pueda gozar de una excelente salud. En este subprograma se ha desarrollado diversas actividades de promoción y control de salud como son: 





 

 





Realizar exámenes clínicos al trabajador o al aspirante al trabajo para así poder saber en qué condiciones se encuentra con el fin de salva guardar la vida del mismo. Se deberá desarrollar actividades de vigilancia epidemiológica, conjuntamente con el subprograma de higiene y seguridad industrial, que incluirán como mínimo: - Accidentes de trabajo. - Enfermedades profesionales. - Panorama de riesgos Se deberá desarrollar actividades de prevención de enfermedades profesionales, accidentes de trabajo también de deberá capacitar u orientar al trabajador en el área de salud ocupacional. Se deberá organizar e implementar un servicio oportuno y eficiente de primeros auxilios. Se deberá promover la participación en las actividades de prevención de accidentes de trabajo y enfermedades profesionales. Colaborar con el Comité Paritario de Salud Ocupacional diseñar y ejecutar programas para la prevención, detección y control de enfermedades relacionadas o agravadas por el trabajo. Diseñar y ejecutar programas de prevención y control de enfermedades generadas por los riegos psico laborales. coordinar y facilitar la rehabilitación y reubicación de las personas con incapacidad temporal y permanente parcial

7.2.3. Orden y limpieza El orden y la limpieza es uno de los principales factores que tiene más influencia en la prevención de enfermedades y accidentes, por ello debe ser importante el orden y la limpieza en los lugares de trabajo, ya que con esto se reducirá considerablemente en el número de accidentes o enfermedades en los trabajadores de la planta industrial



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7.2.4. Implementación de botiquín El botiquín es un recurso vital e importante para prestar primeros auxilios, cuando ocurre un accidente o enfermedad dentro del trabajo que se pudiese presentar ya que en el se encuentra los elementos indispensables para dar atención oportuna y satisfactoria a las personas que lo necesiten.

7.2.5. Higiene industrial La higiene se ocupa de identificar los contaminantes en el trabajo, luego con esto evaluar la intensidad de polución de los mismos; y por último, controlarlos para que no afecten la salud del trabajador.

7.2.6. Tipos de contaminantes Uno de los factores más preocupantes dentro de una planta industrial y que debe ser tomado en cuenta por el empleador, ya que este puede ocasionarle a sus empleados grandes problemas con su salud son los contaminantes que puede haber dentro de la planta industrial. Los contaminantes pueden ser: Físicos: son los que se ocupan de la energía mecánica (ruido y vibración); energía térmica (calor o frío); radiación Químicos: se encarga de los líquidos (aerosoles), gases(vapores) y los sólidos( polvo, fibras, humos) Biológicos: es del campo de la medicina 





7.2.7. Procedimiento a seguir en caso de accidente de trabajo. Cuando llegase a ocurrir algún accidente laboral se deberá llevar el siguiente procedimiento en caso de que no esté el médico de turno dentro de las la planta industrial. 

 



En el mismo sitio de ocurrencia del accidente de trabajo, poner en práctica primeros auxilios si está capacitado para hacerlo. Informar al Jefe Inmediato sobre lo ocurrido. En caso necesario dirigirse lo antes posible al seguro social al cual se encuentre afiliado el trabajador accidentado, con el fin de registrar en su historia clínica el evento y recibir atención médica. Informar a Recursos Humanos - Programa de Salud Ocupacional “el mismo día de ocurrido el evento”.

7.2.8. Disposiciones que se deberá cumplir el empleador El empleador deberá cumplir las siguientes disposiciones con sus trabajadores con el fin de salvaguardar la vida de los mismos.















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El examen médico es obligatorio para todos los trabajadores que estén a cargo de la construcción del sistema eléctrico Todos los contratistas son responsables por la salud de sus trabajadores, quienes estarán expuestos a condiciones de trabajo y ambientales que podrían causarles daño o agraven su estado de salud, por lo que se les realizará un examen médico y exámenes auxiliares previos a su ingreso al área de trabajo. Todas las contratistas entregarán obligatoriamente una copia original del examen médico y de laboratorio a la entidad contratante. Todos los trabajadores con antecedentes de enfermedades pre-existentes ingresarán a la zona de operaciones en campo sólo si el médico responsable lo autoriza. Los trabajadores que se reincorporen a las operaciones de campo luego de haber sufrido un accidente de trabajo, evacuación médica, hospitalización o cirugía mayor deberán presentar el certificado médico respectivo. Los trabajadores que sean portadores de cualquier proceso infeccioso agudo o crónico, en fase contagiosa no podrán permanecer en la obra.

