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- 1. Cálculo mecánico de un conductor de cable de aluminio – acero cuyo objetivo principal es realizar la plantilla de distribución de apoyos Datos del cable de aluminio – acero (ACSR) Designación LA – 250 Sección total (S) 288.6 mm2 Diámetro del cable (dc) 22.05 mm Módulo de elasticidad (E) 8.000 kg/mm2 Coeficiente de dilatación por grado de temperatura (α) 17.7 * 10-6 (1/°C) Carga de rotura (Tr) 10.163 kg Peso Total (P) 1.083 kg/km Resistencia eléctrica a 20ºC 0.12 /km Presión del viento (Pv) 50 kg/m2 Zona “C” Tensión nominal (U) 230 KV Vano (a) 300 (m)
- 2. 200 m 150 m 100 m 50 m 50 m 100 m 150 m 200 m 5 m 10 m 15 m 20 m 20 m 5 m 10 m 15 m PLANTILLA DE DISTRIBUCIÓN DE APOYOS CURVA DEL CONDUCTOR CURVA DE DISTANCIA MINIMA A LA SUPERFICIE CURVA DE LAS ESTRUCTURAS 𝐸𝑒𝑠 = 𝑓𝑚𝑎𝑥+ 𝐷1 𝐸𝑒𝑠 = 9,75+6,8 𝐸𝑒𝑠 = 16,55 (𝑚) 𝐷1 =6,8 (m)
- 3. 𝑝 = 1,083 𝑘𝑔/𝑚 𝑃ℎ = 0,36 22,05 𝑃ℎ = 1,69 (𝑘𝑔/𝑚) 𝑃′ = 𝑃 + 𝑃𝐻 (𝑘𝑔/𝑚) 𝑃′ = 1,083 (𝑘𝑔/𝑚) + 1,69 (𝑘𝑔/𝑚) 𝑃′ = 2,773 ( 𝑘𝑔 𝑚 ) Calculo del coeficiente de sobrecarga 𝑚𝑐 = 𝑃′ 𝑝 𝑚𝑐 = 2,773 𝑘𝑔/𝑚 1,083 𝑘𝑔/𝑚 𝑚𝐴 = 2,56 = 𝑚𝐶 = 𝑚𝑓 Hipótesis A) P (Kg/m) 𝑃ℎ ( 𝐾𝑔 𝑚 ) Calculo del peso del hielo Calculo del peso aparente Peso del conductor (P) 𝑃ℎ = 0,36 𝑑𝑐
- 4. Hipótesis B) Peso del conductor (p) 1,083 (Kg/m) Presión del viento (PV) 50 kg/𝑚2 Calculo de la fuerza lineal del viento 𝑓𝑣 = 𝑃𝑣* 𝑑𝑐 𝑓𝑣 = 50 𝐾𝑔 𝑚2 ∗ 0,02205 𝑚 𝑓𝑣 = 1,102 𝑘𝑔 𝑚 Calculo del peso aparente 𝑝′ = 𝑃2 + 𝑓𝑣 2 𝑝′ = 1,0832 + 1,1022 𝑝′ = 1,54 𝐾𝑔 𝑚 Calculo del coeficiente de sobrecarga (mb) 𝑚𝑏 = 𝑃′ 𝑃 𝑚𝑏 = 1,55 𝐾𝑔 𝑚 1,083 𝐾𝑔 𝑚 𝑚𝑏 = 1,42 = 𝑚𝑑 = 𝑚𝐻 𝑓𝑣 = 𝑃𝑣* 𝑑𝑐 P (Kg/m)
