05. cálculo eléctrico y mecánico laat

9.107 visualizaciones

Publicado el

Publicado en: Tecnología
2 comentarios
2 recomendaciones
Estadísticas
Notas
Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
9.107
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
31
Acciones
Compartido
0
Descargas
1.047
Comentarios
2
Recomendaciones
2
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

05. cálculo eléctrico y mecánico laat

  1. 1. Curso de Líneas de Alta Tensión 5. Cálculo de Líneas Aéreas de Alta Tensión Oficina Técnica Mtto. Mtto. de Líneas AT Julio 2009 UNIÓN EUROPEA Fondo Social Europeo
  2. 2. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoDENSIDAD DE CORRIENTE EN CONDUCTORES DESNUDOS Densidad de corriente máxima en conductores (δ) Sección Densidad de corriente (A/mm2) Resistividad δ a 20ºC nominal Aleación 2 (mm2) Cobre Aluminio (N . mm /m) N Aluminio 10 8,75 COBRE 0,017241 15 7,60 6,00 5,60 25 6,35 5,00 4,65 35 5,75 4,55 4,25 ALUMINIO 0,028264 50 5,10 4,00 3,70 70 4,50 3,55 3,30 95 4,05 3,20 3,00 ALEACIÓN 0,032500 ALUMINIO 125 3,70 2,90 2,70 160 3,40 2,70 2,50 ACERO 200 3,20 2,50 2,30 0,192000 GALVANIZADO 250 2,90 2,30 2,15 300 2,75 2,15 2,00 ACERO 400 2,50 1,95 1,80 RECUBIERTO 0,084800 500 2,30 1,80 1,70 ALUMINIO 600 2,10 1,65 1,55
  3. 3. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoDENSIDAD DE CORRIENTE EN CONDUCTORES DESNUDOS Conductores de Aluminio - Acero CONDUCTOR Composición ρ Al Al-Ac ρ Al − Ac = δAl ⋅ ρ Al LA-180 δ Al− Ac ρ LA-145 LA-110 30+7 0,916 Al− Ac LA-78 LA-56 6+1 0,937 LA-30 δ Al-Ac = densidad de corriente en conductor Al-Ac. LA-280 26+7 0,938 δ Al = densidad de corriente en conductor Al. GULL CONDOR 54+7 0,950 ρ Al = resistividad eléctrica en conductor Al. CARDINAL ρ Al-Ac = resistividad eléctrica del conductor Al-Ac. TERN RAIL 45+7 0,970
  4. 4. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoDENSIDAD DE CORRIENTE EN CONDUCTORES DESNUDOS Ejemplos de aplicación •• CONDUCTOR DE ALUMINIO HOMOGENEO DE 500 mm2 2 CONDUCTOR DE ALUMINIO HOMOGENEO DE 500 mm δ 1 = 1,80 x 500 = 900 A •• CONDUCTOR DE COBRE DE 95 mm2 2 CONDUCTOR DE COBRE DE 95 mm δ 2 = 4,05 x 95 = 348,75 A •• CONDUCTOR DE ALUMINIO ––ACERO LA-280 CONDUCTOR DE ALUMINIO ACERO LA-280 δ 3 = 2,20 x 0,938 x 281,1 = 580 A
  5. 5. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoDENSIDAD DE CORRIENTE EN CONDUCTORES DESNUDOS Al- Intensidad máxima en conductores de Al-Ac Sección δAl Conductores Composición Coeficiente I máx (A) (mm2) (A/mm ) 2 LA-30 6+1 31,1 0,937 4,725 137,69 LA-56 6+1 54,6 0,937 3,896 199,32 LA-78 6+1 78,6 0,937 3,464 255,12 LA-110 30+7 116,2 0,916 2,988 318,04 LA-145 30+7 147,1 0,916 2,773 373,64 LA-180 30+7 181,6 0,916 2,582 431,10 LA-280 HAWK 26+7 281,1 0,937 2,206 581,04 LA-380 GULL 54+7 381,1 0,950 1,987 719,38 LA-455 CONDOR 54+7 454,5 0,950 1,868 806,56 LA-545 CARDINAL 54+7 547,3 0,950 1,729 898,97
  6. 6. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoDENSIDAD DE CORRIENTE EN CONDUCTORES DESNUDOS Potencia máxima (MVA) por densidad de corriente I máx. Tensión nóminal (kV) Conductores (A) 15 45 66 132 220 400 LA-30 137,69 3,57 10,72 LA-56 199,32 5,17 15,52 LA-78 255,12 6,62 19,86 LA-110 318,04 8,25 24,76 36,31 LA-145 373,64 9,70 29,09 42,66 85,33 LA-180 431,17 11,19 33,57 49,23 98,46 LA-280 HAWK 581,04 45,23 66,34 132,69 221,14 LA-380 GULL 719,38 164,28 273,80 497,81 LA-455 CONDOR 806,56 306,98 558,14 LA-545 CARDINAL 898,97 342,15 622,09
  7. 7. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCADENAS DE AISLADORES Tensión nominal de una línea aérea A.T. ( Un) TENSIONES NOMINALES NORMALIZADAS SEGÚN REGLAMENTO LINEAS A.T. Tensión nominal Un (kV) 3 6 10 15 20 25 30 45 66 110 132 150 220 400 Tensión más elevada US (kV) 3,6 7,2 12 17,5 24 30 36 52 72,5 123 145 170 245 420 • Unn==Valor de la tensión entre • U Valor de la tensión entre fases. fases. • USS==Valor más elevado de la • U Valor más elevado de la tensión entre fases en las tensión entre fases en las condiciones normales de condiciones normales de explotación. explotación.
