lineas electricas de media tension

8/10/2019 Lineas Electricas de Media Tension

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EndesaDIRECCIN GENERAL DE DISTRIBUCINDireccin de Explotacin

CRITERIOS DE DISEO DELINEAS AEREAS DE MEDIA

TENSIONHoja 1 de 40

INDICE1 OBJETO ...........................................................................................................3

2 CAMPO DE APLICACION................................................................................3

3 REGLAMENTACION. .......................................................................................3

4 CONDUCTORES .............................................................................................. 3

5 APOYOS........................................................................................................... 4

6 ARMADOS........................................................................................................6

7 AISLAMIENTO ................................................................................................. 7

7.1 Aisladores de vidrio ........................................................................................ 77.2 Aisladores compuestos (goma silicona) ....................................................... 7

8 CALCULO ELECTRICO ...................................................................................8

8.1 Caractersticas elctricas de los conductores.............................................. 8

8.2 Cada de tensin..............................................................................................11

8.3 Capacidad de transporte ................................................................................11

9 CALCULO MECANICO ....................................................................................12

9.1 Clculo mecnico de los conductores .......................................................... 12

9.2 Hiptesis de sobrecarga................................................................................. 139.2.1 Hiptesis de trac cin mxim a ........................................................................13

9.2.2 Hiptesis de flech as mxim as........................................................................ 13

9.2.3 Com pro bacin de fenomenos vib ratorio s ....... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 14

9.3 Tenses y flechas de tendido...........................................................................14

9.4 Clculo mecnico de los apoyos ................................................................... 16

9.4.1 Ap oy o de alin eacin .......................................................................................17

9.4.2 Apo yo de ng ul o .............................................................................................19

9.4.3 Ap oy o de anc laje............................................................................................. 22

9.4.4 Ap oy o de fin de lnea ...................................................................................... 25

9.4.5 Clcu lo de las carg as perm anen tes ...............................................................27

9 .4 .6 Calcu lo de las cargas permanentes y comprobac in de los tensesen cas os esp eci ales ........................................................................................28

10 AMPLIACION DE FORMULAS PARA CALCULOS MECANICOS................... 28

10.1 Nomenclatura utilizada...................................................................................28

10.2 Apoyos de alineacin......................................................................................29

10.3 Apoyos de ngulo ...........................................................................................3110.4 Apoyos de anclaje...........................................................................................33


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TENSIONHoja 3 de 40

1 OBJETO

Definir los criterios bsicos para el diseo e implantacin de lneas areas de Media Tensin(LAMT), hasta 30 kV de tensin nominal (36 kV de tensin mas elevada).

2 CAMPO DE APLICACION

Lneas areas de MT del Grupo Endesa o que construidas por terceros deban integrarse a la reddel GE.

3 REGLAMENTACION.

Para la confeccin del proyecto se tendrn en cuenta las siguientes disposiciones legales:

Reglamento Tcnico de Lneas Areas de Alta Tensin (RLAT)

Reglamento de Verificaciones Elctricas y de Regulacin del Suministro de Energa Elctrica

Normas UNE

Normas del Grupo Endesa

Disposiciones administrativas aplicables.

4 CONDUCTORES

Los conductores que se emplearn para la construccin de las LAMT sern los contemplados enla norma Endesa GE AND010:

Los conductores de aluminio con alma de acero (tabla I) se emplearn en zonas sincontaminacin apreciable o con contaminacin ligera.

Los conductores de aluminio con alma de acero recubierto de aluminio (tabla II) son

adecuados en zonas con contaminacin salina fuerte o muy fuerte.

Excepcionalmente, en las zonas con nivel de contaminacin extremadamente grave sepodrn instalar conductores de cobre (tabla III).

Tabla IConductores LA

Desig-Nacin

Seccinmm2

Equi-valen-ciaEn

Cobre

mm2

Dimetromm

Composicin Cargade

Rotura

DaN

Resis-tenciaelctri-

ca a20C

/km

Masa

kg/km

Mdulode

elastici-dad

daN/mm2

Coefi-ciente

dedilata-cinlineal

Cx10-6


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TENSIONHoja 4 de 40

Alambresde aluminio Alambresde aceroAlu-minio

Total Acero Total N Di-metro

mm

N Di-metro

mmLA 56 46,8 54,6 30 3,15 9,45 6 3,15 1 3,15 1640 0,6136 189,1 7900 19,1

LA 110 94,2 116,2 60 6,00 14,00 30 2,00 7 2,00 4310 0,3066 433,0 8000 17,8

LA 180 147,3 181,6 93 7,50 17,50 30 2,50 7 2,50 6390 0,1962 676,0 8000 17,8

Tabla II

Conductores LARL

ComposicinSeccinmm2

Dimetromm Alambres

de aluminioAlambresde acero

Desig-Nacin

Alu-mi-nio

Total

Equi-valen-

ciaEn

Cobre

Mm2

Acero Total N Di-Metro

mm

N Di-metro

mm

Car-ga derotura

daN

Resis-tenciaelctri-

ca a20C

/km

Masa

kg/km

Mdulode

elastici-dad

daN/mm2

Coefi-ciente

dedilata-cinlineal

Cx10-6

LARL 56 46,8 54,6 30 3,15 9,45 6 3,15 1 3,15 1720 0,5808 179,1 7500 19,3

LARL 78 67,4 78,6 44 3,78 11,34 6 3,78 1 3,78 2300 0,4033 259,0 7500 19,3LARL125 E

(PENGUIN)107,2 125,1 75 4,77 14,31 6 4,77 1 4,77 3415 0,2532 412,0 7500 19,1

LARL 145 E

116,9 148,1 78,5 9,45 15,75 15 3,15 4 3,15 5810 0,2262 528,7 8000 18,4

Tabla IIIConductores Cobre

Composicin Alambres de

cobre

Desig-Nacin

Seccinmm2

DimetroTotal

mmN Dimetro

mm

Carga derotura

daN

Resistenciaelctrica a

20C

/km

Masa

kg/km

Mdulo deelasticidad

daN/mm2

Coeficiente dedilatacin

lineal

Cx10-6

C 35 34,9 7,56 7 2,52 1342 0,529 317 1029417

C 50 E 49,5 9,00 7 3,00 1902 0,372 449 10294 17

C 95 94,8 12,60 19 2,52 3525 0,196 864 10294 17

5 APOYOS

Los apoyos a utilizar en el diseo de LAMT sern los normalizados:

Apoyos metlicos de celosa, segn norma GE AND001, tabla IVApoyos de hormign, segn norma GE AND002, tabla V


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TENSIONHoja 5 de 40

Apoyos de madera, segn norma GE AND003, tabla VIApoyos de chapa metlica, segn norma GE AND004, tabla VII

Tabla IV

Apoyos de celosa

Esfuerzo nominaldaN

Alturas totalesM

4500 12-14-16-18-20-227000 12-14-16-18-20-22-24-26

Tabla V

Apoyos de hormign

Longitud Esfuerzo nominalDaN

m 250 400 630 800 1000 160011 X X X X X Z13 X X X X X Z

15 X X

X = apoyo normalZ= apoyo reforzado

Tabla VI

Apoyos de madera de pino

Longitud,Lm

Esfuerzo asignado (daN)

111213

240 (TIPO V)

Los apoyos de madera solo se utilizarn en alineacin.

TABLA VIIApoyos de chapa plegada

Esfuerzo nominal(daN)

Alturas totalesM


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TENSIONHoja 6 de 40

Apoyos conPlaca base

Apoyosempotrados

4006308001000

11 y 13 13 y 15

1600 11, 13, 15 13, 15 y 17

6 ARMADOS

Los armados a utilizar en la construccin de las LAMT sern:

Cruceta tresbolillo tipo canadiense

Se utilizar sobre apoyos de madera (solo en alineacin) , hormign y chapa plegada en apoyoscon funcin de alineacin o ngulo con las limitaciones que se derivan de los clculos mecnicosde los apoyos. Estas crucetas estn diseadas como disuasorias de la posada de aves.

Existen dos tipos de cruceta, simple para apoyos de alineacin con conductor en suspensin ydoble para apoyos de ngulo y cruce con conductor en amarre. Esta ltima con las limitacionesque del clculo puedan derivarse.

Semicruceta 1,5 m atirantada

Se utilizar en los apoyos metlicos de celosa, bien en tringulo en lneas existentes o conaparamenta, o en tresbolillo en nueva construccin tanto en simple o en doble circuito. Seutilizarn para apoyos de cualquier funcin: alineacin, ngulo, anclaje o fin de lnea.

Para mantener la distancia entre conductores podrn montarse a 1,20 m 1,80 m de separacinentre ellas.

Semicruceta 2 m atirantada

En aquellos casos especiales que por separacin entre conductores sea necesario podrnutilizarse semicrucetas de 2 m de longitud.

Para el clculo del par torsor se considerar la longitud de 2 m.

Cruceta tipo bveda

Se utilizar sobre apoyos de hormign, chapa y celosa en apoyos con funcin de alineacin

fundamentalmente.

Brazos (crucetas) aislantes


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TENSIONHoja 7 de 40

Se podrn utilizar en zonas boscosas o en lneas que atraviesan parajes naturales de inters.

7 AISLAMIENTO

En el documento Mapas Climticos del Grupo Endesa, ref NZZ00900.DOC, seespecifican las zonas de distribucin normal, alta y muy alta contaminacin salina,indicando que el nivel de aislamiento para cada una de ellas ser de 20, 40 y 60 mm/kV,tensin considerada entre fase y tierra.

En orden a cumplir lo anterior se dotar a las lneas de MT del nmero de aisladores devidrio necesarios tanto en las cadenas de suspensin como en las de amarre. En otrotipo de soluciones como podran ser las crucetas aislantes o aisladores compuestos(goma silicona) tambin se cumplir el aislamiento reseado

7.1 Aisladores de vidrio

Cumplirn la norma GE AND 008, deben satisfacer las caractersticas mecnicas de lalnea soportar el peso del conductor y el tense y elctricas, garantizando la distancia

de fuga y por tanto el nivel de aislamiento. En condiciones ambientales adversas sepueden utilizar discos de perfiles diversos y/o reforzar el aislamiento.

Los aisladores U40BS sern usados en lneas de todo tipo de conductoresnormalizados excepto el LA180. Los U70BSz y U100BSDz deben utilizarse para todoslos conductores normalizados

El R.L.A.T tambin permite en su Artculo 26-1, en el caso de no poder obtener unaresistencia de puesta a tierra inferior o igual a 20 , aumentar el aislamiento a un valorcorrespondiente a un escaln superior de la tensin que se indica en el Artculo 24.

Esta posibilidad se le denomina aislamiento reforzado.

En general para aislamiento reforzado se incrementar en una unidad el nmero deaisladores de la cadena, en algunos casos y al efecto de coordinacin de aislamientopodrn incrementarse el nmero de aisladores a utilizar.

7.2 Aisladores compuestos (goma silicona)

Especialmente en zonas de alta y muy alta contaminacin podrn utilizarse aisladores

compuestos segn la norma GE AND 012


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8 CALCULO ELECTRICO

8.1 Caractersticas elctricas de los conductores

La resistencia elctrica del conductor vara con la temperatura, en las tablas I, II y III, anteriores seda la temperatura a 20C, a efectos de clculo debe utilizarse el valor correspondiente a 75Cconsiderado como resultante de la temperatura ambiente mas la que adquiere el conductor por elpaso de la carga.

Para calcular ese valor puede utilizarse la expresin

donde:

R20= resistencia del conductor a 20C dada por las tablas= 0,0040 para el aluminio

La reactancia X del conductor se calcula a partir de la expresin:

X = 2f M /km

Siendo M el coeficiente de induccin mutua entre conductores deducido de la expresin:

M = (0,5 + 4,605 log D/r ) 104 H/km

dnde:

X = reactancia en ohmios por kilometrof = frecuencia de la red en hertzios

D = separacin media geomtrica entre conductores, en mmr = radio del conductor, en mm

El valor de D se halla a partir de las distancias entre conductores, segn el tipo de armado, talcomo se describe mas adelante.

En la tabla siguiente se dan los valores D para los armados normalizados, excepto para losarmados tipo bveda y las crucetas aislantes debido a su longitud variable.