- 5. Calculo de la constante “K” 𝐾 = 𝑡𝑐 − 𝑎2 ∗ 𝑚𝑐 2 ∗ 𝛚2 ∗ 𝐸 24 ∗ 𝑡𝑐 2 𝐾 = 11,74 − 3002 ∗ 2,562 ∗ 0,003752 ∗ 8000 24 ∗ 11,742 𝐾 = 11,14 − 20,06 𝐾 = −8,32 ( 𝐾𝑔 𝑚𝑚2) Calculo de la flecha vertical (fc) Método Parábola 𝑓𝑐= 𝑎2𝛚 8𝑡𝑐 𝑚𝑐 𝑓𝑐= 3002∗0,00375 8∗11,74 ∗ 2,56 𝑓 = 9,2 (𝑚) Hipótesis C) sobrecarga de manguito de hielo de 0,36 d kg/m Temperatura de – 20º C.. 𝑇𝑐 = 𝑇𝑟 𝑓𝑠 𝑇𝑐 = 10163 𝑘𝑔 3 𝑇𝑐 = 3388 (𝑘𝑔) Calculo de la tensión de trabajo 𝛚 = 𝑃 𝑆 𝛚 = 1,083 𝑘𝑔/𝑚 288,6 𝑚𝑚2 𝛚 = 0,00375 𝑘𝑔 𝑚 /𝑚𝑚2 Calculo de la tensión especifica (tc) 𝑡𝑐 = 𝑇𝑐 𝑆 𝑡𝑐 = 3388 (𝑘𝑔) 288,6(𝑚𝑚2) 𝑡𝑐 = 11,74 𝐾𝑔 𝑚𝑚2 Calculo del peso especifico 𝑓𝑐 = ℎ 𝑐𝑜𝑠ℎ 𝑥 ℎ − 1 𝑚𝑐 ℎ = 11,74 𝐾𝑔 𝑚𝑚2 0,00375 𝑘𝑔 𝑚 ∗ 1 𝑚𝑚2 𝑓𝑐 = 3130,7 𝑐𝑜𝑠ℎ 150 3130,7 − 1 *2,56 𝑓𝑐 = 9,2 (𝑚) Calculo de la flecha vertical (fc) Método Catenaria ℎ = 3130,7 (𝑚)
- 6. Hipotesis D) Sobrecarga de viento de 50 kg/𝑚2 y una temperatura de 15 °C 𝜣𝐷 = 15°𝐶 Δ𝜣= 𝜣𝐷 − 𝜣𝑐 Δ𝜣= 15 − (−20) Δ𝜣= 35 °𝐶 Aplicando la ecuación de cambio de condiciones 𝑡𝐷 2 𝑡𝐷 − (𝑘 − α ∗ 𝐸 ∗Δ𝜣) = 𝑎2 ∗ 𝛚2 ∗ 𝐸 24 ∗ 𝑚𝐷 2 𝑡𝐷 2 𝑡𝐷 − (−8,32 − 17,7. 10−6 ∗ 8000 ∗35) = 3002 ∗ 0,003752 ∗ 8000 24 ∗ 1,422 𝑡𝐷 2 𝑡𝐷 + 13,28 = 862,7 Aplicando método del tanteo o calculadora científica que resuelva ecuaciones de tercer grado tenemos que 𝑡𝐷 𝑣𝑎𝑙𝑒: 𝑡𝐷 = 6,58 𝐾𝑔 𝑚𝑚2 Calculo de la tensión de trabajo (TD) 𝑇𝐷 = 𝑡𝐷 ∗ 𝑆 𝑇𝐷 = 6,58 𝐾𝑔 𝑚𝑚2 ∗ 288,6 𝑚𝑚2 𝑇𝐷 = 1898 (𝑘𝑔) Calculo del coeficiente de seguridad (𝑓𝑠) 𝑓𝑠 = 𝑇𝑟 𝑇𝐷 𝑓𝑠 = 10163 (𝑘𝑔) 1899(𝑘𝑔) 𝑓𝑠 = 5,35 Calculo de la flecha (fD) 𝑓𝐷 = 𝑎2∗𝛚 8∗𝑡𝐷 * 𝑚𝐷 𝑓𝐷 = 3002∗0,00375 8∗6,6 *1,42 𝑓𝐷 = 9,07 (𝑚)