  8. 8. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCADENAS DE AISLADORES Niveles de aislamiento normalizados TABLA 12 ITC-LAT-07 Tensión más elevada para el material Um (kV) 3,6 7,2 12 17,5 24 36 52 72,5 123 145 170 245 (valor eficaz) (275) Tensión soportada normalizada de (185) (230) (325) corta duración a frecuencia industrial (185) 10 20 28 38 50 70 95 140 230 275 360 (kV) 230 (valor eficaz) 275 325 395 460 (650) Tensión soportada normalizada a los 60 95 (450) (550) (750) 20 40 75 145 (450) impulsos tipo rayo (kV) 75 125 250 325 550 650 850 (valor de cresta) 40 60 95 170 550 95 145 650 750 950 1.050
  9. 9. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCADENAS DE AISLADORES Líneas de fuga recomendadas RESUMEN TABLA 14 - ITC LAT 07 LÍNEA DE FUGA NIVEL DE ESPECIFICA NOMINAL CONTAMINACIÓN MÍNIMA mm / kV I 16 LIGERO II 20 MEDIO III 25 FUERTE IV 31 MUY FUERTE
  10. 10. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCADENAS DE AISLADORES Requisitos básicos ••La cadena de aisladores resistirá la La cadena de aisladores resistirá la tensión mecánica máxima del tensión mecánica máxima del conductor, con coeficiente de seguridad conductor, con coeficiente de seguridad igual aa3. igual 3. ••La cadena de aisladores soportará las La cadena de aisladores soportará las tensiones eléctricas establecidas en las tensiones eléctricas establecidas en las tablas 12 yy13 del Reglamento de Líneas tablas 12 13 del Reglamento de Líneas A.T. (ITC-LAT 07) A.T. (ITC-LAT 07) ••La línea de fuga de la cadena de La línea de fuga de la cadena de aisladores cumplirá los valores de la aisladores cumplirá los valores de la tabla 14 del Reglamento de Líneas A.T. tabla 14 del Reglamento de Líneas A.T. (ITC ––LAT 07) (ITC LAT 07)
  11. 11. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCADENAS DE AISLADORES Ejemplo práctico •• DATOS INICIALES DATOS INICIALES • Línea aérea 132 kV – Tensión más elevada 145 kV. • Cadena de amarre con aisladores de vidrio, del fabricante SGD La Granja, S.L. • Conductores LA-180 – Simplex – Tmáx = 2.597 daN (6.494 / 2,5) • Línea aérea ubicada en zona industrial y viviendas – (Nivel de contaminación II) •• RESULTADOS RESULTADOS • TENSIÓN MECÁNICA – Aisladores vidrio E-100 con carga de rotura 10.000 daN Tensión admisible = 3.333 daN – Superior a la máxima del conductor (2.597 daN) • TENSIONES ELÉCTRICAS – Según Tabla 12 = TFI = 275 kV y Trayo = 650 kV. Según catálogo del fabricante, la cadena de 10 aisladores E-100-127 (U 100 BS) puede soportar 320 kV y 675 kV. • LÍNEA DE FUGA – Según Tabla 14, la línea de fuga total es de 2.900 mm. Según catálogo del fabricante, la cadena de 10 aisladores U 100 BS presenta una línea de fuga total de 3.150 mm • CONCLUSIÓN – La cadena de 10 aisladores U 100 BS cumple el Reglamento de Líneas A.T.
  12. 12. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoFUNCIONAMIENTO MECÁNICO DE UNA LÍNEA AÉREA AT Cadena de transmisión de esfuerzos ACCIONES CONDUCTORES CABLE DE TIERRA APOYOS CIMENTACIONES TERRENO
  13. 13. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoFUNCIONAMIENTO MECÁNICO DE UNA LÍNEA AÉREA AT Funcionamiento óptimo COMPONENTES LÍNEA AÉREA COMPONENTES LÍNEA AÉREA • En equilibrio • En equilibrio • Con deformaciones admisibles • Con deformaciones admisibles • Con tensiones trabajo adecuadas • Con tensiones trabajo adecuadas
  14. 14. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoTIPOLOGÍA DE ACCIONES • Viento Hipótesis I EXTERNAS EXTERNAS • Hielo Hipótesis II • Temperatura • Peso propio componentes línea INTERNAS INTERNAS • Tense conductores y C.T. Hipótesis III y IV • Peso propio componentes línea VERTICALES VERTICALES • Hielo • Viento HORIZONTALES HORIZONTALES • Tense conductores y C.T.
