CALCULO DE LINEAS ELECTRICAS AEREAS DE ALTA TENSIÓN

JULIAN MORENO CLEMENTE Málaga, Agosto de 2.006

1

LINEAS ELECTRICAS AEREAS DE ALTA TENSIÓN COMPONENTES HORIZONTALES DE LAS TENSIONES

En la misma forma que se ha hecho para las líneas de media tensión, hacemos este estudio acerca de las componentes horizontales máximas a utilizar en las líneas de alta tensión, es decir de 66, 132 y 220 kV- Los conductores considerados son :

LA-180- Utilización: 66 kV

LA280- Utilización 66/132 kV

LA455. Utilización : 220 kV. En las líneas de alta tensión normalmente no se prescinde de la hipótesis 4ª de rotura de conductores, razón por la cual puede ser adoptado un coeficiente de seguridad en el conductor de 2,5. Los valores adoptados para el EDS son los siguientes:

Conductor LA-180 : 20 a 15ºC en zona A y a 10ºC en zonas B y C. Conductor LA-280 22 a 15 ºC en zona A y a 10ºC en zonas B y C. Conductor LA-455 22 a 15ºC en zona A y a 10 ºC en zonas B y C.

Por otra parte, hemos fijado los siguientes valores para el vano regulador y para el vano máximo

LA-180 Vano regulador : 250 m. Vano máximo : 300 m.

LA-280 Vano regulador: 250 m. Vano máximo: 300 m

LA-455 Vano regulador : 300 m. Vano máximo : 350 m.

Se han obtenido los siguientes resultados: ZONA A.- CONDUCTOR VANO EDS VANO MÁXIMO REGULADOR Valor Tens. corres. Longitud Pendiente % Tensión máx LA-180 250 m. 20 1980

LA-280 250 m 22 2775 LA-455 300 m 20 3850 350 30 3850 kg ZONA B.- CONDUCTOR VANO EDS VANO MÁXIMO REGULADOR Valor Tens. corres. Longitud Pendiente % Tensión máx LA-180 250 m. 20 2350

LA-280 250 m 22 3210 300 30 3210 kg

LA-455 300 m 22 4440

2

ZONA C.- CONDUCTOR VANO EDS VANO MÁXIMO REGULADOR Valor Tens. corres. Longitud Pendiente % Tensión máx LA-180 250 m. 20 3081 300 10 2541 kg

300 20 2471 kg 300 30 2381 kg

LA-280 250 m 22 4043 300 10 3368 kg 300 20 3279 kg 300 30 3153 kg

LA-455 300 m 22 5553 350 10 4939 kg

350 20 4807 kg 350 30 4636 kg:

Para las condiciones estudiadas, la limitación de la tensión viene establecida por el EDS en las zonas A y B, de tal forma que con el valor máximo resultante se cubren inclinaciones de los vanos del 30 % o superiores. No ocurre así en la zona C, donde la limitación de la componente horizontal de la tensión viene dada por la tensión máxima admisible en el conductor. En el documento de Sevillana Endesa de Enero del 2000 se incluye en el anexo 2 una tabla con valores de la tensión máxima y del EDS, que reproducimos a continuación ZONA A (15ºC) B(10ºC) C(10ºC) LA-180 TENSIÓN MAX 1825 2120 2300 EDS (%) 20 22 22

LA-280 TENSION MAX. 2630 3000 3200 EDS (%) 21 23 22 LA-455 TENSION MAX. 3700 4300 4150

EDS 22 22 18

Observamos que, en general, los valores de las componentes horizontales de las tensiones son inferiores a los deducidos por nosotros. Ello se debe sin duda a la posibilidad de que dentro de una línea exista algún tramo cuyo vano regulador sea notablemente inferior al que nosotros hemos adoptado para el cálculo, lo que hace que descienda la tensión como consecuencia del EDS. Llama la atención el valor adoptado para el EDS en la zona C en el caso del conductor LA-455 (18). Seguramente ello es debido a que la tensión admisible para un valor de 22 del EDS es muy superior a la que resulta como consecuencia de la carga máxima admitida por el conductor habida cuenta del coeficiente de seguridad adoptado. Se considera recomendable la adopción de los valores de esta tabla.. Debemos indicar, no obstante, que una correcta utilización de nuestro programa conduce a soluciones reglamentarias, ya que se introducen automáticamente las limitaciones en las tensiones a utilizar, sean por el EDS o por la tracción máxima admisible en el conductor. CABLES DE TIERRA Se utilizarán normalmente los siguientes: AC 50- Cable de acero. Ambiente no contaminado Líneas de 66, 132 y 220 kV

3

ARLE 8,71 Cables de acero recubierto de aluminio. Ambiente contaminado Líneas de 66

kV. ARLE 9,78. Cables de acero recubierto de aluminio. Ambiente contaminado Líneas 132 y

220 kV OPWG 48 (Fibra óptica) Líneas de 66, 132 y 220 kV Las componentes horizontales máximas de las tensiones y los valores de EDS recomendados son:. ZONA A (15ºC) B(10ºC) C(10ºC) AC 50 TENSIÓN MAX 1235 1600 1800 EDS (%) 13 15 24

ARLE 8,71 TENSION MAX. 1235 1600 1800 EDS (%) 13 15 24 ARLE 9,78 TENSION MAXIMA 1235 1600 1800 EDS (%) 13 15 24 OPWG 48 TENSION MAX. 1950 2340 2575

EDS 15 15 15

Las tensiones adoptadas para el conductor OPGW 48 se han calculado de forma que las constantes de las curvas en las condiciones de máxima tensión y sobrecarga tengan el mismo valor que las que corresponden al cable de acero AC-50.

