http://books.google.es/books?id=3HVV6Vx5VIYC&pg=PA241&lpg=PA241&dq=FENOMENOS+VIBRATOR http://books.google.es/books?id=3HVV6Vx 5VIYC&pg=PA241&lpg=PA241&dq=FENOMENOS+VIBRATORIOS+EN+LINEAS+DE+ALTA+TENSI%C3%93N IOS+EN+LINEAS+DE+ALTA+TENSI%C3%93N&source=bl&o &source=bl&o ts=c3GXp1pVVA&sig=C_UNk0CVYL0aRg ts=c3GXp1pVVA&sig=C _UNk0CVYL0aRgp16UdeUpYvpUs&hl=es&s p16UdeUpYvpUs&hl=es&sa=X&ei=HHhqUb-WD6uh7AbC6o a=X&ei=HHhqUb-WD6uh7AbC6oDoAw&ved=0CDUQ6AEw DoAw&ved=0CDUQ6AEwAQ#v=onepage&q&f=false AQ#v=onepage&q&f=false
1. INTRODUCCIÓN 2. CÁ CÁLC LCUL ULO O MEC MECÁN ÁNIC ICO O DE DE CON CONDU DUC CTO TORE RES S 3. CÁLCULO DE APOYOS 4. CIMENTACIONES 5. CÁ CÁLC LCUL ULO O DE DE PUE PUES STA TAS S TIE TIERR RRA A DE DE AP APOY OYOS OS 6. TRAZADO Y REPLANTEO DE DE LÍ LÍNEAS
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Elementos Constructivos
• Conductores – Conductores de fase – Cable de guarda
• Aisladores – De cadena de vidrio – Poliméricos
• Auxiliares
– Brazos aislantes
– Herrajes de fijación conductorconductor-
• Apoyos
aislador
– Estructura soporte (fuste + crucetas
– Herrajes de fijación aisladoraislador-
+ cúpula)
apoyo
– Cimentación
– Amortiguadores
– Puesta a tierra
– Anillos de guarda – Separadores – Elementos de empalme empalme – Otros
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Dependiendo de la zona por la que queramos pasar una línea de AT, los cables pueden ir: Desnudos: Suelen ser hilos de aluminio con refuerzo de Acero. Aislados: Están recubiertos de un material aislante resistente. Suele ser un aislante del tipo XLPE. - Estos conductores suelen ser subterráneos en zonas habitadas.
Cables
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cables
Ambos conductores están compuestos por hilos de acero que irían rodeados de hilos de aluminio. El hilo de acero aporta una mejor resistencia mecánica y los hilos de aluminio son muy buenos conductores de intensidad
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Disp Di spos osic ició ión n de lo loss co cond nduc ucto tore ress en la lass lílíne neas as
Cables
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Atendiendo a su clasificación tenemos dos tipos: • Co Cond nduc ucto torres de fa fase se – Transportan Transportan la energía energía eléctrica – Baja resistencia eléctrica – Resistencia mecánica a la tracción elevada – Materiales: cobre, aluminio, aluminio, aleación de aluminio, acero
• Cable de guarda/Hilo de guarda – Protege los conductores conductores de fase frente a rayos – Resistencia eléctrica: dato poco importante importante – Resistencia mecánica a la tracción elevada – Materiales: acero galvanizado, galvanizado, aluminio – Actualmente: OPGW (OPtical (OPtical Ground Wire)
Cables
Cable de guarda
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
CABL E DE GUARDA GUARDA : Conductor contra sobretensiones internas o externas
Cables
Cables sin tensión que se colocan en la parte más alta en las redes de alta tensión, tensión, se conectan a la misma estructura metálica en cada torre y sirven para varios motivos. Uno es el generar un equipotencial de tierra en todo el trazado trazado de la línea, línea, rebaja rebajando ndo al mínimo mínimo la resisten resistencia cia de tierra tierra ya que con el cable cable se unen todas todas las torre torress y por defecto todas las tomas tomas de tierra del trazado.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cables
http://www.generalcable.es/Productos/Cat%C3%A1logoonline/tabid/365/Default.aspx Los conductores deben cumplir la Norma UNE-EN 50182 y serán de uno de los siguientes tipos:
• Conductores homogéneos de aluminio (AL1). • Conductores homogéneos de aleación de aluminio (ALx). • Conductores compuestos (bimetálicos) de aluminio o aleación de aluminio reforzados con acero galvanizado (AL1/STyz o ALx/STyz).
• Conductores compuestos (bimetálicos) de aluminio o aleación de aluminio reforzado con acero recubierto de aluminio (AL1/SAyz o ALx/SAyz).
• Conductores compuestos (bimetálicos) de aluminio reforzados con aleación de aluminio (AL1/ALx).
AL3 frente AL1 con la misma sección tienen el doble de tracción mecánica, pero la resistencia eléctrica se incrementa únicamente un 20%.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cables
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cables
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cables
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cables
Densidad de corriente máxima para conductores en régimen permanente. Sección nominal (mm2) 10 15 25 35 50 70 95 125 160 200 250 300 400 500 600
Densidad de corriente (A/mm 2) Cobre
Aluminio
Aleación de aluminio
8.75 7.60 6.35 5.75 5.10 4.50 4.05 3.70 3.40 3.20 2.90 2.75 2.50 2.30 2.10
6.00 5.00 4.55 4.00 3.55 3.20 2.90 2.70 2.50 2.30 2.15 1.95 1.80 1.65
5.60 4.65 4.25 3.70 3.30 3.00 2.70 2.50 2.30 2.15 2.00 1.80 1.70 1.55
cu 0.017241mm2 m al 0.028264 mm2 m ale 0.03250 mm2 m 0.192 mm2 m
(acero) 0.0848 mm2 m (acero recubierto de aluminio)
Cables aluminio acero. • 30+7 = Aluminio x 0.916 • 6+1 , 26+7 = Aluminio x 0.937 • 54+7 = Aluminio x 0.95 • 45+7 = Aluminio x 0.97
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Conductores de aluminio-acero
Cables
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Utilización de los conductores en función de su tensión
Cables
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Aisladores
Sirven de apoyo y sopor te a los c onduc tores, al mism o ti empo que los mantienen aislados d e los apoyos.
Clasificación de los aisladores: - De cadena de vidrio - Poliméricos - Brazos aislantes • Estos aisladores deberán emplearse en zonas de alta o muy alta contaminación. Los aisladores se dimensionarán en función de: - El nivel de aislamiento - La línea de fuga requerida - Del lugar por donde discurra - Distancia entre partes activas y masa
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
• Principales características
Resistividad eléctrica elevada Rigidez dieléctrica elevada (superior al vacío) Resistencia mecánica elevada Fiabilidad alta (reducida tasa de fallos) Posibilidad de detección de fallos Peso reducido
• Causas de fallo de un aislador Envejecimiento. Condiciones ambientales (humedad). Efectos negativos en la calidad del servicio (interrupción de suministro por apertura de las protecciones)
Aisladores
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Materiales empleados en los aisladores: -
Porcelana: Su estructura debe ser homogénea y para dificultar las
adherencias de la humedad y polvo • Se emplea poco • Dificultad para la detección de fallos internos (opaco) -
Vidrio: Tienen un coeficiente de dilatación muy alto,
que limita su aplicación en lugares con cambios grandes de temperatura • El más empleado • Transparente: fácil detección fallos • Más barato que la porcelana - Material Compos ite (Polimérico): Se emplean cuando han de soportar grandes esfuerzos mecánicos • Núcleo de fibra de vidrio para dotarle de resistencia mecánica • Capa externa de material polimérico (goma)
Aisladores
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Utilización del tipo de aislador en función del tipo de apoyo
Cadena de aisladores Suspensión Amarre
Aisladores
Apoyo Ángulo Anclaje, Ángulo, Fin de línea
Cadenas de aisladores de vid rio : (Suelen ser más usados)
Suspensión
Amarre
Elementos de la cadena de aisladores de vidri Formada por: - Aisladores de vidrio (formado por un disco dieléctrico, caperuza, vástag - Herrajes (en este caso horquilla de bola) - Grapas (de suspensión o amarre)
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Utilización del tipo de aislador en función del tipo de apoyo
Aisladores
Cadena de aislador es de resina: (más resistentes)
Suelen utilizarse cuando tienen que soportar una grandes esfuerzos mecánicos, el único inconveniente es que son mucho más costosos. Suspensión
Amarre
Elementos de la cadena de aisladores de resina Formada por: - Barra autoportante aislante (de fibra de vidrio, impreganda en resina) - Recubrimiento protector que configura las aletas (de goma silicona) - Los herrajes y las grapas de acoplamiento (de acero galvanizado)
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Aisladores
← Cadena de aisladores de vidrio
Cadena de aisladores de resina
→
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Aisladores: Cálculo mecánico
Para garantizar el aislamiento se define niv el de aisl amiento (NA) como la relación que existe entre la lon git ud d e la línea de fuga de un aislador, o de la cadena de aisladores y la tensión compuesta de la línea eléctrica.
NA
Longitud línea de fuga Tensión más elevada
Pero además el Reglamento exige unos niveles de aislamiento normalizados. Apartado 4.4 ITC-LAT 07.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Aisladores: Cálculo mecánico
Comprobar que el aislador es capaz de soportar estas tensiones.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
El número de aisladores a emplear viene definido por:
U m l e l a
na ceil
Aisladores: Cálculo mecánico
l e Línea de fuga especifica (mm/kV) l a
Línea de fuga individual de cada aislador De todos modos las compañías distribuidoras de energía eléctrica tienen perfectamente definidos y normalizados los tipos y modelos de aisladores a utilizar en sus líneas según: la tensión, contaminación, etc.
Esfuerzos mecánicos
ra T max,a Tabla 14. Apart ado 4.4 .ITC-LAT 07
3
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Aisladores d e vidrio ó cerámicos: UNE-EN 60305:1998y UNE-
EN 60433:1999 respectivamente.
Aisladores: Denominación
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Aisladores: Denominación
DENOMINACIÓN U = Denominación de aislador de cadena
Posición: “ B ”
XX = Carga de rotura a tracción en kN
A= anilla
“B “= Unión de acoplamiento entre caperuza y vástago
B=Bola
S/L = Paso corto o largo
R=Alojamiento de rótula
XX = Tensión asignada del aislador
Y=Horquilla
P/D = Zona de alta polución o desértica
AB; AA; RB; YB
U 70 AB 30: Aislador de cadena de 70 kN de carga de rotura con un herraje en forma de anilla en la parte superior y en forma de bola en la parte inferior con una tensión asignada de 30 kV. U 160 BL 30 P / U 160 BLP:
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Aisladores c ompuestos d e goma silicona: UNE-EN 61466-1:1998.
