jitorres_Sistemas de Distribución - Ing. Rolando Rincón (3).pdf

Normas y Reglamentos
eléctricos Colombianos
Trámites ante
operadores de red
Software básicos de
diseño
(AutoCAD y Excel)
Cálculos eléctricos
Cálculos Mecánicos

RETIE
Reglamento técnico de instalaciones eléctricas:
• Define parámetros
• Seguridad en las instalaciones
• Obliga el uso de normas
¿Qué son las certificaciones RETIE?
¿Qué define el capítulo 10 RETIE?
Fuente: Likinormas - CTU501 Montaje en poste de transformador
trifásico. Circuito tangencial.
Fuente: NORMA TÉCNICA DE LA ELECTRIFICADORA DE SANTANDER
CÓDIGO ELÉCTRICO COLOMBIANO NTC2050

NTC2050
Código eléctrico Colombiano:
• Define procesos
• Cálculos eléctricos de diseño
• Guía de diseño
¿Cómo interpretar sus pasos de diseño?
¿Cómo abordar un proyecto de
instalaciones con base en esta norma?

RETILAP
Reglamento técnico de alumbrado público:
• Define parámetros
• Diseños de iluminación
• Instalaciones internas, externas, alumbrado
público
¿Qué son las certificaciones RETLAP?
¿Qué regula el RETILAP?

NORMAS DE OPERADORES DE RED
Normas de operadores de red:
• Procesos de aprobación
• Formatos de entrega
• Normas locales
¿Qué son los procesos de aprobación de
proyectos?
¿Qué diferencia a las normas de
operadores de red de la NTC2050?

Elementos que
componen la
acometida de
una residencia

Elementos que componen la
acometida de una residencia
LIKINORMAS
Tablero de distribución: Conjunto de
equipos de protección, barrajes y
cableado que recibe las acometidas
parciales y del cual se derivan los
circuitos ramales.

LIKINORMAS
Breaker: Un breaker es un término
en inglés que significa interruptor, el
cual opera automáticamente
cerrando o interrumpiendo el flujo
de corriente del circuito para
proteger la instalación y personas
de daños que pueden generar los
cortorcircuitos o sobrecargas.
Enchufable
Riel DIN
Atornillable

LIKINORMAS
Medidor de energía: Los medidores
de energía son aparatos usados
para la medida del consumo de
energía. Existen varios tipos de
medidores dependiendo de su
construcción, tipo de energía que
mide, clase de precisión y conexión
a la red eléctrica.
Medidor de inducción: Es un
medidor en el cual las corrientes
en las bobinas fijas reaccionan
con las inducidas en un
elemento móvil, generalmente
un disco, haciéndolo mover.
Medidores estáticos (electrónicos): Medidores en
los cuales la corriente y la tensión actúan sobre
elementos de estado sólido (electrónicos) para
producir pulsos de salida y cuya frecuencia es
proporcional a los Vatios-hora o Var-hora.
Medida semi directa
Medida directa
Medida indirecta

LIKINORMAS
Sistema de puesta a tierra (SPT):
Conjunto de elementos conductores
de un sistema eléctrico específico, sin
interruptores ni fusibles, que conectan
los equipos eléctricos con el terreno o
una masa metálica. Comprende la
puesta a tierra y el cableado puesto a
tierra.
Acometida eléctrica: Derivación de
la red local del servicio público
correspondiente, que llega hasta el
elemento de corte del inmueble. En
edificios de propiedad horizontal o
condominios, la acometida llega
hasta el elemento de corte general.
Estructura de llegada a medidor:
Cuando la acometida es aérea,
generalmente se compone de un
capacete para la llegada y
entrada del cableado hacia una
tubería IMC galvanizada que
llega al tablero del medidor.