  15. 15. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCATEGORÍA DE LAS LÍNEAS AÉREAS SEGÚN SU TENSIÓN NOMINAL (Un) CATEGORÍA ESPECIAL CATEGORÍA ESPECIAL • Un >= 220 kV. • Red de Transporte PRIMERA CATEGORÍA PRIMERA CATEGORÍA • 220 kV. > Un > 66 kV. SEGUNDA CATEGORÍA SEGUNDA CATEGORÍA • 66 kV. >= Un > 30 kV. TERCERA CATEGORÍA TERCERA CATEGORÍA • 30 kV. >= Un > 1 kV.
  16. 16. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES – VANO REGULADOR • Se demuestra matemáticamente que, en un cantón con vanos diferentes, el tense, en todos ellos, varía en la misma forma que lo haría un vano ficticio denominado VANO IDEAL DE REGULACIÓN. i=n ∑ ai 3 ai = Longitud de cada vano ar = i =1 i=n ar = Vano regulador ∑ i =1 ai n = número de vanos ar = Vano Medio + 2/3 (Vano máximo – Vano Medio)
  17. 17. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES - Ejemplo VANO REGULADOR • Cantón con vanos de 250, 280, 310 y 230 m. • Vano Medio (Vm) = 267,50 m. i=n ∑ ai 3 ar = i =1 i=n • Fórmula exacta (ar) = 272,60 m. ∑ i =1 ai ar = Vano Medio + 2/3 (Vano máximo – Vano Medio) • Fórmula aproximada (ar) = 295,80 m.
  18. 18. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES – FENÓMENOS VIBRATORIOS Factores a considerar • TENSE DEL CONDUCTOR ––CHS yyEDS • TENSE DEL CONDUCTOR CHS EDS • LONGITUD DEL VANO • LONGITUD DEL VANO • TIPO DE TERRENO • TIPO DE TERRENO • VELOCIDAD DEL VIENTO • VELOCIDAD DEL VIENTO
  19. 19. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES – FENÓMENOS VIBRATORIOS C.H.S. - ••(Cold Hours Stress) ––Tense de conductores con temperatura mínima (Cold Hours Stress) Tense de conductores con temperatura mínima frecuente (-5ºC, Zona B) ––Sin sobrecarga frecuente (-5ºC, Zona B) Sin sobrecarga E.D.S. - ••(Every Day Stress) ––Tense de conductores con temperatura media (Every Day Stress) Tense de conductores con temperatura media (15ºC) ––Sin sobrecarga (15ºC) Sin sobrecarga LÍMITE ESTÁTICO Tensión máxima de conductores Carga de rotura = Coeficiente seguridad
  20. 20. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES – VALORES C.H.S. EN PROYECTO TIPO UFD TABLA 14 C.H.S. ZONA A ZONA B ZONA C CONDUCTOR LA-180 21% 21% 21% LA-280 23% 23% 23% LA-455 23% 23% 23% CABLE DE FIBRA ÓPTICA OPGW 2..24 F 18% 18% 18% OPGW 2..64 F 19% 19% 19% AUT 4..36 F 18% 18% 18% AUT 4..48 F 18% 18% 18% AUT 4..64 F 18% 18% 18% CABLE DE TIERRA AC-50 18% 18% 18% PROYECTO TIPO LÍNEAS ELÉCTRICAS AÉREAS 15, 66, 132 Y 220 Kv DOCUMENTO Nº PR1988EI002 EDICIÓN 1 11/11/99
  21. 21. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES – VALORES E.D.S. EN PROYECTO TIPO UFD TABLA 15 E.D.S. ZONA A ZONA B ZONA C CONDUCTOR LA-180 20% 20% 20% LA-280 21% 21% 21% LA-455 21% 21% 21% CABLE DE FIBRA ÓPTICA OPGW 2..24 F 15% 15% 15% OPGW 2..64 F 16% 16% 16% AUT 4..36 F 16% 16% 16% AUT 4..48 F 16% 16% 16% AUT 4..64 F 16% 16% 16% CABLE DE TIERRA AC-50 17% 17% 17% PROYECTO TIPO LÍNEAS ELÉCTRICAS AÉREAS 15, 66, 132 Y 220 Kv DOCUMENTO Nº PR1988EI002 EDICIÓN 1 11/11/99
  22. 22. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES – VALORES LÍMITE ELÁSTICO EN PROYECTO TIPO UFD TABLA 13 CARGA ROTURA COEF. SEGURIDAD TENSIÓN MÁXIMA LÍMITE ESTÁTICO (daN) CS (daN) CONDUCTOR LA-180 6.390 3,00 2.130 LA-280 (TABLA 1) 8.450 2,50 3.380 LA-280 (TABLA 2) 8.450 3,76 2.250 LA-455 12.400 2,82 4.410 CABLE DE FIBRA ÓPTICA OPGW 2..24 F 8.030 4,10 1.960 OPGW 2..64 F (TABLA 1) 8.230 4,20 1.960 OPGW 2..64 F (TABLA 2) 8.230 3,82 2.150 OPGW 2..64 F (TABLA 3) 8.230 3,05 2.695 AUT 4..36 F 6.491 4,05 1.600 AUT 4..48 F 6.491 4,05 1.600 AUT 4..64 F 6.491 4,05 1.600 CABLE DE TIERRA AC-50 6.174 3,15 1.960 PROYECTO TIPO LÍNEAS ELÉCTRICAS AÉREAS 15, 66, 132 Y 220 Kv DOCUMENTO Nº PR1988EI002 EDICIÓN 1 11/11/99
