CALCULOS MECANICOS LINEAS.docx

Catenaria Es una curva formada por un cable, cadena o cuerda suspendida de dos puntos que no están en la misma vertical. [3] Galileo Galilei reivindicó que dicha curva que formaba la cadena colgante era una parábola. Christian Huygens demostró a los 17 años que no era una parábola, pero no supo obtener la ecuación de la c atenaria. La ecuación finalmente fue encontrada por el propio Huygens, Johann Bernoulli y Gottfried Leibniz en el año 1691[8]. La ecuación analítica de la catenaria viene definida por :

    

. Siendo C el parámetro de la catenaria cuyas dimensiones son en metros. [1]

Por otra parte, si x=0, entonces y=C, lo que significa que el punto más bajo o vértice de la catenaria se encuentra a C unidades lineales (metros) del origen de ejes coordenadas cartesianas. [1]

Ecuación de la longitud

     

En líneas de transmisión de potencia, es necesario conocer la longitud del conductor suspendido entre dos puntos, por cuanto la longitud total de empleará para estimar el costo total del proyecto.

[1]

Discusión matemática del cable desnivelado, en el perfil topográfico de una línea de transmisión de potencia, los vanos no necesariamente son a nivel, incluso por las

    (|)    ((     (( (( ((

características geográficas, pueden diseñarse líneas que obligan a calcular por separado vanos continuos continuos con marcados desniveles. La ecuación de la catenaria para estos casos sigue siendo la misma. [1]

Ecuación de la longitud en desnivel: En donde el factor de corrección

))

)) es constante durante durante todo el proceso de estudio. [1] [1]

Vano Distancia horizontal entre dos estructuras consecutivas de una línea de transmisión. [3]

Tipos de vanos: Vano peso, Vano pesante o gravivano: Es la distancia horizontal entre los puntos, reales o ficticios, más bajos de un conductor a lado y lado del apoyo y se usa para calcular las cargas verticales (de tensión o de compresión) en los apoyos. Los denominados segmentos virtuales, corresponden a las distancias entre el apoyo y el punto más  bajo (fuera de la curva del conductor real) de la curva catenaria. Para efectos de vano peso se consideran como reales ya que la componente vertical adicional sobre la grapa es igual al peso del segmento virtual. En los perfiles, los segmentos virtuales deben indicarse con líneas punteadas.

Vano promedio: La distancia horizontal equivalente al promedio aritmético de las longitudes de los vanos individuales que constituyen el tramo respectivo de la línea. Vano regulador, de diseño o vano regla: Es un vano equivalente, fictici o, que permite obtener la tensión promedio en los vanos individuales de un tramo de la línea. Se usa  para la c onstrucción de la pla ntilla de locali zación de los apoyos y su propósito es determinar la longitud de vano representativa para escoger las tensiones a diferentes temperaturas y preparar las tablas de tendido. El vano regulador es mayor que el vano promedio y menor que el vano máximo. El cálculo de las tensiones con base en este vano pretende mantener la verticalidad de las cadenas en los apoyos de suspensión. Vano templado o tramo de tendido : Es el conjunto de vanos individuales consecutivos comprendidos entre dos apoyos de anclaje, terminales o retenciones. La tensión horizontal de tendido de conductores debe ser prácticamente igual en todos los vanos del tramo. El valor máximo del vano templa será fijado por edeq S.A. E.S.P., dependiendo de las condiciones ambientales de la zona, la tensión eléctrica de la línea, el conductor y el cable de guarda.

Vano viento o Eolovano Es la longitud del conductor o cable de guarda que es preciso considerar a fin de evaluar la fuerza que ejerce la presión del vano y cuyo punto de aplicación se sitúa en el  punto de suspensión del conductor conductor en la cadena de aisladores de la estructura. El valor del vano (vano viento) suficiente para la evaluación de la fuerza que ejerce el viento sobre el conductor es: [1] Ecuación para vanos a nivel:

 *  ((  )    +   

   

Dónde:

          (     )      ()          ( ()       ()()               

 ()        *  ( )   +       Ecuación de cambio de estado para vanos a desnivel:

Que es la ECE corregida por desnivel, siendo

el ángulo de desnivel; y

con vano horizontal a (m) y vano real b (m).

