COMPANHIA ENERGÉTICA DE ALAGOAS
PRD - 02 PADRÃO REDE PRIMARIA COMPACTA
janeiro 2009
Companhia Energética de Alagoas-CEAL Superintendência de Projetos e Obras-SEP Gerencia de Projetos e Obras de Distribuição-GED
Av. Fernandes Lima, 3349 Gruta de Lourdes Maceió – AL. Tel. : (82) 3218-9300 e-mail:
[email protected] site: www.ceal.com.br
PADRÃO DE REDE PRIMARIA COMPACTA
ELABORAÇÃO: Eng. Elias Jesus dos reis Eng. Hugo Ricardo Arantes Costa Tec. Luiz Fortes de oliveira Des. Marcos Antônio Soares da silva Maceió AL, janeiro 2009 30 paginas 2
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PADRÃO DE REDE PRIMARIA COMPACTA
ELABORAÇÃO: Eng. Elias Jesus dos reis Eng. Hugo Ricardo Arantes Costa Tec. Luiz Fortes de oliveira Des. Marcos Antônio Soares da silva Maceió AL, janeiro 2009 30 paginas 2
SUMÁRIO
1.
OBJETIVO
2.
DEFINIÇÕES
3.
CONSIDERAÇÕES GERAIS
4.
ESTRUTURAS BASICAS
ANEXO A - TABELAS ANEXO B - FIGURAS
3
ÍNDICE
1 - OBJETIVO ................................................................................................................................05 2 - DEFINIÇÕES.............................................................................................................................05 3 - CONSIDERAÇÕES GERAIS...................................................................................................06 3.1 -Condutores.........................................................................................................................06 3.2 -Aterramentos.....................................................................................................................07 3.3 -Espaçadores losangulares.................................................................................................08 3.4 -Afastamentos Minimo.......................................................................................................08 3.5 -Amarrações e Ancoragem.................................................................................................09 3.6 -Conexões Elétricas.............................................................................................................09 4 - ESTRUTURAS BASICAS.........................................................................................................10 ANEXO A – Tabelas .......................................................................................................................11 Tabela 01 – Dimensionamento de parafuso para poste Duplo “T”............................................11 Tabela 02 – Características Físicas dos condutores......................................................................11 Tabela 03 – Características Físicas do cabo mensageiro..............................................................12 Tabela 04 – Quantidade de espaçadores por vão..........................................................................12 Tabela 05 – Distância mínima no ponto de flecha máxima entre o cabo coberto mais baixo e o solo.....................................................................................................................................................12 ANEXO C – Figuras.........................................................................................................................13 Figura 01 – Afastamento mínimo condutor ao solo......................................................................13 Figura 02 – Afastamento mínimo circuitos diferentes..................................................................14 Figura 03 – Afastamento mínimo entre circuitos primários........................................................15 Figura 04 – Afastamento mínimo condutores e edificações..........................................................16 Figura 05 – Amarrações e ancoragens............................................................................................17 Figura 06 – Estrutura CE1..............................................................................................................18 Figura 07 – Estrutura CE1-A..........................................................................................................19 Figura 08 – Estrutura CE1-B..........................................................................................................20 Figura 09 – Estrutura CE2..............................................................................................................21 Figura 10 – Estrutura CE3 .............................................................................................................22 Figura 11 – Estrutura 2CE3 ........................................................................................................23 Figura 12 – Estrutura CE4..............................................................................................................24 Figura 13 – Estrutura CE2.3...........................................................................................................25 Figura 14 – Estrutura N3-CE .........................................................................................................26 Figura 15 – Estrutura N3S-CE .......................................................................................................27 Figura 16 – Estrutura CE-FA.........................................................................................................28 Figura 17 – Estrutura CE1A-E1.....................................................................................................29 Figura 18 – Simbologia....................................................................................................................30
4
1-
OBJETIVO Estabelecer as estruturas básicas, que nortearão os projetos e construções, da rede aérea protegida compacta, utilizando condutores cobertos não isolados, em 13,8 kV, no âmbito da CEAL.