( )[ ] kmtRR /2012075 +=


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TENSIONHoja 9 de 40

Tipo de lnea Tipo de armado D (metros)

Canadiense 2

Semicruceta de 1,5 m a tresbolilloy separada 1,20 m

2,47

Semicruceta de 1,5 m a tresbolilloy separada 1,80 m

2,9

Semicruceta de 2 m a tresbolillo yseparada 1,20 m

2,9

Un circuito

Semicruceta de 2 m a tresbolillo yseparada 1,80 m

3,38

Semicruceta de 1,5 m en banderaseparada 0,6 m 0,40Dos circuitosSemicruceta de 1,5 m en bandera

separada 1,2 m0,94


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8.2 Cada de tensin

La cada de tensin, conocidas la resistencia y reactancia de una lnea, viene dada por laexpresin:

U = 3 I (R cos+ X sen) L

dnde

U = cada de tensin compuesta, en voltios

I = intensidad de la lnea, en amperosX = reactancia inductiva por fase y kilometro, en ohmios/km= ngulo desfaseL = longitud de la lnea, en km

Teniendo en cuenta que:

Donde:P = potencia transformada, en kWU = tensin compuesta, en kV

La cada de tensin en la lnea, debida a la carga transportada ser:

y en tanto por ciento

8.3 Capacidad de transporte

cos.3U

PI=

)sencos(

3

cos.10..3

3

XR

U

PLU +

=

)tg(.10

)sencos(cos10

100100%

232

XR

U

PLXR

U

PL

U

UU +=+=

=


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Es la carga mxima que puede alimentar una lnea en las condiciones normales de explotacin,estas condiciones pueden variar en funcin del mercado que alimentan - alta, media o bajadensidad de carga y de si han de trabajar en situacin de emergencia para socorro de otraszonas servidas normalmente por otras lneas. En el diseo de las lneas se tendrn en cuentaestas variantes y se contemplar un margen del 40% para absorber el crecimiento del mercado.

La capacidad de transporte de la lnea esta limitada por :

La intensidad mxima admisible del conductor

La cada de tensin mxima fijada, vista en el apartado anterior

La potencia mxima a transportar ser:

Pmax = 3 U Imaxcos

Esta potencia no estar disponible al final de la lnea debido a la prdida que se produce por laresistencia del conductor, en funcin de la longitud de la lnea estas prdidas se calculan segn:

P = 3 R L I2

o en tanto por ciento de la potencia transportada:

9 CALCULO MECANICO

El clculo mecnico de conductores y apoyos y el replanteo de las lneas, puede acometerse pordistintos mtodos.

Pueden utilizarse, siempre que sea posible, programas informticos de diseo de lneascontrastados, que tienen en cuenta los distintos parmetros a considerar y que ofrecen de unaforma rpida en base al perfil de la lnea, las alturas y esfuerzos de los apoyos.

A continuacin se detallan las frmulas de clculo individual. En el clculo de apoyos puedenutilizarse, si se disponen, los diagramas LNS de los apoyos para dar validez al escogido.

9.1 Clculo mecnico de los conductores

El clculo mecnico de los conductores se realizar teniendo en cuenta que:

a) El coeficiente de seguridad a la rotura no sea inferior a 3

22 cos10(%)

U

PLRP =


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b) Que la tensin de trabajo de los conductores a 15 C, sin considerarsobrecargas, sea la del E.D.S. que se fije en cada caso y nunca superior al15% de la carga de rotura del conductor.

c) En aquellas zonas afectadas por vientos fuertes deber utilizarse en losclculos la hiptesis adicional de sobrecargas excepcionales de viento, deacuerdo con el Artculo 27 apartado1 del R.L.A.T.

9.2 Hiptesis de sobrecarga

Las hiptesis de sobrecarga que debern considerarse para el clculo de la tensinmxima en los conductores sern las definidas en el Captulo 4 art. 14, 15, 16 y 17 del yCaptulo 6 del R.L.A.T.

9.2.1 Hiptesis de traccin mxima

Al efecto del clculo de esta hiptesis el reglamento contempla tres zonas diferenciadasy para cada una de ellas se ha de considerar:

Zona A , alt i tud infer ior a 500 m

Accin del propio peso del conductor y sobrecarga de viento de 60 kg/m2 (120 km/h)para conductores de un dimetro igual o inferior a 16 mm2 y 50 kg/m2 para los dedimetro superior a 16 mm2 . Temperatura de 5 C.

Zona B, alt i tud comp rendida entre 500 y 1000 m

Accin del propio peso del conductor y sobrecarga de hielo de 180d gramos por metrolineal, siendo d el dimetro del conductor en mm. Temperatura de 15C.

Zona C, alt i tud su perio r a 1000 m

Accin del propio peso del conductor y sobrecarga de hielo de 360d gramos por metrolineal, siendo d el dimetro del conductor en mm. Temperatura de 20C.

9.2.2 Hiptesis de flechas mximas

Las flechas mximas se calcularn siguiendo las hiptesis indicadas en el Artculo 27,apartado 3 de dicho reglamento:

Hiptesis d e viento


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Accin del propio peso del conductor y sobrecarga de viento de 60 kg/m2

paraconductores de un dimetro igual o inferior a 16 mm2y de 50 kg/m2 para los de dimetrosuperior a 16 mm2 .Temperatura de 15 C.

Hiptesis d e temperatura

Accin del propio peso del conductor a 50C.

Hiptesis de hielo

Accin del propio peso del conductor y sobrecarga de hielo de 180d o 360d gramospor metro lineal, segn se trate de zona B o C, siendo d el dimetro del conductor.Temperatura de 0 C.

9.2.3 Comprobacin de fenomenos vibratorios

El fenmeno vibratorio en los conductores de las lneas areas es conocido por susefectos, como puede ser la rotura de hilos del conductor en los puntos de agarre, ydepende de la combinacin aleatoria de factores tales como:

- Traccin de los cables, a mayor traccin mas riesgo- Rigidez del conductor, son mejores los cables mas flexibles- Vientos transversales de poca intensidad y aparicin irregular- Vano, a mayor vano mas riesgo- Entorno de la lnea, mas frecuente en las llanuras que en bosques y montaas

Para evitar los daos provocados por las vibraciones se pueden disponer grapasadecuadas y antivibradores que absorban parte de la energa amortiguando la fatiga enel punto de agarre, aunque su uso no es comn en lneas de MT.

Es mas conveniente disear las lneas para que no sea necesario la utilizacin dedispositivos antivibratorios y para ello es importante seguir la recomendacin CIGRE

que estableca que en Espaa, con una temperatura media de 15 C, el EDS (del inglsEvery Day Stress) o traccin media de todos los das, de las lneas areas de MT nosobrepase el 15% de la carga de rotura del conductor, por tanto hay que comprobar queel tense correspondiente cumple con esa condicin.