[1] Vano ideal de regulación en vanos de nivel: Generalmente entre dos soportes de amarre (o anclaje), se ubican otras de alineamiento, conformando un tramo de línea. Es posible encontrar un vano que empleado en el cálculo permite que los tiros  – vértices (To) tiendan a ser iguales, en todos los vanos del tramo. Por lo que si los tiros  – vértice son de templado e iguales en los vanos del tramo, entonces las cadenas de suspensión son verticales en todos los soportes de alineamiento en el tramo. Es evidente, que lo ideal en el tramo, es que los vanos sean iguales y por lo t anto los tiros lo serán también. Sin embargo, por la configuración del perfil de la línea, es To no es posible, y por ello determinaremos un vano de cálculo denominado “vano ideal de regulación” (VIR) que logre igualar los tiros – vértice en el tramo.

  ∑∑ Vano ideal de regulación con vanos a desnivel:

   ∑  ∑    ∑     ∑  [3 ]Flecha Es la distancia vertical medida de un conductor a la línea recta imaginaria que une los dos puntos de soporte del conductor en las estructuras. Como la flecha aproximada a nivel es:

   

En consecuencia, la flecha del conductor a desnivel es:

   

  

Ecuación que confirma que la flecha (aproximada) del conductor instalado a desnivel, es igual a la flecha del conductor si estuviera a nivel multiplicado por un factor de corrección igual a

  siendo

el ángulo de desnivel tal que:

[1]Saeta

Es la distancia vertical entre el punto de suspensión más bajo del cable y su vértice. Su ecuación es:

(  )

Tomando en cuenta la expansión de Taylor para el coseno hiperbólico y tomando solo dos términos de esa expansión, se obtiene esta ecuación:

 

PROPIEDADES MECANICAS

[]

Las propiedades mecánicas engloban la respuesta de los materiales en estado sólido a las cargas externas. Es por ello que se deben considerar las posibles respuestas en los metales ya que los conductores actualmente están realizados de materiales puros o de varios materiales, es decir aleaciones de los mismos, esto es debido a la necesidad de obtener buena conducción y resistencia de rotura ante esfuerzos.

Propiedades mecánicas de los materiales Las propiedades mecánicas de los tres grandes grupos de materiales son las siguientes: 

Metales: Podemos decir que los metales son materiales: resistentes, ya que soportan altas cargas sin romperse; dúctiles, porque se deforman plásticamente antes de romperse; elásticos y rígidos, ya que necesitan grandes tensiones para deformarse plástica y elásticamente respectivamente; duros porque se oponen a ser  indentados y resistente a la abrasión.



Cerámicos: Los materiales cerámicos son resistentes a la compresión, débiles a la tracción, elásticos, frágiles, duros y resistentes a la abrasión.



Polímeros: Los polímeros en general son flexibles, plásticos, dúctiles, débiles, blandos y poco resistentes al desgaste.

Las propiedades de los materiales usados en el diseño e implementación de línea s de transmisión garantizan su confiabilidad, durabilidad y tiempo de vida ya que son sistemas diseñados para durar por grandes cantidades de años, siempre y cuando se usen las reglamentaciones necesarias para diseño, se consideren los factores incidentes en la vida útil del sistema, entre los cálculos mecánicos su resistencia a esfuerzos y a las condiciones climatológicas, y luego de instalado su mantenimiento.

Acciones sobre los Conductores Acción de la temperatura [9] Debido a los cambios de temperatura, el conductor se dilata o se contrae. Esto origina variaciones en la tensión y en la flecha, que aunque no son muy importantes en vanos de pequeña longitud, deberemos tenerlas en cuenta en el cálculo mecánico.

Como la dilatación es lineal responde a la fórmula: en donde: LO: Longitud del cable a cero grados (m). L1: Longitud a la temperatura t (m). a: coeficiente de dilatación lineal ( ºC -1). t: temperatura considerada (ºC). Para hallar la variación de la longitud entre dos temperaturas diferentes t1 y t2 se hace:

Acción de la elasticidad [9] Cuando un conductor está sometido a una determinada tensión, se produce un alargamiento de su longitud que responde a la ley de Hooke. Llamando e al alargamiento elástico producido por un kilogramo, sobre un conductor de un metro de longitud y un milímetro cuadrado de sección, tendremos que en general, el alargamiento producido por una tensión T1 o T2 sobre un c onductor de longitud LO y sección S s erá:

y siendo el llamado módulo de elasticidad E = 1/e , se tiene: Ecuación que permite saber la variación de longitud del cable cuando está sometido a una variación de tensión, T1, T2.

