latyct
TRANSCRIPT
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento I Introducción
Unidad Temática I Generalidades
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 1
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
INSTALACIONES DE ALTA TENSIÓN
Generalidades.
La utilización de instalaciones de alta tensión viene marcada por la necesidad
de transportar energía eléctrica a grandes distancias, abaratando los costes de
transporte y minimizando al máximo las pérdidas por el efecto Joule.
Para una misma potencia, cuanto más alta sea la tensión de transporte, la
intensidad será menor y, por tanto, menor la sección de los conductores a
utilizar, ya que la sección es directamente proporcional a la intensidad.
En el caso de las pérdidas por el efecto Joule, éstas son iguales a R-I2, y en el
caso de líneas con resistencia constante, las pérdidas varían en razón inversa al
cuadrado de la tensión.
Por estas razones, el transporte de energía eléctrica, desde las distintas
centrales de generación hasta los puntos de consumo, es realizada en alta
tensión, siendo la tensión de transporte tanto mayor cuanto mayor es la
potencia transportada, así como la distancia que tiene que recorrer la energía
desde las centrales hasta los puntos de consumo.
En nuestro ámbito más cercano, la utilización de la alta tensión nos viene
marcada por la necesidad de realizar nuevos suministros a puntos alejados de
las redes de distribución de baja tensión, normalmente por encima de los 500-
600 metros, longitud que se ve acortada conforme va aumentando la potencia
demandada. Así mismo, deberemos utilizar instalaciones de alta tensión
(instalación de centro de transformación y ramal de alimentación), cuando
queramos realizar suministros que demanden fuertes potencias aunque estén
situados muy cerca de las redes de distribución. A este respecto, el Art. 17 del
Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión señala: “Cuando un local, edificio o
agrupación de estos, cuya previsión de cargas exceda de 50 KVA o cuando la
demanda de potencia de un nuevo suministro sea superior a dicha cifra, la
propiedad del inmueble deberá reservar un local destinado al montaje de la
instalación de un centro de transformación”.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 2
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Tipos de corrientes y tensiones
El tipo de corriente que se utiliza en las líneas de transporte y distribución es
corriente alterna (CA) trifásica. La corriente continua (CC) sólo se suele utilizar
cuando la potencia que hay que transportar entre subestaciones es muy
elevada y están muy distantes entre sí dichas subestaciones.
Por otro lado, denominaremos como tensión nominal de la línea a la tensión
eficaz entre fases.
El Reglamento de Líneas Aéreas de Alta Tensión (en adelante R.L.A.A.T.)
establece en su artículo 2 las tensiones a utilizar en las líneas de transporte y
distribución. Atendiendo ha dicha tensión de utilización, las líneas se clasifican
de la siguiente manera:
Líneas de 1ª categoría: con tensiones nominales superiores a 66 KV.
Líneas de 2ª categoría: en las que la tensión nominal está comprendida
entre 30 y 66 KV.
Líneas de 3ª categoría: con tensión nominal es inferior a 30 KV.
De entre estas tensiones, el mencionado artículo 2 recomienda las siguientes:
20-66-132-220 y 380 kV
Por lo que hace a la Ley del sector eléctrico, desarrollada posteriormente en el
nuevo Reglamento de Líneas de Transporte y Distribución, esta establece la
división entre ambas actividades en relación la tensión nominal de la línea:
tipifica como líneas de transporte aquellas que utilicen tensiones de 220 KV. o
superiores, y de distribución todas las demás. Todas las redes de transporte
son gestionadas actualmente por la empresa Red Eléctrica Española (R.E.E.).
Sistema eléctrico: constitución.
Denominaremos sistema eléctrico al conjunto de Centrales generadoras,
Subestaciones elevadoras, Líneas de transporte, Subestaciones reductoras,
Líneas de distribución, Centros de Transformación y Líneas de distribución de
baja tensión, todas ellas interconectadas entre sí.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 3
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Aunque el objeto del presente curso se centrará en las Líneas de distribución de
alta tensión y Centros de Transformación, haremos mención sucinta del resto
de instalaciones que intervienen en el sistema eléctrico.
Centrales generadoras.- Son aquellas instalaciones donde se produce la
energía eléctrica. En las mismas, se sitúa un generador de corriente eléctrica
solidaria con un motor que transforma la energía mecánica o calorífica
producida por una materia prima (agua, viento, carbón, uranio, etc.) en energía
eléctrica.
Dependiendo de la materia prima referida que utilizan dichas centrales para la
producción, estas se dividen en Centrales hidráulicas, térmicas, eólicas,
nucleares, solares, etc.
En dichas centrales, las tensiones de generación oscilan entre los 500V y
18.000V, tensiones que no son suficientes para su transporte, por lo que
necesitarán elementos elevadores de tensión (subestaciones elevadoras) para
realizar el transporte de la energía a una tensión superior.
Representación gráfica: Sistema eléctrico.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 4
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Líneas de transporte.- Generalmente, son líneas aéreas de tensión con
tensiones nominales de 220 KV o superiores. Su misión es transportar la
energía producida en las grandes centrales hasta los distintos puntos de
consumo, principalmente polígonos industriales y grandes urbes.
Suelen ser líneas constituidas por varios circuitos eléctricos independientes (1,
2, 3 ó 4), soportadas en grandes torres metálicas dotadas de varias crucetas,
dependiendo el número de éstas y de los circuitos que lleve la línea. Así mismo,
estas líneas están dotadas de un hilo de guarda o tierra para protegerla contra
las descargas atmosféricas. Algunas veces, dicho cable, es combinado con fibra
óptica y sirve para la comunicación entre las distintas subestaciones que va
recorriendo la línea de transporte.
Otras veces, dicha comunicación es realizada a
través de uno de los hilos de fase, debiéndose
utilizar, en estos casos, bobinas de bloqueo y
transformadores de tensión capacitivos, tanto en
los orígenes como en los finales de cada tramo de
línea.
Subestaciones reductoras.- Se denomina
así al conjunto de instalaciones que realizan la
disminución de la tensión de transporte a una
inferior que sirve para la distribución a los
distintos puntos de consumo. Estas instalaciones
se agrupan en Parques de distintas tensiones,
soliendo ser, estos, estructuras porticadas donde
se amarran las distintas líneas que llegan o
parten del mencionado Parque.
La unión entre los distintos Parques que conforman una Subestación se realiza
a través de transformadores de potencia, con tensión primaria, la más elevada,
y tensión secundaria, a la que vamos a distribuir.
Torre de transporte eléctrico.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 5
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Pueden existir tantos Parques como tensiones vayamos a utilizar. Por ejemplo,
en subestaciones como las situadas en las cercanías de la ciudad extremeña de
Cáceres, propiedad de Iberdrola S.A., existe un parque de 220/132KV., otro de
132/46KV y finalmente otro de 46/13,2KV, desde los cuales parten las líneas de
distribución a la citada ciudad.
Dentro de cada Parque existen diferentes posiciones, denominándose con este
nombre al conjunto de paramenta de protección y seccionamiento de cada línea
que llega o parte de la subestación, así como las reservadas para los distintos
transformadores de potencia existentes en la misma.
Esquema eléctrico de un sistema general.
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento I Líneas de Alta Tensión
Unidad Temática I Líneas Áreas
Módulo I Elementos Constructivos
Parte I
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 6
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
LÍNEAS DE ALTA TENSIÓN
Generalidades
Denominaremos como línea de Alta Tensión para distribución aquella línea
que, partiendo de una Subestación, de un Centro de reparto o de otra Línea
de distribución, alimenta a los Centros de Transformación. Las tensiones
nominales más usuales de estas líneas son 13,2, 15, 20 y 30 KV.
Dichas líneas pueden dividirse en tres categorías:
Líneas aéreas.
Líneas subterráneas.
Líneas mixtas (parte del recorrido aéreo y parte subterráneo).
Las primeras, la aéreas, son aquellas en las que los conductores van
instalados por encima del suelo; y las subterráneas aquellas otras en las
que los conductores van instalados por debajo el nivel del suelo.
Las líneas aéreas presentan ventajas importantes sobre las subterráneas,
ya que, tanto en el importe inicial del montaje como respecto de los gastos
de mantenimiento, estos son inferiores en el caso de las primeras.
Por contrario, tienen el inconveniente del mayor peligro de electrocución de
animales o personas, así como el riesgo de recepción de descargas
atmosféricas que suelen producirse sobre los conductores desnudos. Otro
gran inconveniente que tienen las líneas aéreas es el impacto visual que
causan los tendidos, el cual se minimiza hoy en día con las normas
medioambientales que han marcado para estas instalaciones tanto el
Ministerio de Industria como las distintas Comunidades Autónomas, en
cumplimiento, en la mayoría de los casos, de los contenidos normativos
previstos en las Directivas europeas en esta para este sector de actividad.
También es de tener en cuenta, que la reparación de las averías en líneas
aéreas es menos laboriosa, y requiere menos tiempo y medios técnicos, que
en las subterráneas, lo que hacen que las instalaciones subterráneas se
realicen únicamente en el interior de las ciudades o polígonos industriales,
utilizándose para ello criterios de seguridad y estéticos.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 7
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Por esta última razón, hoy en día, una gran parte de los proyectos que
están realizando las distintas empresas suministradoras y organismos
oficiales, en el interior de las distintas localidades, es la sustitución de líneas
aéreas por otras de naturaleza subterránea.
Como se mencionó anteriormente, denominamos como Líneas Aéreas
aquellas en los que los conductores que transportan la energía eléctrica van
instalados a una cierta altura por encima del suelo.
Para conseguir las distancias de seguridad que se marcan en el apartado 5.5
de la ITC-07 del R.L.A.T., se utilizan postes, pudiendo ser estos de madera,
hormigón o metálicos, aunque los primeros están en desuso y son
utilizados únicamente en instalaciones provisionales. Sobre estos apoyos se
disponen otros soportes en posición horizontal denominados armados o
crucetas, donde se instalarán los elementos de sujeción de los conductores
(herrajes y aisladores). Los postes se apoyan en el terreno, por
medio de cimentaciones. Al conjunto del poste, cruceta y cimentación, se le
denomina en general apoyos.
Los elementos que conducen la energía eléctrica son los conductores, que
podrán ser desnudos o aislados (trenzados).
Se llama vano de una Línea Aérea a la distancia entre apoyos consecutivos.
Esta distancia, medida en metros, se denomina luz.
Por otro lado, se llama flecha a la distancia entre la línea recta que pasa por
los dos puntos de sujeción de un conductor en dos apoyos consecutivos y el
punto más bajo de este mismo conductor. En la siguiente figura, se
representan gráficamente el vano (a) y la flecha (f).
Trazado. Levantamiento topográfico. Reparto de apoyos.
Para determinar el trazado que tendrá nuestra Línea Aérea tendremos que
situar, en primer lugar, l os puntos de partida y llegada de la misma. Para el
punto de partida tendremos que tener la conformidad de la empresa
suministradora, la cual nos dará las características que tendrá que tener la
derivación, así como otra serie de datos técnicos referentes a la línea de la
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 8
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
cual derivaremos (tensión, potencia de corte, tiempo de actuación de las
protecciones, etc.).
Una vez determinado el punto de partida, tendremos que tener en cuenta
que, cuanto más recto sea el trazado, más económica será la línea, y, si no
es posible hacerla en una sola alineación, el número de éstas será el menor
posible.
Para realizar un trazado correcto deberemos realizar primeramente el
levantamiento topográfico entre el inicio y el final de la línea, que recogerá
el mayor número posible de puntos (normalmente se toman mediciones
cada treinta metros lineales). Es recomendable que este tipo de trabajo lo
ealicen profesionales (topógrafos), los cuales nos darán, plasmado en papel
o soporte informático, el perfil longitudinal del terreno por donde
transcurrirá la línea así como un plano de planta donde se recojan los
distintos elementos que puedan afectar a nuestro trazado (Paredes,
viviendas, carreteras, vías fluviales, líneas telefónicas, líneas eléctricas,
etc.).
Se representa en la siguiente figura un levantamiento topográfico y un
reparto de apoyos correspondiente a un ramal de alta tensión:
Perfil longitudinal línea aérea.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 9
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Se plasmará en la planta todo lo existente a cincuenta metros a ambos lado
del trazado e nuestra línea.
En los planos que nos representen tanto el perfil longitudinal como la planta
se utilizarán escalas mínimas de 1:2000 para las medidas horizontales y
1:500 para las verticales. (Apartado 3.3.4 de la ITC-09 del R.L.A.T.)
Planta trazado línea aérea.
Para comenzar, todo perfil deberemos establecer un plano o cota de
comparación, que deberá ser lo más cercana posible a la altitud real del
punto sobre el nivel del mar, ayudándonos para este caso de la consulta con
los planos existentes en el mercado (ejército, comunidad, etc.). Esta cota es
muy importante ya que de ella dependerá la clasificación del terreno a
efectos de sobrecarga del hielo, la cual puede ser de tres tipos de acuerdo
al apartado 3.1.3 de la ITC-07 del R.L.A.T.:
Zona A.- Cuando la línea transcurre por un terreno cuya altitud es
inferior a los 500 metros sobre el nivel del mar.
Zona B.- Cuando la línea transcurre por un terreno cuya altitud está
situada entre los 500 y 1.000 metros sobre el nivel del mar.
Zona C.- Cuando la línea transcurre por un terreno cuya altitud es
superior a los 1.000 metros sobre el nivel del mar.
Esta clasificación es importante para establecer en los Cálculos de la línea la
sobrecarga debido al hielo que deberán soportar los distintos conductores.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 10
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Entre la representación vertical (perfil) y la horizontal (planta), se suele
representar una “guitarra” o tabla donde se plasmarán los datos que se
establecen en el punto 5.1. del apartado 3.3.4 de la ITC-09 del R.L.A.T.
Una vez obtenido el perfil longitudinal de la línea, procederemos a realizar
el reparto de apoyos sobre el mismo, debiéndonos ayudar para ello de una
catenaria de tendido.
Catenaria de tendido para conductor LA-30 en zona A (tense 10 Kg/mm2).
Las catenarias de tendido son representaciones gráficas de cómo se
comporta los distintos conductores sometidos a una determinada tensión de
tendido y acordes a la zona por donde transcurre la línea (zona A, B o C).
Estas catenarias suelen llevar otra paralela y situada a seis metros del
terreno para comprobar que en ningún punto se incumple la mínima
distancia al terreno marcada en el apartado 5.5 de la ITC-07 del R.L.A.T.
A la hora de realizar un replanteo, deberemos tener en cuenta una serie de
reglas que se han marcado desde la experiencia. No son reglas de estricto
cumplimento pero suelen ayudar para obtener un óptimo tendido. Se
relacionan a continuación las más destacadas de estas normas:
Deberemos realizar un reparto equidistante de vanos, dividiendo el
total de la línea entre la distancia que establezcamos como vano tipo,
normalmente entre 130 y 140 metros en terrenos llanos.
Deberán situarse los apoyos en los puntos altos del perfil.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 11
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
No se deberán situar los apoyos en las hondonadas de los valles,
para evitar la aparición de apoyos “ahorcados”.
Cuando existan muchas parcelaciones, deberemos intentar situar los
apoyos en las lindes de dichas parcelas para evitar perjuicios a los
propietarios afectados, sobre todo en terrenos agrícolas.
Deberemos realizar tendidos por las zonas más “claras” cuando se
trate de zonas boscosas, para evitar en lo posible la tala de árboles y
conseguir “camuflar” la línea entre la zona arbolada.
Hay que tener en cuenta que es más económico dar algo más de
altura a los apoyos que tener que intercalar un nuevo apoyo.
Desde el punto de vista de permisos, es aconsejable el trazar las
mismas por terrenos de dominio público, aunque a veces resulta más
laborioso el conseguir la autorización de un Organismo que de un
particular.
Hemos de tener en cuenta, sobre todo, para establecer los apoyos de
seccionamiento o protección, que sean lugares de fácil acceso
(cercanías de camino o carreteras).
Una vez conseguido el reparto de apoyos, hemos de establecer el tipo de
cada uno y desarrollar lo que denominaremos como “guitarra” o grupo de
líneas donde se recogen los siguientes datos:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 12
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Guitarra de perfiles:
• 1ª Línea: cotas del terreno.
• 2ª Línea: distancias al origen.
• 3ª Línea: distancias entre apoyos y número de apoyos.
• 4ª Línea: características de los apoyos.
• 5ª Línea: armado, tipo y punto kilométrico.
• 6ª Línea: cimentación de los apoyos.
Esta “guitarra” es muy importante para realizar el posterior replanteo y dar
una imagen rápida y general de la línea a la brigada encargada de construir
el ramal de alta tensión.
Por último deberemos relacionar sobre la planta los distintos propietarios
afectados por el trazado de la línea, llevándose dicha relación a un anexo
del proyecto correspondiente, mencionándose en la misma el número de
apoyos situados en su finca, así como la longitud de vuelo y superficie
ocupada por éste, teniendo en cuenta la separación de conductores que
tenga la línea.
Dichos propietarios tendrán que dar su conformidad al paso de la línea por
escrito, siendo el principal problema que nos encontramos a la hora de
realizar una nueva Línea de Alta Tensión el obtener la autorización de los
propietarios afectados. Para obviar este problema, la nueva Ley del Sector
Eléctrico establece la posibilidad de la declaración de utilidad pública de las
instalaciones, para, de esta forma, poder iniciar un expediente de
expropiación y poder realizar la línea.
Apoyos
Los apoyos se utilizan para conseguir la altura reglamentaria de las líneas
aéreas respecto del suelo y, además, servir para soportar los conductores
mediante el uso de aisladores. Dentro de los apoyos existen varios tipos, y
la elección de uno de ellos nos vendrá marcada por una serie de
circunstancias: tensión de la línea, esfuerzos mecánicos, accesibilidad del
terreno, etc.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 13
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Inicialmente estableceremos una división en dos tipos generales, y que
posteriormente desarrollaremos de modo concreto y específico.
Por sus características constructivas los subdividiremos en los siguientes
tipos:
Apoyos de madera.
Apoyos de hormigón.
Apoyos metálicos.
Según la función mecánica que vayan a desarrollar tendremos los siguientes
tipos de apoyos:
Apoyos de alineación.
Apoyos de ángulo.
Apoyos de anclaje.
Apoyos de principio y fin de línea.
Apoyos especiales.
Apoyos de madera.
Son los apoyos más económicos de fabricación y montaje, aunque
actualmente su uso se reserva únicamente para instalaciones provisionales
y por motivos de avería.
Su uso fue muy generalizado, en un momento histórico determinado, en
todos los países, en la extensión de Líneas de Alta Tensión, quedando aún
muchas líneas soportadas en este tipo de apoyos, y que van siendo
sustituidos paulatinamente por otros tipos.
Los apoyos de madera están construidos a partir de árboles, a los que se les
ha extraído la corteza y posteriormente se les ha tratado para evitar que se
pudran.
Se emplean principalmente de castaño, pino silvestre y abeto. La vida
media de los apoyos oscila entre los 10 y 30 años, dependiendo de la
calidad de la madera y de la zona climatológica donde vayan a ubicarse.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 14
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
El diámetro mínimo de los postes será de 11 cm. en la parte superior, para
las especies coníferas, y de 9 cm., para el castaño. El extremo superior
deberá estar tallado en cuña o cono para dificultar la penetración del agua
de lluvia.
Apoyos de madera
Apoyos de hormigón.
Son apoyos prefabricados de hierro y hormigón, obtenidos según varios
métodos de producción (centrifugados, vibrados, pretensados, etc.).
Dentro de estos apoyos haremos dos divisiones: apoyos totalmente
macizos, denominados HV, y otros con parte maciza y parte hueca, que
denominaremos HVH.
Apoyos HVH.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 15
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Tabla de apoyos huecos HVH.
Apoyos HV.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 16
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Tabla de apoyos de hormigón HV.
Los primeros son de menor altura y esfuerzo que los segundos, utilizándose
principalmente para apoyos de alineación, pequeños ángulos y, algunas
veces, de final de línea cuando se requiere que ocupen poco espacio.
Los segundos, se utilizan para grandes ángulos, aunque su uso es bastante
limitado debido al gran peso de los mismos, utilizándose únicamente en
zonas con mucha humedad, sobretodo en Galicia y en la zona de
distribución de Unión FENOSA, que los tiene normalizados.
Entre las ventajas que presentan los apoyos de hormigón respecto de los de
madera, es que con estos podemos realizar mayores vanos; además tiene
una vida útil mucho más prolongada, casi ilimitada, siempre que se procure,
en su instalación, no quedar al aire las varillas de armado para evitar la
oxidación de las mismas.
Respecto de los apoyos metálicos, las ventajas de este tipo de soportes de
hormigón son su menor coste económico, menor excavación, menor
mantenimiento y mejor adaptabilidad al entorno. Por el contrario, tienen el
inconveniente de que su montaje es más costoso, ya se necesitan grúas de
gran tonelaje, limitándose su instalación a terrenos de fácil acceso.
Apoyos metálicos.
Están formados por ángulos metálicos de distintos perfiles. Están
conformados normalmente por cuatro montantes unidos entre sí mediante
celosías, pudiendo efectuarse éstas uniones mediante remaches, tornillos o
soldaduras. Las uniones remachadas están prácticamente desapareciendo
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 17
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
quedando únicamente torres soldadas y atornilladas, dividiéndose éstas
últimas en semiatornilladas y atornilladas.
Para desarrollar los distintos tipos utilizaremos las series que fabrica una
conocida marca de la Comunidad Extremeña: IMEDEXA.
Las soldadas suelen ser las torres más económicas de los distintos
fabricantes. Su uso es muy generalizado en la construcción de pequeños
ramales, debido a su bajo coste, poco peso y fácil manejo. Es idóneo para
zonas de difícil acceso, ya que no requieren el uso de grandes grúas y el
acopio hasta su ubicación es fácil. Estas torres son de forma
troncopiramidal, y suelen ser construidas en tramos de longitud variable,
consiguiéndose las distintas alturas a base de la unión de distintos tramos.
La designación de este tipo de torres suele ser de la forma:
XX - 250 - 12, donde:
XX: denominación de la serie.
250: esfuerzo del apoyo en Kg.
12: altura del apoyo en metros.
Torres serie CP.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 18
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Tabla de datos en torres serie CP.
Torres serie CA.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 19
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Tabla de datos en torres serie A.
Las semiatornilladas son aquellas que están compuestas por una cabeza y
un fuste, siendo la unión de las celosías de la cabeza del tipo soldada y las
del fuste atornilladas. Con este tipo de torres se consiguen apoyos de
mayor esfuerzo y altura que las torres soldadas. Dentro de este tipo de
torres destacan por su gran utilización aquellas que son fabricadas según la
recomendación UNESA 6.704-A, denominadas torres del tipo C, siendo de
gran utilización en las líneas de distribución de 3ª categoría.
Torres serie C.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 20
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Tabla de datos de torres serie C.
La cabeza de estas torres es prismática, de sección cuadrada, con siete
campos de 600mm.- longitud total de 4.200mm. -, estando taladrada para
adosar las distintas crucetas, formando todo ello un solo cuerpo soldado.
El fuste es de forma troncopiramidal, de sección cuadrada, formado por
distintos tramos según la altura a conseguir; cada tramo se compone de
cuatro montantes de longitud de una máxima de 6m., unidos por celosía
sencilla atornillada. El embalaje y transporte se efectúa flejando todas las
barras que componen la torre en el interior de la cabeza.
Los esfuerzos y alturas están especificados en la tabla anterior. Para su
designación utilizaremos la letra “C”, seguida del esfuerzo, altura y tipo de
armado o cruceta que instalaremos: C-4500-18-S2.
Por último, se encuentran las torres totalmente atornilladas, que son las
empleadas principalmente en líneas de 1ª y 2ª categorías, y con ellas se
consiguen obtener grandes alturas y esfuerzos. Dentro de las
semiatornilladas, tenemos dos tipos: las sustentadas en cimentación única,
o monobloque, y aquellas con cimentación independiente para cada pata.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 21
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Torres serie Halcón.
Las primeras son muy similares a las de la serie C, aunque se consiguen
mayores alturas y tienen la gran ventaja que son totalmente desmontables,
incluida la cabeza, lo que las hace idóneas para lugares de difícil acceso en
los que no pueden actuar las grúas y debe realizarse el izado de forma
manual.
La sección de las torres es cuadrada y la celosía de las caras es simple e
igual para las cuatro caras. El ancho de la cabeza es de 1 m. Se suministran
en un paquete compacto, donde se flejan todos los montantes y celosías,
así como el armado que elijamos.
Los esfuerzos y alturas para este tipo de torres son los que especificamos
en las siguientes tablas. Para su designación utilizaremos la letra “H”,
seguida del esfuerzo, altura y tipo de armado o cruceta que instalaremos.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 22
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Tabla de datos de torres serie H.
Las altura totales (H) se entienden desde la base de la cruceta inferior hasta
la base de la torre, y las alturas útiles (HU) desde la cruceta inferior hasta el
suelo para cimentaciones en terreno normal (K=12). En estas torres, la
altura de la cabeza dependerá del armado que instalemos, variando desde
los 0,70m., para armados rectos, hasta los 7,50m., para el resto de
armados.
Para torres de gran esfuerzo, y que permiten instalar armados o crucetas de
gran longitud, utilizamos apoyos sustentados en cimentaciones de modo
independiente para cada pata, motivado por la mayor anchura de la base de
estas torres. La sección de la torre, tanto en su fuste como en la cabeza es
de sección cuadrada, siendo totalmente desmontable, utilizándose celosías
dobles en las caras.
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento I Líneas de Alta Tensión
Unidad Temática I Líneas Áreas
Módulo I Elementos Constructivos
Parte II
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 23
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Parte II
Torre serie Águila
Torres serie Cóndor.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 24
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Estas torres son utilizadas para líneas de 1ª y 2ª categoría, siendo su
designación distinta para cada fabricante, debiéndose consultar para ello los
distintos catálogos.
Por último, describiremos un tipo de apoyos metálicos fabricados con chapa
y de aspecto similar a los apoyos de hormigón: son los denominados apoyos
tubulares. Este tipo de apoyos están formados por una serie de cuerpos,
unidos entre sí por tornillos y casquillos normalizados. Su fijación al terreno
se realiza mediante el uso de espárragos bien cimentados o, en terrenos
rocosos, embutidos a través de taladros y fijados mediante pasta especial.
Apoyos tubulares metálicos.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 25
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Los apoyos se atornillan a estos espárragos. Tienen la ventaja, respecto de
los de hormigón, de su menor peso, lo cual lo hacen ideales en apoyos de
alineación enclavados en terrenos de difícil acceso; así mismo, debido al
tipo de cimentación que requieren, lo hacen idóneo en terrenos rocosos.
Otro campo de gran aplicación para este tipo de apoyos es el de las
instalaciones provisionales, ya que su desmontaje es fácil y permite
instalarlos en otro lugar, perdiéndose únicamente los espárragos de fijación.
Se reflejan a continuación las características de estos apoyos.
Tabla de datos por tipo de apoyos.
Por contrario, este tipo de apoyos tienen el inconveniente de que su costo
económico es bastante superior a los apoyos de hormigón y también
elevado respecto a los metálicos de celosía. A modo comparativo,
establecemos a continuación el valor económico de los tres tipos de apoyo
para una misma altura y esfuerzo. Como se observará el apoyo tubular es
de menor altura, dado que no tiene empotramiento.
Cuadro económico.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 26
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Una vez descritos los apoyos por sus características constructivas, vamos a
describirlos teniendo en cuenta sus características funcionales:
Apoyos de alineación: sirven solamente para sostener los conductores
y cables de tierra, debiéndose ser empleados únicamente en alineaciones
rectas.
Apoyos de ángulo: se utilizan para sostener los conductores y cables
de tierra en los vértices de los ángulos que forman dos alineaciones.
Apoyos de anclaje: deben proporcionar puntos firmes en la línea que
limita la propagación… de esfuerzos longitudinales de carácter excepcional.
Apoyos de fin de línea: deben resistir, en sentido longitudinal de la
línea, la solicitación de todos los conductores y cables de tierra.
Apoyos especiales: son aquellos que ejercen cualquier función
diferente de las definidas en la clasificación anterior.
Armados
Denominaremos como armados o crucetas a todos aquellos elementos
horizontales que situamos en la parte alta de los distintos apoyos, y que nos
permitirán la sustentación de los elementos aislantes así como conseguir la
separación reglamentaria de los conductores según la longitud de los
distintos vanos.
Aunque anteriormente se han construido crucetas de madera, e incluso de
hormigón, actualmente se utilizan únicamente las metálicas, acoplándose
éstas tanto a los apoyos de hormigón como a los metálicos y tubulares.
Para los apoyos de hormigón y tubulares, los tipos más frecuentes son las
denominadas de tipo bóveda y las rectas. Las primeras son utilizadas en los
apoyos de alineación y las segundas para aplicaciones en amarre (ángulos,
anclajes y principio y final de línea). Estas crucetas se adaptan a la cabeza
de los apoyos mediante el uso de varillas roscadas, que permiten la unión
de los perfiles que constituyen las crucetas a la cabeza del poste.
En las figuras siguientes se indican los distintos tipos que fabrica una marca
extremeña: IMEDEXSA.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 27
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Armados tipo bóveda.
Armados tipo recto.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 28
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Respecto de los apoyos metálicos, existe una gran diversidad de crucetas, que
nos permiten distintos tipo de configuración y separación de conductores. La
designación de estas crucetas varía con el fabricante, aunque nos valdremos de
la recomendación UNESA 6.704-A, para describir los distintos tipos que existen
en el mercado.
Armados tipo “L”: son crucetas rectas que se montan en la parte superior
de la cabeza. Se consiguen separaciones de conductores desde 1 a 2 metros,
aunque con las medidas de electrocución de aves, la separación mínima entre
conductores deberá ser de 1,5 metros, por lo que no podremos utilizar en, en
Comunidades, por ejemplo, como la de Extremadura, las crucetas inferiores de
esta gama. Este tipo de armados se utiliza sobretodo en los distintos apoyos de
amarre (principio y final de línea, ángulo y anclaje). En los dos últimos, y para
dar continuidad al hilo central, deberemos utilizar una cadena de suspensión,
ya que esta prohibida la existencia de partes en tensión por encima de las
crucetas para evitar la electrocución de aves.
Armados tipo L.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 29
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Armados tipo “T”: son similares a los anteriores, variando únicamente la
posición de la cruceta en la cabeza de la torre, ya que éstos armados se sitúan
por debajo de la parte superior de la cabeza. Este tipo de armados son
utilizados para la instalación de seccionadores y en aquellos casos que
necesitemos una separación de conductores mayor que la conseguida con los
del tipo “L”, alcanzándose ésta mediante el amarre del hilo central en la parte
alta de la torre. En estos apoyos hay que utilizar igualmente una cadena de
suspensión para dar continuidad al hilo central.
Armados tipo T.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 30
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Armados tipo “B”: son crucetas elevadas respecto de la cabeza de la torre.
Dependiendo de la longitud de armado, son rectas (3 y 4 metros) o en forma de
bóveda (5 y 6 metros). Este tipo de armado es de gran utilización, ya que su
diseño le permite utilizarlo en el mayor número de apoyos, tanto de alineación
como en amarre, y no necesita el uso de ninguna cadena adicional para realizar
la continuidad del hilo central, en el caso de cadenas de amarre. Tiene el
inconveniente, respecto de la cruceta recta, de su mayor coste económico,
tanto en el material como en su montaje. Este tipo de crucetas es el
recomendado, por ejemplo, por Medioambiente en alguna comunidad
autonoma para líneas de 2ª y 3ª categoría.
Armados tipo B.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 31
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Armados tipo “S”: este tipo de armado, está formado por tres
semicrucetas, las cuales pueden ir montadas en dos caras opuestas de la torre
(armados al tresbolillo) o en la misma cara de la torre (armados en bandera).
Con este tipo de crucetas conseguimos una mayor separación de conductores,
en el caso de los de tipo tresbolillo, y “conducir” los conductores en un
determinado plano en los tipo bandera. Este tipo de armados pueden utilizarse
tanto en apoyos de amarre como de alineación. El coste económico suele ser
inferior a los del tipo “B”, aunque tienen el inconveniente de tener que utilizar
apoyos de mayor altura para conseguir la distancia reglamentaria del hilo
inferior respecto del suelo.
Armados tipo S.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 32
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Armados tipo “N”: son similares a los del tipo S, pero dobles (seis
semicrucetas), y es el armado que tendremos que utilizar para líneas de doble
circuito.
Armados tipo N.
Por último, señalar que en las líneas dotadas de conductor de protección, los
apoyos metálicos van coronados de una cúpula de tierra que permite conseguir
tanto la sustentación del hilo de protección como la distancia de seguridad de
éste con respecto de los hilos conductores.
Cúpula de tierra.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 33
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Conductores
Conductores desnudos
Las prescripciones reglamentarias establecen que, como conductores, pueden
emplearse cualesquiera materiales metálicos, o combinaciones de estos, que
permitan constituir alambres o cables de características eléctricas y mecánicas
adecuadas para su fin e inalterables con el tiempo, debiendo presentar,
además, una resistencia elevada a la corrosión atmosférica.
Los materiales metálicos que constituyen los conductores para líneas aéreas
han de cumplir tres premisas:
1) Deben tener pequeña resistencia eléctrica para que las pérdidas por
calentamiento sean reducidas.
2) Deben tener elevada resistencia mecánica.
3) Y bajo coste de adquisición para que la explotación de la línea sea
rentable.
Es difícil encontrar materiales que reúnan los tres requisitos simultáneamente,
reduciéndose actualmente los materiales a dos: aluminio y cobre, aunque el de
uso más cotidiano es el aluminio y, sólo en casos justificados, el cobre. Al ser la
resistencia mecánica del aluminio muy pequeña es necesario que, para formar
dicho conductores, su alma esté configurada por alambres de acero, con el fin
de aumentar la resistencia mecánica.
Al hilo del último párrafo, debemos definir el hilo o alambre como una varilla
metálica cuya longitud es muy grande respecto a su diámetro; y se denomina
cable o conductor cableado a un conductor constituido por un grupo de hilos o
por una combinación de grupos de hilos trenzados juntos.
El cable se conforma trenzando helicoidalmente una o varias capas de hilos de
la misma sección sobre un hilo o grupo de hilos centrales que se denomina
alma o núcleo.
La mayor ventaja de los cables sobre los hilos de la misma sección es su mayor
flexibilidad. Cuanto menor sea el diámetro de los hilos que constituyen el cable
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 34
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
mas flexible será este, pero existe un límite en este diámetro, ya que la
resistencia eléctrica del cable crece con el número de hilos que lo constituye.
Los parámetros más destacados que deberemos conocer de cada conductor son
los siguientes:
Sección: se denomina sección efectiva o sección útil de un cable a la suma
de las secciones de los hilos constituyentes. Esta sección vale:
d = diámetro de los hilos constituyentes en mm. N = número total de hilos.
La sección nominal es la sección efectiva redondeada, comprendida entre los
límites de tolerancia admitidos para cada hilo; y es la que se emplea para
designar el cable.
Diámetro de un cable: con esta denominación entendemos el diámetro
del círculo circunscrito al cable o la media aritmética de dos medidas opuestas
realizadas al conductor en sentido perpendicular.
Diámetro de los hilos constituyentes : los cables se fabrican en secciones
comerciales, expresadas en milímetros cuadrados. Esta circunstancia hace que
los hilos constituyentes se fabriquen en diámetros que, en general, discrepan
de los diámetros normalizados para conductores que deben emplearse como
hilos.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 35
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
En un cable de sección dada, el diámetro de cada hilo está expresado por:
S = sección del cable en mm². N = número de hilos.