9.3 Tenses y flechas de tendido

Para la obtencin de los tenses en los diferentes estados de temperatura y sobrecargas seutilizar la ecuacin de cambio de condiciones.

La ecuacin es:

( ) ( )Es

TTT

P

T

Pa 1

24 21212

2

2

2

2

1

2

12

+=


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dnde:

a = vano, en mT1= tensin inicial del conductor en daNT2 =tensin final del conductor en daNP1= peso unitario inicial del conductor, en daNP2= peso unitario final del conductor, en daN= coeficiente de dilatacin lineal del conductor1= temperatura inicial del conductor en C2= temperatura final del conductor en CE = mdulo de elasticidad del conductor en daN/mm2

s = seccin del conductor en mm2

Tanto T1como T2deben ser los valores de las tensiones horizontales del conductor los cuales sonconstantes a lo largo de todo el vano, por ello esta ecuacin sera solo vlida para vanosnivelados. No obstante tambin proporciona resultados suficientemente aproximados para elclculo de vanos no excesivamente desnivelados, al igual que la ecuacin siguiente para el clculode flechas.

Las flechas se determinaran mediante la ecuacin:

siendo:

a = vano, en mp = peso del conductor con o sin carga, en daN/mT = tensin total del conductor, en daN

Las tablas de tenses y flechas pueden establecerse de diferentes formas. Una manera serapartiendo de aplicar la carga de rotura del conductor dividida por tres y este ser el valor mximo aaplicar en las condiciones ms desfavorables de cada zona, comprobando que el EDS no sea

superior al 15%.

Otra forma utilizada es establecer un tense mximo fijo para 15 C en cada una de las zonas ydesarrollar las tablas partiendo de este dato prefijado comprobando que el EDS no sea superior al15%.

Dependiendo del mtodo elegido se obtendrn dos conjuntos diferentes de tablas reglamentariasde tendido, que llevarn a soluciones distintas para una misma lnea.

Las tablas a utilizar sern en cada caso las usuales en la zona dnde se vaya a instalar la lnea.

TABLA RESUMEN DE LAS HIPOTESIS A APLICAR

Tpaf

8

2

=


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Zona A Zona B Zona CCondicin

Sobrecarga C Sobrecarga C Sobrecarga C

Hielo

0,18 d (mm)en Kgr/m

- 15

Hielo

360 d (mm)en Kg/m

-20MAXIMA

TENSION

Viento de:

60 kg/m 2

16 mm

Viento de:

50 kg/m 2

16 mm

- 5

Viento

excepcional -10

Viento

excepcional -15

Viento de:

60 kg/m 2

16 mm

Viento de:

50 kg/m 2

16 mm

+15

Viento de:

60 kg/m 2

16 mm

Viento de:

50 kg/m 2

16 mm

+15

Viento de:

60 kg/m 2

16 mm

Viento de:

50 kg/m 2

16 mm

+15

0

Hielo

0,18 d (mm)en Kg/m

0

Hielo

0,36 d (mm)en Kg/m

0

MAXIMA

FLECHA

Ninguna

50 Ninguna 50 Ninguna 50

9.4 Clculo mecnico de los apoyos

Las ecuaciones de clculo recogidas en este apartado slo son vlidas si la lneatranscurre por terrenos llanos o con desniveles inferiores al 10%, en estos casos puedeprescindirse de considerar las cargas permanentes por no tener gran incidencia en elclculo, asimismo no se considerar el esfuerzo debido a la accin del viento sobre losapoyos porque esta contingencia la habr tenido en cuenta el fabricante.

En el apartado 9.4.5 y 9.4.6 se recogen los casos de fuertes desniveles o vanos muylargos, aunque es tambin conveniente remitirse a textos especializados al objeto decalcular el tense en el punto de agarre del conductor del apoyo mas elevado yconsiderarlo para el clculo del apoyo en las distintas hiptesis reglamentarias.


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Como ampliacin en el apartado 10 se dan las frmulas a aplicar en clculos completos.

Los esfuerzos aplicados a los apoyos son:

- Esfuerzo debido a la accin del viento sobre los conductores- Esfuerzo debido a la accin del hielo sobre los conductores- Esfuerzo debido a la traccin de los conductores- Cargas permanentes debidas al peso propio de los apoyos, herrajes, aisladores,

conductores y aparatos, aadiendo el peso de un operario subido en la semicruceta.

Las hiptesis de clculo mecnico de los apoyos contempladas en el Artculo 30 delR.L.A.T. son:

- 1 hiptesis: viento.- 2 hiptesis: hielo.- 3 hiptesis: desequilibrio de tracciones.- 4 hiptesis: rotura de conductores.

Normalmente y atendiendo a lo mencionado en el mismo artculo, se prescinde de la 4hiptesis para los apoyos de alineacin y ngulo, porque en el diseo se cumplirsimultneamente que:

a) Los conductores y cables de tierra tienen un coeficiente de seguridad de 3 comomnimo.

b) El coeficiente de seguridad de los apoyos y cimentaciones en la hiptesis tercera esel correspondiente a las hiptesis normales.

c) Se instalan apoyos de anclaje cada 3 km como mximo.

9.4.1 Apoyo de alineacin

En zona A, se determinan por la accin del viento sobre los conductores (1 hiptesis).En zonas B y C, la 2 hiptesis (hielo) someter al apoyo a un esfuerzo de compresin,debiendo verificarse que puede ser soportado por el apoyo que se haya elegido deacuerdo con el esfuerzo a flexin que resulta de la 1 hiptesis.

Por ltimo, en las tres zonas, hay que tener en cuenta la 3 hiptesis (desequilibrio detracciones), no contemplndose la 4 hiptesis, como ya se ha dicho.

A continuacin se explican detalladamente estos clculos.

1Hiptesis (vi ento )


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En el caso en que deban considerarse las cargas permanentes su clculo se efectuarsegn las frmulas del apartado 10, Ampliacin de frmulas para clculos mecnicos.