2-
DEFINIÇÕES
2.1 - Braço anti-balanço Fabricado de material polimérico, tem a função de reduzir a vibração mecânica da rede compacta, ao fixar a parte inferior do espaçador no poste.
2.2 - Braço tipo “C” Ferragem, em formato de “C”, que fixado ao poste tem a função de sustentar os cabos cobertos através dos isoladores, em ângulo, fim de linha e para conexão de equipamentos.
2.3 - Braço tipo “L” Ferragem, em formato de “L”, que fixado ao poste tem a função de sustentar o cabo mensageiro, em tangência ou em ângulos de até 6º.
2.4 - Cabo coberto Cabo dotado de cobertura protetora em XLPE, cuja cobertura, tem a função de redução da corrente de fuga em caso de contato acidental com objetos aterrados e a redução do espaçamento entre as fases.
2.5 - Cabo mensageiro Cabo de aço que tem a função de sustentar os cabos cobertos através dos espaçadores e separadores fixados ao longo dos vãos, servindo também como proteção elétrica e mecânica da rede compacta.
2.6 - Cantoneira auxiliar para braço “C” Ferragem, que fixada na extremidade superior do braço “C”, tem a função de encabeçamento das fases, através de isoladores poliméricos de ancoragem, servindo também para instalação de chaves fusíveis e para-raios.
2.7 - Espaçador Fabricado de material polimérico de formato losangular, e fixado no cabo mensageiro, tem a função de sustentar e separar os cabos cobertos, em um arranjo triangular, ao longo dos vãos, mantendo o isolamento elétrico.
5
2.8 - Estribo para braço tipo “L” Ferragem, em formato de estribo, que fixada ao braço “L”, tem a função de sustentar o espaçador que fica junto ao poste, no caso da estrutura CE1-A.
2.9 - Capa protetora Fabricado de material polimérico, e instalada nas conexões dos cabos cobertos, tem a função de manter a cobertura e evitar a umidade no cabo.
3-
CONSIDERAÇÕES GERAIS A rede aérea compacta, irá substituir a rede convencional em pontos críticos como: árvores na rede, freqüência de objetos lançados a rede, congestionamento de estrutura e saída de alimentadores das subestações, atendimento expresso de consumidores especias etc. Os critérios utilizados para a rede convencional serão válidos também para rede aérea compacta, observando o que segue: a) com a implantação da rede compacta no sistema CEAL, será admitido a construção de até quatro circuitos independentes no mesmo poste, desde que observadas as condições de esforços requeridos e afastamentos mínimos. b) é preferível que o circuito duplo seja construído no mesmo nível, um de cada lado do poste, caso não seja possível em virtude do afastamento mínimo com edificações, será permitido a construção em dois níveis do lado da rua, obedecendo o afastamento mínimo vertical. c) o vão deverá ser de 40 metros mesmo sem rede secundária. d) o lance máximo para ancoragem é de 500 metros. e) no cruzamento com a rede existente, a rede protegida deve ser instalada acima da rede convencional, as interligações se necessário deverão ser feitas com cabo coberto. f) para manter a seqüência de fases ao longo da rede compacta, fica convencionado, que na instalação dos espaçadores, a fase “A” será mantida do lado do poste, a fase “C” do lado da rua, e conseqüentemente a fase “B” será fixada na parte inferior dos espaçadores. g) os postes serão os mesmos padronizados para rede convencional, ou seja, poste de concreto armado seção duplo “T”, com altura mínima de 11 metros para circuito simples e 12 metros para circuito duplo, triplo e quadruplo.
