curso líneas eléctricas alta tensión
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CURSO DE LNEAS ELCTRICAS DE ALTA TENSIN
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1TORRES CONDUCTORES
CABLES DE GUARDA
HERRAJES
AISLAMIENTO CABLES AISLADOS CIMENTACIONES
MATERIALES
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1MATERIALES
TORRES
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2TIPOS DE TORRES:
Las TORRES son los elementos destinados a soportar los conductores a lo largo de la lnea, mantenindolosa la distancia reglamentaria sobre el suelo o los diferentes cruzamientos (lneas elctricas, carreteras, etc.).La tensin de transporte, el nmero de circuitos, el terreno y otros aspectos determinan el diseo delapoyo y sus materiales. Las torres son el principal elemento de fiabilidad de una lnea elctrica area, puesdeben soportar con bastante margen de seguridad los esfuerzos que reciben de los conductores as comootras cargas externas.
Segn el MATERIAL empleado, los tipos de torre que se utilizan en la construccin de lneas elctricasareas son:
TORRES METLCAS: normalmente utilizados en media, alta y muy alta tensin Torres de celosa (perfiles o tubos) Torres de chapa plegada (seccin rectangular o poligonal)
TORRES DE HORMIGN: normalmente utilizados en media y baja tensin Torres de hormign vibrado (tipo HV) Torres de hormign vibrado hueco (tipo HVH)
TORRES DE MADERA: normalmente utilizados en baja tensin
MATERIALES:
TORRES
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3CARACTERSTICAS PRINCIPALES
TORRES METLICAS DE CELOSA:
Son torres tronco-piramidales de seccin cuadrada o rectangular construidasgeneralmente con perfiles laminados, unidos mediante chapas y tornillera.
Los perfiles laminados se galvanizan en caliente para evitar la corrosin y esfrecuente que posteriormente se cubran con pintura protectora para alargar suvida til.
Diseo modular que facilita el transporte y permite la sustitucin o el aadidode tramos (recrecido), as como el refuerzo de las barras de celosa.
Soportan grandes esfuerzos y se pueden obtener torres muy altas.
Permiten soportar uno o varios circuitos y todo tipo de configuraciones.
Es el ms utilizado en lneas areas de transporte, sobre todo en alta y muyalta tensin.
MATERIALES:
TORRES
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4CARACTERSTICAS PRINCIPALES
TORRES METLICAS DE CHAPA:
Son torres tronco-piramidales de seccin rectangular o poligonal de nmero delados mltiplo de cuatro, paralelos e iguales dos a dos, o de forma tronco-cnica,realizados con chapa plegada.
Se ensamblan por tramos y se montan en el suelo, izndolo entero. Debido a unmenor acopio de materiales la duracin y el coste de la operacin de montado eizado se reduce, aumentando la seguridad de los operarios.
Su ocupacin es mnima ya que slo es necesario un macizo de hormign para suinstalacin. En contrapartida, los esfuerzos sobre la cimentacin son muy grandesy la inversin en obra civil es muy elevada, especialmente en terrenosdesfavorables.
Tienen menor impacto visual debido a su tamao compacto. Se emplean enncleos urbanos debido a su buena integracin en el paisaje, y en lugares conproblemas de impacto paisajstico como parques o montaas.
Coste elevado.
MATERIALES:
TORRES
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5CARACTERSTICAS PRINCIPALES
TORRES DE HORMIGN VIBRADO (HV):
Son torres con forma de viga tronco-piramidal de seccin exterior rectangular,maciza en sus dos primeros metros medidos desde la cogolla y con seccin enforma de I reforzada con nervios en el resto de su longitud.
El hormign vibrado est sometido a una compactacin mecnica que mejorasus cualidades resistentes.
Se fabrican mediantes moldes en fbrica y se transporta la torre completa, porlo que la altura de la torre est limitada.
Durabilidad y resistencia a los agentes externos agresivos.
Se emplean sobre todo en baja y media tensin.
MATERIALES:
TORRES
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6CARACTERSTICAS PRINCIPALES
TORRES DE HORMIGN VIBRADO HUECO (HVH) segn UNE 207016:
Son torres cuya forma geomtrica es la de una de viga tronco-piramidal deseccin exterior cuadrangular, maciza en la zona de la cabeza, y hueca en elresto de su longitud. La forma de la seccin hueca puede ser poligonal ocircular.
El hormign vibrado est sometido a una compactacin mecnica que mejorasus cualidades resistentes.
Se fabrican mediantes moldes en fbrica y se transporta la torre completa,por lo que la altura de la torre est limitada.
Soportan mayores esfuerzos que las anteriores (HV).
Durabilidad y resistencia a los agentes externos agresivos.
Se emplean sobre todo en baja y media tensin.
MATERIALES:
TORRES
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7CARACTERSTICAS PRINCIPALES
TORRES DE MADERA:
Son postes de seccin circular sensiblemente rectos y bien proporcionadosdesde la base hasta la punta.
Son fciles de transportar debido a su poco peso.
Alturas y esfuerzos en la cabeza reducidos, lneas con vanos cortos.
Facilidad de montaje y desmontaje.
Tienen propiedades de aislamiento trmico y elctrico.
Antes de su montaje se impregnan con un tratamiento preservante contraagentes externos que puedan alterar sus condiciones de trabajo. An astienen una vida media relativamente corta, debido sobre todo a laputrefaccin en la parte inferior del poste.
Se emplean casi exclusivamente en baja tensin, aunque tambinexcepcionalmente en lneas de media y alta tensin construidas en pasesdonde abunda la madera (EEUU, pases nrdicos, etc.).
MATERIALES:
TORRES
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8TIPOS DE TORRES:
Segn la FUNCIN en la lnea, los tipos de torre que se utilizan en la construccin de lneas elctricasareas son:
TORRE DE ALINEACIN: se emplean bsicamente para sostener los conductores y cables deguarda en tramos rectilneos.
TORRE DE ANCLAJE: se emplean en tramos rectilneos para proporcionar puntos firmes en lalnea que limiten la propagacin en la misma de esfuerzos longitudinales de carcter excepcional(efecto cascada).
TORRE DE NGULO: se emplean en los vrtices de los ngulos que forman dos alineaciones,orientadas en la bisectriz del ngulo.
TORRE FIN DE LNEA: se emplean en los extremos de la lnea, debiendo resistir la solicitacin detodos los conductores y cables de tierra en sentido longitudinal de la lnea.
TORRE ESPECIAL: aquellas que tienen una funcin diferente a las definidas anteriormente(derivaciones de circuitos, entrada y salidas a las subestaciones, etc.).
MATERIALES:
TORRES
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9TIPOS DE TORRES:
A continuacin se muestran unas imgenes de diferentes torres de celosa segn su funcin:
MATERIALES:
TORRES
TORRE DE ALINEACIN (SUSPENSIN) TORRE DE NGULO (AMARRE)TORRE DE ANCLAJE (AMARRE)
TORRE FIN DE LNEA (AMARRE) TORRE ESPECIAL (AMARRE)
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10
TIPOS DE TORRES:
Segn la DISPOSICIN de los conductores, los tipos de configuraciones ms utilizadas son:
MATERIALES:
TORRES
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11
TIPOS DE TORRES:
A continuacin se muestran algunos ejemplos reales de las configuraciones mencionadas anteriormente:
MATERIALES:
TORRES
CAPA BVEDA CABEZA DE GATO
BANDERA EXGONO DANUBIODOBLE BANDERA
TRESBOLILLO
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12
CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
Las ventajas y desventajas de las diferentes configuraciones son las siguientes:
COFIGURACIN HORIZONTAL:
Altura de torre reducida.
Mayor envergadura -> Mayor anchura de corredor (servidumbre de paso).
Se emplea en cruzamientos inferiores.
Conveniente en grandes vanos (torres ms bajas -> solicitaciones de momento menores).
CONFIGURACIN TRIANGULAR:
Mxima altura de torre.
Menor ancho de crucetas -> Anchura de corredor mnima (servidumbre de paso).
Se emplea en cruzamientos superiores.
Mayor impacto visual.
MATERIALES:
TORRES
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13
DIMENSIONES Y PESOS DE REFERENCIA:
MATERIALES:
TORRES
Torres metlicas utilizadas en alta tensin vs altura
2
.
5
0
0
k
g
4
.
0
0
0
k
g
7
.
5
0
0
k
g
1
8
.
0
0
0
k
g
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1MATERIALES
CONDUCTORES
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2TIPOS DE CONDUCTORES:
Hace aos los conductores de las lneas elctricas areas eran normalmente de cobre; como consecuencia de los elevados precios adquiridos por este metal, el cobre ha sido prcticamente desplazado por el aluminio, de menor conductividad elctrica pero que, en las condiciones actuales lleva a soluciones ms econmicas.
Los materiales empleados comnmente para los CONDUCTORES de fase son el aluminio puro, la aleacinde aluminio y el aluminio con refuerzo central de alambres de acero.
La seleccin del material ptimo se determina por las condiciones especficas de cada instalacin. Algunosde los elementos a considerar son:
Capacidad de corriente requerida: conductividad elctrica elevada mayor capacidad de corriente. Longitud de la lnea, lo que determina las prdidas elctricas: resistencia elctrica elevada mayores
prdidas elctricas.
Condiciones climticas que prevalecen en la traza de la lnea, como el viento o y hielo: dimetro grande mayores tenses.
Posibilidad de corrosin, como en la proximidad al mar o en atmsferas con polucin: oxidacin alta mayor corrosin.
Condiciones fsicas, como el vano mximo y peso de las torres: seccin pequea vanos ms grandes pesos ms bajos de torre.
