Comisión Federal De Electricidad: Especificación Para Diseño De Líneas De Transmisión Aéreas

COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD

ESPECIFIC ESPECIFICA A CIÓN PARA DISEÑO DISEÑO DE LÍNEAS L ÍNEAS DE TRANSMISIÓN A ÉREAS CPTT-DDLT-001/02

JUNIO 2009

MÉXICO

ESPECIFICACION ESPECIFICACION PARA DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN TRANSMISIÓN AEREAS A EREAS

CPTT-DDLT-001/02

INDICE 1. 2. 3. 4. 5. 5.1 5.1.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.1.5 5.1.6 5.1.7 5.1.8 5.1.9 5.1.9 5.1.10 5.1.10 5.2. 5.2. 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.2.6 5.2.7 5.2.8 6. 240206

OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN...................... APLICACIÓN................................... ..................... ........ NORMAS NORMAS Y ESPECI ESPECIFIC FICACI ACIONE ONES S QUE APLICA APLICAN.. N..... ...... ...... ..... ..... ...... ...... ...... ..... .. ABREVIA ABREVIATURAS TURAS..... .......... .......... ......... ......... .......... .......... ......... ........ ......... ......... ......... .......... ......... ........ ......... .......... ....... DEFINICIONE DEFINICIONES.... S........ ........ ........ ......... ......... ........ ......... ......... ......... ......... ......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... ....... ACTIVI ACTIVIDAD DADES ES DEL PROYEC PROYECTO TO ELECTR ELECTROME OMECÁN CÁNICO ICO... ...... ...... ...... ...... ..... .. DATOS DE ENTRADA.... ENTRADA........ ........ ......... .......... ......... ........ ......... .......... ......... ......... .......... ......... ........ ......... ......... .... CARACT CARACTERÍ ERÍSTI STICAS CAS GENERA GENERALES LES DEL POISE. POISE.... ...... ...... ..... ..... ...... ...... ...... ...... ...... ..... SILUETA SILUETA ELÉCTRICA ELÉCTRICA DE ESTRUCTURAS. ESTRUCTURAS..... ......... .......... ......... ......... .......... ......... ......... ..... PLANO GENERAL GENERAL DE TRAYECTORIA TRAYECTORIA.... ........ ........ ......... ......... ......... .......... ......... ........ ......... ....... DETALLE EN PLANTA Y PERFIL DE LLEGADAS, SALIDAS SALIDAS Y ENTRONQUES. ENTRONQUES..... ......... ......... ........ ......... ......... ......... .......... ......... ......... .......... ......... ........ ........ .... COORDINACI COORDINACIÓN ÓN DE AISLAMIENTO AISLAMIENTO.... ........ ........ ......... ......... ........ ........ ......... ......... ........ ......... ....... RELACIÓN RELACIÓN DE ESTRUCTURAS. ESTRUCTURAS..... ......... ......... ......... .......... .......... ......... ........ ......... ......... ........ ......... ....... CABLES Y HERRAJES.. HERRAJES....... ......... ......... .......... ......... ......... .......... ......... ........ ......... .......... ......... ........ ......... ......... .... DATOS METEOROLÓGI METEOROLÓGICOS.. COS...... ........ ......... ......... ........ ......... .......... ......... ......... .......... ......... ......... ......... .... PLANOS PLANOS DE PLANTA PLANTA,, PERFIL PERFIL Y PROYEC PROYECTO. TO.... ...... ...... ...... ...... ...... ..... ..... ...... ...... ...... ... LIMITACION LIMITACIONES ES AMBIENTALES.. AMBIENTALES....... .......... ......... ......... .......... ......... ......... .......... ......... ......... .......... ....... .. DESARR DESARROLL OLLO O DEL DISEÑO DISEÑO ELECTR ELECTROME OMECÁN CÁNICO ICO... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... .. LOCALIZACIÓ LOCALIZACIÓN N DE ESTRUCTURAS ESTRUCTURAS..... ......... ........ ........ ......... .......... ......... ........ ......... ......... ........ .... SISTEMA DE TIERRAS....................... TIERRAS....................................... ............................. .......................... .................. ..... INGENIERÍA DE DISTRIBUCIÓN DE CABLE CON FIBRAS ÓPTICAS INTEGRADAS. INTEGRADAS...... ......... ........ ......... .......... ......... ........ ........ ........ ......... ......... ......... .......... ......... ........ ........ ........ ...... SISTEMA SISTEMA DE AMORTIGUAM AMORTIGUAMIENTO IENTO.... ........ ......... .......... .......... ......... ........ ......... ......... ......... ......... .... SEPARADORES........................... SEPARADORES............. ........................... ........................... ........................... .......................... ............... SEÑALIZACIÓN......................... SEÑALIZACIÓN....................................... ............................ .......................... .......................... ................. ... RESTRICCION RESTRICCIONES ES DEL DISEÑO DISEÑO ELECTROMECÁ ELECTROMECÁNICO. NICO..... ......... .......... ........ ... INGENIERÍA PARA INSTALACIÓN DE CABLE CONDUCTOR EN ESTRUCTURAS EXISTENTES.......................... EXISTENTES......................................... ........................... ................ .... DOCUMENTOS DOCUMENTOS DE SALIDA SALIDA DEL PROYECTO... PROYECTO........ ......... ......... .......... ......... ......... ....... ..

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3 3 4 5 6 6 6 6 6 7 7 7 7 8 9 9 9 9 12 14 15 17 18 18 22 22 1

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7. 8. 8.1 8.2 9.

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REVISIÓN REVISIÓN DEL DISEÑO DISEÑO ELECTROMEC ELECTROMECÁNICO ÁNICO..... ......... ........ ......... ......... ......... ......... .... 25 DESARROLLO DESARROLLO DEL PROYECTO PROYECTO CIVIL.... CIVIL........ ........ ........ ........ ......... ......... ......... ......... ......... ....... 26 INGENIERÍA INGENIERÍA DE LAS ESTRUCTURAS ESTRUCTURAS.... ........ ......... .......... ......... ........ ......... ......... ......... ......... ...... 26 INGENIERÍA INGENIERÍA DE CIMENTACI CIMENTACIONES. ONES...... .......... ......... ......... ......... ........ ........ ........ ........ ......... ......... ...... 26 ANEXOS............................. ANEXOS............................................. ............................. .......................... .......................... ..................... ........ 28 ANEXO 1. MEMORIA DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO MECÁNICO DE CABLES.  ANEXO 2. FORMATO DE PLANO PARA PERFIL EN CRUZ.  ANEXO 3. FORMATO DE HOJA PARA DISTRIBUCIÓN DE ESTRUCTURAS.  ANEXO 4. LIBRAMIENTOS Y SEPARACIONES MÍNIMAS EN CRUCES.  ANEXO 5. EJEMPLO DE CRUZAMIENTO AÉREO CON CARRETERAS.  ANEXO 6. EJEMPLO DE CRUZAMIENTO AÉREO CON FERROCARRIL.  ANEXO 7. FORMATO DE PLANO DE PLANTA, PERFIL Y PROYECTO.

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1.

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OBJETIVO OBJ ETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN APL ICACIÓN

Esta especificación tiene por objeto el definir, tipificar y establecer los lineamientos y requerimientos mínimos, que deben cumplir los diseños de Líneas de Transmisión aéreas a cargo de la Coordinación de Proyectos de Transmisión y Transformación (CPTT). Es aplicable al diseño de Líneas de Transmisión con tensiones nominales desde 69 hasta 400 kV. 2.

NORMAS Y ESPECIFICACIONE ESPECIFICACIONES S QUE APLICAN APL ICAN IDENTIFICACION

CFE 00J00-52 CFE 511B0-36 CFE C0000-42 CFE C0000-43 CFE E0000-18 CFE E0000-21 CFE E0000-22 CFE JA100-64 CFE J6100-54 CFE J1000-50 NRF-005-CFE-2002 NRF-014-CFE NRF-015-CFE NRF-017-CFE-2006 NRF-018-CFE NRF-042-CFE NRF-043-CFE 240206

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DESCRIPCION Red de puesta a tierra para estructuras de líneas de transmisión aéreas de 69 kV a 400 kV en construcción. Amortiguadores de vibración tipo stockbridge para Líneas de Transmisión. Anclas de fricción para cimentación. Estudios geotécnicos para estructuras de Líneas de Transmisión. Cables de aluminio con cableado concéntrico y núcleo de acero con recubrimiento de aluminio soldado (ACSR/AS). Cable de guarda con fibras ópticas. Cables de guarda. Cimentaciones para estructuras de Líneas de Transmisión. Postes metálicos para Líneas de Transmisión y Subtransmisión. Torres para Líneas de Subtransmisión y Transmisión. Aisladores de suspensión sintéticos para tensiones de 13,8 kV a 138 kV. Derechos de Vía. Requerimientos para la construcción de ductos metálicos, en paralelo y en cruces, con Líneas de Transmisión de 115 kV o mayores. Cable de aluminio con cableado concéntrico y núcleo de acero galvanizado (ACSR). Aisladores tipo suspensión de porcelana o de vidrio templado. Señalización de Líneas de Transmisión aéreas y subterráneas (cables de potencia), para la inspección aérea, tráfico aéreo, marítimo y terrestre. Herrajes y conjuntos de herrajes para Líneas de Transmi3

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IDENTIFICACION NRF-044-CFE IEEE Committee Report

IEEE 738 CIGRE, Task Force B2.12.3 EPRI NMX-J-150/1-ANCE1997 NMX-J-150/2-ANCE2004 NOM-001-SEDE-2005 CPTT-DSS-001/05 Documentos Meteorológicos SACPASI NI7915 SACPASI NC7011 S/N 3.