Peso de un Cable y Acción del Peso Propio Como peso de un cable debe tomarse el que dé el catálogo del fabricante, una tabla de datos, una publicación técnica, etc., que ofrezca suficiente garantía. Se expresa en kg/m o en kg/km. [2]

La curva que forma el conductor es una parábola y la ecuación que relaciona la flecha con la tensión es:

La longitud del conductor es:

Al sustituir el valor de la flecha f en la longitud total L resulta: En esta fórmula se verifica la relación existente entre el peso unitario por unidad de longitud y la tensión a la que está sometido. [9]

Cálculos Mecánicos

[] []

En el estudio mecánico de una línea aérea intervienen varios aspectos, entre ellos el más importante de todos es la topografía y las características climáticas de la

zona. Los conductores de las líneas eléctricas no son hilos (salvo raras excepciones) sino cables, que no son homogéneos, ya que los que se utilizan en la actualidad, de aluminio-acero, son heterogéneos. En el diseño de una línea eléctrica lo primero que debe analizarse es la traza o el recorrido de la línea. De este análisis se obtienen las características topográficas y las características del suelo. Las características topográficas permiten definir las mejores soluciones en lo relativo a las distancias entre soportes y la altura y tipo de los mismos y las características del suelo permit en el estudio y cálculo de las fundaciones de los soportes. Los esfuerzos mecánicos y la altura definen el tipo de soporte a emplear. Los soportes pueden ser desde simples postes de madera hasta complicadas y costosas estructuras reticuladas de hierro, pasando por columnas de hormigón. El tipo de suelo suele influir en la elección del tipo de soporte .Cuando los suelos son muy húmedos (pantanos) hay que desestimar el uso de los postes de madera. El cálculo mecánico de una línea aérea comprende el cálculo de los esfuerzos en el conductor, el cálculo o selección de los soportes y el cálculo de las fundaciones. Tanto los conductores como los cables de guarda de las líneas de transmisión aéreas se encuentran sometidos a la i n fluencia de: -

Las variaciones de la temperatura ambiente La acción del viento La acción de los manguitos de hielo

Estas magnitudes de origen climatológico actúan sobre los cables modificando la tensión mecánica que se dio a los mismos cuando se hizo su tendido Las variaciones de la t emperatura alteran la longitud de aquellos, haciéndola mayor o menor, o sea, produciendo alargamientos o acortamientos. Si la temperatur a aumenta, la longitud del cable será mayor (alargamiento), la flecha también, y simultáneamente disminuirá la tensión mecánica. Si por el contrario, baja, la longitud de aquel será menor (acortamiento) será menor (acortamiento), la flecha disminuirá, y de modo simultáneo aumentara la tensión mecánica. Las modificaciones de la longitud de un cable se producen en función del coeficiente de dilatación lineal del mismo. El viento actúa como si se tratase de una sobrecarga, ya que al sumarse geográficamente con el peso propio del cable hace que el efecto sea el de un aumento  propio de dicho peso. Un manguito de hielo supone otra sobrecarga, de acción vertical, que se suma aritméticamente al peso propio del cable. En estos casos mencionados se supone que el vano entre apoyo permanece invariable. Es importante tener en cuenta las variaciones de temperatura y las sobrecargas que puedan presentarse para que en todo momento se cumplan las prescripciones reglamentarias, como son las de tensión máxima admisible, flechas (verticales o inclinadas), distancias de seguridad, etc. Con los valores de viento y/o de manguito de hielo y con las características del conductor se determina la carga por unidad de longitud. Esa carga por unidad de longitud se aplica junto con los valores de temperatura y las características del material conductor, a una ecuación de estado de aplicable a cables tensados y se obtienen los esfuerzos de tracción en los extremos del vano.