  23. 23. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES – UNIDADES PARA EL TENSE DE CONDUCTORES • 11Kgf ==0,980665 daN • Kgf 0,980665 daN • 11daN ==1,019716 Kgf • daN 1,019716 Kgf Nw = Newton Kgf = Kg. fuerza o Kilopondio 1 daN = 10 Nw
  24. 24. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES – ECUACIÓN DE CAMBIO DE CONDICIONES • Relaciona dos situaciones o estados diferentes de un conductor variando temperatura, peso y tense.  2 ⋅ p1 ⋅ E ⋅ S  2 a ⋅p ⋅E⋅S 2 2 a + δ ⋅ E ⋅ S ⋅ (θ 2 − θ 1) − T 1 = T2 T2+ 2 2  24 T 1 2  24   T ⋅ (T + A )= B 2 2 2 Condiciones Iniciales = T1, p1, θ1 // Condiciones Finales = T2, p2, θ2 Características Conductor = E, δ, S
  25. 25. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES – APLICACIÓN DE LA ECUACIÓN DE CAMBIO DE CONDICIONES Tablas de tendido para uso operativo FLECHA EN MTS. PARA LA-30 FLECHA EN MTS. PARA LA-56 FLECHA EN MTS. PARA LA-78 FLECHA EN MTS. PARA LA-110 VANO TEMPERATURA VANO TEMPERATURA VANO TEMPERATURA VANO TEMPERATURA (m) (m) (m) (m) 0º 15º 30º 50º 0º 15º 30º 50º 0º 15º 30º 50º 0º 15º 30º 50º 80 1,00 1,23 1,46 1,72 80 0,80 1,04 1,28 1,57 80 0,58 0,80 1,05 1,36 100 0,84 1,08 1,34 1,68 120 2,52 2,77 3,03 3,35 120 2,06 2,34 2,63 2,98 120 1,50 1,81 2,12 2,51 160 2,09 2,45 2,81 3,26 160 4,79 5,08 5,31 5,66 160 3,87 4,17 4,47 4,87 160 2,86 3,22 3,58 4,01 200 3,23 3,64 4,05 4,56 200 7,94 8,18 8,43 8,70 200 6,21 6,51 6,84 7,26 200 4,65 5,03 5,41 5,88 260 5,63 6,09 6,55 7,13 240 11,78 11,96 12,34 12,54 240 9,32 9,58 9,93 10,30 240 6,99 7,39 7,77 8,26 300 7,63 8,11 8,59 9,20 FLECHA EN MTS. PARA LA-145 FLECHA EN MTS. PARA LA-180 FLECHA EN MTS. PARA LA-280 (Hawk) FLECHA EN MTS. PARA GULL (381,5) VANO TEMPERATURA VANO TEMPERATURA VANO TEMPERATURA VANO TEMPERATURA (m) (m) (m) (m) 0º 15º 30º 50º 0º 15º 30º 50º 0º 15º 30º 50º 0º 15º 30º 50º 100 0,83 1,07 1,33 1,67 100 0,86 1,11 1,37 1,71 160 1,68 2,03 2,41 2,92 200 2,69 3,12 3,57 4,14 160 2,08 2,43 2,79 3,24 160 2,15 2,51 2,87 3,32 200 2,60 3,03 3,47 4,05 260 4,49 5,01 5,53 6,20 200 3,20 3,62 4,02 4,54 200 3,33 3,74 4,14 4,64 260 4,33 4,86 5,38 6,05 300 5,94 6,51 7,07 7,79 260 5,41 5,88 6,34 6,93 260 5,55 6,02 6,47 7,06 300 5,73 6,30 6,87 7,59 350 8,13 8,74 9,35 10,12 300 7,34 7,83 8,32 8,93 300 7,56 8,04 8,52 9,14 350 7,97 8,58 9,18 9,95 400 10,78 11,42 12,05 12,87
  26. 26. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES – CATENARIA • Curva que forma un hilo de peso uniforme, suspendido por sus extremos situados en la misma horizontal. y −x x h  h x  y = h ⋅ Cosh = ⋅  e + e h  h 2   T h= T p h x T = Tensión en el punto más bajo // p = peso conductor (kg/m)
  27. 27. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES – PARÁBOLA • Lugar geométrico de los puntos de un plano que equidistan de un punto llamado “Foco” y de una recta fija denominada “directriz” y 2 y= x P= T 2P p Foco 2 1 x T P/2 y= ⋅ x 2 T directriz P/2 p T = Tense conductor en el vértice (kg) // P = Parámetro (m) // p = peso conductor (kg/m)
  28. 28. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES – PARÁBOLA: Flecha máxima (f) a 1 x 2 x= y= ⋅ como 2 y 2 T p y= f sustituyendo 1 f = ⋅ (a 2) 2 f 2 T x p a/2 a/2 p⋅a 2 y simplificando f = 8T