DESCRIPCION sión Aéreas con tensiones de 115 kV a 400 kV. Aisladores de suspensión sintéticos para líneas de transmisión en tensiones de 161 kV a 400 kV. Standardization of Conductor Vibration Measurements” IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems. Vol. PAS-85, No.1, Jan 1966. Standard for Calculating the Current-Temperature of Bare Overhead Conductors SAG-TENSION CALCULATION METHOD OR OVERHEAD LINES, Technical Brochure No. 324.

Transmission Line Reference Book-Wind Induced Conductor Motion” Electric Power Research Institute. Orange Book. Coordinación de Aislamiento Parte 1: Definiciones, Principios y Reglas. Coordinación de Aislamiento Parte 2: Guía de Aplicación. Instalaciones Eléctricas (utilización). Especificación para levantamientos topográficos de Líneas de Transmisión. Base de datos meteorológicos, Manual de Obras Civiles de CFE. Mapa de isodensidades rayos a tierra (IIE). Boletín meteorológico y mapa del atlas del agua (SARH). Información emitida por CNA. Instrucción de trabajo para la elaboración de planos. Procedimiento de diseño y desarrollo. Manual de Diseño de Obras Civiles diseño por viento CFE/IIE.

ABREVIATURAS

CFE CPTT SACPASI CNA SCT NMX NOM  ACI  ANSI 240206

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Comisión Federal de Electricidad Coordinación de Proyectos de Transmisión y Transformación Sistema de Administración de Calidad, Protección Ambiental y Seguridad Industrial (CFE-CPTT) Comisión Nacional del Agua. Secretaría de Comunicaciones y Transportes. Norma Mexicana. Norma Oficial Mexicana. American Concrete Institute. American National Standards Institute 4

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 ASCE  ASTM kV CMH CV DESD POISE CGFO CDFO 4.

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American Society of Civil Engineers American Society for Testing and Materials Kilovoltios Claro Medio Horizontal Claro Vertical Densidad equivalente de sal depositada Programa de Obras e Inversión del Sector Eléctrico. Cable de Guarda con Fibras Ópticas Cable Dieléctrico con Fibras Ópticas

DEFINICIONES

Para esta especificación aplican las siguientes definiciones:  Autopista de primer orden

Vía de circulación de automóviles y vehículos de carga; con dos bandas de circulación, una para cada sentido, separadas entre sí por una franja ancha de terreno o por vallas de protección, con al menos carril y medio de circulación en cada banda, arcenes laterales en cada banda, curvas poco pronunciadas, entradas y salidas con carriles, separados de los principales, de desaceleración y de aceleración.

Claro efectivo

Se refiere a la distancia horizontal entre dos estructuras consecutivas.

Claro medio horizontal

Es el valor obtenido de la semisuma de los claros adyacentes a la estructura de referencia.

Claro vertical

Es el valor de la distancia horizontal existente entre los dos puntos más bajos de las catenarias adyacentes a la estructura de referencia.

Comisión

Comisión Federal de Electricidad.

Contratista

La empresa que establece contratos de obra pública o de servicios relacionados con las mismas.

Creep (Fluencia metá- Propiedad de los cables que produce pérdida de la resislica) tencia mecánica del conductor, provocada por las condiciones de carga a las que se ve sometida el cable, dando como resultado una deformación permanente de la longitud del cable y un aumento en la magnitud de la flecha, denominado flujo plástico. Contraperfil 240206

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Se refiere a los perfiles transversales con respecto al eje 5

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de la Línea de Transmisión. Deflexión

Es el ángulo de cambio de dirección en la trayectoria de la línea de transmisión.

Documentos Técnicos Se refiere a todos los planos, memorias de cálculo, estudios y reportes técnicos que se generen durante el desarrollo del proyecto. Entronque

Se refiere al punto de conexión entre dos Líneas de Transmisión.

Separadoramortiguador

Dispositivo mecánico que se utiliza para atenuar la amplitud de las vibraciones eólicas en los conjuntos de dos o más cables conductores de una misma fase en líneas de transmisión aéreas. Típicamente consiste de grapas que sujetan los conductores y unidas por un marco central.

Separador Flexible

Dispositivo que se utiliza para mantener separados los cables de una misma fase por medio de varillas preformadas o un elemento rígido con articulaciones que permite el movimiento relativo entre conductores de fase en todas las direcciones.

Separador Rígido

Dispositivo que se utiliza para mantener separados los cables de una misma fase por medio de un elemento rígido sin articulaciones en los puntos de sujeción al cable y que no permite el movimiento relativo entre conductores de fase en ninguna dirección.

Temperatura coincidente

Es la temperatura ambiente que se presenta con la condición de viento máximo.

Tramo de tendido del Proyecto

Se refiere a la serie de claros efectivos comprendidos entre dos estructuras de tensión.

Uso mecánico de la estructura

Es la conjunción de los tres parámetros anteriores deflexión / claro medio horizontal / claro vertical.

Utilización de la estructura

Es la Conjunción de los parámetros eléctricos considerados para diseño como es la tensión en kilovolts / cantidad de circuitos / cantidad de conductores por fase y altura sobre el nivel del mar.

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5. 5.1

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ACTIVIDADES DEL PROYECTO ELECTROMECANICO DATOS DE ENTRADA 5.1.1

CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL POISE

5.1.2

SILUETA ELÉCTRICA DE ESTRUCTURAS

Para estructur as de CFE normalizadas En este concepto se debe verificar el cumplimiento de las distancias mínimas eléctricas fase a tierra, considerando la longitud del conjunto de aisladores con sus herrajes, y los conductores de fase contra cualquier parte metálica del cuerpo de la estructura a utilizar. Igualmente, se debe verificar que las distancias eléctricas sean suficientes por efecto de la altitud sobre el nivel del mar. Para estructuras d e nuevo diseño Este concepto se refiere al dimensionamiento eléctrico de la estructura considerando los siguientes datos: -

-

5.1.3

Utilización eléctrica de la estructura Uso mecánico de la estructura Velocidad regional de viento para un periodo de retorno de 50 años Temperatura máxima de diseño Angulo de blindaje Angulo de salida del cable en la estructura con respecto al punto de sujeción Altura sobre el nivel del mar Tensión máxima de operación PLANO GENERAL DE TRAYECTORIA

Este documento se debe utilizar para la ejecución de las actividades previas de CFE y para que el Contratista ejecute el levantamiento topográfico aplicando la ESPECIFICACIÓN PARA LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN , incluyendo la identificación de la altura sobre el nivel del mar,

condiciones orográficas, hidrológicas, cruces con vías de comunicación, cruce con Líneas de Transmisión, núcleos de población y áreas naturales protegidas.