PASOS PARA HALLAR LA CARGA TOTAL DE UN
PROYECTO
Análisis de
carga instalada
Estimación del
factor de
demanda
Demanda
máxima
Cálculo del
factor de
diversidad
Demanda
máxima
diversificada
Carga total del
proyecto
Basado en el capítulo 2 de la norma de la electrificadora de Santander ESSA, que a su vez está basado en la NTC2050

Análisis de carga instalada: selección de la
carga instalada de una zona residencial
Carga Instalada: Suma de las
cargas de diseño de los
equipos instalados en los
predios de los suscriptores,
susceptibles a ser conectados
al sistema o a la parte del
sistema que se considera.
Según NTC2050:
- 1 cto mínimo de 1500 VA para la cocina
- 1 cto mínimo de 1500 VA para lavado / planchado
- 1 cto mínimo de 1500 VA para pequeños aparatos
- 33 VA/m2 para iluminación
Factor de potencia: Dependerá
en la mayoría de casos de las
fichas técnicas de los equipos,
sin embargo, para estimación
de cargas aplicaremos 0,98
para los circuitos mínimos de
norma, 0.98 para los equipos
estimados y 0.85 para motores.
DESCRIPCIÓN
POTENCIA
[W]
FACTOR
DE
POTENCIA
POTENCIA
[VA]
CANTIDAD
TOTAL DE
CARGA
[VA]
Circuito de cocina 1470 0,98 1500 1 1500
Circuito de lavado y planchado 1470 0,98 1500 1 1500
Circuito de pequeños aparatos 1470 0,98 1500 1 1500
Circuito de iluminación 33 VA/m2 2425,5 0,98 2475 1 2475
Televisor 32" pantalla plana 125,4 0,98 127,96 2 256
Nevera 11 pies cúbicos 212 0,98 216,33 1 216
Olla arrocera 6 tazas 500,4 0,98 510,61 1 511
Computador de escritorio 661,2 0,98 674,69 1 675
8632,55
CARGAS INSTALADAS VIVIENDA ESTRATO 3
CARGA INSTALADA TOTAL [VA]--->

Análisis de carga instalada: selección de la
carga instalada de una zona residencial
CRITERIOS DE
DISEÑO PARA
CARGA INSTALADA
Circuito de cocina
Toma dentro de su carga a equipos cuyo
tiempo de uso sea menor a 40 minutos, por
ejemplo, cafeteras pequeñas, licuadora,
sandwichera, entre otros.
Circuito de lav/plan
Toma dentro de su carga a equipos que se
encuentren en el cuarto de ropas, como
lavadora, secadora y plancha.
Circuito de peq. aparatos
Toma dentro de su carga a equipos cuya
carga sea menor a 100 W, como routers,
cargadores de celular, lámparas
decorativas, entre otros.

Estimación del factor de demanda
Nota Excel: En este punto es
recomendable crear un
cuadro con los datos dados
por la tabla, cuadro el cual irá
a un lado del cuadro de
cargas instaladas.
ESTRATO
FACTOR DE
DEMANDA
1 50%
2 50%
3 40%
4 40%
5 30%
6 30%

Estimación del factor de demanda Residencial
Nota Excel: Para facilitar la
selección del estrato, se
recomienda utilizar una lista
desplegable.
Nota Excel: Gracias a la lista
desplegable por estratos, podremos
automatizar la selección del factor
de demanda, esto con ayuda de la
función BuscarV() y los datos de la
tabla de factor de demanda
ÁREA
DESCRIPCIÓN
POTENCIA
[W]
FACTOR
DE
POTENCIA
POTENCIA
[VA]
CANTIDAD
TOTAL DE
CARGA
[VA]
75 ESTRATO
FACTOR
DE
DEMANDA
Circuito de cocina 1470 0,98 1500 1 1500 ESTRATO 1 50%
Circuito de lavado y planchado 1470 0,98 1500 1 1500 3 2 50%
Circuito de pequeños aparatos 1470 0,98 1500 1 1500 FAC_DEM 3 40%
Circuito de iluminación 33 VA/m2 2425,5 0,98 2475 1 2475 40% 4 40%
Televisor 32" pantalla plana 125,4 0,98 127,96 2 256 5 30%
Nevera 11 pies cúbicos 212 0,98 216,33 1 216 6 30%
8632,55