7.2.9. Disposiciones para los trabajadores Los trabajadores también como el empleador deberá cumplir las siguientes disposiciones y llevarlas a cabo con el fin de mantener el orden dentro del trabajo y porque no mencionarlo que este mismo conozca los riesgos que puede llevarse efecto por no llevar a cabo las disposiciones dadas por el empleador. Es responsabilidad de los trabajadores, cumplir con las normas y recomendaciones del Programa de Salud Ocupacional, Reglamento Interno de trabajo y Reglamento de Higiene y Seguridad Industrial. Participar de manera activa en las actividades y capacitación que lleve a cabo la empresa Participar de la ejecución, vigilancia y control de los puestos de Trabajo y del Programa de Salud Ocupacional. Utilizar los elementos de Protección Personal que la empresa le ha asignado y mantenerlos adecuadamente dándole el uso debido. 

 





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ANEXOS 1. Planos del 1 al 4 del diseño de diseño de las redes de media tensión en 34.5 Kv para las casetas de las válvulas del kilómetro 12 y 26 de la línea de transferencia de gas Cupiagua- Cusiana el municipio de aguazul departamento de Casanare. 2.

Estudio de protecciones contra descargas atmosféricas

3.

Carteras topográficas

4.

Factura de pago estudio del proyecto

5.

Disponibilidad de servicio

6.

Carta de declaración de cumplimiento RETIE

7.

Matricula profesional del ingeniero diseñador

EVALUACION DEL NIVEL DE RIESGOS FRENTE A RAYOS

DATOS DE ENTRADA DE LA ESTRUCTURA 1. IDENTIFICACIÓN DEL OBJETO A PROTEGER Y SUS CARACTERISTICAS

UBICACIÓN Y ENTORNO

DATOS GENERALES ESTRUCTURA CON ELEMENTOS PROTUBERANTES

NO

UBICACIÓN RELATIVA: SIN OBJETOS EN LA VECINDAD TIPO DE SUPERFICIE EXTRIORES (ASFALTO , MADERA) INTERIORES (CERAMICA, CONCRETO)

1,00

MEDIDAS L= LARGO (m) W= ANCHO (m) H= ALTO (m)

6,9 15 10,2

RESISTENCIA DE CONTACO (K W )

>= 100 1-10, <=1

ANALISIS DE RIESGOS

Tabla de cálculo de riesgo perdida de vidas humanas R1

R1=RA+RB+RC RA= ND*PA*LA

1,09636E-09 ND = DDTx Ad x Cd x 10E-6 ND = Numero anual de rayos esperados sobre la estructura DDT = Densidad de descargas a tierra (Rayos/Km ² - año) Ad = área de la estructura aislada (m ² ) Ad= LW+6H(L+W)+9P(H²) Cd = Factor que toma en cuenta la influencia de la localización relativa del objeto a ser protegido, ( Tabla 10 NTC-4552-2 )

0,010963604 1,00 4385,44 0,25 0,10 0,000001 1,00E-02 1,00E-04

PA= (Tabla 14 NTC-4552-2 ) LA = ra* Lt Lt = (Tabla 26 NTC-4552-2 ) ra = (Tabla 27 NTC-4552-2 ) RB= ND*PB*LB

0,0000E+00 ND = DDTx Ad x Cd x 10E-6 ND = Numero anual de rayos esperados sobre la estructura Ad = rea de la estructura aislada (m ² ) Cd = Factor que toma en cuenta la influencia de la localización relativa del objeto a ser protegido, ( Tabla 10 NTC-4552-2 ) PB= (Tabla 15 )

0,010963604 , 4385,44 0,25 1,00 0 1,000 1,00 0,00E+00 0,00E+00

LB= rp*hz*rf*Lf rp= (Tabla 28 NTC-4552-2 ) hz= (Tabla 30 NTC-4552-2 ) rf= (Tabla 29 NTC-4552-2 ) Lf= (Tabla 26 NTC-4552-2 ) RC= ND*PC*LC