En cables mixtos el diámetro de los hilos que constituyen el alma es el mismo
que los hilos que constituyen el resto.
Peso: en los conductores eléctricos, el peso se expresa generalmente en
kilogramos por kilómetro del conductor. (Kg/Km)
Peso específico: otro dato que suelen darnos las casas constructoras de
conductores es el peso específico de los conductores expresados en g/cm³,
siendo necesario dicho dato para el cálculo mecánico de los conductores,
representándose en la siguiente tabla, los más usuales:
Resistencia eléctrica: es la oposición que presenta el cable al paso de la
corriente eléctrica, la cual se traduce, sobretodo, en pérdidas por
calentamiento, expresándose la resistencia en Ohmios por kilómetros y
referenciados a una determinada temperatura (normalmente a 20ºC).
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 36
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Carga de rotura: el esfuerzo mínimo que produce la rotura de un material
se denomina carga de rotura y viene expresado en kg/mm². La carga de rotura
de los cables es siempre inferior a la suma de la de los hilos tomados
independientemente, debido a las compresiones laterales que producen unos
hilos sobre otros. Esta circunstancia se expresa por la denominada eficiencia
mecánica del cable, que es la relación entre su carga de rotura y la suma de las
cargas de rotura de todos los hilos individuales. Generalmente los fabricantes
nos dan en sus tablas técnicas la carga de rotura de los cables.
Con respecto a alguno de los parámetros anteriores, el R.L.A.A.T. establece en
su apartado 2.1 de la ITC-07 del R.L.A.T. una serie de limitaciones:
La sección mínima para los conductores de cobre y sus aleaciones será
de 10 mm².
Para los conductores de acero la sección mínima será de 12,5 mm².
Para los demás metales no deben emplearse conductores cuya carga de
rotura sea inferior a 350 daN.
Debido a esta última premisa, no podremos conformar cables con aluminio
solamente, debido a su baja carga de rotura y a su escasa dureza, por lo que
tienen que estar formados por aleaciones, como pueden ser el magnesio, el
silicio o el hierro, siendo en este caso su resistencia mecánica a la rotura mayor
que la del cobre.
A la vista de lo expuesto anteriormente, y aunque el cobre es el metal más
utilizado en las aplicaciones eléctricas, en lo que se refiere a Líneas Aéreas de
Alta Tensión ha sido sustituido por el aluminio y sus aleaciones, ya que este
último es más ligero y por tanto resultan más económicos los apoyos,
aisladores y demás elementos de montaje. El cobre se ha reducido a casos muy
especiales, siendo empleado por algunas Compañías en los vanos de entrada a
los pórticos de subestaciones, debido a su mejor comportamiento en los
terminales de la distinta aparamenta, evitándose la aparición de posibles
efectos de electrólisis.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 37
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
A pesar de las grandes ventajas del aluminio como conductor eléctrico, es decir,
buena conductividad, pequeña densidad y buena resistencia a la corrosión,
existe el inconveniente de que su carga de rotura es pequeña, incluso en
aleaciones. Como necesitamos realizar grandes vanos para abaratar los costes
de montaje, necesitaremos tener conductores con grandes cargas de rotura.
Para obviar estos problemas se construyeron los cables de aluminio-acero,
formados por un alma de acero de uno o más alambres, y varias capas de
alambre de aluminio, siendo este tipo de conductores los más utilizados en la
construcción de Líneas Aéreas de Alta Tensión.
Los cables son fabricados con distintos números de conductores en sus
respectivas capas, siendo las siguientes formaciones las más usuales:
Cable denominado 1 + 6, compuesto por un hilo de acero y seis hilos de
aluminio.
Cable denominado 7 + 30, compuesto por un hilo central y una capa
envolviendo al mismo de seis hilos de acero, y de dos capas de aluminio
superpuestas de 12 y 18 hilos.
Cable denominado 7 + 54, compuesto por un hilo central envolviendo al
mismo seis hilos de acero, y de tres capas de aluminio superpuestas de
12, 18 y 24 hilos cada una.
Se representan a continuación las formas constructivas descritas
anteriormente:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 38
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Dentro de los cables de aluminio-acero, los más usuales son los fabricados de
acuerdo a la Norma UNESA 3403, siendo los más utilizados los denominados
LA-30, LA-56 y LA-110, resumiéndose en la siguiente tabla las características
de estos conductores.
Conductores de aluminio-acero normalizados.
En el apartado 4.2.1 de la ITC-07 del R.L.A.T., se expresan las densidades de
corriente en A/mm² que no deben sobrepasar los distintos conductores,
reproduciéndose a continuación dicha tabla:
Densidad de corriente Amperios/mm2.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 39
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Para cables de aluminio-acero se tomará en la tabla el valor de densidad
correspondiente a su sección total, como si fuera de aluminio, y su valor se
multiplicará por un coeficiente de reducción que, según la composición, será:
Cables de composición 1 + 6 y 7 + 26 ................. 0,937
Cables de composición 7 + 30 ............................ 0,902
Cables de composición 7 + 54 ............................ 0,916 Cables de composición 7 + 45 ............................ 0,970
Los cables de acero galvanizado se utilizan poco en líneas eléctricas debida a su
alta resistividad eléctrica, habiéndose usado en el pasado para ramales con
poca potencia de transporte. Su principal campo de aplicación, hoy en día, está
en los conductores de protección o guarda.
Conductores aislados
En algunas zonas boscosas, de gran valor ecológico y zonas urbanas, se han
sustituido las líneas de conductores desnudos por tres cables unipolares
aislados, trenzados en haz y soportados por un cable de acero de 50 mm² de
sección. Se adjuntan en la siguiente tabla las características de los cables
trenzados en haz para Media Tensión de un fabricante (BICC GENERAL CABLE).
Conductores 12/20 KV.
Conductores 18/30 KV.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Introducción
Generalidades 40
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
En la siguiente figura se puede apreciar la composición de estos cables:
Sección característica conductor trenzado A.T.
Este tipo de conductores presenta las ventajas de eliminar las descargas a
tierra por contacto con ramas o aves, haciéndolos ideales en los trazados de
líneas a través de masas boscosas. Por el contrario, y dado su mayor peso,
elevan los costes de montaje, ya que no se pueden realizar vanos superiores a
40 metros, con lo que se eleva el número de apoyos así como el esfuerzo de los
mismos.
El precio por kilómetro de línea se encuentra a la mitad entre las líneas aéreas
convencionales y las subterráneas.
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento I Líneas de Alta Tensión
Unidad Temática I Líneas Áreas
Módulo II Aislamiento y protección
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 42
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
AISLAMIENTOS
En materia de aislamientos, apartado 4.4 de la ITC-07 del R.L.A.T. (Tablas 12 y
13) marca los niveles de aislamiento normalizados mínimos correspondientes a la
tensión más elevada de la línea.
Para conseguir esos valores, se utilizan los denominados aisladores, los cuales
pueden ser unitarios o formando parte de una cadena de varios elementos.
Los unitarios, denominados genéricamente rígidos, fueron utilizados con gran
profusión hace unos años, habiéndose sustituido en la actualidad por las
denominadas cadenas de aisladores que presentan grandes ventajas con
respecto a los primeros, aunque su coste económico es sensiblemente superior.
Estos aisladores rígidos están formados por un elemento aislante, normalmente
de cristal, y un soporte metálico mediante el cual se unen a la cruceta. Su
forma general es la de una campana que lleva en su parte superior una
garganta sobre la que se fija el conductor mediante una ligadura. La unión
entre el aislador y el soporte puede ser fija o roscada, facilitando esta última el
cambio de aislador en caso de avería. Para conseguir aislamientos altos, se
prolonga la línea de fuga de los aisladores, dando a la campana ondulaciones
profundas e inclinadas hacia abajo; cuando el tamaño del aislador es grande o
la campana es complicada, no se puede fabricar de una sola pieza, por lo que debe
estar constituida por la unión de 2, 3 o 4 campanas superpuestas, unidas por yeso
o cemento (por ejemplo, ARVI-32)
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 43
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
ARVI-22.
ARVI-32.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 44
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
En la siguiente tabla, enumeramos las características técnicas de aisladores
rígidos fabricados por una conocida casa de aisladores (ESPERANZA S.A.).
Tabla de características técnicas de aisladores rígidos.
Referente a los soportes, y para evitar la electrocución de aves, deberán
instalarse siempre soportes largos, aunque, por ejemplo, en el caso de la Junta
de Extremadura, se ha prohibido su uso, quedando reducida su utilización en
bajadas de centros de transformación y en el paso de conductores para realizar
derivaciones, siempre por debajo de la cruceta superior.
Con respecto a los aisladores que forman parte de las denominadas cadenas de
aisladores, pueden ser de porcelana, cristal o del tipo sintético. Dentro de los
de cristal, que son los más utilizados, destacaremos los denominado U-40 y U-
70, aunque el uso de los U-40 es cada vez más reducido. Se representan en las
páginas siguientes las características de estos aisladores.
Para conseguir los niveles de aislamiento marcados en la tabla reglamentaria,
deberemos unir el número de aisladores que sobrepase dicho valor,
denominándose la cadena resultante por el número de elementos seguido de la
denominación de los mismos (ejemplo, 2/U-70, 3-U-40).
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 45
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Aunque reglamentariamente consigamos el valor de aislamiento, siempre es
recomendable instalar una unidad más por cadena, ya que la rotura de un
elemento de la misma no mermará las condiciones de aislamiento y no
provocará la interrupción del servicio, sustituyéndose el elemento dañado en las
operaciones programadas de conservación. Esta premisa se hace más necesaria
en las cadenas de amarre, ya que la sustitución de un elemento en las mismas
es más laboriosa y se emplea mayor tiempo que en las de suspensión.
Aislador de suspensión en vidrio templado: Nº 1503.
Características eléctricas de las cadenas.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 46
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Aislador de suspensión en vidrio templado: Nº 1507.
Características eléctricas de las cadenas.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 47
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Las recomendaciones dadas por la Junta de Extremadura han hecho que el
número de elementos de cada cadena se eleve para conseguir las medidas
dictadas por dicho organismo para la distancia entre los elementos activos y las
distintas crucetas.
Por último, tenemos los aisladores sintéticos o “composite”, que está formado
por tres componentes, unidos solidariamente desde fábrica, y que son los
siguientes:
Un núcleo de fibra de vidrio, impregnado de resina, que asegura el
aislamiento y soporta los esfuerzos mecánicos (tracción, compresión,
flexión, torsión) producidos por los conductores de la línea.
Un revestimiento de elastómero, que protege el núcleo contra los
agentes exteriores asegurando la estanqueidad. Su forma bien estudiada
da al aislador sus características eléctricas y asegura un buen
comportamiento a la contaminación.
Herrajes de extremidad metálicos, necesarios para el montaje del
aislador y para la transmisión de los esfuerzos mecánicos.
Sección aislador sintético.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 48
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Este tipo de aisladores, destaca por su gran ligereza, llegando a ser de 5 a 8
veces más ligero que una cadena o soporte equivalente de vidrio templado o de
porcelana. En las siguientes figuras se muestran las características de este tipo
de aisladores, correspondientes a la serie “VERI * LITE” de Ibérica de
Aparellajes.
Aislador sintético tipo VERI * LITE de Ibérica de Aparellajes.
Características mecánicas.
Características eléctricas.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 49
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Herrajes
Bajo esta denominación englobamos aquellas piezas metálicas que sirven para
unir, por un lado, los aisladores a las crucetas y, por otro, los aisladores a los
conductores. Los distintos herrajes se aprecian en las siguientes figuras, donde
se representan sendas cadenas de suspensión y amarre.
Cadena de suspensión.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 50
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Cadena de amarre.
Entre los primeros se encuentran las denominadas horquillas de bola, que
permiten, mediante su parte móvil, unir o “colgar” la cadena del apoyo o
cruceta. La denominación de la horquilla viene marcada por el tipo de aislador
que usemos: la HB-11 para el aislador U-40 y la HB-16 para el U-70.
Horquilla de bola.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 51
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Para la unión de los aisladores con los conductores utilizamos dos piezas,
primero las rótulas, que se adaptan al aislador, y, en segundo lugar, las grapas,
que se adaptan a la rótula por un extremo y, por el otro, al conductor.
Respecto de las rótulas, su designación vendrá marcada por el tipo de aislador,
siendo R-11 para el aislador U-40 y la R-16 para el U-70. Dentro de las rótulas
tenemos las cortas y las largas, utilizando la letra p para designar a las largas
(R-11 p y R-16 p). Las cortas se utilizan en las cadenas de suspensión y las
largas en las de amarre para favorecer la formación del puente.
Rótulas.
Por su parte, las grapas se dividen en grapas de suspensión y grapas de
amarre, dependiendo su denominación del conductor que hayamos utilizado. La
elección del tipo apropiado depende del diámetro que soporte en cada caso la
canaladura de la grapa.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 52
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Grapa de suspensión.
Tabla técnica.
Grapa de amarre.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 53
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Tabla técnica.
Para conseguir la seguridad reforzada que marca el reglamento para los apoyos
de cruce deberemos, en los apoyos de alineación, reforzar el conductor en el
lugar de colocación de la grapa con una serie de varillas preformadas
denominadas “armo-rod”, cuya elección dependerá del conductor utilizado,
como puede verse en las imágenes siguientes.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 54
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Dentro del grupo de grapas de suspensión, se viene utilizando últimamente la
denominada grapa de suspensión armada, constituida por una serie de varillas
que se adaptan al conductor y un acoplamiento cilíndrico dotado de goma
elástica que une el conjunto (varillas conductor) a la rótula, como puede
apreciarse en las siguientes imágenes.
Por último, señalar que existen en el mercado unos preformados de amarre,
que sustituyen a las grapas de amarre, adaptándose al conductor directamente
sin necesidad de apretar tuercas. Estos preformados dependerán del conductor
utilizado y para su unión al aislador necesitaremos el uso de las denominadas
rótulas guardacabos, que, al igual que el resto de rótulas, su elección vendrá
marcada por el aislador que usemos en la cadena: RG-11 para el aislador U-40
y la RG-16 para el U-70.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 55
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Preformado de amarre.
Rótula guardacabos.
Seccionamiento y protección
En este apartado describiremos toda la aparamenta destinada a la maniobra y
protección de las instalaciones de alta tensión. El Apdo. 6.1. I.T.C. 07 del
R.L.A.T. establece que en las derivaciones deberá instalarse un seccionamiento
en el entronque de la línea derivada, no siendo necesario la instalación
de seccionadores en los casos en los que para la explotación del conjunto línea-
principal y línea-derivada no sea ventajoso dicho seccionamiento.
La línea derivada deberá ser seccionada sin carga, o a lo sumo con la
correspondiente a la de vacío de los transformadores a ella conectados, siempre
que la capacidad de los mismos no exceda de 400 kVA. Sin embargo, previa
justificación de características, podrán utilizarse los denominados seccionadores
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 56
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
de apertura en carga, todo ello para evitar la aparición de fenómenos de
“cebado” que pueden acarrear la destrucción del seccionador y provocar
accidentes en las personas que lo maniobren.
Los elementos destinados a conectar y desconectar los distintos circuitos son
los que venimos denominando como seccionadores. Si la maniobra se hace fase
a fase, se denominaran seccionadores unipolares y si se actúa sobre las tres
fases a la vez se denominan tripolares. Igualmente, denominaremos de interior
aquellos elementos que se instalen dentro de edificios y de exterior aquella que
se instale a la intemperie.
El apartado 6.2 de la ITC-07 del R.L.A.T., establece que los desconectadores
o seccionadores serán siempre trifásicos, con mando mecánico o a mano, a
excepción de los utilizados en líneas de tensión nominal inferior a 30 kV,
que podrán ser unipolares accionables con pértiga.
Para la elección de estos seccionadores deberemos tener en cuenta la tensión
nominal de la línea y la intensidad máxima del circuito donde han de
establecerse, no siendo ésta inferior en ningún caso a 200 A.
Los seccionadores de tipo intemperie o de exterior, estarán situados a una
altura del suelo superior a 5 metros, inaccesibles en condiciones ordinarias, con
su accionamiento dispuesto de forma que no pueda ser maniobrado más que
por personal de servicio y se montarán de tal forma que no puedan cerrarse por
gravedad.
Los seccionadores unipolares son piezas independientes que se adaptan sobre
una cruceta adicional o sobre la cruceta del apoyo cuando el montaje de ésta lo
facilite. Para realizar las maniobras de este tipo de seccionadores deberemos
utilizar siempre una pértiga de maniobras, apropiada a la tensión nominal de la
línea.
Estos seccionadores deberán instalarse en posición horizontal y su colocación
deberá permitir al personal de mantenimiento una fácil maniobrabilidad.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 57
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Seccionador unipolar.
Por su parte, los seccionadores tripolares, pueden montarse en posición vertical
u horizontal, teniéndose en cuenta a este respecto las restricciones que impone
las distintas autoridades regionales responsables de estas materias y del medio
ambiente, en concreto.
En el caso de Extremadura, la Dirección General de Medio Ambiente, que nos
indica que no deben existir partes en tensión por encima de la cruceta. Existe
una serie de seccionadores tripolares que permite instalar los elementos que
componen el seccionador en cada una de las semicrucetas que componen un
armado al tresbolillo, siendo la acción de cierre y apertura simultánea en los
tres elementos.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 58
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Vista lateral del seccionador tripolar.
Vista frontal del seccionador tripolar.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 59
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
La apertura de estos seccionadores puede ser manual con la ayuda de una
pértiga de maniobra o a través de un mando adicional, como ocurre en la
mayoría de los casos. El accionamiento de este mando suele situarse a una
altura inaccesible en condiciones ordinarias y suele ir condenado con un
candado para impedir su accionamiento por personal distinto al de
mantenimiento.
Algunos seccionadores van provistos de una pletina transversal que permite la
puesta a tierra del circuito derivado en ausencia de tensión, denominándose a
estos como seccionadores con puesta a tierra. Este tipo de seccionadores
permiten realizar tareas de mantenimiento con mayor seguridad para el
personal de servicio así como descargar en algunos casos la corriente capacitiva
que pueda almacenarse en el circuito (cables subterráneos, condensadores,
etc.).
El accionamiento de este dispositivo siempre está enclavado con el del
seccionador principal para evitar maniobras que pudiesen originar descargas a
tierra.
Existen, así mismo, seccionadores de apertura a través de motorización
eléctrica, mediante el acoplamiento de un pequeño motor, lo cual permite su
accionamiento a distancia. Para el funcionamiento del mismo se suele instalar
junto al mismo un pequeño transformador de tensión que alimenta el sistema
de accionamiento, el cual deberá ser en corriente continua para facilitar su
funcionamiento en ausencia de tensión. Para su comunicación con el puesto
central, se instala, a sí mismo un equipo emisor-receptor con su antena
correspondiente.
Por último describimos los denominados INTERRUPTORES, que son
seccionadores de apertura y cierre brusco. La apertura o cierre de los distintos
polos puede ser al aire o en un medio aislante (aceite, hexafloruro de azufre
etc.). En el primer caso –apertura en aire- la posición de abierto o cerrado se
apreciará a simple vista, mientras que en el segundo -apertura en medio
aislante- la posición la determinará un elemento indicador solidario con la
posición de los polos.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 60
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Interruptor automático en línea.
Para realizar la apertura brusca, el interruptor va dotado de un mecanismo a
base de un resorte metálico que va acumulando una cierta energía mecánica
por la acción de una manivela o motor eléctrico.
Para la apertura, cuando dicho mecanismo alcanza una determinada posición, el
interruptor abrirá o cerrará de acuerdo al ciclo donde se encuentre, liberándose
la energía mecánica almacenada mediante el accionamiento de un trinquete.
Una vez descrita la aparamenta de apertura y cierre de circuitos, pasamos a
describir aquella aparamenta que sirve para protecciones contra
sobreintensidades y sobretensiones.
Entre las protecciones contra sobreintensidades tenemos:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 61
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Fusibles de alto poder de ruptura: estos se instalan sobre bases
portafusibles, admisibles para la tensión nominal de la línea, debiendo ser
piezas individuales para cada fase e instalarse sobre dos pletinas o angulares.
Bases portafusibles APR.
Tabla técnica.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 62
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Fusibles tipo ballesta: este tipo de fusibles, instalado sobre un
portafusible del tipo ballesta, de aspecto exterior similar a un seccionador, fue
de gran implantación en el pasado habiendo desaparecido en la actualidad,
dada la preponderancia de los denominados seccionadores unipolares “XS”.
Fusible de ballesta.
Seccionadores “XS”: es el tipo de protección contra sobreintensidades
más utilizado en la actualidad para ramales de alta tensión que alimentan
transformadores de pequeña potencia. Combinan la función de seccionador y la
de protección contra sobreintensidades, gracias al fusible que llevan
incorporado. Dada su gran utilización reproducimos en la siguiente tabla las
características de los mismos:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 63
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Seccionador unipolar XS.
Tabla técnica.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 64
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Respecto de las protecciones contra sobretensiones debemos tener en cuenta
los siguientes elementos:
Explosores: de gran utilización en líneas de 3ª categoría los últimos años,
su uso ha sido prohibido por las normas dictadas por los organismos
competentes en medio ambiente de algunas Comunidades Autónomas, como es
el caso de Extremadura y la Dirección General de Medio Ambiente de dicho
territorio.
Explosor.
Autoválvulas: son las más utilizadas en la actualidad. Se fabrican para
todas las tensiones nominales, siendo su tamaño proporcional a la tensión de la
línea.
Se suelen montar en los apoyos soportes de los Centros de Transformación o
en los inicio de los tramos subterráneos. Su montaje se realiza sobre angulares
o bastidores, dependiendo de su tamaño.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 65
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Autoválvula.
Vista seccionada de un pararrayos PDV-100.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 66
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Tabla técnica de PDV 100.
En ambos casos se tenderá una línea de conexión a tierra independiente de la
del apoyo o herrajes para impedir que una posible descarga afecte a la
seguridad de las personas o animales. Está línea se constituirá con conductor
aislado de 0,6/1 kV. de tensión de aislamiento y 1 x 50 mm2 de sección.
Accesorios.
En este apartado incluiremos aquellos elementos que aún no siendo obligatoria
su utilización en todos los casos, son usados en algunas ocasiones.
Destacaremos los siguientes:
Placas de peligro.- El apartado 2.4.7 de la ITC-07 del R.L.A.T.,
recomienda colocar indicaciones de existencia de peligro en todos los
apoyos. Esta recomendación es preceptiva para líneas de primera categoría y,
en general, para todos los apoyos situados en zonas frecuentadas. Dado
que esta clasificación puede ser todo lo grande que se quiera es
recomendable la colocación de placas de peligro en todos los apoyos.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 67
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Estas placas están normalizadas y representan la figura de un hombre
fulminado por un rayo dentro de un triángulo con el fondo de color amarillo,
debiéndose situar una altura inaccesible y fácilmente legible desde el suelo,
colocándose en aquel lado del apoyo que menos sol reciba para alargar la vida
de la placa.
Balizas de señalización.- En algunas ocasiones, y sobre todo en zonas de
paso de aves, la Junta de Extremadura, por ejemplo, obliga a la colocación de
balizas para evitar la colisión de las aves contra los conductores e hilos de
tierra.
Principalmente existen dos tipos de balizas de señalización, las esféricas
pintadas con colores llamativos o las denominadas espirales antipájaros,
fijándose ambas al conductor mediante el uso de retenciones. Las más
generalizadas en su utilización son las espirales, colocándose normalmente en
los hilos exteriores y situándose una o más espirales por vano dependiendo del
número de aves que puedan existir en la zona (este número lo marcará la
Administración medioambiental responsable en su informe).
Otro tipo de balizamiento es el usado en zonas cercanas a los aeropuertos, que
suelen ser grandes esferas pintadas en color blanco y rojo para advertir de la
presencia de conductores eléctricos.
Antivibradores.- Se utilizan para aminorar la vibración que se produce en
los apoyos-soportes de grandes vanos. Suelen ser espirales de goma que se
adaptan a los conductores y aminoran la vibración de los apoyos.
Tomas de tierra.
Tal como se establece en el apartado 7.2.4 de la ITC-07 del R.L.A.T.,
deberán conectarse a tierra mediante una conexión específica, todos los
apoyos metálicos y de hormigón armado, así como las estructuras metálicas de
los de madera en líneas de primera categoría, cuando formen puente conductor
entre los puntos de fijación de los herrajes de los diversos aisladores.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 68
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
.
En lo referente a postes de hormigón, la toma de tierra podrá efectuarse de las
dos maneras siguientes:
Conectando a tierra directamente los herrajes o armaduras metálicas a
las que estén fijados los aisladores mediante un conductor de conexión, o
Conectando a tierra la armadura del hormigón, siempre que la armadura
reúna las condiciones que se exigen a los conductores de conexión a
tierra. Esta forma de conexión no será permitida en los apoyos de
hormigón pretensado.
Los conductores de conexión a tierra podrán ser de cualquier material metálico
que reúna las condiciones exigidas en el apartado 7.3.2.2 de la ITC-07 del
R.L.A.T. En ningún caso la sección de estos conductores será inferior a 25 mm2
de cobre ",35mm2 de acero.
Deberemos proteger el conductor de conexión a tierra en las zonas
inmediatamente superior e inferior al terreno, de modo que queden defendidos
contra golpes, etc. Cuando exista macizo de hormigón el conductor no debe
tenderse por encima de él, sino atravesarlo, haciéndose uso de tubo protector
para facilitar esta tarea.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 69
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Toma de tierra en apoyo metálico.
En el apartado 7.3.6 de la ITC-07 del R.L.A.T., se marcan los valores máximos de
la resistencia de difusión de la toma de tierra.
El diseño del sistema de puesta a tierra deberá cumplir cuatro requisitos:a) Que resista los esfuerzos mecánicos y la corrosión (apartado 7.3.2 de la ITC-07 del R.L.A.T.)
b) Que resista, desde el punto de vista térmico, la corriente de falta más elevada(apartado 7.3.3
de la ITC-07 del R.L.A.T.)
c) Garantizar la seguridad de las personas con respecto a tensiones que aparezcan durante una falta
a tierra en los sistemas de puesta a tierra (apartado 7.3.4 de la ITC-07 del R.L.A.T.)
d) Proteger de daños a propiedades y equipos y garantizar la fiabilidad de la línea (apartado 7.3.5
de la ITC-07 del R.L.A.T.)
Deberemos tener especial atención en el dimensionamiento con respecto a la seguridad de laspersonas. En este punto, nuestra instalación deber ofrecer un valor de la tensión de contacto
aplicada Uca, superior a lo indicado en la Tabla 18 de la ITC-07 del R.L.A.T.
La reglamentación identifica los apoyos en los que debe garantizarse los valores admisibles de
las tensiones de contacto, como APOYOS FRECUENTADOS y APOYOS NO FRECUENTADOS.
Los apoyos frecuentados son los situados en lugares de acceso público y donde la presencia de
personas ajenas a la instalación eléctrica es frecuente. (Los lugares que solamente se ocupan
ocasionalmente, como bosques, campo abierto, campos de labranza, etc., no están incluidos.)
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Aislamiento y protección 70 L
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Los apoyos que contengan elementos de maniobra se equipararán a los apoyos
frecuentados. Para los apoyos frecuentados se verificará el diseño de puesta a
tierra acorde a lo especificado en el apartado 7.3.4.2 de la ITC-07 del R.L.A.T.
Si la verificación es negativa (tensiones de contacto aplicadas superiores a la
máxima admisible), deberán tomarse medidas adicionales para reducir la tensión
de contacto aplicada. Estas medidas pueden ser:
- Cambio de la forma de electrodos.
- Aumento de la resistividad superficial del suelo mediante plataforma de hormigón.
- Forramiento de apoyos con obra de fábrica de ladrillos.
Cuando se recurra a medidas adicionales de seguridad, no será necesario calcular
la tensión de contacto aplicada, pero será necesario cumplir los valores máximos
admisibles de las tensiones de paso aplicadas.
Cuando se den condiciones difíciles de puesta a tierra, se actuará acorde a lo
especificado en el apartado 7.3.4.4. del R.L.A.T.
El sistema de puesta a tierra estará constituido por uno o varios electrodos de
puesta a tierra enterrados en el suelo (apartado 7.2.2. de la ITC-07 del RLAT)
y por la línea de tierra (apartado 7.2.3. de la ITC-07 del RLAT) que interconecta
dichos electrodos a los elementos que deban quedar puestos a tierra.
En los apoyos frecuentados, y para conseguir un valor bajo de
resistencia de difusión, se suelen utilizar placas y parrillas realizadas con un
conductor de cobre, de forma adicional al anillo cerrado que nos marca el
Reglamento. Estas placas y parrillas suelen recubrirse de carbón vegetal y sales
que favorecen el mantenimiento de las tomas a lo largo de los años.
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Aislamiento y ProtecciónMódulo II
Líneas AéreasUnidad Temática I
Líneas de Alta TensiónÁrea de Conocimiento I
ANEXO: FOTOGRAFÍAS ~ Parte 1ª~ PIEZAS LÍNEAS A. T. ~
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Bobinas AL-Ac
2
3
Armorrod de protección
Grillete RótulaCorta
4
Grapa de amarre
Grapas de amarre
Grapas de suspensión
5
Grapa de suspensión
Pieza de derivación
6
Conjunto Rótula + Grapa de amarre
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Aislamiento y ProtecciónMódulo II
Líneas AéreasUnidad Temática I
Líneas de Alta TensiónÁrea de Conocimiento I
ANEXO: FOTOGRAFÍAS ~ Parte 2ª~ PIEZAS LÍNEAS A. T. ~
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Horquilla de bola
2
Rótula larga
Conjunto Rótula + Grapa de amarre
3
Grapa de suspensión armada
Elemento aislador
4
Horquilla de bola + Cadena de aisladores + Grapa de suspensión armada
Seccionador unipolar XS
5
Eslabón fusible
Elemento seccionador
Horquilla + Grillete + Aislador tipo “COMPOSITE”
6
Autoválvula OZn
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento I Líneas de Alta Tensión
Unidad Temática I Líneas Áreas
Módulo III Situaciones Singulares
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 71
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Cruzamientos y paralelismos.
Existen condiciones especiales, como son las que se producen en los
cruzamientos y paralelismos con otras líneas eléctricas o de telecomunicación,
en las vías de comunicación (carreteras, ferrocarriles, etc.), en los pasos sobre
zonas de arbolado, en zonas urbanas, en vías fluviales navegables, donde debe
aumentarse la seguridad de la línea para reducir las posibilidades de accidente.
Es decir, en estos casos especiales, además de las prescripciones referentes a
medidas de seguridad, tipo de apoyos, conductores, etc., deben seguirse otras
prescripciones especiales que se refieren a cada uno de los casos particulares
expuestos. De estas medidas especiales, quedan excluidos los cruces y
paralelismos con cursos de agua no navegables, caminos de herradura y
veredas.
En los tramos de líneas sometidos a dichas condiciones especiales de
seguridad… no es necesario el empleo de apoyos distintos de los que
corresponda establecer por su situación en la línea (alineación, ángulo,
anclaje,...) ni la limitación de longitud en los vanos, que será la adecuada con
arreglo al perfil del terreno y a la altura de los apoyos.
El apartado 5.3 de la ITC-07 del R.L.A.T. establece una serie de prescripciones
que deberemos cumplir en los tramos afectados por cruces o paralelismos:
Ningún conductor o cable de tierra tendrá una carga de rotura inferior a
1.200 daN en líneas de tensión superior a 30 kV, ni inferior a 1.000 daN
en líneas de tensión igual o inferior a 30 kV.En estas últimas, y en caso
de no alcanzarse dicha carga, se puede añadir al conductor un cable
fiador de naturaleza apropiada, con una carga de rotura no inferior a los
anteriores valores. Los conductores y cables de tierra no presentarán
ningún empalme en el vano de cruce, admitiéndose durante la explotación
y por causa de la reparación de averías, un empalme por vano.
Se prohíbe la utilización de apoyos de madera.
En los apoyos que limitan los vanos de seguridad reforzada y en los
contiguos, no se reducirán bajo ningún concepto los niveles de
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 72
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
aislamiento y distancias entre conductores y entre éstos y los apoyos,
respecto al resto de la línea.
La fijación de los conductores al apoyo deberá ser realizada en la forma
siguiente:
Para líneas con aisladores rígidos, se colocarán dos aisladores por
conductor, dispuestos en forma transversal al eje del mismo.
Para líneas con aisladores de cadena, la fijación podrá efectuarse
en una de las formas siguientes:
Con dos cadenas horizontales de amarre, por conductor, una a cada lado del apoyo. Con una cadena sencilla de suspensión, en la que los coeficientes deseguridad mecánica de herrajes y aisladores sean un 25% superioresa los establecidos en los apartados 3.3 y 3.4 de la ITC-07 del R.L.A.T.o con una cadena de suspensión doble. En estos casos deberá adoptarse una de las siguientes disposiciones:
Refuerzo del conductor con varillas de protección(armor rod). Descargadores o anillos de guarda que eviten la formación directa de arcos de contorneamiento sobre el conductor. Varilla o cables fiadores a ambos lados de la cadena, situadospor encima del conductor y de longitud suficiente para que quede protegido en la zona de formación del arco. La unión delos fiadores al conductor se hará por medio de grapas antideslizantes.
Los coeficientes de seguridad de cimentaciones, apoyos y crucetas, en el casode hipótesis normales, deberán ser un 25% superiores a los establecidos parala línea en los apartados 3.5. y 3.6 de la ITC-07 del R.L.A.T.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 73
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Además de las prescripciones descritas en los párrafos anteriores, deberán
cumplirse aquellas normas que establezcan los distintos Organismos afectados
por los Cruzamientos o paralelismos.
Para los siguientes casos de cruzamiento y paralelismo se habrá de cumplir lo
prescrito anteriormente, con las excepciones que explícitamente se señalan en
cada caso. En lo referente a cruzamientos tenemos las siguientes excepciones:
Líneas eléctricas y de telecomunicaciones.- En los cruces de líneas
eléctricas se situará a mayor altura la de tensión más elevada y, en el caso de
igual tensión, la que se instale con posterioridad. Si fuera preciso sobreelevar la
línea preexistente, será de cargo del nuevo concesionario la modificación de la
línea ya existente.
En este tipo de cruces se modifican las siguientes condiciones generales
impuestas en los apartados generales:
En líneas de tensión nominal superior a 30 kV. pueden admitirse la
existencia de un empalme por conductor en el vano de cruce.
Pueden emplearse apoyos de madera, siempre que su fijación al terreno se
realice mediante zancas metálicas o de hormigón
Queda exceptuado el cumplimiento de la condición c), de las condiciones
generales antes citadas.
Siempre se procurará que el cruce se efectúe lo más cerca posible de un apoyo
de la línea elevada, pero la distancia de los conductores de la línea inferior a las
partes más próximas de los apoyos de la superior no será menor de la
resultante en esta expresión:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 74
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Se considerarán los conductores de la misma en su posición de máxima desviación,
bajo la acción de la hipótesis de viento a) del valor 3.2.3 de la ITC-LAT-07. Los valores
de Del se indican en el apartado 5.3. de la ITC-LAT-07 en función de la tensión más
elevada de la línea inferior.
Por otra parte, l a distancia vertical entre los conductores de ambas líneas, en las
condiciones más desfavorables, deberá ser la que se deriva de esta otra expresión.
A la distancia de aislamiento Dadd se le aplicaran los valores de la Tabla 17 de la ITC-LAT-07
Los valores de Dpp se indican en el apartado 5.2., en función de la tensión más elevada de la línea.