Aisladores: Denominación
Herraje en la parte superior e in ferior
B=Bola S=Alojamiento de bola T=Lengüeta C=Horquilla en U Y=Horquilla en V E=Anilla
NORMA GE AND012. HASTA 30kV
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Aisladores: Distribución de la tensión
•
CT
La capacidad del aislador (C 1) para 20kV de tensión de la red suele ser en torno a 30pF. • Si se desconoce el valor de C 1 se puede calcular a partir de C T. Capacidad de la línea en el modelo en T. • C se puede aproximar como la capacidad de un aislador entre el número de aisladores de la cadena. • También se puede aproxima a partir del valor de la línea de fuga de la cadena de aisladores.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Aisladores: Distribución de la tensión
Si se pudiera considerar una cadena de aisladores completamente aislada de otros elementos, entonces la tensión (en voltios) a la que se ve sometida se repartirá por igual entre cada uno de los elementos que forman la cadena. Es decir, cada uno de los elementos de la cadena lo podemos considerar como un condensador de igual característica al otro, esto es presentaría una misma capacidad llamada capacidad mutua
Sin embargo esta consideración no es completamente cierta, ya que próximo a la cadena se puede encontrar la torreta (apoyo) sobre la que se soporta la línea. Y por ello aparecen otras capacidades entre la cadena de aisladores y la masa que presenta la propia estructura de la torreta Normalmente C se puede aproximar como la capacidad de un aislador entre el número de aisladores de la cadena.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Aisladores: Distribución de la tensión
m
C 1
I 1 C 1 U 1 m C U 1
C
I a C U 1
I b C U 1 U 2
I 2 I 1 I a
I 3 I 2 I b
U 2
I 2 C 1
U 3
I 3 C 1
Aisladores: Rendimiento de la cadena
cad
U cadena N ais U aislador ,cercano
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Postes / Apoyos
Apoyos: Se usan para mantener el conductor a una distancia reglamentaria entre fases, a
las masas y al terreno. Deben estar calculados para soportar los esfuerzos que les transmiten el conductor y el viento. - Los apoyos que se utilizarán en la construcción de las líneas aéreas de MT (3ª categoría) serán en general metálico de celosía. Podrán utilizarse, como alternativa, apoyos de hormigón vibrado o de chapa plegada. Excepcionalmente de madera.
Atendiendo a su constitución: - Fuste: Parte inferior del apoyo. - Cabeza: Parte superior del apoyo
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Postes / Apoyos
A las partes superiores de los apoyos se les une los armados o cruc etas. En este caso se trataría de un apoyo de celosía.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos Postes / Apoyos Coplanar horizontal • Reducida altura del apoyo • Mayor anchura de corredor (servidumbre de paso) • Empleado típicamente en tensiones elevadas y grandes vanos (mínimo esfuerzo sobre cimentaciones)
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Triangular (dos niveles) • Altura del apoyo mayor que en horizontal • Menor anchura de corredor que en horizontal • Configuración más empleada: Danubio
Postes / Apoyos
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
En tres niveles • Máxima altura de apoyo • Ancho de corredor mínimo • Configuración tresbolillo: muy empleado en MT • Configuración doble circuito vertical: Muy empleado en todas las tensiones .
Postes / Apoyos
En la actualidad se tiende a construir siempre apoyos de doble circuito aunque inicialmente sólo se instale uno (futuras ampliaciones)
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Postes / Apoyos
A) Atendiendo al tipo de cadena de aislamiento y a su función en la línea los apoyos se clasifican: •
Apoyos en suspensión: Apoyo con cadenas de aislamiento de suspensión
•
Apoyos de amarre: Apoyo con cadena de aislamiento de amarre
•
Apoyos de anclaje: Apoyos con cadena de asilamiento de amarre destinado a proporcionar un punto firme a la línea. Deberán tener identificación propia.
•
Apoyos de principio o fin de línea: Son el primero o el último apoyo en la línea. Disponen de aislamiento de amarre
•
Apoyos especiales: Son aquellos que tienen una función diferente a la definida anteriormente.
B) Atendiendo a su posición relativa respecto el trazado de la línea se clasifican en: •
Apoyo de alineación: Apoyos de suspensión, amarre o anclaje usando un tramo rectilínea de la línea.
•
Apoyo de ángulo: Apoyos de suspensión, amarre o anclaje colocado en ángulo con el trazado de la línea.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Postes / Apoyos
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Las tensiones nominales y tensiones elevadas Las tensiones nominales normalizadas de la red, así como los valores correspondientes de las tensiones más elevadas se incluyen en la tabla 1. Únicamente en el caso de que la línea objeto del proyecto sea extensión de una red ya existente.
TENSION NOMINAL DE LA RED (Un) kV 3 6 10 15 20* 25 30 45 66* 110 132* 150 220* 400*
TENSION MAS ELEVADA DE LA RED (Us) kV 3,6 7,2 12 17,5 24 30 36 52 72,5 123 145 170 245 420
1. INTRODUCCIÓN 2. CÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES 3. CÁLCULO DE APOYOS 4. CIMENTACIONES 5. CÁLCULO DE PUESTAS TIERRA DE APOYOS 6. TRAZADO Y REPLANTEO DE LÍNEAS
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
1.
ECUACIÓN HIPERBÓLICA
2.
FLECHA MÁXIMA
3.
FLECHA MÁXIMA (SIMPLIFICACIÓN)
4.
TRACCIÓN MÁXIMA
5.
CARGAS Y SOBRECARGAR
6.
ECUACIÓN DEL CAMBIO DE CONDICIONES (ECC)
7.
ECC. APROXIMACIÓN PARABÓLICA
8.
ECC. APROXIMACIÓN DE TRUXÁ
9.
TENSIÓN Y FLECHA MÁXIMA (SEGÚN ITC-AT)
10. DESEQUILIBRIO DE TRACCIÓN Y FENÓMENOS VIBRATORIOS 11. EJEMPLO
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
1.
ECUACIÓN HIPERBÓLICA
2.
FLECHA MÁXIMA
3.
FLECHA MÁXIMA (SIMPLIFICACIÓN)
4.
TRACCIÓN MÁXIMA
5.
CARGAS Y SOBRECARGAR
6.
ECUACIÓN DEL CAMBIO DE CONDICIONES (ECC)
7.
ECC. APROXIMACIÓN PARABÓLICA
8.
ECC. APROXIMACIÓN DE TRUXÁ
9.
TENSIÓN Y FLECHA MÁXIMA (SEGÚN ITC-AT)
10. DESEQUILIBRIO DE TRACCIÓN Y FENÓMENOS VIBRATORIOS 11. EJEMPLO
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
La curva descrita por un cable sujeto en sus extremos, bajo la acción del campo gravitatorio, se conoce como catenaria. Llamamos flecha (f) a la distancia vertical máxima entre un punto de la curva adoptada por el conductor en una determinada situación de equilibrio, y la recta imaginario une los puntos de fijación Vano (a). Distancia entre los dos punto de fijación del cable.
El esfuerzo soportado por el cable va creciendo desde la tensión existente en el vértice (horizontal) hasta los puntos de sujeción.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
El esfuerzo soportado por el cable va creciendo desde la tensión existente en el vértice (horizontal) hasta los puntos de sujeción.
T yA TyB P T xA T xB
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
B A
Vértice (V). En punto más bajo de la catenaria. Situación de los ejes de referencia. C. Parámetro característico de la catenaria.
c
x y c cos h c Ordenada
T h p
x L c senh c Longitud del cable. (Desde el vértice)
T h: Tensión horizontal
kte
p: Peso del cable por unidad
de longitud
T p y Tensión en cada punto
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
1.
ECUACIÓN HIPERBÓLICA
2.
FLECHA MÁXIMA
3.
FLECHA MÁXIMA (SIMPLIFICACIÓN)
4.
TRACCIÓN MÁXIMA
5.
CARGAS Y SOBRECARGAR
6.
ECUACIÓN DEL CAMBIO DE CONDICIONES (ECC)
7.
ECC. APROXIMACIÓN PARABÓLICA
8.
ECC. APROXIMACIÓN DE TRUXÁ
9.
TENSIÓN Y FLECHA MÁXIMA (SEGÚN ITC-AT)
10. DESEQUILIBRIO DE TRACCIÓN Y FENÓMENOS VIBRATORIOS 11. EJEMPLO
Consideraciones generales Principio de funcionamiento Funcionamiento en régimen permanente Maniobras en máquinas asíncronas Funcionamiento en régimen dinámico
Flecha máxima. (vanos a mismo nivel)
fm yA/ B yV
xA/ B cos c h m c c
x A/ B fm c cos h 1 c
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Flecha máxima. (vanos a distinto nivel)
Es necesario conocer la situación de los ejes de referencias. Estamos en el caso de una línea con un vano proyectado «a» y un desnivel «h». «b» es el vano real
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Flecha máxima. (vanos a distinto nivel) Partimos de la base que no conocemos la situación de los ejes. (No conocemos Xa y Xb) No podemos considerar que el vértice la catenaria se encuentra en X=0.
x B xA h c cos h c cos h c c
x x a h 2 c senh B A senh c 2c X m a h 2 c senh senh c c
Diferencia de cosenos hiperbólicos es igual a dos veces el seno hiperbólico de la semisuma por el seno hiperbólico de la semidiferencia
La flecha se mide en punto donde la tensión es paralela a la distancia AB. Su valor se calcula como diferencias de cotas. Este punto coincide muy aproximadamente con el centro del vano.
DESPEJAR X m . Xm=Xf => La flecha se produce en el punto medio del vano.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Flecha máxima. (vanos a distinto nivel) senh X f
h
2 c senh 2c
X f c ln z
x A X f a
a
2
z 1
2 x B X f a 2
z
Conocida la abscisa del punto medio del vano, podemos situar los ejes y el vértice de la curva.
x A y A c cosh c x y B c cosh B c
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Flecha máxima. (vanos a distinto nivel)
fmax y2
h
x2 x y a m
fm
Donde: 2 h h x fm c ln 1 a a
a l h 2c ch 1 c 2
2
Longitud de la catenaria
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Flecha máxima. (vanos a distinto nivel-2) Nueva expresión. Cálculo de la flecha en función únicamente de X f . Sólo válido si se considera la flecha en punto medio del vano.
f y3 y 4
y2 y1
2
y4
a f y f cosh 1 2c
4
Y f es
la altura de la curva en el punto medio del vano. Para vano a nivel sería C.