0,00E+00

ND = DDTx Ad x Cd x 10E-6 ND = Numero anual de rayos esperados sobre la estructura DDT = Densidad de descargas a tierra (Rayos/Km2 - año) Ad = rea de la estructura aislada (m ² ) Cd = Factor que toma en cuenta la influencia de la localización relativa del objeto a ser protegido, ( Tabla 10 NTC-4552-2 ) PC= (Tabla 16 NTC-4552-2 )

0,010963604 1,00 4385,44 0,25 1,00

LC= Lo (Tabla 26 NTC-4552-2 )

0,00E+00 R1= RA+RB+RC

1,09636E-09 Tabla cálculo riesgo de perdida de servicio publico en estructura R2 R2= R M R M = N M *P M *L M

0 0

N M = DDT*(Am-Adb* Cdb)* 10E-6 N M = Elevación del numero promedio anual de descargas cerca de la estructura

DDT = Densidad de descargas a tierra (Rayos/Km2 - año) A M = rea de influencia de la estructura (m ²) Adb = área de la estructura aislada (m2) Cdb = Factor que toma en cuenta la influ encia de la locali zación relativa del objeto a ser protegido, (Tabla10 NTC-4552-2 )

1,00 4385,44 4385,44 0,25

P M K MS = K S1 *K S2 *K S3 *K S4 K S1 = 0,12*W K S2 = 0,12*W K S3 = (Tabla 17, Afectado por 0,1) K S4 = 1,5*U W

1,00 0,03888 1,8 1,8 0,02 0,6

LM = LO (Tabla 26 NTC NTC-4552-2 )

0,00E+00

Tabla cálculo riesgo de perdida de patrimonio cultural en la estructura R3

R3 = R U + RV + RW R3

0,000001062 RU = (NL+NDa)*PU*LU RU

0,000001062 NL

3,50E-02

NL = Numero de eventos peligrosos debido a descargas sobre el servicio NL = DDT*AL*Cd*Ct*10E-6 DDT = Densidad de descargas a tierra (Rayos/Km2 - año) AL = rea efectiva de descarga al servicio (m²), (Tabla 12 NTC-4552-2 ) Cd = Factor que toma en cuenta la influencia de la localización relativa del objeto a ser protegido, ( Tabla 10 NTC-4552-2 ) Ct = Factor de corrección por presencia de transformador (Tabla 11 NTC-4552-2 )

0,035 1,00 70000 0,25 0,2

NDa

7,12E-02 NDa = Número de eventos peligrosos debido a impactos sobre estructurita adyacente "a" de donde proviene la acometida NDa = DDT * Ada*Cda*Ct*10E-6 DDT = Densidad de descargas a tierra (Rayos/Km2 - año) Ada = rea efectiva de la estructura adyacente aislada (m ²) Cda = Factor que toma en cuenta la influencia de la localización relativa de la estructura adyacente, (Tabla 10 ) Ct = Factor de corrección por presencia de transformador (Tabla11)

.

0,0712 1,00 35600,00 1,00 0,2

P U

1,00 P U = Probabilidad de da o (Tabla 19 NTC-4552-2 )

1,00 L U

1,00E-05 L U = Perdidas de vidas humanas por tensiones de contacto dentro de la estructura L U = ru*Lt ru = Factor reductor de pérdida de vidas humanas por características constructivas del piso (Tala 27 NTC-4552-2 ) Lt = Pérdidas debido a lesiones por tensiones de contacto dentro de la estructura (Tabla 26 NTC-4552-2 ) RV = (N L +N Da )*PV*LV

0,00001 1,00E-03 1,00E-02

RV

0 N L = DDT*A L *Cd*Ct*10E-6 N Da = DDT * A da *C da *C t *10E-6

0,035 0,0712

PV =Probabilidad de daños físicos causa de descargas directas en las acometidas de servicios LV = Pérdida de vidas humanas por daños físicos a causa de descargas en acometida de servicios Lv = r p *h z *r f *L f r p = Factor reductor de pérdida debido a daños físicos, para reducir las consecuencias de incendio (Tabla 28 NTC-4552-2 ) h z = Factor de incremento de pérdida debido a daños por presencia de condiciones especiales (Tabla30 NTC-4552-2 ) r f = Factor reductor de p rdida debido a da os f sicos el cual depende del riesgo de fuego de la estructura (Tabla 29 NTC-4552-2 ) L f = P rdida debido a da os f sicos (Tabla 26 NTC-4552-2 ) RW = (N L +N Da )*PW*LW RW