La distancia mínima vertical entre los conductores de fase de la línea superior y los cables de tierra de la línea eléctrica
inferior en el caso de que existan no deberá ser inferior a : 1,5 + Del.
Pueden efectuarse cruces de líneas sin que la línea superior reúna en el cruce las condiciones de seguridad expuestas anteriormente, siempre que la línea inferior estuviera protegida por un haz de cables de acero situado entre ambas, y estos presenten la suficiente resistencia mecánica para soportar la caída de los conductores de la línea superior en caso de rotura o desprendimiento de éstos. Estos cables de acero serán galvanizados y estarán conectados a tierra, cumpliendolas medidas de seguridad marcadas en los párrafos anteriores. El haz de cables deprotección tendrá una longitud sobre la línea inferior de, al menos, una vez y mediala proyección horizontal de la separación entre los conductores extremos dela líneasuperior, en la dirección de la línea inferior. Este haz de cables puede situarse sobre los apoyos de la línea inferior o sobre apoyosexclusivamente previstos para este caso. En lo que se refiere a las de seguridad respecto de las líneas será las que se recogen en las siguientes expresiones:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 75
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
con una distancia mínima, en todo caso, de 0,75 metros.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 76
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Haz de cables de protección para cruce de dos líneas aéreas.
El órgano competente de la Administración podrá autorizar excepcionalmente, previa
justificación, que se fijen sobre un mismo apoyo dos líneas que se crucen. En este
caso, en dicho apoyo y en los conductores de la línea superior se cumplirán las
prescripciones de seguridad reforzada determinadas en el apartado 5.3 de la
ITC-LAT-07.
Las líneas de telecomunicación, se consideran como líneas eléctricas de baja
tensión y su cruzamiento estará sometido, por lo tanto, a las condiciones que
se han expuesto anteriormente.
Carreteras y ferrocarriles sin electrificar.- En este caso, se admite que
en el cruce con carreteras locales y vecinales, en líneas de tensión nominal superior
a 30 kV un empalme por conductor en el vano de cruce.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 77
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
La altura mínima de los conductores sobre la rasante o sobre las cabezas de
carriles, en el caso de los ferrocarriles sin electrificar, será de un mínimo de 7
metros, o, en todo, caso la resultante de la aplicación de la siguiente fórmula.
Ferrocarriles electrificados, tranvías y trolebuses.- la altura mínima de
los conductores sobre los cables o hilos sustentados o conductores de la línea
de contacto será de de 4 metros o la resultante de la aplicación de la fórmula
que a continuación se expresa.
Además, en el caso de ferrocarriles, tranvías y trolebuses provistos de trole, o
de otros elementos de toma de corriente que pueden accidentalmente
separarse de la línea de contacto, los conductores de la línea eléctrica deberán
estar a una altura tal que, al desconectarse el órgano de toma de corriente, no
quede - teniendo en cuenta la posición más favorable que puede adoptar - a
menos distancia de aquéllos que la definida anteriormente.
Teleférico y cables transportadores.- el cruce de la línea eléctrica
deberá efectuarse siempre superiormente, salvo casos razonadamente muy
justificados que expresamente se autoricen.
La distancia mínima vertical entre los conductores de la línea eléctrica y la parte
más elevada del teleférico, teniendo en cuenta las oscilaciones de los cables del
mismo durante su explotación normal y la posible sobreelevación que pueda
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 78
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
alcanzar por reducción de carga en caso de accidente, será de un mínimo de 5
metros o la resultante de aplicar la fórmula que se describe a continuación.
La distancia horizontal, entre el órgano más próximo del teleférico y los apoyos
de la línea eléctrica en el vano de cruce, será como mínimo la que se obtenga
de la fórmula anteriormente indicada.
El teleférico deberá ser puesto a tierra en dos puntos, uno a cada lado del
cruce, realizándose de la misma forma que en los apoyos de la línea.
Ríos y canales, navegables o flotables.- en los cruzamientos con ríos y
canales, navegables o flotables, la altura mínima de los conductores sobre la
superficie del agua para el máximo nivel que pueda alcanzar ésta será de
siendo G el gálibo.
En el caso de que no exista gálibo definido se considerará éste igual a 4,7
metros.
En lo referente a paralelismos, entendiendo como tal cuando una línea eléctrica
sigue sensiblemente la misma dirección que otra línea eléctrica, una carretera,
etc., aunque no sean rigurosamente paralelas ambas direcciones, no son de
aplicación las prescripciones de seguridad reforzada aplicadas a los casos de
cruzamiento. Para cada caso se tendrán en cuenta las siguientes
consideraciones:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 79
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Líneas eléctricas.- siempre que sea posible, se evitará la construcción de
línea paralelas de transporte o distribución de energía eléctrica a distancias
inferiores a 1,5 veces la altura del apoyo más alto, entre la traza de los
conductores más próximos, exceptuándose de esta norma las zonas de acceso
a Centrales Eléctricas y Estaciones Transformadoras, donde, por sus
características constructivas, sería prácticamente imposible cumplir esta
prescripción.
En todo caso, entre los conductores contiguos de las líneas paralelas no deberá
existir una separación inferior a la prescrita para los conductores entre sí de la
línea de mayor tensión. (Apartado 5.4.1 de la ITC-LAT-07).
También se permite tender dos líneas de distinta tensión en los mismos apoyos
cuando sean de iguales características en orden a la clase de corrientes y
frecuencias, salvo que se trate de líneas de transporte y telecomunicación o
maniobra de la misma empresa, y siempre que éstas últimas estén afectadas
exclusivamente al servicio de las primeras. La distancia entre conductores será
similar a la descrita para líneas paralelas.
Las líneas sobre apoyos comunes se considerarán como de tensión igual a la de
la más elevada, a los efectos de explotación, conservación y seguridad en
relación con las personas y cosas.
El aislamiento de la línea de menor tensión no será inferior al correspondiente
de puesta a tierra de la línea de tensión más elevada.
Líneas de telecomunicaciones.- se evitará, siempre que se pueda, el
paralelismo de las líneas eléctricas de alta tensión con líneas de
telecomunicación, y, cuando ello no fuera posible, se mantendrá, entre las
trazas de los conductores más próximas de una y otra línea, una distancia
mínima igual a 1,5 veces la altura del apoyo más alto.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 80
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
.
Vías de comunicación.- se prohíbe la instalación de apoyos de líneas
eléctricas de alta tensión en las zonas de influencia de las carreteras, a
distancias inferiores a las que se indican a continuación, medidas
horizontalmente desde el eje de la calzada y perpendicularmente a dicho eje:
Para la Red de Carreteras del Estado, la instalación de apoyos se realizará
preferentemente detrás de la línea límite de edificación y a una distancia a la
arista exterior de la calzada superior a vez y media su altura. La línea límite de
es la situada a 50 metros en autopistas, autovías y vías rápidas, y a 25 metros
en el resto de las carreteras del estado.
Para las carreteras no pertenecientes a la red de Carresteras del Estado, la
instalación de los apoyos deberá cumplir la normativa vigente de cada
comunidad autónoma aplicable a tal efecto.
Independientemente de que la carretera pertenezca o no a la Red de Carreteras
del Estado, para la colocación de apoyos dentro de la zona de afección de la
carretera, se solicitará la oportuna autorización a los órganos competentes de la
Administración. Para la Red de Carreteras del Estado, la zona de afección
comprende una distancia de 100 metros desde la arista exterior de la explanación
en el caso de autopistas, autovías y vías rápidas, y 50 metros en el resto de
de carreteras de la Red de Carreteras del Estado.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 81
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Por lo que se refiere a ferrocarriles y cursos de agua navegables o flotables, se
prohíbe la instalación de líneas eléctricas a distancias inferiores 5o metros para
los ferrocarriles y de 25 metros para las vías fluviales, ni a una vez y media la
altura de los apoyos respecto al extremo de la explanación o borde del cauce,
respectivamente.
Por último reseñaremos las condiciones que hay que cumplir cuando las líneas
atraviesen determinadas zonas. Así tenemos:
Masas de Arbolado.- Para evitar interrupciones de servicio y los posibles
incendios provocados por el contacto de las ramas con los conductores, deberá
establecerse, mediante la indemnización correspondiente, una zona de corta de
arbolado a ambos lados de la línea, cuya anchura será la necesaria para que,
considerando los conductores en su posición de máxima desviación bajo la
acción de la hipótesis de viento, su separación de la masa de arbolado, en su
situación normal, no sea inferior a 2 metros o a la resultante de la aplicación de
la siguiente fórmula:
Igualmente, deberán ser cortados todos aquellos árboles que constituyen un
peligro para la conservación de la línea, entendiéndose como tales aquellos
que, por su inclinación o altura, puedan caer sobre la línea y provocar la rotura
de conductores o apoyos.
El concesionario de la línea estará obligado a exigir periódicamente que se
efectúen las operaciones de corta y poda necesarias para la zona de protección
señalada.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 82
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
En el caso de podas se deberá contar con la aprobación de los Servicios de
Ordenación Forestal correspondientes, y, en el caso de corta de árboles,
deberemos contar, además, con la autorización de la Dirección General de
Medioambiente, u Organismo similar, competente en el territorio de la
intervención, debiéndose realizar en este último caso el correspondiente Estudio
de Impacto Medioambiental.
Edificios, construcciones y zonas urbanas.- El apartado 5.12.2 de la
ITC-LAT-07, establece una serie de condiciones para establecer el paso de
líneas por suelos catalogados como urbanos. Estas condiciones se ven
modificadas por las distintas normas subsidiarias que establecen los distintos
Ayuntamientos y Comunidades Autónomas para cada localidad, por lo que será
necesario consultarlas en cada caso para conocer qué tipo de líneas se pueden
establecer en cascos urbanos y qué condiciones deben cumplir éstas.
En la mayoría de los casos, se establece la necesidad de que sean subterráneas
para evitar posibles accidentes. A este respecto la Ley del Sector Eléctrico, en
su Art. 57, sobre limitaciones a la constitución de servidumbre de paso de
líneas eléctricas, en su apartado a) concretamente, establece:
“No podrá imponerse servidumbre de paso para las líneas de alta tensión
sobre edificios, sus patios, corrales, centros escolares, campos deportivos y
jardines y huertos, también cerrados, anexos a viviendas que ya existan al
tiempo de decretarse la servidumbre, siempre que la extensión de los huertos
y jardines sea inferior a media hectárea”.
Conforme a lo establecido en el Real Decreto 1955/2000, de 1 de diciembre,
no se construirán edificios e instalaciones industriales en la servidumbre de vuelo,
incrementada por la siguiente distancia mínima de seguridad a ambos lados.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 83
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
con un mínimo de 5 metros.
Análogamente, no se construirán líneas por encima de edificios e instalaciones
industriales en la franja definida anteriormente. No obstante, en los casos de mutuo
acuerdo entre las partes, las distancias mínimas que deberán existir en las
condiciones más desfavorables, entre los conductores de la línea eléctrica y los
edificios o construcciones que se encuentren bajo ella, serán las siguientes:
- Sobre puntos accesibles a las personas: 5,5 + Del metros, con un mínimo de 6 metros.
- Sobre puntos no accesibles a las personas: 3,3 + Del metros, con un mínimo de 4 metros.
Clasificación medioambiental. Medidas a adoptar.
Desde hace tiempo, las distintas Administraciones Públicas, especialmente las
Comunidades Autónomas, por haber sido receptoras de las competencias
correspondientes, y siguiendo los criterios emanados de la Comisión Europea,
han venido legislando sobre medidas de tipo medioambiental a tener en cuenta
a la hora de gestionar todo tipo de instalaciones eléctricas.
Por ejemplo, en la caso de la Junta de Extremadura, el gobierno autonómico
estableció en el Decreto 47/2004, las condiciones técnicas que deben cumplir
las líneas eléctricas en esta Comunidad, para proteger el medio natural. Estas
normas son de aplicación a todas instalaciones eléctricas con tensión de
servicio superior a 1000 V., tanto de nueva construcción como la producción de
modificaciones en las ya existentes, siendo competente para velar por su
cumplimiento la actual Dirección General de Medio Ambiente,
(en adelante, D.G.M.A.) dependiente de la estructura de la Consejería de
Industria, Energía y Medio Ambiente.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 84
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Respecto de las medidas a adoptar con el fin de evitar los impactos negativos
sobre la naturaleza, se clasifican en:
Medidas contra la electrocución:
No se instalarán aisladores rígidos.
En los apoyos de alineación en líneas de simple circuito:
Las crucetas serán preferentemente de bóveda.
La distancia entre fases será como mínimo de 150 cm.
La distancia mínima entre los elementos en tensión y la
cruceta será de 35 cm.
En apoyosde amarre, ángulo, derivación y seccionamiento:
La distancia mínima entre los elementos en tensión y la cruceta
será de 70 cm.
No se podrán colocar puentes sin aislar por encima de la
cabecera del apoyo.
En apoyos de derivación, seccionamiento y con autoválvulas:
En las crucetas se dispondrán medidas disuasorias eficaces de
posada para las aves. En su defecto, todos los puentes de los
apoyos de amarre, derivación, seccionamiento y de otros
apoyos especiales deberán estar recubiertos por un material
que impida el contacto directo de las aves con las partes en
tensión y se recubrirá la parte del conductor que llega a la
cadena de aisladores de modo que se consiga la distancia
total de 70 cm. Cuando no se adopten cualquiera de estas
medidas la distancia mínima entre conductores sin
sin recubrimiento y cruceta será de 70 cm.
En apoyos soportes de centros de trasnformación:
Las autoválvulas se colocarán por debajo de las cabeceras del
apoyo, salvo que se encuentren aisladas en su totalidad.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 85
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Medidas contra la colisión:
En el informe que emita la D.G.M.A, cuando así sea necesario, se indicará, para
aquellas líneas de 3ª categoría que puedan afectar a la avifauna silvestre, los
tramos de conductores a señalizar y los métodos más adecuados para efectuar
dicha señalización.
En líneas de 1ª y 2ª categoría con cables de tierra, la D.G.M.A. podrá establecer
la supresión de los citados cables, en tramos puntuales, y siempre que sea
técnicamente posible, o en caso contrario la señalización de los mismos.
En las crucetas se dispondrán medidas disuasorias eficaces de posada para las aves. En su defecto, todos los puentes de los apoyos deberán estar recubiertos por un material que impida el contacto directo de las aves con las partes en tensión y se recubrirá la parte del conductor que llega a la cadena de aisladores de modo que se consiga la distancia total de 70 cm. Cuando no se adopten cualquiera de estas medidas la distancia entre conductores y apoyo será como mínimo de 35 cm, de al menos 100 cm entre los elementos en tensión y la cruceta de amarre y de 70 cm entre conductores sin recubrimiento y cruceta del apoyo.
No se utilizarán explosores.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 86
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Medidas contra la nidificación:
La proliferación de nidos de cigüeña blanca en líneas eléctricas han traído
consigo un elevado número de interrupciones de servicio, provocadas por los
derrumbes parciales y totales de dichos nidos sobre los conductores, los cuales
se ven acrecentados en épocas de nidificación y reproducción, siendo el
problema aún mayor cuando se trata de apoyos en amarre. El problema a
veces se origina por la falta de aislamiento que sufren los aisladores debido a
los excrementos que se depositan sobre ellos.
En este sentido, la D.G.M.A ha dictado una serie de normas, tendentes a la
compatibilidad de la nidificación con la continuidad del suministro, aunque a
juicio del autor de este Curso lo más efectivo es eliminar el nido y establecer
medidas que impidan la nidificación. Las normas dictadas por la D.G.M.A. para
la conservación de los nidos son:
Traslado del nido a un apoyo cercano fuera de la línea y dotado de
plataforma portanidos.
Aislamiento de conductores por métodos eficaces sin retirar el
nido.
Plataforma portanidos elevada sobre la cabecera del nido.
En los últimos años, y dado el gran número de nidos existentes en algunos
tramos, la D.G.M.A. autoriza a retirar los nidos en determinadas épocas,
obligando a adoptar algún tipo de medidas que impidan la nidificación. En este
sentido, entre las más efectivas se encuentra la instalación de varillas de hierro
terminadas en punta, instaladas sobre una pletina, teniendo las varillas
distintas inclinaciones y medidas y ofreciendo cierta movilidad, todo ello
tendente a impedir que se pose con facilidad la cigüeña.
Recomendaciones contra el impacto paisajístico:
Para aminorar el impacto paisajístico que puedan ocasionar el tendido de líneas
aéreas en el entorno donde van a ser implantadas, se dictan una serie de
recomendaciones, enumeradas a continuación:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 87
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Se construirán las líneas a corta distancia y en paralelo respecto de vías de
comunicación existentes (carreteras, caminos, vías férreas, etc.), respetándose
las medidas de seguridad preceptivas, en todo caso.
Cuando existan otras líneas eléctricas, trazar las nuevas lo más cercanas
posibles a las existentes, para construir pasillos o corredores.
En zonas de relieve accidentado, las líneas se trazarán preferentemente
siguiendo los valles, antes que siguiendo las cumbres, o cortando
perpendicularmente laderas, y adaptándose a los cambios naturales del
terreno, siempre que sea posible.
Para la instalación o modificación de líneas eléctricas en suelo no urbanizable
sujetas a autorización administrativa será preceptiva la presentación ante los
Servicios correspondientes de la Dirección General de Ordenación Industrial,
Energía y Minas, de un estudio de impacto ambiental con los siguientes
documentos mínimos:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 88
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Introducción y antecedentes.
Descripción del Proyecto y sus acciones.
Proyecto: longitud, tipo de línea y número de apoyos
(derivación, alineación, amarre, ángulo, etc., incluyendo
dibujo del diseño), centro de transformación (tipo y
potencia).
Acciones del proyecto.
Examen de alternativas y justificación de la solución elegida.
Inventario ambiental y descripción de las interacciones ecológicas:
Descripción del medio físico.
Descripción del medio natural.
Descripción del medio social.
Descripción de las interacciones ecológicas.
Identificación y valoración de impactos.
Medidas correctoras.
Contra electrocución.
Contra colisión.
Contra el impacto paisajístico de la línea.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Aéreas – Situaciones singulares 89
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Planos a escala 1:50.000 o 1:25.000 y/o foto aérea con el trazado
de la línea eléctrica.
- Perfil topográfico de la línea.Planos de situación a escala 1:200.000 y 1:50.000.
Plan de vigilancia ambiental.
El estudio de impacto ambiental se podrá presentar por el interesado en cualquiera
de las formas siguientes:
a) Ante la Dirección General de Ordenación Industrial, Energía y Minas por
duplicado junto con el proyecto técnico. En cuyo caso, esta Dirección General
remitirá uno de los ejemplares del estudio de impacto ambiental a la Dirección
General de Medio Ambiente.
b) Ante la Dirección General de Medio Ambiente, pudiendo el interesado optar
por presentar la solicitud de autorización administrativa de la instalación una
vez que disponga del informe del órgano medioambiental, adjuntando una copia
del mismo a dicha solicitud, o bien presentar esta última con anterioridad a la
obtención de dicho informe, en cuyo caso deberá acompañar la petición cursada
ante la Dirección General de Medio Ambiente. En cualquiera de las dos opciones
se acompañará a la solicitud de autorización una copia del estudio de impacto
ambiental presentado.
Recibida la documentación, la Dirección General de Medio Ambiente dispondrá de 45
días para emitir y comunicar a la Dirección General de Ordenación Industrial, Energía
y Minas y al titular el correspondiente informe. Transcurrido dicho plazo sin haberse
emitido el informe o solicitado en su caso las aclaraciones correspondientes éste se
entenderá favorable. En el caso de que para poder emitir el citado informe sea preciso
solicitar aclaraciones, modificaciones o documentación complementaria, dicha
solicitud se requerirá al titular, paralizándose los plazos hasta el momento en que se
reciba la documentación solicitada, y se notificará tal circunstancia a la Dirección
General de Ordenación Industrial, Energía y Minas. La Dirección General de
Ordenación Industrial, Energía y Minas emitirá la autorización de ejecu-ción de las
instalaciones en el plazo de un mes a contar desde la fecha de comunicación del
preceptivo informe de impacto ambiental emitido por la Dirección General de Medio
Ambiente o acreditación por el interesado del transcurso de los plazos previstos en el
apartado anterior. En todo caso, para la puesta en servicio, se exigirá la certificación
del cumplimiento de las condiciones previstas en el presente Decreto.
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Situaciones SingularesMódulo III
Líneas AéreasUnidad Temática I
Líneas de Alta TensiónÁrea de Conocimiento I
ANEXO: FOTOGRAFÍAS ~ Parte 1ª~ PROTECCIÓN CONTRA AVES Y PÁJAROS ~
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Colonia de cigüeñas blancas
2
3
Señalización hilo de guarda para evitar colisión de aves
4
5
Varillas para impedir nidificación de cigüeña blanca
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Situaciones SingularesMódulo III
Líneas AéreasUnidad Temática I
Líneas de Alta TensiónÁrea de Conocimiento I
ANEXO: FOTOGRAFÍAS ~ Parte 2ª~ PROTECCIÓN CONTRA AVES Y PÁJAROS ~
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Tejadillo para evitar nidosEspiral para evitar colisión
2
Espirales al tresbolillo
3
4
5
6
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento I Líneas de Alta Tensión
Unidad Temática II Líneas Subterráneas
Módulo I Elementos Constructivos
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Elementos Constructivos 90
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Conceptos generales.
En las zonas urbanas, donde el establecimiento de líneas aéreas se hace
inviable debido, por un lado, al peligro que puede representar para sus
habitantes y, por otro, el efecto negativo en su entorno que causan los apoyos
y líneas, se hace necesario el establecimiento de líneas subterráneas de alta
tensión, denominándose así, aquellas líneas en la que los conductores
transcurren por debajo del nivel del suelo.
Este tipo de instalaciones se realizan, así mismo, en algunos parajes rurales de
gran interés medioambiental, así como en las interconexiones entre los
generadores y las centrales elevadoras de las distintas centrales.
A pesar de su ventaja estética frente a las líneas aéreas, las subterráneas
ofrecen una gran debilidad en cuanto al factor de continuidad del suministro, ya
que las averías en este tipo de líneas son laboriosas de localizar y su posterior
reparación es más lenta que la de líneas aéreas. Por este motivo, la mayoría de
las alimentaciones subterráneas están realizadas en bucles que nos
garantizarán el suministro en caso de avería parcial de uno de los tramos.
Igualmente, el coste económico de este tipo de líneas suele ser entre dos y
cuatro veces superior al de las líneas aéreas, dependiendo de la naturaleza del
subsuelo, características del pavimento que haya que reponer (hormigón,
asfalto, enlosado, etc.), así como el tipo de canalización (cables directamente
enterrados o bajo tubo).
Los conductores utilizados en este tipo de líneas pueden ser unipolares o
multipolares, aunque en pequeños ramales el uso más generalizado es el de
cables unipolares debido a su mayor manejabilidad. Como hemos indicado
anteriormente, los conductores se alojarán directamente en las zanjas
practicadas para su trayecto o bajo tubo, siendo el segundo tipo de mayor coste
económico que el primero pero más efectivo para el posterior mantenimiento.
Los conductores utilizados en este tipo de instalaciones pueden ser de cobre o
de aluminio, aunque la mayoría se realizan en aluminio. Se designan los
conductores por su tensión asignada, expresada por dos valores separados por
una barra invertida (U0/U), representando la primera magnitud la tensión
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Elementos Constructivos 91
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
soportada por el conductor a frecuencia industrial entre cualquiera de los
conductores y la malla metálica exterior, y la segunda la tensión entre dos
cualquiera de los conductores, expresándose estos valores en kV.
Las líneas subterráneas pueden partir de otras líneas aéreas o del interior de
centros de transformación. En el primer caso, existirá un paso de aéreo a
subterráneo que deberá cumplir unas medidas de seguridad que expondremos
más adelante.
Trazados
El trazado de las líneas subterráneas se hará siempre que sea posible por
terrenos de dominio público. En el caso de líneas por cascos urbanos, se
intentará que su trayecto discurra por acerados o espacios destinados a
aparcamientos, en aras a evitar que las fluctuaciones del terreno, por motivo
del tránsito de vehículos, puedan perjudicar en el futuro a los conductores.
Dividiremos estas canalizaciones en dos tipos: conductores directamente
enterrados y conductores bajo tubo. Las medidas de las zanjas en ambos casos
son similares, diferenciándose en la utilización de tubos protectores.
El apartado 4 de la ITC-LAT-06 establece las distancias mínimas de
soterramiento de los conductores de alta tensión. Así tenemos:
Los cruces en vías públicas o privadas se realizarán con tubos, ajustándose a
las siguientes condiciones:
Se colocarán en posición horizontal, y de forma perpendicular a las
aceras que delimiten la vía a cruzar, debiendo estar hormigonados en
toda su longitud.
Para cables directamente enterrados, la profundidad, hasta la parte superior del cable más próximo a la superficie, no será menor de 0,6 metros en acera o tierra, ni de 0,8 m. en calzada. Para cables en canalización entubada, la profundidad, hasta la partesuperior del tubo más próximo a la superficie, no será menor de 0,6 metros en acera o tierra, ni de 0,8 m. en calzada.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Elementos Constructivos 92
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Deberá preverse para futuras ampliaciones uno o varios tubos de
reserva, dependiendo del número, de la zona y la situación del cruce
(en cada caso se fijará el número de tubos de reserva).
Los extremos de los tubos en los cruces llegarán hasta los bordillos
de las aceras, debiendo construirse en los extremos un tabique para
su fijación. En el caso de canalizaciones bajo tubo, se construirán
arquetas a ambos lados de la calzada.
En las salidas, el cable se situará en la parte superior del tubo,
cerrando las orillas con yeso.
Siempre que la profundidad de la zanja bajo la calzada sea inferior a
80 cm., se utilizarán chapas o tubos de hierro u otros dispositivos
que aseguren una resistencia mecánica equivalente, teniendo en
cuenta que dentro del mismo tubo deberán colocarse las tres fases
de Alta Tensión.
Los cruces de vías férreas, cursos de agua, etc., deberán proyectarse
con todo detalle.
Cuando en una zanja coincidan cables de distintas tensiones, se situarán en
bandas horizontales a distinto nivel, de forma que en cada banda se agrupen
cables de igual tensión (extensible a cables de baja tensión que discurran de
forma paralela a los de alta). La separación entre dos bandas de cables será
como mínimo de 25 cm. La separación entre dos cables multipolares o ternas
de cables unipolares, dentro de una misma banda, será como mínimo de 25
cm. La profundidad de las respectivas bandas de cables dependerá de las
tensiones, de forma que la mayor profundidad corresponda a la mayor tensión.
Respecto a la ejecución de las canalizaciones con conductores directamente
enterrados, una vez abierta la excavación, con las medidas expresadas
anteriormente, tenderemos en el lecho de la zanja una capa de arena de 5
cm. de espesor sobre la que se colocarán los cables. Por encima del cable irá
otra capa de arena también de 10 cm. Ambas capas cubrirán la anchura total
de la zanja.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Elementos Constructivos 93
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Canalización con conductor directamente enterrado.
La arena que se utilice para la protección de los cables será limpia, suelta y
áspera, exenta de sustancias orgánicas, arcilla o partículas terrosas, para lo
cual se tamizará, o lavará, convenientemente, si fuera necesario. Se empleará
arena de mina o de río indistintamente, siempre que reúna las condiciones
señaladas anteriormente y las dimensiones de los granos serán de 2 ó Mm.,
como máximo.
Para proteger el cable frente a excavaciones hechas por terceros, los cables
deberán tener una protección mecánica que en las condiciones de instalación
soporte un impacto puntual de una energía de 20 J y que cubra las proyecciones
en planta de los cables.
El resto de la zanja se rellenará con material procedente de la excavación,
procurando que el mismo esté limpio de posibles objetos punzantes que puedan
dañar en el futuro al conductor. Antes de realizar la reposición del pavimento
existente se tenderá sobre toda la canalización una banda de plástico de color
amarillo, donde se indique la presencia de conductores eléctricos debajo de la
cinta. Últimamente, y según normas particulares de algunas compañías
suministradoras, en lugar de cinta se colocarán bandejas de polietileno de color
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Elementos Constructivos 94
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
amarillo, en la que se indica la presencia, por debajo, de cables eléctricos. Este
sistema es más efectivo en cuanto a detectar la presencia de los cables, debido
a su mayor dimensión, aunque el precio por metro lineal es bastante superior.
Banda señalizadora normalizada por Iberdrola.
Se recomienda, en el caso de líneas directamente enterradas, la colocación de
señales o “hitos” que muestren el trazado de la línea para facilitar posibles
labores de localización de averías, en caso necesario.
Respecto de las canalizaciones bajo tubo, estas deberán cumplir las mismas
distancias de seguridad que las anteriores. Una vez realizada la excavación y
tendida la primera capa de arena, se colocarán sobre ella los tubos protectores,
cuyo diámetro será de diámetro superior a 1,5 veces el diámetro del conductor.
Canalización con conductor bajo tubo.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Elementos Constructivos 95
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Normalmente, en el caso de conductores unipolares, se recomienda la
instalación de un tubo por conductor. Dichos tubos se cubrirán con una segunda
capa de arena de río o se hormigonarán en todo su trayecto, siendo esta opción
la más recomendable, a criterio del autor del diseño docente de este curso. Con
el hormigonado de los tubos conseguimos una mayor seguridad respecto a los
trabajos de excavación y nos evita el colocar material cerámico de protección.
Para facilitar el tendido, así como el posterior mantenimiento y localización de
averías, se construirán registros visitables (arquetas), con unas dimensiones
mínimas de 100 x 80 x 80 cm. Estas arquetas se podrán realizar con ladrillos de
1 pie, enfoscados con mortero de cemento o de hormigón. En ambos casos, el
fondo debe ser permeable para facilitar la evacuación de posibles aguas
circunstanciales. Las arquetas irán coronadas por una tapa, preferentemente de
fundición, aunque pueden ser también de hormigón. Se deberán instalar
arquetas en todos los puntos de cambio de dirección bruscas y cada 40 metros
en tramos totalmente rectos.
Sección de arquetas.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Elementos Constructivos 96
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
En la arqueta, los tubos quedarán a unos 25 cm. por encima del fondo para
permitir la colocación de rodillos en las operaciones de tendido. Una vez
tendidos los cables, los tubos se taponarán con yeso o pastas apropiadas, de
forma que el cable quede situado en la parte superior del tubo. La arqueta se
rellenará con arena hasta cubrir el cable como mínimo. Estas operaciones se
realizan para impedir la acción de roedores sobre los conductores.
La situación de los tubos en la arqueta será la que permita el máximo radio de
curvatura.
Por último, y a modo de reseña, indicar que en las grandes ciudades así como
en las centrales generadoras de gran tamaño, las líneas subterráneas de alta
tensión discurren a lo largo de galerías. En este tipo de canalizaciones, los
cables son colocados en las paredes de la galería, sobre bandejas o sobre apoyo
constituidos para tal fin. Las líneas cuyas tensiones sean diferentes se tenderán
sobre soportes diferentes. Todos los conductores que constituyen una misma
línea deberán estar identificados en todo su trayecto y estar perfectamente
sujetos para impedir su desplazamiento en caso de ser recorridos por posibles
corrientes de cortocircuito.
Las galerías deberán estar perfectamente ventiladas para evitar condensaciones
o acumulaciones de gases, así como conseguir una disipación adecuada del
calor que se pueda acumular.
Conductores
Los conductores utilizados en las líneas subterráneas de alta tensión están
formados por un elemento metálico (cobre o aluminio), y recubiertos por una o
varias sustancias químicas que constituyen el aislamiento del mismo. En la
parte superior del conductor, y a lo largo de todo él, se encuentra una malla
metálica denominada pantalla, signada con la letra H, la cual está constituida
por cintas o hilos de cobre enrollados en hélice. Esta pantalla tiene como objeto
obtener un campo radial y uniforme del aislamiento. Por último, tenemos la
cubierta o envolvente externa, cuya función es mecánica y no eléctrica.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Elementos Constructivos 97
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Todos los conductores subterráneos tienen una tensión designada del cable
(U0/U), que es la tensión a frecuencia industrial a la cual este puede funcionar
permanentemente en condiciones normales:
U0 = Tensión eficaz en kV. entre uno de los conductores y la pantalla o
tierra.
U = Tensión eficaz en kV. entre dos cualesquiera de los conductores.
Los cables se designan por un grupo de letras que caracterizan los principales
elementos constructivos del cable. La primera letra caracteriza el tipo de
aislamiento de los conductores que se utiliza en estos conductores, incluyendo
el eventual relleno en los cables multipolares, y que se dividen en dos grupos:
Termoplásticos:
P - Papel impregnado de una mezcla a base de aceite mineral.
V - Policloruro de vinilo (PVC).
E - Polietileno (PE).
Termoestables:
R - Polietileno reticulado (PRC).
D - Goma de etileno-propileno.
Los primeros están en desuso, mientras que los segundos son los más
utilizados. Los cables con alma apantallada añaden una H a la letra
característica del aislamiento (PH, VH, EH, RH, DH). Cuando los cables llevan
envolturas metálicas (caso de los conductores con aislamiento de papel
impregnado), se designa con una letra la naturaleza metálica de dicha
envoltura, siguiendo el siguiente nomenclátor:
P - Tubo continuo de plomo.
A - Tubo continuo de aluminio liso.
AW - Tubo corrugado de aluminio.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Elementos Constructivos 98
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
CW - Tubo corrugado de cobre.
La siguiente letra designa una eventual protección metálica contra las acciones
metálicas exteriores, designándose dicho material por las siguientes letras:
F - Flejes de hierro.
M - Alambres de hierro.
MV - Alambres de hierro recubiertos individualmente con PVC.
Q - Pletinas de hierro.
FA - Flejes de aluminio.
MA - Alambres de aluminio.
QA - Pletinas de aluminio.
La última letra de la designación del tipo constructivo se refiere a la naturaleza
de la cubierta exterior, siendo ésta de los posibles siguientes tipos:
J - Capa de fibras textuales impregnadas en mezclas de alquitranes o
betunes.
E - Recubrimiento de polietileno (PE).
N - Recubrimiento de policropeno (PVP).
V - Recubrimiento de policloruro de vinilo (PVC).
En las siguientes figuras se representan la sección de los conductores más
utilizados actualmente, es decir, los DHV y RHV.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Elementos Constructivos 99
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Sección conductor RHV.
Sección conductor DHV.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Elementos Constructivos 100
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Dentro de los cables subterráneos, los más utilizados son los unipolares,
aunque hay Compañías que utilizan cables tripolares, siendo su uso cada vez
más restrictivo por lo laborioso de su montaje, debido a su elevado peso.
Conductor tipo P3P.
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento I Líneas de Alta Tensión
Unidad Temática II Líneas Subterráneas
Módulo II Aislamiento y Protección
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Aislamiento y Protección 101
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Terminales de Exterior e Interior.
Para la conexión de los conductores aislados a la distinta aparamenta se utilizan
botellas terminales, acordes a la tensión de aislamiento. Estos terminales los
subdividiremos en dos tipos: terminales retráctiles en frío y en caliente, siendo
de mayor fiabilidad los segundos que a los primeros. En ambos casos, las
botellas terminales se dividen en botellas de exterior y de interior, según donde
se vaya a instalar. Las de exterior o intemperie están dotadas de un mayor
número de campanas, que alargan la línea de fuga y aumentan el aislamiento
en caso de humedad o lluvia.