Se aplica en zonas A, B y C en las condiciones de 5C + viento.El esfuerzo nominal (FV)que deber soportar el apoyo en sentido transversal a la lnea(esfuerzo principal del apoyo) ser:

Fv = 0,001 n pv d a

dnde:n= nmero de conductorespv= presin del viento sobre el conductor, en kg/m

2

d = dimetro del conductor, en mma = eolovano (semisuma de los vanos concurrentes al apoyo), en metros

2Hiptesis (hielo )

Se aplica en zonas B (-15C + hielo HB) y C ( -20C + hielo HC)

No se producen en esta hiptesis esfuerzos transversales a la lnea. Las cargas

permanentes que deber soportar el apoyo sern las del peso propio de los conductores


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(si se deben considerar se calculara segn el apartado 10) y la sobrecarga por manguitode hielo en los conductores, siendo estas ltimas:

FhB= n a ( P+0,18 d ) en zona B

FhC= n a ( P+0,36 d ) en zona C

dnde:

Fh= peso del conductor con sobrecarga de hielo en kg/mn = nmero de conductoresP = peso de un conductor, en kg/md = dimetro de conductor en mma = eolovano, semisuma de los vanos concurrentes en metros

3Hiptesis (desequ il ibrio de traccio nes)

Se aplica en zonas a (-5 C + viento), B (-15 C + hielo H B) y C (-20 C + hielo HC)

Es obligado verificar siempre que el apoyo puede soportar el esfuerzo longitudinal que

se establece por la expresin:

Fl = 8/100 n Tdnde:

Fl = esfuerzo longitudinal, en kgn = nmero de conductoresT = el mayor tense en kg de los que concurren en el apoyo a 5 C mas viento en zonaA; -5 C + hielo en zona B; 20 C + hielo en zona C.

9.4.2 Apoyo de ngulo

En este tipo de apoyos se produce un cambio de direccin de la lnea de grados.


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En su clculo, se puede prescindir de la incidencia de cargas permanentes, en el casoen que deban considerarse su clculo se efectuar segn las frmulas del apartado 10Ampliacin de frmulas para clculos mecnicos.


Se aplica en zonas A, B y C en las condiciones de 5C + viento

La resultante de tracciones (Rt)que deber soportar el apoyo en sentido transversal a lalnea (esfuerzo principal del apoyo) ser:

Rt = 2 n T sen /2

La resultante de viento Rv se obtiene, en mdulo, de la composicin de-F1 = 0,001 n pv d a1/2 cos

/2 y F2 = 0,001 n pvd a2/2 cos /2

Y por tanto RV= 0,001 n pvd a cos

/2Por tanto la resultante de ngulo sobre el apoyo es la suma se la resultante detracciones ms la de viento.

F = Rt+ Rv= 2 n T sen /2 + 0,001 n pvd a cos /2

dnde:

n= nmero de conductores

T = el mayor de los tenses concurrentes en el apoyo a 5 C + viento, en kg= ngulo de la lnea, en grados centesimalespv= presin del viento sobre el conductor, en kg/m

2


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d = dimetro del conductor, en mma = eolovano (semisuma de los vanos concurrentes al apoyo a1y a2), en metros

El apoyo se orientar en la direccin de la bisectriz del ngulo.

2Hiptesis (hielo )

Se aplica en zonas B (-15C + hielo HB) y C ( -20C + hielo HC)

Las cargas permanentes que deber soportar el apoyo sern las del peso propio de losconductores (si se deben considerar se calculara segn el apartado 10) y la sobrecargapor manguito de hielo en los conductores que se calcula segn:

Fh= n a ( P+0,18 d ) en zona B

Fh= n a ( P+0,36 d ) en zona C

La resultante de tracciones ser:

El esfuerzo que deber soportar el apoyo en el sentido transversal a la lnea (esfuerzo

principal del apoyo) ser:

Ft = 2 n T sen /2

dnde:

n= nmero de conductoresT = el mayor de los tenses concurrentes en el apoyo a 15 C + hielo en zona B y a 20C + hielo en zona C, en kg= ngulo de la lnea, en grados

3Hiptesis (desequ il ibrio de traccio nes)


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Se aplica en zonas A (-5 C + viento), B (-15 C + hielo HB) y C (-20 C + hielo HC)

Es obligado verificar siempre que el apoyo puede soportar el esfuerzo que se establecepor la expresin:

FT= 8/100 n T

Este esfuerzo FT es equivalente a un esfuerzo Fdeseq= FT ( cos /2 + sen /2) actuandoen la direccin perpendicular a la cara del apoyo

9.4.3 Apoyo de anclajeEn su clculo, se puede prescindir de la incidencia de cargas permanentes, en el casoen que deban considerarse su clculo se efectuar segn las frmulas del apartado 10Ampliacin de frmulas para clculos mecnicos.

Se instalarn apoyos de anclaje cada 3 km como mximo.

Para el clculo de este tipo de apoyos se aplicarn los siguientes hiptesis:


Se aplica en zonas A, B y C en las condiciones de 5C + vientoEl esfuerzo nominal (FV)que deber soportar el apoyo en sentido transversal a la lnea(esfuerzo principal del apoyo) ser:


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FV = 0,001 n pv d a

dnde:

n= nmero de conductorespv= presin del viento sobre el conductor, en kg/m

2

d = dimetro del conductor, en milmetrosa = eolovano (semisuma de los vanos concurrentes al apoyo), en metros

2Hiptesis (hielo )

Se aplicar en las zonas B (-15C + hielo HB) y C ( -20C + hielo HC)

No se producen en esta hiptesis esfuerzos transversales a la lnea. En su clculo, sepuede prescindir de la incidencia de cargas permanentes, en el caso en que debanconsiderarse estas se efectuarn segn las frmulas del apartado 10 Ampliacin defrmulas para clculos mecnicos.

La sobrecarga por manguito de hielo en los conductores se calcular segn:

Fh= n a ( P+0,18 d ) en zona BFh= n a ( P+0,36 d ) en zona C

dnde:

Fh= peso del conductor con sobrecarga de hielo en kg/mn = nmero de conductoresP = peso de un conductor, en kg/md = dimetro de conductor en milmetrosa = eolovano (semisuma de los vanos concurrentes al apoyo), en metros


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3Hiptesis (Desequil ib rio d e traccion es)

Se aplicar en zonas A (-5C+ viento), B (-15C + hielo HB) y C ( -20C + hielo HC)

El esfuerzo longitudinal ser:

Ft= 50/100 n T

siendo:

Ft= esfuerzo longitudinal, en kgn = nmero de conductores

T = el mayor de los tenses que concurren en el apoyo en las condiciones de cada zona,en kg

4Hiptesis (Rotur a de conduc tores)

Se aplicar en zona A (-5 C + viento), zona B (-15C + HB) y zona C (-20 C + HC).