En cuanto a las constantes orientativas de las curvas que se corresponden con los valores recomendados tanto para los conductores de fase como para los cables de tierra, quedan reflejadas en los cuadros que se incluyen a continuación (Constantes correspondientes a las flechas máximas reglamentarias). CONDUCTOR ZONA TENSIÓN MAX CONSTANTE

LA-180 A 1825 1390 LA-280 A 2630 1430 LA-455 A 3700 1460

LA-180 B 2120 1315 LA-280 B 3000 1360 LA-455 B 4300 1430

LA-180 C 2300 1000 LA-280 C 3200 1100 LA-455 C 4150 1100

AC 50 A 1235 1726 ARLE 8,71 A 1235 1790 ARLE 9,78 A 1235 1665 OPGW 48 A 1950 1590

4

AC 50 B 1600 1610 ARLE 8,71 B 1600 1600 ARLE 9,78 B 1600 1590 OPGW 48 B 2340 1525

AC 50 C 1800 1175

ARLE 8,71 C 1800 1250 ARLE 9,78 C 1800 1135 OPGW 48 C 2575 1165

NOTA.- Las constantes están calculadas para las condiciones de máxima flecha. Establecidas en el Reglamento. Como longitudes del vano regulador se han supuesto las que anteriormente han quedado indicadas En el Manual de Sevillana Endesa se indica que el replanteo debe hacerse en las condiciones de calma y temperatura de 75ºC en zona A, B o C, o manguito de hielo en zonas B y C. Esto en principio nos parece excesivo en nuestro caso, dado que pretendemos que cada curva quede dibujada según la constante real resultante de los cálculos, aparte de tomar siempre un margen de seguridad en la altura mínima del conductor sobre el terreno o sobre otras instalaciones. En cualquier caso, es un asunto a discutir y aclarar.- Nuestra primera impresión es que debemos tomar los siguientes valores para la distancia mínima de conductores al terreno: 66 kV 7,50 m 132 kV 8 m. 220 kV 9 m No obstante, reflejamos a continuación las constantes de la curva para los conductores de fase, a la temperatura de 75ºC sin sobrecarga para las tensiones horizontales máximas recomendadas en el Manual de Sevilla Endesa, calculadas para un vano regulador de 250 m en los conductores LA-180 y LA-280, y 300 m en el caso del conductor LA-455 CONDUCTOR ZONA TENSIÓN MAX CONSTANTE

LA-180 A 1825 1230 LA-280 A 2630 1250 LA-455 A 3700 1315

LA-180 B 2120 1175 LA-280 B 3000 1200 LA-455 B 4300 1295

LA-180 C 2300 945 LA-280 C 3200 1010 LA-455 C 4150 1025

5

Utilización de conductores del tipo LARL.- Para secciones similares podemos utilizar las mismas componentes horizontales máximas de la tensión que para los conductores normales del tipo LA, así como los mismos valores del EDS. Las constantes correspondientes de las curvas resultan ser bastante parecidas, por lo que, en principio, pueden adoptarse las mismas que para dichos conductores tipo LA. Características de conductores y cables de tierra más utilizados en las líneas de Alta Tensión. Para mayor facilidad del proyectista, nos ha parecido oportuno incluir la lista de las características de los conductores y cables de tierra más utilizados en las líneas de alta tensión. Denominación Sección Diámetro Coef. Dilatación Mod. Elasticidad Carga rotura S (mm2) mm º C – 1 kg/ mm2 kg LA-180 181.6 17.5 0.0000178 8200 6520 LA-280 281,1 21.8 0.0000189 7700 8620 LA-455 454.5 27.72 0.0000193 7000 12650 LARL-180 181.6 17.5 0.000018 7600 6760 LARL-HAWK 281.1 21.8 0.0000191 7300 8940 LARL-CONDOR 454.5 27.72 0.0000195 6700 13200 AC-50 49.4 9 0.0000115 18000 6200 ARLE 8.71 46.44 8.71 0.000013 16170 5274 ARLE 9.78 58.56 9.78 0.000013 16170 7220 OPGW 48 180 17 0.000015 12000 8000

6

LINEAS ELECTRICAS AEREAS DE ALTA TENSIÓN UTILIZACIÓN DE AMORTIGUADORES

Para evitar los fenómenos vibratorios debe utilizarse amortiguadores, En el Proyecto de Reglamento de Líneas de Alta Tensión hemos visto que, en el borrador al que hemos tenido acceso, figura la exigencia de disponer antivibradores en todos los casos en los que el EDS sea superior a 15. Por otra parte, el costo de un antivibrador es del orden de 15 Euros, por lo que su colocación supone un incremento en la seguridad, sin incidencia apreciable en el costo. Los fabricantes de antivibradores facilitarán su recomendación en cuanto al número de elementos a instalar por vano, su tipo y la distancia de colocación. Concretamente en el Catálogo de MADE (Torres y Herrajes S.A.-Medina del Campo.- Tfno 902-237000), se anuncia la disposición de un programa de cálculo para la selección. No obstante, hemos visto una condiciones de tipo general, que incluimos a continuación: Conductor LA-110 Amortiguador A17110 Vano < 550 m : Un amortiguador por vano. Vano > 550 m : Dos amortiguadores por vano. Distancia de colocación : 0,60 m. desnudo. 0,80 m con varillas. Conductor LA-180 Amortiguador A17213 Vano < 550 m : Un amortiguador por vano. Vano > 550 m : Dos amortiguadores por vano. Distancia de colocación : 0,80 m. desnudo. 0,95 m con varillas. Conductor LA-280 Amortiguador A17213 Vano < 450 m : Un amortiguador por vano. Vano > 450 m : Dos amortiguadores por vano. Distancia de colocación : 1.05 m. desnudo. 1.30 m con varillas Conductor LA-455 Amortiguador A30233 Vano < 500 m : Un amortiguador por vano. Vano > 500 m : Dos amortiguadores por vano. Distancia de colocación : 1.35 m. desnudo. 1.50 m con varillas