MATERIALES:
CONDUCTORES
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3TIPOS DE CONDUCTORES:
CONDUCTORES CONVENCIONALES (mxima temperatura de operacin 75-90C)
En funcin del material utilizado y de su configuracin, los principales tipos de CONDUCTORESCONVENCIONALES utilizados en la construccin de lneas elctricas areas son:
HOMOGNEOS
AAC (All Aluminum Conductors)
AAAC (All Aluminum Alloy Conductors)
BI-METLICOS
ACSR (Aluminum Conductors Steel Reinforced)
ACSR/AW (Aluminum Conductors Aluminum Clad Steel Reinforced)
AACSR (Aluminum Alloy Conductors Steel Reinforced)
AACSR/AW (Aluminum Alloy Conductors Aluminum Clad Steel Reinforced)
ACAR (Aluminum Conductors Aluminum Alloy Reinforced)
MATERIALES:
CONDUCTORES
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4CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
AAC (All Aluminum Conductors)
Composicin: Estn formados por varios alambres de aluminio 1350 cableados helicoidalmente encapas concntricas. Todos los alambres tienen el mismo dimetro. La mayora de lascomposiciones consisten en 7, 19, 37, 61 y 91 alambres.
Propiedades: Muy alta relacin conductividad elctrica/peso.
Inconvenientes: Resistencia a la traccin no muy alta que se traduce en una mayor flecha a iguallongitud de vano.
Aplicaciones: Se emplean generalmente en vanos situaciones donde los vanos son relativamentecortos. Su mayor aplicacin son Subestaciones de alta tensin y lneas areas de distribucin.
MATERIALES:
CONDUCTORES
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5CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
AAC (All Aluminum Conductors)Estos conductores estn estandarizados en los principales pases por organizaciones como:
A continuacin se muestran las caractersticas tcnicas de algunos conductores comerciales AAC:
MATERIALES:
CONDUCTORES
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6CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
AAAC (All Aluminum Alloy Conductors)
Composicin: Estn formados por varios alambres de aleacin de aluminio 6201 cableadoshelicoidalmente en capas concntricas. Todos los alambres tienen el mismo dimetro. La mayorade las composiciones consisten en 7, 19, 37, 61 y 91 alambres.
Propiedades: Elevada relacin resistencia a la traccin/peso y buena resistencia a la corrosin.
Aplicaciones: Subestaciones de alta tensin y Lneas areas de distribucin y transporte en Media,Alta y Muy Alta tensin.
MATERIALES:
CONDUCTORES
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7CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
AAAC (All Aluminum Alloy Conductors)Estos conductores estn estandarizados en los principales pases por organizaciones como:
A continuacin se muestran las caractersticas tcnicas de algunos conductores comerciales AAAC:
MATERIALES:
CONDUCTORES
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8CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
ACSR (Aluminum Conductors Steel Reinforced)
Composicin: Estn formados por varios alambres de aluminio y acero galvanizado cableadoshelicoidalmente en capas concntricas. El alambre o alambres que forman el alma son de acerogalvanizado y la capa o capas externas son de aluminio. El alma de acero consiste normalmente en 1,7 o 19 alambres. Los dimetros de los alambres de aluminio y acero pueden ser idnticos odiferentes.
Propiedades: Variando las proporciones de aluminio y acero se pueden conseguir las caractersticasrequeridas para cualquier aplicacin ( Acero -> Resist. Traccin; Alum. -> Cond. Elctrica) .
Inconvenientes: Menor resistencia a la corrosin (para aumentarla se recubre el ncleo con grasa).
Aplicaciones: Lneas areas de distribucin y transporte en Media, Alta y Muy Alta tensin.Renovacin de lneas existentes.
MATERIALES:
CONDUCTORES
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9CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
ACSR (Aluminum Conductors Steel Reinforced)Estos conductores estn estandarizados en los principales pases por organizaciones como:
A continuacin se muestran las caractersticas tcnicas de algunos conductores comerciales ACSR:
MATERIALES:
CONDUCTORES
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10
CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
ACSR/AW (Aluminum Conductors Aluminum Clad Steel Reinforced)
Composicin: Estn formados por varios alambres de aluminio y acero recubierto de aluminio(ARAWELD) cableados helicoidalmente en capas concntricas. El alambre o alambres que forman elalma son de acero recubierto de aluminio y las capas externas son de aluminio. El alma consistenormalmente en 1, 7 o 19 alambres. El dimetro de los alambres de aluminio y ARAWELD pueden serigual o diferente.
Propiedades: Peso ms bajo, mayor capacidad de transporte y mayor proteccin ante la corrosin.
Aplicaciones: Lneas areas de distribucin y transporte en Media, Alta y Muy Alta tensin.Renovacin de lneas existentes. Especialmente recomendado en ambientes corrosivos o en zonascosteras.
MATERIALES:
CONDUCTORES
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11
CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
ACSR/AW (Aluminum Conductors Aluminum Clad Steel Reinforced)Estos conductores estn estandarizados en los principales pases por organizaciones como:
A continuacin se muestran las caractersticas tcnicas de algunos conductores comerciales ACSR/AW:
MATERIALES:
CONDUCTORES
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12
CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
AACSR (Aluminum Alloy Conductors Steel Reinforced)
Composicin: Estn formados por varios alambres de aleacin de aluminio y acero galvanizadocableados helicoidalmente en capas concntricas. El alambre o alambres que forman el alma son deacero galvanizado y las capas externas son de aleacin de aluminio. El alma de acero consistenormalmente en 1, 7 o 19 alambres. El dimetro de los alambres de aleacin de aluminio y aceropuede ser igual o diferente.
Propiedades: Variando las proporciones de aluminio y acero se pueden conseguir las caractersticasrequeridas para cualquier aplicacin ( Ac -> Resis. Traccin; Al -> Cond. Elctrica) .
Inconvenientes: Menor resistencia a la corrosin (para aumentarla se recubre el ncleo con grasa).
Aplicaciones: Lneas areas de distribucin y transporte en Media, Alta y Muy Alta tensin.Especialmente recomendado en cruzamientos o donde sea necesaria una alta resistencia a latraccin.
MATERIALES:
CONDUCTORES
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13
CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
AACSR (Aluminum Alloy Conductors Steel Reinforced)Estos conductores estn estandarizados en los principales pases por organizaciones como:
A continuacin se muestran las caractersticas tcnicas de algunos conductores comerciales AACSR:
MATERIALES:
CONDUCTORES
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14
CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
AACSR/AW (Aluminum Alloy Conductors Aluminum Clad Steel Reinforced)
Composicin: Estn formados por varios alambres de aleacin de aluminio y acero recubierto dealuminio (ARAWELD) cableados helicoidalmente en capas concntricas. El alambre o alambres queforman el alma son de acero recubierto de aluminio y las capas externas son de aleacin de aluminio.El alma consiste normalmente en 1, 7 o 19 alambres. El dimetro de los alambres de aluminio yARAWELD pueden ser igual o diferente.
Propiedades: Peso ms bajo, mayor capacidad de transporte y mayor proteccin ante la corrosin.
Aplicaciones: Lneas areas de distribucin y transporte en Media, Alta y Muy Alta tensin.Renovacin de lneas existentes. Especialmente recomendado en ambientes corrosivos, cruzamientos,o donde sea necesaria una alta resistencia a traccin.
MATERIALES:
CONDUCTORES
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CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
AACSR/AW (Aluminum Alloy Conductors Aluminum Clad Steel Reinforced)Estos conductores estn estandarizados en los principales pases por organizaciones como:
A continuacin se muestran las caractersticas tcnicas de algunos conductores comerciales AACSR/AW:
MATERIALES:
CONDUCTORES
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CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
ACAR (Aluminum Conductors Aluminum Alloy Reinforced)
Composicin: Estn formados por varios alambres de aluminio y aleacin de aluminio cableadoshelicoidalmente en capas concntricas. El alambre o alambres que forman el alma son de aleacin dealuminio y las capas externas son de aluminio. La composicin consiste normalmente en un nmerototal de 7, 19, 37, 61 y 91 alambres. Los dimetros de todos los alambres es el mismo. Los alambresde aluminio y de aleacin de aluminio se pueden mezclar en la misma capa.
Propiedades: Variando las proporciones de aluminio y de aleacin de aluminio se pueden conseguirlas caractersticas requeridas para cualquier aplicacin ( Aleacin de Al -> Resis. Traccin; Al -> Cond. Elctrica). Alta relacin conductividad/peso. Excelente resistencia a la corrosin.
Aplicaciones: Lneas areas de distribucin y transporte en Media, Alta y Muy Alta tensin.Renovacin de lneas existentes. Embarrado de subestaciones. Ambientes muy contaminados.
MATERIALES:
CONDUCTORES
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17
CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
ACAR (Aluminum Conductors Aluminum Alloy Reinforced)Estos conductores estn estandarizados en los principales pases por organizaciones como:
A continuacin se muestran las caractersticas tcnicas de algunos conductores comerciales ACAR:
MATERIALES:
CONDUCTORES
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MATERIALES:
CONDUCTORES
TIPOS DE CONDUCTORES:
CONDUCTORES DE ALTA TEMPERATURA (mxima temperatura de operacin 150-210C)
Durante los ltimos aos, en todos los pases desarrollados se est produciendo una crecientenecesidad de incrementar la capacidad de transporte de las redes elctricas existentes. Al mismotiempo, la fuerte oposicin a la construccin de nuevas lneas y subestaciones no cesa, haciendo quese est llegando a los lmites mximos admisibles en las redes actuales.
Es por ello que se hace cada vez ms necesaria la bsqueda de soluciones para el aumento de lacapacidad de transporte de las actuales lneas areas. Una de estas soluciones consiste en el cambiode conductores de la lnea existente por conductores de alta temperatura. Se pueden conseguiraumentos de capacidad considerables, dependiendo de la lnea original, sin necesidad de refuerzo delas estructuras existentes. Debido a ello, no son necesarios trabajos tan prolongados ni complicados.
Los conductores de alta temperatura estn todava en desarrollo por lo que suponen una inversineconmica importante. Cada tipo de conductor requiere un estudio en detalle en funcin de suscaractersticas, pudindose obtener incrementos de capacidad de transporte del orden del 60% parapor ejemplo temperaturas de operacin de 140-150 C.