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5.1.4

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DETALLE EN PLANTA Y PERFIL DE LLEGADAS, SALIDAS Y ENTRONQUES

Llegadas y Salidas Este documento sirve como referencia para definir las llegadas y salidas de las Líneas de Transmisión, así como los tipos de estructuras y su ubicación con respecto a las bahías asignadas al proyecto en las Subestaciones. La localización en sitio de las estructuras de salida y llegada a la subestación debe ser congruente con el proyecto de la subestación correspondiente. Entronques Este documento sirve para definir el detalle en donde se localizara el entronque. Se debe obtener en sitio la información necesaria de la Línea de Transmisión existente, con el objeto de determinar los parámetros eléctricos y mecánicos para dar la solución de diseño en las estructuras involucradas en el arreglo del entronque. 5.1.5

COORDINACIÓN DE AISLAMIENTO

Este documento sirve para determinar la cantidad y tipo de aisladores, considerando lo indicado en la Norma Mexicana NMX-J-150/1-ANCE-1997 “Coordinación de Aislamiento Parte 1: Definiciones, Principios y Reglas” y en la NMX-J150/2-ANCE-2004 “Coordinación de Aislamiento Parte 2: Guía de Aplicación” .  Así mismo ambas Normas Mexicanas establecen los requisitos para las separaciones mínimas de seguridad entre conductores de líneas aéreas, así como las que éstos deben cumplir con sus soportes, retenidas y cables de guarda, cuando están instalados en una misma estructura. 5.1.6

RELACIÓN DE ESTRUCTURAS

En este documento se indica la relación de estructuras normalizadas, de las cuales se deben seleccionar aquellas que de acuerdo a las condiciones particulares de cada proyecto apliquen. 5.1.7

CABLES Y HERRAJES

Cables

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CFE define los tipos de cables que deben ser considerados en el diseño de la Línea de Transmisión. Las características de los cables seleccionados se encuentran señaladas en las especificaciones CFE E0000-18 CABLES DE ALUMINIO CON CABLEADO CONCÉNTRICO Y NÚCLEO DE ACERO CON RECUBRIMIENTO DE ALUMINIO SOLDADO (ACSR/AS), NRF-017-CFE-2006 CABLE DE ALUMINIO CON CABLEADO CONCÉNTRICO Y NÚCLEO DE ACERO GALVANIZADO (ACSR), CFE E0000-21 CABLE DE GUARDA CON FIBRAS ÓPTICAS y CFE E0000-22 CABLES DE GUARDA .

Herrajes Las características de los herrajes se encuentran señaladas en la Norma de Referencia NRF-043 HERRAJES Y CONJUNTOS DE HERRAJES PARA LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS CON TENSIONES DE 115 kV A 400 kV . Herrajes para cable condu ctor Todos los herrajes deben ser del tipo “Libre de Efecto Corona”, adecuado para mantenimiento con línea energizada (Hot Line). Las grapas de suspensión deben estar diseñadas para absorber las variaciones de las pendientes de entrada y salida de los cables, sin que se generen esfuerzos adicionales de fatiga en el punto de amarre con el cable. Utilización de herrajes cortos Para los conjuntos de suspensión para cable conductor a instalar en postes troncocónicos, estructuras “H” formadas por postes de concreto o madera y en las cadenas en “V” de la fase central de las torres de un circuito con disposición de fases horizontal, se deben utilizar herrajes cortos. 5.1.8

DATOS METEOROLÓGICOS

Se refiere a las consideraciones meteorológicas que aplican en el proyecto, como son: Temperatura de las regiones de la trayectoria: Máxima (grados C) Media (grados C) Mínima (grados C) Coincidente (grados C) Presencia de hielo 240206

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Velocidades Regionales del Viento Con período de retorno de 10 años (km/h) Con período de retorno de 50 años (km/h) Presiones de viento en cables (Pascales) Reducida asociada a una velocidad regional con un periodo de retorno de 10 años y se considera el 50% de la velocidad regional. Máxima asociada a una velocidad regional con un periodo de retorno de 50 años. 5.1.9

PLANOS DE PLANTA, PERFILY PROYECTO.

 A partir de la trayectoria definida por CFE, el Contratista debe realizar los traba jos de topografía y generar los planos de acuerdo a lo indicado en el  ANEXO 7. FORMATO DE PLANO DE PLANTA, PERFIL Y PROYECTO   y en la “ ESPECIFICACIÓN PARA LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN”. 5.1.10 LIMITACIONES AMBIENTALES Se refiere a los aspectos ambientales que se deben aplicar dentro de las actividades de diseño, mismos que se encuentran manifestados en los requerimientos establecidos en las características particulares del proyecto. 5.2

DESARROLLO DEL DISEÑO ELECTROMECÁNICO

El diseño electromecánico podrá ser realizado en forma manual o utilizando un software especializado. Dentro del diseño electromecánico se debe considerar lo siguiente:    

Localización de estructuras. Sistema de tierras. Sistema de amortiguamiento. Señalización especial. 5.2.1

LOCAL IZACIÓN DE ESTRUCTURAS

Cálculo del Parámetro El parámetro de diseño está definido por la siguiente ecuación: 240206

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P=T/w

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[metros ]

Donde: P: es el parámetro en metros T: es la tensión del cable en kg en un claro interpostal determinado W: es el peso unitario del cable en kg/m Hipótesis de carga a considerar en conductor e hilo de guarda con o sin fibras ópti cas. Para el diseño mecánico de cables se deben considerar las siguientes hipótesis de carga: Hipótesis

Temperatura de diseño (º C)

Consideraciones básicas % de tenPresión Sobrecarga sión de de viento de hielo ruptura (Pa) (mm) máxima

Condición de cable

H1.- Tensión diaria EDS (every day strength)

Media anual

0

22

0

Final después de la carga máxima

H2.- Flecha máxima

Máxima (1)

0

22

0

Final después del Creep a 10 años

H3.- Viento máximo

Coincidente al viento máximo

Presión de viento máxima

33

0

Inicial por carga máxima

H4.- Flecha mínima

Mínima (2)

0

33

0

Final después de carga máxima

Presión de viento reducido

33

5

Inicial por carga máxima

H5.- Viento reducido H6.- Balanceo de cables H7-Condición de rayo.

Mínima (2) 16º C

(3)

22

0

15º

41.2

---

0

Final después de carga máxima Final después del Creep a 10 años

(1)

La temperatura máxima de diseño se debe determinar en función del rango térmico de la línea de acuerdo con lo indicado en el documento IEEE 738 “Standard for Calculating the Current-Temperature of Bare Overhead Conductors” . En ningún caso podrá ser menor de 50ºC. (2)

Temperatura mínima registrada en la trayectoria, pero no mayor a -10ºC

(3)

La presión de viento para la hipótesis de balanceo de cables debe ser:

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de 285 pascales para zonas expuestas y rurales de 187 pascales para zonas urbanas y protegida Creep (Fluencia metálic a) Se debe considerar el flujo metálico para el diseño de líneas de transmisión debido a variaciones climáticas y además en los cables se produce un alargamiento adicional permanente y un aumento en la magnitud de la flecha, denominado flujo plástico. Metodología para el cálculo de flechas y tensiones a. Ecuación de cambio de estado Debe considerar lo siguiente: 1.- Deformaciones elásticas provocadas por el cambio de temperatura y el cambio de tensión mecánica en el conductor, del estado inicial al estado final. 2.- Deformaciones plásticas provocadas por el cambio del módulo de elasticidad debido a la aplicación de tensiones máximas y la fluencia metálica del conductor debida al tiempo. 3.- La diferencia de longitud del conductor entre el estado inicial y final es equivalente a la suma de las deformaciones elásticas y plásticas en el conductor. 4.- Aplicar el método de la catenaria que considere la forma geométrica que adopta un cable tendido entre dos puntos de apoyo. b. Método de Elongación Plástica Experimental (EPE). En caso del cálculo de flechas y tensiones en donde se considere la elongación plástica del conductor (diagramas de esfuerzo-deformación), los cálculos de flechas y tensiones, se desarrollan por un conjunto de casos de cargas correspondiendo a estado inicial del conductor (etapa de construcción), a un estado final, después de cierto tiempo de construida la línea, y por último a un tiempo de operación de la línea el cual se debe considerar de 10 años (creep), este método de cálculo se debe desarrollar de acuerdo al siguiente documento: SAG-TENSION CALCULATION METHOD OR OVERHEAD LINES , Technical Bro-

chure No. 324, CIGRE, Task Force B2.12.3 240206

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Y en forma particular al método descrito en el punto: 6.3 Sag-tension Calculation with Experimental Plastic Elongation (EPE) Model. c. Elemento finito La metodología empleada para el cálculo de flechas y tensiones debe ser de acuerdo a los conceptos clásicos de análisis estructural por elemento finito descritos en libros especializados de análisis estructural, (Peyrot and Goulois, 1978 y Peyrot and Goulois, 1979). Este método debe permitir calcular flechas y tensiones de múltiples claros y fijar la longitud de cable en cada claro para ver el impacto de reubicar, insertar estructuras y recortar el cable de una línea existente. Deben emplear la gráfica de esfuerzo-deformación de cada proveedor de cable. Se puede emplear cualquier software especializado que considere el método de elemento finito. Limitaciones para el cálculo de lo s parámetros de diseño electromecánico Las tensiones de los cables se deben calcular mediante la ecuación de cambio de estado ó los métodos mencionados anteriormente, y/o elemento finito se debe verificar lo siguiente: 







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La hipótesis de partida para el cálculo de flechas y tensiones debe ser la H1. La tensión del cable conductor en condiciones de temperatura media diaria sin viento y sin hielo será máximo del 22% respecto a la tensión de ruptura del cable. La tensión del cable conductor en condiciones de viento máximo o con temperatura mínima con carga de hielo y viento reducido, será máximo del 33% respecto a la tensión de ruptura del cable. Las condiciones anteriores no deben rebasar la capacidad máxima longitudinal de diseño en la estructura.