7

Hilo de tierra AC-50 Amortiguador A10110 Vano < 500 m : Un amortiguador por vano. Vano > 500 m : Dos amortiguadores por vano. Distancia de colocación : 0.50 m. desnudo. 0.75 m con varillas Hilo de tierra ARLE 8,71 Amortiguador A10110 Vano < 500 m : Un amortiguador por vano. Vano > 500 m : Dos amortiguadores por vano. Distancia de colocación : 0.45 m. desnudo. 0.70 m con varillas Hilo de tierra ARLE 9.78 Amortiguador A10110 Vano < 500 m : Un amortiguador por vano. Vano > 500 m : Dos amortiguadores por vano. Distancia de colocación : 0.50 m. desnudo. 0.75 m con varillas Cable de tierra-fibra óptica tipo OPGW Consultar con APRESA.- Avda Roberto Osborne, 7.- 41007. SEVILLA.- Tfno 954-997223 Indicaremos, no obstante, que el amortiguador que figura recomendado en el Catálogo para cable de fibra óptica tipo OPGW 48 es el AS 16,6/19. Este elemento ha de montarse siempre sobre varillas de refuerzo para proteger el cable. No hemos visto que quede indicada la distancia a la que debe colocarse el amortiguador. OBSERVACIONES Cuando se requieran dos amortiguadores, se debe colocar uno en cada extremo del vano. Las distancias de colocación se medirán desde el punto de salida del conductor de la grapa, y para los conductores con varillas desde el eje vertical de la grapa. Los amortiguadores en los cables de tierra de fibra óptica se instalarán siempre sobre varillas de protección.

8

LINEAS ELECTRICAS AEREAS DE ALTA TENSION CADENAS DE AISLADORES

Cadenas de suspensión. Todas las cadenas de suspensión serán sencillas. Comprende los siguientes herrajes: 1 Grillete recto 1 Anilla bola 1 Rótula 1 Grapa de suspensión. Los aisladores estarán constituidos por los siguientes elementos 66 kV 132 kV 220 kV LA-180 6 U70BS LA-280 10 U100 BS LA-455 16 U120 BS LA-280 6 U100 BS Las tensiones de ensayo mínimas reglamentarias (art. 24) y reales para los conjuntos anteriores son TENSIÓN TENSIONES DE ENSAYO (kV) kV FRECUENCIA INDUSTRIAL CHOQUE Reglamentarias Reales Reglamentarias Reales 66 140 195 325 435 132 230 320 550 675 220 395 525 900 1165 Las cargas de rotura que se especifican en al documento Manual para el Diseño de Líneas Eléctricas Aéreas de Alta Tensión, de Sevillana Endesa, son las siguientes (en kg) CONDUCTOR GRILLETE RECTO AISLADORES GRAPA RESTO HERRAJES LA-180 12.000 7135 4.587 12.000 LA-280 12.000 10.194 6.000 12.000 LA-455 16.000 12.232 10.000 12.000 Como vemos la limitación de la carga vertical soportada por la cadena viene fijada por la grapa. Como el Reglamento exige un coeficiente se seguridad de 2,5, la carga vertical que puede soportar cada uno de los conjuntos formados en la forma indicada, considerando las cargas de rotura indicadas para las grapas, es LA-180 1.835 kg LA-280 2.400 kg LA-455 4.000 kg

9

Disponemos de los Catálogos de MADE y de APRESA: Analizamos las piezas que cumplen las condiciones indicadas, así como las cargas verticales realmente admisibles para cada solución. Los grilletes recto con carga de rotura igual o superior a 12.000 kg son los siguientes MADE Denominación UNESA GN Nº Catálogo N-241030 Carga de rotura 14.000 daN APRESA: Código:58800602 Referencia GN Carga de rotura 13.500 daN Los grilletes rectos con carga de rotura igual o superior a 16.000 kg son MADE Denominación UNESA GN Nº Catálogo N-241031 Carga de rotura: 18.000 daN APRESA Código:58800608 Referencia GN-20 Carga de rotura 18.000 daN Las Anillas Bola con carga de rotura igual o superior a 12.000 kg son: MADE Denominación UNESA AB-16 Nº Catálogo N-242020 Carga de rotura 13.500 daN APRESA: Código:58800240 Referencia AB-16 Carga de rotura 14.000 daN Las Rótulas cortas con carga de rotura igual o superior a 12.000 kg son MADE Denominación UNESA R-16-A Nº Catálogo N-243062(1) Carga de rotura 13.500 daN APRESA: Código:58800503 Referencia R-16A/16 Carga de rotura 13.500 daN

(1) Esta referencia está seguida de un número que representa el ancho del acoplamiento, que es distinto en función de la grapa de suspensión que se utilice.

En cuanto a las Grapas de Suspensión , se indica lo que sigue: Los diámetros de los conductores a los que nos estamos refiriendo son: LA-180 17,5 mm- LA-280 21,8 mm LA-455 27,8 mm MADE Para el conductor LA-180 la grapa indicada es la tipo GS-2, apta para conductores de diámetro comprendido entre 9 y 18 mm. La carga de rotura es de 4500 daN, que equivalen a 4587 kg.El ancho del acoplamiento con la rótula es de 18 mm, lo que habrá que tener en cuenta para la elección de la misma (Llamada (1) anterior). Carga vertical admisible 1835 kg Para el conductor LA-280 se ha de utilizar la grapa GS-3, que admite conductores entre 16 y 26 mm, con carga de rotura igual a 6700 daN. La anchura del acoplamiento con la rótula es de 27 mm.. Carga vertical admisible 2730 kg Para el conductor LA-455 se ha de emplear la grapa GS-5, para diámetros del conductor entre 25 y 32 mm, con carga de rotura de 11000 daN.La anchura del acoplamiento con la rótula es de 39 mm. Carga vertical admisible 4485 kg APRESA Para Los conductores LA-180 y LA-280 la grapa apropiada es la que tiene como referencia en el Catálogo GS-3, con diámetro del conductor entre 17 y 23 mm y carga de rotura 8000 daN.