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19
MATERIALES:
CONDUCTORES
TIPOS DE CONDUCTORES:
En funcin del material utilizado y de su configuracin, los principales tipos de CONDUCTORES DE ALTATEMPERATURA utilizados en la construccin de lneas elctricas areas son:
HTLS (High Temperature Low Sag)
ACSS-ACSS/TW (Aluminum Conductor Steel Supported/Trapezoidal Wire)
TACIR-ZTACIR (Zirconium alloy Aluminum Conductor Invar steel Reinforced)
GTACSR- GZTACSR (Gapped high-Temperature alloy Aluminum Conductor Steel Reinforced)
ACCR-ACCR/TW (Aluminum Conductor Composite Reinforced/Trapezoidal Wire)
ACCC/TW (Aluminum Conductor Composite Core/Trapezoidal Wire)
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20
CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
ACSS-ACSS/TW (Aluminum Conductor Steel Supported)
Composicin: Alambres de acero conforman el alma central del conductor alrededor del cual secablean una o varia capas de aluminio en el estado 1350-0. El estado 0 del aluminio consiste en elrecocido total del aluminio y facilita que casi toda la solicitacin mecnica sea asumida por el alma deacero. En los tipo ACSS/TW los alambres de aluminio tienen forma trapezoidal, lo que permite reducirel dimetro exterior del conductor para una misma seccin.
ACSS ACSS/TW
Propiedades: Operan continuamente a temperaturas de hasta 200C. Propiedades deautoamortiguacin. Flechas menores bajo condiciones de emergencia. El tipo ACSS/TW presentareduccin de los efectos de las sobrecargas por viento y hielo.
Aplicaciones: Lneas areas de distribucin y transporte en Media, Alta y Muy Alta tensin.Incremento de la capacidad de transporte de lneas existentes.
MATERIALES:
CONDUCTORES
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21
CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
TACIR-ZTACIR (Termal alloy Aluminum Conductor Invar steel Reinforced)
Composicin: Ncleo formado por alambres de aleacin de Invar (acero con 36% Nquel) alrededordel cual se cablean capas de aleaciones de aluminio termo-resistentes denominada TAL o ZTAL. Elcoeficiente de dilatacin trmica del Invar es del orden de la tercera parte que en el acero, con locual se consigue reducir la flecha de forma muy notable.
Propiedades: Operan continuamente a temperaturas de hasta 210C. Bajo incremento de flechacuando el conductor trabaja por encima de los 90C.
Desventajas: Costo de hasta 5 veces mayor que el ACSR. Muy poca aceptacin a nivel mundial.Ncleo ms dbil que el ncleo de acero convencional del ACSR.
Aplicaciones: Lneas areas de distribucin y transporte en Media, Alta y Muy Alta tensin.Incremento de la capacidad de transporte de lneas existentes.
MATERIALES:
CONDUCTORES
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CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
GTACSR- GZTACSR (Gap Termal alloy Aluminum Conductor Steel Reinforced)
Composicin: Ncleo formado por alambres de acero galvanizado de alta resistencia alrededor delcual se cablean capas de alambres de aleacin de aluminio termo-resistentes denominada TAL oZTAL. Los alambres de la capa interna ms prxima al alma son de seccin trapezoidal, lo que dalugar a un pequeo hueco (gap) entre el alma de acero y las capas de aleacin de aluminio quepermite el deslizamiento entre ambas partes. Este hueco se rellena con una grasa resistente al calor.
Propiedades: Operan continuamente a temperaturas de hasta 150C. Bajo incremento de flechas aaltas temperaturas. Gran capacidad de absorcin de vibraciones.
Desventajas: Costo de hasta 2 veces mayor que el ACSR. Muy poca aceptacin a nivel mundial.Requiere accesorios especialmente diseados y mtodos de instalacin especiales.
Aplicaciones: Lneas areas de distribucin y transporte en Media, Alta y Muy Alta tensin.Repotenciacin de lneas existentes.
MATERIALES:
CONDUCTORES
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CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
ACCR-ACCR/TW (Aluminum Conductor Composite Reinforced)
Composicin: Alambres del ncleo compuestos fibra cermica de xido de aluminio embebidas enaluminio puro y rodeadas de alambres de aluminio templado y zirconio. En los tipo ACCR/TW losalambres que recubren el ncleo tienen forma trapezoidal, lo que permite reducir el dimetro exteriordel conductor para una misma seccin.
ACCR ACCR/TW Propiedades: Elevadas temperaturas de operacin de hasta 210C y baja flecha. Excelente resistencia
a la fatiga y a la traccin. Elevada conductividad del alma. Menor peso del alma. Menor dilatacintrmica. No sufre degradacin por corrosin.
Desventajas: Costo de hasta 8 a 20 veces mayor que el ACSR. Utilizacin en el mercado an muylimitada (pocos kilmetros instalados).
Aplicaciones: Repotenciaciones de lneas existentes. reas dificultosas o Zonas sensibles al medioambiente (montaas, parques naturales, reas densamente pobladas). Vanos de gran longitud(cruzamientos con ros, desfiladeros, lagos). Ambientes corrosivos (zona costera, desierto).
MATERIALES:
CONDUCTORES
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24
CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
ACCC /TW(Aluminum Conductor Composite Core)
Composicin: Ncleo de material compuesto formado por carbono de alta resistencia y fibra de vidrio,alrededor del cual se trenzan 2, 3 o 4 capas de alambres de aluminio recocido 1350-0 de seccintrapezoidal.
Propiedades: Elevadas temperaturas de operacin de hasta 200C y baja flecha. Excelente resistenciaa la corrosin y oxidacin. Ms liviano al no tener un ncleo metlico. Excelentes caractersticas deautoamortiguacin. Mayor coeficiente de rugosidad de la superficie, reduccin de prdidas por efectocorona, ruido y nivel de interferencia.
Desventajas: Costo de hasta 5 a 10 veces mayor que el ACSR. Utilizacin en el mercado an muylimitada (pocos kilmetros instalados). Degradacin del ncleo por las altas temperaturas.
Aplicaciones: Lneas areas de transporte de media y alta tensin. Repotenciaciones de lneasexistentes. Vanos de gran longitud (cruzamientos con ros, desfiladeros, lagos). Ambientes corrosivos(zona costera, desierto).
MATERIALES:
CONDUCTORES
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25
CONDUCTORES DE ALTA TEMPERATURA:
Ejemplo de curva tpica Flecha-Temperatura para diferentes conductores HTLS:
MATERIALES:
CONDUCTORES
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26
MATERIALES:
CONDUCTORES
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1MATERIALES
CABLES DE GUARDA
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2TIPOS DE CABLES DE GUARDA:
Los materiales empleados comnmente para los CABLES DE GUARDA se emplean cuerdas de acero galvanizado o de allumoweld, pudiendo incluir un tubo central de aluminio con fibras pticas en su interior.
La seleccin del material ptimo se determina por las condiciones especficas de cada instalacin. Algunosde los elementos a considerar son:
Posibilidad de corrosin, por ejemplo en la proximidad al mar o en atmsferas con polucin. Necesidad de transmitir seales de telecomunicacin.
En funcin del material utilizado y de su configuracin, los principales tipos de CABLES DE GUARDA utilizados enla construccin de lneas elctricas areas son:
CABLES DE GUARDA CONVENCIONALES ACERO GALVANIZADO
ACERO RECUBIERTO DE ALUMINO (Alumoweld)
CABLES COMPUESTOS TIERRA-PTICO (OPGW: Optical Power Ground Wire) TUBO DE ALUMINIO EXTRUIDO
TUBOS DE ACERO INOXIDABLE
MATERIALES:
CABLES DE GUARDA
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3TIPOS DE CABLES DE GUARDA:
En funcin del material utilizado y de su configuracin, los principales tipos de CABLES DE GUARDA utilizadosen la construccin de lneas elctricas areas son:
CABLES DE GUARDA CONVENCIONALES
ACERO GALVANIZADO
ACERO RECUBIERTO DE ALUMINO (Alumoweld)
CABLES COMPUESTOS TIERRA-PTICO (OPGW: Optical Power Ground Wire)
TUBO DE ALUMINIO EXTRUIDO
TUBOS DE ACERO INOXIDABLE
MATERIALES:
CABLES DE GUARDA
-
4CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
CABLES DE GUARDA CONVENCIONAL DE ACERO GALVANIZADO
Compuesto por alambres de acero del mismo dimetro y calidad recubiertos con zinc, trenzados deforma helicoidal.
Baja resistencia a la corrosin.
Se emplean en zonas sin contaminacin o de contaminacin ligera.
MATERIALES:
CABLES DE GUARDA
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5CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
CABLES DE GUARDA CONVENCIONAL DE ACERO RECUBIERTO DE ALUMINIO (ALUMOWELD)
Compuesto por alambres de acero del mismo dimetro recubiertos de aluminio, trenzados de formahelicoidal.
Mayor conductividad, alta resistencia a la corrosin y gran resistencia a la rotura.
Se emplean en zonas de fuerte contaminacin.
MATERIALES:
CABLES DE GUARDA
-
6CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
CABLES COMPUESTOS TIERRA-PTICO (OPGW: Optical Power Ground Wire)
En los ltimos aos se ha extendido el uso de los cables OPGW, o cables compuestos tierra-ptico. UnOPGW combina las funciones de un cable de tierra convencional (proporcionar apantallamiento a lalnea frente a descargas atmosfricas) y funciones para la transmisin de seales de comunicacin.
Individualmente las fibras pticas estn protegidas por una cubierta de plstico que las protege de losdaos ambientales y de los derivados del efecto de manipulacin de las mismas. El ncleo de fibraspticas se aloja en el interior de un tubo revestido que proporciona tanto proteccin mecnica alncleo ptico como estanqueidad frente a la humedad. Este tubo es generalmente de aluminio, yproporciona a su vez alta conductividad elctrica necesaria para la disipacin de las descargasatmosfricas o cortocircuitos accidentales. Los cables pueden contener desde 12 hasta 288 fibraspticas, aunque los ms usuales son hasta 48 fibras pticas.