3.1 - Condutores Na rede compacta os cabos são cobertos com polietileno reticulado em XLPE 90°C para 15 kV, bloqueados, compactados, resistentes ao trilhamento elétrico e ao intemperismo, com condutores fase em alumínio e mensageiro de aço zincado a quente SM, nas seguintes formações: 6
●
3 # 50 mm 2 + Ø 9,5 mm, SM;
●
3 # 95 mm 2 + Ø 9,5 mm, SM;
●
3 # 185 mm 2 + Ø 9,5 mm, SM.
As características físicas dos cabos estão dispostos nas tabelas 02 e 03 do anexo A .
3.2 - Aterramento O sistema de aterramento é constituído de hastes ligadas em paralelo e dispostas linearmente segundo a direção dos condutores da rede de distribuição. As hastes de terra deverão ser cravadas verticalmente a uma profundidade mínima de 0,6 m da superfície do solo e com uma afastamento mínimo de 1 metro da base do poste. O valor da resistência de aterramento deverá ser no máximo 10 ohms (terreno úmido), não devendo ultrapassar 25 ohms (terreno seco); para que se atinja o valor de resistência de terra desejado, considerando-se ainda a viabilidade de aplicação das seguintes alternativas: a) reforço de um ou ambos os aterramentos em vãos adjacentes ao equipamento interligando- o (s) ao primeiro aterramento. b) tratamento químico do solo (em último caso). O aterramento deverá ser com cabo de cobre nu, seção mínima de 25 mm². O cabo mensageiro deve ser aterrado nos seguintes pontos: a) no início e no fim da rede compacta; b) interligado no aterramento dos equipamentos e da rede secundária; c) não havendo equipamento ou rede secundária, deve ser previsto um ponto de aterramento a cada 300 metros. Para a segurança dos serviços em linha morta, deverão ser instalados estribos para a instalação de aterramento provisório. A instalação dos estribos deve seguir os seguintes critérios: a) instalar estribos em ambos os lados de chaves seccionadoras (chaves facas, chave tripolar a seco, a óleo e religadores de linha) e à jusante das chaves fusíveis de derivação. b) estes estribos devem ser instalados a ± 1 metro do poste. c) o aterramento provisório pode ser instalado nos estribos dos transformadores.
3.3 - Espaçadores losangulares O espaçador losangular tem a função de sustentar e manter o afastamento entre os cabos ao longo dos vãos. Deverão ser assim utilizados e fixados: 7
a) em vãos em tangência deve ser instalados a um metro de cada lado do poste (estrutura CE1 e CE1-B) exceto quando for instalado o braço anti-balanço (estrutura CE1-A) onde é apenas 1 espaçador junto ao poste; b) para as demais estruturas deve ser instalado a uma distância de 12 metros de cada lado do poste; c) após a determinação da distancia de instalação dos primeiros espaçadores, à esquerda e à direita da estrutura. O número de espaçadores ao longo do vão deve obedecer a tabela 04 que teve como base a formula abaixo. Ne = V-De-Dd + 1 I onde: Ne- Número de espaçadores; V – Comprimento do vão; De e Dd – Distancia dos primeiros espaçadores à estrutura, à esquerda e á direita do vão; I- Intervalo entre espaçadores que podem ser de 7, 8, 9 e 10.
3.4 - Afastamentos mínimos Os condutores cobertos devem ser considerados como condutores nus. Os afastamentos mínimos são os mesmos exigidos para a rede convencional como descrito na tabela 05 e as figuras de afastamentos mínimos. Entretanto os espaçamentos entre as fases, e entre fase terra, em pontos fixos, podem ser reduzidos devendo atender as seguintes distancias minimas: a) distancia entre fases de 140 mm; b) distancia fase terra de 130 mm. Nota: As distancias mínimas descritas acima é considerando uma tensão suportável nominal sob impulso atmosférico de 95 kV. Quando houver necessidade de múltiplos circuitos numa mesma posteação deve ser garantido uma distancia vertical mínima de 500 mm entre ultimo parafuso de fixação da estrutura do circuito de nível superior e o parafuso de fixação do cabo mensageiro do circuito de nível inferior como está exposto na figura 03.