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



Para la tensión máxima del cable de guarda con y sin fibras ópticas en condiciones de viento máximo o con temperatura mínima con carga de hielo y viento reducido, no debe rebasar la capacidad máxima longitudinal de diseño en la estructura. Para determinar el paralelismo entre cable conductor y cable de guarda se debe considerar la hipótesis H7-Condición de rayo, además de considerar lo siguiente: o









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Conservar como mínimo la distancia vertical de separación entre los puntos de enganche del cable de guarda y el cable conductor superior en toda la longitud de la Línea de Transmisión.

Para libramientos mínimos se debe considerar la condición de temperatura máxima H2, incluyendo para esta condición el efecto de elongación del cable conductor por envejecimiento de 10 años. Para revisar efectos de cargas ascendentes se debe considerar las tensiones máximas de las hipótesis H3 y H5. Para la evaluación del claro vertical debe ser la distancia mayor que resulte de las hipótesis H2 y H4. Para la evaluación de cargas desbalanceadas se debe verificar con la hipótesis H5 y H3.

Localización de Estructuras en lo s Planos de Perfil Topográfico. Se refiere a la ubicación de las estructuras sobre los planos de planta, perfil y proyecto, reflejando los tipos y niveles de las mismas, indicando los puntos de enganche y trazando las catenarias de los cables a la temperatura de 50 grados centígrados considerando lo especificado en el  ANEXO 4. LIB RAMIENTOS Y SEPARACIONES MÍNIMAS EN CRUCES . Se debe tomar en cuenta lo indicado en los puntos 5.1 DATOS DE ENTRADA y 5.2.7 RESTRICCIONES DEL DISEÑO ELECTROMECÁNICO . Consideraciones para cru zamientos y entronques: 

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Cruzamientos con Líneas de Transmisión de diferentes voltajes.

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Para los cruzamientos con Líneas de Transmisión existentes, debe considerarse que las Líneas de Transmisión de mayor voltaje pasen sobre las de menor voltaje. Cuando el cruzamiento entre Líneas de Transmisión sea del mismo voltaje, es preferible que por maniobras de construcción, la nueva Línea de Transmisión pase por debajo de la existente.   Entronques.



Para las Obras que impliquen entronques, se deben realizar las siguientes actividades: 1. 2. 3.

4.

5.

Identificar el tramo de tendido (entre estructuras de tensión), en donde se efectuará el entronque. Obtener en sitio la distribución de estructuras en el tramo de tendido identificado (claros, desniveles y libramiento de cables). Obtener las tensiones por cable que se impondrán a las nuevas estructuras en el entronque. se debe considerar que los cables conductores actualmente instalados se encuentran afectados por el efecto “Creep”. Las estructuras utilizadas en los entronques, deben soportar las máximas solicitaciones durante las maniobras de instalación de cables y durante la operación bajo las diferentes condiciones ambientales. En los enlaces debe cumplirse con las distancias eléctricas mínimas requeridas (entre fases y a tierra) para evitar fallas en la Línea de Transmisión.

Determinación d e Patas de Extensión en los Perfiles en Cruz La obtención de los perfiles en cruz es una actividad simultánea a los trabajos de localización de estructuras en campo y sirve para determinar las patas de extensión necesarias para cada torre. Cuando las condiciones topográficas del sitio donde será instalada alguna torre, obligue a la utilización de patas de extensión mayores a las que se encuentren incluidas en los diseños proporcionados por la CFE, el Contratista debe tomar en cuenta dentro del diseño y construcción de la cimentación la prolongación del dado de concreto para poder absorber la diferencia de longitud, considerando la utilización de la pata de extensión más grande de la cual se disponga en el diseño de la torre. 240206

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La justificación debe ser puesta a consideración de CFE adjuntando los perfiles en cruz (secciones diagonales de pata a pata) y las secciones transversales necesarias para definir la prolongación del o los dados de cimentación. Calculo de Flechas y Tensiones para Cable Conductor y Cable de Guarda con y s in Fibras Ópticas Esta actividad es un complemento a la localización de estructuras y se realiza a partir de la ecuación de cambio de estado, el método EPE, y/o el método elemento finito, para las diferentes condiciones de temperatura y viento que se pueden presentar en las zonas del proyecto. En este análisis, se debe considerar la variación que se presenta entre el punto de sujeción en polea y la fijación final en la clema. El resultado del cálculo de flechas y tensiones se aplica para el tendido y tensado de los cables. 5.2.2

SISTEMA DE TIERRAS

El diseño de la red de puesta a tierra para todas y cada una de las estructuras debe efectuarse según lo indicado en la especificación CFE 00J00-52 RED DE PUESTA A TIERRA PARA ESTRUCTURAS DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS DE 69 KV A 400 KV EN CONSTRUCCIÓN.

En el caso de torres, para resistividades de diseño mayores a 1000 ohms ▪m se debe considerar en cada pata la instalación de 30 metros de contra-antena y 6 electrodos verticales separados a cada 6 metros a partir de la pata. En el caso de postes, para resistividades de diseño mayores a 1000 ohms ▪m se debe considerar la instalación de la red de puesta a tierra de acuerdo a lo indicado en las figuras 14A y 14B de la especificación CFE 00J00-52. Materiales, mano de obra y equip o Las contra-antenas deben ser alambre de cobre o bien alambre de acero con recubrimiento de cobre. En las características particulares de cada una de las Obras, CFE definirá el material de las contra-antenas a utilizar considerando lo siguiente: 

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Alambre de cobre electrolítico, en sección circular, temple semiduro, de sección transversal de 33,62 mm2  o mayor, conductividad I.A.C.S. a 20° C 97,66 %.

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Cable de acero con recubrimiento de cobre soldado (30 ACS 7 No. 9) de sección transversal de 46,44 mm 2  o mayor, diámetro nominal de 8,71 mm de resistencia de 1,27481 Ω/km. Electrodo s verticales de acero con recubrimiento de cobre electrolítico de 15.5 mm de diámetro y una longitud de 3,0 m con un espesor mínimo del recubrimiento de cobre de 0,25 mm. De acuerdo a la especificación CFE 56100-16 ELECTRODOS PARA TIERRA . Conexiones soldables  tipo exotérmico según Norma IEEE-STD 8372002, “ IEEE STANDARD FOR QUAL IFYING PERMANENT CONNECTIONS USED IN SUBSTATION GROUNDING ”.

En las torres autosoportadas de acero galvanizado, las uniones de las contraantenas deben soldarse en el stub de las estructuras; en el caso de los postes troncocónicos de acero galvanizado, las uniones de las contra-antenas deben soldarse a las anclas de los postes, en ambos tipos de estructuras las uniones deben quedar ahogadas en el concreto de la cimentación, de tal manera que las conexiones no sean visibles. La calidad de la soldadura debe ser la adecuada para evitar que la unión sufra ruptura o agrietamiento durante los trabajos de colado de las cimentaciones. Para suelos con afloramiento de roca superficial, la contra antena debe de estar alojada en una zanja de una sección transversal de 0,50 metros de profundidad y un ancho de 0,30 metros, considerando que después de ser colocado el cable y rellenada la zanja con tierra vegetal, el Contratista debe rematar la zanja colocando una capa superficial de concreto de f’c= 0,098 MPa de 6 centímetros de espesor. 5.2.3

INGENIERÍA DE DISTRIBUCIÓN DE CABLE CON FIBRAS ÓPTICAS INTEGRADAS

En base a la localización de estructuras previamente determinada, se debe desarrollar la ingeniería de distribución del cable de guarda con fibras ópticas y obtener lo siguiente: 



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La longitud total del Cable de Guarda con Fibras Ópticas (CGFO) de marco a marco de las subestaciones o de marco a la estructura de entronque. Incluyendo las catenarias, bajadas y vueltas de reserva donde se localice la caja de empalme. Los tramos de tendido del CGFO para determinar la longitud de cada carrete.