Demanda Máxima Residencial
𝐷𝑚á𝑥 = 𝐸𝑚 + 𝐶𝑖 − 𝐸𝑚 𝑥𝐹𝑑
𝐸𝑚: 𝐸𝑞𝑢𝑖𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎
𝐶𝑖: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙𝑎𝑑𝑎
𝐹𝑑: 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎
Nota Excel: Con la función max()
podemos hallar el valor máximo
para el equipo de mayor carga,
recordando que no se tienen en
cuenta los circuitos mínimos de
norma
ÁREA
DESCRIPCIÓN
POTENCIA
[W]
FACTOR
DE
POTENCIA
POTENCIA
[VA]
CANTIDAD
TOTAL DE
CARGA
[VA]
75 ESTRATO
FACTOR
DE
DEMANDA
Circuito de cocina 1470 0,98 1500 1 1500 ESTRATO 1 50%
Circuito de lavado y planchado 1470 0,98 1500 1 1500 3 2 50%
Circuito de pequeños aparatos 1470 0,98 1500 1 1500 FAC_DEM 3 40%
Circuito de iluminación 33 VA/m2 2425,5 0,98 2475 1 2475 40% 4 40%
Televisor 32" pantalla plana 125,4 0,98 127,96 2 256 5 30%
Nevera 11 pies cúbicos 212 0,98 216,33 1 216 6 30%
8632,55
3857,84
DEMANDA MÁXIMA [VA]--->

Cálculo del factor de diversidad Residencial
Nota Excel: En este punto es
recomendable crear un
cuadro con los datos dados
por la tabla, cuadro el cual irá
a un lado del cuadro de
cargas instaladas.
ESTRATO
FACTOR DE
DEMANDA
FACTOR DE
DIVERSIDAD
1 50% 2,64
2 50% 2,64
3 40% 2,64
4 40% 2,64
5 30% 2,19
6 30% 2,19
𝐹𝑎𝑐_𝑑𝑖𝑣 =
1
0,2 + 0,8𝑥𝑒
1−𝑁
6
𝑁: 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜𝑠
𝐹𝑎𝑐_𝑑𝑖𝑣 =
1
0,3 + 0,7𝑥𝑒
1−𝑁
6

Cálculo del factor de diversidad residencial
Nota Excel: Podremos automatizar la
selección del factor de diversidad,
esto con ayuda de la función
BuscarV() y los datos de la tabla de
factor de demanda y diversidad.
ÁREA
DESCRIPCIÓN
POTENCIA
[W]
FACTOR
DE
POTENCIA
POTENCIA
[VA]
CANTIDAD
TOTAL DE
CARGA
[VA]
75 ESTRATO
FACTOR
DE
DEMANDA
FACTOR DE
DIVERSIDAD
Circuito de cocina 1470 0,98 1500 1 1500 ESTRATO 1 50% 2,64
Circuito de lavado y planchado 1470 0,98 1500 1 1500 3 2 50% 2,64
Circuito de pequeños aparatos 1470 0,98 1500 1 1500 FAC_DEM 3 40% 2,64
Circuito de iluminación 33 VA/m2 2425,5 0,98 2475 1 2475 40% 4 40% 2,64
Televisor 32" pantalla plana 125,4 0,98 127,96 2 256 NUM USU 5 30% 2,19
Nevera 11 pies cúbicos 212 0,98 216,33 1 216 10 6 30% 2,19
Olla arrocera 6 tazas 500,4 0,98 510,61 1 511 FAC DIV
Computador de escritorio 661,2 0,98 674,69 1 675 2,64
8632,55
3857,84

Demanda Máxima Diversificada
𝐷𝑚á𝑥_𝑑𝑖𝑣 =
𝐷𝑚á𝑥 ∗ 𝑁
𝐹𝑎𝑐_𝑑𝑖𝑣
𝐷𝑚á𝑥: 𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎
𝐹𝑎𝑐_𝑑𝑖𝑣: 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑
𝑁: 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑢𝑠𝑢𝑎𝑟𝑖𝑜𝑠
Nota Excel: Si se quiere tener
la Dmáx_div en kVA se divide
por mil el resultado anterior.
ÁREA
DESCRIPCIÓN
POTENCIA
[W]
FACTOR
DE
POTENCIA
POTENCIA
[VA]
CANTIDAD
TOTAL DE
CARGA
[VA]
75 ESTRATO
FACTOR
DE
DEMANDA
FACTOR DE
DIVERSIDAD
Circuito de cocina 1470 0,98 1500 1 1500 ESTRATO 1 50% 2,64
Circuito de lavado y planchado 1470 0,98 1500 1 1500 3 2 50% 2,64
Circuito de pequeños aparatos 1470 0,98 1500 1 1500 FAC_DEM 3 40% 2,64
Circuito de iluminación 33 VA/m2 2425,5 0,98 2475 1 2475 40% 4 40% 2,64
Televisor 32" pantalla plana 125,4 0,98 127,96 2 256 NUM USU 5 30% 2,19
Nevera 11 pies cúbicos 212 0,98 216,33 1 216 10 6 30% 2,19
Olla arrocera 6 tazas 500,4 0,98 510,61 1 511 FAC DIV
Computador de escritorio 661,2 0,98 674,69 1 675 2,64
8632,55
3857,84
14602,07
14,60
DEMANDA MÁXIMA DIVERSIFICADA [VA]--->
DEMANDA MÁXIMA DIVERSIFICADA [kVA]--->