Longitud del cable 2
dl dx dy
2
a l d 2 2c2 ch 1 c
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Flecha máxima. (vanos a distinto nivel-3) Cálculo real de la flecha real. Se calcula la flecha en el punto donde la tensión del cable sea paralela al vano real.
h arc tan a T f max,real
y f max,real
T f max,real Ordenada de la catenaria en p
punto donde se produce la flecha máxima
Angulo de la tensión del cable en punto medio
T h
cos
, ·
Tensión del cable en punto medio
,
,
1
*PROBLEMA 1/ PROGRAMA 1
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
1.
ECUACIÓN HIPERBÓLICA
2.
FLECHA MÁXIMA
3.
FLECHA MÁXIMA (SIMPLIFICACIÓN)
4.
TRACCIÓN MÁXIMA
5.
CARGAS Y SOBRECARGAR
6.
ECUACIÓN DEL CAMBIO DE CONDICIONES (ECC)
7.
ECC. APROXIMACIÓN PARABÓLICA
8.
ECC. APROXIMACIÓN DE TRUXÁ
9.
TENSIÓN Y FLECHA MÁXIMA (SEGÚN ITC-AT)
10. DESEQUILIBRIO DE TRACCIÓN Y FENÓMENOS VIBRATORIOS 11. EJEMPLO
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
x2 x 2 x y c ch y c 1 2 c h 2c 2c Tm a2
T m a2 f f 2 p 8 h2 384 h4 p 8 h a4
T m T0
f l a
3 2
a p
24 T o2
b2 p
8 Tm
b a
a b p
8 T h
Longitud del cable. (3 primero términos)
Ecuaciones para vanos de hasta 500 metros y desnivel inferior al 10%.
Desarrollo de Mac Laurin
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
p=1.224 daN/m; To=304. a=[100:1:400]; h= [0:25:100]. Cálculo aproximado de la flecha aproximada. f mc Cálculo real de la flecha aproximada. Fmed
Para distintos desniveles representar en función del vano la flecha en función de la longitud del vano.
Representar error cometido entre los método en función de la longitud de vano.
*PROGRAMA 2
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
1.
ECUACIÓN HIPERBÓLICA
2.
FLECHA MÁXIMA
3.
FLECHA MÁXIMA (SIMPLIFICACIÓN)
4.
TRACCIÓN MÁXIMA
5.
CARGAS Y SOBRECARGAS
6.
ECUACIÓN DEL CAMBIO DE CONDICIONES (ECC)
7.
ECC. APROXIMACIÓN PARABÓLICA
8.
ECC. APROXIMACIÓN DE TRUXÁ
9.
TENSIÓN Y FLECHA MÁXIMA (SEGÚN ITC-AT)
10. DESEQUILIBRIO DE TRACCIÓN Y FENÓMENOS VIBRATORIOS 11. EJEMPLO
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cálculo de la tracción máxima. La tensión máxima se producirá en uno de los puntos de fijación de los conductores, tensión que no podrá ser superior a la carga de rotura del conductor dividido por el coeficiente de seguridad (3 - 2.5; Apart. 3.2.1). También sabemos que la tensión máxima es distinta a la tensión horizontal Th , la cual necesitamos para la obtención del parámetro característico de la catenaria, C Resulta fácil mediante el uso de las ecuaciones anteriores calcular T partiendo de Th.
Th c yA/ B T
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Tres zonas del país en función a la altitud.
•
Zona A: Situada a menos de 500 metros de altitud sobre el nivel del mar.
•
Zona B: Situada a una altitud entre 500 y 1000 metros sobre el nivel del mar.
•
Zona C: Situada a una altitud superior a 1000 metros.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cálculo de la tracción máxima. Conociendo las condiciones iniciales de tracción máxima (Tabla, 3.2.1). Supongo una T ho inicial igual a la tensión de rotura del conductor dividido por el coeficiente de seguridad Calculo Co, X m , Y A , Y B. (Flecha máxima)
Calculo T A y T B y comprueba que cumple la condición que exige el reglamento. • Si no la cumple calculo un nuevo Th • Si cumple T A/B es el valor máximo
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cálculo de la tracción máxima. (Parábola) Conozco la tensión la tensión máxima de la curva (Punto A/B) y deseo conocer la tensión horizontal Th (Datos: a, h, p)
a2 p T h T A/ B p yA/ B p f c p 3 8Th p
De la ecuación anterior, despejar Th
1 Th 2TA/ B 4TA2/ B 2a2m2 pP2 4
m es la relación entre el peso del conductor con sobrecarga y el peso del conductor sin ella. *PROBLEMA 2
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cálculo de la tracción máxima. (Aprox. Truxá) Conozco la tensión la tensión máxima de la curva (Punto A/B) y deseo conocer la tensión horizontal Tm y Th (Datos: a, h, p)
2
8
2
De la ecuación anterior, despejar Tm y calcular luego Th
1 2 T m 2T B ph ph 2T B 2b 2 p 2 4
m es la relación entre el peso del conductor con sobrecarga y el peso del conductor sin ella. *PROBLEMA 2
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cálculo de la tracción máxima (Vano de regulación) Cantón. Conjunto de vanos comprendidos entre dos apoyos con cadenas de aisladores de amarre. Vano de regulación: Vano a NIVEL ficticio de longitud ar que se comporta en cuanto a tracción del conductor de igual forma que lo haría el conductor instalado en uno de los vanos comprendido entre apoyos con cadenas de amarre.
bi3
ar
a2 a3 b2 b2 a a i
i
i
i
i
i
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
1.
ECUACIÓN HIPERBÓLICA
2.
FLECHA MÁXIMA
3.
FLECHA MÁXIMA (SIMPLIFICACIÓN)
4.
TRACCIÓN MÁXIMA
5.
CARGAS Y SOBRECARGAS
6.
ECUACIÓN DEL CAMBIO DE CONDICIONES (ECC)
7.
ECC. APROXIMACIÓN PARABÓLICA
8.
ECC. APROXIMACIÓN DE TRUXÁ
9.
TENSIÓN Y FLECHA MÁXIMA (SEGÚN ITC-AT)
10. DESEQUILIBRIO DE TRACCIÓN Y FENÓMENOS VIBRATORIOS 11. EJEMPLO
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cargas Permanentes
Se considerarán cargas verticales el propio peso de los conductores, aisladores, herrajes, cables de tierra y en el caso de que hubiera, también la de los apoyos y cimentaciones.
v
n pcond ag
• n = Nº de conductores • P cond = Pero del conductor (kg/m) más sobrecarga • ag = Vano a considerar (gravivano)
Para apoyos contiguos al mismo nivel, el peso del conductor sobre el apoyo A es la mitad del vano adyacente.
A
a1 / 2
a1
a2 / 2
a2
a g
a1 a2
2
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cargas Permanentes
Para apoyos contiguos a distinto nivel.
A
d2
• •
d 1 = Desnivel del apoyo a la izq del apoyo a considerar d 2= Desnivel del apoyo a la der der del del apoyo a considerar
d1
a g
ag a2
a1 a2
2
c1
d1 a1
c2
d2 a2
a g =Gravivano, por viento
d1 y d2, se considerará desnivel positivo si el apoyo de la derecha del vano considerado encuentra emplazado por encima del apoyo de la izquierda. En el caso anterior d 1 (+) y d 2 (-)
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Fuerzas del viento
3.1.2. ITC LAT Se considerará un viento como mínimo de 120 km/h, excepto en líneas de categoría especial, 140 km/h
c
q d ag CONSIDERACIONES 2
V v
d 16mm 120
• Conductor con manguito de hielo
q 60
2
V q 50 v d 16mm 120
daN/m2
conductores sobre • Esfuerzos en conductores apoyos en ángulo. 217
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Fuerzas del viento
P v
Fv q d Fv pv
P p
P
Conductor con manguito de hielo de espesor e
a1 a2
2
[daN ]
m
a1 a2
P P p
2
pv q d [daN m]
m
P p2 q
2
P p
pv q d +2 e [daN m]
Poste en ángulo Para postes en ángulo, la presión del viento se considera en dirección perpendicular al vano considerado, por lo que las expresiones anteriores sigue siendo válidas
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Sobrecargas motivadas por el hielo
3.1.3. ITC LAT
•
Zona A: Situada a menos de 500 metros de altitud sobre el nivel del mar. No tendrá en cuenta ninguna sobrecarga a causa del hielo.
•
Zona B: Situada a una altitud entre 500 y 1000 metros sobre el nivel del mar. Sometiendo a los conductores y cables de tierra a la sobrecarga de un manguito de hielo, se considerará un valor de 0,18 × sqrt(d) (daN). Siendo “d” el diámetro del conductor o cable de tierra en milímetros.
•
Zona C: Situada a una altitud superior a 1000 metros. Los conductores y cables de tierra estarán sometidos a la sobrecarga de un manguito de hielo y se considerará un valor de 0,36 × sqrt(d) (daN).
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Sobrecargas motivadas por el hielo
3.1.3. ITC LAT
Sobrecarga de Hielo (daN/m)
ph 0.36 d ph 0.18 d
500m
1000m
1500m
Altitud H (m)
*PROBLEMA 3
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Desequilibrios de tracciones.
3.1.4. ITC LAT
• Desequilibrio en apoyos de alineación y de ángulo
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Desequilibrios de tracciones.
• Desequilibrio en apoyos de alineación y de ángulo Desequilibrio apoyos en ángulos: Importante el ángulo que forma con los vanos. daN 2 FL b 0.15 T cos b daN / m 2
FT 1.85 T sen
T
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Desequilibrios de tracciones.
• Desequilibrio en apoyos anclaje El esfuerzo longitudinal equivaldrá al 50% de las tracciones unilaterales de todos los conductores y cables de tierra.
• Desequilibrio en apoyos fin de línea El esfuerzo longitudinal equivaldrá a un 100% de las tracciones unilaterales de todos los conductores y cables de tierra considerando la aplicación de cada esfuerzo en el punto de fijación de dichos conductores en el apoyo.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Rotura de conductores
3.1.5. ITC LAT
Se considerará la rotura de uno o varios conductores de una sola fase o cable de tierra por apoyo. El esfuerzo se estudiará en el punto más desfavorable de cualquier elemento del apoyo.
• Rotura en apoyos con cadenas de suspensión No únicamente se valorará el esfuerzo de torsión que se produce, sino también el esfuerzo de ángulo creado por esta circunstancia en su punto de aplicación.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Rotura de conductores
3.1.5. ITC LAT
• Rotura en apoyos con cadenas de suspensión
• Rotura en apoyos con cadenas de amarre Se considerará el esfuerzo correspondiente a la rotura de un solo conductor por fase o cable de tierra, sin reducción alguna de su tensión.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Rotura de conductores
3.1.5. ITC LAT
• Rotura en apoyos con cadenas de anclaje
• Se considerará el esfuerzo correspondiente a la rotura de un solo conductor por fase o cable de tierra, sin reducción. • En los apoyos de anclaje con ´ángulo se valorara, demás del esfuerzo de torsión que se produce. 233
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
1.