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ESPECIFICACION PARA DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AEREAS

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La ubicación de las cajas de empalme (CGFO-CGFO) y conversión (CGFO-CDFO). El total de herrajes y accesorios para la instalación del CGFO, los cuales incluyen, entre otros: Herrajes de tensión en marco de remate de las SE's. Herrajes de tensión en estructuras con empalme óptico. Herrajes de tensión en estructuras sin empalme óptico. Herrajes de suspensión. Herrajes de guía y fijación para la bajada del cable en las estructuras con empalme. Las cajas de empalme CGFO-CDFO deben instalarse en el marco de la subestación a una altura de 2,5 metros respecto al nivel del piso terminado. Las cajas de empalme CGFO-CGFO se deben instalar de la siguiente manera: Para los casos de postes troncocónicos y estructuras formadas por o postes de madera y/o concreto, a una altura de 7 metros respecto al nivel del piso terminado o terreno natural. Para el caso de torres, a la altura de la cintura de la misma o







Presupuesto de atenuación óptica de los enlaces completos de fibras ópticas. CFE determina la cantidad y tipo de fibras ópticas a utilizar así como la necesidad de instalar regeneradores ópticos. Cuando un remate con empalme óptico coincida en una estructura de suspensión, el Contratista debe considerar lo siguiente: La revisión local de la estructura y en su caso efectuar la solución, considerando las solicitaciones de carga que aplican. 5.2.4

SISTEMA DE AMORTIGUAMIENTO

Se refiere al amortiguamiento necesario en cada uno de los claros efectivos a lo largo de la Línea de Transmisión, con el objeto de evitar que resulten dañados los cables conductores y cables de guarda con fibras ópticas por efecto de vibraciones eólicas e impedir la transmisión de esfuerzos adicionales a la estructura. a) Sistema a Base de Amortiguadores Stockbridge

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ESPECIFICACION PARA DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AEREAS

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En el caso de uno o dos conductores por fase, se debe considerar el sistema de amortiguamiento utilizando amortiguadores tipo STOCKBRIDGE que cumplan con lo indicado en la especificación CFE 511B0-36 AMORTIGUADORES DE VIBRACIÓN TIPO STOCKBRIDGE PARA LÍNEAS DE TRANSMISIÓN. El amortiguamiento por conductor en cada claro efectivo debe cumplir con lo siguiente: CLARO EFECTIVO

No. DE AMORTIGUADORES POR CONDUCTOR

Hasta 450 metros

2 piezas (1 en cada extremo)

451 – 650 metros

4 piezas (2 en cada extremo)

651 metros y mayores

6 piezas (3 en cada extremo)

Para el caso de postes troncocónicos, el alcance se define en las características particulares de cada Proyecto. Respecto al procedimiento de instalación y la ubicación de los amortiguadores, el Contratista debe cumplir con las recomendaciones del fabricante de los amortiguadores. El Contratista no podrá iniciar su instalación sin antes haber entregado a CFE la información referente al catálogo, ficha técnica del producto, método de instalación y la distribución de los amortiguadores para los diferentes claros del proyecto. La conexión mecánica del amortiguador al cable conductor debe cumplir con las recomendaciones del fabricante entre otros en lo que se refiere al par de apriete y el aseguramiento del tornillo de sujeción, de tal forma que se eviten daños al cable o deslizamientos sobre el mismo. Para el caso del cable de guarda con fibras ópticas, se debe cumplir con las recomendaciones del fabricante del cable respecto al tipo, cantidad y ubicación de los amortiguadores que deben ser instalados. El Contratista no podrá iniciar su instalación sin antes haber entregado a CFE la información referente al catálogo, ficha técnica del producto, método de instalación, y la distribución de los amortiguadores para los diferentes claros. La conexión mecánica del amortiguador al cable de guarda con fibras ópticas debe cumplir con las recomendaciones del fabricante en lo que se refiere al par de apriete, de tal forma que se eviten daños al cable o deslizamientos sobre el mismo.

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b) Sistema a base de Separadores-Amo rtiguador es En el caso de tres o más conductores por fase, se debe considerar el sistema de amortiguamiento utilizando separadores-amortiguadores que cumplan su doble función. El Contratista debe desarrollar un estudio de amortiguamiento con el objeto de determinar la cantidad y ubicación de estos dispositivos necesarios para cumplir con su doble función (separador-amortiguador). Con el objeto de verificar la eficiencia del sistema de amortiguamiento instalado, el Contratista debe realizar mediciones de los niveles de vibración y entregar a la Comisión un reporte e interpretación de los resultados. Este informe debe ser entregado a CFE antes de la entrega de la obra. Para lo anterior se debe cumplir con los métodos de prueba y parámetros de evaluación que se describen en los documentos: 



“STANDARDIZATION OF CONDUCTOR VIBRATION MEASUREMENTS” IEEE TRANSACTIONS ON POWER APPARATUS AND SYSTEMS . Vol. PAS-85, No.1, Jan 1966. “TRANSMISSION LINE REFERENCE BOOK-WIND INDUCED CONDUCTOR MOTION” Electric Power Research Institute, EPRI. Orange Book.

Los tramos y su ubicación para los cuales se requieren realizar las mediciones de vibraciones se establecen en las características particulares de cada Obra. Respecto al procedimiento de instalación y la ubicación de los separadores amortiguadores, el Contratista debe cumplir con las recomendaciones del fabricante. El Contratista no podrá iniciar su instalación sin antes haber entregado a CFE la información referente al catálogo, ficha técnica del producto, método de instalación y la distribución de los separadores amortiguadores para los diferentes claros del proyecto. La conexión mecánica del separador amortiguador al cable conductor debe cumplir con las recomendaciones del fabricante en lo que se refiere al par de apriete y el aseguramiento del tornillo de sujeción, de tal forma que se eviten daños al cable o deslizamientos sobre el mismo. 5.2.5

SEPARADORES

Para dos conductores por fase los separadores deben ser del tipo flexible para mantener los conductores de la misma fase a una distancia de 450 mm. 240206

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El Contratista debe entregar a CFE el estudio de distribución de separadores para los diferentes claros del proyecto. Toda la información referente a la distribución de separadores debe ser entregada como parte de la memoria técnica del proyecto. Para dos o más con ductor es por fase no se aceptan separadores rígidos; y para dos con ductor es por fase no se aceptan separadores-amortiguador. 5.2.6

SEÑALIZACIÓN

Se refiere a la señalización que debe considerarse para las Líneas de Transmisión de acuerdo a lo indicado en la norma de referencia NRF-042-CFE SEÑALIZACIÓN DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS Y SUBTERRÁNEAS (CABLES DE POTENCIA), PARA INSPECCIÓN AÉREA, TRAFICO AÉREO, MARÍTIMO Y TERRESTRE.

5.2.7

RESTRICCIONES DEL DISEÑO ELECTROMECÁNICO

Se refiere a las consideraciones especiales que deben ser tomadas en cuenta durante el desarrollo de las diferentes actividades del diseño. 





Todas las estructuras de deflexión y remate deben estar localizadas de tal forma que la flecha de los cables conductores y cables de guarda a la temperatura diaria de trabajo, permita una recuperación mínima de 10 cm para poder liberar los conjuntos de tensión sin generar sobretensiones durante los trabajos de mantenimiento en las estructuras. Dentro de la ingeniería de localización de estructuras el Contratista debe revisar que las condiciones mecánicas (tiros ascendentes, tensiones desbalanceadas, etc.) a que puedan estar sometidas las torres durante la vida útil de la Línea de Transmisión no superen las condiciones de diseño de las mismas. Para la localización de estructuras, se debe considerar que las utilizaciones máximas admisibles son las indicadas en las características particulares del proyecto y en la relación de estructuras normalizadas. Si se requiere utilizar las estructuras con un uso mayor al especificado por CFE, el Contratista debe entregar a CFE antes de iniciar la construcción, un análisis particular donde se demuestre que bajo las condiciones propuestas en el proyecto de localización de estructuras, no se exceden las cargas de diseño, y se cumple con las distancias dieléctricas.

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En todas las estructuras que tengan una deflexión igual o superior a 15°, en la(s) cruceta(s) externa(s) a la deflexión se debe instalar una cadena auxiliar de aisladores en suspensión para el puente. En todos los claros cortos con tensiones longitudinales desbalanceadas con respecto al claro adyacente, se debe colocar una estructura de remate. En caso de presentarse desbalanceo entre claros adyacentes en un punto de inflexión, el Contratista debe de revisar y ejecutar las adecuaciones a la estructura para esta condición. Cuando la topografía del terreno obligue a localizar estructuras con diferencias de nivel, que provoquen tiros ascendentes, las torres deben ser revisadas estructuralmente y en su caso hacer las modificaciones necesarias para esta condición, y poner a consideración de CFE las propuestas de modificación.