10

Carga vertical admisible 3260 kg En el Catálogo de APRESA no figura ninguna grapa con carga de rotura igual o superior a 10000 kg, que es la indicada según el Manual de Sevillana Endesa para el conductor LA-455. Habría que ir a la grapa de suspensión armada El programa de cálculo proporciona las cargas verticales que ha de soportar cada cadena de suspensión. Para facilitar la labor del proyectista, en el Resumen figura la carga vertical máxima que corresponde a este tipo de cadenas. Se debe comprobar en cada caso que el peso real a soportar sea igual o inferior al máximo admisible. Cadenas de alineación cruce. Se utilizan en aquellos casos en los que se exigen las condiciones de seguridad reforzada. Se componen de los mismos elementos que las cadenas de suspensión normales, si bien la grapa normal es sustituida por una grapa de suspensión armada. En el caso del conductor LA-455 hay que incluir un descargador superior lateral externo y una raqueta inferior lateral externa. Según el Documento de Sevillana Endesa anteriormente citado, las cargas de rotura en este caso son: CONDUCTOR GRILLETE RECTO AISLADORES GRAPA RESTO HERRAJES LA-180 12.000 7135 6.800 12.000 LA-280 12.000 10.194 9.070 12.000 LA-455 16.000 12.232 11.340 12.000 Al igual que ocurre en el caso de las cadenas de alineación normales, la limitación viene dada por la carga de rotura de la grapa. En este caso hay que aplicar un coeficiente de seguridad incrementado en un 25 %. No obstante, como en nuestro programa lo que hacemos es mayorar las cargas dicho 25 %, los resultados conseguidos al utilizar dicho programa los tendremos que comparar con los que resulten en los cálculos que se incluyen a continuación para soluciones concretas, o bien con aquellas otras que sean estudiadas y consideradas por los proyectistas. Todo lo indicado para las cadenas normales de suspensión, en relación con los grilletes rectos, las anillas bola y las rótulas es aplicable a las cadenas de alineación cruce- En cuanto a lasa grapas armadas, indicaremos lo que sigue: MADE Las grapas armadas que cumplen las condiciones anteriores son: LA-180.- Nº de Catálogo S90417, que admite un diámetro de conductor entre 17,01 y 17,5 mm. La carga de rotura es de 7000 daN. A los efectos de elección de la rótula, se indica que la anchura de la pieza de acoplamiento es de 22 mm. Carga vertical admisible 2850 kg LA-280.- Nº de Catálogo S90616, que admite un diámetro de conductor entre 21,51 y 22,3 mm´ La carga de rotura es de 9500 daN. La anchura del acoplamiento con la rótula es de 22 mm. Carga vertical admisible 3870 kg

11

LA-455.- Nº de Catálogo S90813, que admite un diámetro de conductor entre 27,11 y 28,0 mm. La carga de rotura es de 12000 daN. La anchura del acoplamiento con la rótula es de 22 mm . Carga vertical admisible 4890 kg APRESA LA-180.- GSA 17,12/17,5.- Carga de rotura 7000 daN. Carga vertical admisible 2850 kg LA-280—GSA 21,49/22,11—Carga de rotura 10000 daN Carga vertical admisible 4075 kg LA-455.- GSA 27,71/28,41.- Carga de rotura 12000 daN Carga vertical admisible 4890 kg Como ha quedado anteriormente indicado, en el caso de las cadenas de suspensión cruce hay que considerar un incremento del 25 % en los coeficientes de seguridad. En nuestro programa, lo que se hace en estos casos es incrementar un 25 % los esfuerzos, con lo cual los resultados que nos ofrezca el programa hay que compararlos con los valores admisibles que han quedado indicados. Longitud de las cadenas de suspensión, y esfuerzo del viento sobre las mismas. La longitud y el esfuerzo del viento sobre las cadenas de suspensión influyen en la máxima desviación admisible por la acción del viento, y en la altura útil del apoyo. Por ello hemos efectuados los cálculos correspondientes que se incluyen a continuación: ELEMENTO 66 kV 132 kV 220 kV

Long. (mm) Peso (kg) Long. (mm) Peso (kg) Long.(mm) Peso (kg)

Grillete recto 70 0.47 70 0.47 80 0.70 Anillo Bola 93 0.38 93 0.38 93 0.38 Aisladores 762 20.4 1270 37.50 2336 60.60 Rótula 64 0.58 64 0.65 64 0.65 Grapa susp. 52 1,13 52 1.13 61 2.12 TOTALES 1041 22.96 1549 39.98 2634 64.45 Adoptamos los siguientes valores 66 kV Longitud : 1.05 m. Peso : 24 kg Esfuerzo del viento : 20 kg 132 kV

12

Longitud : 1.60 m Peso : 40 kg Esfuerzo del viento: 30 kg 220 kV Longitud : 2,65 m Peso : 65 kg Esfuerzo del viento : 48 kg.

El esfuerzo del viento se ha calculado asimilando la cadena a un cilindro de altura igual a la longitud, y diámetro el del aislador. Se aplica un esfuerzo de 70 kg por metro cuadrado de superficie proyectada. Cadenas de amarre En el Manual de Sevillana Endesa se establece lo siguiente: Excepto en determinados casos, las grapas de amarre serán siempre de compresión. Para los conductores LA-160 y LA-280 las cadenas de amarre serán sencillas. Para el LA-455 serán dobles. De acuerdo con lo indicado, la composición de las cadenas será la siguiente; Conductores LA-180 y LA-280. 1 Grillete recto 1 Anillo bola 1 Rótula

1 Grillete recto 1 Grapa de compresión

Conductor LA-455. 2 Grilletes rectos

1 Yugo 1 Descargador superior 2 Horquillas bolas 2 Rótulas horquillas 1 Yugo 1 Raqueta inferior lateral externa 1 Grillete recto 1 Grapa de compresión

La carga de rotura del grillete recto de unión al apoyo será LA- 180 12000 kg LA-280 18000 kg LA-455 30000 kg La carga de rotura del resto de la cadena será:

13

LA-180 12000 kg LA-280 12000 kg LA-455 24000 kg Carga de rotura de la grapa LA-180 5868 kg LA-280 7758 kg LA-455 11385 kg Como en los casos anteriores buscamos las soluciones concretas que cumplan las condiciones anteriores, utilizando los catálogos de que disponemos Grillete recto de unión al apoyo LA-180 Referencia MADE N-241030.- C. Rotura : 14.000 daN Referencia APRESA GN C. Rotura : 13500 daN LA-280 Referencia MADE N-241031 C. Rotura : 18000 daN Referencia APRESA GN-20 C. Rotura : 18000 daN LA-455 Referencia MADE N-241037. C. Rotura : 33000 daN Anilla bola LA-180 Referencia MADE N-242020 C. Rotura 13500 daN Referencia APRESA AB-16 C. Rotura 14000 daN LA-280 Referencia MADE N-242020 C. Rotura 13500 daN Referencia APRESA AB-16 C. Rotura 14000 daN Rótula LA-180 Referencia MADE N-243062 C. Rotura 13500 daN Referencia APRESA R-16A16 C. Rotura 13500 daN LA-280 Referencia MADE N-243062 C. Rotura 13500 daN