Los parmetros ms importantes a tener en cuenta en la seleccin de estos cables son:
MATERIALES:
CABLES DE GUARDA
-
7CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
OPGW CON TUBO DE ALUMINIO EXTRUIDO
Diseo con tubo central de aluminio extruido que contiene el ncleo ptico con estructura holgada de lasfibras en 3, 4 o ms tubos de material termoplstico. Alrededor de este tubo central se disponen una o mscoronas de hilos de acero recubierto de aluminio y/o de aleacin de aluminio (la doble corona proporcionamayor carga de rotura y/o intensidad de cortocircuito).
Son los ms utilizados. Su diseo se adapta perfectamente a las necesidades ms habituales de instalacinconsiguiendo una ptima relacin calidad-precio.
MATERIALES:
CABLES DE GUARDA
Icc = 12 kA (0,5 seg) Icc = 18 kA (0,5 seg)
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8CARACTERSTICAS PRINCIPALES:
OPGW CON TUBO DE ACERO INOXIDABLE
Diseo con tubo de acero inoxidable taponados con gel antihumedad que contiene las fibras pticas en suinterior. Junto con los alambres de acero recubierto de aluminio y/o aleacin de aluminio constituye un cableOPGW de caractersticas similares al cable de guarda/cable de fase tradicional. Se puede utilizar uno o mstubos de acero dependiendo del n de fibras del cable.
Se utilizan cuando se requiere un dimetro de cable ms reducido.
MATERIALES:
CABLES DE GUARDA
Icc = 6 kA (0,5 seg)
Icc = 25 kA (0,5 seg)
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9INSTALACIN DE FIBRA PTICA:
En el caso de que se quiera instalar fibra ptica en lneas ya existentes hay cuatro posibilidades:
Cables de fibra ptica adosados al cable de guarda: solucin vlida si las estructuras aguantan elsobreesfuerzo. Se pueden presentar efectos de envejecimiento del cable debidos al tracking,(presencia de un campo elctrico en la superficie de un material dielctrico).
Cables de fibra ptica adosados a los conductores de fase: Esta solucin slo debe emplearse si nose dispone de cuernos de tierra ya que el efecto de tracking ser mayor al estar ms cerca de losconductores en tensin.
Cables de fibra ptica autosoportado (ADSS). No necesitan de otro cable soporte para tenderse, porlo que puede elegirse la parte del apoyo donde irn instalados, lo que permite escoger zonas de menorcampo elctrico para disminuir el tracking.
Sustitucin del cable de tierra convencional por un cable compuesto tierra-ptico (OPGW). Es lamejor solucin desde el punto de vista tcnico. Esta solucin es la que se adoptara tambin en el casode una lnea nueva.
MATERIALES:
CABLES DE GUARDA
-
1CABLES AISLADOS
MATERIALES:
-
2CABLES AISLADOS EVOLUCIN HISTRICA
1890 Primer cable AT con papel impregnado 1920 Nace el cable de aceite O.F. 1936 Primer enlace industrial 225 kV O.F. 1952 Primer enlace industrial 400 kV O.F. 1969 Primer cable 225 kV con aislamiento seco 1890 Primer cable 400 kV con aislamiento seco
MATERIALES:
-
3CABLES AISLADOS APLICACIONES
Redes de distribucin pblica en zonas urbanas Industrias de gran potencia Redes de transporte Soterramientos parciales de lneas de transporte Entrada a subestaciones Mallado de una red urbana Enlace entre subestaciones Conexin de generadores
MATERIALES:
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4CABLES AISLADOS - CLASIFICACION SEGN LA TENSION DE SERVICIO
U 1 kV Baja Tensin
U 30 kV Media Tensin
U 220 kV Alta Tensin
U > 220 kV Muy Alta Tensin
MATERIALES:
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5CABLES AISLADOS - CLASIFICACION
SEGN LA NATURALEZA DE SUS COMPONENTES
Conductores Aislamiento Protecciones
Cobre Plsticos (XPLE, EPR, ) Pantallas
Armaduras
Cubiertas
etc.Aluminio Aceite
etc. etc.
MATERIALES:
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6CABLES AISLADOS - CLASIFICACION
SEGN SU NUMERO DE FASES
Unipolares Tripolares etc.
SEGN SU USO
Cables Enterrados Cable Submarino etc.
MATERIALES:
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7CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
Conductor Capa semiconductora interna proteccin daos origen elctrico
Aislamiento Capa semiconductora externa proteccin daos origen elctrico
Pantalla metlica proteccin daos origen elctrico Barrera propagacin de agua y/o Armadura proteccin daos origen mecnico Cubierta exterior proteccin daos origen mecnico
MATERIALES:
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8 Conductor
Idealmente PesoMnimo+ResistenciaElctricaMnima+PrecioMnimoRESISTIVIDADESPECIFICADEDIFERENTESTIPOSDECONDUCTORES
Plata 1,60108m
Cobre 1,72108m
Oro 2,35108m
Aluminio 2,82108m
Acero 13,00108m
Plomo 21,40108m
RESISTIVIDADESPECIFICADEDIFERENTESTIPOSDECONDUCTORES
Plata 1,60108m
Cobre 1,72108m
Oro 2,35108m
Aluminio 2,82108m
Acero 13,00108m
Plomo 21,40108m
DENSIDADDEDIFERENTESTIPOSDECONDUCTORES Aluminio 2,7gr/cm3
Acero 7,8gr/cm3
Cobre 8,5gr/cm3
Plata 10,5gr/cm3
Plomo 11,3gr/cm3
Oro 19,3gr/cm3
DENSIDADDEDIFERENTESTIPOSDECONDUCTORES Aluminio 2,7gr/cm3
Acero 7,8gr/cm3
Cobre 8,5gr/cm3
Plata 10,5gr/cm3
Plomo 11,3gr/cm3
Oro 19,3gr/cm3
Sufuncinconsisteentransportarlacorrienteysoportarlosesfuerzosmecnicosduranteeltendido
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
MATERIALES:
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9CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
Encorrientesalternas(A.C.)seproducendosefectosqueaumentanlaresistenciadelconductor:
La variacin de la corriente alterna en el tiempo induce a su alrededor un campo magnticotambin variable que induce en el propio conductor y en los cables prximos unas tensiones quea su vez originan corrientes que se oponen a la principal.
Efecto Skin (en el propio conductor)muy pronunciado en cables de gran seccinLas corrientes inducidas son mayores en el interior que en la periferia, as los elementos decorriente de la intensidad principal presentan menor valor en su interior que en la periferia.
Efecto Proximidad (en los cables prximos)
efecto skinefecto skin efecto proximidadefecto proximidad
Conductor
MATERIALES:
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10
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
Macizo: para secciones muy pequeas baja tensin Convencional o Cableado: el conductor est constituido por varias capas de hilos ensambladosconcntricamente en hlicemedia tensin Compactado: se logra una reduccin del dimetro del cable (peso y coste) y un campo elctricoms uniforme pero se aumenta de la rigidez mecnica cables de alta tensin de pequea seccin Segmentado: los conductores segmentados, denominados tambin Milliken, estn constituidos porel montaje de varios conductores de seccin sectorial proporcionando al conjunto una formacilndrica. Estos sectores o segmentos se aslan unos de otros mediante cintas cables de altatensin de gran seccin
Conductor
MATERIALES:
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11
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS Conductor
conductor macizoconductor macizo conductor cableadoconductor cableado conductor compactadoconductor compactado conductor segmentadoconductor segmentado
fuente: Nexans (nota: esmaltado es un tratamiento adicional de Nexans Cables)fuente: Nexans (nota: esmaltado es un tratamiento adicional de Nexans Cables)
MATERIALES:
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Capa semiconductora interna
Su funcin consiste en alisar el campo elctrico a nivel del conductor para garantizar un enlaceequipotencial entre el conductor y el aislante y en evitar descargas parciales en huecos sometidos agradientes de tensin entre los hilos conductores.Las propiedades trmicas y mecnicas de ste material deben ser similares a las del material aislante.Se coloca junto al aislamiento y la capa semiconductora externa en un proceso denominado tripleextrusin para asegurar capas uniformes y sin irregularidades.
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
fuente: Brugg Cablefuente: Brugg Cable
MATERIALES:
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13
Aislamiento
Su funcin consiste en aislar al conductor, funcionando a alta tensin, de la pantalla metlica puestaal potencial de tierra. El aislamiento debe resistir (rigidez dielctrica) el campo elctrico tanto enrgimen nominal como en rgimen transitorio.
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
Adems de las caractersticas elctricas, los aislamientos debern disponer de otras caractersticasque los haga adecuados para las solicitaciones a que ser expuesto:
absorcin de agua y resistencia a la humedad grado de polimerizacin, vulcanizacin o reticulacin resistencia al ozono, a la accin solar, a las radiaciones ultravioleta y gamma, a la oxidacin, a losagentes corrosivos, a los hidrocarburos, a los ambientes salinos, resistencia al calor y/o al frio, al fuego, al agrietamiento, resistencia a la traccin, carga de rotura, etc.
Esta relacin no es exhaustiva, pudindose necesitar otros tipos de caractersticas.
MATERIALES:
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14
Aislamiento
Aislamiento de Papel Impregnado
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
Est constituido por una mezcla de resinas y aceites minerales que utilizan como soporte fsico unencintado de papel celulsico desmineralizado. La mezcla esta prcticamente solidificada atemperatura ambiente pero al tomar temperaturas superiores aumenta su fluidez. As se debe rodearal papel de un tubo de plomo para evitar la prdida de la mezcla.
Bajo conducto Auto contenido
MATERIALES:
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15
Aislamiento
Aislamiento de Papel Impregnado
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
Su uso est siendo reemplazado, a medida que la tecnologa lo permite, por aislamientos de tipo seco.
