capitulo 9 - franja de servidumbre y distancias de seguridad rev0x

Capítulo 9 – Pág.1/31 AAJ-LT-C1-4-B-001

DISEÑO BÁSICO

LÍNEA ANCOA – ALTO JAHUEL

2x500 kV: PRIMER CIRCUITO

LÍNEA ANCOA – ALTO JAHUEL 2x500 kV: PRIMER CIRCUITO

DISEÑO BÁSICO

CAPÍTULO 9

FRANJA DE SEGURIDAD Y DISTANCIAS DE SEGURIDAD


DISEÑO BÁSICO



ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 3

2. METODOLOGÍA UTILIZADA .................................................................................................. 3

3. CRITERIO DE BALANCEO DE LOS CONDUCTORES ........................................................ 5

4. CÁLCULO DE LA ANCHURA DE LA FRANJA DE SEGURIDAD ......................................... 6

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................................................... 8

6. ADJUNTO 1 ............................................................................................................................ 9

7. ADJUNTO 2 .......................................................................................................................... 29


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1. INTRODUCCIÓN Este trabajo define la ancho de la franja de seguridad de la línea Ancoa – Alto Jahuel 2x500 kV – Primer Circuito. En él se consideran las condiciones meteorológicas de Chile y se aplican las normas IEC-60.826 y NSEG5_E.n.71 [2] [3].

2. METODOLOGÍA UTILIZADA

La anchura de la franja de una línea es calculada utilizando los procedimientos contenidos en las normas antes referidas y considerando las condiciones meteorológicas locales. Fundamentalmente se busca la distancia entre las proyecciones del balanceo de los cables conductores de fases exteriores y las construcciones más cercanas, incluyendo las distancias de seguridad. El aspecto principal es el balanceo de los conductores de la línea cuando están sujetos a la acción de un viento transversal. En este caso, después del balanceo máximo deben permanecer las distancias de seguridad en relación a algún obstáculo rígido en la proximidad de la línea. Un aspecto prevalece: el balanceo del conductor de un vano en dirección a un obstáculo rígido que esté en su punto medio. La estructura de otra línea, una construcción o un árbol, corresponden a un obstáculo rígido (ver Figura 1). Para el caso actual, la franja ha sido determinada para la línea en doble circuito – fase final. A partir de las condiciones de balanceo y de las distancias de seguridad definidas en las normas, se calcula la distancia requerida, para el vano medio de la línea. Se han considerado las condiciones meteorológicas de Chile el correspondiente modelado meteorológico. Por criterio estadístico y considerando la distribución de vanos de la línea, se adopta un vano próximo al vano medio determinado a partir de los vanos proyectados en la ubicación de torres en la línea.


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24 m

4,75

m

17,2

m

30°

~10,98 m ~10,98 m

4,75 m

17,2 m

30°

AN

CH

UR

A D

E L

A F

RA

NJA

DH = 7,0 m DH = 7,0 m

59,96 m (adoptado 60 m)

AN

CH

UR

A D

E L

A F

RA

NJA

Figura 1: Anchura de la Franja de seguridad Balanceo del Cable Contra un Obstáculo Rígido


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3. CRITERIO DE BALANCEO DE LOS CONDUCTORES Para el caso específico, serán considerados los siguientes datos de la línea y del conductor ACAR 700 MCM (30/7), que será utilizado en haz cuádruplo, para fines de cálculo de la flecha y de los ángulos de balanceo.

Dados básicos - Vano: 450 m; - Espaciamiento entre fases extremas en la torre típica → 24,0 m; - Viento p/ balanceo: será tomado el viento con período de integración de 10 minutos

y con período de retorno 50 años, que, conforme definido es de 23,80 m/s, a 10 metros do solo, siendo el viento correspondiente a 30 segundos igual a 29,04 m/s; Para la altura media de los conductores de 20 m en relación al suelo resulta el valor de 32,44 m/s. El cálculo de la corrección de la velocidad se encuentra en la salida del programa “Swing angle calculation” (Tabla 1);

- Largura de la cadena: 4,75 m. - Conductor CAA 700 MCM (30/7):

• Tracción de ruptura: 6678 kgf; • Diámetro Nominal: 0,02445; • Peso: 0,9772 kgf/m; • Temperatura de la condición EDS: 15 ºC; • Valor de la tracción de mayor duración (EDS): 1469 kgf;

La flecha en la condición EDS será:

mf 84,1614698

9772,04502 =××=

Valor adoptado → fEDS ≅ 17,00 m. Pero se debe determinar la flecha para la presión de viento correspondiente al viento de 32,44 m/s (116,8 km/h), para la cual se tiene: Pv = 1,225*0,5*(32,44)² = 644,63 Pa. Considerando,

d → diámetro del cable (m) pv → presión de viento (N/m²) w → peso del conductor (N/m) V → vano total vertical (m) H → vano total horizontal (m) θd → ángulo dinámico de balanceo (°) K → Factor característico del conductor