- 7. Hipótesis E) Sin sobrecarga por tanto mE = 1 temperatura de 50 °C 𝜣𝐸 = 50°𝐶 Δ𝜣= 𝜣𝐸 − 𝜣𝑐 Δ𝜣= 50 − (−20) Δ𝜣= 70 °𝐶 Aplicando la ecuación de cambio de condiciones 𝑡𝐸 2 𝑡𝐸 − (𝑘 − α ∗ 𝐸 ∗Δ𝜣) = 𝑎2 ∗ 𝛚2 ∗ 𝐸 24 ∗ 𝑚𝐸 2 𝑡𝐸 2 𝑡𝐸 − (−8,32 − 17,7. 10−6 ∗ 8000 ∗70) = 3002 ∗ 0,003752 ∗ 8000 24 ∗ 12 𝑡𝐸 2 𝑡𝐸 + 18,23 = 422 Aplicando método del tanteo o calculadora científica que resuelva ecuaciones de tercer grado tenemos que 𝑡𝐸 𝑣𝑎𝑙𝑒: 𝑡𝐸 = 4,33 𝐾𝑔 𝑚𝑚2 Calculo de la tensión de trabajo (TE) 𝑇𝐸 = 𝑡𝐸 ∗ 𝑆 𝑇𝐸 = 4,33 𝐾𝑔 𝑚𝑚2 ∗ 288,6 𝑚𝑚2 𝑇𝐸 = 1250 (𝑘𝑔) Calculo del coeficiente de seguridad (𝑓𝑠) 𝑓𝑠 = 𝑇𝑟 𝑇𝐸 𝑓𝑠 = 10163 (𝑘𝑔) 1250(𝑘𝑔) 𝑓𝑠 = 8,13 Calculo de la flecha (fD) 𝑓𝐸 = 𝑎2∗𝛚 8∗𝑡𝐷 * 𝑚𝐸 𝑓𝐸 = 3002∗0,00375 8∗4,33 *1 𝑓𝐸 = 9,74 (𝑚)
- 8. Hipótesis F) Sobrecarga de manguito de hielo de 0,36 𝑑 𝐾𝑔 𝑚 temperatura de 0 °C 𝜣𝐹 = 0°𝐶 Δ𝜣= 𝜣𝐹 − 𝜣𝑐 Δ𝜣= 0 − (−20) Δ𝜣= 20 °𝐶 Aplicando la ecuación de cambio de condiciones 𝑡𝐹 2 𝑡𝐹 − (𝑘 − α ∗ 𝐸 ∗Δ𝜣) = 𝑎2 ∗ 𝛚2 ∗ 𝐸 24 ∗ 𝑚𝐹 2 𝑡𝐹 2 𝑡𝐹 − (−8,32 − 17,7. 10−6 ∗ 8000 ∗20) = 3002 ∗ 0,003752 ∗ 8000 24 ∗ 2,562 𝑡𝐹 2 𝑡𝐹 + 11,15 = 2765 Aplicando método del tanteo o calculadora científica que resuelva ecuaciones de tercer grado tenemos que tF 𝑣𝑎𝑙𝑒: 𝑡𝐹 = 11,14 𝐾𝑔 𝑚𝑚2 Calculo de la tensión de trabajo (TF) 𝑇𝐹 = 𝑡𝐹 ∗ 𝑆 𝑇𝐹 = 11,18 𝐾𝑔 𝑚𝑚2 ∗ 288,6 𝑚𝑚2 𝑇𝐹 = 3215(𝑘𝑔) Calculo del coeficiente de seguridad (𝑓𝑠) 𝑓𝑠 = 𝑇𝑟 𝑇𝐹 𝑓𝑠 = 10163 (𝑘𝑔) 3215(𝑘𝑔) 𝑓𝑠 = 3,16 Calculo de la flecha (fF) 𝑓𝐹 = 𝑎2∗𝛚 8∗𝑡𝐹 * 𝑚𝐹 𝑓𝐹 = 3002∗0,00375 8∗11,14 *2,56 𝑓𝐹 = 9,69 (𝑚)