Necesitan accesorios e instalaciones anexas: depsitos de aceite, control de presin,
MATERIALES:
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16
Aislamiento
Aislamiento Seco
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
Policloruro de Vinilo PVC
Est constituido por una resina de PVC pura mezclada con plastificantes, cargas y estabilizantes
Ventajas. buenas propiedades mecnicas. rigidez dielctrica elevada. no propagador de la llama y el incendio pero desprende humos opacos y gases txicos. baja permeabilidad al agua
Inconvenientes. resistividad elctrica baja. constante dielctrica elevada. factor de perdidas muy alto su uso se limita a cables de baja tensin. frgil y rgido a bajas temperaturas
MATERIALES:
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17
Aislamiento
Aislamiento Seco
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
Polietileno Reticulado XLPE
Consiste en una evolucin del polietileno termoplastico (PE) para conservar sus extraordinarias propiedadeselctricas superando sus debilidades.
Ventajas. buenas propiedades mecnicas. buen comportamiento al frio. buena resistencia a la abrasin. resistividad elctrica alta. capacidad de carga un 20% superior al PVC. factor de prdidas muy bajo
Inconvenientes. rigidez mecnica elevada. baja resistencia a la llama y a los hidrocarburos. regular resistencia a la humedad
MATERIALES:
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18
Aislamiento
Aislamiento Seco
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
Gomas EtilenoPropileno EPR
Se desarrollaron para evitar una de las caractersticas negativas del XLPE, su elevada rigidez mecnica. Estnconstituidas por copolmeros del tipo etilenopropileno. Adicionalmente, a diferencia del XLPE, permite laincorporacin de cargas y plastificantes que permiten la creacin de mezclas adaptadas a exigencias particulares.
Ventajas. flexible incluso a bajas temperaturas. buenas caractersticas trmicas. gran resistencia a la ionizacin y a las descargas parciales. buena resistencia a la humedad
Inconvenientes. propiedades mecnicas dbiles. mas caro que el XLPE. factor de prdidas no suficientemente bueno para cables de Muy Alta Tensin.
MATERIALES:
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19
Aislamiento
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
Valores de gradiente tpicos de trabajo 220kV:100 kV/cm
MATERIALES:
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20
Aislamiento
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
Factor de PrdidasEl circuito de la figura representa un modelo de un cable subterrneo de alta tensin sometido a una tensin V entre elconductor principal y su pantalla metlica protectora. La configuracin concntrica de ambos lo asemeja a un condensador,por el que circula IC, y las fugas a travs del dielctrico que los separa se representan por la corriente IR a travs de unaresistencia en paralelo.
Cuanto ms pequea sea IR ms efectivo es el aislamiento del cable. Para estimar su valor se indica la relacin IR/ IC que esla tangente del ngulo .
tan
18
tan
tan
18
10
factordecalidaddelaislamiento
MATERIALES:
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21
Capa semiconductora externa
Su funcin es idntica a la de la pantalla semiconductora sobre el conductor, permitir pasarprogresivamente de un medio aislante, en donde el campo elctrico es no nulo, a un materialconductor (la pantalla metlica del cable) en el que el campo elctrico es nulo.
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
Pantalla metlica
Funciones
Dar forma regular y cilndrica al campo elctrico
Anular el campo elctrico en el exterior del cable. Constituye el segundo electrodo del condensadorque constituye el cable aislado
Barrera radial contra la penetracin de humedad en el cable y, en particular, en su sistema deaislamiento
MATERIALES:
-
22
Pantalla metlica
Implicaciones
Necesidad de conectar la pantalla metlica a tierra en un punto a lo largo del enlace, por lo menos Drenaje de las corrientes capacitivas que atraviesan el aislamiento Drenaje de las corrientes o de una parte de las corrientes de cortocircuito homopolares.
esta funcin permite en la prctica, dimensionar la pantalla metlica.
Circulacin de las corrientes inducidas por los campos magnticos de los diferentes cables cercanos.estas corrientes de circulacin originan prdidas suplementarias en los cables y deben tomarse en consideracinen la evaluacin de la capacidad de transporte para el clculo de la seccin del cable.
Necesidad de aislar elctricamente la pantalla metlica de la tierra en la mayor parte de la longitudde cable instalada. Necesidad de proteger la pantalla metlica contra la corrosin de origen qumico o electroqumico.
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
MATERIALES:
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23
Pantalla metlica
Tipos mas habituales
Pantalla de hilos de cobre concntricosventajas. construccin ligera. posibilidad de capacidad de cortocircuito elevada.inconvenientes. poca resistencia elctrica aumento prdidas por corriente de circulacin
Pantalla de aluminio soldada longitudinalmenteventajas. construccin ligera. posibilidad de capacidad de cortocircuito elevada. estanqueidad garantizada por el procedimiento de fabricacininconvenientes. poca resistencia elctrica aumento prdidas por corriente de circulacin. prdidas por corriente de Foucault ms elevadas
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
MATERIALES:
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24
Armaduras
Son unos elementos, cuya funcin es proteger el cable contra esfuerzos mecnicos excesivos, ya seande compresin o de traccin. En general, son poco utilizados en las lneas de cables elctricos aisladosen media o en alta tensin, pero se debe recordar su existencia en el caso de que se prevea lapresencia de esfuerzos mecnicos excesivos sobre la lnea.
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
Barrera propagacin de agua
Cintas hinchables semiconductorasCintas metlicas estancas (por ejemplo lmina de aluminio solapada termopegada)
MATERIALES:
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Cubierta exterior
Funcin Aislar la pantalla metlica de tierra (en particular para los enlaces de conexin especial de pantalla) Proteger los elementos metlicos de la pantalla contra la humedad y la corrosin Adems, la cubierta exterior debe resistir las agresiones mecnicas que se dan durante el tendido yla operacin, as como otras agresiones potenciales especficas tales como termitas, hidrocarburos,etc.
Materiales Polietileno (PE)ventajas. coeficiente de rozamiento muy bajo (facilidad tendido). buena resistencia al desgarro. reducida fragilidad a bajas temperaturasinconvenientes. arde con facilidad
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
MATERIALES:
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26
Cubierta exterior
Materiales Policloruro de Vinilo (PVC)ventajas. coeficiente de rozamiento bajo (facilidad tendido). excelente resistencia a la accin de la intemperie. buena resistencia al desgarro. retrasa la progresin del incendioinconvenientes. liberaciones de humos txicos y corrosivos. propiedades mecnicas inferiores a las del polietileno y su coste es superior
Poliolefinas ignfugas:. ausencia de gas cido halgeno en los gases emanados en la combustin (libres de halgenos). no propagacin incendio (se autoextinguen cuando la llama que les afecta se retira o apaga)
CABLES AISLADOS PARTES CONSTITUTIVAS
MATERIALES:
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1CABLES AISLADOS MATERIAL ASOCIADO
Unen el cable a la red, a travs de las subestaciones o las conexiones aerosubterrneas.
Permiten controlar el paso del campo elctrico del aislante de los cables al medio aislante de la subestacin (aire en elcaso de una subestacin al aire libre o SF6 en el caso de una subestacin blindada).
Lnea de fuga
Es la distancia de aislamiento medida a lo largo de la superficie de separacin entre los puntos en tensin y la pantallapuesta a tierra. Sirve para evitar la conduccin directa por contorneo en el fluido circundante (aire o gas o aceite).
En el exterior el dimensionamiento de la lnea de fuga est impuesto por las condiciones del entorno (humedad,salinidad, contaminacin atmosfrica,...) coeficiente de contaminacin Norma IEC 712 Insulation CoordinationApplication Guide
La multiplicacin del coeficiente de contaminacin, expresado en mm/kV, por la tensin mxima de utilizacin de la reddetermina la lnea de fuga del terminal.
TERMINALESEMPALMESAUTOVALVULASDEFASECAJASDEPUESTAATIERRA
MATERIALES:
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2CABLES AISLADOS MATERIAL ASOCIADOTERMINALESEMPALMESAUTOVALVULASDEFASECAJASDEPUESTAATIERRA
TERMINALES EXTERIORESTERMINALES EXTERIORES
AISLADOR DE PORCELANA ESMALTADA
Est fabricado con porcelana esmaltada, marrn o gris, y cerrado por dos platos de aluminio. El terminal de porcelanapresenta varias ventajas: es autoportante y no requiere sistema de fijacin superior. La superficie se limpia sola, lo quejustifica su uso en ambientes con mucha contaminacin o muy salinos
AISLADOR SINTTICO
Denominado compuesto o terminal sinttico rgido. El aislador est compuesto por un tubo de resina epoxi, reforzadocon fibra de vidrio, recubierto de aletas de silicona y cerrado por dos platos de aluminio. Los terminales compuestos seprestan especialmente para uso en instalaciones industriales en las que deba limitarse el riesgo de explosin.
AISLADOR SIN RELLENO DE FLUIDO
Estos terminales se denominan secos porque no contienen fluido de llenado. Son de tipo rgido (autoportante) o detipo flexible.
MATERIALES:
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3CABLES AISLADOS MATERIAL ASOCIADOTERMINALESEMPALMESAUTOVALVULASDEFASECAJASDEPUESTAATIERRA
TERMINALES INTERIORESTERMINALES INTERIORES
Su objetivo es conectar el cable al juego de barras aislado.
Es imprescindible comprobar la compatibilidad del terminal del cable con el tipo de conexin de la subestacin GIS(Norma IEC 62271209)
El terminal puede llenarse con fluido o ser de tipo seco. El fluido de llenado comn se trata del gas SF6.
TERMINALES TRANSFORMADORESTERMINALES TRANSFORMADORES
Este tipo de terminal se utiliza para conectar el cable directamente a un transformador.
Hay una nica norma europea (EN 50299) que especifica la interfaz entre el cable y el transformador.
Los modelos de transformadores son muy variados y no todos cumplen la norma. Por tanto, es imprescindible conocer sudiseo preciso para definir el terminal del cable adecuado.
MATERIALES:
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4CABLES AISLADOS MATERIAL ASOCIADOTERMINALESEMPALMESAUTOVALVULASDEFASECAJASDEPUESTAATIERRA
TERMINALES INTERIORESTERMINALES INTERIORESTERMINALES EXTERIORESTERMINALES EXTERIORES
MATERIALES:
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5CABLES AISLADOS MATERIAL ASOCIADOTERMINALES EMPALMESAUTOVALVULASDEFASECAJASDEPUESTAATIERRA
TECNOLOGIATECNOLOGIA
Su funcin es conectar los tramos de cable entre s para formar enlaces de grandes longitudes.Los empalmes se identifican por una parte por la tecnologa y por otra por las conexiones disponibles para la puesta atierra de las pantallas.