ECUACIÓN HIPERBÓLICA
2.
FLECHA MÁXIMA
3.
FLECHA MÁXIMA (SIMPLIFICACIÓN)
4.
TRACCIÓN MÁXIMA
5.
CARGAS Y SOBRECARGAS
6.
ECUACIÓN DEL CAMBIO DE CONDICIONES (ECC)
7.
ECC. APROXIMACIÓN PARABÓLICA
8.
ECC. APROXIMACIÓN DE TRUXÁ
9.
TENSIÓN Y FLECHA MÁXIMA (SEGÚN ITC-AT)
10. DESEQUILIBRIO DE TRACCIÓN Y FENÓMENOS VIBRATORIOS 11. EJEMPLO
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
El objetivo del cálculo mecánico es prever las flechas y tensiones del conductor en todas las posibles condiciones de temperatura, viento o hielo. La tensión de los conductores es básico para el cálculo de los apoyos y el cálculo de la flecha para determinar la altura de los mismos y las distancias de seguridad. La flecha (tensión) de los conductores se mide en el momento de su construcción con línea sin energizar. Temperatura entre 10ºC y 35ºC y tensión del cable entre el 10% y el 30% de la tensión de rotura.
a) Establecer la tracción que ha de darse al conductor el día de tensión de forma que nunca a lo largo de la vida del conductor se sobrepase una fracción de su carga de rotura. (condiciones prefijadas según el RLAT). Tablas de tendido a la temperatura ambiente sin sobrecarga. b) Flechas máximas según Apartado 3.2.3 de la ITC-LAT-07. y Apartado 4.3.3 de la ITCLAT-08.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Este método nos permite obtener la tensión horizontal del cable en cualquier situación de sobrecarga y temperatura, partiendo de otras condiciones (hipótesis) prefijadas y exigidas el RLAT. Dado un cable en unas condiciones de θ 0 y T ho, al cambiar de temperatura y tensión (cambio de las condiciones de sobrecarga), experimenta un alargamiento o acortamiento. ΔL debido
a la temperatura.
0 L0 ΔL
δ :
coeficiente de dilatación lineal del cable 1/(ºC.m)
debido a la tensión
T
T T 0 S E
L0
S : sección del cable (mm2) E : modulo de elasticidad (daN/mm2) Tensiones en daN y longitudes en m.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
ΔL
total
L L0
Th T h0 S E
L0 0 L0
T T h
x x L0 c0 senh B senh A c0 c0 x x L c senh B senh A c c
Despejar Th???
co c
T ho po T h p
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
3. Supongo un primer valor de Th. Este valor puede ser Tho. Th=Tho
4. Calculo L en las condiciones finales de dos formas. La (L) y Lb (Lt). Para el cálculo de Lb estoy haciendo T m = T h para una mejor aproximación. (opcional)
*PROGRAMA 5
1. Conozco po y T ho y deseo calcular T h en otras condiciones de temperatura, viento, nieve.
2. Calculo Lo y los parámetros necesarios para ello. Calculo si quiero f o 5. Comparo La con Lb. • Si salen parecidos el valor de Th supuesto es el correcto. • Si no salen iguales debo considerar un nuevo valor.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
1.
ECUACIÓN HIPERBÓLICA
2.
FLECHA MÁXIMA
3.
FLECHA MÁXIMA (SIMPLIFICACIÓN)
4.
TRACCIÓN MÁXIMA
5.
CARGAS Y SOBRECARGAR
6.
ECUACIÓN DEL CAMBIO DE CONDICIONES (ECC)
7.
ECC. APROXIMACIÓN PARABÓLICA
8.
ECC. APROXIMACIÓN DE TRUXÁ
9.
TENSIÓN Y FLECHA MÁXIMA (SEGÚN ITC-AT)
10. DESEQUILIBRIO DE TRACCIÓN Y FENÓMENOS VIBRATORIOS 11. EJEMPLO
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Haciendo una traslación del eje de las x de forma que por el vértice (tangente a la curva), la ecuación quedará: x
y c
ec e
2
x
c
x c c Ch 1 c
Por otra parte, recordando el desarrollo de funciones hiperbólicas por formulas de Mac Laurin. x 2 x 4 Ch( x) 1 ...
2! 4!
x 3
Sh( x) x
x5
3! 5!
...
Aplicando la transformada anterior y utilizando únicamente los dos primeros términos x c2 x2 y c 1 1 2T p 2!
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Para el vano a nivel, y sustituyendo x por a/2, la flecha se puede calcular mediante la siguiente expresión. Actuando de la forma similar la longitud de la curva la podemos calcular:
f
a2 p
L a
8T a3 p2
24T 2
La flecha, definida como la distancia máxima vertical entre la recta AB y un punto de la curva, se produce en el punto medio del vano.
b Tm Th a
; T Th
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Ecuación de cambio de condiciones: 2 ar 3 p2 p0
T T 0
ar 0 ar 2 2 24 T T0 S E
Ecuación que se puede poner mediante la T 2 T A B siguiente forma: Nos permite calcular la componente horizontal T de la tensión resultante para un Donde: valor p del peso de conductor y con una 2 temperatura θ, a partir de las condiciones de ar 2 p0 0 SE T0 SE equilibrio. 2 24 T 0 A medida que las inclinaciones del vano son 2 2 a p mayores nos separamos más del resultado B SE 24 real.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Ecuación de cambio de condiciones: ar 3
24
p22 T22
p12 T12
T2 T 1 ar 2 1 ar SE
T t S p / S m p1 / p
T 1 Tensión horizontal en el estado 1 t 1 Tensión horizontal por unidad de superficie en el estado 1
1 Peso específico del conductor m1 Factor de sobre carga del conductor debido a las hipótesis
ar 2 m22
24 T22
m12
2 T1
t2 t 1 E
A E 2 2
2 1 t22 t2 A B
ar 2 E 2 m12
24
t 12
B
ar 2 E 2 m22
24
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
1.
ECUACIÓN HIPERBÓLICA
2.
FLECHA MÁXIMA
3.
FLECHA MÁXIMA (SIMPLIFICACIÓN)
4.
TRACCIÓN MÁXIMA
5.
CARGAS Y SOBRECARGAR
6.
ECUACIÓN DEL CAMBIO DE CONDICIONES (ECC)
7.
ECC. APROXIMACIÓN PARABÓLICA
8.
ECC. APROXIMACIÓN DE TRUXÁ
9.
TENSIÓN Y FLECHA MÁXIMA (SEGÚN ITC-AT)
10. DESEQUILIBRIO DE TRACCIÓN Y FENÓMENOS VIBRATORIOS 11. EJEMPLO
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cuando los vanos son inclinados la componentes de la tensión más representativa de vano es la correspondiente al punto medio del vano. b
Tm T a
a
; T Tm b
Se trata a continuación el desnivel h de los vanos, distinguiendo entre la longitud proyectada a y la longitud real b
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Ecuación análoga a la que si utiliza para el cambio de condiciones según la aproximación de la parábola.
0 S E
0
ar 2 p2
p02
2 2 0 24 0
Donde: b3
ar
a2 a3 b2 b2 a a
b3
;
a2 2
b
a
• Partiendo de las C.I. de To podemos calcular τ o. T •
Aplicando la ecuación anterior se calcula τ
• Una vez calculado τ se puede calcular T .
*PROBLEMA 4 / PROGRAMA 6
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Vano a nivel => Aprox. Mac Laurin/Parábola. (Cat) a 3
24
p22 Th22
p12 Th21
a3 p22
a 2 1 a S E Th22
T h21
a p T A Th p f Th p 8 T h 2
1 Tm Tf Th 2TA 4TA2 2a2 p2 4
p12
24 Tm22 Tm21 2
f
Vano a desnivel => Aprox. Truxá. (Cat)
a p
8T h
Th = Tensión horizontal Tm = Tensión en el punto medio Tf = Tensión donde se produce la flecha 1 = condiciones iniciales 2 = condiciones finales a = vano proyectado b = vano real
T 22 T 21 m
m
SE
b 2 p h T A T m p 8T m 2
T m
a 2 1 a
f
b2 p
8Tm
ab p
8T h
1 2 2T B ph ph 2T B 2b2 p 2 4
Vano de regulación: Vano a NIVEL ficticio de longitud a r que se comporta en cuanto a tracción del conductor de igual forma que lo haría el conductor instalado en uno de los vanos.
bi3
ar
a2 a3 b2 b2 a a i
i
i
i
i
i
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cantón a nivel => Aprox. Mac Laurin/Parábola. (Cat) ar 3 p22
24 T h22
T h21
Th1 Th1,min
f r
T 22 T 21 a
p12
h
h
S E
r
ar 2 p
8T h,min
ai ar
ar
22 12 S E
ar 2 1 ar
bi3
1 T h1,min
i T i
a
ai3
Th1,min T m1,min
i
T m1,min
Th,min = Tensión mínima horizontal. (mayor a / b) Tm = Tensión mínima en el punto mínima fr = Flecha del vano de regulación *PROBLEMA 5
p12
24 22 12
2
fi f r
ar 3 p22
2 1 ar
1 2 2TA 4TA2 2amax p2 4
Cantón a desnivel => Aprox. Truxá. (Cat)
f r
a2 i
bi2
a
i
a b
1 2 2T B ph ph 2T B 2b2 p 2 4 ar 2 p
8T h,min
2
a b fi f r i i ar
*PROBLEMA 6
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
1.
ECUACIÓN HIPERBÓLICA
2.
FLECHA MÁXIMA
3.
FLECHA MÁXIMA (SIMPLIFICACIÓN)
4.
TRACCIÓN MÁXIMA
5.
CARGAS Y SOBRECARGAR
6.
ECUACIÓN DEL CAMBIO DE CONDICIONES (ECC)
7.
ECC. APROXIMACIÓN PARABÓLICA
8.
ECC. APROXIMACIÓN DE TRUXÁ
9.
TENSIÓN Y FLECHA MÁXIMA (SEGÚN ITC-AT)
10. DESEQUILIBRIO DE TRACCIÓN Y FENÓMENOS VIBRATORIOS 11. EJEMPLO
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
• Con carácter general se debe estudiar hasta 7 tipos de hipótesis. 1.
Tracción máxima admisible. (Apartado 3.2.1 ITC-LAT-07)
2.
Adicional con viento excepcional. (Apartado 3.2.1)
3.
Comprobación de fenómenos vibratorios. (Apartado 3.2.2 ITC-LAT-07)
4.