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Para esa presión de viento, el vano de 450 m y la temperatura de 15 ºC se determinan: - T = 2754 kgf; - f = 17,2 m; La aplicación del Método de Hornisgrinde [5], resulta en:

02,250,1

9772,0/45,24

/

/ ===HV

WDk

De acuerdo con la figura A.11.1.3 de [1], página 535 y siguientes, se obtiene θ ≈ 28º

Entonces, para atender el Reglamento chileno [3] será adoptado θd = 30º

La salida del programa “TL Calculation – Dynamic Control”, mostrando el cálculo del ángulo de balanceo de los conductores en el medio del vano, puede ser vista en la Tabla 1. Se debe observar que, para fines de determinación de la franja de seguridad, se considera el balanceo del cable conductor y no de la cadena; así siendo, como el peso del cable conductor será siempre el del vano geométrico (distancia entre torres), el peor caso de balanceo será para la relación Vano de Peso / Vano de Viento (V/H) igual a 1, como hecho aquí. 4. CÁLCULO DE LA ANCHURA DE LA FRANJA DE SEGURIDAD

La distancia de seguridad del conductor conforme el reglamento chileno [3] será igual al siguiente valor: DH = 2,50 + 0,01*500 – 0,5 = 7,00 m. Determinación de la anchura mínima de la franja de seguridad F para cubrir la condición de balanceo de los conductores, conforme Figura 1: F = Dff + 2 x [(λc + f)sen θd + DH] F = 24+ 2[(4,75 + 17,2) sen30º+7,0] = 24 + 2(2,38 + 8,60 + 7,0) = 24 + 2*10,98 + 2*7,0 F = 24 + 35,96 = 59,96 Valor adoptado → 60,0 m (Por este criterio se adoptaría un mínimo de 60 m) Adonde:

F → anchura de la franja de seguridad (m); Dff → distancia horizontal entre las fases extremas de los dos circuitos de la línea; DH → distancia básica de seguridad (m) tomada como igual a 7,0 m; λc → longitud estimada de la cadena de suspensión = 4,75 m ; b1 → proyección de la flecha f y de la largura de la cadena λ en la horizontal,

igual a: [(f + λc)senθ]; f → flecha del conductor (m) (17,3 m para un vano de 450 m y temperatura de 15 °C); θd → ángulo de balanceo (º);


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Tabla 1: LT Ancoa – Alto Jahuel 2x500 kV: Primer Ci rcuito Definición del ángulo de balanceo para la franja d e seguridad

Conductor 30/7 VIENTO Frec. Industrial D(m) 0,02445 w(daN/m) Vo(m/s) 23,80

w(N/m) 11,95 0,9772 Vt (30 s) 29,04 n 4 H(m) 20,00

Trações(daN) Vp(m/s) 31,08 V.Max 2754 Vp(km/h) 116,79 V.Red. - q(N/m2) 644,63 EDS 1469 Fator k 0,32

Peso cadena (daN) 140 Ángulo de Balanceo del vano para FI

Tip.Sobret. Torre angLT Vmed Vp Vp/ Vmed

FI DJE2 0,00 500 500 1,000

θθθθd Tanθθθθe θθθθe θθθθ 27,8 0 0,0 27,8(1)

(1) Valor adoptado → 30º

En la Tabla 1 se tiene:

Vo → Velocidad de viento de referencia para período de retorno de 50 años; Vt → Velocidad de viento de 30 segundos, a 10 m del suelo; Vp → Velocidad de viento de 30 segundos corregida para la altura media del

conductor; q → presión de viento (N/m²); FI → Frecuencia industrial; θd → Ángulo dinámico de balanceo del conductor en el medio del vano debido al

viento; θe → Ángulo estático de balanceo debido a la deflexión de la línea (0º en el

presente caso); Por lo tanto, conforme cálculos efectuados, la anchura de la franja de seguridad resulta de aproximadamente 60 m, considerando un vano de hasta 450 metros, para el cable conductor ACAR 700 MCM – 30/7. Esta franja de 60 m atiende a los requisitos de campo eléctrico, gradiente, radio interferencia y ruido, conforme es considerado en el Adjunto 1. Cabrá al proyectista verificar los aspectos de seguridad en los vanos mayores que 450 m adonde el cable conductor, al balancear bajo la acción del viento, pueda eventualmente sobrepasar los límites de la franja de seguridad y tocar obstáculos.


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5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Nuestra recomendación es que el ancho de la franja de seguridad de la línea de transmisión tenga el valor de 60 metros, con el eje de la línea en el centro de la franja.

Referencias

[1] NESC C2-1993: National Electrical Safety Code. [2] IEC 826: Loading and Strength of Overhead Transmission Lines. [3] NSEG 5.E.n.71Reglamento de Instalaciones de Corrientes Fuertes [4] Modelado de Datos Meteorológicos. [5] EHV Transmission Line Reference Book 345 kV and Above - EPRI 1982.