Carga total del proyecto
Carga total: es el resultado de la
suma de todas las demandas
máximas diversificadas halladas
en la estimación de cargas del
proyecto.
ÁREA
DESCRIPCIÓN
POTENCIA
[W]
FACTOR
DE
POTENCIA
POTENCIA
[VA]
CANTIDAD
TOTAL DE
CARGA
[VA]
40
Circuito de cocina 1500 1 1500 1 1500 ESTRATO
Circuito de lavado y planchado 1500 1 1500 1 1500 3
Circuito de pequeños aparatos 1500 1 1500 1 1500 FAC_DEM
Circuito de iluminación 33 VA/m2 1320 1 1320 1 1320 0,4
Televisor 32" pantalla plana 125,4 0,98 127,96 2 256 NUM USU
Nevera 11 pies cúbicos 212 0,98 216,33 1 216 40
Minicomponente 50 0,98 51,02 1 51 FAC DIV
Ventilador 12" 68,4 0,98 69,80 3 209 4,97
Maquina de coser 28,5 0,98 29,08 1 29
Cafeterea de 4 a 8 tazas 570 0,98 581,63 1 582
8348,67
3744,29
30134,42
30,13
ÁREA
DESCRIPCIÓN
POTENCIA
[W]
FACTOR
DE
POTENCIA
POTENCIA
[VA]
CANTIDAD
TOTAL DE
CARGA
[VA]
80
Ventilador 12" 68,4 0,98 69,80 4 279 4,99
Maquina de coser 28,5 0,98 29,08 1 29
Ducha económica 1564,8 0,98 1596,73 1 1597
Air Frayer 1425 0,98 1454,08 1 1454
15091,94
6994,82
70027,61
70,03
ÁREA
DESCRIPCIÓN
POTENCIA
[W]
FACTOR
DE
POTENCIA
POTENCIA
[VA]
CANTIDAD
TOTAL DE
CARGA
[VA]
116
Ventilador 12" 68,4 0,98 69,80 4 279 3,32
Air Frayer 1425 0,98 1454,08 1 1454
Ducha económica 1564,8 0,98 1596,73 1 1597
Aire acondicionado de 12000 BTUs Split 1256,6 0,98 1282,24 2 2564
17856,57
6474,69
77968,79
77,97
ÁREA
DESCRIPCIÓN
POTENCIA
[W]
FACTOR
DE
POTENCIA
POTENCIA
[VA]
CANTIDAD
TOTAL DE
CARGA
[VA]
205
Ventilador 12" 68,4 0,98 69,80 4 279 3,33
Air Frayer 1425 0,98 1454,08 1 1454
Ducha económica 1564,8 0,98 1596,73 1 1597
Aire acondicionado de 12000 BTUs Split 1256,6 0,98 1282,24 3 3847
23770,92
8248,99
173232,88
173,23
CARGA TOTAL DEL PROYECTO [kVA]---> 351,36

Selección del transformador
Paso 1: Se debe calcular la carga
total del proyecto.
Paso 2: Se calcula la carga para
selección del transformador,
teniendo en cuenta un crecimiento
del 1% anual, durante 25 años, de la
carga total del proyecto
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑓𝑜 = 1,25 ∗ 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑦𝑒𝑐𝑡𝑜
Paso 3: Selecciona un
transformador de listado
comercial de transformadores,
en este caso, trifásicos, siendo
la carga nominal en kVA mayor
a la carga calculada para el
trafo