Flecha máxima. (Apartado 3.2.3 ITC-LAT-07)
5.
Flecha mínima. (Apartado 5.6.1 ITC-LAT-07)
6.
Cálculo mecánico. (Apartado 3.5.3 ITC-LAT-07)
7.
Desviaciones de las cadenas. (Apartado 5.4.2 ITC-LAT-07)
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
• Cálculo de tracción máxima según tabla 4 ITC-LAT-07 apartado 3.2.1 . Condiciones de tracción máxima bajo condiciones de viento, nieve temperatura en función de la zona (A, B, C). Supongo la tensión máxima en una de las condiciones anteriores y mediante la E.C.C calcula la tensión en las otras. Si la tensión es mayor debo cambiar las condiciones iniciales. • Cálculo de flecha máxima según ITC-LAT-07 apartado 3.2.3 . Utilizando la iteración para el cálculo de Th y mediante el uso de las ecuaciones del cambio de condiciones calcular las flechas en las condiciones del apartado comentado anteriormente. Las condiciones iniciales son las condiciones de tracción máxima. • Tabla de tendido (tensión y flecha) para distintos vanos y a temperaturas varias. • Simplificación según las aproximaciones de TRUXÁ y de PARÁBOLA.
Consideraciones generales Principio de funcionamiento Funcionamiento en régimen permanente Maniobras en máquinas asíncronas Funcionamiento en régimen dinámico
La primera columna indica una serie de vanos reguladores; las columnas siguientes muestran las tracciones máximas según la hipótesis de sobrecarga reglamentaria y los coeficientes de seguridad resultantes, en función de la zona (apartados 3.1.2 y 3.1.3 de la ITC-LAT 07); en las siguientes, las flechas máximas y mínimas según las hipótesis fijadas para cada zona en el apartado 3.2.3 de la ITC-LAT 07 y a continuación de cada una de las flechas máximas y mínimas se dan los parámetros de catenaria que deberán utilizarse para la distribución de apoyos en el perfil longitudinal; Finalmente se dan las tablas de tendido, tracciones y flechas, para diferentes temperaturas a aplicar en el tendido de los conductores. *PROGRAMA 7
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
1.
ECUACIÓN HIPERBÓLICA
2.
FLECHA MÁXIMA
3.
FLECHA MÁXIMA (SIMPLIFICACIÓN)
4.
TRACCIÓN MÁXIMA
5.
CARGAS Y SOBRECARGAR
6.
ECUACIÓN DEL CAMBIO DE CONDICIONES (ECC)
7.
ECC. APROXIMACIÓN PARABÓLICA
8.
ECC. APROXIMACIÓN DE TRUXÁ
9.
TENSIÓN Y FLECHA MÁXIMA (SEGÚN ITC-AT)
10. DESEQUILIBRIO DE TRACCIÓN Y FENÓMENOS VIBRATORIOS 11. EJEMPLO
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Los cambios de temperatura del conductor, las diferentes sobrecargas que aparezcan sobre dos vanos de un mismo cantón, provocan desequilibrio en las tensiones horizontales de los vanos y por tanto una desviación en la cadena de aisladores.
T o tg Pa P ais 2 r
L
Lais sen
Cantón formado por dos vanos de 250m y 350m el cual se tensionó a 15º con una To de 3500daN. Si la temperatura del conductor aumenta a 100ºC se puede calcular la nueva tensión horizontal en los dos vanos. Esta nueva tensión será distinta en cada vano y producirá un desplazamiento en la cadena de aisladores.
T 0
P ar
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Para cada vano del cantón la ecuación del cambio de condiciones sería la siguiente:.
0
Th T h0
S E
0 0 L0 ( L L0 )
Th T h0 S E
L0 0 L0 (L L0 )
L 0 Puesto que los extremos del cantón son fijos (grapas de amarre) el sumatorio de las desviaciones debe ser cero.
Para cada vano hay que calcular la desviación de a cadena de aisladores ( Δ L) , estos pueden ser positivos o negativos, siendo el sumatorios de ellos igual a 0. Esto se debe hacer para cada condición indicada en el reglamento.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cantón formado por dos vanos:
Vano 1
Vano 1 Vano 2
Vano 2
T1 T 10 ar 1 0 ar L1 2 2 24 T1 T10 S E 2 T2 T 20 ar 3 p22 p20 ar 2 0 ar L2 2 2 24 T2 T20 S E 2 ar 3 p12 p10
L 0
Incógnitas: 4 ∆L1, ∆L2 ,
T 1 y T 2.
Ecuaciones: 3
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Aproximación al apoyo. L Mv Pcond Lcad sen Pcad cad sen
2
L Mh Fv,cond Lcad cos F cad cad cos
2
Mv M h
tg
F F v,cond cad
2
P P cond cad
2
Para vanos mucho desnivel el peso del conductor puede llegar negativo, con lo que el ángulo de desviación es mayor que 90º.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Every day stress. Tensión de cada día. •
La tensión a que está cometido un cable la mayor parte del tiempo correspondiente a la temperatura media y sin sobrecarga
•
La tensión máxima admisible en un cable durante el periodo de tiempo más largo del año sin que experimente oscilaciones eólicas
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Aproximación al apoyo. EDS (%)
Tensión de cada día 100 Carga de rotura del cable
Se recomienda que la tracción a 15ºC no supere el 22% de la carga de rotura si se realiza el estudio de amortiguamiento y se instalan dichos dispositivos o bien no supere el 15% si no se instalan. CHS (%)
Tensión en horas frías 100 Carga de rotura del cable
Vanos cortos y con bajas temperaturas: Tensión en horas frías (Cold Hour Stress). Se recomienda que el CHS a -5ºC no exceda del 20%. (No lo contempla el reglamento)
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
1.
ECUACIÓN HIPERBÓLICA
2.
FLECHA MÁXIMA
3.
FLECHA MÁXIMA (SIMPLIFICACIÓN)
4.
TRACCIÓN MÁXIMA
5.
CARGAS Y SOBRECARGAR
6.
ECUACIÓN DEL CAMBIO DE CONDICIONES (ECC)
7.
ECC. APROXIMACIÓN PARABÓLICA
8.
ECC. APROXIMACIÓN DE TRUXÁ
9.
TENSIÓN Y FLECHA MÁXIMA (SEGÚN ITC-AT)
10. DESEQUILIBRIO DE TRACCIÓN Y FENÓMENOS VIBRATORIOS 11. EJEMPLO
*PROBLEMA 7-9
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
EJEMPLO 2.7.1 Vano a desnivel de las siguientes características: • h=50m 19.1 10 6 º C 1 • A=250m rot 2361daN • Zona A. 2 7949 / daN mm • LA-78
1 ) Tracción máxima: 3.2.1. ITC-LAT-07 Zona A. Únicamente considerar la hipótesis de tracción máxima de viento. Calcular la tensión en el punto medio (Tm1) y la tensión horizontal (Th1) en estas condiciones. Sabiendo que la tensión máxima se produce en el punto más alto (T B/A) y que esta debe ser σ r /3. b2 p h T A T m p Cálculo de la flecha 8 T m 2 1 2 T m 2T B ph ph 2T B 2b2 p 2 4
Ecuación de la catenaria Aproximación de Mc Laurin
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
EJEMPLO 2.7.1 Ecuación para el cálculo de la flecha en función de la tensión horizontal y la tensión en el punto medio.
f f
b2 p1
8 Tm
a b p1
8T
b2 m1
8 t m a b m1
8 t
Las condiciones iniciales para el calculo del resto de hipótesis son las siguientes. RLAT 7. 3.2.1 t m1 9.516 daN/mm2 T B 772daN T m 747.9daN
1 5 º C m1 2.738
p1 p p
; p1 = peso del conductor con sobrecarga por viento
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
EJEMPLO 2.7.1 2 ) Fenómenos vibratorios: 3.2.2. ITC-LAT-07 Fenómenos vibratorios que puedan acortar la vida útil de los conductores y a los herrajes. En general se recomienda. - Tmax=22% de σ r a una temperatura de 15ºC con dispositivos antivibratorios - Tmax=15% de σ r a una temperatura de 15ºC sin dispositivos antivibratorios Tm (daN/mm2)
Condiciones iniciales de tracción máxima
ϴ
(ºC)
m
Inicial
9.516
-5
2.738
Final EDS
?
15
1
Final Horas frías
?
-5
1
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
EJEMPLO 2.7.1 2 ) Fenómenos vibratorios: 3.2.2. ITC-LAT-07 ECUACIÓN DE CAMBIO DE CONDICIONES.
ar 2 m22
24 tm2 2
m12
2 tm1
tm2 t m1 E
2 1 tm2 2 tm2 A B
Tm2 tm2 S 3.745 78.6 294.3daN
D
T B Tm p ( f
2
) Tm2 p (
b2 p2
8 T m2
EDS
D
) 303daN
2
T B2 r
100 13.1% 15%
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
EJEMPLO 2.7.1 3 ) Flechas máximas: 3.2.3 ITC-LAT-07 Para las zonas A, B y C se tendrá en cuentas las siguientes hipótesis.
• Hipótesis de viento: Viento de 120 km/h y temperatura +15ºC • Hipótesis de temperatura: Hasta 85ºC • Hipótesis de hielo: Según la zona en la que nos encontremos Tm (daN/mm2)
ϴ
(ºC)
m
Inicial
9.516
-5
2.738
Viento
? (f)
15
2.738
Temperatura
? (f)
50
1
Hielo
? (f)
N. A
N.A
C.I de Tracción máxima
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
EJEMPLO 2.7.1 3 ) Flechas máximas: 3.2.3 ITC-LAT-07 • Hipótesis de viento: Viento de 120 km/h y temperatura +15ºC ar 2 m22
24 tm2 2
m12
2 tm1
tm2 t m1 E
2 1 tm2 2 tm2 A B
Tm2 tm2 S 8.97 78.6 704.9daN
fmax
fmax
viento
b2 2
8 t m2
m2 8.43m
• Hipótesis de temperatura: Tm2 tm2 S 3.301 78.6 259.5daN
temp
b2 2
8 t m2
m2 8.36m
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
EJEMPLO 2.7.1 4) Flechas mínima: 5.6.1 ITC-LAT-07 ϴ
Tm (daN/mm2)
m
(ºC)
Inicial
9.516
-5
2.738
F. minima
? (f)
-5
1
Tm2 tm2 S 4.082 78.6 320.8daN
fmax viento
b2 2
8 t m2
m2 6.76m
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
5) Desviación máxima de cadena de aisladores. 5.4.2. ITC-LAT-07 Tm (daN/mm2)
ϴ
(ºC)
m
Inicial
9.516
-5
2.738
Aisladores
?
