trabajo transmision
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REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR
PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN COL - SEDE CIUDAD OJEDA
TRABAJO
Realizado por:
Sidiel, López
C.I.21.186.312
Ciudad Ojeda, Marzo 2017
INTRODUCCION
El presente trabajo comprende el estudio de las líneas de transmisión
a través de sus especificaciones como lo son: estructura, dimensiones,
cargas, entre otros. La importancia del presente texto se basa en las
normas ASCE las cuales indican todos los parámetros a seguir al
momento de instalar una línea de transmisión. Cabe resaltar que el
presente texto, también aborda los accesorios de los cables y
conductores los cuales permiten la circulación de la corriente.
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INDICE
INTRODUCCION 1
Cargas que intervienen en la estructura 3
Conductores 9
Accesorios para conductores y cable de guarda 10
CONCLUSION 14
BIBLIOGRAFIA 15
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CARGAS QUE INTERVIENEN EN LA ESTRUCTURA
Cargas de viento
Las cargas de viento se evaluaron considerando lo expuesto en el
documento ASCE 74 - 2010, teniendo en cuenta una velocidad de viento
básica de ráfaga de 3seg y la categoría del terreno donde se encuentra la
línea. La ecuación empleada para hallar la fuerza transversal de viento sobre
los conductores y cables de guarda de las estructuras (torres) es:
Donde:
Ftcv: Fuerza transversal debida a la carga de viento (kN).
Pv: Presión de viento (kPa).
VV: Vano viento (m)
Θeq: Diámetro del equivalente del cable (m)
Gw: Factor de respuesta de ráfaga para cables.
fi: Factor de importancia.
kzc: Factor de corrección por altura de cables.
Cd: Factor de forma de los cables = 1. Según ecuación 2.6-3 de ASCE-74
Categoría del terreno
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Según la norma ASCE 74 - 2010, el terreno se clasifica como categoría C
que corresponde a terreno abierto, plano, con obstrucciones dispersas; para
la cual se han definido los siguientes factores:
αfm = 7.0 Zg = 275 m K=0.005
Ls = 67 m α= 9.5
Donde:
K: coeficiente de resistencia eólica superficial.
α: Coeficiente de la ley de potencias.
Zg: altura del gradiente (m).
Ls: Escala de turbulencia (m).
αfm: Coeficiente de la ley de potencias sostenida del viento
Presión de Viento (Pv)
La presión de viento (Pv), se calcula con la siguiente fórmula.
Donde:
: Densidad del aire
(kg/m3)/2 V: Velocidad
de viento (m/s
La densidad del aire/2 se obtiene así:
H: Altitud del terreno (m.s.n.m)
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Factor de respuesta de ráfaga para cables(Gw)
El factor de respuesta de ráfaga se calcula así:
Donde:
E: Factor de exposición evaluado como la altura efectiva de los cables.
Bw: Término de respuesta adimensional correspondiente a la carga de
viento ambiente cuasiestática en los cables.
Kv: Relación de velocidad de ráfaga de 3 segundos a velocidad promedio
de 10 minutos en terreno abierto a la altura de referencia de 10m.
El factor de exposición se calcula así:
Donde:
K: coeficiente de resistencia eólica superficial.
α: Coeficiente de la ley de potencias.
Zh: Altura media de los conductores o cable de guarda. Definida como la
altura promedio del cable a los 2/3 de la flecha.
El término de respuesta adimensional se calcula así:
Donde:
VV: Vano viento (m).
Ls: Escala de turbulencia (m).5
Otra forma de hallar el valor de Gw es con la siguiente gráfica:
Figura 1. Factor de respuesta de ráfaga para terreno tipo C.
La figura 1 ha sido tomada del libro Normalización de estructuras 230kV
de ISA.
Factor de corrección por altura de cables
Dónde:
Zh: Altura media de los conductores o cable de guarda. Definida como la
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altura promedio del cable a los 2/3 de la flecha.
Zg: altura del gradiente (m).
Cargas transversales debidas al ángulo
Ft = 2 xTh x sen (/ 2)
Th: Tensión del conductor con viento V y temperatura coincidente (KN).
a: Angulo de deflexión (º).