14

Referencia APRESA R-16ª(16 C- Rotura 13500 daN Yugo LA-455 Ver página 44 del Catálogo de Made.- Referencias según distancias de separación. Carga de rotura 24000 daN Horquillas bola LA-455 MADE.- Referencia R 71854.- Carga de rotura 24000 daN Rótulas de Horquilla Ver página 35 del Catálogo de Made.- Referencia R-21855-22.- Carga de rotura 24.000 daN Grillete recto MADE.- Referencia U15434.- Carga de rotura : 24000 daN Descargadores Ver página 11 del Catálogo de MADE´ Grapas de compresión Las grapas de compresión vienen referenciadas en la página 55 y siguientes del Catálogo de MADE. Como puede verse dentro de la denominación ACSR están incluidos los LA que corresponden a la denominación UNESA, o sea que son los utilizables para los conductores aluminio-acero. A cada conductor corresponde un tipo de grapa distinto. Según vemos en los catálogos, no suele incluirse en los mismos la carga de rotura de la grapa. De las consultas efectuadas a fabricantes y distribuidores, se saca la conclusión de que se garantiza una carga de rotura igual al 90 % de la que corresponde al conductor. Este criterio es el establecido en el Documento de Sevillana Endesa titulado “MANUAL PARA EL DISEÑO DE LINEAS ELECTRICAS AEREAS DE ALTA TENSIÓN” , obteniéndose los resultados que se indican a continuación: CONDUCTOR GRAPA DE COMPRESION Tipo Carga de rotura (kg) Carga de rotura (Kg) Esfuerzo máximo admisible LA-180 6520 5869 2347 LA-280 8620 7758 3103 LA-455 12650 11385 4554 La carga de rotura de la grapa consignada es el 90 % de la carga de rotura del conductor. El esfuerzo máximo admisible se calcula dividiendo la carga de rotura por el coeficiente de seguridad, que es 2,5. El esfuerzo a que está sometida la grapa de amarre es el que corresponde al punto de sujeción del conductor en el apoyo situado a altura superior, en el caso de vanos desnivelados. Para que el proyectista pueda determinar fácilmente que la grapa cumple las condiciones reglamentarias,. Se ha confeccionado un programa, que se acompaña, que facilita los esfuerzos correspondientes a la grapa de amarre situada en el apoyo más elevado, que es

15

función para cada conductor de la componente horizontal máxima de la tensión utilizada, y de la longitud y desnivel en el vano. Grapas de amarre del tipo tradicional En el caso de utilizar grapas de amarre del tipo convencional, cosa que prevé el Manual de Sevillana Endesa, la carga de rotura de la grapa debe ser al menos igual a la carga de rotura del conductor, salvo que se prevea la utilización de componentes horizontales de las tensiones tales que la tensión total en el conductor en el punto más desfavorable sea inferior a la carga de rotura dividida por 2,5, en cuyo caso será la tensión máxima previsible en dicho punto más desfavorable la que determinará la carga de rotura de la grapa, que será dicha tensión máxima multiplicada por 2,5. Herrajes del hilo de tierra. Conjuntos de suspensión Líneas de 66, 132 y 220 kV Cable de tierra CT 50, ARLE 9,78 y ARLE 8,71 1 Grillete 1 Grapa de suspensión 1 Conexión sencilla 1 Conexión doble Carga de rotura del grillete de unión al apoyo 12000 kg Carga de rotura de la grapa 8000 kg Para la elección del grillete remitimos a lo indicado para dicha pieza en la descripción de las cadenas para conductores de fase- En cuanto a la Grapa de Suspensión remitimos a la página 19 del Catálogo de MADE. La grapa de referencia S32013 admite conductores con diámetros comprendidos entre 6 y 13 mm, que cubren la gama de diámetros de los conductores de tierra referenciados. La carga de rotura es de 8000 daN- Carga vertical máxima admisible : 3260 kg Conjuntos de suspensión cruce Líneas de 66, 132 y 220 kV Cable de tierra CT 50, ARLE 9,78 y ARLE 8,71

1 Grillete 1 Grapa de suspensión armada 1 Conexión sencilla 1 Conexión doble Carga de rotura del grillete de unión al apoyo 12000 kg Carga de rotura de la grapa 4535 kg. Para la elección del grillete remitimos a lo indicado para las cadenas de los conductores de fase. Las características de las grapas armadas para cables de acero y conductor de alambres de acero recubiertos de aluminio (ARLE), pueden verse en la página 17 de Catálogo de MADE- La carga de rotura de la grapa es en todos los casos de 5200 daN

16

Carga vertical máxima admisible : 2120 kg En los programas de cálculo se calculan las cargas verticales que debe soportar cada cadena de suspensión, y se destaca el valor máximo. El el caso de que sea exigible la seguridad reforzada (Conjuntos de suspensión cruce, dado que en los programas lo que se hace es multiplicar los esfuerzos por 1,25, pueden compararse en todos los casos dichos esfuerzos calculados con las cargas verticales máximas a que se ha hecho referencia. En el caso de que éstas sean superadas, se adoptará una grapa de mayor resistencia a la rotura. Conjunto de cadenas de amarre. Líneas de 66, 132 y 220 kV Cable de tierra CT 50, ARLE 9,78 y ARLE 8,71

2 Grilletes rectos 2 Grapas de compresión 1 Conexión doble Carga de rotura del grillete de unión al apoyo 12000 kg Carga de rotura de la grapa 5580 kg. Para la elección del grillete, repetimos lo ya reiterado en ocasiones anteriores. Para las grapas de amarre, remitimos al contenido de la página 52 del Catálogo de MADE. La grapa de referencia C82202 es apta para el cable de acero de 50 mm2, que tiene 9 mm de diámetro. La carga de rotura es 8542 daN, que es superior a la carga de rotura del cable. La grapa de referencia C82201 es apta para el cable ARLE 8,71. La carga de rotura es de 8998 daN, que es superior a la carga de rotura del cable. La grapa de referencia C82302 es la apropiada para el ARLE 9,78, ya que admite un diámetro del cable entre 9,78 y 10,27 mm. La carga de rotura es de 10917 daN, que es superior a la carga de rotura del cable. A cada grapa corresponde un manguito cuya referencia y características pueden verse en la página indicada del Catálogo. Su carga de rotura es superior a la de la grapa en todos los casos. Herrajes del cable compuesto tierra-fibra óptica Conjunto de cadenas de suspensión y suspensión cruce 1 Grillete recto