- 9. Hipótesis G) Sin sobrecarga mG= 1, Temperatura de 15 °C Tensión de cada día. (TCG) 𝜣𝐺 = 15°𝐶 Δ𝜣= 𝜣𝐺 − 𝜣𝑐 Δ𝜣= 15 − (−20) Δ𝜣= 35 °𝐶 Aplicando la ecuación de cambio de condiciones 𝑡𝐺 2 𝑡𝐺 − (𝑘 − α ∗ 𝐸 ∗Δ𝜣) = 𝑎2 ∗ 𝛚2 ∗ 𝐸 24 ∗ 𝑚𝐺 2 𝑡𝐺 2 𝑡𝐺 − (−8,32 − 17,7. 10−6 ∗ 8000 ∗35) = 3002 ∗ 0,003752 ∗ 8000 24 ∗ 12 𝑡𝐺 2 𝑡𝐺 + 13,28 = 422 Aplicando método del tanteo o calculadora científica que resuelva ecuaciones de tercer grado tenemos que 𝑡𝐺 𝑣𝑎𝑙𝑒: 𝑡𝐺 = 4,83 𝐾𝑔 𝑚𝑚2 Calculo de la tensión de trabajo (TG) 𝑇𝐺 = 𝑡𝐺 ∗ 𝑆 𝑇𝐺 = 4,83 𝐾𝑔 𝑚𝑚2 ∗ 288,6 𝑚𝑚2 𝑇𝐺 = 1393 (𝑘𝑔) Calculo del coeficiente de seguridad (𝑓𝑠) 𝑓𝑠 = 𝑇𝑟 𝑇𝐺 𝑓𝑠 = 10163 (𝑘𝑔) 1393(𝑘𝑔) 𝑓𝑠 = 7,29 Calculo de la flecha (fD) 𝑓𝐺 = 𝑎2∗𝛚 8∗𝑡𝐹 * 𝑚𝐺 𝑓𝐺 = 3002∗0,00375 8∗4,83 *1 𝑓𝐺 = 8,73 (𝑚)
- 10. 10163 kg = 100 % 1393 (kg) = X 𝑋 = 1393 𝐾𝑔 ∗ 100 % 10163 (𝐾𝑔) X = 13,7 % inferior al 18 % Requeridos para colocar anti vibradores o amortiguadores en las líneas de transmisión ANTIVIBRADOR PARA LINEAS DE AT CALCULO DEL PORCENTAJE DEL TCD
- 11. Hipótesis H) Sobrecarga de viento de PV= 50 kg/𝑚2 , 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 − 5°𝐶 𝜣𝐻 = −5°𝐶 Δ𝜣= 𝜣𝐻 − 𝜣𝑐 Δ𝜣= −5 − (−20) Δ𝜣= 15 °𝐶 Aplicando la ecuación de cambio de condiciones 𝑡𝐻 2 𝑡𝐻 − (𝑘 − α ∗ 𝐸 ∗Δ𝜣) = 𝑎2 ∗ 𝛚2 ∗ 𝐸 24 ∗ 𝑚𝐻 2 𝑡𝐻 2 𝑡𝐻 − (−8,32 − 17,7. 10−6 ∗ 8000 ∗15) = 3002 ∗ 0,003752 ∗ 8000 24 ∗ 1,422 𝑡𝐻 2 𝑡𝐻 + 10,44 = 851 Aplicando método del tanteo o calculadora científica que resuelva ecuaciones de tercer grado tenemos que 𝑡𝐻 𝑣𝑎𝑙𝑒: 𝑡𝐻 = 6,99 𝐾𝑔 𝑚𝑚2 Calculo de la tensión de trabajo (TH) 𝑇𝐻 = 𝑡𝐻 ∗ 𝑆 𝑇𝐻 = 6,99 𝐾𝑔 𝑚𝑚2 ∗ 288,6 𝑚𝑚2 𝑇𝐻 = 2017 (𝑘𝑔) Calculo del coeficiente de seguridad (𝑓𝑠) 𝑓𝑠 = 𝑇𝑟 𝑇𝐻 𝑓𝑠 = 10163 (𝑘𝑔) 2030(𝑘𝑔) 𝑓𝑠 = 5,04 Calculo de la flecha (fH) 𝑓𝐻 = 𝑎2∗𝛚 8∗𝑡𝐻 * 𝑚𝐻 𝑓𝐻 = 3002∗0,00375 8∗6,99 *1,42 𝑓𝐻 = 8,57 (𝑚)