  29. 29. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES Comparación de flecha máxima entre Catenaria y Parábola VANOS SEGÚN LA CATENARIA SEGÚN LA PARÁBOLA m m m 50 0,302 0,302 100 1,207 1,207 150 2,718 2,717 200 4,834 4,831 250 7,557 7,548 300 10,888 10,869 350 14,829 14,794 400 19,383 19,323 450 24,552 24,456 500 30,340 30,193 550 36,749 36,533 600 43,783 43,478 650 51,447 51,026 700 59,744 59,178 750 68,681 67,934 800 78,261 77,294 900 99,376 97,826 1.000 123,140 120,713 1.100 149,606 146,135 1.200 178,838 173,913 1.300 210,903 204,106 1.400 245,876 236,715 1.500 283,840 271,739 Fuente: LINEAS DE TRANSPORTE DE ENERGIA – Autor: Luis María Checa
  30. 30. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES – TABLA DE CÁLCULO EN MTTO. LÍNEAS AT
  31. 31. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCÁLCULO MECÁNICO DE CONDUCTORES – TABLA DE CÁLCULO EN PROYECTO TIPO UFD
  32. 32. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – TIPOS DE ACERO SEGÚN NORMA UNE EN 10025 TENSIÓ TENSIÓN DE TENSIÓ TENSIÓN DE LÍMITE ELÁSTICO LÍ ELÁ ROTURA δy (N/mm 2) DESIGNACIÓN δU (N/mm2) t ≤ 16 16 < t ≤ 40 40 < t ≤ 63 3 ≤ t ≤ 100 S 235 JR S 235 JO 235 225 215 360 S235 J2 S 275 JR S 275 JO 275 265 255 410 S 275 J2 S 355 JR S 355 JO 355 345 335 470 S 355 J2 S 355 K2 S 450 JO 450 430 410 500 t = espesor nominal en mm
  33. 33. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – TIPOS DE ACERO Equivalencia entre antigua y nueva normativa NBE – EA A37b A37c A37d A42b A42c A42d UNE EN S 235 JR S 235 JO S 235 J2 G3 - - - 10025 NBE – EA A44b A44c A44d A52b A52c A52d UNE EN S 275 JR S 275 JO S 275 J2 G3 S 355 JR S 355 JO S 355 J2 G3 10025
  34. 34. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – TIPOS SEGÚN SU FUNCIÓN Reglamento 1968 Reglamento 2008 • Apoyos Alineación • Apoyos Alineación • Apoyos Suspensión • Apoyos Amarre • Apoyos Anclaje • Apoyos de Angulo • Apoyos de Angulo • Apoyos Suspensión • Apoyos Amarre • Apoyos Anclaje • Apoyos de Amarre • Apoyos de Anclaje • Apoyos de Anclaje • Apoyos de Fin de Línea • Apoyos de Principio o Fin de Línea • Apoyos Especiales • Apoyos Especiales
  35. 35. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – CONSECUENCIAS DEL NUEVO REGLAMENTO 2008 • Se introduce el tipo de APOYO DE AMARRE. • Tanto los apoyos de amarre como los apoyos de anclaje, presentan cadenas de amarre. • El Reglamento especifica que los apoyos de anclaje tendrán “identificación propia” en el plano del proyecto. • Por tanto, el nuevo Reglamento reconoce la figura del “Falso Amarre” con las repercusiones correspondientes para la operativa diaria de Mantenimiento de Líneas.
  36. 36. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – HIPÓTESIS DE CÁLCULO HIPÓTESIS I I HIPÓTESIS • Viento • Hielo HIPÓTESIS II HIPÓTESIS II • Hielo + Viento (Líneas categoría especial) HIPÓTESIS III HIPÓTESIS III • Desequilibrio de tracciones HIPÓTESIS IV HIPÓTESIS IV • Rotura conductores
  37. 37. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – ACCIÓN DEL VIENTO Presión del viento 2  VV  q = 60 ⋅   120   Para conductores y C.T. con diámetro d <= 16   mm. 2  VV  q = 50 ⋅   120   Para conductores y C.T. con diámetro d > 16 mm.   q = Presión del viento en daN/m2 VV = Velocidad del viento en km/h VV = 120 km/h – Líneas Aéreas 1, 2 y 3ª Categoría 140 km/h – Lïneas Aéreas Categoría Especial
  38. 38. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – ACCIÓN DEL VIENTO Carga de viento sobre apoyo  a1 + a 2  F V = q⋅d ⋅   2  ⋅n   Fv = Carga de viento sobre apoyo en daN q = 50 daN/m2 para líneas 1ª, 2ª y 3ª Categoría y d > 16 mm. d = diámetro del conductor en m. a1 y a2 = longitudes de los vanos adyacentes en m. n = número de conductores
  39. 39. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – SOBRECARGA DE HIELO Zona A p =0 h Zona B p = 0,18 d h Zona C p = 0,36 d h d = diámetro del conductor en mm. ph = sobrecarga hielo en daN/m.