Cargas verticales
Fv = VP x w + wc + wm VP: Vano peso (m)
w : Peso unitario del conductor (kN/m)
wc : Peso de las cadenas de aisladores (kN) wm: Carga de mantenimiento
(kN)
Cargas longitudinales
Estas son producidas por las diferencias de tensión que se presentan en la
estructura. En estructuras en suspensión la carga longitudinal es cero en la
condición normal, mientras que en las retenciones la carga se da por la
diferencia de tensiones en los vanos reguladores adyacentes en la condición
normal.
Flc = 0 si es en suspensión en condición normal.
Flc = Thi - Thj si es en retención en condición normal.
En la condición anormal o excepcional estas cargas se evalúan como se
indica más adelante.
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Flc = MAX (Thi – Thj)*0,75 si es en suspensión en condición anormal. Flc =
MAX (Thi – Thj) si es en retención en condición anormal.
Cargas de sismo
Las líneas de transmisión eléctrica históricamente han obtenido buenos
resultados en los eventos sísmicos, debido a que se componen de
estructuras con peso relativamente ligero, están en lugares despejados y se
encuentran conectadas por conductores flexibles. El diseño de las líneas de
transmisión eléctrica internacionalmente se rige por diferentes códigos entre
ellos el NESC, así como varios documentos de orientación publicados por el
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), IEC 60826
(INTERNATIONAL STANDARD, Design criteria of overhead
transmission lines), y el ASCE (American Society of Civil Engineers). En
relación a las consideraciones sísmicas el ASCE 74, declara dentro de los
lineamientos para las cargas estructurales en las Líneas de Transmisión
Eléctrica que: "las estructuras de transmisión no están típicamente diseñadas
para las vibraciones causadas por los terremotos debido a que estas cargas
son menores que las producidas por las combinaciones de viento/hielo." En
virtud de ser diseñadas para soportar las cargas producidas por viento, hielo,
y sus combinaciones de carga, las estructuras de transmisión son
intrínsecamente capaces de resistir las fuerzas sísmicas inducidas, estas
consideraciones sobre las cargas en las estructuras son extensivas a las
cargas en las cimentaciones.
Las excepciones a estas declaraciones son los daños causados por
licuación del suelo, el deslizamiento del terreno o la propagación de fracturas
a través de los suelos en que está situada la base, en estos casos se
requiere tener en cuenta dentro del diseño el comportamiento del suelo
inducido por los sismos, riesgos que son detectados en los estudios de
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suelo realizados en los sitios de cada estructura. Adicionalmente se han
realizado diversos estudios y modelaciones dinámicas para indagar los
efectos del sismo en las líneas de transmisión eléctrica dando como
resultados:
Un movimiento uniforme en ambos soportes de las torres, no representa
el caso más crítico, se necesita de condiciones diferentes en los apoyos para
dar lugar a un aumento significativo de los desplazamientos y de las cargas.
La tensión adicional en los cables de la línea de transmisión debido al
movimiento sismo, es relativamente pequeño, y generalmente no causan la
ruptura del conductor.
La importancia de los efectos de sismo en el diseño de una línea de
transmisión depende de contar con bajas velocidades de viento y del
comportamiento de la línea frente a determinado frente de onda, que según
estudios probabilísticos arrojan una muy baja ocurrencia de un sismo que
posea una longitud de onda crítico para una línea de transmisión eléctrica
determinada.
CONDUCTORES
En la construcción de líneas aéreas de transmisión de energía eléctrica, se
utilizan casi exclusivamente conductores trenzados, los cuales son cables
formados por alambres, en capas alternadas, enrolladas en sentidos
opuestos. Esta disposición alternada de las capas evita el desenrollado y
hace que el radio externo de una capa coincida con el interior de la siguiente.