-5
1.62
P cond p p a gv a gv tg
a1 a2
2
F v ,cond F cad
2 P cond P cad 2
T hv1 h1 pv1 a1
a1 a2 2
F v ,cond pv
T hv 2 h2 pv 2 a2
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
6) Tabla de tendido Tm (daN/mm2)
ϴ
(ºC)
m
Inicial
9.516
-5
2.738
Tabla de tendido
?
[5:5:50]
1
1. INTRODUCCIÓN 2. CÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES 3. CÁLCULO DE APOYOS 4. CIMENTACIONES 5. CÁLCULO DE PUESTAS TIERRA DE APOYOS 6. TRAZADO Y REPLANTEO DE LÍNEAS
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
1. HIPÓTESIS DE CÁLCULO 2. COEFICIENTES DE SEGURIDAD 3. DISTANCIAS DE SEGURIDAD
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Para la selección de los apoyos de un proyecto se debe considerar dos aspectos. Su altura (calculo mecánico de conductores) y los esfuerzos a que van a ser sometidos. El proyectista debe calcular los esfuerzos sobre los apoyos conforme a las hipótesis de cálculo (apartado 3.5.3 ITC-LAT 07) y elegir entre la gama de apoyos ofertados. El fabricante especificará los esfuerzos combinados verticales, transversales, longitudinales y de torsión máxima.
• Apoyos metálicos. (presillas, celosías y de chapa). • Apoyos de hormigón vibrado. Para la selección del apoyo el proyectista debe comparar los esfuerzos calculados según el reglamento con los datos del fabricante. Ambos esfuerzos deberán estar referidos en los mismos puntos del apoyo.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
http://www.postemel.es/productos/post_presillas.html
http://www.imedexsa.es/
http://www.postemel.es/post_imagenes.html
P-400-16 Muy empleado en líneas de distribución de 15 -20kV. Actualmente casi en desuso.
C-1200-10 Construidos según UNE 207017 [2]. Para líneas de hasta 30kV. Más de 45kV no tiene normativa para su producción
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Apoyos celosía. UNE 207010 .
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
En general los apoyos de menos de 30kV deben cumplir con la siguiente ecuación.
V1 k H1 V k H • V1 : Carga vertical a la que se le somete al apoyo • H1: Carga horizontal a la que se le somete al apoyo. (Longitudinal o transversal) • K: Constante del apoyo. Normalmente mayor de 5 si no se conoce se toma este valor. • V: Carga vertical + sobrepeso de trabajo según tabla anterior • H: carga horizontal de trabajo más sobrecarga de la tabla anterior. L o T. La ecuación anterior es aplicable siempre que:
H1 H V1 3V PROBLEMA 10
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Apoyos de chapa. Hasta 30kV están regulados por la UNE 207018 [2]. Secciones rectangulares o circulares (ortogonales). CH-400-16P/E P : Con placa de base metálica. E : Empotrado. Apoyos de chapa.
http://grupojbelinchon.com/
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Los criterios de agotamiento a considerar en el cálculo mecánico de los apoyos se considerarán según una serie hipótesis.
Hipótesis de calculo según el tipo de apoyo a considerar y la zona en la cual se encuentre el apoyo. ITC-LAT-07 apartado 3.5.3. Tablas 5-8. 4 hipótesis de cálculo en función del tipo de apoyo y de la zona en la que se encuentre. Hipótesis normales: Viento y Hielo Hipótesis anormales: Desequilibrio de Tracciones y Rotura de Conductores
Para cada hipótesis se debe calcular: V = Esfuerzos verticales (cargas permanentes, hielo) L = Esfuerzos longitudinales (des. Tracciones y rotura de conductores) T = Transversal (viento)
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cargas permanentes.
3.1.1. ITC LAT 07
Cargas debido a conductores, aisladores, herrajes, cables de tierra…
Fuerzas del viento.
3.1.2. ITC LAT 07
• Viento sobre conductores • Viento sobre la cadena de aisladores 2
Fc q Ai
V q 70 v [daN / m2 ] 120
Fc q AT 2
V q 170 v [daN / m2 ] celosías 120
• Viento sobre apoyos de celosías, superficies planas 2 V y cilíndricas. q 100 v [daN / m2 ] planas AT = área del apoyo expuesta al viento proyectada en el plano normal de la dirección del viento.
120 2
V q 70 v [daN / m2 ] cilíndricas 120
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Sobrecargas por hielo.
3.1.3. ITC LAT
3.1.4. ITC LAT Desequilibrios de tracciones. • Desequilibrio en apoyos de alineación y de ángulo
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Desequilibrios de tracciones.
• Desequilibrio en apoyos de alineación y de ángulo. Cadenas de suspensión Desequilibrio apoyos en ángulos: Importante el ángulo que forma con los vanos. Siendo T la tracción horizontal máxima del conductor. daN 2 FL b 0.15 T cos b daN / m 2
FT 1.85 T sen
T
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Desequilibrios de tracciones.
• Desequilibrio en apoyos anclaje. 3.1.4.3 El esfuerzo longitudinal equivaldrá al 50% de las tracciones unilaterales de todos los conductores y cables de tierra.
• Desequilibrio en apoyos fin de línea El esfuerzo longitudinal equivaldrá a un 100% de las tracciones unilaterales de todos los conductores y cables de tierra considerando la aplicación de cada esfuerzo en el punto de fijación de dichos conductores en el apoyo.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Rotura de conductores
3.1.5. ITC LAT
Se considerará la rotura de uno o varios conductores de una sola fase o cable de tierra por apoyo. El esfuerzo se estudiará en el punto más desfavorable de cualquier elemento del apoyo. • Rotura en apoyos con cadenas de suspensión No únicamente se valorará el esfuerzo de torsión que se produce, sino también el esfuerzo de ángulo creado por esta circunstancia en su punto de aplicación.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Rotura de conductores
3.1.5. ITC LAT
• Rotura en apoyos con cadenas de suspensión. Alineación y ángulo
• Rotura en apoyos con cadenas de amarre. Alineación y ángulo
Se considerará el esfuerzo correspondiente a la rotura de un solo conductor por fase o cable de tierra, sin reducción alguna de su tensión. Se valorará el esfuerzo de torsión.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Rotura de conductores
3.1.5. ITC LAT
• Rotura en apoyos con cadenas de anclaje. 3.1.5.3
• Se consider considerará ará el esf esfuer uerzo zo correspo correspondi ndient entee a la rotura de un sol soloo con conduc ductor tor por fase o cable de tierra, sin reducción. • En los apoyos de anclaje anclaje con áng ángulo ulo se valorará, valorará, además además del esfuerzo esfuerzo de torsión torsión que se produce, el esfuerzo del ángulo creado por esta circunstancia
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Hipótesis de cálculo para postes con cadena de suspensión de alineación o de ángulo en Zo Zona na A. (A (Apa part rtad adoo 3. 3.5. 5.33 (I (ITC TC-L -LA AT-0 -07) 7)
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Hipótesis de cálculo para postes con cadena de suspensión de alineación o de ángu án gulo lo en en Zona Zona A
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Esfuerzos verticales
En las tres hipótesis aparece la misma fuerza vertical
Esfuerzo total: Fv,t Pcond Pcadena P herrajes donde: (Apartado 3.1.1 y 3.1.2)
Pcond
a1 a2 d1 d2 n pcd c1 c2 a1 a2 2
Tv=Tensión horizontal según la zona. Tabla 4, apart 3.2.1. pv1 = Peso del conductor según las hipótesis. pcd = peso del conductor más su sobrecarga d1 y d2 = desniveles.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Esfuerzos transversal
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Esfuerzos transversal Hipótesis 1: Alineación FT n q d
a1 a2
2
q= Presión del viento según apartado 3.1.2. F v1 cos
a1
2
Hipótesis 1: Ángulo
2
a1 a2 cos T sen q d 2 2 2 2 2
FT n T1 sen
ang
Gravivano
F v1
T 1 F T
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Esfuerzos transversal Hipótesis 2 y 3: Alineación: No se aplica Hipótesis 2: Ángulo: (Desequilibrio de Tracciones). Apartado 3.1.4.1. ITC-LAT-07 2
FTr n 2 %des Tv .sen
%des = 15%
Hipótesis 3: Ángulo: (Rotura de conductores). Apartado 3.1.5.1. ITC-LAT-07 2
FTr 2 n 1 %Rot Tv .sen
%Rot = Tabla 2
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Esfuerzos longitudinal
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Esfuerzos longitudinal Hipótesis 2: Ángulo: (Desequilibrio de Tracciones). Apartado 3.1.4.1. ITC-LAT-07 FTr n %des T v
Alineación
Ángulo 2
FTr n %des T v .cos
Hipótesis 3: Ángulo: (Rotura de conductores). Apartado 3.1.5.1. ITC-LAT-07 FTr %Rot T v
FTr %Rot T v .cos
2
Alineación %Rot = Tabla 2 Ángulo
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Hipótesis de cálculo para postes con cadena de amarre de alineación o de ángulo en Zona A
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Hipótesis de cálculo para postes con cadena de anclaje de alineación o de ángulo en Zona A
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Hipótesis de cálculo para postes con cadena de fin de línea en Zona A
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Hipótesis de cálculo para postes con cadena de suspensión en alineación o ángulo en Zona B y C
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Hipótesis de cálculo para postes con cadena de amarre en alineación o ángulo en Zona B y C
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Hipótesis de cálculo para postes con cadena de anclaje en alineación o ángulo en Zona B y C
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Hipótesis de cálculo para postes con cadena de fin de línea en Zona B y C
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
La mayor parte de las veces ocurre que los esfuerzos calculados no se aplican en los mismo puntos donde los especifica el fabricante; por tanto, es necesario transformarlos en los equivalentes sobre los puntos de sujeción por el fabricante. • Si los puntos de sujeción se encuentra por encima de la cogolla, el nuevo punto de aplicación del esfuerzo equivalente en la cogolla (FTeq) se calculará aplicando momentos sobre el punto de sujeción más débil del poste según su constitución. Unión entre la cabeza y el fuste. • Si los puntos de sujeción se encuentra por debajo de la cogolla, el nuevo punto de aplicación del esfuerzo equivalente en la cogolla (FTeq) se calculará aplicando momentos respecto la línea de tierra.
Los apoyos según las normativas UNE 207016, UNE 207017, y UNE 207018 se ensayan sometidos al esfuerzo de cargas verticales junto con transversales o longitudinales. Por otra parte, nos podemos encontrar que en ciertas hipótesis, pueden aparecer esfuerzos longitudinales y transversales además del vertical. Por lo que para esos casos se hace necesario el calculo de una tensión equivalente en una de las dirección del apoyo, normalmente la principal. a Los momentos de la fuerza M Heq M Teq M Leq longitudinal y transversal H Teq respecto la línea de tierra debe b a Leq ser el mismo que el momento T Teq H eq T eq debido a la fuerza total b equivalente.