EMPALME ENCINTADOLa tcnica del encintado es la ms antigua y todava se utiliza cuando los requisitos elctricos del aislamiento de loscables son poco exigentes. El aislamiento del cable est compuesto por cintas sintticas con buenas caractersticasdielctricas y la capacidad de amalgamarse entre s. Su uso se limita a una tensin mxima de 110 kV.
MATERIALES:
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6CABLES AISLADOS MATERIAL ASOCIADOTERMINALES EMPALMESAUTOVALVULASDEFASECAJASDEPUESTAATIERRA
TECNOLOGIATECNOLOGIA
EMPALME PREMOLDEADOConsiste en un cuerpo monobloque premoldeado de elastmero. La fiabilidad se garantiza mediante ensayos previos enfbrica. Las propiedades del material sinttico del bloque premoldeado permiten mantener la presin adecuada en lainterfaz entre el cable y el empalme, a lo largo de la vida til del sistema. Las propiedades dielctricas del materialgarantizan un buen comportamiento elctrico con corriente alterna, as como una buena resistencia contra los impactosde rayos y maniobras.
EMPALME DE TRANSICINPermite conectar cables de diferente tecnologa: cable papel/cable sinttico. Est compuesto por diversos componentesidnticos a los de los cables a conectar y garantiza la continuidad mecnica y elctrica.
EMPALME DE ADAPTACINSe utiliza cuando los cables a conectar son del mismo tipo de aislamiento pero de dimensiones diferentes.
MATERIALES:
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7CABLES AISLADOS MATERIAL ASOCIADOTERMINALES EMPALMESAUTOVALVULASDEFASECAJASDEPUESTAATIERRA
EMPALME CON INTERRUPCIN DE PANTALLAEste empalme permite aislar la pantalla del cable de un lado de la pantalla del otro lado. Se utiliza en caso de puesta atierra con permutacin de las pantallas. Los empalmes con interrupcin de pantalla incluyen dos conexiones de puesta atierra, realizada por medio de dos cables unipolares o de un cable coaxial.
PUESTA A TIERRA DE LAS PANTALLASPUESTA A TIERRA DE LAS PANTALLAS
EMPALME RECTOSin puesta a tierra. Este empalme proporciona continuidad elctrica entre las pantallas metlicas de los dos cablesempalmados. Se emplea en caso de puesta a tierra en 2 puntos y en el empalme intermedio en los dems sistemas depuesta a tierra.Con puesta a tierra. Este empalme garantiza la continuidad de las pantallas metlicas. Adems, incluye una conexin quepermite conectar las pantallas a una puesta a tierra local. Este tipo de empalme se encuentra en los sistemas de puesta atierra en el punto medio as como en los sistemas de permutacin de las pantallas.
MATERIALES:
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8CABLES AISLADOS MATERIAL ASOCIADO
Protegen al cable aislado en caso de rayo o sobretensin de maniobra.
Bsicamente funcionan como resistencias elctricas no lineales. En rgimen normal de funcionamiento los pararrayostienen una gran resistencia y pueden considerarse como no pasantes. Durante un rayo o sobretensin de maniobra latensin a la que estn sometidos los pararrayos es muy grande y se convierten en conductores limitando entonces latensin a la que est sometida el cable asilado.
TERMINALESEMPALMESAUTOVALVULASDEFASECAJASDEPUESTAATIERRA
typical zinc oxide varistor characteristics fuente: ABBtypical zinc oxide varistor characteristics fuente: ABB
MATERIALES:
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9CABLES AISLADOS MATERIAL ASOCIADO
Las cajas de PaT son partes integrales, elctricamente y mecnicamente, de los sistemas de puesta a tierra de laspantallas metlicas de los cables aislados asociados a las lneas elctricas subterrneas a alta tensin.
Se utilizan en los empalmes y los terminales para proporcionar un fcil acceso a las interrupciones de las pantallas parapoder realizar los ensayos, alojan si es necesario los limitadores de tensin, y proporcionan una envolvente deproteccin ante los agentes externos y ante descargas por contacto.
TERMINALESEMPALMESAUTOVALVULASDEFASECAJASDEPUESTAATIERRA
CLASIFICACIONCLASIFICACION
Segn su ubicacin: exterior o enterradas
Segn su funcin: unipolares, tripolares, directas a tierra, con descargadores, transposicin de pantallas, etc.
MATERIALES:
-
1AISLAMIENTO
MATERIALES
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2TIPOS DE AISLAMIENTO:
El AISLAMIENTO es el elemento destinado a separar elctricamente el conductor de la torre que lossoporta. Se precisa por tanto que el aislamiento posea buenas propiedades dielctricas ya que la misinfundamental de ste es evitar el paso de la corriente del conductor hacia tierra.
El correcto funcionamiento de una lnea de transporte depende en gran medida de su aislamiento. En unalnea area el aislamiento debe soportar simultneamente esfuerzos mecnicos, trmicos y elctricos.
Entre otras cualidades necesarias, en la fabricacin de aislamiento elctrico se debe utilizar materiales queposean alta resistividad, y gran resistencia mecnica.
Segn el MATERIAL empleado, los tipos de aislamiento que ms se utiliza en la construccin de lneaselctricas areas son:
PORCELANA (dos o ms aisladores simples)
VIDRIO (dos o ms aisladores simples)
COMPUESTO (una sola pieza aislante)
MATERIALES:
AISLAMIENTO
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3CARACTERSTICAS PRINCIPALES
PORCELANA
Composicin: est formada por una mezcla de arcilla plstica (caoln, arcilla inglesa), cuarzo yfeldespato en polvo fino.
- Feldespato -> mejora la rigidez elctrica- Cuarzo -> mejora la resistencia mecnica- Arcilla -> mejora el comportamiento frente a los cambios trmicos
Fabricacin: Se forma una pasta con agua y los compuestos indicados que es vertida en moldes con laforma prevista del aislador. Se recubre con un esmalte y se cuece a temperaturas del orden de 1300 C.Finalmente se deja enfriar a temperatura ambiente
Propiedades: Gran resistencia mecnica. Fue el primer material utilizado como aislador en lneas de bajay alta tensin
MATERIALES:
AISLAMIENTO
CAPERUZA Y VSTAGO (SUSPENDIDO) RGIDO DE VSTAGO
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4CARACTERSTICAS PRINCIPALES
VIDRIO
Composicin: est formado por una mezcla de slice, carbonatos de calcio y de sodio y otros materiales,tales como el sulfato de bario y la almina mezclados con agua.
Fabricacin: Se introduce la mezcla en un horno donde se funden los materiales, vertindolo en elmolde con la forma del aislador a travs de un canal refractario. A continuacin se somete atratamientos trmicos para obtener las variedades deseadas: vidrio recocido o vidrio templado.
Vidrio Recocido: mejora las propiedades del vidrio, en particular las caractersticas mecnicas. Utilizadoen lneas de baja y en algunas de media tensin.
Vidrio Templado: aumenta la resistencia a las solicitudes de origen mecnico o trmico. Es el msutilizado en lneas de transporte de media alta tensin.
MATERIALES:
AISLAMIENTO
SUSPENDIDO DE CAPERUZA Y VSTAGO RGIDO DE VSTAGO
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5CARACTERSTICAS PRINCIPALES
TIPOS DE AISLADORES DE VIDRIO TEMPLADO DE CAPERUZA Y VSTAGOLos aisladores suspendidos se subdividen en cuatro grupos, segn las distintas formas de la pieza devidrio, adaptados a las distintas condiciones ambientales. Estos cuatro grupos son:
Aisladores Estndar: los ms comunes y ms utilizados en lneas de baja polucin. Aisladores Anticontaminacin: recomendados para zonas de media y alta contaminacin. Su mayor
lnea de fuga permite reducir los efectos de la contaminacin sin aumentar la longitud de la cadena.
Aisladores Aerodinmicos: muy recomendable en zonas desrticas. Autolimpiado con lluvia y viento. Aisladores Esfricos: mismas caractersticas que el anterior pero ms resistentes al vandalismo.
MATERIALES:
AISLAMIENTO
ESTNDAR ANTICONTAMINACIN AERODINMICO ESFRICO
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6CARACTERSTICAS PRINCIPALES
COMPUESTO
Composicin: los aisladores compuestos, tambin llamados polimricos, estn formados por treselementos. Ncleo: barra aislante de fibra de vidrio reforzada. Envolvente: aislante constituida por unelastmero (caucho de silicona vulcanizado a altas temperaturas). Terminales: son metlicos y estnsituados en los extremos del aislador (uno para fijacin a la torre y el otro para sujetar el conductor).
Propiedades: Alta resistencia a la contaminacin, alta hidrofobicidad por lo que su lnea de fuga puedeser menor (cadenas ms cortas). Ligeros y elsticos, facilitan el montaje, la sustitucin y el transporte.Buen comportamiento frente al vandalismo.
Aplicaciones: Se utilizan en ambientes contaminados. Tambin se usan como separadores de fase y encrucetas aislantes.
MATERIALES:
AISLAMIENTO
66 kV
220 kV
500 kVSeparadores de fase
Line post
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7CARACTERSTICAS PRINCIPALES
AISLAMIENTO COMPUESTO EN CRUCETAS AISLANTES
Son aisladores compuestos rgidos que asumen la funcin de crucetas en lneas de diseo compacto(bajo impacto visual).
Se utilizan en zonas urbanas y en proyectos de repotenciaciones de lneas donde existe dificultad paraampliar la servidumbre existente (por aumento de tensin o aumento de nmero de circuitos).
Pueden ser rgidas o pivotantes.