En terrenos accidentados, si las características topográficas de la zona obligan a utilizar estructuras con claros medios horizontales y/o claros verticales mayores a los especificados en la relación de estructuras a utilizar en el diseño, el Contratista debe justificar eléctrica y mecánicamente ante CFE su propuesta antes de iniciar la construcción. Cuando exista un claro efectivo mayor del 70% de la suma de los claros adyacentes a una estructura, esta se debe considerar de remate. Para el caso de Líneas de Transmisión construidas con torres de acero, se deben instalar torres intermedias de remate de acuerdo a lo siguiente: Cuando la distancia entre dos puntos de inflexión (PI’s) sea mayor de 6,5 km se debe considerar lo siguiente:

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

De 6,5 a 13,999 km:

Instalar una torre de remate intermedia.



De 14 a 20,999 km:

Instalar dos torres de remate intermedias.



De 21 a 27,999 km:

Instalar tres torres de remate intermedias.



De 28 a 34,999 km:

Instalar cuatro torres de remate intermedias.



De 35 a 41,999 km:

Instalar cinco torres de remate intermedias.



De 42 a 48,999 km:

Instalar seis torres de remate intermedias.

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De 49 a 55,999 km:

Instalar siete torres de remate intermedias.

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De 56 a 62,999 km:

Instalar ocho torres de remate intermedias.

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De 63 a 70 km:

Instalar nueve torres de remate intermedias.

Para el caso de Líneas de Transmisión construidas con postes troncocónicos, se deben instalar postes intermedios de remate de acuerdo a lo siguiente: Cuando la distancia entre dos P.I.’s sea:





De 2,5 a 4,499 km:

Instalar un poste intermedio



De 4,5 a 6,499 km:

Instalar dos postes intermedios



De 6,5 a 8,5 km:

Instalar tres postes intermedios

En caso de proyectos con postes que tengan crucetas aislador articuladas en el soporte, se deben colocar estructuras de remate con crucetas metálicas a cada 1000 metros. En el cálculo de flechas y tensiones de este tramo, se debe revisar que las tensiones longitudinales en las crucetas aislador articuladas, no originen desplazamientos bajo las condiciones de viento máximo especificadas.







Las Líneas de Transmisión con una longitud mayor de 150 kilómetros se deben instalar torres de transposición, localizadas a 1/6,1/2 y 5/6 de la longitud total de la Línea de Transmisión. La ubicación se debe realizar sobre terreno plano, evitando tensiones desbalanceadas en los claros adyacentes a la transposición, además de considerar la utilización señalada en la relación de estructuras normalizadas. No se deben instalar estructuras dentro del derecho de vía de carreteras, autopistas, vías férreas, canales y conos de aproximación de pistas aéreas. Con relación a la proximidad con ductos subterráneos se debe cumplir lo indicado en el documento NRF-015 REQUERIMIENTOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE DUCTOS METÁLICOS, EN PARALELO Y EN CRUCES, CON LÍNEAS DE TRANSMISIÓN DE 115 kV O MAYORES .

Para el cruzamiento de las Líneas de Transmisión con vías férreas y autopistas de primer orden, deben proyectarse estructuras de remate en ambos lados del cruce, cuando exista un punto de deflexión antes del cruzamiento, se debe con240206

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siderar una estructura de deflexión en este sitio y una estructura de remate en el otro lado del cruce. 

En las llegadas y salidas de subestaciones, la distancia entre la primera estructura y el marco de la subestación debe estar comprendida entre 60 y 80 metros y los cables deben tener la tensión mínima necesaria para cumplir con los libramientos especificados. Cuando en el proyecto se requiera la ubicación de la estructura de remate a una distancia mayor o menor a la señalada anteriormente, el Contratista debe presentar a CFE la justificación técnica correspondiente, considerando lo siguiente: o

o

o



La limitación mecánica del marco de remate en la subestación. El cumplimiento de libramientos verticales y bajantes a equipo de línea en el tramo comprendido entre la torre de remate y el marco de la subestación. El cumplimiento de las distancias eléctricas en aire en el tramo comprendido entre la torre de remate y el marco de la subestación.

Respecto a los contraperfiles (perfiles laterales) se debe considerar lo siguiente: o

o

o

Los libramientos mínimos indicados en el  ANEXO 4: LIBRAMIENTOS Y SEPARACIONES MÍNIMAS EN CRUCES , entre el cable conductor y las prominencias naturales o construcciones laterales, deben ser conservados durante el balanceo que se pueda presentar del conductor bajo cualquier condición de temperatura y viento coincidente. Referente al cable de guarda, se debe verificar que bajo cualquier condición de balanceo no se ponga en riesgo la operación de la Línea de Transmisión. Derivado de los dos incisos anteriores, se debe de realizar y entregar a CFE, los estudios detallados del comportamiento del desplazamiento de los cables conductor y de guarda con respecto a los perfiles laterales.

5.2.8

INGENIERÍA PARA INSTALACIÓN DE CABLE CONDUCTOR EN ESTRUCTURAS EXISTENTES.

Las actividades que se deben incluir como parte de este concepto son las siguientes: 240206

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6.

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Verificar claros y desniveles y generar el cálculo de las flechas y tensiones para el tendido del cable conductor, cuidando que estas queden de manera similar a las del circuito ya instalado en las estructuras, considerando el envejecimiento (Creep) del cable instalado a diez años. La hipótesis de partida para el cálculo de flechas y tensiones debe ser la H1 indicada en el punto 5.2.1 de esta Especificación. Determinar las cantidades y tipos de materiales de instalación permanente por estructura y para toda la Línea de Transmisión del circuito a tender. Para cadenas de suspensión en “V”, incluir los herrajes y accesorios para que las cadenas formen un ángulo de 90°. Sistema de amortiguamiento para cable conductor, de acuerdo a lo indicado en el punto 5.2.4 de esta Especificación. Elaboración de los planos de cruzamientos con vías de comunicación y/o Líneas de energía eléctrica, con firma del perito responsable y con la aprobación respectiva incluyendo la memoria de cálculo. Se debe entregar a CFE, las tablas de flechas y tensiones, lista de materiales y planos, así como las hojas de distribución correspondientes al circuito(s) que instaló, con el respectivo tipo de torres y claros y desniveles verificados, con la firma del responsable de Ingeniería. DOCUMENTOS DE SALIDA DEL PROYECTO

Estos documentos se refieren a toda la información técnica que genera el responsable de las diferentes actividades del diseño electromecánico y civil, para que CFE emita en su caso observaciones y/o comentarios. Una vez atendidas las observaciones de CFE el Contratista debe actualizar sus documentos técnicos, entendiendo que la última revisión que se genere como consecuencia de la revisión, debe ser la que aplique durante la construcción. Toda la información que entregue el Contratista debe ser legible y cumplir con las dimensiones establecidas en la instrucción de trabajo NI7915 ELABORACIÓN DE PLANOS. Todos los dibujos, cálculos y gráficas deben presentarse con las leyendas en Español, en el Sistema Internacional (SI). Memoria descri ptiva del proyecto.

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Previo a la elaboración del proyecto de localización de estructuras se deben establecer y reflejar en este documento, los criterios para la selección estructuras y perspectivas inherentes al diseño electromecánico que considere las particularidades del sitio de las obras que incluyan parámetros ambientales, eléctricos, mecánicos, orográficos, etc. Planos de Planta, Perfil y Proy ecto de Localización de Estructuras. 

Los planos del proyecto de localización de estructuras deben contener como mínimo la siguiente información: o

o





Kilometraje del sitio donde han sido localizadas las estructuras. Número consecutivo de la estructura, iniciando con la primera estructura posterior al marco de la subestación.

o

Tipo de estructura.

o

Nivel de la estructura.

o

Claro efectivo, claro medio horizontal y claro vertical.

Esquemas a escala donde se muestren claramente los detalles de salidas y llegadas de las Líneas de Transmisión. Esquemas a escala donde se muestren claramente los detalles del entronque señalando el tramo de las estructuras adyacentes al mismo.

Hojas de Distribu ción de Estructuras. Considerando los conceptos indicados en el formato correspondiente. Perfiles en Cruz y Determinación d e Patas de Extensión en Torr es. El resultado obtenido con los perfiles en cruz debe incluirse en el formato de las hojas de distribución de estructuras. Plantilla Rígida para Localización de Estructuras. Para proyectos en terrenos sensiblemente planos o lomeríos suaves, la plantilla se debe elaborar para claros hasta de 800 metros y fabricarse con un material rígido y transparente.

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Para proyectos en terreno montañoso la plantilla se debe elaborar en papel plástico transparente, para claros hasta de 1500 metros con 300 metros de desnivel, considerando únicamente hasta el punto inferior más bajo de la catenaria. Resumen de Materiales de Instalació n Permanente.  

Por tipo de estructura. Total para toda la Línea de Transmisión.