Las botellas de colocación en frío son de una mayor facilidad de montaje,
siendo un kit prefabricado que se adapta al conductor. Se compone, dicho kit,
de un aislador tubular de una sola pieza que se suministra pretensado sobre un
núcleo. La contracción en frío del terminal sobre el conductor se realiza con solo
tirar de la cinta espiral interior que forma el núcleo, adaptándose
instantáneamente y asegurando un cierre perfecto, estanco a la humedad y sin
vacíos intermedios.
Botellas terminales tipo 3M.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Aislamiento y Protección 102
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Botellas terminales tipo 3M.
En el caso de las botellas termorretráctiles en caliente, al contrario que las de
colocación en frío, vienen desmontadas las distintas piezas que constituyen las
botellas (funda exterior y campanas), adaptándose al conductor mediante la
aplicación de calor. En ambos casos, el conductor se prepara para la colocación
de la botella, eliminando primeramente la cubierta exterior y recuperando, sin
cortarla, toda la malla exterior. Dado que el principal problema de los
conductores subterráneos es la entrada de agua en el interior de las capas,
todas las operaciones sobre el conductor deben quedar perfectamente selladas
por el uso de cintas apropiadas. Luego eliminaremos la capa semiconductora
que envuelve al conductor.
A continuación cortaremos el aislamiento correspondiente al terminal y se
adaptará este a la parte conductora mediante el uso de máquinas compresoras
o punzonadoras. Una vez sellada la parte baja del terminal con cinta,
limpiaremos con disolventes apropiados la parte exterior del aislamiento y se
aplicará la botella, bien en frió o en caliente, según el tipo. Por último, en el
caso de botellas en caliente, se adaptaran las distintas campanas.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Aislamiento y Protección 103
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Botellas terminales tipo Raychem.
Botellas terminales tipo Raychem.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Aislamiento y Protección 104
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Para facilitar las labores de conexión y apriete a la distinta aparamenta, se
instala, en la punta del conductor, un terminal apropiado a la sección del
mismo, el cual es fijado a aquel mediante compresión, utilizándose para ello
máquinas apropiadas (máquinas a compresión).
Terminal y máquina compresora.
Tabla técnica.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Aislamiento y Protección 105
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Por último, señalar que, con el desarrollo de las celdas modulares, se han
implantado unos terminales de interior denominados “enchufables” o tipo
“ELASTIMOLD”, cuyas características desarrollamos a continuación:
Terminales enchufables de conexión reforzada hasta 24 kV (630 A).
Este tipo de botellas también se utilizan para la conexión de alta tensión de
determinados transformadores.
Seccionamiento y protección. Pasos de aéreo a subterráneo.
En el inicio de todos los ramales subterráneos deberemos instalar la
correspondiente aparamenta de corte y protección, cuya naturaleza es similar a
la descrita en el apartado correspondiente de líneas aéreas. Generalmente, y en
aquellos casos en que el ramal subterráneo parte de un apoyo correspondiente
a línea aérea, se instala un seccionador tripolar en posición vertical dotado de
mando de apertura. Este seccionador suele ir dotado de mecanismo de puesta a
tierra, con el fin de poder descargar las corrientes capacitivas que se almacenan
en los cables subterráneos. El accionamiento de esta puesta a tierra suele ser
independiente y siempre enclavada con el mando del seccionador principal, aún
en el caso de accionamiento con el mismo mando.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Aislamiento y Protección 106
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Para protección contra sobreintensidades podemos colocar tanto fusibles APR
como seccionadores tipo “XS”, los cuales pueden ir situados delante o detrás
del seccionador aunque es recomendable situarlos detrás.
Dado que los apoyos de paso de líneas aéreas a subterráneas suelen ser
afectados por sobretensiones originadas por descargas atmosféricas,
deberemos instalar en dichos apoyos autoválvulas adaptadas a la tensión
nominal de la red.
Debido a todo ello, deberemos diseñar la altura del apoyo donde instalaremos
toda la aparamenta anterior, de tal forma que las partes en tensión queden a
una altura reglamentaria respecto del suelo.
Paso aéreo-subterráneo en apoyo.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Aislamiento y Protección 107
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
En los apoyos de paso aéreo-subterráneo, los conductores deberán ir
protegidos bajo tubo hasta una altura de 2,50 metros respecto el suelo. Aunque
no es obligatorio, si es recomendable el forrar de obra de fábrica el apoyo
soporte hasta una altura de 2,30 metros respecto del suelo para evitar el escalo
de personal distinto al de mantenimiento, sobre todo cuando se trate de zonas
frecuentadas.
Para realizar los pasos de aéreo a subterráneo podremos utilizar cualquier tipo
de apoyo (hormigón, metálico, tubular, etc.) siempre que reúna las
características mecánicas apropiadas.
Respecto de las líneas subterráneas que partan de Centros de Transformación o
Seccionamiento, deberemos instalar las mismas protecciones que en los casos
anteriores, sólo que en este caso los seccionadores serán de tipo interior. En
caso de centros modulares, las líneas partirán de las denominadas celdas de
salida, las cuales serán descritas en apartados posteriores.
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Aislamiento y ProtecciónMódulo II
Líneas SubterráneasUnidad Temática II
Líneas de Alta TensiónÁrea de Conocimiento I
ANEXO: FOTOGRAFÍAS ~ Parte 1ª~ EMPALMES SUBTERRÁNEOS A. T. ~
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Terminal
Manguito unión
Crimpit derivación
Terminal
2
3
4
5
6
7
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Aislamiento y ProtecciónMódulo II
Líneas SubterráneasUnidad Temática II
Líneas de Alta TensiónÁrea de Conocimiento I
ANEXO: FOTOGRAFÍAS ~ Parte 2ª~ EMPALMES SUBTERRÁNEOS A. T. ~
2
3
4
5
6
7
8
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento I Líneas de Alta Tensión
Unidad Temática II Líneas Subterráneas
Módulo III Situaciones Singulares
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Situaciones Singulares 108
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Cruzamientos y paralelismos.
Respecto de cruzamientos y paralelismos, aplicaremos lo dictado el apartado 5
de la ITC-LAT 06.
En el se establecen las siguientes normas:
El cruce de líneas subterráneas con ferrocarriles o vías férreas deberá
realizarse en canalizaciones entubadas hormigonadas, perpendiculares a la
vía siempre que sea posible. La parte superior del tubo más próximo a la
superficie quedará a una profundidad mínima de 1,1 m. respecto de la cara
inferior de las traviesa. Dichas canalizaciones entubadas rebasarán las vías
férreas en 0,25 metros en cada extremo.
En el caso de cruzamiento entre dos líneas eléctricas subterráneas,
directamente enterradas, la distancia mínima a respetar será de 0,2m.
El cruzamiento entre cables de energía y conducciones metálicas
enterradas no debe efectuarse sobre la proyección vertical de las uniones
soldadas de la misma conducción metálica. No deberá existir ningún
empalme sobre el cable de energía a una distancia inferior a 1m.
La mínima distancia entre la generatriz del cable de energía y la de la
conducción metálica no debe ser inferior a 0,30m. Además, entre el cable y la
conducción, debe estar interpuesta una plancha metálica de 8mm. de espesor,
como mínimo, u otra protección mecánica equivalente, de anchura igual, al
menos al diámetro de la conducción y de todas formas no inferior a 0,50m.
Análoga medida de protección debe aplicarse en el caso de que no sea posible
tener el punto de cruzamiento a distancia igual o superior a 1m. de un
empalme del cable.
En el paralelismo entre cables de energía y conducciones metálicas enterradas
se debe mantener en todo caso a una distancia mínima en proyección
horizontal de:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Situaciones Singulares 109
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
0,50m. para gasoductos.
0,30m. para otras conducciones.
Siempre que sea posible, en las instalaciones nuevas la distancia en proyección
horizontal entre cables de energía y conducciones metálicas enterradas,
colocadas paralelamente entre sí, no debe ser inferior a:
3m. en el caso de conducciones a presión máxima, igual o superior a 25
atmósferas; dicho mínimo se reduce a 1 m. en el caso en que el tramo
de conducción interesada esté contenida en una protección de no más de
100m.
1m. en el caso de conducciones a presión máxima inferior a 25
atmósferas.
En el caso de cruzamiento entre líneas eléctricas subterráneas y líneas de
telecomunicación subterránea, el cable debe, normalmente, estar situado por
debajo del cable de telecomunicación. La distancia mínima entre la generatriz
externa de cada uno de los dos cables no debe ser inferior a 0,50m. El cable
colocado superiormente debe estar protegido por un tubo de hierro de 1m. de
largo, como mínimo, y de tal forma que se garantice que la distancia entre las
generatrices exteriores de los cables, en las zonas no protegidas, sea mayor
que la mínima establecida en el caso de paralelismo, que se indica a
continuación, medida en proyección horizontal. Dicho tubo de hierro debe estar
protegido contra la corrosión y presentar una adecuada resistencia mecánica;
su espesor no deberá ser inferior a 2mm.
En donde, por justificadas exigencias técnicas no pueda ser respetada la
mencionada distancia mínima sobre el cable inferior, debe ser aplicada una
protección análoga a la indicada para el cable superior. En todo caso, la
distancia mínima entre los dos dispositivos de protección no debe ser inferior a
0,10m. El cruzamiento no debe efectuarse en correspondencia con una
conexión del cable de telecomunicación, y no debe haber empalmes sobre el
cable de energía a una distancia inferior a 1m.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Líneas de Alta Tensión
Líneas Subterráneas – Situaciones Singulares 110
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
En el caso de paralelismo entre líneas eléctricas subterráneas y líneas de
telecomunicación subterráneas, estos cables deben estar a la mayor distancia
posible entre sí. En donde existan dificultades técnicas importantes, se puede
admitir, excepto en lo indicado posteriormente, una distancia mínima en
proyección sobre un plano horizontal, entre los puntos más próximos de las
generatrices de los cables, no inferior a 0,50m., en cables interurbanos y
0,30m. en cables urbanos.
Se puede admitir incluso una distancia mínima de 0,15m. a condición de que el
cable de energía sea fácil y rápidamente separado, y eficazmente protegido
mediante tubos de hierro de adecuada resistencia mecánica y 2mm. de
espesor, como mínimo, protegido contra la corrosión. En el caso de paralelismo
con cables de telecomunicación interurbana, dicha protección se refiere también
a estos últimos.
Estas protecciones pueden no utilizarse, respetando la distancia mínima de
0,15m., cuando el cable de energía se encuentra en una cota inferior a 0,50m.
respecto a la del cable de telecomunicación.
Las reducciones mencionadas no se aplican en el caso de paralelismo con
cables coaxiales, para los cuales es taxativa la distancia mínima de 0,50m.,
medida sobre la proyección horizontal.
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento II Centros de Transformación
Unidad Temática I Centros de Tipo Intemperie
Módulo I Elementos Constructivos y
Protecciones
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 111
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Definición de Centros de Transformación
Bajo esta denominación englobamos el elemento destinado a disminuir o elevar
la tensión de alimentación, así como el conjunto de aparamenta de protección a
instalar a ambos lados del elemento transformador.
El centro de transformación es uno de los elementos esenciales en cualquier
instalación de alta tensión; su ubicación suele ser lo más cercana posible al
punto de utilización, para evitar en lo posible las mayores caídas que se
producen en el lado de baja tensión.
El elemento principal, dentro de un centro de transformación, es el
transformador, que es la máquina que realiza la disminución o elevación de
tensión; se denomina al lado de mayor tensión como “LADO DE ALTA”, y al de
menor tensión “LADO DE BAJA”. Esta denominación se extiende a la
aparamenta existente en cada lado.
Cuando el transformador, y su distinta aparamenta, se encuentran al aire libre,
los centros se denominan de tipo INTEMPERIE, y cuando las instalaciones se
encuentran a cubierto se denominan de tipo INTERIOR.
Las condiciones que han de cumplir estas instalaciones vienen reguladas por el
Reglamento de Estaciones Transformadoras, Subestaciones y Centrales (en
adelante RCE).
Introducción
Como hemos indicado anteriormente, se denominan así aquellas instalaciones
que se encuentran al aire libre, soportándose el transformador y su aparamenta
sobre un apoyo que puede ser de hormigón o metálico.
Este tipo de instalaciones se realizan para centros de transformación cuya
potencia es igual o inferior a 160 KVA, aunque se pueden instalar
transformadores de mayor potencia, aumentando para ello las condiciones de
resistencia mecánica de los apoyos, con el fin de contrarrestar el mayor peso de
estos transformadores.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 112
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
La línea divisoria de las 160 KVA viene impuesta por la medición de la energía
para las instalaciones denominadas particulares (no pertenecientes a compañías
distribuidoras), ya que se permite la medición en baja tensión hasta esa
potencia, debiéndose medir en alta a partir de la misma.
La medición en el lado de alta tensión, necesita de una mayor aparamenta
(transformadores de tensión e intensidad), haciéndose necesario el instalar los
centros en edificio para disponer de un mayor espacio, aunque sería posible
también instalarlo al aire, necesitándose un apoyo de mayor altura o la
colocación de dos apoyos, lo que lo haría más costoso, teniendo en cuenta
además que la aparamenta de intemperie siempre es más costosa que la de
interior.
Apoyos y soportes
Se denominan así aquellos apoyos sobre los que instalamos los centros de
transformación, así como la aparamenta de protección.
Dichos apoyos pueden ser tanto de hormigón como metálicos, siempre de
características técnicas adecuadas tanto para soportar el peso de los elementos
que constituyen el centro, como para soportar las posibles solicitaciones
mecánicas cuando dichos apoyos pertenezcan a líneas aéreas.
Cuando se trate de apoyos metálicos, el transformador se sustenta sobre un
balconcillo abrochado al apoyo soporte. Este balconcillo está formado por
perfiles metálicos de suficiente robustez mecánica como para poder soportar el
peso de los transformadores.
Cuando los apoyos soportes son de hormigón, debido a la estrechez de los
mismos, no se utiliza balconcillo, colgándose, en estos casos, la máquina de un
perfil horizontal que se instala para tal fin. Para poder realizar este montaje, los
transformadores deben estar dotados de unos ganchos que faciliten la
colocación del mismo.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 113
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
C.T. intemperie sobre balconcillo metálico.
C.T. intemperie sobre apoyo de hormigón.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 114
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Transformador para colgar.
C.T. intemperie con trafo sobre apoyo.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 115
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
En ambos casos, la colocación de balconcillo o del angular, donde se “colgará”
el transformador, deberá situarse a una altura que permita que las pipas de alta
tensión queden situadas por encima de los 6 metros que se señala en el
R.L.A.T. Cuando el transformador es de potencia superior a 250 KVA, debido
a su gran peso, éste se sustenta sobre otro apoyo metálico colocado junto al
apoyo de la línea eléctrica que lo alimente, unido solidariamente al mismo
mediante perfiles metálicos sobre los que colocaremos el transformador, según
se indica en la figura anterior.
La instalación de transformadores de gran potencia, así como de
transformadores cuya tensión de alimentación sea superior a 36 KV. (debido al
mayor dimensionamiento de la aparamenta de protección), se realiza sobre
estructuras porticadas formadas por dos apoyos (de hormigón o metálicos)
unidos por perfiles metálicos. Estas estructuras se denominan “CL”,
representándose el montaje en la siguiente figura.
C.T. intemperie en apoyo tipo pórtico.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 116
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Los apoyos soportes se pueden utilizar igualmente cuando la línea de
alimentación al centro sea de carácter subterráneo, siempre que se cumplan las
medidas de seguridad referidas a la altura de las partes en tensión.
C.T. intemperie alimentado por línea subterránea.
En todos los casos, y para aumentar las condiciones de seguridad, todos los
apoyos soportes de centros de transformación, deberán forrarse con obra de
fábrica hasta una altura de 2,40 metros respecto del nivel del suelo.
En el caso de apoyos de hormigón, se taparán las ventanas de escalo hasta la
misma altura. En este sentido, y con el fin de crear una superficie equipotencial
alrededor del apoyo, se construirá un acerado perimetral con una anchura de
1,30 metros respecto del cerramiento del centro, estando dotado dicho acerado
de un mallazo metálico conectado a la misma toma de tierra que la del apoyo
soporte.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 117
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Cerramiento y mallazo equipotencial en C.T. intemperie.
Protecciones y conexionado AT.
Para protección del primario o “lado de alta” del transformador deberemos
instalar la aparamenta que los proteja de efectos de sobretensión y
sobreintensidad, tal como se señala en los distintos apartados que componen la
MIE RAT 09 del RCE. Del mismo modo, deberá existir aparamenta que permita
el seccionamiento del transformador por ese lado de alta.
En la mayoría de los casos, esta aparamenta se ubica en el apoyo-soporte,
aunque a veces, la misma se coloca en el apoyo anterior, siempre que exista
visibilidad del mismo desde el Centro (siempre recomendable en el mismo
apoyo).
Para protección contra las sobretensiones, tanto de origen interno como de
origen atmosférico, se utilizarán pararrayos autoválvulas de resistencia
variable. Los bornes de tierra de estas autoválvulas se unirán a la toma de
tierra de acuerdo con lo establecido en la RAT 13.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 118
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Autoválvula.
Explosor.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 119
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Tal como indica la MIE RAT 09 del RCE, esta protección se puede realizar con
explosores, aunque su uso por razones medioambientales de electrocución de
aves, ha sido prohibido en el ámbito algunas Comunidades Autónomas.
Para el resto del territorio español, y siempre que no exista impedimento
medioambiental, la utilización de explosores sólo viene exceptuada en los
siguientes casos:
En los sistemas con neutro a tierra con intensidades de defecto Id en A,
tales que con la resistencia a tierra Rm en de las masa, se cumpla que Id
Rm 5000 V.
En lugares de altitud superior a 1000 m. o en instalaciones conectadas a
una línea de alta tensión que discurra por cotas superiores a 1000 m y a
distancias de la instalación menores de 3 Km.
En zonas expuestas a frecuentes descargas atmosféricas clasificadas en
el plano nº 1 con índice de frecuencias de tormentas "muy elevado" o
"elevado".
En el apartado de protecciones contra sobreintensidades, el apartado 1 de la
MIE RAT 09 del RCDE, establece que “Todas las instalaciones a las que se
refiere este Reglamento deberán estar debidamente protegidas contra los
efectos peligrosos, térmicos y dinámicos, que puedan originar las corrientes de
cortocircuito y las de sobrecarga cuando éstas puedan producir averías y daños
en las citadas instalaciones”.
Para las protecciones contra las sobreintensidades se utilizaran interruptores
automáticos o cortacircuitos-fusibles. Los primeros se usarán solamente en
transformadores de gran potencia y siempre deben ir asociados a
transformadores de intensidad.
La protección más utilizada en centros de poca potencia es la de cortacircuitos-
fusibles, y, dentro de éstos, los más usados son los denominados fusibles “XS”,
debido al poder de seccionamiento que llevan asociado. A parte de estos
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 120
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
dispositivos, se utilizan las denominadas bases APR (Alto Poder de Ruptura), las
cuales se instalan sobre bases portafusibles adecuadas a los distintos tamaños.
Por último, señalar en este apartado de protecciones contra sobreintensidades,
la existencia de un dispositivo denominado eslabón de ballesta, el cual ha caído
en desuso, aunque se pueden apreciar todavía en ciertas instalaciones
antiguas.
Hemos de indicar que este tipo de fusibles, al igual que los APR, no tienen
poder de seccionamiento, por lo que deberán ir asociados con un elemento
seccionador instalado previamente a los portafusibles.
Los distintos dispositivos que se utilicen para eliminar las sobreintensidades
deberán evitar proyecciones peligrosas de materiales, y no producir explosiones
que puedan ocasionar daños a personas o cosas.
Para realizar las funciones de seccionamiento, en aquellos casos en los que los
dispositivos de protección de sobreintensidades no estén dotados de ellas, se
utilizará cualquier sistema de los descritos, referente a seccionamiento de líneas
aéreas. De entre ellos, el más recomendable es el seccionador tripular, de
apertura lateral o vertical dotado de mano de apertura.
La ubicación de la distinta aparamenta en el apoyo-soporte suele ser la
siguiente, según los montajes más usuales:
1º. Colocación de las autoválvulas.
2º. Colocación del seccionador.
3º. Colocación de bases fusibles.
La distinta aparamenta se coloca sobre perfiles metálicos, de dimensiones
suficientes como para que garanticen las distintas distancias de seguridad y,
además, soporten el peso de los mismos. A este respecto, recordamos la
obligatoriedad de no existencia de aparatos o puentes en tensión por encima de
la cabecera del apoyo soporte.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 121
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
C.T. tipo intemperie con XS y autoválvulas.
Las casas constructoras de transformadores recomiendan últimamente la
instalación de las autoválvulas sobre las mismas pipas del trafo para protegerlo
con mayor fiabilidad.
Respecto del interconexionado entre la distinta aparamenta, y entre ésta y el
transformador, se realizará con conductores metálicos, desnudos o aislados.
Normalmente, esta interconexión se realiza con varilla de cobre, del tipo rígido,
de 8-12-16 mm de diámetro, aunque a veces se realiza con conductor de la
misma naturaleza que el resto de la línea aérea que lo alimenta.
Para soportar estos conductores de interconexión se utilizan aisladores del tipo
rígido, dotados de elementos de fijación, para abrazar los distintos materiales
(varilla, pletina, tubo, etc.). Cuando utilicemos cable desnudo de aluminio-acero
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 122
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
o cobre, se usarán aisladores rígidos del tipo ARVI, realizándose las uniones
mediante retenciones de los tipos “Omega” o similares.
Se colocarán los distintos tipos de apoyos de tal forma que la distancia entre los
distintos puntos de sustentación no sea superior a 1,5 metros para las varillas
de cobre, pudiéndose aumentar esta distancia cuando utilicemos pletinas o
tubos huecos de cobre. A este respecto, deberemos tener en cuenta, que la
separación entre los apoyos aisladores deberá cumplir lo reglamentado en el
apartado 5. 1 de la MIE RAT 006, que dice textualmente:
“En Centros de Transformación, si no se justifica expresamente, la resistencia
mecánica de los conductores, deberá verificarse, en caso de cortocircuito, que:
I = Intensidad permanente de cortocircuito trifásico, en CA.
L = Separación longitudinal entre aisladores de apoyo en centímetros.
D = Separación entre fases, en centímetros.
W = Modulo resistente de los conductores en centímetros cúbicos.
d = Valor de la carga de rotura de tracción del material de los conductores en
daN/cm². “
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 123
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Transformadores.
Los transformadores son las máquinas eléctricas encargadas en una instalación
de Alta Tensión de disminuir (transformadores de distribución) o elevar
(transformadores de generación) la tensión de utilización.
Los más usuales en nuestro ámbito de actuación son los transformadores
reductores que disminuyen la tensión de distribución (13,8-20-46 KV) a la
tensión de utilización en instalaciones receptoras (220-137 ó 380-220 V).
Cuando la salida en baja tensión es de 3 x 127/220 V. se denominan
transformadores B1 y cuando la salida es de 3 x 220/380 V. se denominan B2.
Pero también existen transformadores de doble salida en baja, que
denominamos B1-B2.
Igualmente, los transformadores se construyen para doble tensión en alta,
pudiéndose hacer el cambio bajo tapa o mediante conmutador sobre tapa
(transformadores más recientes). Esta condición es exigida por las Compañías
suministradoras que tienen en proyecto cambiar la tensión de sus redes de
distribución, normalmente de 13,2 a 20 KV.
Transformador trifásico con líquido refrigerante.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 124
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Los transformadores pueden ser trifásicos o monofásicos. Los más extendidos
en nuestro país son los trifásicos, siendo de una utilización casi nula los
monofásicos, excepto para casos de alimentación puntual de instalaciones
rurales (interruptores telemandados, seccionamientos telemandados, servicios
auxiliares de subestaciones, etc.).
Por contrario, a modo de ejemplo, en Estados Unidos es el uso de los
transformadores monofásicos, o “botes”, el más extendido.
Los transformadores trifásicos constan de tres bobinas arrolladas sobre un
núcleo o entrehierro, constando cada bobina de un arrollamiento de alta y un
arrollamiento de baja. Los conductores que constituyen las distintas bobinas
son de cobre o de aluminio, abundando más los primeros que los segundos.
Estos arrollamientos pueden ir refrigerados o no, denominándose éstos últimos
transformadores secos.
Transformador trifásico con aislamiento seco.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 125
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Los más utilizados, sin embargo, son los refrigerados por líquido, y, entre éstos,
el más común es el de aceite, cuya misión es disminuir la temperatura que
alcanzan los bobinados cuando son atravesados por la corriente eléctrica. Los
transformadores refrigerados por piraleno fueron retirados del mercado por los
efectos nocivos de dicho líquido sobre las personas y cosas.
Para almacenar dicho líquido y servir de soporte a los bobinados, se construye
una carcasa o cuba, que va dotada de una serie de aletas de refrigeración o
radiadores. Cuanto mayor sea la potencia nominal de los transformadores el
tamaño y número de estos radiadores será mayor. Esta cuba es cerrada
mediante una tapa superior, siendo esta unión realizada mediante tornillería y
ajustándose el cierre mediante gomas o juntas. Sobre la tapa se instalan los
distintos elementos de conexión y accesorios.
Los tres arrollamientos de un transformador se interconectan entre sí de
distintas maneras, dando lugar al denominado Grupo de Conexión, que figura
en la placa exterior de los transformadores. Dado que la tensión de
alimentación varía dependiendo de la ubicación del Centro, dentro del sistema
(cargas circulantes, distancia a subestaciones, etc.), los bobinados de alta están
dotados de distintas tomas para conseguir adaptar dicha tensión en cada caso y
conseguir una transformación óptima. En los transformadores pequeños, esta
regulación es manual y hay que realizarla mediante un conmutador de
posiciones existente en la tapa superior. En los transformadores de potencia
superior, y sobretodo en los existentes en las Subestaciones, la regulación se
hace de forma automática, siendo el método más extendido el denominado
“Sistema Jansen”. Dicha regulación automática consiste en obtener siempre la
misma tensión de salida (tensión de consigna), independientemente de cuál sea
la tensión de entrada.
Las distintas tomas suelen ser unos porcentajes fijos de la tensión nominal
(pasos de 2,5%), siendo lo más usual los transformadores de cinco tomas o
puntos, expresándose las mismas en las placas de características (13.200 ±
2,5% ± 5%). Con la regulación manual conseguimos elevar o disminuir la
tensión de baja, de forma que a tomas superiores de alta (mayor tensión) se
corresponden tensiones inferiores en el lado de baja tensión, y viceversa.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 126
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Para interconectar los distintos arrollamientos con los conductores externos de
alimentación, en ambos lados, se utilizan las denominadas “pipas” o terminales,
que no son más que aisladores pasatapas, por cuyo interior discurre una varilla
metálica (normalmente de cobre), cuyo extremo superior está roscado para
facilitar el apriete de los conductores.
Las pipas o aisladores de alta están dotados de mayor línea de fuga para
conseguir las distancias de seguridad marcadas con respecto a masa (cuba del
transformador); de ahí que se diferencien claramente las bornas de alta con
respecto a las de baja (mayor tamaño).
En todos los transformadores, con sistemas de distribución con neutro a tierra
(bien rígidamente o a través de resistencias o reactancias limitadoras), existen
cuatro terminales de baja tensión para hacer accesible el mismo a los
conductores externos. En transformadores con doble salida en baja tensión,
existirán siete bornas, tres por cada sistema trifásico y una para el neutro
(común a ambos sistemas).
Los distintos transformadores son sometidos en las fábricas a una serie de
ensayos eléctricos, cuyos resultados son plasmados en el denominado protocolo
de ensayo del transformador, cuyos datos se obtienen sometiendo el trafo a
distintos regímenes de funcionamiento (vacío, media carga, plena carga), así
como de comportamiento del mismo ante fenómenos de cortocircuito.
Una vez realizados los ensayos, las principales características eléctricas
(tensiones primarias, tensiones secundarias, potencia nominal, tensión de
cortocircuito, frecuencia), las mecánicas (peso total, peso del aceite, peso del
bobinado, etc.) así como otros datos de fabricación (número, tipo, año de
fabricación, etc.) se plasman en un placa metálica, que se coloca normalmente
sobre la zona de radiadores, en el lado que corresponde a las pipas de baja
tensión. Esta placa es importantísima para posteriores revisiones y posibles
recambios por avería, al fin de sustituirlo por otro de similares características.
Podemos apreciar en la siguiente figura un protocolo típico de una casa
constructora:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 127
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
1ª parte protocolo de ensayo de un transformador.
2ª parte protocolo de ensayo de un transformador.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 128
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Existe una serie de accesorios que suelen instalarse en los transformadores a
petición del cliente. Entre estos accesorios tenemos:
Relé Bulchoz: se coloca en transformadores con depósito auxiliar de
almacenaje de líquido aislante, intercalándose el relé en la tubería de
unión entre el depósito y la cuba. Este relé va dotado de dos flotadores,
uno para alarma y otro para disparo, cuyos terminales eléctricos se
interconectan con los elementos de mando y protección de la instalación
(interruptores). La misión del relé es detectar la presencia de gases
provenientes de combustiones no deseadas que se producen por un
sobrecalentamiento de los bobinados y el entrehierro por motivos de
sobrecargas o cortacircuitos. Este relé va provisto de una purga que
permite la salida del gas. Si realizamos la ignición de dicho gas,
podremos detectar, según el color de la llama, dónde se ha producido la
combustión. Si la ignición se apaga, indica que el gas es aire únicamente,
proveniente de la recarga de aceite, en cuyo caso deberemos purgarlo
hasta eliminarlo.
Relé Bulchoz.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Elementos Constructivos y Protecciones 129
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Ruedas: los transformadores de potencia superior a 50 KVA van dotados
de ruedas para facilitar su movimiento dentro de un Centro de
Transformación. Estas ruedas son desmontables y se unen a la parte
inferior de la cuba mediante una unión roscada. Las ruedas están
dotadas para dos posiciones de montaje (perpendiculares entre sí).
Indicador de temperatura: algunos transformadores pueden ir dotados
de un termómetro de esfera, para indicarnos la temperatura del
transformador. Este termómetro suele ir dotado de tres agujas, una nos
marca la temperatura y las otras dos se utilizan para alarma y disparo,
colocándose la primera a menor temperatura que la segunda. Al igual
que los contactos del relé, los contactos eléctricos de las mencionadas
agujas, se conexionan con los aparatos de mando y protección del lado
de alta.
Dispositivo de sobrepresión: algunos transformadores disponen en la
tapa superior de una válvula de seguridad que libere los gases de la
cuba, en caso de producirse una sobrepresión en la misma originada por
la aparición de algún defecto (sobrecalentamiento, cortocircuito, etc.),
evitándose de esta forma el “abombar” la cuba.
Por ultimo, señalar que las potencias nominales en KVA normalizadas
actualmente para los transformadores son:
25 – 50 – 100 – 160 – 250 – 400 – 630 – 1.000 – 1600 – 2500
Existen así mismo, otra serie de potencias cuya utilización ha caído en desuso,
aunque se podrían construir bajo pedido, siendo su precio superior a los
normalizados más próximos. Entre estos tenemos:
10 – 15 – 75 – 125 – 200 – 315 – 800 – 1250 – 2000
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Elementos Constructivos y ProteccionesMódulo I
Centros de Tipo IntemperieUnidad Temática I
Centros de TransformaciónÁrea de Conocimiento II
ANEXO: FOTOGRAFÍAS
Derivación con seccionadores unipolares
2
CT INTEMPERIE CON XS
Similar al anterior
3
CT INTEMPERIE CON BALLESTAS Y AUTOVALVULAS
Similar al anterior
4
Similar al anterior
Similar al anterior
5
Interconexión de A.T. Con puentes aislados
Similar al anterior
6
Similar al anterior
Cerramiento de obra civil
7
Módulo de medida con trafos de intensidad
Cerramiento y acerado equipotencial
8
Fusibles de Baja Tension
Equipos de medida trifásicos
9
Equipo con trafos de intensidad
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento II Centros de Transformación
Unidad Temática I Centros de Tipo Intemperie
Módulo II Seguridad en Instalaciones
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Seguridad en Instalaciones 130
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Generalidades
Tal como señala la Instrucción RAT 13 del RCE, en su apartado 1: “Toda
instalación eléctrica deberá disponer de una protección o instalación de tierra
diseñada en forma tal que, en cualquier punto normalmente accesible del
interior o exterior de la misma donde las personas puedan circular o
permanecer, éstas queden sometidas como máximo a las tensiones de paso y
contacto (durante cualquier defecto en la instalación eléctrica o en la red unida
a ella) que resulten de la aplicación de las fórmulas que se recogen en dicho
apartado y que desarrollaremos en la parte de cálculos”. Por tanto nuestra
instalación será dimensionada para obtener valores inferiores a los señalados
como máximos.
Puesta a tierra de protección y servicio
Hemos de distinguir en todo Centro de Transformación, ya sea intemperie o
interior, dos tipos de tomas de tierra: Protección y servicio, definiéndose a
continuación ambas:
Puesta a tierra de protección: es la conexión directa a tierra de las
partes conductoras de los elementos de una instalación no sometidos
normalmente a tensión eléctrica, pero que pudieran ser puestos en
tensión por averías o contactos accidentales, a fin de proteger a las
personas contra contactos con tensiones peligrosas.
Puesta a tierra de servicio: es la conexión que tiene por objeto unir a
tierra temporalmente parte de las instalaciones que están normalmente
bajo tensión, o permanentemente ciertos puntos de los circuitos
eléctricos de servicio (neutro de transformadores).
Estas puestas a tierra de servicio pueden ser:
Directas: cuando no contiene otra resistencia que la propia de paso a
tierra.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Seguridad en Instalaciones 131
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Indirectas: cuando se realizan a través de resistencias o impedancias
adicionales.
Los elementos que se interconectarán a la tierra de protección en los Centros
de Tipo Intemperie son los siguientes:
Los chasis y bastidores de aparatos de maniobra.
Los envolventes de los conjuntos de armarios metálicos.
Las vallas y cercas metálicas. (Pueden conectarse a la tierra general o
conectarse a una toma independiente de ésta).
Las columnas, soportes, pórticos, etc.
Los blindajes metálicos de los cables.
Las carcasas de transformadores, generadores, motores y otras
máquinas.
Hilos de guarda o cables de tierra de las líneas aéreas.
Por su parte conectaremos a la tierra de servicio los siguientes elementos:
Los neutros de los transformadores, que lo precisan en instalaciones o
redes con neutro a tierra de forma directa o a través de resistencias o
bobinas.
Los circuitos de baja tensión de los transformadores de medida.
El conductor de unión del neutro con el electrodo de puesta a tierra de servicio,
debe ser aislado en la zona de influencia de la tierra de protección, utilizándose
para ello conductores de cobre de 0,6/1 kV. de tensión de aislamiento.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Seguridad en Instalaciones 132
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Por su parte, los elementos de protección contra sobretensiones deben
conectarse a la tierra de protección, aunque dicha unión se hará directamente
con el electrodo de puesta a tierra, utilizándose en la interconexión un
conductor aislado de la misma naturaleza que el utilizado para el neutro.
Constitución de electrodos y tomas de tierra.
Las instalaciones de puesta a tierra están constituidas por uno o varios
electrodos enterrados y por las líneas de tierra que conecten dichos electrodos
a los elementos que deban quedar puestos a tierra. Dependiendo de la forma
geométrica de unión entre los electrodos, así como la profundidad a la que los
enterremos, conseguiremos mejores resistencia de difusión a tierra y menores
tensiones de paso y contacto.