Paso 4: Se define la relación de
transformación, la cual indicará el
valor de la tensión del lado de MT y
BT (tanto de línea como de fase) del
trafo.
𝑉𝑀𝑇 𝑘𝑉 / 𝑉𝐿𝐵𝑇 − 𝑉𝑓𝐵𝑇 [𝑉]
Paso 5: Se define el tipo de conexión
y la frecuencia de operación del
transformador, que para todos los
casos será Dy5 y 60 Hz
respectivamente.
Paso 6: se determina la relación
%Uz del transformador, el cual se
relaciona con su impedancia,
dependiendo de la carga nominal del
mismo.
Potencia
Nominal
[kVA]
Uz
%
15 2,8%
30 2,8%
45 2,8%
75 3%
112,5 3%
150 3%
225 3%
300 4%
400 4%
500 4%
630 4%
750 5%
1000 5%
1250 6%
Transformador trifásico
Paso 7: Se calculan las corrientes
trifásicas nominales de MT y BT del
transformador.
Paso 8: Se calculan las corrientes de
corto circuito nominales de MT y BT
del transformador, esto se hace
dividiendo las corrientes nominales
entre el %Uz.
𝐼𝑛 =
𝑆 [𝑉𝐴]
3 ∗ 𝑉𝐿[𝑉]
𝐼𝑐𝑐 =
𝐼𝑛[𝐴]
%𝑈𝑧

Potencia [kVA]
Relación de transformación
DY5
60 Hz
Uz
Voltajes [V] 13200 208
Corriente Nominal [A] 4,92 312,27
Corriente de corto circuito [A] 164,019963 10408,95918
Transformador 1
112,5
13.2 [kV] / 208 - 120 [V]
Tipo de conexión
Frecuencia de operación
3%

𝑉𝑙 = 3 ∗ 𝑉𝑓
𝐼𝑙 = 𝐼𝑓
𝐶𝑜𝑠𝜃 =
𝑃
𝑆
𝑆 =
𝑃
𝐶𝑜𝑠𝜃
𝑃 = 3 ∗ 𝑉𝑓 ∗ 𝐼𝑓 ∗ 𝐶𝑜𝑠𝜃
𝑆 = 3 ∗ 𝑉𝑓 ∗ 𝐼𝑓
𝑆 = 3 ∗
𝑉𝑙
3
∗ 𝐼𝑙
𝑆 = 3 ∗ 𝑉𝑙 ∗ 𝐼𝑙
𝐼𝑙 =
𝑆
3 ∗ 𝑉𝑙
𝑃 = 2 ∗ 𝑉𝑓 ∗ 𝐼𝑓 ∗ 𝐶𝑜𝑠𝜃
𝑆 = 2 ∗ 𝑉𝑓 ∗ 𝐼𝑓
𝑆 = 2 ∗
𝑉𝑙
3
∗ 𝐼𝑙
𝑆 = 1,1547 ∗ 𝑉𝑙 ∗ 𝐼𝑙
𝐼𝑙 =
𝑆
1,1547 ∗ 𝑉𝑙
Corriente de línea en un sistema
trifásico en conexión Y
Corriente 3F Corriente 2F

𝑉𝑓 = 𝐼𝑓 ∗ 𝑍𝑒𝑓𝑓
𝐼𝑙 = 𝐼𝑓
𝑉𝑙 = 3 ∗ 𝐼𝑙 ∗ 𝑍𝑒𝑓𝑓
𝛥𝑉𝑙 = 3 ∗ 𝐼𝑙 ∗ 𝑍𝑒𝑓𝑓 ∗ 𝐿
𝑉𝑙 = 3 ∗ 𝑉𝑓
𝑍𝑒𝑓𝑓 = 𝑅𝐶𝑜𝑠𝜃 + Xl𝑆𝑒𝑛𝜃
𝑍𝑒𝑓𝑓 [𝛺/𝑘𝑚]
𝐿 = 𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 [𝑘𝑚]
𝑁𝑐 = 𝑁𝑜. 𝐶𝑜𝑛𝑑 𝑥 𝐹𝑎𝑠𝑒
𝛥𝑉𝑙 = 3 ∗
𝐼𝑙
𝑁𝑐
∗ 𝑍𝑒𝑓𝑓 ∗ 𝐿
%𝑅𝑣 =
𝛥𝑉𝑙
𝑉𝑙
∗ 100
%𝑅𝑣 =
3 ∗
𝐼𝑙
𝑁𝑐
∗ 𝑍𝑒𝑓𝑓 ∗ 𝐿
𝑉𝑙
∗ 100
%𝑅𝑣 =
3 ∗ 𝐼𝑙
𝑉𝑙
∗
𝑍𝑒𝑓𝑓
𝑁𝑐
1
∗ 𝐿 ∗ 100
=
𝑉𝑙
𝑉𝑙
∗
3 ∗ 𝐼𝑙
𝑉𝑙
∗
𝑍𝑒𝑓𝑓
𝑁𝑐
1
∗ 𝐿 ∗ 100
=
3 ∗ 𝑉𝑙 ∗ 𝐼𝑙
𝑉𝑙2
∗ 𝐿 ∗
𝑍𝑒𝑓𝑓
𝑁𝑐
1
∗ 100
%𝑅𝑣 = 𝑆[𝑉𝐴] ∗ 𝐿 ∗
𝑍𝑒𝑓𝑓
𝑁𝑐
𝑉𝑙2
∗ 100
𝑀𝑠 𝐾
%𝑅𝑣 = 𝑀𝑠 ∗ 𝐾
%𝑅𝑣 = 1,5 ∗ 𝑀𝑠 ∗ 𝐾
3𝑓
2𝑓
Caída de tensión y/o regulación de
voltaje
%𝑅𝑣 = 3 ∗ 𝑀𝑠 ∗ 𝐾
1𝑓