1 Eslabón revirado (o un eslabón plano según posición del grillete recto con respecto a la posición de la grapa) 1 Grapa de suspensión armada 1 Conexión sencilla 1 Conexión doble

Carga de rotura del grillete y eslabón de unión al apoyo 12000 kg Carga de rotura de la grapa 4.535 kg Para la elección del grillete remitimos a lo indicado en relación con las cadenas correspondientes a los conductores de fase. En el Catálogo de APRESA podemos ver que el eslabón plano tiene una referencia EP-16 y el eslabón revirado ER-16. La carga de rotura en ambos casos es de 13500 daN.

17

En el mismo Catálogo vemos que la grapa armada WGSA 16,41/17,11, que es la adecuada para el cable OPGW48, tiene una carga de rotura de 6804 kg, por lo que Carga vertical máxima admisible 2720 kg En la página 17 del Catálogo de MADE figuran grapas armadas para cable de fibra óptica. La carga de rotura para un diámetro de conductor de 17 mm es de 7000 daN. Conjuntos de cadenas de amarre Amarre pasante 2 Grilletes rectos

2 Grilletes rectos revirados 2 Tensores de corredera 2 juegos de varillas de refuerzo 2 Retenciones terminales preformadas con guardacabos 1 Conexión sencilla

Carga de rotura del grillete de unión al apoyo 12000 kg Carga de rotura resto cadena 9720 kg Para los grilletes rectos de unión al apoyo remitimos a lo indicado anteriormente para conductores de fase Para los grilletes revirados, ver página 26 del Catálogo de MADE- El que tiene por referencia N-241030R tiene una carga de rotura de 14000 daN. Los tensores de corredera los encontramos tanto en el Catálogo de MADE (página 40) como en el de APRESA. Los Juegos de Varillas de Refuerzo y las retenciones terminales preformadas las encontramos en el Catálogo de APRESA. Parece que el tipo indicado es el WRFO. No se indica la carga de rotura. Efectuada consulta se nos indica que la carga de rotura garantizada es del 90 % de la carga de rotura del conductor. En el caso del conductor OPGW 48 su carga de rotura es de 8000 kg, por lo que ha de admitirse para la carga de rotura de la grapa 7200 kg, que equivalen a 7056 daN. Dividiendo por el coeficiente de seguridad (2,5), obtenemos el esfuerzo máximo admisible sobre la grapa que es de 2880 kg o 2822 daN. Para determinar el esfuerzo real actuante sobre la grapa, remitimos al programa al que se hace referencia al tratar de las grapas de amarre de compresión para conductores de fase. Las horquillas guardacabos se encuentran en el Catálogo de APRESA. La de referencia HG-16 tiene una carga de rotura de 13000 daN Amarre con bajante 2 Grilletes rectos

2 Eslabones revirados 2 Tensores de corredera 2 Juegos de varillas de refuerzo 2 Retenciones terminales preformadas con guardacabos.

Carga de rotura del grillete de unión al apoyo 12000 kg

18

Carga de rotura resto cadena 9720 kg Los soportes de bajada pueden verse en el Catálogo de APRESA Amarre pórtico 1 Grillete recto

1 Eslabón revirado 1 Tensor de corredera

1 Juego de varillas de refuerzo 1 Retención terminal preformada con guardacabos

Carga de rotura del grillete de unión al apoyo 12000 kg Carga de rotura resto cadena 9720 kg Para efectuar los bajantes, las posiciones “con bajante” y “pórtico” llevarán además conexiones sencillas con soporte de enganche al apoyo. Suponemos que el amarre pórtico se refiere al existente en los apoyos fin de línea, en contraposición al amarre pasante. Utilización de aisladores de silicona En determinados ambientes contaminados o salinos puede ser conveniente utilizar aisladores de silicona. Se acompaña tabla con la equivalencia entre estos aisladores y las cadenas de aisladores de vidrio, que nos ha sido facilitada por la Empresa OLVAL S.L. de Jaén (www.olval.com).

AISLADORES DE VIDRIO TENSIÓN AISLADORES SILICONA EQUIV. Kv Plano Peso

6 U70 BS 66 S010434 4,300 kg 6 U100 BS 66 S010436 4.400 kg 10 U100 BS 132 S020793 5.900 kg

16 U120 BS 220 S010435 9,500kg

Se incluyen en carpeta aparte y en formato PDF los planos de los aisladores referenciados.

19

LINEAS ELECTRICAS AEREAS DE ALTA TENSIÓN ANGULOS MÁXIMOS DE DESVIACIÓN DE LAS CADENAS DE SUSPENSIÓN

POR LA ACCION DEL VIENTO.

Lo que se indica a continuación es de aplicación para las cadenas de aisladores de vidrio.

TENSIÓN : 66 kV Como distancia mínima entre partes en tensión y masa adoptamos 0,58 m, que es algo superior a la estrictamente reglamentaria, siendo la recomendada por Sevillana Endesa. La longitud calculada de la cadena es de 1.05 m. Ha de considerarse el ángulo máximo de desviación teniendo en cuenta tanto la distancia del extremo de la cadena al fuste como a la cruceta. El ángulo máximo de desviación depende de la distancia del extremo de la cruceta al fuste, que a su vez es la longitud de la cruceta menos el ancho de la cabeza dividido por 2, habida cuenta de que normalmente dicha longitud de la cruceta se considera desde el eje del apoyo al extremo. A continuación indicamos los ángulos máximos de desviación de la cadena en función de valor de la distancia del punto de fijación de la misma al fuste del apoyo, que designamos por D DISTANCIA D ANGULO MÁXIMO DE DESVIACIÓN 1,25 m 39 º Sex

1,30 43 º Sex. 1,35 47 º Sex. 1,40 51 º Sex. 1.50 56 º Sex .