En la línea de tierra se establecerán puntos de medida que nos permitan en el
tiempo verificar los valores de dichas tomas. Es recomendable que este punto
de medida lleve asociado un elemento de seccionamiento para aislarnos de la
instalación en el momento de realizar la medición. Para ello, se suelen colocar,
en el cerramiento del apoyo-soporte, dos cajas de poliéster (una por cada
sistema de tierra: protección y servicio), en cuyo interior se coloca un base
seccionable, intercalándose dicha base en la línea de tierra.
Los conductores más utilizados en las líneas de tierra son de cobre y de acero,
y, entre éstos, el uso más extendido es el de cobre. La sección mínima de los
conductores de cobre será de 25mm.² y de 50mm.² para los de acero.
La sección más usual en líneas de tierra es la de 50mm.² en cobre.
El trazado de la línea de tierra en el apoyo soporte será lo más corta y rectilínea
posible. Los empalmes y derivaciones de esta línea de tierra se realizarán con
medios de unión apropiados que aseguren dicha unión y estén protegidos
contra la corrosión galvánica.
Por su parte, los electrodos de tierra (parte de la instalación ubicada por debajo
del suelo) están formados por materiales metálicos en forma de varillas, cables,
chapas, perfiles, que presenten una resistencia elevada a la corrosión por sí
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Seguridad en Instalaciones 133
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
mismos, o mediante una protección adicional, tales como el cobre o el acero
debidamente protegido, en cuyo caso se tendrá especial cuidado de no dañar el
recubrimiento de protección durante el hincado.
Los electrodos podrán disponerse de las siguientes formas:
Picas hincadas en el terreno, constituidas por tubos, barras y otros
perfiles, que podrán estar formados por elementos empalmables.
Varillas, barras o cables enterrados, dispuestos en forma radial, mallada
o anular.
Placas o chapas enterradas.
Respecto de las dimensiones de los elementos que forman parte de los
electrodos de puesta a tierra, el apartado 3.4 de la MIE RAT 013 del RCE marca
los siguientes valores:
Las dimensiones de las picas se ajustarán a las especificaciones
siguientes:
Los redondos de cobre o acero recubierto de cobre, no serán de
un diámetro inferior a 14 mm., mientras que los de acero sin
recubrir no lo tendrán nunca inferior a 20 mm.
Los tubos no serán de un diámetro inferior a 30 mm ni de un
espesor de pared inferior a 3 mm.
Los perfiles de acero no serán de un espesor inferior a 5 mm ni de
una sección inferior a 350 mm.
Los conductores enterrados, sean de varilla, cable o pletina, deberán
tener una sección mínima de 50 mm2, en el caso de los de cobre, y 100
mm2, en el caso de los de acero. El espesor mínimo de las pletinas y el
diámetro mínimo de los alambres de los cables no será inferior a 2 mm,
en los de cobre, y 3 mm, en los de acero.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Intemperie – Seguridad en Instalaciones 134
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Las placas o chapas tendrán un espesor mínimo de 2 mm, en el caso de
las de cobre, y 3 mm las de acero.
Elementos de seguridad
Dentro de este apartado, se describen aquellos elementos que, ajenos al
funcionamiento, inciden en la seguridad de las personas en su relación con las
instalaciones. Entre estos tenemos:
Placas de peligro de muerte (figura de hombre fulminado por rayo).
Placa de primeros auxilios donde se indican los pasos a seguir en caso de
accidente.
Pértiga de maniobrabilidad para realizar trabajos de mantenimiento.
Guantes de maniobra para tensiones superiores a la de servicio.
Los dos últimos elementos suelen ir en los coches de mantenimiento, en el caso
de centros pertenecientes a Cías. Suministradoras o estar en algún local
cubierto, en el caso de centros de propiedad particular.
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento II Centros de Transformación
Unidad Temática II Centros de Tipo Interior
Módulo I Centros Modulares
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 135
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Introducción
Los denominados Centros Modulares son aquellos que se alojan en el interior de
módulos prefabricados de hormigón. Dentro de esta denominación se engloba
tanto al módulo de alojamiento como a las celdas de protección asociadas a los
transformadores de potencia que van instaladas en su interior.
Suelen ser conjuntos de piezas prefabricadas en origen y ensambladas en la
obra de forma rápida, siendo su precio superior al de Centros con aparamenta
convencional, pero con un tiempo de montaje bastante menor. En los siguientes
apartados se describen los distintos elementos que constituyen este tipo de
Centros, cuyo uso se está generalizando.
Módulos prefabricados
Son edificios prefabricados de hormigón, totalmente desmontables, cuya forma
y dimensiones dependerán de la casa constructora y, como ya se ha
mencionado con anterioridad, su elección dependerá del número de celdas de
protección que se instalen así como del número de transformadores, con un
límite de tres.
Módulo prefabricado serie 24Kv.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 136
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Actualmente los módulos se dividen en dos grandes grupos, dependiendo de la
tensión de servicio: el primero para instalaciones de hasta 24 KV y el segundo
para instalaciones de hasta 36 KV. Los primeros son menores que los
segundos debido a las dimensiones de la aparamenta para 36 KV.
Tanto unos como otros, están formados por varias piezas: paredes, base,
cubiertas o techos y soleras, que se ensamblan en obra, quedando asegurada
su estanqueidad mediante el uso de juntas de goma esponjosa entre los
distintos paneles.
El hormigón, con el que suelen estar construidas las piezas, es de unos 300
Kg./cm.², dotadas dichas piezas de armadura metálica, estando todas ellas
unidas entre sí mediante latiguillos de cobre, y a un colector de tierras,
formando de esta manera una superficie equipotencial que envuelve
completamente al Centro.
Por su parte, las puertas y rejillas del Centro están aisladas eléctricamente de
dicha estructura, presentando una alta resistencia respecto de la tierra de la
envolvente (del orden de 10kW.).
Las piezas metálicas en contacto con el exterior, vienen tratadas contra la
corrosión.
Para la instalación de los módulos y previo a su montaje, deberemos
acondicionar el terreno, realizando la excavación del lugar donde se ubicará el
módulo de acuerdo a las dimensiones dada por el constructor. Una vez
realizada la excavación, extenderemos una capa de arena de 10 cm. para
nivelación del mismo.
Sobre dicha capa de arena, se coloca la placa base, que es una losa de forma
rectangular, que se une en los extremos a las paredes del módulo. Sobre esta
base, y a una altura de unos 400 mm. (Dependiendo del fabricante), se sitúa la
solera del centro, la cual se apoya en un resalte interior de las paredes,
permitiendo este espacio entre la base y la solera, el paso de los cables de
media y baja tensión, a los que se accede a través de unas troneras cubiertas
con losetas.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 137
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Sección módulo prefabricado.
Por su parte, las paredes laterales, son paneles rectangulares, que se sujetan
entre sí y a la placa base. En su parte inferior y en el espacio existente entre la
placa base y la solera, se sitúan una serie de agujeros para el paso de los
conductores de media y baja tensión. Estos agujeros están semiperforados,
realizándose en obra la apertura de aquellos que sean necesarios para cada
aplicación. De la misma forma existen otros agujeros semiperforados para
facilitar la salida de los cables de tierra al exterior.
Las puertas de acceso del personal de mantenimiento tienen unas dimensiones
aproximadas (dependiendo del fabricante) de 900x2100mm para los centros de
24KV. y de 900x2400 mm para los de 36KV. Por su parte, las rejillas para
acceso de los transformadores son de 1250 x 2100 mm para los de 24KV y
1250x2400mm para los de 36KV. En el caso de las citadas puertas, ambas son
abatibles hacia el exterior con un ángulo de abatimiento de 180º.
Por cada transformador (en el supuesto que hubiese más de uno), los módulos
están dotados de dos rejillas de ventilación, situadas una en la parte inferior de
la puerta de acceso del trafo y la otra en la parte superior de la pared opuesta a
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 138
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
la de la puerta y situada detrás del transformador, con unas dimensiones
aproximadas de 1200x700 mm. Cuando los transformadores que se instalan en
el módulo son de potencia superior a las 630KVA, dichos módulos vienen
dotados de otras rejillas de ventilación colocadas en la pared lateral situada
junto al transformador. Todas las rejillas están dotadas de tela mosquitera y
formadas por lamas en forma de “V” invertida diseñadas para impedir la
entrada del agua al interior del módulo.
Por último, la cubierta del centro, está formada por piezas de hormigón, con
inserciones en la parte superior para su manipulación.
El acabado exterior de los módulos se efectúa con pintura de poliuretano, de
color blanco, crema, etc., en las paredes, y de color distinto en el perímetro de
la cubierta y el techo. Es fácil ver también acabados exteriores de
recubrimiento de chinas. Por lo que respecta a las puertas, estas se pintan…con
pintura metálica para exteriores.
Aparamenta de Alta Tensión. Celdas prefabricadas
La distinta aparamenta de protección, seccionamiento y medida de energía, se
instala en el interior de envolventes metálicas o armarios, los cuales se
ensamblan unos con otros hasta obtener una determinada configuración.
Dichos conjuntos están reglamentados en la MIE RAT 016 (instalaciones bajo
envolvente metálica hasta 72,5KV: conjuntos prefabricados), en la MIE RAT 017
(Instalaciones bajo envolvente aislante hasta 36KV: conjuntos prefabricados) y
en la MIE RAT 018 (instalaciones bajo envolvente metálica aisladas con
hexafloruro de azufre).
Se entiende por conjuntos prefabricados de aparamenta bajo envolvente
metálica, aquellos que suministra el fabricante montados, y que antes de salir
de fábrica han sido sometidos a los ensayos de serie y tipo que se especifican
en la norma UNE 20 099.
En un principio, las celdas prefabricadas instalaban aparamenta de corte al aire,
apreciándose el estado de los mismos (abierto o cerrado), a través de mirillas
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 139
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
circulares que se instalaban en el frontal de las celdas. La interconexión de los
distintos elementos se realizaba con redondos de aluminio aislados (tipo
“barrón”) que reducían las distancias de seguridad. Estas celdas han quedado
en desuso, habiéndose generalizado el uso de celdas que utilizan el hexafloruro
de azufre tanto en el corte de la aparamenta como en el aislamiento del
embarrado.
Las últimas celdas han visto reducidas sus dimensiones, haciéndolas ideales
para el montaje de centros en locales de dimensiones reducidas. Las gamas de
celdas más usadas en el ámbito de nuestra comunidad son la gama SM6 de
Merlín Gerin y la gama CGM de Ormazábal, siendo esta última la que tiene
mayor rango en cuanto a tensiones de utilización. En ambas se utiliza el
hexafloruro de azufre como elemento de corte y elemento aislante.
El número de celdas a instalar dependerá de la configuración del centro de
transformación y del número de transformadores a instalar en el mismo
(centros en bucle, centros de abonado, centros de reparto, etc.)
Respecto de la aparamenta, las celdas van dotadas de los siguientes
elementos:
Posiciones del interruptor-seccionador en la gama SM6 de Merlin Gerin.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 140
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Interruptor-seccionador, con seccionador de puesta a tierra que tiene
tres posiciones de funcionamiento: conectado, seccionado y puesto a tierra (ver
figura anterior). En la parte frontal de la celda se encuentra el accionamiento
del interruptor, no pudiéndose conectar a tierra cuando está en posición de
cerrado.
Posiciones del interruptor-seccionador en la gama CGM de Ormazábal.
Los elementos de seccionamiento se encuentran en el interior de un cárter
relleno de gas SF6, a presión. El corte de corriente se produce por la velocidad
de las cuchillas y por el soplado del gas.
Interruptor automático: está constituido por tres polos separados. Cada
polo tiene las partes activas inmersas en SF6 a presión. La cámara donde se
aloja el SF6 está perfectamente sellada y no necesita recargas de gas.
Los polos están formados por dos contactos, uno móvil y otro fijo,
produciéndose el corte de corriente por la suma de dos efectos:
Autocompresión del SF6 por desplazamiento del contacto móvil, que
produce un doble soplado axial sobre el arco en ambos contactos.
Velocidad de separación de los contactos.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 141
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Secuencia de apertura de un interruptor automático.
Las celdas de interruptor automático permitan la motorización del mando,
haciéndolas ideales para un posible telemando a distancia.
Las celdas modulares que disponemos en el mercado son las siguientes:
Celda de línea (CL): estás celdas están dotadas de un interruptor-
seccionador, que permite comunicar el embarrado general del conjunto de
celdas con los conductores de llegada o salida, cortar la corriente nominal,
seccionar esta unión o poner a tierra simultáneamente las tres bornas del
conductor de acometida. Estas celdas se denominan, así mismo celdas, de
entrada-salida, y se instalan dos en el caso de Centros en bucle (una para
entrada y otra para salida).
Estas celdas pueden admitir uno o tres transformadores de intensidad para
su conexionado a equipos de medida (amperímetros) y protección (relés),
siendo estas celdas de mayor dimensión que las normales de línea.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 142
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Celda de línea serie SM6.
Celda de línea con 1 ó 3 trafos de intensidad serie SM6.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 143
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Las celdas vienen dotadas con un bloque de tres lámparas que nos detectan
la presencia de tensión. Los mandos pueden ser motorizados.
Dentro de estas celdas existe un montaje especial que es el denominado de
conmutación automática. Este tipo de celdas se utilizan para aquellos
Centros que puedan disponer de dos entradas distintas de línea y que se
conmute de una a otra de forma automática, en caso de fallo en la
alimentación principal.
Están dotadas de mandos motorizados en corriente continua y dotados de
un relé que efectúa la conmutación. Para poder disponer de este tipo de
celdas deberemos instalar una batería de acumuladores de corriente
continua.
Celdas de conmutación automática serie SM6.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 144
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Celda de protección (CPF): estás celdas están dotadas de un interruptor-
seccionador, además de una protección con fusibles. Este tipo de celdas son
las utilizadas normalmente para protección del transformador, debiéndose
instalar tantas como transformadores vayamos a ubicar en nuestro Centro.
También se pueden utilizar para protección de líneas secundarias que partan
desde nuestro Centro.
Celdas de protección serie SM6.
Al igual que en las de línea, las celdas pueden ir dotadas de 1 ó 3
transformadores de intensidad, siendo en estos casos la celda de mayor
dimensionado.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 145
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Celdas de protección con trafos de intensidad serie SM6.
En determinadas celdas (Gama CGM de Ormazábal), los fusibles van
instalados sobre unos carros que se introducen en los tubos portafusibles de
resina aislante.
Estos tubos, inmersos en SF6, son perfectamente estancos respecto del gas,
y, cuando están cerrados, lo son también respecto del exterior, garantizando
la insensibilidad a la polución externa y a las inundaciones, consiguiéndose
este efecto mediante el cierre rápido de una membrana. Esta membrana
cumple, también, otra misión como es la del accionamiento del interruptor
para su apertura, que puede tener su origen en:
La acción del percutor de un fusible cuando éste se funde.
La sobrepresión interna del portafusibles por calentamiento
excesivo del fusible.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 146
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Funcionamiento del portafusibles en celdas CGM.
Dentro de este tipo de celdas, la protección de fusibles puede responder a
dos sistemas:
Fusibles asociados: en caso de fusión de uno de los fusibles, no
se abre el interruptor de la celda, por lo que el transformador
queda alimentado en dos fases.
Fusibles combinados: cuando cualquiera de los fusibles se
funde, el interruptor de la celda se abre, evitando que el
transformador queda alimentado solo a dos fases.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 147
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Fusibles asociados y fusibles combinados.
Las celdas de protección admiten, igualmente, la instalación de una bobina
de disparo, la cual puede ser accionada de varias formas: a través de los
contactos de un relé Bulchoz, conectado a los bornes de un termómetro
instalado en el transformador, etc.
Así mismo, las celdas modulares disponen de relés de protección compactos,
que protegen a la instalación contra defectos a tierra o sobrecargas,
realizándose dicha protección mediante el accionamiento de una bobina de
disparo.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 148
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Esquema funcionamiento relé de protección.
Celda de interruptor automático (CPA): estás celdas están dotadas de
un interruptor automático y de un seccionador de tres posiciones. Este tipo
de celdas son las utilizadas para protección general de un Centro de
Transformación cuando existen en el mismo más un transformador de
potencia, y la potencia de éstos es elevada. Hace las funciones, en estos
casos, de interruptor general en alta tensión. También suelen utilizarse para
protección de líneas que parten de un Centro de transformación y de
elevada intensidad nominal.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 149
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Celdas de interruptor automático serie SM6.
Se extiende a este tipo de celdas todas las consideraciones hechas en las
celdas de protección, en lo que respecta a bobinas de disparo y relés de
protección.
Celda de medida (CM): son celdas vacías, donde se alojarán los
elementos que constituyen la medida en alta tensión: los transformadores
de intensidad y tensión. Hay varios tipos de celda, dependiendo de la forma
de conexionado con el resto de celdas o la salida hacia el transformador. Su
ubicación puede ser antes o después de las celdas de protección de trafo,
aunque lo normal es que sea anterior, debiéndose consultar con las Normas
particulares que tenga cada compañía suministradora.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 150
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Celdas de medida serie SM6
Los elementos de medida, transformadores de tensión e intensidad, nos
permiten transformar las magnitudes eléctricas (tensión e intensidad) a
unos valores que puedan ser medidos por los totalizadores o contadores.
Los transformadores de intensidad suelen ser de doble relación en el
primario, una el doble de otro, pasando de una posición a otra mediante el
cambio de placas que lleva asociadas a los bornes del primario. Así mismo,
los transformadores de intensidad pueden ir dotados de varios devanados
secundarios, de los cuales derivarán los distintos elementos de medida y
protección. Los devanados secundarios de clase 0,5, ó inferiores, son los
utilizados para la medida de la energía (contadores); los de clase 1 son los
utilizados para alimentar los aparatos de medida (voltímetros, vatímetros,
cosímetros, etc.) y los de clase 5P20 son los utilizados para alimentar los
distintos relés de protección que puedan ir asociados a las celdas.
Deberemos tener en cuenta la potencia de los distintos elementos que
vayamos a alimentar y que dicha potencia, expresada en Voltio-Amperios
(VA), sea inferior a la nominal del transformador.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 151
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Transformador de intensidad.
Respecto de los transformadores de tensión, estos van dotados de un solo
borne, al cual se conecta la parte de alta tensión. Suelen ser
transformadores reductores de Un-Ö3/110-Ö3 V, donde Un es la tensión
nominal de la línea de alimentación al Centro de Transformación. Al igual
que los transformadores de intensidad, van dotados de varios devanados
secundarios, extendiéndose a éstos las consideraciones marcadas para los
trafos de intensidad.
Transformador de tensión.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 152
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Los transformadores de medida se interconectan con los aparatos de
medición y protección mediante conductores de baja tensión, en montaje
superficial bajo tubo metálico, no siendo la sección de los mismos inferior a
6mm².
Esquema conexionado equipos totalizadores.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 153
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Una vez descritas las distintas celdas que existen en el mercado, estamos en
disposición de ver la disposición de las mismas en determinadas combinaciones,
dependiendo del tipo de Centro a construir.
Tipos de centros y celdas a instalar.
Interconexionado de Alta Tensión
Para la interconexión desde la última celda del conjunto de aparamenta (celda
de protección de trafo) con el transformador de potencia, utilizaremos
conductores unipolares de aislamiento seco, similares a los descritos en
conductores de líneas subterráneas de alta tensión.
Estos conductores discurrirán por las canaletas interiores de la base del módulo.
Para su conexionado, tanto en la celda como en el trafo, se utilizarán
terminales tipo interior, acordes a la sección del conductor y, sobre todo, a la
tensión de aislamiento del mismo, siendo los tipos más usuales los descritos en
el apartado de terminales de exterior e interior en líneas subterráneas de alta
tensión del presente Curso.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 154
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Transformadores
Se extiende a este punto todo lo indicado para transformadores de Centros Tipo
Intemperie, ya que las máquinas que se fabrican para esos Centros también
valen para interior. Antiguamente, sí se fabricaban transformadores para
interior, aunque la única diferencia eran las pipas de conexionado, ya que
tenían una menor línea de fuga que las de exterior; en caso de querer utilizar
estos transformadores para Centros de Intemperie había que colocarles unas
sobrepipas encima de las originales.
Protecciones y conexionados de Baja Tensión
Al igual que el apartado de transformadores, la protección y conexionado, en
baja tensión de los Centros Tipo Interior, se realiza de forma similar a los de
intemperie, con la diferencia de ubicación de los elementos de protección
(interior del local y a una altura que facilita su manipulación desde el suelo).
Dado que la potencia de los transformadores que se instalan en Centros Tipo
Interior obliga a protecciones de mayor calibre, las cajas generales de
protección comerciales no nos cubrirán dicho calibre, por lo que utilizaremos
desconectadores fusibles de calibre superior, instalándose éstos en armarios
metálicos o de poliéster.
En los Centros de Transformación de distribución pública, desde donde parten
varios alimentadores de baja tensión, se instalan los denominados cuadros de
baja tensión, que son armarios metálicos o de poliéster, normalizados por las
Cías. Suministradoras, que están dotados de varios desconectadores fusibles
(cuatro o seis) de 400A. o de 630A., según el tipo de intensidad nominal;
dichos cuadro pueden ser de apertura individual (fase a fase) o conjunta (todas
las fases a la vez). La primera forma tiene es más interesante en distribuciones
destinadas principalmente a viviendas, dado que la reposición de un fusible
fundido no afectará a las viviendas que tomen la corriente de las fases no
afectadas por la avería. Estos cuadros llevan así mismo un voltímetro y
amperímetros, ambos dotados de selector de fase.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 155
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
En algunos cuadros, estos elementos de medida son sustituidos por un
analizador de redes que nos puede medir más magnitudes eléctricas aunque su
coste económico es superior. Tanto los amperímetros como los analizadores de
redes, son alimentados a través de transformadores de intensidad de baja
tensión que se instalan sobre las barras generales del Cuadro.
Cuadro de baja tensión tipo UNESA.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 156
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Tomas de tierra
Se extiende aquí lo descrito en el apartado 3.2.5. para Centros Tipo Intemperie.
Dado la mayor dimensión de estos Centros, los tipos de electrodos que servirán
para la puesta a tierra, son de mayores dimensiones, normalmente de forma
rectangular y que “envuelven” la totalidad del módulo de alojamiento.
En el interior del módulo se tiende una línea general de tierra, cuyo trazado
transcurre por las paredes interiores, realizándose normalmente con varilla de
cobre de 8 m, de 0, soportada en grapas adecuadas, derivándose desde esta
línea hasta los distintos elementos a conectar a tierra. Para las derivaciones
utilizaremos terminales rectos y en forma de “T”, conectándose a estas
derivaciones los distintos elementos a poner a tierra, y que serán los
siguientes:
Las envolventes metálicas de las celdas de protección.
La cuba del transformador.
Las pantallas de protección del transformador.
Las pantallas metálicas de los cables de alimentación.
Cualquier elemento de los descritos anteriormente no podrá interconectarse en
serie con la línea de tierra si no, siempre, en derivación de ésta.
Esta línea general de tierra se interconecta con el electrodo de tierra mediante
un conductor de cobre desnudo de 50mm.² de sección, instalándose cajas de
seccionamiento y medida en la interconexión de ambas líneas.
Respecto de la tierra de servicio, a ésta conectaremos el neutro del
transformador así como los secundarios de los equipos de medida
(transformadores de intensidad y tensión). La interconexión con el electrodo
exterior se realizará mediante un conductor de cobre aislado de 0,6/1Kv. de
tensión de aislamiento, de 50mm.² de sección, intercalándose igualmente una
caja de seccionamiento y medida en dicha línea.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 157
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
De la misma forma que en los Centros Tipo Intemperie se construyen acerados
equipotenciales, los suelos de los Centros Tipo Interior se dotan de mallazos
equipotenciales instalados bajo la solera del edificio, que aumentan la seguridad
de los centros ante las tensiones de contacto en las instalaciones.
En los centros modulares, estos mallazos vienen instalados desde fábrica.
Mallazo equipotencial en centros tipo interior.
Elementos de seguridad
Los elementos de seguridad de los que deberemos dotar a los Centros del Tipo
Interior serán:
Placas de peligro, que deben situarse en las puertas de acceso tanto
de transformador como de personal de mantenimiento, pantallas de
protección y celdas prefabricadas.
Banqueta aislante para realizar maniobras.
Pértiga de maniobra para tensiones superiores a las de servicio.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 158
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Guantes de maniobra.
Insuflador para facilitar la respiración artificial en caso de accidente
por descarga eléctrica.
Dentro del apartado de seguridad, hemos de señalar la necesidad de colocar
pantallas de protección que cubran las bornas del transformador. Estas
pantallas estarán formadas por malla metálica de alambre de 2 mm, con una
separación máxima entre alambres de 2,5 cm., siendo la anchura de la malla
no inferior a 80 cm. y colocándose su parte baja 25 cm. por debajo de la tapa
superior del transformador.
Para la determinación de las protecciones contra incendios a que puedan dar
lugar las instalaciones eléctricas de alta tensión, además de otras disposiciones
específicas en vigor, se tendrá en cuenta:
La posibilidad de propagación del incendio a otras partes de la
instalación.
La posibilidad de propagación del incendio al exterior de la
instalación, con los posibles daños a terceros que esto conllevaría.
La presencia o ausencia de personal de servicio permanente en la
instalación.
La naturaleza y resistencia al fuego de la estructura soporte del
edificio y de sus cubiertas.
La disponibilidad de medios públicos de lucha contra incendios.
Con carácter específico se adoptarán las siguientes medidas de seguridad:
Instalación de dispositivos de recogida del aceite en fosos-colectores.
Si se utilizan aparatos o transformadores que contengan más de 50 litros
de aceite mineral, se dispondrá de un foso de recogida de aceite con
revestimiento resistente y estanco, teniendo en cuenta en su diseño y
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 159
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
dimensionado el volumen de aceite que pueda recibir. En dicho depósito
o cubeta se dispondrán cortafuegos tales como lechos de guijarros,
sifones en el caso de instalaciones con colector único, etc. Cuando se
utilicen pozos centralizados de recogida de aceite es recomendable que
dichos pozos sean exteriores a las celdas. Si, por contrario se utilicen
dieléctricos líquidos con temperaturas de combustión superiores a 300º
C, se dispondrá un sistema de recogida de posibles derrames que impida
su salida al exterior. Los módulos prefabricados vienen dotados de la
mencionada cubeta, estando situada ésta debajo de la ubicación del
transformador.
Sistemas de extinción.
Extintores móviles. Se colocará, como mínimo, un extintor de
eficacia 89 B en aquellas instalaciones en las que no sea
obligatoria la disposición de un sistema fijo, de acuerdo con los
niveles que se establecen en el siguiente apartad b.2). Este
extintor deberá colocarse siempre que sea posible en el exterior
de la instalación para facilitar su accesibilidad y, en cualquier
caso, a una distancia no superior a 15 metros de la misma. Si
existe un personal itinerante de mantenimiento con la misión de
vigilancia y control de varias instalaciones que no dispongan de
personal fijo (compañías suministradoras), ese personal itinerante
deberá llevar, como mínimo, en sus vehículos dos extintores de
eficacia 89 B, no siendo preciso, en este caso, la existencia de
extintores en los recintos que estén bajo su vigilancia y control.
Sistemas fijos. En aquellas instalaciones con transformadores o
aparatos cuyo dieléctrico sea inflamable o combustible, de punto
de inflamación inferior a 300º C, con un volumen unitario superior
a 600 litros, o que, en conjunto, sobrepasen los 2400 litros,
deberá disponerse un sistema fijo de extinción automático,
adecuado para este tipo de instalaciones, tal como el halón o CO2.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Modulares 160
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Si se trata de instalaciones en edificios de pública concurrencia, con acceso
desde el interior de los mismos, se reducirán estos volúmenes a 400 litros y
1600 litros, respectivamente.
Si los transformadores o aparatos instalados utilizan un dieléctrico de
temperatura de inflamación o combustión igual o superior a 300Cº (aceite de
silicona, aislamiento seco a base de resinas, etc.), podrán omitirse las
anteriores disposiciones, pero deberán instalarse de forma que el calor
generado no suponga riesgo de incendio para los materiales próximos.
Las instalaciones fijas de extinción de incendios podrán estar integradas en el
conjunto general de protección del edificio. Deberá existir un plano detallado de
dicho sistema, así como instrucciones de funcionamiento, pruebas y
mantenimiento.
En el Proyecto de la instalación se recogerán los criterios y medidas adoptadas
para alcanzar la seguridad contra incendios exigida por la normativa vigente.
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Centros ModularesMódulo I
Centros de Tipo InteriorUnidad Temática II
Centros de TransformaciónÁrea de Conocimiento II
ANEXO: FOTOGRAFÍAS ~ Parte 1ª~ CELDAS MODULARES E INTERRUPTORES SUB. BLINDADOS ~
Celdas de línea Celda medida
Celda protección
2
Celda Interruptor automático
Detalle mando mecánico de apertura
3
Mando eléctrico Celda
4
Relé de protección
Interior celda de interruptor
5
Celda protección trafo Celda medida Celda línea
Botellas terminales en celda de línea
6
Interior Celda de protección
Detalle conductores de llegada
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Centros ModularesMódulo I
Centros de Tipo InteriorUnidad Temática II
Centros de TransformaciónÁrea de Conocimiento II
ANEXO: FOTOGRAFÍAS ~ Parte 2ª~ CELDAS MODULARES E INTERRUPTORES SUB. BLINDADOS ~
Embarrado de interconexión entre celdas
2
Celda de remonte o llegada (Sin seccio-namiento mecánico)
Celda de seccionador apertura al aire
3
Celda seccionada y puesta a tierra
Celda de ruptor con apertura al aire
4
Celda de protección con fusibles APR
Celda de interruptor automático con trafos de intensidad
Trafo de intensidad
5
Celda de medida
Trafo de tensión
Trafo de intensidad
Similar a la anterior
6
Puesta a tierra de botellas terminales
Botellas tipo Elastimod enchufables sobre tapa de trafo
7
Trafo de potencia
Interconexión A.T.
Puesta a tierra carcasa trafo
8
Caja seccionamiento tierra
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento II Centros de Transformación
Unidad Temática II Centros de Tipo Interior
Módulo II Centros Convencionales
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 161
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Introducción
Los Centros de Transformación de Tipo Interior, además de los instalados en
módulos prefabricados, pueden ubicarse igualmente en locales integrados
dentro de edificios destinados al cumplimiento de otros objetivos, o en edificios
de obra civil dedicados únicamente a este fin (casetas de obra civil).
Dado que hemos desarrollado los distintos apartados correspondientes a
Centros Modulares, los mismos son extensivos a los Centros que nos ocupa este
apartado, cambiando únicamente el edificio donde se albergarán (construcción
en situ en lugar de módulo prefabricado).
Por ello, en los siguientes apartados, se recogerán las características
constructivas de aquellos Centros… cuyas celdas se ubicarán en cubículos de
obra civil y cuya aparamenta sea individual, de corte al aire, unidos mediante
embarrado soportado en aisladores. Estos Centros los conoceremos con la
denominación de Centros Convencionales.
Edificios
Las medidas interiores de éstos, vendrán determinadas, al igual que en los
módulos prefabricados, por el número de transformadores que instalemos, el
número de celdas asociadas y de las distintas medidas de seguridad a cumplir
(pasillos de servicio, distancia a partes en tensión, etc.).
Respecto de los materiales a utilizar en su construcción, deberán ser de
suficiente resistencia mecánica y, también, resistentes a la propagación del
fuego, en caso de incendios. Normalmente, se construyen de ladrillos
cerámicos, de un pie de espesor, recomendándose la construcción de cámaras
de aire de la suficiente resistencia mecánica.
Para el solado, se suele recurrir al terrazo, por su capacidad para soportar
grandes pesos en desplazamiento (colocación de transformadores y celdas
prefabricadas).
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 162
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Se relacionan a continuación las características constructivas más usuales en
las casetas aisladas:
Cimientos y solera con hormigón de 175 Kg. de resistencia, incluyendo
mallazo para superficie equipotencial a efectos de toma de tierra.
Paredes exteriores con ladrillo, de un pie, enfoscadas interior y
exteriormente con cemento.
Forjado en cubierta con bovedillas de cemento, quedando un alero de 30
cm. exterior.
Cámara interior con rasillas y poliespan intermedio.
Enfoscado interior de cemento.
Suelo con terrazo.
Pintado exterior e interiormente con dos manos de pintura blanca de
exteriores.
Cubierta con teja de tipo mixta o portuguesa, a distintas aguas (una, dos
o cuatro, dependiendo de la titularidad de los terrenos colindantes a la
caseta).
Canalizaciones interiores para cables (independizar alta de baja tensión).
Canalización de recogida de aceite hasta deposito exterior, con un
sumidero en cada celda.
Depósito exterior de recogida de aceite de dimensiones suficientes para
albergar todo el aceite de los transformadores a instalar.
La ubicación del depósito colector de aceite puede realizarse dentro de la
caseta, aunque es recomendable fuera siempre que sea posible.
Una vez construido el Centro, bien aislado o formando parte de otro edificio, se
compartimentará el interior, construyéndose, en la parte destinada a alta
tensión, el número de celdas necesarias para realizar nuestro montaje: celdas
de entrada-salida, celda de medida, celdas de transformadores, etc.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 163
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Sección tipo convencional con celda de entrada y transformación.
Planta tipo convencional con celda de entrada y transformación.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 164
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Todos los tabiques divisorios de las celdas, serán de suficiente resistencia
mecánica y todas sus aristas se reforzarán con perfiles metálicos en “U”,
soldándose a dicho tabique las partes metálicas de los aisladores-soportes del
embarrado, los mandos de los seccionadores e interruptores, y las distintas
pantallas de protección que se instalen en los frontales de las celdas.
En las celdas de transformación se construirán sumideros de desagüe,
interconectados con el foso colector de aceites, situándose, en dichos
sumideros, guijarros de río que hagan de cortafuegos.
Depósito de recogida de aceite.
La ventilación del Centro se realizará a través de rejillas metálicas que darán
directamente a la vía pública o espacios abiertos. Se colocará el número
suficiente para conseguir una correcta circulación de aire. Si no fuese posible la
ventilación natural habría que recurrir a la instalación de extractores o en caso
extremo la colocación de aparatos de aire acondicionado.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 165
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
En caso de instalarse rejillas, éstas estarán formadas, básicamente, por un
bastidor metálico y una serie de lamas o angulares, con disposición
laberíntica…que haga imposible la entrada de alambres o palos que puedan
tocar partes en tensión desde el exterior. Por la parte interior, las rejillas
estarán dotadas de telas mosquiteras que impidan la entrada al Centro de
insectos. En los Centros aislados, es recomendable, para una correcta
ventilación, la construcción de una chimenea en el centro de la cubierta que
facilite la salida de aire caliente.
Por lo que hace a la altura de los edificios, esta vendrá determinada por la
entrada de conductores al mismo. Últimamente, y dado el carácter urbano que
suelen tener este tipo de Centros, las acometidas eléctricas a los mismos son
de tipo subterráneo, aunque se pueden realizar de forma aérea. En las
primeras, la altura vendrá marcada por el tipo de distribución que realicemos y
teniendo en cuenta las distintas medida de seguridad entre fases y entre éstas
y tierra (paredes o techo), siendo una altura suficiente la de 3,5 metros libres
en el interior del centro.
Centros de transformación tipo interior con entrada subterránea.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 166
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
En los centros de transformación con entrada aérea, deberemos dar mayor
altura al edificio con el fin de que los conductores en la entrada al centro se
instalen a una distancia superior o igual a los 6 metros respecto del suelo que
marca el R.L.A.T. Esta altura puede tenerla todo el edificio o sólo una parte
del mismo (Centros tipo chimenea). En este tipo de Centros, y para conseguir
la altura reglamentaria del último vano, es frecuente la instalación de pórticos o
balconcillos de entrada, que se elevan por encima del edificio y a los que se
amarran los conductores aéreos.