Se considera el momento de torsin (Mt) correspondiente a la rotura del conductor en laposicin ms desfavorable.


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Mt = T L

Siendo,

T= el tense mximo de un conductor segn zona, en kg

L = distancia del punto de aplicacin del esfuerzo al eje del apoyo, en metros

9.4.4 Apoyo de fin de lnea

En su clculo, se puede prescindir de la incidencia de cargas permanentes, en el casoen que deban considerarse su clculo se efectuar segn las frmulas del apartado 10Ampliacin de frmulas para clculos mecnicos.


Se aplicar para las zonas A , B y C a -5C + viento,

El esfuerzo til mnimo se determinar , en funcin del tense mximo a 5 C + viento yde la sobrecarga debida a la presin de viento en el semivano FV, adems de calcular el

desequilibrio de tracciones segn Reglamento FT, por la frmula:

22

VT FFF +=

siendo:

FV = 0,001 n pv d a1

FT = n T

con:

n= nmero de conductorespv= presin del viento sobre el conductor, en kg/m

2


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d = dimetro del conductor, en milmetrosa1= semivano concurrente al apoyo, en metrosT = tense mximo a 5 C + viento, en kg

Este esfuerzo F es equivalente a un esfuerzo Fequiv= F ( cos + sen ) actuando enla direccin perpendicular a la cara del apoyo, siendo

= arc tg FV / FT

En el caso de apoyos de lnea con simple circuito en armado tresbolillo, debercomprobarse el momento torsor que aparece por el desequilibrio de tracciones (ver

apartado 10 Ampliacin de frmulas).

2Hipot esis (hielo )

Se aplicar en zonas B (-15C + hielo HB) y C ( -20C + hielo HC).

No se producen en esta hiptesis esfuerzos transversales a la lnea. En su clculo, sepuede prescindir de la incidencia de cargas permanentes, en el caso en que debanconsiderarse este se efectuar segn las frmulas del apartado 10, Ampliacin defrmulas para clculos mecnicos.

La sobrecarga por manguito de hielo en los conductores se calcular segn:

Fh= n a ( P+0,18 d ) en zona B

Fh= n a ( P+0,36 d ) en zona C

En esta hiptesis hay que considerar tambin el desequilibrio de tracciones que provocauna fuerza horizontal de los conductores sometidos a la traccin que corresponda segnla zona considerada y ser:

Ft = n T

siendo

n = nmero de conductoresT = tense mximo segn la zona, en kg

En el caso de apoyos de lnea con simple circuito en armado tresbolillo, debercomprobarse el momento torsor que aparece por el desequilibrio de tracciones (verapartado 10 Ampliacin de frmulas).

4Hipo tesis (Rotura de conduc tores)


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Se aplicar para las zonas A (-5C + viento), B (-15C + hielo HB ) y C ( -20C + hieloHC).

Se tiene en cuenta el tiro horizontal de los conductores sometidos a la traccin quecorresponda segn la zona considerada y se calculara, al igual que en los apoyos deanclaje, el momento de torsin (Mt) correspondiente a la rotura del conductor en posicinms desfavorable.

Mt = T L (en montaje tringulo y tresbolillo en doble circuito)

Mt = 2 T L (en montaje tresbolillo simple circuito)

Siendo,

T= el tense mximo segn la zona ,en kg

L = distancia del punto de aplicacin del esfuerzo al eje del apoyo, en m

9.4.5 Clculo de las cargas permanentes

El desnivel introduce una componente vertical de la traccin (T) cuyo valor es,aproximadamente,

2

2

1

1

a

h

a

hnT

con lo que las cargas permanentes vienen dadas por:

Siendo:Fp = cargas permanentes en kga1y a2 = vanos de la lnea en ma = eolovano (semisuma de vanos contiguos)g = gravivano o vano de peson = nmero de conductoresP = peso del aislamiento y herrajes, en kgp = peso del cable, en kg/m

T = tense horizontal del cable en las condiciones de la hiptesis que se estaconsiderandoh1y h2 = desniveles en los vanos contiguos, en m

++=

2

2

1

1

ah

ahTnapnPFp


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9.4.6 Calculo de las cargas permanentes y comprobacin de los tenses encasos especiales

En aquellos casos en que la lnea tenga vanos muy largos (250 metros o mas) ydesniveles superiores al 10%, deben comprobarse las cargas verticales que soportanlos apoyos y el coeficiente de seguridad del conductor.

Como las frmulas utilizadas hasta ahora son aproximadas, este estudio se efectuarmediante la ecuacin de la catenaria.

En primer lugar se determinar la tensin en el vrtice de la catenaria, a continuacin eltense total en el apoyo mas elevado y con ambos valores ya se puede comprobar elcoeficiente de seguridad del conductor y calcular las cargas verticales en los apoyos quelimitan el vano considerado.

10 AMPLIACION DE FORMULAS PARA CALCULOS MECANICOS

10.1 Nomenclatura utilizada

n= nmero de conductores

p= peso del conductor (en kg/m)a1= longitud (en m) del vano anterior


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a2= longitud (en m) del vano posteriorh1= desnivel (en m) entre el punto de sujecin del cable en el apoyo considerado y elpunto de sujecin del mismo cable en el apoyo anteriorh2= desnivel (en m) entre el punto de sujecin del cable en el apoyo considerado y elpunto de sujecin del mismo cable en el apoyo posterior

T-5 C +V= tense (en kg) a 5 C + VT-15 C +H= tense (en kg) a 15 C + HT-20 C +H= tense (en kg) a 20 C + HPV = presin del viento sobre el conductor (en kg/m