0

1,00 0 1 1,00 0,00 0,00

N L = DDT*A L *Cd*Ct*10E-6 N Da = DDT * A da *C da *C t *10E-6

0,035 0,0712

PW= Probalidad de daño de sistemas internos a causa de descargas directas en las cometidas de servicio

1,00

LW = Pérdida relacionada a falla de sistemas internos, por descargas en el servicio Lw = Lo (tabla 26 NTC-4552-2 )

0,00

Tabla cálculo de riesgo de perdida de valor económico en los servicios R4

R4 = RZ RZ

7E-05 RZ = (N I -N L )*PZ*LZ N I = N mero de eventos peligrosos por descargas cercanas al servicio N I = DDT*A i *Ce*Ct*10E-6 DDT = Densidad de descargas a tierra (Rayos/Km2 - año) Ai = Área efectiva de descargas próximas a la acometida(Tabla 12 4552-2) Ce = Factor ambiental (Tabla 13 4552-2 ) Ct = Factor de corrección por presencia de transformador (Tabla11 4552-2)

0,0364 1,00 70000 0,26 0,20

N L = DDT*A L *Cd*Ct*10E-6

0,035

PZ = Probabilidad de daño de sistemas internos a causa de descargas cercanas a las acometidas de servicio

0,50

LZ = Pérdidas relacionas con falla en sistemas internos (Tabla 26 4552-2)

0,1

Tabla cálculo del riesgo total Tipo de perdida

Pérdida de vidas o lesiones permanentes Pérdida de servicio publico Pérdida de patrimonio cultural Pérdida económica

Riesgo tolerable R T

1,00E-05 1,00E-03 1,00E-03 1,00E-03

R

1,10E-09 0,00E+00 1,06E-06 7,00E-05

Notas: Para la evaluación del nivel frente al rayo se tomo como ejemplo el tramo mas largo, anaizando tabla del riesgo total, se puede observar que el riesgo tolerable es mas Rt es mayor que la sumatoria de riesgos evaluados por tal razon no se hace necesario realizar apantallamiento a las lineas de distri bución proyectadas, pero debido al nivel de esión y a la necesidad de confiabilidad se debe implementar el apantallamiento de la línea en todo su recorrido

1,00E-05 1,00E-03 9,99E-04 9,30E-04

SUBGERENCIA TECNICA

MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA DECLARACIÓN DE CUMPLIMIENTO DEL REGLAMENTO TÉCNICO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS

Yo, Julio Gelves Acevedo mayor de edad, identificado con la CC. Nº 1.127.948.961 de consulado Valencia Venezuela, en mi condición Ingeniero Electricista portador la Matricula Profesional No. BY205-109647, declaro bajo gravedad de juramento, que el diseño: “DISEÑO DE LAS REDES DE MEDIA TENSIÓN EN 34.5 KV PARA LAS CASETAS DE LAS VÁLVULAS DEL KILÓMETRO 12 Y 26 DE LA LÍNEA DE TRANSFERENCIA DE GAS CUPIAGUA- CUSIANA DEL MUNICIPIO DE AGUAZUL DEPARTAMENTO DE CASANARE. , localizado en el municipio Aguazul departamento de Casanare, propiedad de ECOPETROL S.A. , cuyo diseño estuvo a mi cargo declaro que el diseño eléctrico cumple con todos y cada uno de los requisitos establecidos en el Reglamento Técnico de Instalaciones eléctricas “RETIE” que le aplican . ”

En constancia se firma en Yopal-Casanare a los uno (01) días, del mes de Diciembre del 2016

__________________________ JULIO GELVES ACEVEDO

Diseñador del Proyecto. C.C. No. 1.127.948.961 Mat. Prof. No. BY205-109647

Marginal de la Selva Km1 Yopal-Aguazul Tel. 6357200 - 6348888 www.enerca.com.co e-mail: [email protected] Yopal - Casanare LÍNEA GRATUITA NACIONAL: 018000910182

DISEÑO DE LAS REDES DE MEDIA TENSIÓN EN 34.5 KV PARA LAS CASETAS DE LAS VÁLVULAS DEL KILÓMETRO 12 Y 26 DE LA LÍNEA DE TR~1.pdf

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