Centro tipo interior con entrada aérea.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 167
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Centro tipo interior con entrada aérea tipo "chimenea".
En este tipo de Centros, para realizar la entrada de conductores al edificio y
conservar las medidas de seguridad entre fases, se instalan ventanas con
aisladores pasamuros. Las citadas ventanas son placas metálicas troqueladas
para la instalación de los pasamuros y que se instalan sobre un marco metálico
que facilitan su montaje y posterior mantenimiento.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 168
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Aislador pasamuros.
Tabla técnica.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 169
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Ventana pasamuros.
Los aisladores pasamuros constan de un aislador de porcelana de forma tubular
y perfil exterior rizado. En su parte interior se aloja la barra conductora
convenientemente fijada a la parte aislante y sobresaliendo de ésta lo suficiente
como para poder realizar las conexiones al circuito. Se fijan a la ventana
pasamuros mediante una abrazadera situada en el exterior.
Las puertas de acceso a estos Centros serán metálicas y abatibles hacia el
exterior. Se puede construir una de acceso para el personal (de unos 90 cm. de
ancho) y otra para acceso directo del transformador hasta su celda (de 1,20 a
1,40 m. de ancha). Estas dos puertas se pueden agrupar en una sola de
medidas similares a la entrada de transformador. En la parte inferior y superior
de las puertas, se dejarán lamas para facilitar la ventilación del centro.
La anchura de los pasillos de servicio tiene que ser suficiente para permitir la
fácil maniobra e inspección de las instalaciones, así como el libre movimiento
por los mismos de las personas y el transporte de los aparatos en las
operaciones de montaje o revisión de los mismos.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 170
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
La anchura de los pasillos de servicio no será inferior a la que a continuación se
indica según los casos:
Pasillos de maniobra con elementos en tensión a un solo lado 1,0 m.
Pasillos de maniobra con elementos en tensión a ambos lados 1,2 m.
Pasillos de inspección con elementos en tensión a un solo lado 0,8 m.
Pasillos de inspección con elementos en tensión a ambos lados 1,0 m.
Los anteriores valores deberán ser totalmente libres, es decir, medidos entre
las partes salientes que pudieran existir, tales como mandos de aparatos,
barandillas, etc.
Cuando instalemos elementos en tensión no protegidos sobre los pasillos, estos
deberán estar a una altura mínima «h», en centímetros, sobre el suelo, para
cuyo cálculo utilizaremos la siguiente expresión:
siendo «d» el valor correspondiente de la tabla siguiente:
En las zonas de transporte de aparatos deberá mantenerse una distancia, entre
los elementos en tensión y el punto más próximo del aparato en traslado, no
inferior a «d», con un mínimo de 40 centímetros.
En cualquier caso, los pasillos deberán estar libres de todo obstáculo hasta una
altura de 230 cm.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 171
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Aparamenta de Alta Tensión
Como se ha indicado en los apartados precedentes, en los Centros de tipo
convencional, la distinta aparamenta de protección y seccionamiento es de tipo
individual y de corte al aire, instalándose la misma en las paredes que
conforman las distintas “celdas”. La aparamenta que podremos instalar en las
distintas celdas o habitáculos es la siguiente:
Seccionadores de entrada-salida.-
Constituyen la aparamenta de corte general, así como de protección y
seccionamiento de las posibles líneas que partan del centro. Para el
seccionamiento, tanto de la línea de llegada como de las líneas de salida, se
suelen utilizar seccionadores tripolares de apertura vertical, y, dentro de éstos,
los de apertura deslizante, por el menor espacio que ocupan. Estos
seccionadores pueden ir dotados de cuchillas de puesta a tierra. Veamos
algunas representaciones gráficas.
Vista frontal de seccionador deslizante IA - 39 de Ibérica de Aparellajes.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 172
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Vista lateral de seccionador deslizante IA - 39 de Ibérica de Aparellajes.
La apertura de estos seccionadores se realiza a través de mandos mecánicos,
uno para el seccionador y otro para las cuchillas de puesta a tierra.
En los Centros con entrada subterránea, los seccionadores de entrada y salida
se pueden situar o bien en una celda destinada a tal fin (celda de entrada-
salida), o bien en los laterales de las celdas de transformación.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 173
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Seccionador de entrada en celda individual.
Seccionador de entrada en celda de transformación.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 174
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
En los centros con llegada aérea, los seccionadores se suelen intercalar en la
bajada de los conductores al embarrado general, concretamente en la chimenea
de entrada.
Seccionador de entrada en C.T. tipo "chimenea".
Cuando necesitamos gran poder de corte, debido a la intensidad que va a
circular por el embarrado del centro, sobre todo en aquellos instalados en
bucle, se instalarán interruptores de apertura en carga, denominados ruptores,
que, al igual que los seccionadores, son de apertura deslizante.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 175
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Vista perfil de interruptor tipo RI de Ibérica de Aparellajes.
Vista frontal de interruptor tipo RI de Ibérica de Aparellajes.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 176
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Tabla técnica.
Los interruptores seccionadores responden al principio de autocompresión,
consistente en generar el aire comprimido necesario para la extinción del arco
durante la carrera de apertura. Los elementos de corte los constituyen el
parachispas superior e inferior, entre los que se establece el arco en el
momento de la apertura del aparato. Al desplazarse el tubo móvil de contacto,
el aire comprimido entre éste y el pistón fijo, fluyen a través de la tobera
superior, produciéndose un enérgico soplado.
Mando de apertura ruptor tipo RI.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 177
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
La energía necesaria, tanto para el cierre como para la apertura, procede de la
acumulada por el resorte, el cual es tensado antes de cada ciclo. El cierre del
interruptor se efectúa bruscamente y de forma independiente del operador por
la acción del mismo resorte que suministra la energía para la apertura,
maniobrándolo en sentido inverso.
Para realizar, el tensado del resorte, así como la maniobra para la apertura, se
instala un mando accionado por manivela, instalándose un reenvío, tal como se
indica en la figura anterior.
Este tipo de interruptores admite cuchillas de puesta a tierra así como un Kit
para su accionamiento eléctrico.
Aparamenta de protección de trafos.-
Constituyen la aparamenta de corte y protección de los transformadores que
instalemos en nuestro Centro. Se instalan en una de las paredes del cubículo
donde se aloja el transformador de potencia.
El seccionamiento se realiza mediante seccionadores de apertura vertical para
pequeñas potencias de transformación y a través de interruptores de las
mismas características que las descritas en el apartado anterior.
Respecto a la protección contra sobreintensidades, se instalan bases
portafusibles y sobre éstas fusibles de alto poder de ruptura.
De normal, se suelen combinar ambos sistemas en un solo aparato, siendo
extensivo el uso de los denominados ruptofusibles. La acción de los fusibles
sobre el interruptor o ruptor puede ser de dos tipos: asociada o combinada; en
el primer caso, los fusibles funden sin provocar disparo del interruptor,
mientras que en el segundo se produce la desconexión del ruptor al fundirse
uno de los fusibles.
Este tipo de interruptores admite igualmente la instalación de relés térmicos,
instalados en cada polo, que actuarán en caso de sobrecargas.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 178
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Vista perfil interruptor tipo RIF de Ibérica de Aparellajes.
Vista frontal interruptor tipo RIF de Ibérica de Aparellajes.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 179
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Tabla técnica.
La colocación de los elementos de seccionamiento y protección dentro de las
celdas de transformación dependerá de las dimensiones de la misma, aunque
normalmente su instalación se realiza en la pared posterior de la celda.
Sección centro con dos celdas de transformación.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 180
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Celdas de medida.-
En aquellos centros que se necesite instalar un equipo de medida en alta
tensión, se ubicarán los transformadores de medida (intensidad y tensión), en
el interior de un cubículo destinado únicamente a este fin.
Dicha celda o cubículo deberá ser totalmente precintable y no accesible por
ningún sitio, para evitar su manipulación por parte de personal distinto al de la
Compañía Suministradora. Las puertas o rejillas de acceso al interior de la celda
serán precintadas por la Compañía.
Para realizar la entrada y salida de los conductores de alta tensión de la celda,
instalaremos, en las paredes laterales de la misma, ventanas dotadas de
pasamuros tipo interior-interior, similares a los descritos en apartados
anteriores. Los pasamuros de tipo interior-interior son de menor longitud que
los utilizados en la entrada de cables aéreos al centro (tipo exterior-interior).
Planta centro tipo convencional con celda de medida.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 181
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Sección centro tipo convencional con celda de medida.
En el frontal exterior de estas celdas se suelen situar los equipos de
totalizadores, acortándose de esta forma la longitud de los conductores de
interconexión con los distintos transformadores de intensidad y tensión
instalados en el interior de la celda.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 182
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Embarrados de Alta Tensión. Distancias
Para la interconexión de los distintos elementos que constituyen la aparamenta
descrita en los apartados anteriores, se instalarán embarrados generales
constituidos por conductores de cobre o aluminio, soportados sobre aisladores,
derivándose, desde estos embarrados generales hasta los distintos elementos,
mediante piezas apropiadas (terminales rectos, terminales acodados, etc.)
Los conductores suelen ser de cobre, a base de varillas, pletinas o tubos
huecos. En cualquier caso, el diámetro mínimo de los conductores de cobre será
de 0,8 centímetros. Para materiales o perfiles diferentes, los conductores no
tendrán una resistencia eléctrica superior ni una rigidez mecánica inferior a las
correspondientes a la varilla de cobre de 0,8 cm. de diámetro.
Para Centros de pequeña potencia, y situados en antena, se suele utilizar varilla
de cobre de 8 milímetros de diámetro, mientras que, en el caso de grandes
potencias de transformación y centros situados en bucle, se suele utilizar la
pletina y el tubo de cobre.
La pletina tiene una gran ventaja respecto de los tubos a la hora de su montaje,
y son las distintas piezas de unión y derivación. En el primer caso, se realizan
mediante uniones atornilladas, habiéndose realizado previamente los taladros a
ambas pletinas (principal y derivada).
En el caso de los tubos, se necesitarán piezas especiales para realizar las
distintas uniones y derivaciones, siendo estas de elevado coste y no existiendo
normalmente en stock, sino que su fabricación es bajo pedido. Sin embargo, los
embarrados con tubo de cobre soportan una mayor intensidad y tienen un
mejor comportamiento ante situaciones de cortocircuito que los embarrados
realizados a base de pletina.
Las dimensiones más utilizadas para la pletina de cobre son las de 50 x 5 mm,
para el embarrado general, y de 30 x 3 mm. para las derivaciones a los
aparatos.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 183
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
En los distintos embarrados que podamos instalar, los conductores irán
soportados sobre aisladores de apoyo de tipo interior, siendo similares para
todos los embarrados, variando únicamente la pieza superior de sujeción
(portavarilla, portapletina o portatubo). El aislador que elijamos deberá ser el
apropiado a la tensión de aislamiento de la línea. Al ser de tipo interior, la línea
de fuga es inferior a las del tipo exterior.
Aislador de apoyo tipo interior IA-20 de Ibérica de Aparellajes.
Cuando las medidas del Centro sean reducidas y no podamos obtener las
distancias de seguridad reglamentada, en lo que se refiere a embarrados, las
uniones entre los distintos elementos que configuran la aparamenta de alta
tensión se realizará con conductores con aislamiento, seco de forma similar a
como se realiza en la interconexión entre las celdas modulares y los
transformadores de potencia, utilizándose las correspondientes botellas
terminales para realizar las conexiones con los aparatos de corte y protección.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 184
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Respecto de la distancia entre los distintos apoyos, deberá verificarse, en caso
de cortocircuito, la siguiente expresión:
I = Intensidad permanente de cortocircuito trifásico, en CA.
L = Separación longitudinal entre aisladores de apoyo en centímetros.
D = Separación entre fases, en centímetros.
W = Módulo resistente de los conductores en centímetros cúbicos.
d = Valor de la carga de rotura de tracción del material de los conductores en daN/cm².
Respecto de las distancias que deberán respetarse en la construcción de los
embarrados (distancia entre fases y distancias entre fases y tierra), deberemos
tener en cuenta lo prescrito en el apartado 3 de la Instrucción MIE RAT 012 del
R.C.E. Así, en las tablas 4 y 5 de dicha Instrucción se indican las distancias
mínimas entre fase y tierra (tabla 4) y entre fase y fase (tabla 5), para obtener
los distintos aislamientos, reproduciéndose a continuación ambas tablas:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Centros de Transformación
Centros de Tipo Interior – Centros Convencionales 185
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Centros ConvencionalesMódulo II
Centros de Tipo InteriorUnidad Temática II
Centros de TransformaciónÁrea de Conocimiento II
ANEXO I: FOTOGRAFÍAS ~ Parte 1ª
Embarrado con variila de cobre
2
Celda de entrada
Seccionador de entrada
3
Ruptor
Seccionador
Ruptor con fusibles
Mando
4
Frontal celda
Ruptor de entrada
5
Detalle bobinas de disparo regulables en intensidad
6
Conexionado AT
Conexionado BT
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Centros ConvencionalesMódulo II
Centros de Tipo InteriorUnidad Temática II
Centros de TransformaciónÁrea de Conocimiento II
ANEXO I: FOTOGRAFÍAS ~ Parte 2ª
Placa características trafo
2
Salidas B.T.
Detalles conexionado A.T. Y B.T.
3
Tierras botellas terminales
Línea de tierra
Conexionado alta tensión
4
Termómetro doble aguja
Puesta a tierra carcasa trafo
Línea de tierra
5
Caja seccionamiento tierra servicio
Trafo desencubado
6
Cuadro Baja Tensión
Pletinas de entrada B.T.
Trafo de intensidad
7
Desconectadores verticales B.T.
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento III Montaje y Construcción de Líneas de Alta Tensión
Unidad Temática II Tendidos de Líneas y Comprobaciones
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Montaje y Construcción de Líneas de Alta Tensión
Tendidos de Líneas y Comprobaciones 190
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Tendido, tensado y remencionado
El tendido de los conductores debe realizarse de tal forma que se eviten
torsiones, nudos, aplastamientos, o roturas de alambres, roces con el suelo,
apoyos o cualquier otro obstáculo. Las bobinas no deben nunca ser rodadas
sobre el terreno con asperezas o cuerpos duros susceptibles de estropear los
cables, así como tampoco deben colocarse en lugares con polvo o cualquier otro
cuerpo extraño que pueda introducirse entre los conductores.
Operación de tendido de cables.
Las operaciones de tendido no serán emprendidas hasta que hayan pasado 15
días desde la terminación de la cimentación de los apoyos de ángulo y anclaje,
salvo indicación en sentido contrario del Director de Obra, sobretodo
dependiendo de la época del año en que se construya la línea.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Montaje y Construcción de Líneas de Alta Tensión
Tendidos de Líneas y Comprobaciones 191
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Antes del tendido se colocarán poleas, con garganta de madera o aluminio,
adecuadas con el objetivo de producir un rozamiento mínimo. Durante el
tendido se tomarán todas las precauciones posibles, tales como
arriostramientos, para evitar deformaciones o fatigas anormales de crucetas,
apoyos y cimentaciones. Estas precauciones se adoptarán en particular en los
ángulos y anclajes.
Para la regulación se hará uso de la tabla de tendido que hayamos utilizado en
la confección del reparto de apoyos, comprobándose mediante termómetro la
temperatura ambiente. Una vez determinada la flecha que debe alcanzar el
vano de regulación, marcaremos la misma mediante una tabla (crucetas
rectas), dos tablas (crucetas tipo bóveda) o tres tablas (crucetas al tresbolillo o
bandera), en cada apoyo que sustenta el citado vano, utilizándose cada tabla
en cada caso para los distintos conductores (laterales, central, superior o
inferior). Se realizará el tense de los conductores hasta que estos queden
enrasados con las distintas tablas de referencia, procurando que los tres
conductores queden regulados de la misma forma.
Después del tensado y regulación de los conductores, se mantendrán éstos en
poleas durante 24 horas como mínimo, para que puedan adquirir una posición
estable. El tense de los conductores también se podrá realizar mediante el uso
de dinamómetros.
La realización del tense manual se efectúa mediante el uso de Tirvis, trócolas
(en desuso) o pulis. Una vez regulados los conductores, se procederá a la
realización de los amarres y posteriormente se fijarán los conductores en las
cadenas de suspensión mediante su engrapado.
El tendido del conductor LA-110, al igual que conductores de similar
composición (30 + 7 o superiores) se realizará mediante la utilización de trenes
de tendido, que eviten su deterioro por contacto con el suelo.
En el supuesto de que hubiese que señalizar algún vano por motivos
medioambientales, las distintas balizas se colocarán una vez estén regulados
los vanos, abrazándose las mismas a los conductores mediante retenciones
adecuadas.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Montaje y Construcción de Líneas de Alta Tensión
Tendidos de Líneas y Comprobaciones 192
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Reposición del terreno
Las tierras sobrantes de la excavación, así como los restos del hormigonado,
deberán ser extendidas, si el propietario del terreno lo autoriza, o retiradas, en
caso contrario, a la correspondiente escombrera.
Numeración de apoyos. Avisos de peligro
Se numerarán los apoyos con pintura negra, ajustándose dicha numeración a la
dada por el Director de Obra. Las cifras serán legibles desde el suelo.
Se colocarán las placas de peligro a una altura suficiente para que no se pueda
quitar desde el suelo.
PUESTA A TIERRA
Se conectarán los apoyos de la línea a tierra de un modo eficaz, de acuerdo con
el Proyecto y siguiendo las instrucciones dadas en el Reglamento de Líneas de
Alta Tensión.
COMPROBACIONES FINALES
Una vez finalizadas las instalaciones, el contratista deberá solicitar la oportuna
recepción global de la obra al Director nombrado para la misma.
Éste realizará, entre otras, la medición de la conductividad de las tomas de
tierra, principalmente en apoyos de seccionamiento, así como las pruebas de
aislamiento pertinente.
Igualmente, dicho Director dará su conformidad a la instalación o condicionará
su recepción a la modificación de los detalles que estime susceptibles de
mejoras.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Montaje y Construcción de Líneas de Alta Tensión
Tendidos de Líneas y Comprobaciones 193
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
También podrá encargar la ejecución de probetas de hormigón, de forma
cilíndrica, de 15 cm. de diámetro y 30 cm. de altura, con objeto de someterlas
a ensayos de compresión. El contratista tomará a su cargo las obras ejecutadas
con hormigón que hayan resultado de insuficiente calidad.
Una vez comprobado que toda la instalación está ejecutada de acuerdo a las
prescripciones del Proyecto, y que se cumplen las distintas medidas
reglamentarias, el Director de Obra extenderá el correspondiente Certificado de
dirección de obra de acuerdo con el modelo oficial que esté en vigor.
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Distribución de ApoyosTendidos de Líneas y
Comprobaciones
Unidad Temática IUnidad Temática II
Montaje y Construcción de Líneas de Alta Tensión
Área de Conocimiento III
ANEXO: FOTOGRAFÍAS ~ Parte 1ª~ TENDIDOS DE LÍNEAS DE ALTA TENSIÓN ~
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Planta Línea
2
Perfil de la línea
Estación Base GPS
3
Nivel
Estaquillasalineación
Centro apoyo
4
Torre desmontada
Inicio de excavación
5
Hoyo rematado
Electrodo de tierra
6
Inicio de montaje Serie C
7
Cabeza Torre Serie RU
Montantes Torre Serie RU
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Distribución de ApoyosTendidos de Líneas y
Comprobaciones
Unidad Temática IUnidad Temática II
Montaje y Construcción de Líneas de Alta Tensión
Área de Conocimiento III
ANEXO: FOTOGRAFÍAS ~ Parte 2ª~ TENDIDOS DE LÍNEAS DE ALTA TENSIÓN ~
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
2
3
4
Montaje Armado tipo Bóveda B2
5
6
7
Apriete mediante máquina neumática
Graneteado de tuercas
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Distribución de ApoyosTendidos de Líneas y
Comprobaciones
Unidad Temática IUnidad Temática II
Montaje y Construcción de Líneas de Alta Tensión
Área de Conocimiento III
ANEXO: FOTOGRAFÍAS ~ Parte 3ª~ TENDIDOS DE LÍNEAS DE ALTA TENSIÓN ~
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Remate anclaje
2
Colocación de anclaje
3
Encarado de anclaje para guardar alineación
4
Aplomado de anclaje usando nivel de agua
5
Anclaje listo para hormigonado
Conexionado electrodo de tierra a torre
6
Labores de hormigonado de apoyo
7
Peana rematada en punta de diamante
Colocación de cadenas y herrajes previo al izado del resto de apoyo
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Distribución de ApoyosTendidos de Líneas y
Comprobaciones
Unidad Temática IUnidad Temática II
Montaje y Construcción de Líneas de Alta Tensión
Área de Conocimiento III
ANEXO: FOTOGRAFÍAS ~ Parte 4ª~ TENDIDOS DE LÍNEAS DE ALTA TENSIÓN ~
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
2
Labores de izado sobre anclaje previamente instalado
3
4
Labores de acoplamiento sobre anclaje
5
6
Poleas para labores de tendido
7
Portería con apoyos de madera para tendido de cables sobre Carretera
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Distribución de ApoyosTendidos de Líneas y
Comprobaciones
Unidad Temática IUnidad Temática II
Montaje y Construcción de Líneas de Alta Tensión
Área de Conocimiento III
ANEXO: FOTOGRAFÍAS ~ Parte 8ª~ TENDIDOS DE LÍNEAS DE ALTA TENSIÓN ~
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
2
Colocación de grapas de suspensión armada
3
Colocación de armorrod previo a grapa de suspensión
4
5
6
7
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento IV Cálculos
Unidad Temática I Líneas Aéreas de Alta Tensión
Módulo I Cálculos Eléctricos
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Eléctricos 194
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Cálculos eléctricos
Para determinar las distintas magnitudes eléctricas que intervienen en el
cálculo de una línea eléctrica de alta tensión, determinaremos en primer lugar
las características generales de dicha línea resumiéndose del siguiente modo:
Longitud Mts
Potencia KVA
Tensión de
transporte
KV
Sección del
Conductor
Mm²
Cos & 0,8
Resistencia
eléctrica
Ohm/Km
Reactancia de la
línea
Ohm/Km
De estas magnitudes, la resistencia eléctrica dependerá del conductor elegido y
lo obtendremos de las tablas dadas por el fabricante. Por lo que hace a la
reactancia de la línea se suele tomar un valor de 0,40 Ohm/Km. o calcularlo de
acuerdo a la siguiente fórmula:
f = Frecuencia de la red. £A = Coeficiente de autoinducción del conductor.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Eléctricos 195
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Por su parte, el coeficiente de autoinducción del conductor viene expresado con
cargo a la siguiente formulación:
d = Separación entre conductores. D = Diámetro del conductor.
Veamos un caso práctico:
Planteamiento: Calcular la reactancia de una línea de alta tensión trifásica que
utiliza conductor tipo LA-110 (diámetro = 14 mm y sección = 116,2 mm2), y
cuya separación entre conductores es de 2 metros.
Solución:
Es corriente tomar por defecto, un valor de 0,400 Ohm/Km, para realizar los
distintos cálculos.
Intensidad. Densidad de corriente
La intensidad que circulará a plena carga por la línea se determinará en función
de la siguiente expresión:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Eléctricos 196
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
I = Intensidad en A. P = Potencia de transporte en KVA. V = Tensión nominal en kV.
Respecto de la densidad de corriente, ésta vendrá determinada por la siguiente
expresión:
Una vez obtenido su valor se comprobará que el mismo es inferior al
establecido en Tabla 11 de la ITC-LAT 07 (Apartado 4.2.1).
Caída de tensión
La caída de tensión acaecida en la línea desde el inicio hasta el punto final
vendrá determinada por la expresión:
U = Caída de tensión en voltios. I = Intensidad en amperios. L = Longitud de la línea en Km. R = Resistencia de la línea en Ohm/Km. X = Reactancia de la línea en Ohm/Km.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Eléctricos 197
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Pérdida de potencia. Rendimiento
La perdida de potencia acaecida en la línea desde el inicio hasta el punto final
vendrá determinada por la expresión:
Pp = Pérdida de potencia en watios. I = Intensidad en amperios. L = Longitud de la línea en Km. R = Resistencia de la línea en Ohm/Km.
Respecto del Rendimiento de la instalación, expresado en tantos por ciento,
éste será igual a:
Cálculo de cadenas aisladoras
El apartado 4.4 de la ITC-LAT 07 (Tablas 12 y 13), define el nivel de aislamiento
por las tensiones soportadas bajo lluvia, es decir a 50 Hz., durante un minuto
y con onda de impulso de 1,2/50 microsegundos, según lo contenido en normas
de Comisión Electrotécnica Internacional.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas d
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Para otros valores de la tensión, más elevada, que no coincidan con los reflejados
en la tabla, se interpolarán, en función de la misma, (en función de aquella) los
valores de las tensiones de ensayo.
Para la tensión de nuestra línea, veremos las tensiones de aislamiento a
obtener, comprobando según la tabla que nos dé el fabricante, qué combinación
de aisladores hacen posible obtener dicho aislamiento. (Apartado aislamientos).
En este sentido se denomina grado de aislamiento a la relación entre línea de
fuga y tensión entre fases más elevada, y se representa con la siguiente
fórmula de cálculo:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Eléctricos 199
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Veamos un ejemplo:
Planteamiento: Sea una línea de 132 kV que está situada en una zona forestal
y agrícola.
Pregunta: Calcular el número de aisladores de la cadena, suponiendo que se
instalan aisladores Esperanza del tipo 1503.
Datos: Según características del fabricante la longitud línea de fuga es de
19cm.
Explicación: El reglamento marca para tensiones de 132 kV una tensión más
elevada de 145 kV.
Para un grado de aislamiento de 2 tendremos:
Efecto corona. Cálculo
Si los conductores de una línea eléctrica alcanzan un potencial lo
suficientemente grande como para que rebase la rigidez dieléctrica del aire, se
producen pérdidas de energía debido a la corriente que se forma a través del
medio. El sistema se comporta como si el aire se hiciera conductor, dando lugar
a una corriente de fuga.
En determinadas líneas, el efecto es visible en la oscuridad, pudiéndose
apreciar como los conductores quedan envueltos por un halo luminoso, azulado,
de sección transversal circular, es decir en forma de corona, por lo que al
fenómeno se le dio el nombre de efecto corona.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Eléctricos 200
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
La tensión, a partir de la cual comienzan las pérdidas a través del aire, se llama
tensión crítica disruptiva, pero en ella el efecto aún no es visible. Los efluvios se
hacen visible cuando se alcanza la tensión crítica visual, es decir, que la tensión
crítica es de valor menor que la visual. Las pérdidas empiezan en una línea
desde el momento en que la tensión de la misma se hace mayor que la tensión
crítica disruptiva.
El apartado 4.3 de la ITC-LAT 07, nos indica que es “preceptiva la comprobación
del comportamiento de los conductores al efecto corona en las líneas de
1ª categoría que puedan estar próximas al límite inferior de dicho efecto, y será
obligatorio realizar… la citada comprobación.”
El valor de la tensión crítica depende, a su vez, de los siguientes factores: el
diámetro del conductor, la separación y rugosidad de los conductores, el estado
higrométrico del aire y su densidad.
El valor de dicha tensión crítica se obtiene por la denominada fórmula de Peek:
Ec = Tensión crítica compuesta en kV. D = Diámetro del conductor en cm. d = Separación entre conductores en cm. mc = Factor de corrección debido a la rugosidad del conductor. mc = 1 (Hilos lisos y pulidos). mc = 0,95 (Hilos oxidados y ligeramente rugosos). mc = 0,85 (Cables). mt = Factor de corrección debido al estado higrométrico del aire. mt = 1 (Tiempo seco). mt = 0,8 (Tiempo lluvioso). fc = Factor de corrección debido a la densidad del aire.
h = Presión barométrica en cm. de Hg. tm = Temperatura media de 40ºC.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Eléctricos 201
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
De estas magnitudes, la presión barométrica se obtiene en función de la altitud
de paso de la línea (Alt) y viene definida por la siguiente igualdad:
En el caso de que existan pérdidas en la línea debido a que E>Ec, estas tienen
el siguiente valor en KW/Km:
Veamos un ejemplo:
Hallemos la tensión crítica y las pérdidas de una línea aérea de las siguientes
características:
E = 145 kV.
Tiempo = Lluvioso.
D = 15,7 mm (Conductor LA-140).
d = 9 m.
Tm = 14ºC.
Altitud = 220 m.
A la vista de los datos, obtendremos primeramente los distintos factores de
corrección:
mc = 0,85 (Por ser un cable el conductor).
mt = 0,8 (Tiempo lluvioso).
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Eléctricos 202
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Respecto del factor fc:
h = Presión barométrica en cm. de Hg. tm = Temperatura media de 40ºC.
De entre estas magnitudes, la presión barométrica se obtiene en función de la
altitud de paso de la línea (Alt) y viene definida por la siguiente igualdad:
Por lo que resulta:
Sustituyendo los distintos valores en la fórmula de Peek:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Eléctricos 203
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Dado que la tensión crítica obtenida es inferior a la de servicio (145 kV),
existirán pérdidas en la línea teniendo éstas el siguiente valor:
Si hubiésemos calculado el anterior ejemplo en tiempo seco (mt = 1), se
comprobaría que no existen pérdidas.
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento IV Cálculos
Unidad Temática I Líneas Aéreas de Alta Tensión
Módulo II Cálculos Mecánicos
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 204
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Cálculos del conductor
Realizaremos los cálculos mecánicos del conductor, tendentes a obtener las
flechas máximas de cada vano de la línea, en función del tense que demos a la
misma y de la condición más desfavorable entre las marcadas por el RLAT.
Para ello nos valdremos de una serie de expresiones, cuyo desarrollo
matemático no será objeto de este Curso y que nos servirán para alcanzar los
objetivos marcados.
Ecuación de la flecha es la siguiente:
f = Flecha del vano en m. a = Vano de la línea en m. P = Peso del conductor (o su resultante) en Kg. T = Tensión del conductor en Kg/mm2. S = Sección del conductor en mm2.
Dada la flecha que se produce en un vano, la longitud del conductor no es igual
a la distancia entre los apoyos. La distancia exacta L, se calcula de acuerdo a la
siguiente expresión:
Si sustituimos el valor de la flecha obtenido según la expresión tenemos:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 205
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Para efectuar los cálculos mecánicos del conductor es fundamental conocer
cuáles son las fuerzas que actúan sobre él.
En principio, cabría pensar que la fuerza del tensado es la única fuerza que
actúa sobre el conductor, pero es necesario tener presente que ésta es la
consecuencia equilibradora de las demás acciones, ya que, si el conductor
estuviera en el suelo, la tensión para mantenerlo recto sería nula.
De esta manera se ve que el peso del conductor es el que crea la tensión a que
está sometido. Así pues el primer dato que debe considerarse es su propio
peso, pero además existirán acciones importantes debido a las inclemencias
atmosféricas (hielo, frío, calor o viento).
El RLAT en su apartado 3.1.3 de la ITC-LAT 07, divide el estudio de las
acciones sobre los conductores en tres zonas según la altitud de la línea:
Zona A................... 0 a 500 m. de altitud.
Zona B................... 500 a 1.000 m. de altitud.
Zona C................... Más de 1.000 m. de altitud.
En los siguientes apartados describimos las acciones que tendremos en cuenta
según lo establecido en los el apartado 3.1 y sus subapartados de la ITC-LAT 07,
así como las acciones de la temperatura y de la elasticidad:
Peso del conductor
Su valor lo obtendremos de las tablas facilitadas por los fabricantes de
conductores y su acción se entiende vertical, expresándose su valor en Kg/m.
La expresión (3) nos indica la relación entre el peso unitario por unidad de
longitud y la tensión a la que está sometido.
Acción del viento
El viento ejerce una presión sobre los conductores cuyo valor es:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 206
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
PV = Fuerza por unidad de longitud (Kg./ m). K = Coeficiente que depende del diámetro del conductor. v2 = Velocidad del viento en Km./h. D = Diámetro del conductor en m.
El apartado 3.1.2 de la ITC-LAT 07, considera un viento de 120 kilómetros/hora
(33,3m./segundo) de velocidad. Se supone que es viento horizontal actuando
perpendicularmente a las superficies sobre las que incide. La acción de este
viento da lugar a las presiones que a continuación se indican (K x v2) sobre los
distintos elementos de la línea:
Sobre conductores y cables de tierra de un diámetro igual o
inferior a 16 mm: 60 daN/m2.
Sobre conductores y cables de tierra de un diámetro superior a
16 mm: 50 daN/m2.
Por lo que la fuerza del viento en cualquier zona (A, B o C) es:
Fuerza del viento.
Dado que el viento actúa de modo horizontal y el peso en sentido vertical, se
forma una resultante de sobrecarga debido al viento Sv, cuyo valor es:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 207
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Acción del viento.
Acción del hielo
El hielo que se forma alrededor de un conductor hace aumentar su peso,
elevándose por tanto la tensión, y pudiendo llegar a la rotura.
El apartado 3.1.3 de la ITC-LAT 07, establece las siguientes sobrecargas debido a
la acción del hielo, dependiendo de las zonas en las que sitúe el estudio:
Zona A: No se tendrá en cuenta sobrecarga alguna motivada
por el hielo.
Zona B:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 208
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Zona C:
Dado que el hielo actúa de forma vertical, la sobrecarga debido al manguito de
hielo SH será:
Acción de la temperatura
Debido a los cambios de temperatura, el conductor se dilata o contrae,
originándose variaciones en la tensión y la flecha, mayores cuanto mayor es el
vano a considerar.
La dilatación lineal responde a la fórmula:
L0 = Longitud del cable a 0º (m). L1 = Longitud del cable a la temperatura t (m). a = Coeficiente de dilatación lineal (ºC-1). t = Temperatura considerada (ºC).
La variación de longitud entre dos temperaturas distintas t1 y t2 será:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 209
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Acción de la elasticidad
Cuando un conductor está sometido a una determinada tensión, se produce un
alargamiento de su longitud que responde a la ley de Hooke.
Según ésta, el alargamiento producido por una tensión T1 o T2 sobre un
conductor de longitud L0 y sección S es:
El módulo de elasticidad E, es E = 1/e, con lo que la diferencia de longitud será:
Ecuación del cambio de condiciones
Mediante la ecuación de cambio de condiciones, relacionamos dos estados o
situaciones de una línea eléctrica. De esta forma, si conocemos los parámetros
de un estado o condición inicial (1), podemos hallar los parámetros de otro
estado arbitrario o condición final (2).
Los datos de partida o condición (1) son:
Vano a; Flecha f1; Longitud L1; temperatura t1; Tensión T1; Peso P1.
Los parámetros de la condición (2) serán:
Vano a; Flecha f2; Longitud L2; temperatura t2; Tensión T2; Peso P2.
Aplicando, en cada caso, las ecuaciones de la flecha y de la longitud del vano,
tenemos:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 210
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Por otro lado, las diferencias de longitudes están en función de la temperatura
y de la elasticidad (suma de las expresiones (3) y (4)), resultando de la
igualación a la expresión (5), la siguiente fórmula:
Agrupando los términos de ambas condiciones y dividiendo ambos términos
por a:
Denominaremos como K1 al primer término de la expresión (7)
Y sustituimos y desarrollamos de modo matemático llegaremos a una
expresión del siguiente tipo:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 211
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Si denominamos como K2 a:
Y como K3 a:
Obtendremos la forma final de la ecuación del cambio de condiciones:
Se obtiene, pues, una ecuación de tercer grado (tres soluciones), pero solo una
de ellas será real y positiva, y es la que buscamos.