  40. 40. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – SOBRECARGA DE HIELO Carga vertical de hielo sobre apoyo  a1 + a 2  F h = ph ⋅  2  ⋅ n     Fh = Carga vertical de hielo sobre apoyo en daN Ph = sobrecarga de hielo en daN/m a1 y a2 = longitudes de los vanos adyacentes en m. n = número de conductores
  41. 41. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – CATÁLOGO FABRICANTE DE APOYOS
  42. 42. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – CATÁLOGO FABRICANTE DE APOYOS
  43. 43. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – DESEQUILIBRIO DE TRACCIONES Según Reglamento de 1968. APOYOS ALINEACIÓN YYÁNGULO APOYOS ALINEACIÓN ÁNGULO ••FL ==0,08 T FL 0,08 T APOYOS ANCLAJE APOYOS ANCLAJE ••FL ==0,50 T FL 0,50 T APOYOS FIN DE LÍNEA APOYOS FIN DE LÍNEA ••FL ==T FL T FL = Desequilibrio de tracciones en daN T = Tense del conductor en daN Observaciones: a) Sólo es obligatorio considerar la torsión en los apoyos fin de línea. b) En desequilibrios muy importantes será necesario un análisis detallado.
  44. 44. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – DESEQUILIBRIO DE TRACCIONES Según Reglamento de 2008. Líneas > 66 kV •• FF ==0,15 TT L 0,15 L Con cadenas suspensión Líneas <= 66 •• FF ==0,08 TT L 0,08 L APOYOS ALINEACIÓN YYÁNGULO kV APOYOS ALINEACIÓN ÁNGULO Líneas > 66 kV •• FF ==0,25 TT L 0,25 L Con cadenas amarre Líneas <= 66 •• FF ==0,15 TT L 0,15 L kV APOYOS ANCLAJE APOYOS ANCLAJE •• FF ==0,50 TT L 0,50 L APOYOS FIN DE LÍNEA •• FF ==TT APOYOS FIN DE LÍNEA L L FL = Desequilibrio de tracciones en daN / T = Tense del conductor en daN Observación: Es obligatorio considerar la torsión en las líneas superiores a 66 kV y en los apoyos fin de línea
  45. 45. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – ROTURA DE CONDUCTORES M =E t R ⋅d APOYOS ALINEACIÓN ER Mt = Momento Torsor (daN∗ m) ER = Esfuerzo por rotura conductor o CT (daN) d = brazo cruceta (m) E R =T T = Tense conductor (daN) conductor APOYOS ÁNGULO ER T d α/2 d E = T ⋅ cos α R 2 co nd uc to r
  46. 46. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – ROTURA DE CONDUCTORES APOYOS ALINEACIÓN YYÁNGULO Nº Conductores APOYOS ALINEACIÓN ÁNGULO por fase 1 2 3 4 CON CADENAS DE SUSPENSIÓN CON CADENAS DE SUSPENSIÓN ER 0,5 T 0,5 T 0,75 T T • Rotura de un solo conductor o cable de tierra APOYOS ALINEACIÓN YYÁNGULO APOYOS ALINEACIÓN ÁNGULO Nº Conductores 1 2 3 4 CON CADENAS DE AMARRE CON CADENAS DE AMARRE por fase • Rotura de un solo conductor o cable de tierra ER T T T T APOYOS DE ANCLAJE Nº Conductores APOYOS DE ANCLAJE 1 2 3 4 por fase • Rotura de todos los conductores de una fase ER T T 1,50 T 2T pero con tensión mecánica del 50% Nº Conductores APOYOS DE FIN DE LÍNEA 1 2 3 4 APOYOS DE FIN DE LÍNEA por fase • Rotura de todos los conductores de una fase ER T 2T 3T 4T
  47. 47. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – HIPÓTESIS DE CÁLCULO SEGÚN REGLAMENTO 2008
  48. 48. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – HIPÓTESIS DE CÁLCULO SEGÚN REGLAMENTO 2008
  49. 49. UNIÓN EUROPEA Fondo Social Europeo SUSPENSIÓNAPOYOS – CÁLCULO SIMPLIFICADO DE APOYO DE ALINEACIÓN CON CADENAS SUSPENSIÓN • Hipótesis más desfavorable = VIENTO (hipótesis I) RESULTANTE HORIZONTAL (T) MAX. EN APOYO  a1 + a 2   a1 + a 2  R V = n1 ⋅ q ⋅ d 1 ⋅   2   + n2 ⋅ q ⋅ d 2 ⋅   2       n1 = número de conductores n2 = número cables de tierra q = presión del viento en daN/m2 d1 = diámetro del conductor en m. d2 = diámetro del cable de tierra en m. a1 y a2 = longitud de los vanos adyacentes en m.