MATERIALES:
AISLAMIENTO
Se aade un tensor para aumentar la capacidad de carga vertical del poste de lnea
La base pivotante impide la flexin de los aisladores rgidos, lo que aumenta su capacidad de carga de compresin axial y reduce al mnimo las cargas de torsin en la estructura de soporte
Esfuerzo vertical no muy elevado
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8CARACTERSTICAS PRINCIPALES
AISLAMIENTO COMPUESTO EN SEPARADORES DE FASE
Son aisladores compuestos flexibles utilizados para separar las fases de un circuito.
Su finalidad es distanciar las fases para evitar cortocircuitos fase-fase producidos en casos de:
Vanos muy largos: no se cumple la distancia mnima reglamentaria entre fases porque las flechas sonmuy grandes (la flecha de un vano aumenta con el cuadrado de la distancia del mismo).
Efecto galloping: es un tipo de vibracin de baja frecuencia y gran amplitud provocada por la accin deviento y la presencia de hielo en los conductores.
MATERIALES:
AISLAMIENTO
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9CARACTERSTICAS PRINCIPALES
COMPARACIN: VENTAJAS E INCONVENIENTES
MATERIALES:
AISLAMIENTO
PORCELANA VIDRIO COMPUESTO
Resistencia mecnica
Pesado
No hidrfobo
Susceptible vandalismo
Pesado
No hidrfobo
Susceptible vandalismo
Defectos ocultos
Tecnologa poco experimentada
Envejecimiento ms acelerado
Ataque de aves
Resistencia mecnica
Deteccin visual defectos
Hidrfobo
Ligero y elstico
Compacto
Comportamiento ambientalBuen rendimiento
Comportamiento fiableComportamiento fiable
Buen rendimiento
Defectos ocultos
NO SE REEMPLAZAN ENTRE SI, CADA UNO TIENE UNA FUNCIN Y UNA FINALIDAD
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10
TIPOS DE AISLAMIENTO:
A continuacin se muestran unas imgenes de diferentes tipos de aislamiento:
MATERIALES:
AISLAMIENTO
VIDRIO (SUSPENSIN)
PORCELANA (AMARRE)
COMPUESTO (SEPARADOR DE FASE ) COMPUESTO (CRUCETAS AISLANTES)
VIDRIO (AMARRE)
COMPUESTO (CRUCETAS AISLANTES) PORCELANA (SUSPENSIN)
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11
SOBRETENSIONES EN REDES ELCTRICA DE ALTA TENSIN
SOBRETENSIN: Solicitacin dielctrica variable en el tiempo superior a la de funcionamiento normal. En funcin de su ORIGEN se clasifican en:
INTERNAS: debidas a maniobras, cortocircuitos, prdidas de carga, reenganches, resonancias, etc. EXTERNAS: debidas a descargas atmosfricas (rayo).
En funcin de su DURACIN se clasifican en:
TEMPORALES: duracin relativamente larga, entre 20 ms y 1 h, aunque normalmente inferiores a 1 s. TRANSITORIAS: corta duracin, inferior a unos pocos milisegundos, oscilatorias o no y generalmente
muy amortiguadas. A su vez se distinguen dos tipos en funcin de su duracin:
DE FRENTE LENTO: ondas oscilatorias con alta frecuencia amortiguada. DE FRENTE RPIDO: descargas atmosfricas, generalmente unidireccionales.
MATERIALES:
AISLAMIENTO
ANLISIS DE LA RED SOBRETENSIONES ESPERADAS(AMPLITUD, FORMA, DURACIN)
DETERMINACIN DEL AISLAMIENTO
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12
SOBRETENSIONES EN REDES ELCTRICA DE ALTA TENSIN
CLASIFICACIN Y CARACTERSTICAS
MATERIALES:
AISLAMIENTO
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13
COORDINACIN DE AISLAMIENTO
NIVEL DE AISLAMIENTO: conjunto de tensiones soportadas normalizadas asociadas a la tensin ms elevadaen rgimen permanente, a las que estar sometido el aislamiento de la lnea.
El reglamento espaol de lneas de alta tensin define los niveles de aislamiento normalizados para las gamas I y II.
MATERIALES:
AISLAMIENTO
TENSIONES EN LA RED
CARACTERSTICAS PROTECCIONES DISPONIBLES
CONDICIONES AMBIENTALES
SELECCIN DE LA RIGIDEZ
DIELCTRICA DEL AISLAMIENTO
COORDINACIN DE AISLAMIENTO
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14
COORDINACIN DE AISLAMIENTO
LNEA DE FUGA: es la distancia medida a lo largo del aislador, se mide sobre la superficie del mismo.
MATERIALES:
AISLAMIENTO
Mide la capacidad de un aislador respecto al riesgo de contorneo enambientes contaminados.
Para una cadena de aisladores, la lnea de fuga consiste enmultiplicar la de un solo aislador por el nmero de aisladores que la
componen.
La lnea de fuga recomendada para una cadena de aisladoresdepende del nivel de contaminacin de la zona por la que discurre la
lnea, y oscila entre 16 y 31 mm por cada kilovoltio fase-fase de la
lnea en cuestin.
Para el clculo se toma el valor de la tensin ms elevada de la red
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15
DESCARGAS EN EL AISLAMIENTO
DESCARGA: paso de corriente del conductor a la torre a travs del aislamiento.En funcin del MEDIO se pueden clasifican en los siguientes tipos:
POR CONDUCTIVIDAD DEL MATERIAL: a travs de la masa del aislador. Debido a corriente de fuga alta.POR CONDUCTIVIDAD SUPERFICIAL: la corriente de fuga contornea la parte exterior del aislador poraumento de la conductividad. Debido a polvo o humedad.
POR PERFORACIN DE LA MASA DEL AISLADOR: perforacin del aislador. Debido a la no uniformidaddielctrica del material en toda su masa.
POR DESCARGA DISRUPTIVA A TRAVS DEL AIRE: arco elctrico entre el conductor y la torre a travs delaire. Debido principalmente a la lluvia.
MATERIALES:
AISLAMIENTO
(a) (b)
(a) Arco elctrico en una cadenade aisladores equipada condescargadores
(b) Arco elctrico en una cadenade aisladores contaminada o enpresencia de niebla o lluvia suaveequipada con descargadores
El arco se mantienenalejado de la superficiede los aisladores
El arco rastrea la superficie de los aisladores (contorneo)
Posible dao en el aislamiento, serio problema de mantenimiento
El aislamiento no se ve afectado
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CARACTERSTICAS TCNICAS DE LOS AISLADORES
Las caractersticas de los aisladores se centran en los aspectos geomtricos, mecnicos y dielctricos.
CARACTERSTICAS TCNICAS DE UN ELEMENTO DE CADENA Carga de rotura mecnica Tensin soportada especificada a impulsos tipo rayo Tensin soportada especificada a frecuencia industrial bajo lluvia Tensin de perforacin especificada Dimensiones y longitud de la lnea de fuga
CARACTERSTICAS TCNICAS DE UNA CADENA DE AISLADORES Tensin soportada a impulsos tipo rayo Tensin soportada a frecuencia industrial bajo lluvia Tensin soportada a impulsos maniobra bajo lluvia
LA TENSIN SOPORTADA POR UNA CADENA DE AISLADORES NO ES LA SUMA DE LAS TENSIONES SOPORTADAS POR SUS ELEMENTOS,HAY QUE RECURRIR AL CATLOGO DEL FABRICANTE PARA CONOCER LA TENSIN SOPORTADA POR LA CADENA
MATERIALES:
AISLAMIENTO
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CARACTERSTICAS TCNICAS DE LOS AISLADORES
Las caractersticas de los aisladores se centran en los aspectos geomtricos, mecnicos y dielctricos.
MATERIALES:
AISLAMIENTO
ELEMENTO DE CADENA CADENA DE AISLADORES
A: Frecuencia industrial en seco
B: Frecuencia industrial bajo lluvia
C: 50% Impulso tipo rayo (+) 1,2/50
D: 50% Impulso tipo rayo (-) 1,2/50
A: Tensin soportada a frecuencia industrial en seco
B: Tensin soportada a frecuencia industrial bajo lluvia
C: Tensin soportada al impulso tipo rayo
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1MATERIALES
HERRAJES
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2TIPOS DE HERRAJES:
Los HERRAJES son todas aquellas piezas metlicas que sirven para sujetar los conductores a las cadenasde aisladores y stas a la estructura de la torre. Tambin incluyen los elementos de sujecin de los cablesde guarda a la estructura de la torre, as como diversos accesorios para los cables como separadores,amortiguadores, manguitos de empalme, etc.
Segn la UBICACIN, los principales tipos de herraje que se utilizan en la construccin de lneas elctricasareas se pueden clasificar en:
HERRAJES DE VANO: son aquellos que se montan sobre los conductores a lo largo del vano. Grapa de amarre Grapa de suspensin Varilla preformada de proteccin Contrapeso Separador Amortiguador
MATERIALES:
HERRAJES
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3TIPOS DE HERRAJES:
HERRAJES DE CADENA: son aquellos situados entre la torre y las grapas de sujecin delconductor.
Grillete Anilla bola Descargador Horquilla Rtula Yugo Alargadera Tensor
MATERIALES:
HERRAJES
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4CARACTERSTICAS PRINCIPALES
GRAPA DE AMARRE:
Se utilizan para amarrar los conductores o cables de tierra a la cadena de amarre. Deben asegurar que la carga de fallo es siempre superior al 95% de la carga de rotura del conductor y
minimizar los esfuerzos de compresin sobre el conductor a unos lmites aceptables. Tambin debengarantizar la continuidad elctrica de la lnea.
Pueden ser atornilladas o de compresin (piezas tubulares comprimidas hexagonalmente). Cuerpo: aleacin de aluminio. Tornillos y bulones: acero galvanizado en caliente. Pasadores: acero
inoxidable o latn (ATORNILLADA).
Cuerpo: aluminio 1050. mbolo: acero forjado galvanizado en caliente. Derivacin: aluminio 1050.Tornillera: acero galvanizado en caliente. Pasador: acero inoxidable (DE COMPRESIN).