TENSIÓN: 132 kV La longitud de la cadena es de 1,60 m y la distancia mínima entre el extremo de la cadena desviada y la cruceta o el fuste debe ser de 1,02 m DISTANCIA D ANGULO MÁXIMO DE DESVIACION 1.75 m 27 º Sex. 2.00 m 37 º Sex. 2,25 m 50º Sex. En este último caso la distancias entre el extremo de la cadena y la cruceta por una parte, y el fuste por otra, son aproximadamente iguales. Por consiguiente lo más favorable es que el apoyo que utilicemos tenga una longitud de crucetas que se cumpla la distancia D de 2,25 m, en cuyo caso el ángulo de desviación puede ser de 50º Sex. TENSIÓN: 220 kV La longitud de la cadena es de 2,65 m y la distancia mínima entre el extremo de la cadena desviada y la cruceta o el fuste debe ser de 1,61 m

20

DISTANCIA D ANGULO MÁXIMO DE DESVIACION 2.25 m 13 º Sex. 2.50 m 19 º Sex. 2,75 m 25º Sex.

3.0 31º Sex

3.25 38 º Sex

3.50 45 º Sex.

21

LINEAS ELECTRICAS AEREAS DE ALTA TENSIÓN CIMENTACIONES DE APOYOS

En el caso de cimentaciones monobloque, el cálculo se hace utilizando la fórmula de Sulzberger, incluyéndose en los Programas de Cálculo algunos específicos para el caso. En los apoyos con patas separadas, la aplicación de un esfuerzo horizontal produce un momento de vuelco que es contrarrestado por la aparición de esfuerzos de compresión sobre el terreno de dos de las patas, y de tracción en las patas opuestas. El esfuerzo de tracción que tiende a arrancar la cimentación, se contrarresta con el peso propio de ésta y el de las tierras que la rodean con un ángulo de “α” grados, de modo que

H TP P s

T+

>

siendo s = Coeficiente de seguridad (1,5 en hipótesis normales y 1,2 en anormales) PH = Peso del fuste-zapata PT = Peso de tierras en el tronco de arranque de “α” grados. Como masa específica del terreno se toma el valor de l,6 t/m3 En el Catálogo de MADE se adopta para el ángulo “α” 30º. El esfuerzo exterior “C” de compresión sobre el suelo condiciona la dimensión de la zapata en la base, de tal modo que

' fH tC P P

A sσ+ +

<

siendo s = Coeficiente de seguridad ( 1,5 o 1,2). P’t = Peso de tierras sobre la zapata σf = Fatiga de fallo del terreno A = Superficie de la zapata. Pensamos que no sería difícil hacer un programa para comprobar las cimentaciones que facilitan los fabricantes en sus Catálogos-

22

LINEAS ELECTRICAS AEREAS DE ALTA TENSIÓN CONEXIÓN A TIERRA DE LOS APOYOS

La conexión a tierra de los apoyos se hará en forma similar a las líneas de media tensión. En el Manual para el Diseño de Líneas Eléctricas Aéreas de Alta Tensión se establece lo siguiente: El cable de tierra se alojará en una zanja de 80 cm de profundidad, en posición horizontal, hasta conectar con la pica que se clavará en el fondo de la zanja. El paso del cable de tierra a través del macizo de hormigón se efectuará por medio de un tubo introducido en el momento del hormigonado. El extremo superior del tubo quedará sellado con poliuretano expandido o similar para impedir la entrada de agua, evitando así tener agua estancada que favorezca la corrosión del cable. En los apoyos de patas separadas, la puesta a tierra se dispondrá en una de las patas, o en dos opuestas en diagonal para grandes líneas de transporte. Se utilizarán dos cables en paralelo del tipo AC 50. Se prolongará su longitud tanto como sea necesario para alcanzar una resistencia no superior a 20 0hmios. Cuando el apoyo se encuentre en una zona de pública concurrencia, la puesta a tierra se efectuará mediante un anillo cerrado que tendrá cuatro conexiones al apoyo, una por montante. Cada conexión se compondrá de dos cables de tipo CT 50. Dicho anillo irá enterrado alrededor de la cimentación, manteniendo una distancia de 1 m a la misma.

23

LINEAS ELECTRICAS AEREAS DE ALTA TENSIÓN DISTANCIAS DE SEGURIDAD

El Reglamento establece unas distancias mínima de conductores al terreno u otras instalaciones. En el Manual de Sevillana Endesa se fijan estas distancias con un determinado margen de seguridad sobre los valore reglamentarios. Se especifican a continuación. Distancia al terreno TENSIÓN (kV) VANO (m) 350 400 450 500 600 700 800 900 1000 66 7,00 7.10 7,15 7,20 7,30 7,40 7,50 7,60 7,80 132 7.50 7.60 7.65 7.70 7.80 7.90 8.00 8.10 8.20 220 8.50 8.60 8.65 8.70 8.80 8.90 9*.00 9.10 9.20 Para valores de vanos inferiores a 350 m se considerará la distancia especificada para este vano. Para valores intermedios se tomarán los valores más próximos por exceso. Distancia vertical a líneas eléctricas y de telecomunicación La distancia entre los conductores de la línea inferior , en su situación de máxima desviación por la acción del viento, y las partes más próximas de los apoyos de la línea superior quedan establecidos en los valores siguientes TENSIÓN (kV) RLAT (m) ADOPTADO (m) 66 1.94 2.60 132 2,38 3,00 220 2,97 3,60 La mínima distancia vertical entre los conductores de ambas líneas en las condiciones más desfavorables, no será inferior a la establecida en el RLAT aumentada en 0,5 m. Distancia vertical a carreteras y ferrocarriles sin electrificar. La mínima altura de los conductores sobre la rasante de la carretera o sobre las cabezas de los carriles en el caso de ferrocarriles sin electrificar, será

TENSIÓN (kV) RLAT (m) ADOPTADO (m) 66 7.00 8 132 7.62 9 220 8.50 10 Para distancias perpendiculares horizontales se remite a los Anexos 18 y 19 del Manual.