LTeq
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Ejemplo apartado 3.4. Apoyo Nº 5. Apoyo de Amarre en ángulo. Tabla 7 ITC-LAT-07 A
d2
d1
ag
a1=140m d1=10m a2=150m d2=-10m
CÁLCULO DEL GRAVIVANO
a g
a1 a2
2
c1
d1 a1
c2
d2 a2
a2
Tramo 1 2 3 4 5 6
Desnivel 2 3 4 5 6 7
0 0 5 10 -10 15
Vano regulación
Tracción máxima Hielo - 20ºC Viento -15ºC
155.2
1354
840
145.6
1329
838
155.2
1346
833
Flecha 4.1 3.6 3.5 3.2 3.7 4.2 *PROBLEMA 11
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
1º Hipótesis: Viento de 120 km/h a -15 ºC. VERTICAL FV Pcond Pcad Pherr P cruc Pcond n pp agv
a gv
a1 a2
2
Tv1 d1
p pv a1
T v2 d2
ppv a2
p p Peso del conductor. a gv Gravivano debido al viento F v1 cos
1º Hipótesis: Viento de 120 km/h a -15 ºC. TRANSVERSAL
a1
2
FT n Tv1 Tv2 sen q d ar cos 2 2 ar
a1 a2
2
1º Hipótesis: Viento de 120 km/h a -15 ºC. LONGITUDINAL No existen cargas longitudinales
2 F v1
T 1 F T F V 1 481.7 daN F T 1 1650.4 daN 1 F L 0 daN
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
2º Hipótesis: Hielo a -20 ºC. VERTICAL FV Pcond Pcad Pherr P cruc
a gh
Pcond n pp ph agh n pph agh
a1 a2
2
Th1 d1
p ph a1
T h2 d2
pph a2
Gravivano con hielo
2º Hipótesis: Hielo a -20 ºC. TRANSVERSAL 2
FT n TH1 TH 2 sen
Resultante de ángulo.
2º Hipótesis: Hielo a -20 ºC. LONGITUDINAL No existen cargas longitudinales
F V 2 1465.4 daN F T 2 2077 daN 2 F L 0 daN
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
3º Hipótesis: Desequilibrio de tracciones. VERTICAL Las mismas cargas que las consideradas en la hipótesis 2. Véase tabla 7.
3º Hipótesis: Desequilibrio de tracciones. TRANSVERSAL Y LONGITUDINAL Apartado 3.1.4.1. FT n 1.85 TH max sen
2
F L n 0.15 T H max cos
2
Tensión máxima de los dos vanos según la hipótesis de hielo T H max max(TH 1, hielo , T H 2, hie lo ) F V 3 1465.4 daN F T 3 1933.5 daN
4º Hipótesis: Rotura de conductores
3 F L 585 daN
Apartado 3.5.3 ITC-LAT-07. Para líneas de hasta 66kV con apoyos de alineación o ángulo con cadenas de suspensión o amarre y rotura de menos de 6600daN. Se puede evitar la 4 hipótesis. Si se cumple a la vez: • Coeficiente de 3 • Coeficiente de 3º hipótesis la misma que en la 1º y 2º • Apoyos de anclaje para 3 kms.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Elección del apoyo. Considerándose los esfuerzos de la hipótesis más desfavorable Vertical Transversal Longitudinal
Hipótesis 1 481.7 1650 0
Hipótesis 2 1465.4 2077 0
Hipótesis 3 1465.4 1933.5 585
FV 1465.4daN Feq FL F T 2518.5daN
La tracción vertical de cálculo es mayor que la máxima soportada por el apoyo; no obstante, puesto que cumple las siguientes condiciones podemos elegir el apoyo C-3000 Apoyo C-3000; L=3000 daN; V=800 daN
V
5 Feq V 5 L
FV 3V *PROBLEMA 12-13-14
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
1. HIPÓTESIS DE CÁLCULO 2. COEFICIENTES DE SEGURIDAD 3. DISTANCIAS DE SEGURIDAD
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Los coeficiente de seguridad de los apoyos serán diferentes según el carácter de la hipótesis y el material con que esté fabricado el apoyo.
Elementos Metálicos. Coeficiente de 1.5 y 1.2 Elementos de Hormigón armando. UNE 207016
http://www.aenor.es/aenor/normas/normas/fichanorma.asp?codigo= N0038573&tipo=N#.UOq-bm9PjW4
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
1. HIPÓTESIS DE CÁLCULO 2. COEFICIENTES DE SEGURIDAD 3. DISTANCIAS DE SEGURIDAD
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Del: Distancia de aislamiento mínima para evitar descargas entre conductores de fase y objetos a potencial de tierra en sobretensiones de frente lento y rápido. Esta distancia puede ser tanto interna, cuando se consideran distancias del conductor a la estructura de la torre, como externa, cuando se considera la distancia del conductor a un obstáculo. La distancia Del previene descargas eléctricas entre las partes en tensión y objetos a potencial de tierra, en condiciones de explotación normal de la red. Dpp : Distancia de aislamiento en el aire mínima especificada, para prevenir una descarga disruptiva entre conductores de fase durante maniobras y sobretensiones de rayos. Dpp es una distancia interna. asom : Valor mínimo de la distancia de descarga de la cadena de aisladores, definida como la distancia más corta en línea recta entre las partes en tensión y las partes puestas a tierra. Por ello, la probabilidad de descarga a través de asom debe ser mayor que la descarga a través de algún objeto o persona. De esta forma las distancias externas mínimas de seguridad (Dadd + Del) serán siempre superior a 1,1 veces asom . Dadd : Distancia de aislamiento adicional. Asegurar que las personas, objetos no se acerquen a esa distancia externa Del
La probabilidad de descarga a través de la distancia mínima distancia interna ascm debe ser siempre mayor que la descarga a través de algún elemento externo o persona. Así, para cadenas de aisladores muy largas, el riesgo de descarga debe ser mayor sobre la distancia interna asom que a objetos externos o personas. Por este motivo (Dadd + Del) > 1,1 x asom.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Distancias de aislamiento eléctrico. Tabla 15. Apartado 5. RLAT 07.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
PRESCRIPCIONES ESPECIALES. (Apart 5.3 ITC-LAT-07) Cruzamientos y paralelismos con otras líneas o vías de comunicación, sobre zonas urbanas y con objeto de aumentar la seguridad además de las distancias anteriores se deben cumplir las premisas que este apartado. a) Ningún cable tendrá una carga de rotura inferior a 1200daN cuando la tensión nominal sea superior a 30kV ni inferior a 1000daN cuando la tensión sea menor o igual a 30kV. b) No se podrá utilizar postes de madera c) Coeficientes de seguridad de en hipótesis normales serán un 25% a lo establecido. d) Fijación especial en los conductores
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
ITC-LAT-07. Apart 5.4
Distancia entre conductores
K’: Coeficiente que depende de la tensión nominal de la línea, K’= 0,85 para líneas de
K F L K ' Dpp
categoría especial y K’= 0,75 para el resto de líneas. F: Flecha máxima en metros. L: Longitud en metros de la cadena
de suspensión. En el caso de conductores fijados al apoyo por cadenas de amarre o aisladores rígidos L= 0. Dpp : Distancia mínima aérea especificada, para
entre conductores de fase durante sobretensiones.
• Necesario conocer el ángulo de oscilación.
• Angulo formado según hipótesis de flecha máxima con las condiciones de viento o hielo.(07-Apart 5.4)
prevenir una descarga disruptiva
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
ITC-LAT-07. Apart 5.5
Distancia al terreno
Dadd Del 5.3 Del
La altura de los apoyos será la necesaria para que los conductores con su flecha máxima vertical pueden situados por encima de cualquier punto del terreno.
Aplicable a caminos, sendas y cursos de agua no navegables. No son de aplicación las condiciones especiales del apartado 5.3.
D ≥ 5.3 + Del
(Min 6 metros)
Cruzamientos con otras líneas
Dadd Del 1.5 Del
ITC-LAT-07. Apart 5.6.1
Mínimo de: • 2 metros para tensión hasta 45kV • 3 metros pera tensión entre 45kV y 66kV • 4 metros pera tensión entre 66kV y 132kV • 5 metros pera tensión entre 132kV y 220kV • 7 metros pera tensión entre 220kV y 440kV
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Distancia entre conductores
ITC-LAT-07. Apart 5.4.1
Distancia entre conductores partes puestas a tierra Distancia entre cond. Caminos, sendas y agua no nav. Distancia a otras líneas eléctricas aéreas. (Cruzamientos y paralelismos) Distancia a carreteras. (Cruzamientos y paralelismos)
ITC-LAT-07. Apart 5.4.2 ITC-LAT-07. Apart 5.5
ITC-LAT-07. Apart 5.6
ITC-LAT-07. Apart 5.7
Distancias a ferrocarriles sin electrificar, ferrocarriles electrificados, tranvias y trolebuses, ríos y canales navegables, paso por zonas especiales.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Posibles casos a tener en cuenta a) Conozco posición de los postes: Calcular altura de los postes. b) Conozco vano, pero no posición de los postes. Calcular posición de los postes y altura c) Conozco posición de un poste (vano variable). Calcular posición del segundo poste y altura
Del + Dadd
1. INTRODUCCIÓN 2. CÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES 3. CÁLCULO DE APOYOS 4. CIMENTACIONES 5. CÁLCULO DE PUESTAS TIERRA DE APOYOS 6. TRAZADO Y REPLANTEO DE LÍNEAS
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cimentaciones monobloque
Se fundamenta en el método desarrollo por la Comisión Federal Suiza
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cimentaciones pata separadas El RLAT establece que este tipo de cimentaciones debe ser absorber las cargas de compresión y arranque que el apoyo transmite al suelo. El cálculo de las cargas de compresión y de arranque está basado en el método del talud o ángulo de arrastre de tierras.
•
Comprobación al arranque
•
Comprobación a compresión
•
Comprobación de la adherencia entre anclaje y cimentación
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
A) Cimentaciones monobloque Se fundamenta en el método de desarrollo de por la Comisión Federal Suiza. Eje de rotación de la cimentación en función de la naturaleza del terreno Terrenos sueltos o sin adherencia. (Arena)
Terrenos plásticos. (Arcillosos)
F
O
Terrenos muy resistentes.