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ADJUNTO 1

RUIDOS E INTERFERENCIAS


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ÍNDICE

1. INTRODUCIÓN ..................................................................................................................... 11

2. OBJETIVO ............................................................................................................................. 11

3. DATOS DE LA LT DE 500 KV .............................................................................................. 11

4. ANÁLISIS DEL CAMPO ELÉCTRICO .................................................................................. 12

4.1. CÁLCULO DEL CAMPO ELÉCTRICO ................................................................................. 13

4.2. CÁLCULO DEL CAMPO MAGNÉTICO ................................................................................ 14

5. ANÁLISIS DE RADIO INTERFERENCIA ............................................................................. 14

5.1. DATOS DE ENTRADA ......................................................................................................... 15

5.2. ANÁLISIS DE RESULTADOS .............................................................................................. 15

6. ANÁLISIS DE RUIDO AUDIBLE ........................................................................................... 17

7. CONCLUSIONES.................................................................................................................. 21

8. ADJUNTO 1.1 ....................................................................................................................... 23


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1. INTRODUCIÓN En este informe se presentan los resultados del estudio de ruidos e interferencias de la LT Ancoa – Alto Jahuel 2x500 kV: Primer Circuito. 2. OBJETIVO Este trabajo tiene como objetivo evaluar la configuración de conductores recomendada en el documento “Características eléctricas básicas”, desde el punto de vista de campo eléctrico, campo magnético, radio interferencia y ruido audible. Los campos eléctricos y magnéticos generados en la sección transversal de la franja de seguridad y en su límite se encuentran determinados en el Adjunto 1.1 a este documento. 3. DATOS DE LA LT DE 500 kV

Para la LT de 500 kV, fueron utilizados los siguientes datos:

− Cable conductor: 4 x ACAR 700 MCM – Formación 30/7 Diámetro = 2,445 cm R (25ºC) = 0,08639 Ω/km RMG = 0,997cm Distancia en el haz = 450 mm − Cable de Guardia:

• Acero Galvanizado 3/8” EHS D = 0,952 cm Xa = 0,8236 Ω/km R = 4,886 Ω/km

• OPGW

D = 1,32 cm RMG = 0,571 cm R (50ºC) = 0,464 Ω/km

− Coordenadas, en metros, de los cables fase, para los circuitos 1 y 2 con relación al

eje de la línea y al suelo, utilizadas en el cálculo de RI y ruido audible:

A1: - 5,6 ; 14,0 B1: -12,0 ; 14,0 C1: -6,7 ; 24,9

− Coordenadas, en metros, de los cables de guardia con relación al eje de la línea y al suelo, utilizadas en el cálculo de campo eléctrico al nivel del suelo:

Cable de guardia D: -9,70 ; 31,4 Cable de guardia E: 9,70 ; 31,4


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Notas: - Las distancias verticales indicadas tienen probabilidad menor que el 2% de ser

más bajas, o sea de ser ubicadas debajo de la altura mínima en toda la extensión de la línea;

- La determinación de los campos eléctrico y magnético ha sido efectuada para la primera etapa (circuito simple). El listado de datos de salida se refieren al Primer circuito, para lo cual constan también los gráficos de los campos en Adjunto 1.1.

- Bajo el punto de vista de radio-interferencia y ruido audible, la tendencia es que estos efectos sean más reducidos en el límite de la franja de seguridad en la operación en circuito simple; esta es la razón de presentar solamente los resultados en el caso más crítico, o sea con operación en doble circuito.

4. ANÁLISIS DEL CAMPO ELÉCTRICO La Tabla 1 presenta los valores de campo eléctrico admisible adoptados por varias empresas de proyecto de LTs de EAT (extra alta tensión). En el presente documento fueron adoptados los límites de campo eléctrico máximo de 10 kV/m y de campo eléctrico en el límite de la franja de seguridad de 2 kV/m.

Tabla 1: VALORES MÁXIMOS DE CAMPOS ELÉCTRICOS ADMIS IBLES EN LA FRANJA DE SEGURIDAD DE UNA LT

Empresa Tensión de la LT

(kV)

Campo Eléctrico Admitido (kV/m)

Máximo en la franja

En el límite de la franja

New York State Power Commission

765 11,8 1,6**

American Electric Power System

765 12,0 4,0

Bonneville Power Administration 500 9,0 5,0 (2,0)*

CEMIG (Sul-América) 500 10,0 2,0 * 5,0 kV/m es el valor permitido por las reglas de la BPA y ICNIRP [11], siendo 2,0 kV/m el valor típico de proyecto. ** Valor válido para frecuencia industrial de 60 Hz.