Cargas Aplicadas

[]

Al contemplar las cargas aplicadas a toda estructura de soporte de una línea de transmisión se debe tomar la contingencia predecible y su conjugación con las condiciones climáticas. Las cargas aplicadas obedecerán al cualquiera de las siguientes condiciones:

-

Cargas de diseño permanente (condiciones de ocurrencias previstas de operación)

-

Cargas eventuales (condiciones de tendido, mantenimiento, rotura de c onductores)

Cargas de diseño permanente Estas cargas corresponden a la operación permanente de la línea y para cuya determinación deberán contemplarse las condiciones climatológicas más severas  previsibles. Las cargas que actúan en las estructuras se calculan en la forma siguiente:

Carga Vertical La carga vertical se considera como el peso propio de la estructura más el peso de los aisladores, herrajes, conductores y cables de guarda. Para calcular la carga vertical debida a los conductores y cables de guarda se multiplica el claro de peso, definido como la distancia entre los puntos más bajos de dos catenarias adyacentes, por el  peso unitario de los conductores o cables.

Carga Transversal La carga transversal es la debida al viento, soplando horizontalmente y en ángulo recto a la dirección de la línea, sobre las estructuras, aisladores, herrajes, conductores y cables de guarda, más la debida a las componentes transversales de tensión mecánica de los conductores por cambio de dirección de la línea. Los cambios de dirección de una línea ocasionan también una fuerza transversal horizontal igual a 2Tsenθ/2, donde θ es el ángulo del cambio de direc ción y T es la tensión mecánica del conductor. Para calcular la transversal debida al viento sobre conductores y cables de guarda, se multiplica el claro de viento, definido como la semisuma de dos claros adyacentes, por la carga unitaria de viento sobre los conductores o cable.

Carga Longitudinal La carga longitudinal es la debida a las componentes de las tensiones mecánicas de los conductores y cables de guarda ocasionada por desequilibrio a uno y otro lado de una estructura, por cambio de tensión de los conductores, por remates o por conductores rotos. Las cargas longitudinales aplicadas sobre la estructura de transmisión en condiciones de conductores intactos obedecerán a los siguientes a spectos:

-

Presión del viento aplicado a 45° de incidencias.

-

Presión del viento aplicado en sentido paralelo a la línea

-

Cargas desequilibradas en estructuras de amarre sujetos a tensiones de regulación diferentes.

El viento incidente a 45° sobre la estructura presentara cargas que a pesar de ser inferiores en sentido transversal y longitudinal individualmente a otras hipótesis, su componente resultante puede ser de relevancia para el diseño definitivo de la línea. El viento paralelo a la línea tendrá su efecto total sobre la estructura, siendo importante a medida que la estructura sea de cuerpo “ancho”.

Cargas Del Viento La presión del viento sobre los componentes los componentes de una línea será de gran importancia por cuanto tendrá incidencia notable sobre la tensión del conductor, la carga neta aplicada transversalmente a los mismos, la carga sobre los elementos físicos de construcción y finalmente sobre la misma estructura. Muchos son los estudios que permiten transferir el término “velocidad” a elementos representativos de “presión”. El punto equivalente de aplicación de fuerzas (centro de gravedad) producido por el viento sobre las estructuras tipo vertical (tipo normalizado para 115kV y 230 kV) estará ubicado entre 1/3 y 1/2 de la altura total de la estructura. Dada la altura promedio máxima total de las estructuras comúnmente en uso se tendrá: Promedio máximo = 26 metros (115 kV) Promedio máximo = 30,6 metros (230 kV) Curvas de vientos extremos han sido elaboradas en distintos países utilizando su data existente, este no es el caso de Venezuela que adolece de una recopilación completa. Actualmente y como estudio paralelo al presente informe se realiza un estudio de vientos para un grupo de estaciones climatológicas distribuidas a lo largo del  país. La presencia de un número reducido de estaciones de primer orden y lo laborioso de cada análisis obliga a restringir dicha evaluación a un número limitado de estaciones. Para la fecha del documento se tienen los siguientes resultados para tres estaciones climatológicas que se citan.

Estación

Ubicación

Vientos 5 s 100 años de recurrencia

Maracay

Estado Aragua

108 Km/h

Barquisimeto

Estado Lara

109 Km/h

Mene Grande

Estado Zulia

131 Km/h

Carga De Hielo Las cargas de hielo son todas las combinaciones de agua congelada que se adhiere a las líneas de transmisión como la escarcha, nieve, etc. Se cubre dos tipos  principales de nevada: La precipitación de hielo y escarcha. Las líneas de transmisión pueden atravesar una región montañosa donde pueden existir considerables  precipitaciones de caída de hielo.