Cálculos Mecánicos para estructuras de
Media y Baja Tensión
Apoyos: Los apoyos en las líneas son las estructuras encargadas de soportar el
peso de los conductores, así mismo son los encargados de tolerar los esfuerzos
resultantes de diferentes condiciones de trabajo a los que son sometidos.
Apoyos de alimentación: Estas estructuras se usan en tramos rectos con ángulos de deflexión muy pequeños. Se
procurará utilizar estructuras con aislador de tipo espigo, siempre que la resistencia mecánica de los porta-aisladores
lo permita. Cuando el ángulo de balanceo de la cadena de aisladores, sobrepase el ángulo permitido por separación
eléctrica, se debe utilizar estructura de retención.
Apoyos para ángulo: Las estructuras en ángulo se utilizan cuando se tienen ángulos de deflexión
mayores a los permitidos para las estructuras de alineamiento. Estas estructuras están configuradas con dos
aisladores de espigo por fase con el objeto de permitir ángulos más grandes debido al aumento de la resistencia a la
rotura y/o flexión presentada por la configuración con dos espigos por fase; pero cuando la relación entre vanos
adyacentes sea mayor de 2,5 se debe usar cadena de aisladores de suspensión.
Fuente: ANÁLISIS, CÁLCULO Y DISEÑO DE UN SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN EN MEDIA Y BAJA TENSIÓN PARA LA ELECTRIFICACIÓN
RURAL DE LOS USUARIOS DE LA VEREDA LAS HORTENSIAS DEL CORREGIMIENTO EL LLANITO MUNICIPIO BARRANCABERMEJA. /
Proyecto de grado UIS 2012

Cálculos Mecánicos para estructuras de
Media y Baja Tensión
Apoyos de anclaje o retención: Estas estructuras se utilizan en alineamientos y ángulos, cuando
las cargas transversales sobrepasen los valores establecidos en la utilización de los apoyos de
alineamiento o apoyos en ángulo y cuando necesita dar un aislamiento mecánico para el tendido
del conductor o para seguridad de la línea.
Apoyos de final de línea o terminales: Estas estructuras se utilizan al comienzo y al final de los
circuitos o en las derivaciones.
Ejemplos de apoyos: A través de ElectroHuila se tiene la siguiente información:
- Estructuras BT: http://electrohuila.com.co/Portals/0/NORMA%20TECNICA/09_ESTRUCTURAS%20BT.pdf
- Red aérea, acometidas:
http://electrohuila.com.co/Portals/0/NORMA%20TECNICA/08_RED_AEREA_BT_%20ACOMETIDAS.pdf
- Transformador en poste:
http://electrohuila.com.co/Portals/0/NORMA%20TECNICA/06_REDES%20A%C3%89REAS%20%20BAJA%20TENSI%C3%93
N%20-%20MONTAJE%20DE%20TRANSFORMADORES%20EN%20POSTE.pdf