2)d= dimetro del conductor (en mm) = ngulo de desviacin de la lnea (en grados)

l = distancia entre el punto de sujecin del conductor mas alejado del apoyo y el eje del

apoyo

10.2 Apoyos de alineacin

1 Hipotesis (Viento)

a) Cargas permanentes en ZONAS A, B y C

( ) herrajesoperario

v

VCPP

a

h

a

h

dPp

TaapnF ++

+++= +

2

2

1

1

22

)5(21

001,02

b) Viento en ZONAS A, B y C

VPaa

dnF +

=2

001,0 21

2 Hipotesis (Hielo)

a) Cargas permanentes e hielo en ZONA A

No se considera

a) Cargas permanentes e hielo en ZONA B

( ) ( ) herrajesoperarioH PPa

h

a

hT

aadpnF ++

+

++=

+ 2

2

1

115

21

218,0


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a) Cargas permanentes e hielo en ZONA C


h

a

hT

aadpnF ++

+

++= +

2

2

1

120

21

236,0

3 Hiptesis (Desequilibrio de tracciones)

a) Cargas permanentes en ZONA A


v

VCPP

a

h

a

h

dPp

TaapnF ++

++

+= +

2

2

1

1

22

)5(21

001,02



h

a

hT

aadpnF ++

+

++= +

2

2

1

115

21

218,0



h

a

hT

aadpnF ++

+

++= +

2

2

1

120

21

236,0

b) Desequilibrio de tracciones en ZONA A

)5(08,0 VCTnF +=

c) Desequilibrio de tracciones en ZONA B

)15(08,0 BHCTnF +=

b) Desequilibrio de tracciones en ZONA C


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)20(08,0 CHCTnF +=

4 Hiptesis (Rotura de conductores)

No es necesario considerarla (ya que colocaremos apoyos de anclaje cada 3 km comomximo, los tenses mximos que se les darn a los conductores tendr coeficiente deseguridad superior a 3 y el de los apoyos y cimentaciones en la hiptesis 3 ser elcorrespondiente a las hiptesis normales.

10.3 Apoyos de ngulo

1 Hiptesis (Viento)



v

VCPP

a

h

a

h

dPp

TaapnF ++

++

+= +

2

2

1

1

22

)5(21

001,02

b) Viento y resultante de ngulo en ZONAS A, B y C

+

+= +

2sen2

2cos

2001,0 )5(

21 VCV TP

aadnF

2 Hiptesis (Hielo)

a) Cargas permanentes, hielo y resultante de ngulo en ZONA A

No se considera

a) Cargas permanentes y hielo en ZONA B


h

a

hT

aadpnF ++

+

++= +

2

2

1

115

21

218,0

a) Cargas permanentes y hielo en ZONA B


h

a

hT

aadpnF ++

+

++= +

2

2

1

120

21

236,0

b) Resultante de ngulo en zona B

= +

2sen2 )15( HCTnF


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b) Resultante de ngulo en zona C

= +2

sen2 )20(

HCTnF

3 Hiptesis (Desequilibrio de tracciones)



v

VCPP

a

h

a

h

dPp

TaapnF ++

++

+= +

2

2

1

1

22

)5(21

001,02


( ) ( ) herrajesoperario PPa

h

a

hT

aadpnF ++

++= +21

115

2

218,0

Cargas permanentes e hielo en ZONA C


h

a

hT

aadpnF ++

+

++= +

2

2

1

120

21

236,0

b) Desequilibrio de tracciones en ZONA A (Apoyos con cadenas de amarre)

)(08,0 VTnF +

+= +

2sen

2cos08,0 )5().sec.(

VCangulodeltbilaaperpenddireccinen TnF

b) Desequilibrio de tracciones en ZONA B (Apoyos con cadenas de amarre)

)15(08,0 HCTnF +=Para apoyos de seccin cuadrada

+= +

2sen

2cos08,0 )15().sec.(

HCangulodeltbilaaperpenddireccinen TnF

b) Desequilibrio de tracciones en ZONA C (Apoyos con cadenas de amarre)

)20(08,0 HCTnF +=

Para apoyos de seccin cuadrada


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+= +

2sen

2cos08,0 )20().sec.(

HCangulodeltbilaaperpenddireccinen TnF


No es necesario considerarla (ya que colocaremos apoyos de anclaje cada 3 km comomximo, los tenses mximos que se les darn a los conductores tendr coeficiente deseguridad superior a 3 y el de los apoyos y cimentaciones en la hiptesis 3 ser elcorrespondiente a las hiptesis normales.

10.4 Apoyos de anclaje

1 Hiptesis (Viento)



v

VCPP

a

h

a

h

dPp

TaapnF ++

++

+= +

2

2

1

1

22

)5(21

001,02

b) Viento en ZONAS A, B y C

VPaadnF +=

2001,0 21

2 Hiptesis (Hielo)


No se considera



h

a

h

T

aa

dpnF ++

+

+

+= + 22

1

1

15

21

218,0



h

a

hT

aadpnF ++

+

++= +

2

2

1

120

21

236,0

3 Hipotesis (Desequilibrio de tracciones)



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v

VCPP

a

h

a

h

dPp

TaapnF ++

++

+= +

2

2

1

1

22

)5(21

001,02



h

a

hT

aadpnF ++

+

++= +

2

2

1

115

21

218,0


( ) ( ) herrajesoperarioH PPahahTaadpnF ++ +++= +

2

2

1

120

21

236,0


)5(50,0 VCTnF +=

b) Desequilibrio de tracciones en ZONA B

)15(50,0 HCTnF +=

b) Desequilibrio de tracciones en ZONA C)20(50,0 HCTnF +=



( )

herrajesoperario

v

VCPP

a

h

a

h

dPp

TaapnF ++

+

++

= +

2

2

1

1

22

)5(21

001,02



h

a

hT

aadpnF ++

+

++= +

2

2

1

115

21

218,0



h

a

hT

aadpnF ++

+

++= +

2

2

1

120

21

236,0

b) Rotura de conductores en ZONA A


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)5( VCTF +=lFMtorsor =

b) Rotura de conductores en ZONA B

)15( HCTF +=

lFMtorsor =

b) Rotura de conductores en ZONA C

)20( HCTF +=

lFMtorsor =

10.5 Apoyos fin de lnea

1 Hiptesis (Viento)



v

VC

PPa

h

dPp

Ta

pnF ++

++= +

1

1

22

)5(1

001,02

b) Viento y desequilibrio de tracciones en ZONAS A, B y C

( )( ) ( )2)5(2

1 0,12/001,0 VCV TnPadnF ++=

Para apoyos de seccin cuadrada( ) sencos).( += FF linealadedireccen

siendo:

( )( )( )