El límite establecido por el NESC [3] para corrientes inducidas en la franja de seguridad de una LT es de 5 mA, y tiene como base el hecho de que los estudios experimentales indican que para este nivel de corriente, los seres humanos no estarían sujetos a contracciones musculares descontroladas; por lo tanto, este valor es inferior a la llamada corriente “Let-go” admisible (6 mA para las mujeres y 9 mA para los hombres). Dependiendo de la situación, es conveniente el establecimiento de límites inferiores a 5 mA. Es el caso, por ejemplo, de áreas de estacionamiento en general, ya que en este local es constante la presencia de personal, inclusive niños, en contacto con automóviles. En este caso es sugerido que la corriente máxima sea 1 mA, de acuerdo con la Tabla 2. La definición del límite a ser observado en áreas específicas depende de cada situación en análisis, debiendo ser observados los valores de orientación definidos en la Tabla 2.


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Tabla 2: LÍMITES PARA LA CORRIENTE DE CONTACTO (50 Hz)

EN LA FRANJA DE SEGURIDAD

Corriente rms (mA) Situación Observaciones

1,0 Áreas en que la presencia del ser humano, inclusive

niños, es constante.

Este es el orden de grandeza del inicio de percepción de hombres y mujeres.

2,0

Áreas de circulación humana, siendo, sin

embargo, restringida a los niños

Valor inferior a la reacción muscular peligrosa (2,2 mA para mujeres y 3,2 mA para hombres con 50% de probabilidad)

5,0 Todas las demás áreas de acceso abierto al público

Valor inferior al límite de corriente admisible (9,0 mA para el 0,5% de los hombres y 6,0

mA para el 0,5% de las mujeres) Otro fenómeno a ser considerado es la posibilidad de ignición de combustible, habiendo tres casos básicos: − Ignición causada por descargas capacitivas entre electrodos fijos o en cierre; − Ignición causada por interrupción de circuitos inductivos entre contactos en

apertura; − Ignición de combustible inducida por corona. Se muestra que las chispas que causan ignición de combustible, en los dos primeros casos, corresponden a corrientes de descargas no superiores a 5 mA. Ya el tercer caso corresponde a la aproximación de gases de hidrocarburo combustible con relación a los conductores de una LT, donde las descargas de corona pueden causar la ignición del combustible. El gradiente que puede causar ignición de combustible varía con el diámetro del conductor y con la velocidad del viento. 4.1. Cálculo del Campo Eléctrico Utilizando el software Fields [6] fue determinado el perfil transversal del campo eléctrico máximo a lo largo de la franja de seguridad, donde también se puede tomar su valor en el límite de la franja de seguridad de la LT. Los valores de los campos eléctricos calculados a 3 pies (0,90 m) del nivel del suelo fueron realizados en un eje perpendicular a la LT y son mostrados en el Adjunto 1.1 de este estudio. Se listan los valores de los campos eléctricos en la sección transversal de la franja a cada 5 pies (1,5 m). La Figura 1 de este adjunto presenta esos valores gráficamente para operación en circuito simple.


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Operación circuito simple de la línea:

Primera etapa → el primer circuito instalado Como puede ser constatado, se obtuvieron los siguientes resultados, para una tensión operativa de 525 kV. Se listan los valores de los campos eléctricos en la sección transversal de la franja a cada 5 pies (1,5 m). Se tienen los siguientes valores principales: − Campo eléctrico máximo dentro de la franja de seguridad a 90 cm del nivel

del suelo: 5,2 kV/m; − Campo eléctrico en el límite de la franja de seguridad, siendo a 30 m

respecto al eje de la línea: 1,7 kV/m. −

4.2. Cálculo del Campo Magnético Como puede ser constatado, se obtuvieron los siguientes resultados para una corriente de fase igual a 2800 A: Operación circuito simple de la línea:

Primera etapa → apenas el primer circuito instalado Como puede ser constatado, se obtuvieron los siguientes resultados, para una corriente total de 2800 A por fase. Se listan los valores de los campos magnéticos en la sección transversal de la franja a cada 5 pies. Se obtuvieran los siguientes valores principales: − Campo magnético máximo dentro de la franja de seguridad a 90 cm del

nivel del suelo: 18,5 µT; − Campo magnético en el límite de la franja de seguridad, siendo a 30 m

respecto al eje de la línea: 8 µT. La Figura 2 de este adjunto presenta esos valores gráficamente para operación en circuito simple. Las corrientes de contacto fueron estimadas a partir de [1], situándose muy debajo de todos los valores máximos admisibles. Los resultados fueron los siguientes: Vehículos en la franja de seguridad: − automóvil pequeño: 0,7 µA; − ómnibus/camión: 2,9 µA Vehículos en el límite de la franja de seguridad: − automóvil pequeño: 0,1 µA − ómnibus/camión: 0,5 µA Se verifica que los límites de campo eléctrico y corrientes de contacto son atendidos. 5. ANÁLISIS DE RADIO INTERFERENCIA La Radio Interferencia producida por descargas corona en líneas de transmisión son bien identificadas en las fajas de 0,5 a 1,6 MHz, siendo medida en dB arriba de 1 µV/m


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para 1 MHz. Su importancia depende de la densidad de la población a lo largo de la LT y de la señal emitida por las diversas estaciones de radio. Por lo tanto, el nivel de ruido provocado por la LT solamente tiene sentido cuando es comparado a la señal emitida, a través de la relación señal/ruido. La Tabla 3 establece un límite máximo de relación señal/ruido entre 22 y 32 dB, para un señal de 66 dB (ciudades de 2.500 a 10.000 habitantes).