- 12. RESUMEN Hipotesis Facto de seguridad Flecha (m) A B C 3 9,2 D 5,28 9,07 E 8,13 9,74 F 3,16 9,69 G 7,29 8,73 H 5,05 8,57 Calculo del parámetro “h” ℎ = 𝑡𝐸 𝛚 ℎ = 4,33 𝐾𝑔 𝑚𝑚2 0,00375 𝑘𝑔 𝑚 ∗ 𝑚𝑚2 ℎ = 1155 (𝑚) Calculo de 2h 2ℎ = 2 ∗ 1154 2ℎ = 2310 (𝑚) FLECHA MAXIMA
- 13. ESTRUCTURA PARA UNA LINEA QUE SE UTILIZARÁ EN 230 KV Y SUS DIMENCIONES ESCALAS: ESCALAS HORIZONTAL 1:5000 ESCALAS VERTICAL 1:500 1m = 5000 m 100 Cm = 5000 m 1 Cm = X 𝑋 = 1 𝐶𝑚 ∗ 5000 𝑚 100 𝐶𝑚 X = 50 m 1m = 500 m 100 Cm = 500 m 1 Cm = X 𝑋 = 1 𝐶𝑚 ∗ 500 𝑚 100 𝐶𝑚 X = 5 m
- 14. f= 𝑋2 2∗ℎ f=1155 𝑐𝑜𝑠ℎ 𝑥 1155 − 1 f= 𝑋2 2310 f=h 𝑐𝑜𝑠ℎ 𝑥 ℎ − 1 METODO PARABOLA METODO CATENARIA CUADRO AUXILIAR PARA TRAZAR LA PLANTILLA DE DISTRIBUCIÓN DE APOYOS Semivano (m) Vano(m) Cuadrado del semivano Flecha Método Flecha Método X (a) (X2) parabola Catenaria 50 100 2500 1,08 1,08 100 200 10000 4,33 4,33 150 300 22500 9,74 9,75 200 400 40000 17,32 17,36 250 500 62500 27,06 27,16 300 600 90000 38,96 39,18 350 700 122500 53,03 53,44 400 800 160000 69,26 69,96 500 1000 250000 108,23 109,93
- 15. D1 = 5,3 + 230 Kv/150 (m) D1= 6,8 (m)
- 16. 200 m 150 m 100 m 50 m 50 m 100 m 150 m 200 m 5 m 10 m 15 m 20 m 20 m 5 m 10 m 15 m PLANTILLA DE DISTRIBUCIÓN DE APOYOS CURVA DEL CONDUCTOR CURVA DE DISTANCIA MINIMA A LA SUPERFICIE CURVA DE LAS ESTRUCTURAS 𝐸𝑒𝑠 = 𝑓𝑚𝑎𝑥+ 𝐷1 𝐸𝑒𝑠 = 9,75+6,8 𝐸𝑒𝑠 = 16,55 (𝑚) 𝐷1 =6,8 (m)