  50. 50. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – CÁLCULO SIMPLIFICADO DE APOYO FIN DE LÍNEA • Hipótesis más desfavorable = HIELO (hipótesis II) • Tense máximo conductores y CT = Tmax = CR / Cf RESULTANTE HORIZONTAL (L) MAX. EN APOYO R = n ⋅ T max + n ⋅ T max h 1 C 2 CT n1 = número de conductores n2 = número cables de tierra Tmaxc = Tense máximo conductores TmaxCT = Tense máximo cables de tierra CR = Carga rotura conductores o CT Cf = Coeficiente seguridad
  51. 51. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – EJEMPLO DE CÁLCULO SIMPLIFICADO DE APOYO FIN DE LÍNEA• Doble circuito 45 kV con conductores LA-180, en Zona B y apoyo de 18 metros de altura. 10 2.2 10 • n1 = número de conductores = 6 2.2 10 • 2.2 n2 = número cables de tierra = 0 2.2 10 • CR = Carga rotura conductores = 6.630 Kg. 2.2 10 • Cf = Coeficiente seguridad = 3 10 • Tmaxc = Tense máximo conductores = CR/Cf = 2.210 Kg. 2.2 R = n ⋅ Tmax = 6 ⋅ 2.210 = 13.260 Kg. 18,45 m. h 1 C Se adopta un apoyo de MADE, tipo ARCE, que según tablas del fabricante sería ARCE-1800-G30 con altura de 18,45 m. y que puede soportar un esfuerzo de 15.355 Kg. (Ver tabla MADE)
  52. 52. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoAPOYOS – CATÁLOGO FABRICANTE DE APOYOS
  53. 53. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCIMENTACIONES – DATOS CARACTERÍSTICOS DEL TERRENO
  54. 54. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCIMENTACIONES – TIPOS • Líneas aéreas 15 kV, 45 kV, 66 kV MONOBLOQUE MONOBLOQUE • Estabilidad por reacciones horizontales del terreno • Fórmula de Sulzberger • Líneas aéreas 66 kV, 132 kV, 220 kV FRACCIONADAS FRACCIONADAS • Estabilidad por reacciones verticales del terreno • Método de cálculo de talud natural
  55. 55. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCIMENTACIONES MONOBLOQUE Ecuación de Sulzberger F h σ2 a⋅t 3  2 P  M = ⋅ ct ⋅ tg α + P ⋅ a ⋅ 0,5 −  t/3 2 a ⋅ cb ⋅ tg α  3  e 36 3   2t/3 t  2  = F ⋅ h + t  MV  3  a/4 γ= M σ3 σ1 e ≥ 1,50 P M V b Observaciones: • Cimentación base cuadrada: a=b. • tg α = 0,01 (Reglamento líneas aéreas 2008) a
  56. 56. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCIMENTACIONES MONOBLOQUE Valores de la Ecuación de Sulzberger • Me = Momento estabilizante en cm*kg • a, b = Dimensiones de la base del cimiento en cm. • t = Profundidad de la cimentación en cm. • ct = Coeficiente de compresibilidad del terreno en paredes laterales en Kg/cm3 (8, 12, 16) • α = Angulo de giro de la cimentación – α = 34’22” – tg α = 0,01 • P = Carga vertical total del apoyo (pesos apoyo, conductores, cimentaciones, etc.) en Kg. • cb = Coeficiente de compresibilidad del terreno en el fondo de la excavación en Kg/cm3 • Mv = Momento de vuelco en cm * Kg. • F = Fuerza total horizontal sobre apoyo en Kg. • h = Altura sobre el suelo de la fuerza F, en cm. • γ = Coeficiente de seguridad al vuelco.
  57. 57. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCIMENTACIONES FRACCIONADAS Cargas verticales sobre “Pata de elefante” = P +P +P +P 1/4 Pa a P 4 e h t β Pβ PT Ph • Pe = Carga vertical estabilizadora (Kg.) • Pa = Peso total del apoyo (conductores, CT, apoyo, cadenas, etc.) (Kg.) • Ph = Peso macizo de hormigón de cimentación (una pata) (Kg.) • Pt = Peso de tierras que gravitan sobre hormigón (Kg.) • Pβ = Peso de las tierras que serian arrancadas (Kg.)