3.5 - Amarrações e ancoragens As amarrações e ancoragens previstas são: ●
laço pré-formados plástico ;
●
laço pré-formado metálico; 8
●
anel de amarração elastomérico;
●
alça pré-formada para cabo de aço;
●
grampo de ancoragem.
O laço pré-formado plástico deve ser utilizado na aplicação em cabo coberto nos isoladores de pino, no espaçador e separador ficando a utilização do laço pré-formado metálico exclusivamente para fixação do espaçador ao cabo mensageiro. O anel de amarração elastomérico deve ser utilizado na amarração do espaçador ao estribo da estrutura com braço anti-balanço (CE1-A). A ancoragem do cabo mensageiro deve ser realizada com alça pré-formada para cabo de aço, já a ancoragem dos condutores fases deve ser realizada com grampo de ancoragem. Na ancoragem deve-se deixar um rabicho de 30 cm nos cabos fases e mensageiro facilitando assim a conexão de uma ampliação de rede. Os rabichos dos condutores fases devem ter a cobertura recomposta através de massa selante, fita auto fusão e fita isolante Os detalhes das amarrações estão descritas na figura 05.
3.6 - Conexões elétricas As conexões elétricas devem ser realizadas através de conectores tipo cunha, estes conectores devem ser cobertos utilizando capa protetora para 15kV. A conexão entre os cabos mensageiros deve ser através de conector cunha. A conexão do cabo mensageiro com o cabo do aterramento deve ser através de conector derivação parafuso fendido. As conexões dos equipamentos devem ser realizadas com cabo de cobre coberto, o mesmo deve ser descascado apenas o mínimo para que seja efetuada a conexão. Na aplicação da capa protetora do conector tipo cunha e do conector tipo cunha com estribo a massa selante deve ser ajustada manualmente de forma a selar o conector contra infiltração de umidade. Não é permitida a emenda do cabo coberto e do mensageiro no meio do vão.
9
4-
ESTRUTURAS BASICAS CE1
Estrutura utilizada em tangência ou em pequena deflexão (no máximo 6°).
CE1 - A Estrutura utilizada em tangência ou em pequena deflexão (no máximo 6º). Caracterizada pelo braço anti-balanço que fixa o espaçador ao poste esta estrutura deve ser utilizada a cada 200 metros de rede com vãos em tangência, em estrutura de transformador.
CE1-B
Estrutura utilizada em locais onde é necessário o afastamento da rede à edificações.
CE2 CE3 CE4
Estrutura utilizada com ângulo de deflexão entre 6º e 60º
2CE3
Estrutura utilizada normalmente em esquinas com ângulos de 90º, podendo ser utilizada em ângulos que variam entre 60º a 120º.
CE2.3
Estrutura utilizada em sangria sem perda de altura . Pode ser utilizada em ângulo de até 40º , se o ângulo for do lado oposto a sangria.
Estrutura utilizada em fim de rede. Estrutura utilizada para ancoragem e com ângulos de deflexão de até 90º. Caso o poste sejá de concreto armado seção duplo “T” o ângulo máximo será de 60º podendo ser aplicada até 90º se a face cheia do poste ficar na bissetriz do ângulo.
CE-FA Estrutura utilizada para secionamento de circuito com chave faca. N3S-CE Estrutura com secionador, utilizada para início da rede compacta partindo da convencional, montada em cruzeta tipo “T” de 1900mm com poste duplo “T”, Quando for utilizada em poste circular a cruzeta será do tipo quadrada de 2400mm.
N3-CE Estrutura utilizada na transição da rede compacta para a rede convencional.