[]

El hielo que se puede formar alrededor del conductor hace aumentar considerablemente el peso del mismo, por lo que se eleva la tensión, pudiendo llegar a la rotura. [8] Sin embargo, la presencia del hielo no tiene carácter regular, sólo se presenta en determinadas épocas del año y con intensidad muy variable. [1] Es importante, también analizar el efecto que origina una sobrecarga de helo diferente a ambos vanos adyacentes a un soporte; el resultado, como es lógico, es un tiro diferente en ambos lados, originando una resultante (kg) en la estructura; así mismo en el momento del deshielo, el manguito se desprende bruscamente del cable conductor; esta caída evidentemente no sincronizada en todos los vanos, hace aparecer tiros longitudinales que se complican con efectos dinámicos. [1] El hielo actúa de forma vertical, por lo que se suma al peso propio del conductor :

PT = P + P H [7]

TIRO Y ESFUERZO [1] Tiro Cualquier punto del conductor está sometido a un tiro (cuya unidad es Kilogramos) con un valor que se puede determinar mediante la siguiente ecuación:

  

   

Cuando x = 0 entonces pero como To es la componente horizontal del tiro en cualquier punto del conductor, entonces el tiro en el vértice es T consecuencia el tiro vertical Tv deberá ser igual a

o

Kg. En

     Esfuerzo Es frecuentemente utilizado en reemplazo del tiro, en razón que sus valores son más pequeños. El esfuerzo del conductor, se define como el cociente de dividir el tiro por la sección.

    

Siendo T el tiro en cualquier punto conductor medido en Kilogramos y A la sección transversal del conductor medida en mm 2. Interpretando la ecuación

Se puede afirmar que “el tiro en un punto cualquiera del conductor extendido, es i gual al peso del c onductor del longitud igual a su ordenada”.

Tiro y Esfuerzo en el Extremo Conocer el valor del tiro en el extremo del conductor, es necesario porque permite conocer el máximo valor de Kilogramos a que se verá sometido el soporte y como se sabe, la componente horizontal de este tiro es To, valores indispensables para el diseño de estructuras. Para conductores a nivel, el tiro en los extremos del conductor son iguales porque se encuentran ubicados en la misma ordenada. Por lo que es deseable que las estructuras estén instaladas a la misma “cota” para aprovechar este efecto.

             

Que es el tiro en el extremo derecho del conductor con unidades en Kilogramos y evidentemente

Obteniendo los esfuerzos en los extremos

Siendo medido en unidades de Kilogramos sobre milímetros cuadrado, por otra parte es evidente también que para el conductor a nivel

Parámetro en Función del Tiro Máximo [1]

Físicamente, el máximo tiro que probable aplicar al conductor (y que a su vez es transmitido a su estructura), deberá ser menor que el tiro de rotura obtenido por   pruebas y dado por el fabricante. Dicho valor se obt iene dividiendo el tiro de rotura por un coeficiente de seguridad generalmente asignado por el diseñador o dispuesto por  normas, es decir:

  

Donde TR es el tiro de rotura del conductor medido en Kilogramos y “cs” es el coeficiente de seguridad y TMAX es el tiro máximo aplicado al conductor. El tiro máximo a aplicar al conductor deberá ubicarse en el punto más desfavorable, es decir en el extremo del conductor.

Distancias Mínimas de Seguridad Las distancias mínimas de seguridad aplicadas, son tomas de las normas generales de CADAFE (para el caso de Venezuela obviamente), las cuáles son utilizadas  para limitar la posibilidad de contacto por persona con las líneas, asegurarse que las instalaciones eléctricas guarden sus respectivas distancias con edificios, caminos de líneas, etc. Al estar estas distancias ya tabuladas y propiamente normalizadas, no se adjuntan en este trabajo (a modo de respetar los cri terios de “no usar imágenes”). No obstante, es importante destacar que las alturas varían según el nivel de tensión, por lo que es importante remitirse a la norma correcta al momento de embarcarse en la realización de proyectos. Así pues se toman en cuenta, la distancia vertical sobre el nivel del suelo representada por valores referidos a la altura mínima que deben guardar los conductores y cables de líneas aéreas, respecto del suelo, agua, y parte superior de rieles de vía s férreas, para nombrar algunos de los parámetros considerados en la norma.

APLICACIÓN PRÁCTICA. EJEMPLOS DE PROBLEMAS Y SUS CÁLCULOS [1] Problema Número 1 El parámetro de la catenaria de un conductor es 2000m, tendido en un vano de 600m. Determinar la longitud y flecha del mismo.