Información Digitalizada. Cuando el Diseño sea desarrollado a través de un software especializado, los datos de entrada de diseño, procesamiento de datos y resultado final del Proyecto deben ser entregados en archivos electrónicos. Planos. Sistema de tierras. Sistema de distribución de amortiguamiento.   Señalización.

  

Cálculo y Dibujo de Cruzamientos. Cuando la Línea de Transmisión cruce con vías de ferrocarril, carreteras, canales y ríos navegables, etc., el Contratista debe desarrollar la información técnica necesaria para cumplir con los requisitos exigidos por las autoridades correspondientes. Planos de Ar reglo para Fijación del CGFO. Se debe presentar el plano donde se muestre el arreglo de la fijación del cable de guarda con fibras ópticas y cajas de empalme sobre la estructura y las características de los accesorios utilizados. Planos de Conjunt os de Herrajes. Se debe presentar el plano donde se muestre el arreglo de la disposición de los conjuntos de herrajes para cable conductor y cable de guarda con y sin fibras ópticas, incluyendo cadenas de aisladores. Adicionalmente se deben indicar las características de los materiales instalados. Calculo de Flechas y Tension es. Como resultado de este análisis se debe obtener la información correspondiente a las diferentes condiciones de temperatura y viento que se pueden presentar en 240206

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las zonas del proyecto, para cables conductores y cables de guarda con y sin fibra óptica.

Medición de Resisti vidad y Resistenc ia del Terreno. Esta información debe cumplir con lo indicado en la Especificación CFE 00J00-52 RED DE PUESTA A TIERRA PARA ESTRUCTURAS DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN  AÉREA S DE 69 KV A 400 KV EN CONSTRUCCIÓN.

Memoria Técnica de Amortiguamiento. Toda la información referente al sistema de amortiguamiento de la Línea de Transmisión, debe ser entregada a CFE como parte de esta memoria técnica. Coordinación de Aislamiento. Este dato de salida aplica solamente a los diseños desarrollados por CFE. Memoria del Cálculo d el Parámetro d e Diseño. Es la información en donde se muestra el análisis realizado para obtener el parámetro de diseño, y de acuerdo a lo indicado en el  ANEXO 1. MEMORIA DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO MECÁNICO DE CABLES . Plano d e Arreglo de Transposiciones. En este plano se indica el arreglo de las transposiciones de las fases en las estructuras involucradas. Diagramas de Esfuerzo-Deformación . Para el cable conductor a utilizar en el Proyecto, se requiere la entrega del diagrama de esfuerzo-deformación proporcionado por el proveedor de cable, de acuerdo a lo indicado en la Especificación E0000-18 y NRF-017-CFE. Toda la documentación de ingeniería se debe entregar en formato impreso y digital. 7.

REVISIÓN DEL DISEÑO ELECTROMECÁNICO

Para todos los documentos técnicos generados en las diferentes actividades del diseño se debe considerar lo siguiente:

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Los estudios técnicos de soporte, memorias de cálculo y planos generados durante las actividades de diseño por el Contratista, deben estar revisados, verificados y validados por los responsables del mismo y estar sellados como “ APROBADO PA RA CONSTRUCCIÓN”. CFE se reserva el derecho de realizar a la información recibida una evaluación tan exhaustiva como lo considere necesario; y emitir comentarios “SUPERVISIÓN CON OBSERVACIONES” o “SUPERVISIÓN SIN OBSERVACIONES”, lo cual no significa liberar en ningún caso al Contratista de su responsabilidad en el cumplimiento de las condiciones contractuales.



Es responsabilidad del Contratista, la entrega de todos los documentos producto del diseño y cuya descripción se encuentra relacionada en la sección 6. DOCUMENTOS DE SALIDA DEL PROYECTO .



Cuando el diseño sea desarrollado por CFE, los estudios técnicos de soporte, memorias de cálculo y planos generados durante las actividades de diseño, deben estar revisados, verificados y validados por el área responsable del mismo y estar sellados como “ APROB ADO PARA CONSTRUCCIÓN”, antes de su envío a las áreas de construcción.

8.

DESARROLLO DEL PROYECTO CIVIL

8.1

INGENIERÍA DE LAS ESTRUCTURAS

El diseño de las estructuras debe apegarse a lo establecido en las especificaciones CFE J1000-50 TORRES PARA LÍNEAS DE SUBTRANSMISIÓN Y TRANSMISIÓN y J6100-54 POSTES METÁLICOS PARA LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Y SUBTRANSMISIÓN. Para el caso de diseño de estructuras para transiciones subterránea-aéreasubterránea, se adiciona lo siguiente: 

Incluir el tipo, cantidad de soportería, accesorios y herrajes necesarios para sujetar y soportar los cables de potencia en el interior y exterior del poste, hasta la conexión del cable con sus terminales.

Consideraciones generales para diseño d e postes tro ncocón icos. En postes empotrados, la longitud mínima a empotrar debe ser 10% de la altura total del poste. Los postes troncocónicos deben incluir en los planos de taller y montaje los herrajes largos y accesorios necesarios para la sujeción de los cables de guarda y conductor. 240206

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Para los postes troncocónicos de suspensión con crucetas akimbo, para la hipótesis de carga de tendido y mantenimiento se debe analizar y diseñar la conexión de la cruceta con un giro de 90° en la fase involucrada. El diseño de los tornillos de las conexiones debe ser con la rosca incluida en el plano de corte. El diseño de las placas de conexión de los brazos a caña y de las placas del con junto de herrajes al brazo del poste debe realizarse por medio del método de Elemento Finito con una malla de los elementos estructurales entre 1 y 2 cm. Para los Postes troncocónicos con tipo de apoyo placa base, las anclas deben llevar tuerca de nivelación, tuerca de sujeción y contratuerca, después de apretadas las tuercas deben quedar como mínimo 11 mm libres de longitud de cuerda del ancla. Las anclas de cada poste se deben marcar con el nombre del poste y su número consecutivo para su identificación; una vez instaladas el sistema anterior se deben puntear con soldadura y aplicar un galvanizado en frió de acuerdo a la norma ISO 461. Consideraciones g enerales p ara diseño de tor res autosopor tadas Para el caso de torres autosoportadas, es responsabilidad del Contratista verificar los valores de las distancias a muescas para el trazo de las cimentaciones antes de iniciar la construcción de estas, con el objeto de garantizar el correcto ensamble de las piezas de la torre. En caso de existir alguna desviación, el Contratista debe corregir estas distancias notificando por escrito a la CFE y entregando los documentos involucrados debidamente actualizados. El diseño de las conexiones debe ser con la rosca incluida en el plano de corte. Como parte de la ingeniería de detalle la contratista debe considerar un empalme a 400 mm en el stub debajo de la corona del dado o pila de cimentación igual al empalme del stub y pata de extensión e incluirlo en las lista de materiales, planos de taller y montaje.

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       n                  i  ó        s        n        e           t               x         e        e           d        a           t        a                      P

                     b        u           t        s                      l        e           d        r                io        r        e               p               u        s        e           t        r        a                      P

             m              m                     0                      0                      4 

EMPALME       b     u       t       S                    b             u                   t              s                     l              e                   d               r                    io              r                           fe                    in              e                  t              r              a                    P

Empalme del stub

8.2

INGENIERÍA DE CIMENTACIONES:

Este concepto incluye lo siguiente: Estudios Geotécnicos El estudio geotécnico debe realizarse de acuerdo a lo indicado en la especificación CFE C0000-43 ESTUDIOS GEOTÉCNICOS PARA ESTRUCTURAS DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN.  Además se debe considerar lo siguiente:  

No se aceptaran pruebas remoldeadas para pruebas triaxiales UU. El factor de reducción de resistencia (FR). 0.35 Para estratos predominantemente friccionantes. 

Pruebas de extracción de anclas Las pruebas de extracción de anclas se deben realizar de acuerdo a lo indicado en la especificación CFE C0000-42 ANCLAS DE FRICCIÓN PARA CIMENTACIÓN .

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ESPECIFICACION PARA DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AEREAS

CPTT-DDLT-001/02

Pruebas de compactación Las pruebas de compactación se deben realizar de acuerdo a lo indicado en la especificación CFE C0000-37 PRUEBA DE COMPACTACIÓN PROCTOR . Cimentaciones El análisis y diseño de las cimentaciones se debe realizar de acuerdo a lo indicado en la especificación CFE JA100-64 CIMENTACIONES PARA ESTRUCTURAS DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN . Para la fabricación y colocación de los concretos se debe considerar lo indicado en la especificación C0000-15 CONCRETO PARA LA CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS Y CIMENTACIONES DE SUBESTACIONES ELÉCTRICAS DE POTENCIA Y L ÍNEAS DE TRANSMISIÓN.