Cálculos Mecánicos para estructuras
de Media y Baja Tensión
Tabla 2,8 Norma ESSA
Hipótesis de condición de operación diaria
Velocidad del viento [Vv] 0km /h
Temperatura ambiente [𝜃a] 31°C
Tensión mecánica <= 20% de tensión de rotura
Factor de seguridad 5
Efecto Joule [∆𝜃] 20°C
Hipótesis de condición extrema de trabajo mecánico
Temperatura ambiente [𝜃a] 23°C
Tensión mecánica <= 50% de tensión de rotura
Factor de seguridad 2,5
Hipótesis de condición extrema de flecha
Temperatura de conductor [𝜃a] 65°C
Factor de seguridad 5
Descripción Factor*
Postería de concreto 2,5
Estructura metálica 1,5
Cargas verticales 1,1
Cargas horizontales 1,7
Cargas de ángulo 1,5
Cables para templetes 2
Anclajes para templetes 2,5
Herrajes ** 3
A la flexión para espigos 1,5
* Los anteriores factores se aplican para condición normal, en el caso de
condición anormal, el factor de sobrecarga para los diferentes tipos de carga es
de 1.25, excepto para cargas verticales
** Cuando la carga mínima de rotura se compruebe mediante ensayos, el factor
de seguridad será 2,5.
La temperatura del conductor para esta hipótesis corresponde a la temperatura
ambiente máxima más un incremento por conducción de corriente (efecto joule)
Factor de seguridad: Los factores de seguridad
se definen como la razón que existe entre los
valores máximos especificados por los
fabricantes y los valores de trabajo del
elemento.
Fuente: Likinormas - CTU501 Montaje en
poste de transformador trifásico. Circuito
tangencial.

tangencial.
Verticales: Estos son debidos al peso
propio de los elementos que forman la
línea: apoyos, conductores y cables de
guarda, crucetas, aisladores, herrajes,
carga viva y otros elementos, equipos y
empuje vertical de templetes.
Por viento: Se originan por la presión
del viento en la dirección normal y
horizontal a los conductores y en caso
de estructuras de ángulo se tomara en
dirección de la bisectriz.
Por ángulo de desviación: Son resultantes en
apoyos para ángulos, en los cambios de
dirección de los alineamientos. Producidos por
las tensiones iguales o por las tensiones
desequilibradas que los origina la diferencia de
tensión horizontal en una estructura de los
conductores de los vanos adyacentes, por lo
tanto su acción es en el sentido longitudinal de
la línea.
Por levantamiento: Se presentan en apoyos localizados en
puntos topográficos bajos con respecto a los dos apoyos que
lo comprenden. Estos esfuerzos no se admitirán en apoyos de
alineamiento. En apoyos de ángulo y retención se evitara en lo
posible, pero de presentarse no serán superiores al 10% del
peso total de la estructura.

tangencial.
Longitudinales: Son los correspondientes a las
cargas de tracción ejercidas por conductores y
cables de guarda o aquellas introducidas
durante el montaje.
- Tendido de conductores
- Rotura de un conductor
- Colapso de un apoyo adyacente
- Viento paralelo al eje de la línea
- Falla en la estructura del aislador
Esfuerzo debido a la máxima tensión transmitida por el
conductor superior, aplicado a la altura del conductor
medio. Este esfuerzo se produce por rotura del conductor
en el vano contiguo al conductor considerado. El caso más
desfavorable es aquel en que ser presentan esfuerzos de
torsión, de acuerdo con la posición relativa del conductor
con relación al eje del apoyo.
Esfuerzos en estructuras terminales o en el caso extremo
de rotura de todos los conductores en un lado del apoyo.
Estos esfuerzos se suponen iguales al 20% del esfuerzo
máximo de rotura de los conductores. Los esfuerzos se
suponen aplicados en el eje del apoyo, a la altura del
conductor medio. En estructuras terminales, el conjunto,
incluyendo el templete, debe soportar la tensión debida a
todos los conductores.
Para efectos de cálculo generalmente se asumen