Tabla 3: CALIDAD DE RECEPCIÓN EN FUNCIÓN

DE LA RELACIÓN SEÑAL/RUIDO [1]

Relación Señal/Ruido (dB) Calidad de la recepción Clase de

recepción

32

27 -32

22 -27

16 -22

6 -16

< 7

Totalmente satisfactoria

Muy buena - ruido de fondo no

obstructivo

Razonablemente buena - ruido de fondo evidente

Voz humana fácilmente

inteligible - ruido muy evidente

Voz humana inteligible solamente con mucha

concentración

Voz humana ininteligible

A

B

C

D

E

F 5.1. Datos de Entrada Para evaluar el ruido provocado por la LT de 500 kV, fueron realizadas las siguientes consideraciones: − Señal de radio: 66 dB; − Valor mínimo admisible relación S/R: 22 dB; − RI máximo que la LT puede causar en el límite de la franja: 66 – 22 = 44 dB; − Ancho de la franja de seguridad: 60 m; − Resistividad del suelo: 500 Ω.m. 5.2. Análisis de Resultados Considerando la anchura de la franja de seguridad (60 m), se verificará la relación señal-ruido obtenida en el límite de la franja con la tensión máxima operativa de 525 kV para efectos de Radio Interferencia, con la semi-franja variando de 0 a 50 m, utilizando se el programa “Cálculo de Radio Interferencia” [1]. Se establece una relación aceptable de señal-ruido siendo 22 dB. La señal de radio se tomará como siendo 66 dB. El valor máximo de RI será entonces:


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RImax ≤ 66 – 22 = 44 dB

La determinación de los niveles de Radio interferencia es determinada a través del método indicado en el llamado Libro Rojo “EHV Transmission Line Reference Book 345 kV and Above – EPRI 1982”. [1], Apéndices 5.2 y 5.3. Los gradientes calculados por la misma metodología e internos al programa para las tres fases de un circuito son los siguientes:

Tabla 4: GRADIENTES PARA UN CIRCUITO DE LA LT

Circuito 1 Gradiente (kV/cm) EA1 16,73 EB1 17,55 EC1 14,65

La Tabla 5 muestra la salida del programa para las semi-franja caracterizadas por la distancia del eje al borda de la franja. Los niveles de RI fueran determinados para cada 2 metros de la semi-franja, desde 0 (cero) hasta 50 m de cada lado. Para el ancho de la franja de 60 m (30,0 m de semi-franja), resulta, para el valor de 30,0 m, para lluvia intensa el valor de 59,3 dB. Para el mismo ancho, resultan en secuencia los siguientes valores después de las distintas correcciones: de la densidad (61,3 dB), de la resistividad (58,3 dB) y para conductor mojado (52,3 dB); resulta en seguida para buen tiempo el valor de 35,3 dB, mientras el nivel de Radio Interferencia para 50% de todos los tiempos resultará en 37,8 dB. Se ve que, según el criterio de Radio interferencia, el ancho de la franja de seguridad igual a 60 metros atiende con holgura el nivel máximo de RI de 44 dB, ya que el nivel de RI atingió el valor de apenas 37,8 dB para 50% de todos los tiempos. Será por lo tanto 60 m el ancho (30 metros a cada lado del eje) a ser adoptado en los cálculos posteriores finales de Ruido Audible y de campos eléctrico y magnético.

TABLA 5: RESUMEN DE LOS CÁLCULOS DE RADIO-INTERFERE NCIA (RI)

Punto Lluvia

fuerte

Corrección

densidad

Corrección

Resist (500)

Conductor

Mojado

Buen

Tiempo RI50

0 74,4 76,4 73,4 67,4 50,4 52,9 2 74,6 76,6 73,6 67,6 50,6 53,1 4 74,9 76,9 73,9 67,9 50,9 53,5 6 75,0 77,0 74,0 68,0 51,0 53,6 8 74,7 76,7 73,7 67,7 50,7 53,2 10 73,9 75,9 72,9 66,9 49,9 52,5 12 73,0 75,0 72,0 66,0 49,0 51,5 14 73,6 75,6 72,6 66,6 49,6 52,1