F
H L
O
2 h 3
h a
4
•
El macizo de hormigón puede girar un ángulo máximo dado por tg α = 0,01. ITC-LAT-07. Apart. 3.6.1
•
La resistencia del terreno es nula es la superficie
•
No se considera el rozamiento.
H L
5 h
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
A) Cimentaciones monobloque
• La comprensibilidad del terreno es proporcional a la profundidad, crece linealmente y en la superficie vale cero. • El macizo gira sobre un eje situado a 2/3 de su profundidad, y 1/4 de la pared del mismo. • Las deformaciones de la cimentación son despreciables frente a las del terreno.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
A) Cimentaciones monobloque 1
M1 = Momento estabilizador debido a las reacciones laterales M2 = Momento estabilizador debido a las reacciones verticales M v = Momento de vuelco. K = Coeficiente de seguridad. 1.5- Hipótesis normal. 2 - Hipótesis anormales
M2 K M v
Momento de vuelco. MV V
F HL hi
F = Esfuerzo nominal del apoyo. Además se tendrá en cuenta la fuerza del viento sobre el apoyo reducido al punto de aplicación del poste o al centro de gravedad donde se produce el esfuerzo.
Momento estabilizador debido a las reacciones laterales. M1 1
C h
b h3
36
Ch tg
C h h
Momento estabilizador debido a las reacciones verticales. M2
M2 P a 0.5
P 2 3 2 a2 b Ch 106 tg
C 2
2
Coeficiente de compresibilidad del terreno a una profundidad h. Para distintos terrenos a una profundidad de 2 metros (C 2 ) apartado 3.6.5 ITC-LAT-07.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
A) Cimentaciones monobloque Cimentaciones mixtas. Son aquellas que con los medios mecánicos habituales, no puede realizarse el hoyo hasta la profundidad necesaria, por lo que es preciso reforzarla. Este refuerzo consiste en coser el cimiento a la roca, mediante pernos anclados a la misma.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
B) Cimentaciones patas separadas:
Este tipo de cimentaciones deben ser capaces de absorber las cargas de compresión y arranque que el apoyo transmite al suelo. De los cuatro macizos dos de ellos trabajan a comprensión y los otros dos al arranque.
• Comprobación al arranque • Comprobación a compresión • Comprobación de la adherencia entre anclaje y cimentación.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
B1) Cimentaciones patas separadas: Comprobación al arranque arranque..
Son aquellas que pueden realizarse con los medios mecánicos habituales. Tienen forma cilíndrica, con un ensanchamiento en la base o zapata; a este tipo de cimentación le llamamos de "pata de elefante”.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
B1) Cimentaciones patas separadas: Comprobación al arranque arranque.. Se considerará: Peso del apoyo, de la cimentación, de las tierras que arranque, carga resistente de los pernos y peso de herrajes. K = Coeficiente de seguridad. est K P arr 1.5- Hipótesis normal. 2 - Hipótesis anormales Parr = = Carga Carg a nominal de arranque:
Traslado del esfuerzo en punto sobre cada apoyo poste
= Esfuerzo estabilizador de la Pest =
cimentación. Formado por:
Pest Pmacizo Pt P terr V int int er
Peso del del terre terrero ro de tier tierra rass de inte interf rfer eren enci cias as
Peso eso del terre terrero ro deb debido ido al ángu ángulo lo de incl inclin inac ació ión n Peso eso del terre terrero ro sob sobre la cim ciment entaci ación Peso eso del mac macizo izo de hormig ormigón ón
P arr arr
F H t FV P apoyo
2 C
4
F : :
Esfuerzo útil del apoyo. apoyo. (Catálogo). Fv=V: Esfuerzo vertical del apoyo apoyo. (Catálogo)
Ht : : Distancia desde la línea C : Separación entre patas
de tierra al punto del esfuerzo del apoyo. apoyo.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
B2) Cimentaciones patas separadas: Comprobación a compresión
Se comprobará que la suma de todas las cargas de compresión divididas divididas por la superficie de la solera no sobrepasa la carga admisible del terreno. ITC-LAT-07 Tabla 10. Si no se dispone de datos se tomará: σadm • 3daN/cm2 terreno normal • 2 daN/cm2 terreno flojo. flojo. • 10daN/cm2 cimentaciones mixtas basadas en rocas o sobre rocas. rocas.
t
Cmax Pmacizo,1 P t ,1, 1 S macizo F : :
C max
F H t
2 C
adm t
FV P apoyo
4
Esfuerzo útil del apoyo apoyo más el esfuerzo del viento viento sobre el mismo. mismo.
Ht : : Distancia desde la línea
de tierra al punto del esfuerzo del apoyo. apoyo.
Pt : Peso de tierras sobre el macizo
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
B3) Cimentaciones patas separadas: Comprobación de anclaje y cimentación
La mitad de la carga la soportará la unión entre anclaje y cimentación y la otra mitad los casquillos del anclaje por la cortadura de unión entre casquillo y anclajes. El coeficiente de seguridad deberá ser superior a 1.5.
Fadh 0.75 F 2 F 2
F Ht
2 C cos
F2 : Esfuerzo máximo en dirección del anclaje
Fadh: Fuerza de adherencia entre el hormigón y el anclaje
2
F
F V
4 cos
2
H t
F V
fc : Resistencia característica del hormigón
Fadh 0.253 fc 4aLl L
aL : Anchura del angular
lL : Longitud del angular embebido
2
1. INTRODUCCIÓN 2. CÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES 3. CÁLCULO DE APOYOS 4. CIMENTACIONES 5. CÁLCULO DE PUESTAS TIERRA DE APOYOS 6. TRAZADO Y REPLANTEO DE LÍNEAS
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Normas Particulares de Endesa. Capítulo V. Los apoyos metálicos y de hormigón armado estarán provistos de una puesta a tierra, con objeto de limitar las tensiones de defecto a tierra que puedan producirse por descargas en el propio apoyo. El valor máximo de la resistencia de puesta a tierra será de 20 Ω . Los apoyos situados en lugares de pública concurrencia, que soporten aparatos de maniobra, o en conversiones aéreosubterráneas, dispondrán de una toma de tierra en forma de anillo cerrado, enterrado alrededor de la cimentación, a 1 m de distancia de las aristas de ésta y a 0,5 m de profundidad. Al anillo se le conectarán como mínimo dos picas de 2 m hincadas en el terreno, de modo que se consiga un valor de resistencia menor de 20 Ω. El cálculo de la puesta a tierra se hará según un método de acreditada solvencia, como por ejemplo, el recogido en la publicación Instalaciones de Puesta a Tierra en Centros de Transformación y su hoja de aplicación a la red de Compañía Sevillana de Electricidad, S.A., de D. Julián Moreno Clemente (2ª edición, 1991); o bien, según la publicación Método de cálculo y proyecto de instalaciones de puesta a tierra para centros de transformación conectados a redes de tercera categoría, de UNESA.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Normas Particulares de Endesa. Capítulo V.
Soldadura aluminotérmica
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Normas Particulares de Endesa. Capítulo V.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Normas Particulares de Endesa. Capítulo V.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Normas Particulares de Endesa. Capítulo V.
1. INTRODUCCIÓN 2. CÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES 3. CÁLCULO DE APOYOS 4. CIMENTACIONES 5. CÁLCULO DE PUESTAS TIERRA DE APOYOS 6. TRAZADO Y REPLANTEO DE LÍNEAS
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Todo lo visto hasta ahora se basa en un determinado trazado de la línea que proyectamos y en una distribución postes ya conocidos. Cuando pretendemos proyectamos una determinada línea eléctrica, lo primero que hemos de terminara es su trazado, en el influyen fundamentalmente: • Puntos de toma de la energía. • La existencia de vivienda caminos, carreteras, ríos.. • Las posibilidades de paso por terrenos ajenos, y por lo posibles condicionantes impuestos Una vez elegido el trazado se procede a realizar el levantamiento topográfico. Disponemos entonces de los siguientes datos: Tensión de la línea • Zona por donde discurre (A, B o C) • Tipo de conductor y sección • Características de las cadenas de aisladores • Características de los apoyos. (Separación entre fases y desviación máxima de la cadena de suspensión para que cumpla con las condiciones reglamentarias) Se sitúan los apoyos que se consideren de ubicación fija debido a linderos, proximidades, otras instalaciones y por supuesto los cambio de alineación donde se colocaran los apoyos de ángulo. A continuación el resto de apoyos.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Un dato importante para la distribución de apoyos es el vano máximo admisible para los mismo. D K F L K ' Dpp f
b2 p
8 Tm
Distancia entre conductores a lo largo del vano. Despejar a suponiendo una tensión inicial en el conductor
a b p
8 T
T m
r
3
No existe duda en la asignación de las funciones en los apoyos de fin e inicio de línea y de ángulo. La duda reside entre los apoyos de alineación y de anclaje. (Apartado 3.5.3: Apoyos de anclaje cada 3 kilómetros como máximo) Si se comprueba que en un apoyos inicialmente de alineación las desviaciones de las cenas de aisladores son superiores a las reglamentarias habrá que sustituir el apoyo por uno de anclaje o bien elevar su altura. El trazado del perfil se efectúa utilizando las curvas que corresponde a las flechas máximas por ser en tales condiciones cuando de producen las mínimas distancias la suelo.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Por lo que, para una línea definida por: un tipo de crucetas que imponen una distancia entre conductores, una categoría que define K’, una tensión que impone una Dpp y un tipo de conductor y categoría de la línea que determina K y para unas cadenas de aisladores concretas se puede determinar el valor de la flecha máxima admisible ( f max,adm ) por separación entre conductores para cada una de las hipótesis de flecha máxima según la expresión: 2
f max,adm
D K ' D pp L K
Por lo que el VANO MÁXIMO ADMISIBLE en un cantón determinado por su vano ideal de regulación es, teniendo en cuenta que se calcularán hasta tres vanos máximos admisibles (dos en zona A) optando por el menor de los calculados:
amax,adm ar
f max,adm f max,ar
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
Cantón de dos vanos: El vano máximo admisible según las características de los postes del
vano debe ser mayor que el propio vano.
Introducción Cálculo mecánico de conductores Cálculo de apoyos Cimentaciones Cálculo de puestas tierra de apoyos
• Levantamiento topográfico del perfil: • Indicación de puntos singulares. Principio, final, ángulos, laderas de colinas o montañas, accidentes geográficos, edificaciones, arbolado, cruzamientos y paralelismos. (Distancias de seguridad)
• Escalas Horizontal 1:2000. Vertical 1:500 • Cálculo eléctrico básico para la selección del cableado o por imposición mediante norma. • Calculo mecánico de conductores. Comprobación de las consideraciones anteriores. El vano de regulación puede ser el mismo variando los vanos intermedios