Fuente: ANÁLISIS, CÁLCULO Y DISEÑO DE UN SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN EN MEDIA Y BAJA TENSIÓN PARA LA ELECTRIFICACIÓN RURAL DE LOS USUARIOS DE LA VEREDA LAS HORTENSIAS DEL CORREGIMIENTO EL LLANITO MUNICIPIO
BARRANCABERMEJA. / Proyecto de grado UIS 2012
ESFUERZO POR VIENTO:
𝑃𝑣 = 4,2𝑥10−3
𝑥𝑉𝑣2 𝑃𝑣 = 7𝑥10−3𝑥𝑉𝑣2
𝑃𝑣: 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑣𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑒𝑛
𝐾𝑔
𝑚2 𝑉𝑣: 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑣𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑒𝑛
𝐾𝑔
ℎ
Para superficies de
revolución
Para superficies
planas
𝐴𝑝 =
𝑑𝑏𝑎𝑠𝑒 + 𝑑𝑐𝑖𝑚𝑎
200
𝑥𝐻
Área aproximada del poste:
Donde d es diámetro de base y cima del poste
en [cm], si se tiene en metros, se divide por 2
la fórmula y no por 200 y H es la altura libre del
poste en [m]
𝐹𝑝 = 𝑃𝑣 𝑥 𝐴𝑝 [𝐾𝑔]
Carga del viento:
𝐻1 =
𝐻
3
𝑥
𝑑𝑏𝑎𝑠𝑒 + 2𝑥𝑑𝑐𝑖𝑚𝑎
𝑑𝑏𝑎𝑠𝑒 + 𝑑𝑐𝑖𝑚𝑎
Altura de aplicación de la carga del viento:
Carga total del viento sobre los conductores:
𝐹𝑣 = 4,2𝑥10−3𝑥𝑉𝑣2𝑥
𝑑𝑐
100
𝑥 𝑙 𝑥 𝑛
𝑉𝑣: 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑣𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑒𝑛
𝐾𝑔
ℎ
𝑑𝑐: 𝑑𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑐𝑚
𝑙: 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑣𝑎𝑛𝑜 𝑚
𝑛: 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙𝑒𝑠
𝑡 = 0,1 𝑥 𝐻𝑝 + 0,6𝑚
Donde t es la profundidad de cimentación del poste y Hp la altura del
mismo en metros

Nombre
Codificación
en reportes
Material
Resistencia
del
conductor
Masa
unitaria total
Carga de
rotura
Diámetro
exterior
Sección
Ohm/km Kg/m Kgf mm mm²
ACSR 1/0 AWG RAVEN ACSR 0,6494 0,216 1988 10,109 62,43
ACSR 2/0 AWG QUAIL ACSR 0,4242 0,272 2404 11,4 67,4
ACSR 4/0 AWG PENGUIN ACSR 0,3241 0,433 3790 14,31 125,09
ACSR 4 AWG SWAN ACSR 0,2591 0,08545 845 6,354 21,14
ACSR 6 AWG TURKEY ACSR 0,2591 0,0537 540 5,037 13,28
ACSR 2 AWG Sparrow ACSR 0,2591 0,136 1293 8 33,64

Longitud
[m]
Carga Rotura
[Kg]
Diámetro Cima
[cm]
Diámetro
Base
[cm]
510 14 26
750 14 26
1050 17 29
510 14 32
750 14 32
1050 19 37
750 17 38
1050 19 40
1350 19 40
Tabla de postes
8
12
14
Tabla 5,10 Norma ESSA

FUERZA POR CAMBIO DE DIRECCIÓN (ÁNGULO):
𝐹𝑇 = 2t ∗ sen
α
2
∗ 𝑁
𝑡: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑜𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟 [𝑘𝑔𝑓]
𝑁: 𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠
ECUACIONES DE MOMENTO
𝑀𝑟 ≥ 𝑀𝑣𝑎 + 𝑀𝑣𝑐 + 𝑀𝑎
𝑀𝑣𝑎 = 𝐹𝑝 ∗ 𝐻1
MOMENTO EN APOYO
𝑀𝑣𝑐 = 𝐹𝑣 ∗ 𝐻𝑐
MOMENTO EN CONDUCTORES
MOMENTO POR TENSIÓN EN LOS CONDUCTORES
𝑀𝑎 = 𝐹𝑇 ∗ 𝐻𝑐
𝐻𝑐: 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑚𝑎𝑟𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠
𝑀𝑟 = 𝐻𝑙 ∗ 𝐶𝑟/𝑘
𝐻𝑙: 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑜𝑠𝑡𝑒
𝐶𝑟: 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑜𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑠𝑡𝑒
𝑘: 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑
MOMENTO RESISTENTE

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