  58. 58. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCIMENTACIONES FRACCIONADAS Cargas verticales sobre “Pata de elefante”  d + h ⋅  D + D ⋅ d + d  2 2 2 Ph = δh ⋅ π ⋅ (H − h )⋅ 4 3  4 2 2 4        H * tg β φd H * tg β  H  D  D  D ⋅H  2 2 2  D D Pβ = δT ⋅ π ⋅ 3 ⋅  2 + H ⋅ tg β  + 2 ⋅  2 + H ⋅ tg β  + 4  − π ⋅ 4              2  H D − Pt = δ T ⋅  π ⋅ H ⋅ 4 P h    δ h   β h • δh = Peso específico del hormigón (Kg./m3) φD • δT = Peso específico del terreno (Kg./m3) • β = Angulo de arranque del terreno
  59. 59. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCIMENTACIONES FRACCIONADAS Comprobación tensión máxima sobre el terreno Fuerza de compresión máxima sobre montante (C) F⋅y F F ⋅ y = 2⋅C ⋅l C= 2⋅l • F = Fuerza horizontal resultante sobre el apoyo (Kg.) Comprobación de tensión máxima sobre terreno y Pa C+ + Ph + Pt σC = 4 < σ adm C C S • S = Superficie de la base del macizo (una pata) (cm2) • S = π D2 / 4 φD • σc = Tensión de compresión sobre terreno (Kg/cm2) l
  60. 60. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCIMENTACIONES FRACCIONADAS Comprobación al arranque P Pe = 4 a + Ph + Pt + Pβ y Parr = C CCOEFICIENTE DE ESTABILIDAD DE LA CIMENTACIÓN (γ) γ= P 1/4 Pa e ≥ 1,50 Pβ P arr PT Ph • Pe = Carga vertical estabilizadora (Kg.) • Parr = Carga de arranque (Kg.) • C = Fuerza de tracción sobre montante (Kg.)
  61. 61. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCIMENTACIONES FRACCIONADAS – EJEMPLO DE CÁLCULO • Datos del apoyo • Apoyo Fin de Línea – D.C. LA-180 – Zona B • Apoyo MADE – ARCE 1.800 – G30 – 18,45 mts 1,40 Ø 1,40 • Hipótesis más desfavorable – HIELO – (H-II) • Resultante Horizontal Máxima (F) – 13.260 Kg • Separación entre patas L = 3,65 mts (Catálogo MADE) 2,80 • Datos del terreno 3,40 • δT = 1.800 Kg/m3 • σadm = 3 Kg/cm2 • β = 30º (ángulo de talud natural) 0,60 • Datos de cimentación (pata de elefante) cimentació Ø 2,00 • Predimensionado según el croquis adjunto • δh = 2.200 Kg/m3 • Vh = 5,69 m3
  62. 62. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCIMENTACIONES FRACCIONADAS – EJEMPLO DE CÁLCULO • Cálculo de Ph Vh = π ⋅ 0,72 ⋅ 2,80 + 1 ⋅ π ⋅ 0,6 ⋅ (12 + 0,72 + 1⋅ 0,7) = 5,686 m3 3 Ph = ∂h ⋅ Vh = 2.200 ⋅ 5,69 = 12.518 Kg 1,40 Ø 1,40 • Cálculo de Pa • Pesoapoyo (según catálogo MADE) = 4.585 Kg PT • Pesoconductores y manguito de hielo = 6 x 143 Kg = 858 Kg Ph 2,80 • Pesocadenas de aisladores = 6 x 25 Kg = 150 Kg 3,40 Pa = 4.585 + 858 + 150 = 5.593 Kg 0,60 • Cálculo de PT 2 Ø 2,00 PT = 1.800 ⋅ (π ⋅ 3,40 ⋅ 1 − 5,69) = 8.984,5 Kg
  63. 63. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCIMENTACIONES FRACCIONADAS – EJEMPLO DE CÁLCULO • Cálculo de Ph β 3,40 2 Pβ = 1.800 ⋅ (π ⋅ ⋅ (2,962 + ⋅ 2,96 + 12 ) − π ⋅ 12 ⋅ 3,40) = 62.298 Kg 3 2 • Cálculo de Pe 1,96 1,00 P Pe = a + Ph + PT + Pβ Pβ 4 Pe = 1.398 + 12.518 + 8.984,5 + 62.298 Pe = 85.198,7 Kg • Fuerza de compresión máxima sobre compresió má β = 30º montante F ⋅ y 13.260 ⋅ 21,45 Ø 2,00 C= = = 38.962,6 Kg 2⋅l 2 ⋅ 3,65
  64. 64. UNIÓN EUROPEA Fondo Social EuropeoCIMENTACIONES FRACCIONADAS – EJEMPLO DE CÁLCULO • Comprobación de Tensión Máxima sobre el terreno Comprobació Tensió Má σc < σadm P Kg C + a + Ph + PT σadm = 3 4 38.962,6 + 1.398,2 + 12.518 + 8.984,5 Kg cm2 σc = = = 1969 , S π ⋅ 1002 cm2 Kg Kg 1,969 <3 cm2 cm2 • Comprobación al arranque Comprobació Coef. seg. = 1,50 Pe > Coef. seg. P 85.198,7 2,186 > 1,5 Parr γ= e = = 2,186 Parr 38.962,6

×