El trenzado proporciona flexibilidad con grandes secciones transversales. El
conductor trenzado puede realizarse con hilos del mismo metal, o de
distintos metales, según cuales sean las características mecánicas y
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eléctricas deseadas. Si los hilos son del mismo diámetro, la formación
obedece a la siguiente ley:
nh = 3 c2 + 3 c + 1
Siendo: nh = número de hilos; c = número de capas
Por lo tanto es común encontrar formaciones de 7, 19, 37, 61, 91 hilos,
respectivamente 1 a 5 capas. Los metales utilizados en la construcción de
líneas aéreas deben poseer tres características principales: baja resistencia
eléctrica, elevada resistencia mecánica, de manera de ofrecer resistencia a
los esfuerzos permanentes o accidentales y bajo costo. Los metales que
satisfacen estas condiciones son relativamente escasos, los cuales son:
cobre, aluminio, aleación de aluminio y combinación de metales (aluminio
acero) Conviene para cada caso particular investigar el metal más ventajoso,
teniendo en cuenta las observaciones generales que siguen.
ACCESORIOS PARA CONDUCTORES Y CABLE DE GUARDIA
Conjunto de Retención Preformado
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Los Conjuntos de Retención Preformados para cables de guardia de acero
cincado y de aluminio presentan una gran ventaja con relación a las grapas
convencionales tipo a compresión y abulonadas:
Resistencia al deslizamiento y rotura del 100% de la carga de rotura
del cable;
El sistema de retención se realiza a través de preformados que permiten:
Distribución de esfuerzos en el punto de retención;
Flexibilidad a los movimientos de oscilación y vibración del cable
debido a la acción del viento;
El cable no sufre compresión siendo envuelto por las retenciones
preformadas las cuales no causan abrasión;
Los conjuntos de anclaje preformados pueden ser suministrados en
grupos compuestos con herrajes de conectores y mallas de puesta a
tierra.
Conjunto de Suspensión Preformado Las grapas de suspensión preformadas TGE pueden ser suministradas
en conjuntos compuestos con más herrajes como se muestra abajo, o
también, compuestos de conectores y mallas de puesta a tierra.
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Empalme exterior o de reparación
Es el que restituye plenamente, en los valores mínimos establecidos,
las características solo de la capa exterior del cable.
El empalme por compresión de reparación o exterior tendrá el diseño,
dimensiones y otras características que se representan en la figura. Se
designará mediante la sigla ECE, seguida de un número de orden.
Manguitos de empalme exterior o de reparación
a) Para conductores de composición 6+1
b) Para el resto de conductores
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Tabla, dimensiones y caracteristicas
Designación
Dimensiones aprox. (mm)
Carga de rotura Kg
Conductores sección normalizada LA ó LARL
A L
ECE 1 21 170 702 56ECE 2 28 190 1.011 78ECE 3 - 270 1.413 110ECE 4 - 270 1.790 145ECE 5 - 290 2.210 180ECE 6 - 305 3.626 280
Empalmes de compresión por varillas preformadas
Se ajustarán a las características específicas según se indica en el
apartado 5.4 de la norma UNE 21 159. En todas sus utilizaciones se cuidará
de que el sentido de cableado de las varillas helicoidales que los forman sea
a derechas. Se advierte que estos tipos de accesorios no deben ser nunca
colocados por segunda vez después de una primera utilización.
Empalme exterior
Es el que restituye plenamente, en los valores mínimos establecidos, las
características eléctricas y mecánicas en los conductores que hayan sufrido
roturas en el vano de venas de Al de hasta el 100% de las existentes.
Asimismo, se puede utilizar en la conexión de conductores en los "Puentes
Flojos" de las líneas, cuando sus dimensiones lo permitan. Los empalmes
exteriores preformados se podrán usar siempre que el punto dañado del
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conductor se encuentre en una posición tal que, una vez centrado el empalme
en el punto dañado, el extremo del mismo diste más de 150 mm de la boca de
la grapa o de las varillas de protección preformada existentes en el punto de
suspensión.
El empalme exterior por varillas preformadas tendrá el diseño, dimensiones
y otras características que se representan en la figura. Se designará mediante
la sigla EEP, seguida de un número de orden.
EMPALME EXTERIOR POR VARILLAS PREFORMADAS
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CONCLUSIONES
El diseño de las líneas de transmisión eléctrica internacionalmente se
rige por diferentes códigos.
El material más común para el cableado es el cobre.
En la construcción de líneas aéreas de transmisión de energía
eléctrica, se utilizan casi exclusivamente conductores trenzados.
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
http://lapem.cfe.gob.mx/normas/construccion/pdfs/1/DCDLTA01.pdf
http://www.ing.uc.edu.ve/~viper/LINEAS.html
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