Una vez obtenida la ecuación del cambio de condiciones, seguiremos un
desarrollo de la utilización de la misma, fijándonos en el apartado 3.2.1 de la
ITC-LAT 07 (apartados 1 y 3), las condiciones iniciales (condición 1) y las
hipótesis de cálculo a realizar (condiciones 2). Así tenemos:
Tracción máxima admisible (condiciones iniciales 1)
La tracción máxima de los conductores y cables de tierra no resultará superior
a su carga de rotura dividida por 2,5, si se trata de conductores cableados, o
dividida por 3, si se trata de conductores de una alambre, considerándoles
sometidos a la hipótesis de sobrecarga de la tabla 4 de la ITC-LAT 07, en función
de que la zona sea A, B ó C.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 212
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Zona A: Sometidos a la acción de su propio peso, a una sobrecarga de
viento, según el apartado 3.1.2. de la ITC-LAT 07, y a una temperatura de
- 5º.C.
Zona B: Sometidos a la acción de su propio peso y a la sobrecarga de
hielo correspondiente a la zona, según el apartado 3.1.3 de la
ITC-LAT 07, y a una temperatura de - 15º.C.
Zona C: Sometidos a la acción de su, propio peso y a la sobrecarga de
hielo correspondiente a la zona, según el apartado 3.1.3 de la
ITC-LAT 07, y a una temperatura de - 20º.C.
En las zonas B y C, en el caso que pudieran presentarse sobrecargas de viento
superiores a las de hielo indicadas, bien fuese por poder preverse sobrecargas
de viento de valor excepcional o por tratarse de cables huecos o con rellenos,
además de la hipótesis de máxima tensión fijada anteriormente y con el mismo
coeficiente de seguridad, se considerará la siguiente:
Hipótesis adicional: Se considerarán los conductores y cables de tierra
sometidos a su propio peso y a una sobrecarga de viento. Esta
sobrecarga se considerará aplicada a una temperatura de -10º.C. en
zona B, y -15º C en zona C. El valor de esta sobrecarga será fijado por el
proyectista en el caso de preverse sobrecargas excepcionales de viento.
Así pues, en las zonas B y C, deberemos calcular ambas hipótesis (normal y
adicional), tomando la más desfavorable para el resto de cálculos.
A la hora de proyectar, en lugar de utilizar las tensiones máximas, utilizaremos,
en la condición inicial (1), la tensión de tendido máxima que vayamos a
realizar, y que han servido de base para obtener las distintas tablas de tendido
de uso generalizado y que habremos utilizado en el reparto de apoyos sobre el
perfil longitudinal. Las tensiones máximas normalizadas por las Cías.
Suministradoras son:
8 Kg./mm2.
10 Kg./mm2.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 213
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Hemos de recordar a este respecto que, a mayor tense, obtenemos menores
flechas de tendido, pero someteremos a los apoyos a mayor esfuerzo y
aparecerán en determinados vanos efectos vibratorios. Una vez determinado el
tense máximo que daremos al conductor, comprobaremos que el coeficiente de
seguridad (CS), cumple con el R.L.A.A.T., obteniéndose dicho coeficiente de
acuerdo a la expresión:
CS = Coeficiente de seguridad. CR = Carga de rotura del conductor en Kg. Tm = Tense de la línea en Kg/mm2. S = Sección del conductor en mm2.
Flechas máximas de los conductores (condición 2)
De acuerdo con la clasificación de las zonas de sobrecarga definidas en el
apartado 3.1.3 de la ITC-LAT 07 se determinará la flecha máxima de los
conductores y cables de tierra en las hipótesis o condiciones siguientes:
En zonas A, B y C:
Hipótesis de viento. Sometidos a la acción de su propio peso y a una
sobrecarga de viento, según el apartado 3.1.2 de la ITC-LAT 07, y a una
temperatura de +15º.C.
Hipótesis de temperatura. Sometidos a la acción de su propio peso, y a
una temperatura máxima previsible, teniendo en cuenta las condiciones
climatológicas y de servicio de la línea, que no será en ningún caso
inferior a más de 50º C.
Hipótesis de hielo. Sometidos a la acción de su propio peso y la
sobrecarga de hielo correspondiente a la zona en cuestión, según el
apartado 3.1.3 de la ITC-LAT 07, y a una temperatura de 0º C. Dado que
el apartado no impone ninguna sobrecarga de hielo en la Zona A, no
realizaremos esta hipótesis en dicha zona.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 214
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Además de las hipótesis de obligado cumplimiento según Reglamento
(hipótesis de máxima tracción (condición 1) y de flecha máxima (condición 2)),
se suele calcular una condición no reglamentaria denominada TDC (Tensión de
Cada Día). Esta condición se corresponde a un peso sin sobrecargas y a una
temperatura de +15 º C.
Por último reseñar, que en determinadas ocasiones, se calcula una condición no
reglamentada y denominada de Flecha Mínima, correspondiente a un peso sin
sobrecargas y a las temperaturas de -5,-15 y -20 ºC, respectivamente para las
Zonas A, B y C. Obteniendo las distintas flechas mínimas para las distintas
longitudes de vano, determinaremos la tabla denominada de “ahorcamiento”,
que nos servirá para determinar si un apoyo de alineación está o no ahorcado.
Dada la gran cantidad de condiciones enumeradas anteriormente, resumimos
en la siguiente tabla las condiciones que hemos de calcular en las distintas
Zonas.
Tabla de zonas
La ecuación del cambio de condiciones nos permitirá obtener la flecha
correspondiente a cada situación y diseñar en función de la más desfavorable,
los distintos componentes (apoyos, crucetas, etc.).
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 215
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
En relación con la Tensión de Cada Día (T.D.C.), se obtiene el denominado
COEFICIENTE T.D.C., que representa la Tensión de cada día en tanto por ciento
de la carga de rotura (CR), es decir:
Una vez obtenido este coeficiente, y para cumplir lo reglamentado en el
apartado 3.2.2 de la ITC-LAT 07 - estudio de vibraciones -, la experiencia
demuestra que para valores superiores al 15%, deberemos colocar antivibradores.
En ningún caso deberá superarse el 22% de la carga de rotura.
Cálculos de vanos de línea
Los distintos cálculos que hemos ido describiendo en los anteriores apartados,
no se realizarán para todos los vanos de la línea, sino que se realizarán para un
determinado vano, denominado vano de regulación, y sus resultados serán
extrapolados al resto de vanos.
Si denominamos como a1 la longitud del vano de regulación y como f1 su
flecha obtenida en una determinada hipótesis, para determinar la flecha f2 que
tendrá un vano de longitud a2 operaremos del siguiente modo:
Dividiendo ambas expresiones tendremos:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 216
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Que será la fórmula que utilizaremos para calcular todos los vanos distintos al
de regulación.
Ese vano ideal de regulación se obtiene según la siguiente fórmula:
Para facilitar los cálculos, el vano de regulación se suele tomar de 100 m.
Ecuación del cambio de condiciones en función de sobrecargas
La fórmula de la ecuación del cambio de condiciones, la podemos expresar en
función de las sobrecargas del peso del conductor debidas al viento y al hielo,
denominándose dichas sobrecargas por m1 para la condición inicial y m2 para
la condición final.
La ecuación toma la forma que se presenta a continuación, no incluyéndose en
este Curso el desarrollo matemático seguido hasta la forma final en razón de
y que es más simplificada que la anterior, ya que los parámetros A y B, toman
una serie de valores tipificados en tablas.
d = Peso especifico en g/cm3. E = Módulo de elasticidad en Kg./mm2. a = Coeficiente de dilatación lineal.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 217
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Para conductores de aluminio-acero, los más usuales en líneas aéreas, los
parámetros A y B, toman los siguientes valores:
Conductores de 6+1 de composición: A = 0,00404 B = 0,155
Conductores de 30+7 de composición: A = 0,00473 B = 0,146
Por tanto, y a juicio del autor del presente Curso, la expresión obtenida en
función de las sobrecargas, es más fácil de utilizar y requiere menos cálculos,
sirviéndonos de ella para realizar el siguiente caso práctico de cálculo.
Desarrollo de caso práctico
Vamos a calcular para un vano de 100 metros con conductor tipo LA-30
instalado en Zona B y con un tense máximo de 10 Kg/mm2, las distintas
hipótesis que nos marca el Reglamento.
Para la tensión máxima de tense que daremos al vano, tenemos el siguiente
coeficiente de seguridad (C.S.):
Según los datos del fabricante para conductor de aluminio-acero tipo LA-30
tenemos:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 218
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
La presión del viento (Pv), peso del conductor (Pc), sobrecarga del viento (Sv),
coeficiente de sobrecarga (mv), peso del manguito de hielo (Ph), sobrecarga
del hielo(SH), y coeficiente de sobrecarga del hielo (Mh), toman los siguientes
valores para conductor de Al-Ac de 31,10 mm2 de sección:
Para nuestro caso, línea en zona B, las condiciones iniciales (máximo tense), el
Reglamento nos marca la siguiente hipótesis: sometidos a la acción de su peso
propio y a la sobrecarga de hielo correspondiente a la zona, según el apartado
3.1.3 de la ITC-LAT 07, y a una temperatura de -15º C.
Por tanto:
t2 = 10 Kg./mm2.
02= -15º C.
m2 = mh = 5,45.
A = 0,00421 (según tablas).
B = 0,153 (según tablas).
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 219
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Para calcular las distintas hipótesis de flecha máxima (hipótesis de viento,
hipótesis de temperatura e hipótesis de hielo) que nos marca el RLAT para
zona B seguiremos los siguientes pasos:
Hipótesis de viento. Sometidos a la acción de su propio peso, a
una sobrecarga de viento, según el apartado 3.1.2 de la
ITC-LAT 07, y a una temperatura de +15º C.
01 = 15º C (hipótesis de viento).
m1 = mv =4,08 (hipótesis de viento).
Hipótesis de temperatura. Sometidos a la acción de su propio
peso, a la temperatura máxima previsible, teniendo en cuenta las
condiciones climatológicas y de servicio de la línea, y sin olvidar
que esta temperatura no será en ningún caso inferior a más de
50º C.
01 = 50º C (hipótesis de temperatura).
m1 = 1 (hipótesis de temperatura) (sin sobrecarga).
Hipótesis de hielo. Sometidos a la acción de su propio peso, a la
sobrecarga de hielo correspondiente a la zona, según el apartado
3.1.3 de la ITC-LAT 07, y a la temperatura de 0º.C.
01 = 0º C (hipótesis de hielo).
m1 = mh = 5,45 (hipótesis hielo).
Incluiremos, en la ecuación del cambio de condiciones, los valores anteriores
para las distintas hipótesis y así tendremos:
Hipótesis de viento:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 220
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Hipótesis de temperatura:
Hipótesis de hielo:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 221
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Como ya se ha mencionado, para vanos diferentes de 100 metros aplicaremos
la fórmula abreviada, también indicada con anterioridad.
Separación de conductores
La distancia entre los conductores que componen una línea deberá ser tal como
para que no haya riesgo alguno de cortocircuito entre fases y entre éstas y
tierra, teniendo… presente los efectos oscilatorios que sufren los conductores
por la acción del viento y al desprendimiento de manguitos de hielo cuando
sube la temperatura (pandeos verticales).
Según el apartado 5.4.1 de ITC LAT 07, del Reglamento vigente, la mínima
separación entre conductores viene dada por la fórmula:
entre conductores de fase durante sobretensiones de frente lento o rápido. Los valores de DPP se indican en el aparta
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 212
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Zona A: Sometidos a la acción de su propio peso, a una sobrecarga de
viento, según el apartado 3.1.2. de la ITC-LAT 07, y a una temperatura de
- 5º.C.
Zona B: Sometidos a la acción de su propio peso y a la sobrecarga de
hielo correspondiente a la zona, según el apartado 3.1.3 de la
ITC-LAT 07, y a una temperatura de - 15º.C.
Zona C: Sometidos a la acción de su, propio peso y a la sobrecarga de
hielo correspondiente a la zona, según el apartado 3.1.3 de la
ITC-LAT 07, y a una temperatura de - 20º.C.
En las zonas B y C, en el caso que pudieran presentarse sobrecargas de viento
superiores a las de hielo indicadas, bien fuese por poder preverse sobrecargas
de viento de valor excepcional o por tratarse de cables huecos o con rellenos,
además de la hipótesis de máxima tensión fijada anteriormente y con el mismo
coeficiente de seguridad, se considerará la siguiente:
Hipótesis adicional: Se considerarán los conductores y cables de tierra
sometidos a su propio peso y a una sobrecarga de viento. Esta
sobrecarga se considerará aplicada a una temperatura de -10º.C. en
zona B, y -15º C en zona C. El valor de esta sobrecarga será fijado por el
proyectista en el caso de preverse sobrecargas excepcionales de viento.
Así pues, en las zonas B y C, deberemos calcular ambas hipótesis (normal y
adicional), tomando la más desfavorable para el resto de cálculos.
A la hora de proyectar, en lugar de utilizar las tensiones máximas, utilizaremos,
en la condición inicial (1), la tensión de tendido máxima que vayamos a
realizar, y que han servido de base para obtener las distintas tablas de tendido
de uso generalizado y que habremos utilizado en el reparto de apoyos sobre el
perfil longitudinal. Las tensiones máximas normalizadas por las Cías.
Suministradoras son:
8 Kg./mm2.
10 Kg./mm2.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 223
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
La presión de viento a considerar será la mitad de la fijada para los
conductores en el apartado 3.1.2 de la ITC-LAT 07.
Caso Práctico
Supongamos una línea cuya tensión de servicio sea de 132 KV., constituida por
conductores tipo OSTRICH (S=176,70 mm2; D=17,27 mm; P=613 Kg./Km.).
Desarrollaremos la fórmula ya conocida de la siguiente manera:
En el caso de cadenas de suspensión, según el referido apartado 5.4.2 de la
ITC-LAT 07, la presión del viento a tener en cuenta será la mitad de la fijada
en el apartado 3.1.2 de la ITC-LAT 07.
Para nuestro caso tendremos los siguientes valores:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 224
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Altura sobre el terreno
Según el apartado 5.5 de la ITC-LAT 07, la distancia de los conductores al
terreno, en el caso más desfavorable viene dada por la expresión:
En caso de zonas totalmente inaccesibles, las distancias obtenidas por la
anterior fórmula podrán reducirse en un metro.
Cálculos de apoyo
Al igual que en el cálculo mecánico de los conductores, los apoyos estarán
sometidos a una serie de cargas y sobrecargas que se describen en el apartado
3.5 y subapartados correspondientes de la ITC-LAT 07. Las sobrecargas debido
al viento y al manguito de hielo, se han descrito en el apartado de cálculo
del conductor, relacionándose a continuación las correspondientes a
desequilibrio de tracciones (apartado 3.1.4 de la ITC-LAT 07) y a rotura de
conductores (apartado 3.1.5 de la ITC-LAT 07).
Desequilibrio de tracciones (apartado 3.1.4 de la ITC-LAT 07).
Desequilibrio en apoyos de alineación y de ángulo.- Se considerará
un esfuerzo longitudinal equivalente al 8 por 100 de las tracciones unilaterales
de todos los conductores y cables de tierra. Este esfuerzo se considerará
distribuido en el eje del apoyo a la altura de los de fijación de los conductores
y cables de tierra.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 225
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Desequilibrio en apoyos de anclaje.- Se considerará, por este
concepto, un esfuerzo equivalente al 50 por 100 de las tracciones unilaterales
de los conductores y cables de tierra, considerándose distribuido este esfuerzo
en el eje del apoyo en forma análoga a la indicada en el apartado 1 del
artículo 18.
Desequilibrio en apoyos de fin de línea.- Se considerará por el mismo
concepto un esfuerzo igual al 100 por 100 de las tracciones unilaterales de
todos los conductores y cables de tierra, considerándose aplicado cada
esfuerzo en el punto de fijación del correspondiente conductor o cable de
tierra al apoyo. Se deberá tener en cuenta, por consiguiente, la torsión a que
estos esfuerzos pudieran dar lugar.
Desequilibrios muy pronunciados.- En los apoyos de cualquier tipo que
tengan un fuerte desequilibrio de los vanos contiguos, deberá analizarse el
desequilibrio de tensiones de los conductores en la hipótesis de máxima
tensión de los mismos. Si el resultado de este análisis fuera más desfavorable
que los valores fijados anteriormente, se aplicarán los valores de dicho
análisis.
Esfuerzos longitudinales por rotura de conductores (apartado 3.1.5
de la ITC-LAT 07).
En apoyos de alineación y de "ángulo".- Se considerará el esfuerzo
unilateral, correspondiente a la rotura de un solo conductor o cable de tierra.
Este esfuerzo se considerará aplicado en el punto que produzca la solicitación
más desfavorable para cualquier elemento de apoyo, teniendo en cuanta la
torsión producida en el caso de que aquel esfuerzo sea excéntrico.
Previas las justificaciones pertinentes, podrá tenerse en cuanta la reducción
de este esfuerzo, mediante dispositivos especiales adoptados para este fin, así
como la que pueda originar la desviación de la cadena de aisladores de
suspensión.
Teniendo en cuenta este último concepto, el valor mínimo admisible del
esfuerzo de rotura que deberá considerarse será el 50 por 100 de la tensión
del cable roto en las líneas con uno o dos conductores por fase y circuito; el
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 226
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
75 por 100 de la tensión del cable roto en las líneas con tres conductores por fase y
circuito, no pudiéndose considerar reducción alguna por desviación de la cadena
en las líneas con cuatro o más conductores por fase y circuito.
En apoyos de de alineaci·n y §ngulo con cadenas de amarre.- Se considerará el esfuerzo
correspondiente a la rotura de un solo conductor por fase o cable de tierra, sin reducción alguna
de su tensión. En los apoyos de ángulo con cadenas de amarre se valorará, además el esfuerzo de
ángulo creado por esa circunstancia en su punto de aplicación.
En apoyos de anclaje.- Se considerará el esfuerzo correspondiente a la rotura de un
cable de tierra o de un conductor en las líneas con un solo conductor por fase y circuito,
sin reducción alguna de su tensión; y en las líneas con conductores en haces múltiples, se
considerará la rotura de un cable de tierra o la rotura total de los conductores de un haz
de fase pero supuestos aquéllos con una tensión mecánica igual al 50 por 100 de la que les
corresponde en la hipótesis que se considere, no admitiéndose sobre los anteriores esfuerzos
reducción alguna. Este esfuerzo se considerará aplicado en forma análoga que en los apoyos
de alineación y de "ángulo".
En apoyos de fin de línea.- Se considerará este esfuerzo como en los apoyos de anclaje
según el apartado 3.1.5.3 de la ITC-LAT 07, pero suponiendo, en el caso de las líneas con haces
múltiples, los conductores sometidos a la tensión mecánica que les corresponda de acuerdo con
la hipótesis de carga.
Por último, en los apoyos de ángulo (apartado 3.1.6 de la ITC-LAT 07) se tendrá además en cuenta
el esfuerzo resultante de ángulos de las tracciones de los conductores y cables de tierra.
El apartado 3.5.3 de la ITC-LAT 07, nos enumera las hipótesis de cálculo que habremos de tener
en cuenta para los distintos tipos de apoyo y dependiendo siempre de la zona de estudio en que
se encuentre la línea:
Hipótesis 1ª.............................. Sobrecarga de viento.
Hipótesis 2ª.............................. Sobrecarga de hielo.
Hipótesis 3ª.............................. Desequilibrio de tracciones.
Hipótesis 4ª.............................. Rotura de conductores.
En los siguientes apartados, enumeraremos para cada tipo de apoyos, las hipótesis a calcular.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 227
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
En las líneas de segunda y tercera categoría, en los apoyos de alineación y de
ángulo con conductores de carga de rotura inferior a 6.600 daN, se puede
prescindir de la consideración de la cuarta hipótesis, cuando en la línea se
verifiquen simultáneamente las siguientes condiciones:
Que los conductores y cables de tierra tengan un coeficiente de
seguridad de 3 como mínimo.
Que el coeficiente de seguridad de los apoyos y cimentaciones en
la hipótesis tercera sea el correspondiente a las hipótesis
normales.
Que se instalen apoyos de anclaje cada 3 km. como máximo.
Dentro de las hipótesis, las mismas se dividen en dos tipos: Normales y
anormales, relacionándose en el siguiente cuadro cada una de ellas:
Tabla de hipótesis.
Así mismo, el apartado 3.5.4 de la ITC-LAT 07 nos indica los distintos coeficientes
de seguridad que deberán tener los apoyos, dependiendo del tipo de hipótesis y
del material con que estén fabricados dichos apoyos, relacionándose a
continuación los mismos:
Tablas de apoyos y coeficientes.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 228
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Los anteriores valores podrán ser inferiores, siempre que se certifiquen los
correspondientes ensayos.
Desarrollaremos en los siguientes apartados los cálculos para los distintos tipos
de apoyo.
Apoyos de alineación
En este tipo de apoyos deberemos tener en cuenta las siguientes hipótesis de
cálculo:
Zona A
Hipótesis 1ª (Viento)
Cargas permanentes: estas cargas son siempre verticales, y son debida al
peso de los conductores así como al peso de elementos de sustentación
(aisladores, herrajes, etc.).
Las cargas verticales anteriores no tienen gran influencia en los cálculos de
apoyos, frente a los momentos producidos por los esfuerzos de los conductores.
El peso de un conductor (P) que soportará un apoyo de alineación, es igual a la
siguiente expresión, no desarrollándose matemáticamente la misma:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 229
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Para el caso de terrenos horizontales, donde n1 y n2 son 0º, el peso soportado
por el apoyo será:
p = peso por metro lineal de conductor.
El resultado obtenido habría que multiplicarlo por el número de conductores que
soporte el apoyo.
Viento (acorde a lo especificado en el apartado 3.1.2 de la ITC-LAT 07):para
determinar el esfuerzo del viento sobre los conductores, deberemos determinar:
- Semisuma de los vanos contiguos al apoyo (semivano).
- Esfuerzo del viento sobre cada metro lineal de conductor en
función de lo reglamentado en el apartado 3.1.2 de la ITC-LAT 07.
Fuerza del viento.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 230
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
- Número de conductores (n) que soporta el apoyo.
Con todo ello, el esfuerzo del viento sobre los conductores que se transmite a
cada apoyo será:
n = número de conductores que soporta el apoyo.
Hipótesis 3ª (Desequilibrio de tracciones)
Cargas permanentes: descritas anteriormente.
Desequilibrio de tracciones (apartado 3.1.4.1 de la ITC-LAT 07): habrá que
calcular el 8% de todas las tracciones unilaterales que actúan sobre el apoyo.
N = Nº de conductores. T = Tense de la línea en Kg./mm2. S = Sección del conductor.
Hipótesis 4ª (Desequilibrio de tracciones)
Cargas permanentes.
Rotura de conductores (apartado 3.1.5.1 de la ITC-LAT 07): en las líneas de
segunda y tercera categoría, en los apoyos de alineación y de ángulo con conductores
de carga de rotura inferior a 6.600 daN, se puede prescindir de la consideración de
la cuarta hipótesis, cuando en la línea se verifiquen simultáneamente las
siguientes condiciones:
Que los conductores y cables de tierra tengan un coeficiente de
seguridad de 3 como mínimo.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 231
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Que el coeficiente de seguridad de los apoyos y cimentaciones en
la hipótesis tercera sea el correspondiente a las hipótesis
normales.
Que se instalen apoyos de anclaje cada 3 km. como máximo.
Por esto, deberemos siempre considerar 3 como coeficiente de seguridad para
los distintos casos.
En el supuesto que no se cumpliesen las premisas enumeradas anteriormente,
habría que considerar la acción por rotura de conductores establecida en el
apartado 1 del apartado 3.1.5.1 de la ITC-LAT 07.
Zonas B y C
Se actuará de forma análoga a los apoyos de Zona A, variando únicamente la
hipótesis de hielo según Zona.
Hipótesis 1ª (Viento)
Cargas permanentes.
Viento (acorde a lo especificado en el apartado 3.1.2 de la ITC-LAT 07).
Hipótesis 2ª (Hielo).-
Cargas permanentes.
Hielo según zona (apartado 3.1.3 de la ITC-LAT 07): habrá que aumentar
al peso de los conductores, la sobrecarga motivada por el manguito de hielo según
la zona de estudio.
Zona B:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 232
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Zona C:
Hipótesis 3ª (Desequilibrio de tracciones).-
Cargas permanentes.
Hielo según zona (apartado 3.1.3 de la ITC-LAT 07).
Desequilibrio de tracciones (apartado 3.1.5.1 de la ITC-LAT 07).
Hipótesis 4ª (Desequilibrio de tracciones).-
Cargas permanentes.
Hielo según zona (apartado 3.1.3 de la ITC-LAT 07).
Rotura de conductores (apartado 3.1.5.1 de la ITC-LAT 07).
Apoyos de anclaje
Sus cálculos se realizan de forma similar a lo descrito para los apoyos de
alineación, existiendo dos salvedades:
El desequilibrio de tracciones a tener en cuenta es del 50% en lugar del 8%
reglamentado para los apoyos de alineación:
N = Nº de conductores. T = Tense de la línea en Kg./mm2. S = Sección del conductor.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 233
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
En la hipótesis de rotura de conductor, según el apartado 3.1.5.3 de la
ITC-LAT 07, deberemos tener en cuenta el esfuerzo correspondiente a la
rotura de un conductor en las líneas con un solo conductor por fase y circuito.
Apoyos a fin de línea
En este tipo de apoyos deberemos tener en cuenta las siguientes hipótesis de
cálculo:
Zona A
Hipótesis 1ª (Viento)
Cargas permanentes.
Viento (acorde a lo especificado en el apartado 3.1.2 de la ITC-LAT 07):
habrá que calcular únicamente en un semivano
Desequilibrio de tracciones (apartado 3.1.4.4 de la ITC-LAT 07): habrá que
calcular el 100% de todas las tracciones unilaterales que actúan sobre el apoyo.
N = nº de conductores. T = tense de la línea en Kg./mm2. S = sección del conductor.
Hipótesis 4ª (Desequilibrio de tracciones)
Cargas permanentes.
Rotura de conductores (apartado 3.1.5.4 de la ITC-LAT 07): se considerará
este esfuerzo como en los apoyos de anclaje, según el apartado 3.1.5.3 de la
ITC-LAT 07, pero suponiendo, en el caso de las líneas con haces múltiples,
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 234
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
los conductores sometidos a la tensión mecánica que les corresponda de
acuerdo con la hipótesis de carga.
Zonas B y C.-
Se actuará de forma análoga a los apoyos de zona A, variando únicamente la
hipótesis de hielo según Zona.
Hipótesis 1ª (Viento)
Cargas permanentes.
Viento (acorde a lo especificado en el apartado 3.1.2 de la ITC-LAT 07).
Desequilibrio de tracciones (apartado 3.1.4.4 de la ITC-LAT 07).
Hipótesis 2ª (Hielo)
Cargas permanentes.
Hielo según zona (apartado 3.1.3 de la ITC-LAT 07): habrá que aumentar,
al peso de los conductores, la sobrecarga motivada por el manguito de hielo según
la zona de estudio.
Zona B:
Zona C:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 235
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Desequilibrio de tracciones (apartado 3.1.4.4 de la ITC-LAT 07).
Hipótesis 4ª (Desequilibrio de tracciones).-
Cargas permanentes.
Hielo según zona (apartado 3.1.3 de la ITC-LAT 07).
Rotura de conductores (apartado 3.1.5.4 de la ITC-LAT 07).
Apoyos de ángulo
Sus cálculos son similares a los descritos en apoyos de alineación, debiéndose
calcular únicamente, la hipótesis de ángulo en el caso más desfavorable, o sea
considerando la acción del viento sobre los conductores y la resultante de
ángulo en dirección de la bisectriz del ángulo que forman los conductores, cuya
fórmula será:
Fa = Esfuerzo de ángulo a soportar. & = Ángulo que forma la línea. Pv = Presión del viento. a = Semivano en m. que forman los vanos continuos. Ft = Esfuerzo longitudinal de todos los conductores:
Apoyos de seguridad reforzada
Denominaremos apoyos de seguridad reforzada, a todos a aquellos que
intervienen en los cruzamientos señalados como tales en el apartado 5.3 de
la ITC-LAT 07.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 236
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Para su cálculo, el punto c) del apartado 5.3 de la ITC-LAT 07 nos indica literalmente:
“Los coeficientes de seguridad de cimentaciones, apoyos y crucetas, en el caso de
hipótesis normales, deberán ser un 25% superiores a los establecidos para la línea
en los apartados 3.5 y 3.6 de la ITC-LAT 07.
Por tanto, para estos apoyos, y en las distintas hipótesis deberemos mayorar
los resultados un 25%.
Elección de apoyos según esfuerzos
Una vez determinados los esfuerzos a los que someteremos a los distintos tipos
de apoyo, deberemos elegir, entre los normalizados, aquel apoyo que pueda
absorber los esfuerzos externos que hemos ido calculando.
Los fabricantes de apoyos suelen dar, en sus características constructivas, los
esfuerzos longitudinales que pueden soportar dichos apoyos en la cogolla, con
el coeficiente de seguridad reglamentario. Estos esfuerzos se denominan
esfuerzos unitarios en punta, y de su valor se ha descontado el esfuerzo de
viento a que está sometido el apoyo.
En los apoyos de hormigón, y otros metálicos de forma no cuadrada en su
cogolla, el esfuerzo libre en punta varía según la dirección en que se aplica, en
cuyo caso los fabricantes nos darán ambos esfuerzos.
Debido a ello, cuando realicemos el montaje de apoyos de hormigón,
deberemos colocarlos de forma que la cara de mayor esfuerzo en punta esté
perpendicular al mayor esfuerzo a soportar; así, cuando los apoyos son de
alineación, el mayor esfuerzo a contrarrestar será el producido por viento,
debiéndose colocar dicha cara (cara lisa) de forma perpendicular a la línea.
Cuando se utilizan como apoyos de anclaje o final de línea, el mayor esfuerzo
corresponde al desequilibrio de tracciones, en cuyo caso el apoyo se colocara de
tal forma que la cara lisa se sitúe en sentido de la línea.
Por otro lado, los fabricantes también nos indicarán, las cargas verticales que
un apoyo es capaz de soportar, simultáneamente con el esfuerzo unitario en
punta.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 237
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
El esfuerzo unitario en punta libre en la cogolla, va siendo mayor cuanto más
hacia abajo apliquemos los esfuerzos, multiplicándose dicho esfuerzo por el
coeficiente H/h, donde H es la altura a la que se encuentra la cogolla, y h la
altura del punto donde se aplica el esfuerzo, ambos referidos al nivel del suelo.
Cálculo de cimentaciones
Aplicaremos en estos cálculos el método suizo Sulzberger, que cumple con el
Reglamento de A.T. español en vigor.
En dicho método se considera el apoyo sometido a dos momentos:
De vuelco, con centro a 2/3 de la cimentación y cuya expresión es la
siguiente:
Mv = Momento de vuelco F = Esfuerzo útil del apoyo t = Profundidad de la cimentación en m. h = Altura útil del apoyo en m.
Estabilizador, debido por un lado al momento estabilizador del terreno, M1,
y por otro al momento estabilizador del peso del apoyo y del bloque de
cimentación, M2.
M1: es el momento estabilizador del terreno expresado en Kg x m. Ch: es el coeficiente de compresibilidad a la profundidad "h". tag: a es la tangente del ángulo de giro de la cimentación. a: es el lado de la base de la cimentación en metros, que se supone cuadrada. T: es la altura de la cimentación en metros.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 238
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Apoyos.
La Tabla 10 de la ITC-LAT 07, nos da los valores de los distintos coeficientes
de compresibilidad a 2 m de profundidad "K", y en la misma tabla, apartado
b), admite la proporcionalidad de este coeficiente con la profundidad, por lo
tanto tendremos que:
También el apartado 3.6.1 de la ITC-LAT 07, nos dice que el ángulo de giro de la
cimentación no deberá tener una tangente superior a 0,01.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 239
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Sustituyendo estos valores en la fórmula general, tendremos:
K es el coeficiente de compresibilidad del terreno a 2 metros de profundidad,
que podremos reducirlo a tres valores:
K = 20 Kg./cm3 para terrenos fuertes.
K = 10 Kg./cm3 para terrenos normales.
K = 5 Kg./cm3 para terrenos flojos.
La mayoría de los fabricantes de apoyo suelen utilizar como valores de K, 16,
12 y 8 Kg./cm3.
El momento estabilizador del bloque de hormigón y del peso del apoyo M2, se
puede calcular mediante la fórmula:
M2: el momento de las cargas verticales en Kg x m. Pciment: el peso de la cimentación en Kilogramos. Papoyo: el peso del apoyo en Kilogramos. a: el lado de la base de la cimentación en metros.
Esta fórmula podemos ponerla en función del volumen de la cimentación "h a2",
ya que si tenemos presente que la densidad del hormigón es 2,2 Tn/m3 ,
podremos poner
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 240
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Como ya hemos expuesto, el momento de vuelco debe ser contrarrestado con
el momento estabilizador del terreno y con el momento estabilizador del bloque
de hormigón y del apoyo, por lo tanto,
teniendo en cuenta un cierto coeficiente de seguridad "n", (según el
apartado 3.6.1 de la ITC-LAT 07, el coeficiente de seguridad, en hipótesis normales,
no deberá ser inferior a 1,5.) tendremos que
Las incógnitas en esta fórmula son dos "h" y "a", por lo tanto podemos
asegurar que hay infinitas soluciones posibles; no obstante, las soluciones
prácticas pueden quedar limitadas a una serie de resultados lógicos, todas ellas
teóricamente válidas.
Si ahora suponemos que es el valor de "h" el que vamos a predeterminar,
fácilmente llegaremos a la siguiente ecuación de tercer grado:
que nos permite calcular el valor correspondiente de "a".
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 241
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Para apoyos formados por estructuras metálicas de alturas comprendidas entre
8 y 20 metros, podremos partir de valores de "h" entre 1,1, y 2,5 metros para
terrenos normales, obteniendo de esta manera pares de valores (h, a), de entre
los que elegiremos el par que más nos convenga.
Para apoyos de gran envergadura, es obvio que las alturas de las cimentaciones
presentarán valores prácticos superiores, los cuales deberemos ir ensayando y
comprobando hasta obtener uno que cumpla nuestros deseos.
Entre el fondo de la cimentación y el final del apoyo existe una distancia
llamada "solera base" que suele ser del orden de 0,2 metros para terrenos
flojos, 0,10 metros para terrenos normales y 0,05 metros para terrenos fuertes.
Por lo general, este valor tiene escasa influencia en el cálculo de los apoyos, por
lo que en algunas ocasiones podrá despreciarse.
Cálculo de herrajes
En este apartado se comprobará que los herrajes que intervienen en las
cadenas de aisladores tienen coeficientes de seguridad superior a lo
reglamentado.
Grapas de suspensión
Estarán sometidas al esfuerzo de los conductores bajo la presión del viento y el
peso de los mismos (Sobrecarga de viento). Para una carga de rotura CRs,
tendremos el siguiente coeficiente de seguridad (C.S.), para grapas de
suspensión:
CRs = Carga rotura grapa suspensión. Sv = Sobrecarga del viento según conductor. a = Semivano más desfavorable de los apoyos de alineación.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Líneas Aéreas de Alta Tensión – Cálculos Mecánicos 242
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Grapas de amarre
Estarán sometidas al tense máximo de los conductores. Para una carga de
rotura CRa, tendremos el siguiente coeficiente de seguridad (C.S.), para grapas
de amarre:
CRa = Carga rotura grapa amarre. Tm = Tense máximo línea en Kg./mm2. S = Sección del conductor.