Solución: De la ecuación

  ( )    ( )

Siendo a=600m, C=2000m entonces L’=602.2525m Utilizando la ecuación:

; f’= 22.542m

Si se utiliza para el cálculo de la flecha la fórmula aproximada:

     

Problema Número 2 En el gráfico adjunto, el peso unitario del conductor suspendido es 2.2kg/m, siendo el tiro en el vértice 1800kg. Determinar la flecha del conductor. Solución: De la ecuación se obtiene la catenaria, usando los valores datos:

 

; C = 818.18182m

De la ecuación

   ( )

, se obtiene la fecha (a=750m)

f' = 87.452m Si se calcula (la flecha) con la fórmula aproximada:

     

Problema Número 3 Un cable de 1225m. Se encuentra tendido en un vano de 1060m con desnivel de 580m. Determinar la saeta del cable. Solución.- Se determina en primer lugar el parámetro de la catenaria utilizando la fórmula siguiente:

 √             √         ( )                         Por otra parte: Por tanto:

Longitud del cable si estuviera a nivel:

Abscisa del medio vano:

y las abscisas de los extremos serán

El valor de la saeta es entonces:

()()

Problema Número 4

  ( )( )            ( )                      

El conductor Falcon (ACSR, 39.2mm , 3.040kg/m, TR=24500kg), está suspendido en un vano de 1400m, si a la temperatura de 0 6.35mm, y un tiro en el vértice de 5291.67kg, determinar la saeta del cable, si el desnivel es 160m. Solución:



, tiene una costra de hielo de

= 0.84kg/m

Determinación de la abscisa del medio vano x m . Longitud si el vano fuer a nivel:

entonces:

Abscisas de los extremos:

El valor de la saeta es entonces:

()( ) NORMAS NACIONALES  Normas Generales para Proyectos de Líneas de Transmisión a 115kV y 230kV. 1985 [NPT-01] Estas Normas Generales contienen t odos los reglamentos, disposiciones, requerimientos, etc., exigidos por CADAFE para sus líneas de transmisión y que deben contemplarse en el proyecto de las mismas.  Apartados de Interés dentro de la Norma: Parte VI. Criterios de Diseño

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VI.1 Cálculo Térmico. Se deberá verificar la temperatura de operación del conductor para transmisión de potencia nominal y potencia de emergencia, bajo las condiciones que se citan (en la norma). Entre ellas que la temperatura de operación del conductor no debe exceder los 100 por más de 600 horas al año durante la vida útil de la línea;  por lo general, los parámetros normalizados se consideran bajo temperatura ambiente media máxima y viento de 2194km/h. VI.4 Distancias Mínimas y Aislación. Se establecen criterios y límites para la determinación del aislamiento necesario, distancias mínimas a tierra y longitud de las cadenas de aisladores en las estructuras para líneas de transmisión a 115kV y 230kV. Ofrece información concerniente al número de aisladores (según el tipo, ubicación y los niveles de polución) a utilizar según el nivel de tensión. VI.5 Separaciones Mínimas con Respecto a Objetos. Se exponen los criterios, parámetros y valores límites necesarios para definir de manera adecuada las separaciones mínimas entre las partes energizadas de la línea de transmisión y los objetos vecinos a ella. VI.6 Cargas Mecánicas sobre Estructuras. Se mencionan los tipos de cargas a considerar, especificando las presiones de viento a utilizarse en el diseño de las estructuras, coeficientes de seguridad, diferentes hipótesis de las cargas a las que podrían someterse los conductores y las estructuras y otras numerosas consideraciones a tener en cuenta por el proyectista.  Normas Generales de Diseño para Líneas de Transmisión a 400kV y 800kV. 1984[NPT-04] Estas normas contienen reglamentos, disposiciones, requerimientos, etc., exigidos por CADAFE para los trabajos topográficos, estudios y diseño de líneas de transmisión a 400 y 800kV, pertenecientes a CADAFE.  Apartados de Interés dentro de la Norma: Capítulo 9.0.: Criterios de Diseño Eléctrico; Capítulo 10.0: Criterios de Diseño Mecánico Sección 9.3: Distancias Mínimas de los Conductores. Estos criterios establecen las condiciones y valores mínimos de distancias desde los conductores de la línea de transmisión a 400 y 800kV, a cualquier objeto físico (Líneas, estructuras, etc.) y al suelo. Salvo que se indique otra cosa, las distancias verticales se calculan para condiciones de flecha máxima de los conductores de la línea sin viento.