10
ANEXO A – Tabelas Tabela 01 – Dimensionamento de parafuso para poste Duplo “T” (quantidade x comprimento em milimetro)
estruturas 200 CE1 2X200 CE1-A 3X200 2 x 250 CE1-B CE2, CE3, CE2-3 e CE4 2CE3 CE-FA N3-CE e N3S-CE
RESISTENCIA NOMINAL dos postes duplo T (daN) 300 a 600 800 1000 1500
2000
2X250
2X250
2X300
2X300
2X350
3X250
3X250
3X300
3X300
3X350
2 x 250
2 x 300
2 x 300
2 x 350
2 x 400
1X200 2X250 1X250 2X300 1X250 2X300 1X300 2X350 1X350 2X400 2X200 4X250 2X250 4X300 2X250 4X300 2X300 4X350 2X350 4X400 1X200 5X400 1X250 5X450 1X250 5X450 1X300 5X500 1X350 5X550 1X200 6X400 1X250 6X450 1X250 6X450 1X300 6X500 1X350 6X550
Tabela 02 – Características Físicas dos condutores N º de Fios Seção (mm2) Formadores (mínimos)
Diâmetro Externo (mm)
Peso (daN/m)
Carga de ruptura (daN)
Resistência elétrica CC a 20 º C ( /km)
Capacidade de corrente (A)
50
6
14,2
0,23
650
0,641
248
95
12
17,7
0,39
1235
0,320
382
150
15
20,6
0,57
1950
0,206
504
185
30
22,2
0,68
2405
0,164
581
Nota: 1- Para o cálculo da capacidade de corrente foi admitido temperatura ambiente de 30 º C, carga equilibrada, radiação de 1000 W/m 2 e velocidade do vento 2,2 Km/h. 2- A cobertura deve ter classe térmica de 90 º C. A espessura da cobertura deve ser de 3,0 mm.
Tabela 03 – Características Físicas do cabo mensageiro Seção (mm2 )
N º de Fios Formadores (mínimos)
Diâmetro Nominal (mm)
Peso (daN/m)
Carga de ruptura (daN)
51,14
7
9,5
0,407
3160
Nota: 1- Categoria (ABNT) MR ou SM (média resistência).
11
Tabela 04 – Quantidade de espaçadores por vão Vão (metros)
Quantidade de espaçadores
Entre CE1 e CE1
Vão (metros)
Quantidade de espaçadores
Entre CE1 e CE1-A
Vão (metros)
Quantidade de espaçadores
Entre CE1 e demais estruturas
Até 12
2
Até 22
1
Até 24
1
13 a 22
3
23 a 32
2
25 a 34
2
23 a 32
4
33 a 42
3
35 a 44
3
33 a 42
5
43 a 52
4
45 a 54
4
43 a 52
6
53 a 62
5
55 a 64
5
53 a 62
7
63 a 72
6
65 a 74
6
63 a 72
8
73 a 82
7
75 a 84
7
73 a 82
9
Entre CE1-A e CE1-A
Entre CE1-A e demais estruturas
Entre as outras estruturas
Até 20
1
Até 22
1
Até 24
1
21 a 30
2
23 a 32
2
25 a 34
2
31 a 40
3
33 a 42
3
35 a 44
3
41 a 50
4
43 a 52
4
45 a 54
4
51 a 60
5
53 a 62
5
55 a 64
5
61 a 70
6
63 a 72
6
65 a 74
6
71 a 80
7
73 a 82
7
75 a 84
7
81 a 90
8
Notas: 1- Para efeito da tabela acima a estrutura CE1-B e considerada CE1. 2- Nesta tabela está relacionada a quantidade de espaçadores no vão. Ela não contempla o espaçador pertencente a estrutura CE1-A, portanto, na obtenção do total de espaçadores deve-se somar os espaçadores das estruturas CE1-A.
Tabela 05 – Distância mínima no ponto de flecha máxima entre o cabo coberto mais baixo e o solo. Logradouros Ferrovias Ferrovias eletrificada ou eletrificáveis
Distancia minima (m) 9 12
Rodovias
7
Ruas e avenidas
6
Entradas de prédios e e outros locais de uso restrito a veículos.
6
Ruas e vias exclusivas á pedestres
5,5
12