Horquillas de bola y rótulas
Estarán sometidas al tense máximo de los conductores. Para una carga de
rotura CH, tendremos el siguiente coeficiente de seguridad (C.S.), para
horquillas de bola y rótula:
CH = Carga rotura horquillas de bola y rótulas. Tm = Tense máximo línea en Kg./mm2. S = Sección del conductor.
Aisladores
Estarán sometidas al tense máximo de los conductores. Para una carga de
rotura CA, tendremos el siguiente coeficiente de seguridad (C.S.), para
aisladores:
CA = Carga rotura aisladores. Tm = Tense máximo línea en Kg/mm2. S = Sección del conductor.
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento IV Cálculos
Unidad Temática II Centros de Transformación
Módulo I Cálculos Eléctricos
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Centros de Transformación – Cálculos Eléctricos 243
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Centros de transformación. Cálculos eléctricos.
Se determinarán todos los receptores de fuerza motriz y alumbrado que se
vayan a instalar, sumándose las potencias de los mismos, con lo que se
obtendrá una potencia P en Kilovatios. Después, se determinará, en función del
uso, el coeficiente de simultaneidad previsto de funcionamiento(S), con lo que
obtendremos la potencia en KVA del transformador según la siguiente
expresión:
Se toma normalmente para el factor de potencia (cos f), el valor de 0,8. Una
vez determinada la potencia del transformador, se elegirá el inmediato superior
de la escala normalizada por UNESA:
25 - 50 - 100 - 160 - 250 - 400 - 630 - 1.000 - 1600 – 2500
Intensidad de cortocircuito
En el lado de Alta Tensión, el valor de Intensidad de cortocircuito se obtiene
según la siguiente expresión:
Iccp = Intensidad de cortocircuito, en kA. Pcc = Potencia de cortocircuito de la red, en MVA. Un = Tensión nominal en el lado de alta, en kV.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Centros de Transformación – Cálculos Eléctricos 244
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Ejemplo
Para un transformador de 630 KVA, una tensión nominal de 13.200 V y una
Pcc, dado por la Cía. Suministradora, de 350 MVA, en el lado de Alta tendremos
la siguiente Intensidad de cortocircuito del lado primario:
Este dato tendremos que tenerlo en cuenta para dimensionar el embarrado o
conductor de alta, ya que el poder de ruptura tendrá que ser inferior al valor
obtenido.
Por su parte, la intensidad de cortocircuito en el secundario de un
transformador trifásico viene determinada por la siguiente expresión:
Iccs = Intensidad de cortocircuito secundaria, en kA. P = Potencia del transformador, en kVA. Ucc = Tensión de cortocircuito del transformador, en %. Us = Tensión secundaria, en V.
Ejemplo
Para un transformador de 630 KVA, una tensión secundaria de 380V entre fases
y una Tensión de cortocircuito del 4% (según el fabricante), en el lado de baja
tendremos la siguiente Intensidad de cortocircuito del lado secundario:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Centros de Transformación – Cálculos Eléctricos 245
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Intensidad primaria
Determinaremos, a la vista de la potencia nominal del transformador elegido, la
intensidad que circulará a plena carga por el devanado primario del mismo, con
el fin de determinar la densidad de corriente del conductor de conexionado en
alta tensión, así como el calibre de los fusibles de protección para evitar
sobreintensidades.
Dicha intensidad primaria, se obtiene de la expresión:
I1 = Intensidad primaria en A. P = Potencia del transformador en KVA. V = Tensión nominal en kV.
Ejemplo
Para un transformador de 630 KVA y una tensión nominal de 13.200 V en el
lado de alta tendremos:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Centros de Transformación – Cálculos Eléctricos 246
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Si el conductor de interconexionado en alta tensión es de aluminio-acero, tipo
LA-30 de 31,10 mm2 de sección, la densidad de corriente será:
Para un conductor de 31,10 mm2 de sección y 6 + 1 de composición, según el
apartado 4.2.1 de la ITC-LAT-07, la densidad máxima admisible es:
Intensidad secundaria
De manera similar, determinaremos la intensidad que circulará a plena carga
por el devanado secundario del mismo, con el fin de obtener el conductor de
interconexionado en baja tensión así como el calibre de las protecciones en baja
tensión. La intensidad secundaria, se obtiene de la expresión:
I2 = Intensidad secundaria en A. P = Potencia del transformador en vatios V = Tensión nominal en Voltios.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Centros de Transformación – Cálculos Eléctricos 247
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Ejemplo
Para un transformador de 630 KVA y una tensión en baja tensión de 3x220/380
V. en el lado de baja tendremos:
Para determinar el conductor de interconexión en baja tensión, desde el
transformador hasta el elemento general de protección (caja general de
protección o dispositivo magnetotérmico), veremos en las distintas tablas de
las ITC-BT 06 y 19 del R.E.B.T., atendiendo a la naturaleza del conductor (cobre
o aluminio) o el tipo de montaje (al aire, bajo tubo, agrupados, etc.), aquel cuya
intensidad máxima admisible sea superior a la obtenida anteriormente.
Respecto del calibrado de la protección de baja tensión elegiremos la inmediata
superior dentro de las normalizadas en el mercado:
80 - 100 - 160 - 250 - 400 - 630 - 1.000 A.
Selección de las protecciones de Alta Tensión y Baja Tensión
Protecciones en el lado de Alta
En los siguientes apartados se justifica la elección de los diferentes dispositivos
de protección que llevarán instaladas las celdas del Centro de Transformación
(modulares o convencionales).
Protección con fusibles
Las celdas de protección de trafo, llevarán incorporados tres fusibles del alto
poder de ruptura, y baja disipación térmica, para protección contra eventuales
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Centros de Transformación – Cálculos Eléctricos 248
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
cortocircuitos. Estos fusibles se seleccionarán para asegurar un funcionamiento
continuado a la intensidad de servicio, evitar el disparo durante el arranque en
vacío de los transformadores, o cuando se produzcan sobreintensidades de 10 a
20 veces la nominal durante un periodo de tiempo muy corto.
En el ejemplo que venimos analizando, dada una tensión de servicio de 13,2
kV, y una intensidad de servicio de 27, 52 A, los fusibles a instalar en la celda
de protección de trafo tendrán una tensión nominal de 24 kV, y un calibre de
63A.
Protección general en el cuadro de baja tensión
Cada línea de salida en baja tensión estará protegida por un juego de fusibles o
interruptor automático de calibre suficiente para conducir la intensidad nominal,
y de poder de corte superior a la intensidad de cortocircuito.
Las protecciones de baja tensión se dimensionarán para una intensidad nominal
superior a la obtenida en el cálculo de la intensidad secundaria y un poder de
corte superior a la intensidad de cortocircuito obtenida en el lado de baja o
secundario.
Siguiendo con nuestro ejemplo de aplicación, se instalará un interruptor
automático de 380 V, 1.000 A de intensidad nominal y 35 kA de poder de corte.
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento IV Cálculos
Unidad Temática II Centros de Transformación
Módulo II Cálculos Mecánicos
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Centros de Transformación – Cálculos Mecánicos 249
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Cálculos Mecánicos.
Ventilación del Centro de Transformación
El centro de transformación dispondrá de rejillas de entrada y salida para la
renovación del aire por ventilación natural. Para calcular la superficie total de
las rejillas de entrada de aire tomaremos la siguiente expresión:
S = Superficie útil del orificio de entrada, en m². Wp = Pérdidas totales de los transformadores, en kW.
DT = Diferencia de temperatura de entrada y salida del aire, en °C (valores normales entre 10 y 15°C). H = Distancia vertical entre el centro del orificio de salida de aire al centro del transformador, en m.
Ejemplo
Supongamos unas pérdidas totales de 7.800 W en los transformadores, y
tomaremos 1,0 metros como distancia vertical entre el centro del orificio de
salida y el centro del transformador, y 10°C de diferencia entre las
temperaturas de salida y entrada. Dadas estas circunstancias, obtendremos
una superficie para las rejillas de entrada de 1,55 m².
Las rejillas de salida tendrán una superficie total de un 10% mayor que las de
entrada.
Cuando sea necesario utilizar la extracción forzada, se hará hacia una zona de
servicio, mediante un extractor que no rebase los 35 dB. de nivel de ruido. El
extractor se parará automáticamente en el caso de incendio, para lo cual se
instalará un detector autónomo de incendios, o se hará a través de la central
de incendios general del edificio. El caudal de aire necesario por segundo para
absorber las pérdidas de los transformadores, será:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Centros de Transformación – Cálculos Mecánicos 250
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Q = Caudal de aire a renovar. Wp = Pérdidas totales de los transformadores, en kW.
DT = Aumento de temperatura admitido en el aire (máximo 20°C).
Ejemplo
En un Centro de Transformación, con unas pérdidas totales en los
transformadores de 7.800 W, y si consideraremos una diferencia de
temperatura de 10°C, resultará un caudal de 2.236 m³/h = 0,621 m³/s.
Una vez obtenido el caudal, se instalará un extractor comercial cuyo caudal sea
superior al obtenido en cálculos.
Dimensionado del pozo apagafuegos
Se dispondrá, por cada transformador, un foso de recogida de aceite con
revestimiento resistente y estanco, con capacidad suficiente para albergar el
volumen de aceite que pueda recibir.
De las características dadas por el constructor de los transformadores,
obtendremos la capacidad en litros del líquido aislante, dimensionándose el
pozo apagafuegos para que pueda albergar el total de dicho líquido.
Cálculo de las instalaciones de puesta a tierra
Para realizar el estudio de la Instalación de puesta a tierra de un Centro de
Transformación, utilizaremos el estudio desarrollado por la comisión de
Reglamentos de UNESA para centros de transformación de tercera categoría.
Para ello, desarrollaremos un caso práctico, en el cual partimos de los
siguientes datos:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Centros de Transformación – Cálculos Mecánicos 251
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Tensión de servicio...............................................U = 13.200 V.
Puesta a tierra del neutro en ETD...........................Rn = 5W; Xn = 0W
Tiempo de desconexión.........................................t' = 0,3 sg.
Intensidad de arranque de protecciones................. Ia = 50 A.
Nivel de aislamiento instalaciones de B.T............... Vbt = 10.000 V.
Longitud de la línea principal................................1 Km.
Resistividad del terreno
Para determinar la resistividad del terreno, hemos hecho mediciones en la
ubicación del centro de transformación de acuerdo al método de Wenner y
después de hacer varias medidas hemos obtenido una resistividad media de 60
W x m.
Cálculo de la instalación
El apartado 2.1 de la MIE RAT 013, indica los pasos a seguir en el estudio de la
puesta a tierra de un Centro de transformación, enumerándose a continuación
dichos pasos:
Investigación de las características del suelo.
Determinación de las corrientes máximas de puesta a tierra y del tiempo
máximo correspondiente de eliminación del defecto.
Diseño preliminar de la instalación de tierra.
Cálculo de la resistencia del sistema de tierra.
Cálculo de las tensiones de paso en el exterior de la instalación.
Cálculo de las tensiones de paso y contacto con el interior de la
instalación.
Comprobar que las tensiones de paso y contacto calculadas en los puntos
5 y 6 son inferiores a los valores máximos definidos.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Centros de Transformación – Cálculos Mecánicos 252
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Investigación de las tensiones transferibles al exterior por tuberías,
raíles, vallas, conductores de neutro, blindajes de cables, circuitos de
señalización y de los puntos especialmente peligrosos, y estudio de las
formas de eliminación o reducción.
Corrección y ajuste del diseño inicial estableciendo el definitivo.
En los apartados siguientes desarrollaremos los puntos descritos.
Resistencia máxima de la puesta a tierra (Rt) e intensidad de
defecto (Id)
Nuestro sistema de tierra tendrá que cumplir las siguientes condiciones:
En función del valor de la tierra, calcularemos la corriente de defecto mediante
la expresión siguiente:
El valor máximo de la resistencia de tierra ha de ser tal que permita que actúen
las protecciones y por tanto que la intensidad de defecto sea superior a la
intensidad de arranque de los relés que en nuestro caso es de 50 A.
Despejando Rt tendremos el siguiente valor:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Centros de Transformación – Cálculos Mecánicos 253
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
R = 151,60 W V = 50 x 151,60 = 7.580 < 10.000 V. admitidos.
Selección del electrodo tipo
Elegiremos un electrodo tipo entre los incluidos en las tablas del Anexo 2 del
documento UNESA utilizado en el presente estudio.
Valor unitario máximo de la resistencia de puesta a tierra del
electrodo, Kr:
Rt = Resistencia máxima de tierra en Ohmios. r = Resistividad del terreno en Ohmios x metro.
Para nuestro caso tendremos:
luego la configuración a elegir deberá tener un Kr inferior al valor obtenido.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Centros de Transformación – Cálculos Mecánicos 254
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Para nuestro caso elegiremos picas en hilera unidas por un conductor horizontal
de 50 mm.² de Cu, utilizando un total de 3 picas de 2 m. y 14 mm de 0
separadas entre sí 3 m, siendo el código de la configuración 5/32.
Para esta configuración tenemos los siguientes valores:
Kr = 0,135 W/W * m
Kp = 0,0252 V/(W * m)(A)
Valores máximos admisibles de paso Vp, contacto Vc y de paso de
acceso.
Según el apartado 1.1 de la MIE RAT 13 el valor de la tensión de paso (Vp),
tensión de contacto (Vc) y tensión de paso de acceso (Vpacc) viene
determinado por las siguientes expresiones:
K = 72 y n = 1 para tiempos inferiores a 0,9 segundos. K = 78,5 y n = 0,18 para tiempos superiores a 0,9 segundos e inferiores a 3 segundos. t = duración de la falta en segundos.
Para nuestro caso, K y n toman los siguientes valores para un tiempo de
desconexión de 0,3 sg: k = 72 y n = 1
Para pavimentos de hormigón, r' tiene un valor de 3.000 Wxm.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Centros de Transformación – Cálculos Mecánicos 255
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Aplicando las anteriores expresiones obtenemos los siguientes valores máximos
admisibles para el terreno de ubicación:
Cálculo de tensión de paso V'p, Tensión de paso de acceso Vpacc
resistencia de puesta a tierra R't e intensidad de defecto I'd ,para el
electrodo elegido
Una vez obtenidos los valores máximos que nos marca el Reglamento,
calcularemos para la configuración elegida del electrodo de puesta a tierra, los
valores de las distintas magnitudes:
• Resistencia de puesta a tierra R't:
• Intensidad de defecto I'd:
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Centros de Transformación – Cálculos Mecánicos 256
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
• Tensión de paso V'p:
Medidas adicionales de seguridad para evitar tensiones de contacto
Dado que no conseguiremos tensiones de contacto inferiores a las máximas
marcadas por la MIE RAT 013, deberemos adoptar una serie de medidas que
limiten dicha tensión.
Centros de tipo interior
Las puertas y rejillas metálicas que den al exterior del centro no tendrán
contacto eléctrico con masas conductoras susceptibles de quedar sometidas a
tensión debido a defectos o averías.
En el piso del Centro, se instalará un mallazo electrosoldado con redondos de
diámetro no inferior a 4 mm formando una retícula no superior de 0,30 x 0,30
m. Este mallazo se conectará como mínimo en dos puntos preferentemente
opuestos a la puesta a tierra de protección del centro, consiguiéndose de esta
manera una superficie equipotencial, con lo que desaparece el riego inherente a
la tensión de contacto y de paso interior. Este mallazo se cubrirá con una capa
de hormigón de 10 cm. de espesor como mínimo.
Centros de tipo intemperie
Para tener tensiones de contacto inferiores a la calculada, se colocará una losa
de hormigón de espesor no inferior a 20 cm. que cubra como mínimo hasta
1,20 m de las aristas exteriores de la cimentación del apoyo. Dentro de la losa
y hasta 1 m de las aristas exteriores de la cimentación del apoyo, se dispondrá
un mallazo electrosoldado de construcción con redondos de diámetro no inferior
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Centros de Transformación – Cálculos Mecánicos 257
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
a 4 mm formando una retícula no superior a 0,30 x 0,30 m. Este mallazo se
conectará a la puesta a tierra del centro al menos en dos puntos
preferentemente opuestos y quedará recubierto por un espesor de hormigón no
inferior a 10 cm.
Con esta medida, se consigue que la persona que deba acceder a una parte
que, de forma eventual, pueda ponerse en tensión, esté situada sobre una
superficie equipotencial, con lo que desaparece el riesgo inherente a la tensión
de contacto.
Para reforzar aún más esta cuestión, el cerramiento del centro de
transformación se realizará con obra civil hasta una altura de 2,20 m según
señala la MIE RAT 15 en su apartado 2.1.
Separación entre los sistemas de puesta a tierra de protección
(masas) y de servicio (neutro de B.T.).-
El apartado 7.7 de la MIE RAT 013, nos indica “En Centros de Transformación,
para evitar tensiones peligrosas provocadas por defectos en la red de alta
tensión, los neutros de baja tensión de las líneas que salen fuera de la
instalación general, pueden conectarse a una tierra separada”.
La distancia mínima de separación entre el sistema de protección y el de puesta
a tierra de neutro (tierra de servicio), viene determinada por la expresión:
Para nuestro caso D = 8,45 m.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Cálculos
Centros de Transformación – Cálculos Mecánicos 258
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Comprobación de que los valores calculados satisfacen las
condiciones exigidas.
• Tensiones de contacto: Se han adoptado medidas adicionales de
seguridad que anulan prácticamente la tensión de contacto.
• Tensión de paso: La tensión de paso calculada V'p (880,66 V) es
inferior a la máxima admisible Vp (3.264 V) .
• Tensión de paso en acceso: La tensión de paso calculada V'acc
(4.717,85 V) es inferior a la máxima admisible Vpacc (24.432 V).
• Tensión e intensidad de defecto:
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento V Averías
Unidad Temática I Localización y Reparación de Averías
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Averías
Localización y Reparación de Averías 259
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Líneas aéreas
Las averías que podemos detectar en líneas aéreas de alta tensión las podemos
englobar en tres grandes grupos:
Faltas ocasionadas entre fases y tierra.
Faltas ocasionadas entre fases.
Falta de continuidad en los conductores (falta de una fase).
En el primer grupo, se engloban todas aquellas averías que producen la unión
de uno o más conductores con tierra. En el segundo, todas aquellas en las que
se produce una unión o cortocircuito entre dos fases; y en el último, la rotura
de algún conductor, que puede ocasionarse en medio de un vano (traería
acarreada una falta a tierra, ya que el conductor tocaría el suelo) o en algún
puente intermedio de un determinado apoyo (podría provocar falta a tierra si se
toca alguna parte del apoyo o simplemente falta de dicha fase si no lo toca).
Entre las causas que pueden provocar esta rotura, más de un 90% de ellas son
debidas a elementos ajenos a la constitución de la línea, destacándose, entre
otras, las roturas de ramas o árboles en las inmediaciones de las líneas, las
descargas atmosféricas producidas en las tormentas, las aves que se posan en
los apoyos, y, sobre todo últimamente, los nidos de cigüeña blanca, los vientos
huracanados y los manguitos de hielo en líneas de alta montaña.
Entre las posibles averías debidas a los elementos constructivos de la línea
podemos enumerar las siguientes: elementos utilizados para derivaciones de
línea, sobre todo los denominados “aprietahilos” o “petacas”, aisladores rígidos
o cadenas de aisladores, seccionadores con cierta antigüedad y líneas de
sección insuficiente a la carga soportada.
En líneas de poca longitud y destinadas normalmente a un solo abonado, la
localización de estas averías es la mayoría de las veces sencilla, dado que en la
mayoría de los casos son visibles a simple vista. Un caso que se da algunas
veces, y es de difícil localización, es el de un aislador, o cadena de aisladores,
que pierde su aislamiento y no se detecta desde el suelo ninguna anomalía
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Averías
Localización y Reparación de Averías 260
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
externa en razón del aspecto correcto que presente dicho del aislador. En estos
casos, es necesario el utilizar un “meger” o medidor de continuidad,
comprobándose cadena por cadena donde puede estar el defecto de aislamiento
(en líneas de gran longitud habrá que acotar la posible zona del problema,
realizándose apertura de puentes en los apoyos de amarre y haciendo sucesivas
pruebas en corriente). Durante la noche, la localización de averías, sobre todo
cuando se trata de defectos francos, se realiza por el resplandor que produce la
derivación a tierra.
En líneas de distribución de gran longitud, la localización de averías es más
laboriosa, debido a la gran cantidad de derivaciones que puedan existir.
Normalmente, y sobre todo cuando las líneas tienen doble alimentación, se
realizan sucesivas pruebas a base de seccionar las distintas derivaciones,
haciéndose las mismas de tal forma que la primera prueba abarque una gran
zona de distribución y de ese modo ir acotando el problema paulatinamente.
Sucesivamente, iremos seccionando tramos cada vez más pequeños hasta
conseguir determinar en que tramo o derivación se encuentra el defecto. Por
ello la filosofía de las empresas distribuidoras es primero restablecer el servicio
al mayor número posible de abonados y por último localizar y reparar la avería
una vez detectado el tramo donde existe la misma
Líneas subterráneas
Las averías que se producen en estas líneas son debidas, por un lado, al
envejecimiento de los materiales y, por otro, a las acciones debidas a
excavaciones realizadas en las inmediaciones de las canalizaciones.
Se pueden enumerar dos tipos principales de avería:
Deterioro de aislamientos.
Interrupción de la continuidad de la línea.
Para detectar qué tipo de anomalía es la que se ha producido, deberemos
comprobar la resistencia de los conductores y del aislamiento. Si comprobamos
la resistencia entre los conductores y nos da un valor infinito y la resistencia de
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Averías
Localización y Reparación de Averías 261
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
aislamiento nos da un valor aceptable, tendremos una avería del tipo b),
mientras que si ocurre lo contrario tendremos una avería del tipo a).
Medición continuidad entre conductores.
Medición sucesión de fases.
La localización de las avería es muy laboriosa y no se puede realizar a simple
vista, siendo necesario la utilización de radares para la localización más
aproximada posible de dicha avería. Una vez localizado el punto, procederemos
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Averías
Localización y Reparación de Averías 262
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
a desenterrar el conductor, cortar la zona dañada y proceder a realizar el
empalme con los útiles apropiados.
Hemos de indicar que los citados radares únicamente los tienen las compañías
suministradoras y algunos fabricantes de conductores, por lo que podemos
imaginar que la localización y reparación de averías en líneas subterráneas es
larga, costosa y laboriosa, recomendándose la instalación de dobles
alimentaciones a aquellos centros que son suministrados por ramales
subterráneos, sobre todo cuando son de gran longitud.
1
Aso
ciac
ión
de In
geni
eros
Téc
nico
s In
dust
riale
s de
Các
eres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas deAlta Tensión y Centros de Transformación
Localización y ReparaciónUnidad Temática I
AveríasÁrea de Conocimiento V
ANEXO: FOTOGRAFÍAS~ DETECCIÓN DE AVERÍAS SUBTERRÁNEAS ~
2
3
4
5
6
7
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento V Averías
Unidad Temática II Revisiones Periódicas
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Averías
Revisiones Periódicas 263
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Revisiones Aéreas.
El artículo 13 del R.C.E. y el artículo 21 del RLAT establece la necesidad
de realizar inspecciones periódicas a las instalaciones de alta tensión, al
menos, cada tres años, siendo responsable de su realización el titular de las
instalaciones.
Estas revisiones periódicas las realizarán técnicos competentes, entre los que
se encuentran los Ingenieros Técnicos Industriales, y consistirán en
inspeccionar las distintas instalaciones (línea y centros de transformación) y
detectar aquellas partes defectuosas o que no se adaptan a la reglamentación
vigente.
Una vez realizada la inspección, se rellenará un impreso normalizado por el
organismo administrativo competente en esta materia en cada territorio donde
se recogerán los datos del titular de la instalación, número del expediente, la
ubicación de las instalaciones, datos técnicos de la línea de alimentación
(naturaleza, longitud, tensión nominal, sección y naturaleza de los conductores,
número y tipo de apoyos, etc.), datos del centro de transformación (tipo,
características constructivas del transformador, tipo de protecciones, etc.),
datos de tomas de tierra (apoyo de seccionamiento, apoyo más desfavorable,
toma de tierra de protección, toma de tierra de servicio) así como enumerar los
defectos encontrados en la inspección realizada. Estos defectos están
catalogados por ese organismo administrativo competente y van precedidos de
un número así como la clasificación del defecto ( C - defecto crítico; M - defecto
mayor y m - defecto menor).
A la vista de los defectos detectados, la Administración competente dará un
plazo para subsanar los mismos, dependiendo dicho plazo de la naturaleza y
número de defectos, pudiendo ordenar el corte de suministro si a juicio de
dicho organismo los defectos encontrados pueden ocasionar una pérdida
irreparable de personas o cosas.
Es recomendable reparar los defectos detectados antes de presentar el
documento de revisión, y hacer mención de los defectos que se han corregido
en la casilla correspondiente.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Averías
Revisiones Periódicas 264
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Conjuntamente con el boletín de reconocimiento periódico, se presenta un
contrato de mantenimiento de las instalaciones, que lo firman, por una parte, el
titular de las instalaciones y, por otra, la empresa instaladora autorizada que se
compromete al mantenimiento de las instalaciones revisadas. Este documento
también es imprescindible en la puesta en marcha de las nuevas instalaciones.
En las siguientes páginas, a modo de ejemplo, se reproducen los defectos
codificados por la Dirección General de Industria, Energía y Minas, de la
Consejería de Industria de la Junta de Extremadura, así como el impreso oficial
de reconocimiento de instalaciones eléctricas de alta tensión, subestaciones y
centros de transformación. Para otras comunidades, se atendrá a los diferentes
modelos que tengan para la presentacion de la revisión periódica. El mostrado
aquí es solamente, para que el alumno pueda hacerse una idea de la forma y
composición de los impresos correspondientes a la revisión periódica.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Averías
Revisiones Periódicas 265
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Primera parte Defectos en Instalaciones de AT.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Averías
Revisiones Periódicas 266
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Segunda parte Defectos en Instalaciones de AT.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Averías
Revisiones Periódicas 267
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Tercera parte Defectos en Instalaciones de AT.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Averías
Revisiones Periódicas 268
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Cuarta parte Defectos en Instalaciones de AT.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Averías
Revisiones Periódicas 269
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Quinta parte Defectos en Instalaciones de AT.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Averías
Revisiones Periódicas 270
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Sexta parte Defectos en Instalaciones de AT.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Averías
Revisiones Periódicas 271
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Primera parte Boletín de Reconocimiento Periodico.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Averías
Revisiones Periódicas 272
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Segunda parte Boletín de Reconocimiento Periódico.
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Diseño, Montaje y Mantenimiento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Área de Conocimiento VI Documentación de Proyectos
Unidad Temática I Documentación de Proyectos
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Documentación de Proyectos
Documentación de Proyectos 273
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Documentación de Proyectos
La Instrucción MIE RAT 020 del R.C.E., establece los documentos que deben
componer los proyectos de legalización y construcción de instalaciones
eléctricas de alta tensión.
El proyecto técnico es el documento básico para la realización de la obra, así
como la base para la legalización por parte del organismo competente
correspondiente en cada caso y en cada territorio o Comunidad Autónoma.
Contendrá los datos necesarios para que la instalación quede definida técnica y
económicamente, de forma tal que pueda ser ejecutada bajo la dirección de un
técnico competente distinto al autor del proyecto.
El proyecto de una instalación eléctrica de alta tensión constará de los
documentos siguientes:
Memoria.
Pliego de condiciones técnicas.
Presupuesto.
Planos.
Para la tramitación de una autorización administrativa, no será exigible la
presentación del pliego de condiciones.
En la Memoria se darán todas las explicaciones e informaciones precisas para la
correcta dirección de la obra, incluyendo los cálculos justificativos y, además
comprenderá:
Justificación de la necesidad de la instalación, en el caso de
solicitar autorización para dicha instalación.
Indicación del emplazamiento de la instalación, así como los
datos del peticionario o titular de las obras.
Descripción de la misma, señalando sus características, así como
las de los principales elementos que se prevé utilizar:
conductores, apoyos, aislamiento y herrajes, aparamenta de
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Documentación de Proyectos
Documentación de Proyectos 274
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
corte y protección, tomas de tierra, cruzamientos con organismos
públicos, características de Centros de Transformación (tipo,
transformador, aparamenta de alta y baja tensión asociada,
interconexionado en alta y baja tensión, tomas de tierra,
elementos de seguridad), etc.
Justificación de que en el conjunto de la instalación se cumple la
normativa que se establece en la reglamentación del Ministerio de
Industria y Energía (enumerar los distintos reglamentos que
hemos utilizado en la redacción del proyecto).
Realización del anejo de cálculos, tanto eléctricos (carga
prevista, intensidad, caída de tensión, pérdida de potencia,
rendimiento, aislamiento de línea, tomas de tierra) como
mecánicos (cálculos del conductor, cálculo de apoyos,
cimentaciones, herrajes).
Cuando existan cruzamientos con organismos oficiales, se deberán redactar
anexos a la memoria donde se describirán las características del cruzamiento
así como la justificación de que se cumplen las medidas de seguridad
reglamentada para dichos cruzamientos. Este anexo deberá entregarse junto
con el impreso de solicitud de cruzamiento ante los distintos organismos
afectados, para obtener su autorización, sin la cual no se emitirá la puesta en
marcha de nuestras instalaciones.
Deberán presentarse así mismo otros dos anexos a la Memoria, que son el
estudio de impacto ambiental así como el estudio de seguridad.
El pliego de condiciones técnicas contendrá la información necesaria para definir
los materiales, aparatos y equipos y su correcto montaje.
El documento de presupuesto deberá constar de:
Mediciones.
Presupuestos parciales de los elementos y equipos de la instalación
que va a realizarse.
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Documentación de Proyectos
Documentación de Proyectos 275
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
Presupuesto general, resumen del conjunto de los presupuestos
parciales.
El documento de planos deberá incluir:
Planos de situación, incluyendo los accesos al lugar de la
instalación. (Escala 1:50.000 o inferior).
Perfil a escala 1:500 y planta a escala 1:2000, cuando el proyecto
sea de líneas aéreas.
Esquema unifilar de la instalación, con indicación de las
características principales de los elementos fundamentales que la
integran.
Plano o planos generales, en planta y alzado, suficientemente
amplios, a escalas convenientes y con indicación de las cotas
esenciales, poniendo de manifiesto el emplazamiento y la
disposición de las máquinas, aparatos y conexiones principales.
Proyectos de ampliaciones y modificaciones
A los efectos de lo especificado en la disposición transitoria del reglamento a
que se refiere esta instrucción, se consideran como ampliaciones no
importantes, entre otras, aquellas que cumplan alguna de las siguientes
circunstancias:
Que no obligue a realizar obras o instalaciones nuevas, ni tendidos o
sustitución de cables o conductores, bastando sustituir fusibles,
aparamenta o relés.
Que sólo exija colocar fusibles, aparamenta o relés en espacios, celdas
o cabinas vacías, previstas y preparadas en su día para realizar tal
ampliación.
Que consista en sustituir un transformador en un Centro por otro de un
tamaño inmediato superior según las escalas normales en el mercado y no
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Documentación de Proyectos
Documentación de Proyectos 276
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
sea preciso modificar barra, conductores ni otros elementos, y en el
proyecto original estuviera prevista dicha ampliación.
Que la modificación afecte solamente a los circuitos de medida, mando,
señalización o protección, o a los aparatos correspondientes.
Que la modificación afecte solamente a los servicios auxiliares de la
instalación de alta.
Como norma general, no tiene la consideración de modificación la sustitución de
aparatos o elementos por otros de características técnicas similares.
Para la realización de este tipo de ampliaciones y modificaciones, que no tienen
la consideración de importantes, sobre instalaciones al amparo del citado
Reglamento, no se precisará autorización administrativa ni presentación del
proyecto subsiguiente.
Sin embargo, cuando dichas ampliaciones o modificaciones impliquen algún
cambio en las características técnicas de la instalación o afecten al Registro
Industrial, deberán comunicarse…al órgano competente de la Administración.
Cuando se trate de la ampliación o modificación importante de una instalación,
ya debidamente legalizada y en servicio, se deberá presentar a la
Administración un proyecto de ampliación, o modificación, que recoja los
conceptos que se indican en el punto 2, y en el que se justifiquen la necesidad
de la ampliación o modificación en cuestión.
Documentación anexa a la presentación del proyecto
Conjuntamente con un ejemplar del Proyecto Técnico redactado y visado por el
correspondiente Colegio Oficial, deberemos presentar, ante el servicio territorial
correspondiente, la siguiente documentación:
Impreso oficial de aprobación previa de proyecto de alta tensión, donde
se recogen los datos básicos del peticionario, instalaciones a realizar o
modificar, presupuesto de las obras, finalidad de las mismas, datos de la
compañía instaladora, datos de la compañía suministradora, autor del
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Documentación de Proyectos
Documentación de Proyectos 277
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
proyecto y organismos afectados por los cruzamientos. En el final del
impreso se solicita que tipo de autorización requerimos (concesión
administrativa, autorización en concreto de utilidad pública, autorización
de ejecución y desarrollo de la instalación). El impreso deberá ir firmado
por el titular de las instalaciones.
Conformidad de la empresa suministradora de la zona, al punto de
enganche de las nuevas instalaciones o conformidad a la modificación que
se plantee.
Permisos de paso debidamente firmados por los propietarios afectados
por las instalaciones, así como declaración jurada del propietario de las
instalaciones proyectadas de que no existen más personas afectadas por
las mismas.
Autorizaciones de los distintos organismos afectados por el paso de las
instalaciones, aunque también pueden presentarse junto con los
documentos correspondientes a la puesta en marcha definitiva de la
instalación.
Informe favorable del organo competente en materia ambiental,
una vez fiscalizado por este Organismo el estudio de impacto
medioambiental presentado por el solicitante. Este informe también
puede presentarse en el momento de entregar los documentos
definitivos para la puesta en marcha de la instalación.
Documentación para la puesta en marcha de las instalaciones
Una vez revisado el proyecto por parte de los técnicos del Servicio Territorial de
Industria y Energía, o asimilable, correspondiente, y para la puesta en marcha
de las instalaciones, deberemos presentar la siguiente documentación:
Copia de la carta de autorización administrativa y de ejecución de la
instalación emitida por el Servicio Territorial, antes mencionado. En el caso
de que fuese solicitada en dicha carta alguna documentación
Líneas de Alta Tensión y Centros de Transformación
Documentación de Proyectos
Documentación de Proyectos 278
Asociación de Ingenieros Técnicos Industriales de Cáceres
complementaria a la ya presentada, ésta se adjuntará con el resto de
documentación.
Certificado de Dirección de Obras, emitido por el técnico competente
que haya dirigido las mismas, y visado por el Colegio correspondiente. En
dicho Certificado hemos de indicar claramente que se cumplen las medidas
medioambientales proyectadas y aprobadas por el organismo competente
materia de medio ambiente de la comunidad autonoma correspondiente.
Contrato de mantenimiento de las instalaciones, firmado entre el titular
de las instalaciones y la empresa instaladora que se compromete al
mantenimiento de las instalaciones.
Esta documentación es revisada por el Servicio Territorial y si, no encuentra
anomalías en la misma, emite la correspondiente Acta de Puesta en Marcha de
las instalaciones, documento necesario para que la compañía suministradora
realice el enganche de las instalaciones a su red.