Las distancias especificadas en la norma (según así lo describe el alcance de este apartado) se pueden incrementar en el caso que se requiera debido a oscilaci ones del conductor y el cable de guarda. “Las distancias mínimas establecidas, deberán incrementarse o el campo el éctrico deberá ser reducido según se requieran para limitar la corriente a tierra por efectos electrostáticos a 5mA RMS; y la intensidad del campo no deberá exceder de 10kV/m a nivel de ti erra”. Se establecen distancias mínimas a tierra, de cruce con otras líneas y distancias horizontales mínimas, cada una de ellas tabuladas y normalizadas según objetos cercanos y afines. Sección 10.3: Cargas Climáticas. Contempla Viento y Temperatura. “Se deberán obtener los datos meteorológicos necesarios de los organismos competentes, para el establecimiento de los parámetros a ser utilizados en la determinación de las cargas climáticas. Los datos deberán ser tabulados y analizados para determinar los valores de diseño recomendables”. Sección 10.5: Cargas de Viento. Estipula las relaciones matemáticas a utilizar para calcular el efecto de la presión del viento sobre los componentes de la línea, sean estos: estructuras, conductor y cable de guarda, y c adena de aisladores. Sección 10.6: Cargas Mecánicas sobre el Conductor y el Cable de Guarda. Contempla vibraciones eólicas (“bajo ninguna condición, la vibración del conductor y del cable de guarda producirá un valor de deformación mayor a 300microstrains y 150microstrain - amplitud pico a pico - , respectivamente”) tensiones límites, tensiones y flechas de diseño y otras consideraciones especiales. Sección 10.7: Cargas Mecánicas sobre Estructuras. El apartado contempla tipos de cargas sobre estructuras (verticales, transversales y longitudinales: viento sobre conductores, viento sobre cables de guarda, viento sobre aisladores, herrajes y cualquier otro componente permanentemente instalado sobre la estructura., viento sobre la estructura y otros), hipótesis de carga, factores de seguridad para el diseño y otras consideraciones especiales (estructuras tipo y vanos gravantes negativos). Otras normas relacionadas:    

Código Eléctrica Nacional (CODELECTRA)  Normas de Montaje para Líneas de Transmisión [NPT-03]  Norma de Seguridad en el Mantenimiento de Líneas y Redes de Distribución Aérea [244-08]  Norma de Mantenimiento de Líneas Energizadas de Transmisión [442-05]

REFERENCIAS

LIBROS [1] BAUTISTA RIOS, J.  Líneas de transmisión de potencia. Aspectos mecánicos y conductores. Volumen I. Pre edici ón 2001. Lima – Perú. [2] CHECA, L. Líneas de transporte de energía. Tercera edición. Grupo editor Alfaomega. México.

TRABAJOS DE GRADO [3]Barreto (2003).  Diseño electromecánico de líneas de transmisión en 69 kV. Ventajas del empleo asistido por computadora. Informe para optar por el título de Ingeniero Mecánico Electricista. Universidad de San Carlos de Guatemala.

DOCUMENTOS TECNICOS [4] Empresa C.A.D.A.F.E. Guía para la selección de estructuras en líneas de subtransmisión y redes de distribución aérea. [5] Empresa C.A.D.A.F.E. Normas Generales de Diseño para Líneas de Transmisión a 400kV y 800kV. 1984[NPT-04] [6] Empresa C.A.D.A.F.E. Normas Generales de Diseño para Líneas de Transmisión a 400kV y 800kV. 1984[NPT-04]

GUÍAS [7] Carrion Tejera, A. Cálculo del esfuerzo de viento en apoyo de líneas eléctricas aéreas.

FUENTES EN LINEA [8] Jímenez, A. La curva catenaria. Fuente: http://www.xatakaciencia.com/matematicas/la -curva-catenaria. (Consultado: Abril 10 de 2012) [9]Página Web. Acciones sobre los Conductores. Fuente: http:/ /bdd.unizar.es/pag8/Tomo1/TEMA5/5-3.HTM (Consultado: Abril 7 de 2012)