=+

)5(

11

0,1

2/001,0tg

VC

V

Tn

Padn

lTM VCotresbolillacircuitosimpledecasoelentorsor = + )5()(

2 Hiptesis (Hielo)


No se considera



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hT

adpnF ++

++= +

1

115

1

218,0



hT

adpnF ++

++= +

1

120

1

236,0


No se considerac) Desequilibrio de tracciones en ZONA B

)15(0,1 HCTnF +=


b) Desequilibrio de tracciones en ZONA C

)20(0,1 HCTnF +=





v

VCPP

a

h

dPp

TapnF ++

++= +

1

1

22

)5(1

001,02



hT

adpnF ++

++= +

1

115

1

218,0



hT

adpnF ++

++= +

1

120

1

236,0

c) Rotura de conductores en ZONA A

)5()( 2 VCotresbolillmontajeycircuitosimpledeapoyos TF +=


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lFMtorsor =

b) Rotura de conductores en ZONA B


lFMtorsor =

b) Rotura de conductores en ZONA C


lFMtorsor =

10.6 Seguridad reforzada

En los casos de cruces con carreteras, ferrocarriles, ros navegables o flotables, crucessobre lneas elctricas o de telecomunicacin, el Reglamento obliga que los apoyos quelimitan el vano de cruce deben de estar calculados con condiciones de seguridad

reforzada, es decir que los esfuerzos obtenidos para las hiptesis de viento e hielo,calculando segn las tablas de las pginas anteriores, debern ser mayorados en un25%, adems debern estar dotados con refuerzos del conductor mediante varillaspreformadas de proteccin aquellos que sean de alineacin.

11 INSTALACION Y MONTAJES DE LAS LINEAS

11.1 Separacin entre conductores

Segn el artculo 25, punto 2 del RLAT la distancia mnima entre conductores D, enmetros, se calcula segn:

dnde

k = coeficiente que depende de la oscilacin de los conductores con el viento

150

ULFkD ++=


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F = flecha mxima, en metros

L = longitud, en metros, de la cadena de suspensin, siendo 0 si es amarre

U = tensin nominal de la lnea en kV

El valor del coeficiente k, que depende de la seccin de los conductores, esta indicadaen el citado artculo.

11.2 Altura de los apoyos

Una vez dibujado el perfil con escala horizontal 1:2000 y escala vertical 1:500, sedibujan en dicho perfil los dos apoyos contiguos de los que queremos determinar sualtura.

Se localiza la plantilla de la catenaria de +50 C sin sobrecarga, correspondiente alconductor, zona y vano mximo admisible para dicha plantilla.

En cada uno de los apoyos dibujados en el perfil, se marcan las distintas alturas tiles (olibres) de los apoyos escogidos.

Estando la plantilla de la de la catenaria de +50 C sin sobrecarga en posicin vertical,se hace pasar por la base de los apoyos (1); seguidamente se desplaza verticalmente laplantilla de manera que la catenaria de la distancia mnima de seguridad quede tangente(o por encima) a los puntos mas salientes del terreno (2). A continuacin se dibuja,desplazando verticalmente la plantilla, la catenaria que cumpliendo las condicionesanteriores pase por alguna de las marcas de altura til de cada uno de los apoyos (3).


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De esta manera habremos efectuado la distribucin de los apoyos en el perfil de formaque el conductor quede a una altura del terreno d igual o superior a 6 metros.

No obstante es conveniente aumentar esta distancia reglamentaria al objeto de tenerprevistos los fenmenos de fluencia del conductor, los errores de imprecisin en ellevantamiento topogrfico, las posibles inexactitudes en el regulado y medicin deflechas, as como los errores que se hayan podido producir en el dibujo. Las cantidadesen las que debe aumentarse la altura reglamentaria viene definida, en funcin de lalongitud del vano, en la tabla siguiente:

Incremento de altura en metros

Vano (m) 50 100 150 200 250 300 350 400

Incremento(m)

0,25 0,50 0,6 0,80 0,90 1,00 1,05 1,10

La altura total de cada apoyo (H) ser

hefdaH r ++++=siendo:

ar= perdida de altura por armado

d = altura sobre el suelo ( > 6 metros)

f = flecha mximae = empotramiento del apoyo

=h incremento de altura por inexactitudes

En los casos normales este ser el procedimiento vlido, pero en los casos de crucescon carreteras, ferrocarriles, zonas de arbolado, etc. la altura del apoyo deber seraumentada segn lo establecido en el propio Reglamento de Lneas o en las normasparticulares de los organismos oficiales a los cuales se ha de solicitar el permiso decruzamiento. La Gua Tcnica sobre separaciones entre lneas de energa elctrica yotras instalaciones u obstculos, referencia NGZ00300.doc, recoge estasconsideraciones.

Es conveniente realizar distintos tanteos, desplazando ortogonalmente la parbola paraconseguir que los apoyos resultantes sean correctos.


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11.3 Distancia entre los conductores, sus accesorios en tensin y el apoyo

La distancia, en metros, no ser inferior a

0,1 + U/150

con un mnimo de 0,2 metros

12 DOCUMENTACION ASOCIADA

Para ms informacin sobre aspectos concretos se ha generado la siguientedocumentacin que puede consultarse:

AMD00200.DOC Mtodos de medida de flechas en las lneas areas de MTAMD00300.DOC Metodologa de construccin de lneas areas de MTAMZ00100.DOC Control de calidad de la construccin de lneas areas de MTNGZ00300.DOC Gua tcnica sobre separaciones entre lneas de energa elctrica yotras instalaciones u obstculosAGD00100.DOC Gua tcnica sobre protecciones contra sobretensiones en lasinstalaciones de MTNORMA GE AND001 Apoyos de perfiles metlicos para lneas hasta 36 kVNORMA GE AND002 Postes de hormign armado vibradoNORMA GE AND003 Postes de madera para lneas areas hasta 36 kVNORMA GE AND004 Apoyos de chapa metlica para lneas areas hasta 36 kVNORMA GE AND009 Herrajes y accesorios para conductores desnudos en lneas MTNORMA GE AND010 Conductores desnudos para lneas areas hasta 36 kVNORMA GE AND009 Herrajes y accesorios para conductores desnudos en lneas MTNORMA GE AND007 Cortocircuitos fusibles de expulsin seccionadores hasta 36 kVNORMA GE AND008 Aisladores de vidrio para lneas areas de MTNORMA GE AND012 Aisladores de compuestos para lneas areas de MTNORMA GE AND014 Brazos aislantes de compuestos para lneas areas de MT

lineas electricas de media tension

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