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16 70,8 72,8 69,8 63,8 46,8 49,4 18 69,4 71,4 68,4 62,4 45,4 47,9 20 67,7 69,7 66,7 60,7 43,7 46,3 22 66,0 68,0 65,0 59,0 42,0 44,5 24 64,2 66,2 63,2 57,2 40,2 42,7 26 62,4 64,4 61,4 55,4 38,4 41,0 28 60,8 62,8 59,8 53,8 36,8 39,4 30 59,3 61,3 58,3 52,3 35,3 37,8 32 57,9 59,9 56,9 50,9 33,9 36,5 34 56,7 58,7 55,7 49,7 32,7 35,2 36 55,5 57,5 54,5 48,5 31,5 34,1 38 54,5 56,5 53,5 47,5 30,5 33,0 40 53,6 55,6 52,6 46,6 29,6 32,1 42 52,7 54,7 51,7 45,7 28,7 31,2 44 51,9 53,9 50,9 44,9 27,9 30,5 46 51,2 53,2 50,2 44,2 27,2 29,8 48 50,5 52,5 49,5 43,5 26,5 29,1 50 49,9 51,9 48,9 42,9 25,9 28,5

6. ANÁLISIS DE RUIDO AUDIBLE Las LT’s constituyen una fuente sonora particular cuando comparadas a otras más comunes existentes (automóviles, aviones, etc.), motivo por el cual no existe una definición de niveles específicos en la literatura especializada. Por este motivo, estudios presentados en [5] discuten los niveles considerados aceptables. Para la definición del límite de intensidad sonora admisible hay que considerar factores tales como: tipo de ambiente (abierto o cerrado), período de análisis (mañana, tarde o noche), tiempo de exposición, etc. Comúnmente es utilizada la siguiente nomenclatura: Leq → define el nivel sonoro equivalente para un determinado período, cuantificando el

nivel sonoro que, ejercido continuamente en este período, envolvería la misma energía;

Ldn → define el nivel sonoro asociado a período diurno o nocturno; L5 → define el nivel de ruido sonoro excedido en apenas 5% del tiempo;

Generalmente es asociado a una lluvia fuerte; L50 → define el nivel de ruido sonoro excedido en 50% del tiempo. Generalmente es

asociado a lluvia suave. Conforme mencionados, los niveles sonoros considerados satisfactorios son funciones del ambiente. A seguir se muestra el ejemplo de un guía sobre niveles de ruido sonoro del EPA (Agencia Norte Americana de Protección al Medio Ambiente) que ratifica este concepto.


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La definición de la intensidad de ruido sonoro admisible será función, además, de la frecuencia emitida. De la referencia [8] son extraídas las próximas Tablas que muestran los límites de intensidades sonoras recomendables. La Tabla 6 muestra niveles sonoros máximos recomendables para día y noche, en función de las áreas y horarios, para algunos estados norteamericanos. Se observa que, para una misma potencia acústica, el individuo responderá con amplificación de + 10 dB para período nocturno en comparación con el período diurno-vespertino.

Tabla 6: Resumen de Recomendaciones – EPA

Efecto Nivel Área

Actividad de interferencia externa es incómoda

Ldn ≤ 55 dB (A) *

Áreas residenciales y haciendas donde personas permanezcan por grandes

períodos. Leq ≤ 55 dB(A)*

Áreas donde los individuos permanezcan por tiempo limitado.

Actividad de interferencia interna incómoda

Leq ≤ 45 dB(A)*

Áreas en que los individuos permanezcan por tiempo limitado

Ldn ≤ 45 dB(A)*

Áreas residenciales

Nota (*): dB (A) = valores en dB, con referencia a potencia 20 µPascal (inicio de la audición).

Según la referencia [1], son establecidos los siguientes límites para la intensidad de ruido audible: − 52 dB (A) para ambiente al aire libre; − 35 dB (A) para ambientes cerrados. El valor de 52 dB (A) será tomado para la condición de lluvia fuerte (L5). Conforme mostrado en Tabla 7, este valor atiende a los valores establecidos para clase C (atribuída a LT’s).


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Tabla 7: Resumen de Recomendaciones de algunos Esta dos Norteamericanos

Estado

Ruido Máximo Permitido en Áreas Residenciales

dB (A) Observaciones

Día Noche (1)

Colorado

Illinois

New Jersey

Oregon

55

55

55

61

65

60

50

45

45

51

50

55

Fuente clase A

Fuente clase B

Fuente clase C

Propiedades privadas Nota (1): Período de 22:00 hrs a 7:00hrs, excepto en Colorado donde se considera de 19:00hrs a 7:00 hrs. Fuente Clase A: De carácter residencial. Fuente Clase B: De carácter comercial. Fuente Clase C: De carácter industrial (las líneas de transmisión están dentro de esta categoría). Datos de Entrada y resultados Será aquí adoptada la metodología descrita en el libro rojo “EHV Transmission Line Reference Book 345 kV and Above – EPRI 1982” [1], en las hojas 281 y subsecuentes, en el siguiente orden: a) Calcular el nivel de RA con lluvia intensa (Nivel L5, a través de las siguientes etapas

y fórmulas: − Determinación de los gradientes superficiales, como ya efectuado en el ítem

anterior; − Calcular las distancias de cada fase al punto de medición (borde de la franja),

usando la altura media de los conductores; − Al evaluar la ecuación (6.4.50b) de [1] para cada fase, se tiene:

RRDdnK

EdnPdB n 02,0log109,67]*)1(9,22[665log44log*20 −−+−+−+=


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b) Sumar las presiones de sonido a través de la ecuación:

∑=

=nnnn

1111iiii

P i / 1 0P i / 1 0P i / 1 0P i / 1 01 01 01 01 01 0 l o g1 0 l o g1 0 l o g1 0 l o gP t o t a lP t o t a lP t o t a lP t o t a l

El nivel de RA con conductor mojado es determinado por la adición de un factor (substractivo en el caso) al nivel de RA con lluvia intensa. Para calcular el factor de corrección, el gradiente de 6 dB, denominado Ec debe ser calculado, siendo ese gradiente el valor para lo cual el nivel de RA con conductor mojado estará 6 dB abajo del nivel de RA con lluvia intensa. Para 4 sub-conductores por fase, se tiene:

Ec = 24,4/d024

Adonde, en las fórmulas de arriba, se tiene: n → nº de sub-conductores (4 en el caso presente); d → diámetro del sub-conductor, en cm (2,445 cm); D → diámetro del haz de conductores, en cm (64,63 cm); E → gradiente superficial de cada sub-conductor, indicado en la 3ª columna de la

Tabla 8; R → distancias del punto de medición a cada fase de la línea, indicadas en la 1ª

columna de la Tabla 8. El factor de corrección del conductor mojado, ∆∆∆∆Awc , para n ≥ 3 es determinado por:

]/*)1(8[2,14

4,10 Awc DdnE

Ec −+−=∆

La Tabla 8 a seguir demuestra los valores del Ruido Audible (RA) en función del ancho de la franja, como calculados por las fórmulas arriba.

Tabla 8: Resumen de los cálculos de Ruido Audible ( RA) en el borde de una franja

de 60 m (30 metros respecto al eje de la línea)

Dreal Fase Gradientes Corrección de

conductor Mojado

kV/m RA-Heavy* rain ∆∆∆∆Awc Pwc**

28,56 A1 16,73 44,82 -5,39 39,43

24,06 A2 17,55 47,67 -4,61 43,06

34,47 A3 14,65 38,21 -7,76 30,45

RA 49,51 46,55 * Ruido Audible con lluvia intensa. ** Rudio Audible corregido por condición de conductor mojado


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El valor de Ruido Audible (RA) en la borda de una franja de 60 m (30 metros respecto al eje de la línea), para la condición de conductor mojado, será por lo tanto, de 46,6 dB(A). Los valores internacionales establecidos oscilan en el rango de 55 a 58 dB(A) en el límite de la franja, para condiciones de lluvia fina. Verificase que el nivel de RA atingido queda abajo de ese valor para la franja especificada. Se verifica, entonces, que estos valores están por debajo del límite de 52 dB para ambientes al aire libre. 7. CONCLUSIONES A través de los análisis realizados se verifica que los límites de Radio Interferencia, Ruido Audible y Campos Eléctricos y Magnéticos generados por la LT 500 kV, están dentro de límites aceptables. [8] [11] Hay que considerar que la larga holgura existente entre los valores calculados y los límites aceptables permite concluir que todas las torres tendrán desempeño satisfactorio. El nivel de campos eléctrico y magnético generados en el límite de la franja de seguridad también está dentro de los límites aceptables, conforme normas internacionales. Se observa también que los efectos fueron calculados considerando una franja de seguridad de 60 m, que será el adoptada para la línea Ancoa – Alto Jahuel 2x500 kV: Primer Circuito y también en la futura operación de la línea en doble circuito. Cálculos detallados de todos los efectos eléctricos podrán ser hechos en la fase del proyecto ejecutivo, para otras torres o puntos. Así, a partir de la verificación de los cálculos efectuados en este documento, las siguientes conclusiones se pueden hacer en relación a la Radio interferencia y Ruido Audible emitidos por la línea de 500 kV Ancoa – Alto Jahuel (operando en fase final con dos circuitos):

- Las restricciones de Radio Interferencia se cumplen satisfactoriamente, con valores bajo los 44 dB para 50% del tiempo;

- Las restricciones de Ruido Audible para las condiciones de conductor mojado se encuentran por debajo de los 50 dB(A) en el borde de la franja; por lo tanto, cumplen con los criterios de proyecto.