El diseño de cimentaciones debe realizarse con los elementos mecánicos producto del análisis estructural, considerando los diagramas de carga incluidos en estas Bases de Licitación, en el programa TOWER y/o similar para torres autosoportadas y de retenidas y PLS-POLE y/o similar para postes troncocónicos de acero, de madera y concreto. En los sitios donde se localicen suelos expansivos, las cimentaciones deben ser desplantadas por debajo de la zona activa de los suelos expansivos o colapsables, así mismo se debe calcular el índice de expansión libre modificado. Las cimentaciones de las estructuras ubicadas en zonas inundables y/o erosionables se deben diseñar sobre pilas profundas coladas en sitio, de tal forma que el afloramiento del fuste del dado de la propia pila prevenga la condición de inundación y se cumpla con los requerimientos de libramientos mínimos en función del tirante de inundación máximo esperado. Para las estructuras que se ubiquen cercanos o dentro de taludes y/o canal de aguas, se debe considerar una distancia de 3 diámetros a partir del centro de la pila como se muestra en el esquema. Además, se debe realizar una revisión de falla de talud.

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ESPECIFICACION PARA DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AEREAS

CL 

CPTT-DDLT-001/02

3Dp Dp

  a   o   t   v   i   n   t   e   c   i   e   m    f   e   a   r   t   d   o   u   p   t   i   g   m   n   e   o   e   L   d

Dp = Diámetro de la pila CL 

3Dp Dp

  a   v   i   t   c   e    f   e   d   u   t   i   g   n   o   L

  o   t   n   e   i   m   a   r   t   o   p   m   e   e   d

Ubicación de estructuras en taludes y/o canal de aguas

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ESPECIFICACION PARA DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AEREAS

9.

CPTT-DDLT-001/02

ANEXOS

 ANEXO 1. MEMORIA DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO MECÁNICO DE CABLES.  ANEXO 2. FORMATO DE PLANO PARA PERFIL EN CRUZ.  ANEXO 3. FORMATO DE HOJA PARA DISTRIBUCIÓN DE ESTRUCTURAS.  ANEXO 4. LIBRAMIENTOS Y SEPARACIONES MÍNIMAS EN CRUCES.  ANEXO 5. EJEMPLO DE CRUZAMIENTO AÉREO CON CARRETERAS.  ANEXO 6. EJEMPLO DE CRUZAMIENTO AÉREO CON FERROCARRIL.  ANEXO 7. FORMATO DE PLANO DE PLANTA, PERFIL Y PROYECTO.

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ESPECIFICACION PARA DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AEREAS

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 ANEXO 1. MEMORIA DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO MECÁNICO DE CABLES (CÁLCULO DEL PARAMETRO DE LAS CATENARIAS) El siguiente procedimiento debe entregarse de manera obligatoria previo a todos los trabajos de ingeniería. I. Generalidades Debe contener una descripción de la línea de transmisión. II. Cálculo mecánico del cable conductor e hilo de guarda con o sin fibras ópticas a) Características principales de los cables y la ficha técnica del fabricante. b) Condiciones climáticas c) Hipótesis de carga d) Cálculo de flechas y tensiones con la ecuación de cambio de estado, o los métodos mencionados en esta especificación y/o elemento finito e) Cálculo del Creep (fluencia metálica), o entrega de la característica de esfuerzo-deformación de acuerdo al proveedor del cable. III. Criterios para aislamientos dieléctricos principales para la altura sobre el nivel de mar del proyecto

IV.

V.

VI. VII. VIII. IX. 240206

a) Aislamiento fase – tierra b) Aislamiento fase – fase c) Claro efectivo máximo Características de las estructuras a instalar en el proyecto a) Características geométricas b) Características eléctricas c) Características mecánicas Criterios para la distribución de estructuras a) Topografía del terreno b) Libramientos mínimos. c) Libramientos y separaciones de la fase inferior al hilo de guarda en cruces con líneas existentes. d) Resistencia mecánica de los cables e) Resistencia mecánica de las estructuras f) Consideraciones constructivas g) Software de diseño empleado. Gráficas de tensiones para cada tipo de cable con las hipótesis indicadas en esta especificación (claro regla versus tensión mecánica de diseño). Tablas de tensiones versus claros regla del proyecto Los estudios detallados del comportamiento del desplazamiento de los cables conductor y de guarda con respecto a los perfiles laterales. Conclusiones 190207 160609

35

 ANEXO 2: FORMATO DE PLANO PARA PERFIL EN CRUZ -4

-3

-2

-1

+0

0

1

2

4

3 LOCALIZACIÓN DE LAS PATAS DE LA TORRE

+1

+2 E X T E N S ION

+3

+4

-4

-3

-2

-1

+0

0

+1

+2

+3

+4

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

36

 ANEXO 3: FORMATO DE HOJA PARA DISTRIBUCIÓN DE ESTRUCTURAS CLARO EN METROS V E R T I C  A L

M E D I O

E F E C T I V O

EXTENSION N o

No. TIPOS

D Y E  ALTURAS T O R R E

DE LAS TORRES

D E F L E X I O N

UBICACIÓN DE LAS

PATAS No. 1

2

3

TORRES EN MTS.

LONGITUD EN METROS

No 4

DE H O J  A

D E T O R R E

 A M O R T I G .

CRUZAMIENTOS CC F TT LL CR CA RB  AA E EE UE  AR I A MR R LL DD LP NR OR I R R EE EE TR  AO R NE O GF I E LY  A OT C RO TD VS O N E  A  AN R I OA C R R FO  AS  A  A R O NT I SR L  AB AB AB AB AB AB 











OBSERVACIONES C C. O N  AR S LO T  AD R MA U BD C RA C E I O N AB 

E S C U R R I D E R O

INICIO

FINAL

RESUMEN DE ESTRUCTURAS

No.

DESCRIPCION

EJECUTO

REVISO

 APROBO

FECHA

CAMBIOS

COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD SUBDIRECCION DE CONSTRUCCION

COORDINACION DE PROYECTOS DE TRANSMISION Y TRANSFORMACION

PROYECTO:

TITULO:

DISTRIBUCIÓN DE ESTRUCTURAS NOMBRE

FIRMA

FECHA

EJECUTO: REVISO: VERIFICO: VALIDO: HOJA No.

No. DE OBRA:

ESCALA ACOTACIONES

01 DE 01

No. DEL ARCHIVO DE CFE IDENTIFICADOR DE ASEGURAMIENTO DE CALIDAD: NLN97545

37

COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD

FECHA REV.: JUNIO 2009

SUBDIRECCIÓN DE CONSTRUCCIÓN

 ANEXO 4: LIBRAMIENTOS Y SEPARACIONES MÍNIMAS EN CRUCES

LIBRAMIENTOS MÍNIMOS  AREAS DE ACCESO A PEATONES

VÍAS FÉRREAS CARRETERAS-CALLES-CAMINOS CAMPOS DE CULTIVO (CEREALES, L EGUMINOSAS, HORTALIZAS, ETC.) ZONAS DE HUERTOS (CÍTRICOS, MANZANOS, CIRUELOS, GUAYABOS) ZONAS CAFETALERAS Y CERCOS “ VIVOS” CULTIVO DE CAÑA  AGUAS NAVEGABLES ZONAS INUNDABLES

CRUZAMIENTOS CON LÍNEAS ELÉCTRICAS Y DE COMUNICACIÓN L.T. HASTA 50 kV L.T. 69 kV L.T. 115 kV L.T. 138 kV L.T. 161 kV L.T. 230 kV L.T. 400 kV LÍNEAS DE COMUNICACIÓN, LÍNEAS DE TRANVÍAS, TROLEBUSES O TRENES CON VÍA  AÉREA ELÉCTRICA NOTAS: 1. 2. 3.

115 kV

138 kV

230 kV

400 kV

7.00 15.00 9.00 7.00 11.00 11.00 13.00 13.00 7.00 + T.I.M.E.

7.50 15.00 9.20 7.55 11.50 11.50 13.20 13.20 7.50 + T.I.M.E.

8.50 16.00 10.00 9.00 12.00 12.00 14.00 14.00 8.50 + T.I.M.E.

10.65 18.00 12.20 11.00 15.00 15.00 16.00 16.00 10.65 + T.I.M.E.

115 kV

138 kV

230 kV

400 kV

2.74 2.93 3.39 3.62 3.85

2.95 3.15 3.60 3.80 4.05

3.65 3.85 4.31 4.54 4.77 5.46

5.00

5.50

7.00

6.10 6.29 6.75 6.98 7.21 7.90 9.60 8.00

T.I.M.E. = Tirante de Inundaci ón Máximo Esperado Libramientos y separaciones en cruces sin viento y flecha final a 50ºC Distancias en metros

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