24

Ferrocarriles, tranvías y trolebuses- La altura mínima de los conductores de las líneas eléctricas sobre los cables o hilos sustentadores o conductores de la línea de contacto, serán

TENSIÓN (kV) RLAT (m) ADOPTADO (m) 66 3.00 3.50 132 3.62 4.10 220 4.50 5.00 Teleféricos y cables transportadores- La distancia mínima vertical entre los conductores de las líneas eléctricas y la parte más elevada del teleférico o de los cables transportadores, teniendo en cuenta las oscilaciones ded los cables del mismo durante su explotación normal y la posible sobreelevación que puede alcanzar por reducción de la carga en caso de accidente, será

TENSIÓN (kV) RLAT (m) ADOPTADO (m) 66 4.00 4.50 132 4.62 5.10 220 5.50 6.00 La distancia horizontal entre el órgano más próximo del teleférico y los apoyos de la línea eléctrica en el vano de cruce será como mínimo la indicada en el cuadro anterior. El teleférico deberá ser puesto a tierra en dos puntos, uno a cada lado del cruce. Ríos y canales, navegables o flotables. La altura mínima de los conductores sobre la superficie del agua para el máximo nivel que pueda alcanzar ésta, será, según esté definido o no el gálibo

TENSIÓN (kV) RLAT (m) ADOPTADO (m) G. no def. G. def. G. no def. G. def.

66 7.66 G + 2,96 8.15 G + 3,45

132 8,32 G + 3,62 8.80 G + 4.10 220 9.20 G + 4.50 9,70 G + 5.00 Los gálibos definidos por la Confederación del Guadalquivir, son:

Río Guadalquivir 15 m Otros ríos 10 m Arroyos 7 m

Paso por bosque, árboles y masas de arbolado

25

Considerando los conductores en su posición de máxima desviación bajo la acción de la hipótesis de viento, la separación de los conductores de la masa de arbolado en su situación normal no será inferior a

TENSIÓN (kV) RLAT (m) ADOPTADO (m) 66 2.00 2.50 132 2.38 2.90 220 2.97 3.50 Edificios, construcciones y zonas urbanas Las distancias mínimas que deberán existir en las condiciones más desfavorables, entre los conductores de la línea eléctrica y los edificios o construcciones que se encuentren bajo ella, serán los siguientes, según sean accesibles a las personas o no.

TENSIÓN (kV) RLAT (m) ADOPTADO (m) Puntos Puntos Puntos Puntos

acces. no acces. acces. no acces.. 66 5.00 4.00 5.50 4.50

132 5.00 4.18 5.50 4.70 220 5.50 4.77 6.00 5.30 Deberán mantenerse estas distancias en proyección horizontal, considerándose por otra parte los conductores en situación de máxima desviación por la acción del viento. (Artículo 162 apartado 3 del RD 1955/2000)

26

LINEAS ELECTRICAS AEREAS DE ALTA TENSION ACCESORIOS

En las líneas eléctricas aéreas de alta tensión, hay que prever los siguientes accesorios: Contrapesos para puentes- Se utilizan para los puentes flojos en los apoyos con cadenas de amare. Serán de hierro fundido, galvanizados y con un peso aproximado de 10 kg. No deberán dañar al conductor, y estarán protegidos contra la corrosión. Se colocarán dos por puente y conductor de fase. Empalmes La unión de conductores entre sí en un vano ( y cables de tierra) se efectuará por medio de empalmes comprimidos, con resistencia mecánica, al menos, igual al 90 % de la carga de rotura del cable y resistencia eléctrica al menos igual a la de un cable de la misma longitud. Los del cable de tierra serán de acero inoxidable. Se cuidarán las prescripciones del actual Reglamento en cuanto al número de empalmes admisibles por vano, especialmente los cruces con autopistas, autovías y carreteras. En el caso de cables OPGW no se admitirán empalmes en vanos. Balizas Se instalarán en el cable de tierra en zonas de mayor densidad de tráfico aéreo. En zonas próximas a aeropuertos o de especial densidad de tráfico aéreo se instalarán balizas cada 30 m. En cruces sobre autovías y autopistas se instalarán 3 balizas, las extremas sobre cada calzada y la tercera en medio de las otras dos. Las balizas serán preferentemente de material de fibra de vidrio y de forma esférica, con un diámetro de 40 cm. Salvapájaros Su misión es destacar el hilo de tierra cuando su diámetro es menor que el de los conductores de fase, en aquellas zonas donde exista un paso constante y/o periódico de aves. La instalación vendrá determinada según se indique en el estudio de impacto ambiental realizado para cada línea, la Agencia del Medio Ambiente u otros organismos competentes en metria medioambiental. Serán de peso ligero, rápida instalación y no lesivos para el cable.

27

LINEAS ELECTRICAS AEREAS DE ALTA TENSIÓN CALCULOS ELÉCTRICOS

Los cálculos eléctricos se harán teniendo en cuenta lo siguiente: Intensidades máximas admisibles CONDUCTOR INTENSIDAD MÁXIMA (A) LA-180 425 LA-280 573 LA-455 800 Potencias máximas (mW) 66 kV CONDUCTOR Cos φ = 1 Cos φ = 0,9 LA-180 48 43 LA-280 65 58 132 kV CONDUCTOR Cos φ = 1 Cos φ = 0,9 LA-180 97 87 LA-280 131 118 LA-455 183 165 220 kV CONDUCTOR Cos φ = 1 Cos φ = 0,9

LA-455 305 274

La caída de tensión se calculará teniendo en cuenta la ecuación tradicional, en función de las resistencias y reactancias kilométricas. La reactancia kilométrica sabemos que se obtiene multiplicando el coeficiente de autoinducción por la pulsación = 2 π f. En el Anexo 15 del Manual de Sevillana Endesa se incluyen unas tablas que resumen los cálculos eléctricos, en función de la tensión, conductor, factor de potencia y longitud de la línea- Efecto corona y radiointerferencia Se tratan estos temas en los apartados 3.2.14.3 y 3.2.14.4. del Manual de Sevillana Endesa.

28