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Referencias [1] EHV - Transmission Line Reference Book, 1982 - 2ª Edition; [2] “Radio Noise Design Guide for High-Voltage Transmission Lines”, IEEE Paper

70 –TP – 631 PWR; [3] National Electrical Safety Code - NESC – 1993; [4] Predetermination of The Radio Interference Level of High Voltage Transmission

Line I – Predetermination of The Excitation Fuction - IEEE PAS, Já/Feb-72, Vol. 91, pp. 284-291;

[5] Comparison of Radio Noise Prediction Methods With Cigre/IEEE - Survey Results –

IEEE Radio Noise Subcommittee Report - IEEE PAS, Mai/Jun-73, Vol. 93, pp. 1029-1042;

[6] Programa “Fields” “FIELDS”, desarrollado por la empresa Southern California

Edison Co; [7] H. Happoldt and D. Oeding: Elektrische Kraftwerke und Netze (Electrical Power

Plants and Systems). Springer Verlag, 1978; [8] Transmission Line Reference Book - 345 kV and Above - Second Edition - 1982 –

EPRI; [9] F. Kiessling et al: Overhead Power Lines – Springer – 2003. [10] NSEG 5. E.n.71: Reglamento de Instalaciones Eléctricas de Corrientes Fuertes [11] ICNIRP Guidelines: Guidelines for limiting Exposure to Time-Varying Electric,

Magnetic, anda Electromagnetic Fields (up to 300 GHz), International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection.


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ADJUNTO 1.1

CAMPOS ELÉCTRICOS Y MAGNÉTICOS (PROGRAMA FIELDS)


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Entrada de datos Campos LT 500 kV Ancoa – Alto Jahu el – Primer circuito


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LT Ancoa – Alto Jahuel 2x500 kV: Primer Circuito Determinación del Campo Eléctrico – Hojas de Salida


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Figura 1: LT Ancoa – Alto Jahuel 2x500 kV: Primer Circuito Perfil Transversal del Campo Eléctrico


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LT Ancoa – Alto Jahuel 2x500 kV: Primer Circuito Determinación del Campo Magnético: Hojas de Salida


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Figura 2: LT Ancoa – Alto Jahuel 2x500 kV: Primer Circuito Perfil Transversal de Campo Magnético


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ADJUNTO 2

DISTANCIAS DE SEGURIDAD


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DISTANCIAS DE SEGURIDAD

Las distancias de seguridad que serán adoptadas en el proyecto de la LT Ancoa – Alto Jahuel 2x500 kV: Primer Circuito fueran calculadas conforme las recomendaciones de las normas [1] y [2], siendo las mismas listadas como siguen:

a) Distancias Horizontales mínimas de aproximaciones a obstáculos en metros, en la condición de deslocamiento máximo de los cables conductores (condición de viento):

NATURALEZA DE LOS OSBTÁCULOS EN

QUE LA LÍNEA SE APRÓXIMA DISTANCIA

Paredes de edificaciones 8,00 Paredes Ciegas de edificaciones 7,50

b) Distancias verticales mínimas de los cables conductores a los obstáculos en metros en la condición de flecha máxima:

NATURALEZA DE LOS OBSTÁCULOS

CRUZADOS DISTANCIA

Regiones poco transitables (montañas, praderas, cursos de agua no navagables) 9,20

Regiones transitables (localidades, caminos principales, calles y plazas públicas) 9,70

En cruces de caminos y calles 9,70 Cruce de ferrocarriles eléctrificados o eléctrificables 10,70 Cruce sobre superficies de aguas navegables siendo “H” la altura de más grande mástil fijo por la autoridad responsable

5,00 + H

Cruce sobre líneas de comunicación 7,10 Cruce sobre montaje de la línea perteneciente al ferrocarril

8,00

c) Distancias verticales mínimas en casos de cruces de líneas en la condición de flecha máxima para línea superior y los conductores de la línea inferior a 15°C, o ambas en la condición de temperatura mínima:

Tensión de la

Línea Superior (kV)

Tensión de la Línea Inferior (kV)

13,2 23 66 110 154 220 500

500 4,70 4,80 5,00 5,30 5,60 6,00 7,70 Nota: Si la distancia entre el punto de cruce y la estructura más cercana de la línea superior es mayor de 50 m, las distancias indicadas arriba deberán aumentar en 3 mm por cada metro de exceso sobre 50.


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RECOMENDACIONES

En la ubicación de las estructuras de la línea de transmisión deben ser verificadas y atendidas las distancias mínimas de seguridad definidas en este documento.

En los casos de carreteras y ferrocarriles los mástiles deben ubicarse siempre fuera de las fajas de dominio de la vía cruzada..

Referencias: [1] NSEG 5. E.n.71: Reglamento de Instalaciones Eléctricas de Corrientes Fuertes [2] NSEG 6. E.n.71: Cruces y Paralelismos de Líneas Eléctricas

capitulo 9 - franja de servidumbre y distancias de seguridad rev0x

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