MATERIALES:
HERRAJES
ATORNILLADA DE COMPRESIN
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5CARACTERSTICAS PRINCIPALES
GRAPA DE SUSPENSIN:
Se utilizan para amarrar los conductores o cables de tierra a las cadenas de suspensin. Soportan el peso del cable y se utilizan en apoyos de alineacin o ngulo pequeo. No deben permitir deslizar al conductor con los esfuerzos longitudinales previstos y deben tener una
curvatura suficiente que permita adaptarse a la catenaria sin daar el conductor.
Pueden ser convencionales o armadas (se utilizan unas varillas de aleacin de aluminio sobre las queva montada la grapa que reducen daos sobre el cable producidos por compresin, flexin y abrasin.
Cuerpo: aleacin de aluminio. Brida: acero inoxidable. Tornillera: acero galvanizado en caliente.Pasadores: acero inoxidable. Manguito: neopreno. Varillas de proteccin: aleacin de aluminio.
MATERIALES:
HERRAJES
CONVENCIONAL ARMADA
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6CARACTERSTICAS PRINCIPALES
VARILLA PREFORMADA DE PROTECCIN:
Se utilizan principalmente para evitar daos (tanto estticos como dinmicos), por compresin flexin,abrasin y por arcos elctricos, al cable sobre el cual van instaladas. Adems son capaces de reparardaos producidos en las capas exteriores del conductor. Son utilizadas conjuntamente con las grapasde suspensin para conductores de aluminio, aleacin de aluminio y aluminio-acero.
Estn diseadas para proporcionar plena conductividad elctrica y continuidad mecnica enconductores que hayan sufrido roturas de venas en el vano cuyo nmero sea de hasta el 25% delnmero de las que forman la capa exterior del conductor.
Cuerpo: aleacin de aluminio.
MATERIALES:
HERRAJES
VARILLA PREFORMADA
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7CARACTERSTICAS PRINCIPALES
CONTRAPESO:
Se utilizan para contrapesar las cadenas de suspensin, se cuelgan de la grapa de suspensin medianteun enganche de contrapeso. As se limita el ngulo mximo de desvo de la cadena evitandoacercamientos a masa. Tambin se utilizan para aumentar el vano peso de una torre.
Tambin existen contrapesos para los puentes flojos (bucles) que se montan directamente sobre elconductor.
Cuerpo: fundicin de hierro galvanizada. Tornillera: acero galvanizado en caliente.
MATERIALES:
HERRAJES
CONTRAPESO PARA CADENAS SUSPENSIN DOBLECONTRAPESO PARA BUCLE
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8CARACTERSTICAS PRINCIPALES
SEPARADOR:
Se utilizan en lneas que tienen varios conductores por fase (conductores en haz) para mantener ladistancia entre ellos a lo largo del vano y evitar el contacto entre los subconductores. Al mismo tiempo,se protege a los mismos del posible enredamiento debido al galope, descargas de hielo y fallos decorriente.
Existen separadores-amortiguadores capaces de disipar energa de vibracin de los subconductores porel movimiento de deformacin de unas piezas de elastmero interpuestas entre el brazo de la grapa yel cuerpo del separador, y que constituyen un mecanismo de rtula que permite el movimiento relativoentre ambas partes del separador.
Cuerpo: aleacin de aluminio. Inserto elastomrico: neopreno. Tornillera: acero inoxidable.
MATERIALES:
HERRAJES
SEPARADOR DPLEXSEPARADOR-AMORTIGUADOR TRIPLEX
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9CARACTERSTICAS PRINCIPALES
AMORTIGUADOR:
Los ms comunes en Espaa son los amortiguadores Stock-Bridge. Consisten en dos masas oscilantes,cuyas oscilaciones amortiguan las del conductor.
En general, se recomienda que la traccin a temperatura de 15 C sin sobrecarga (EDS) no supere el22% de la carga de rotura si se realiza el estudio de amortiguamiento y se instalan dichos dispositivos,o que bien no supere el 15% de la carga de rotura si no se instalan amortiguadores.
Grapa: aleacin de aluminio. Contrapesos: acero forjado galvanizado en caliente. Cable portor: acerogalvanizado en caliente. Tornillera: acero galvanizado en caliente acero inoxidable.
MATERIALES:
HERRAJES
AMORTIGUADOR STOCK-BRIDGE
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CARACTERSTICAS PRINCIPALES
GRILLETE:
Normalmente se utilizan como pieza de enganche de la cadena a la torre.
Pueden ser rectos o revirados
Cuerpo: acero forjado galvanizado en caliente. Tornillos y bulones: acero galvanizado en caliente.Pasadores: acero inoxidable o latn.
MATERIALES:
HERRAJES
RECTO REVIRADO
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CARACTERSTICAS PRINCIPALES
ANILLA BOLA:
Se utilizan para conectar las cadenas de aisladores tipo caperuza-vstago.
Pueden ser normales o de proteccin (estn preparadas para acoplar el descargador).
Cuerpo: acero forjado galvanizado en caliente.
MATERIALES:
HERRAJES
NORMALES DE PROTECCIN
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CARACTERSTICAS PRINCIPALES
DESCARGADOR:
Se utilizan en la parte superior e inferior como proteccin de las cadenas de aisladores: soportan sindaos graves los arcos de potencia reducen al mximo el efecto corona y los niveles de radiointerferencia.
Puede ser cerrados (tipo raqueta, tipo anillo).
Cuerpo: acero forjado galvanizado en caliente. Tornillera: acero galvanizado en caliente.
MATERIALES:
HERRAJES
DESCARGADOR
RAQUETA
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CARACTERSTICAS PRINCIPALES
HORQUILLA:
Se utilizan para conectar los herrajes finales de la cadena de aisladores con las grapas de amarre ysuspensin, o para conectar las cadenas de aisladores tipo caperuza-vstago con los herrajes asociados.
Puede ser paralela, revirada, de bola en V, etc. Las hay normales y de proteccin.
Cuerpo: acero forjado galvanizado en caliente. Tornillera: acero galvanizado en caliente. Pasadores:acero inoxidable o latn.
MATERIALES:
HERRAJES
HORQUILLA DE BOLA EN VHORQUILLA PARALELA
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CARACTERSTICAS PRINCIPALES
RTULA:
Se utilizan para conectar las cadenas de aisladores tipo caperuza-vstago con las grapas de amarre ysuspensin.
Puede ser normales o de proteccin (estn preparadas para acoplar el descargador).
Cuerpo: acero forjado galvanizado en caliente. Pasador: acero inoxidable o latn.
MATERIALES:
HERRAJES
RTULA DE PROTECCINRTULA
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CARACTERSTICAS PRINCIPALES
YUGO:
Se utilizan para crear configuraciones de cadenas con doble fila de aisladores y/o varios conductorespor fase.
Puede ser triangular, separador, de suspensin, etc. para cadenas sencillas o dobles con conductordoble, triple o cudruple.
Cuerpo: acero galvanizado en caliente.
MATERIALES:
HERRAJES
YUGO SEPARADOR
YUGO DOBLE TRIANGULAR
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CARACTERSTICAS PRINCIPALES
ALARGADERA:
Se utilizan para alargar la cadena y, de este modo, adecuar la distancia de la cadena a la torre.
Puede ser planas o de horquilla.
Cuerpo: acero galvanizado en caliente. Tornillera: acero galvanizado en caliente. Pasadores: aceroinoxidable.
MATERIALES:
HERRAJES
ALARGADERA HORQUILLA
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CARACTERSTICAS PRINCIPALES
TENSOR:
Se utilizan adems de para alargar la cadena, para regular de modo controlado la flecha del vano.
Puede ser de corredera o de rosca.
Cuerpo: acero galvanizado en caliente. Tornillera: acero galvanizado en caliente. Pasadores: aceroinoxidable.
MATERIALES:
HERRAJES
TENSOR DE CORREDERA
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EJEMPLOS DE CADENAS PARA CONDUCTOR
CADENA DE SUSPENSIN 220 KV SENCILLA - SIMPLEX:
MATERIALES:
HERRAJES
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EJEMPLOS DE CADENAS PARA CONDUCTOR
CADENA DE AMARE 220 KV DOBLE - SIMPLEX:
MATERIALES:
HERRAJES
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EJEMPLOS DE CADENAS PARA CONDUCTOR
CADENA DE SUSPENSIN EN V 400 KV TRIPLEX:
MATERIALES:
HERRAJES
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21
EJEMPLOS DE CADENAS PARA CONDUCTOR
CADENA DE AMARRE 400 KV DOBLE - DUPLEX:
MATERIALES:
HERRAJES
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EJEMPLOS DE CONJUNTOS PARA CABLE DE GUARDA
CONJUNTO DE SUSPENSIN CABLE DE TIERRA CONVENCIONAL:
MATERIALES:
HERRAJES
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23
EJEMPLOS DE CONJUNTOS PARA CABLE DE GUARDA
CONJUNTO DE AMARRE CABLE DE TIERRA CONVENCIONAL:
MATERIALES:
HERRAJES
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EJEMPLOS DE CONJUNTOS PARA CABLE DE GUARDA
CONJUNTO DE SUSPENSIN CABLE COMPUESTO (TIERRA-PTICO):
MATERIALES:
HERRAJES
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EJEMPLOS DE CONJUNTOS PARA CABLE DE GUARDA
CONJUNTO DE AMARRE CABLE COMPUESTO (TIERRA-PTICO):
MATERIALES:
HERRAJES
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EJEMPLOS REALES DE HERRAJES
MATERIALES:
HERRAJES
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1MATERIALES
CIMENTACIONES
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2TIPOS DE CIMENTACIONES:
Las CIMENTACIONES son los elementos destinados a fijar las torres al suelo, transmitiendo al terreno todas lassolicitaciones que existen en su base como consecuencia de la actuacin de los diferentes esfuerzos a los queest sometida. La manera ms habitual es mediante macizos de hormign en masa fabricados en el propioterreno, cuyas dimensiones deben garantizar que la torre permanezca estable ante las diferentes solicitaciones.
Segn las DIMENSIONES DE LA TORRE y las CARACTERSTICAS DEL TERRENO, los principales tipos decimentaciones que se utilizan en la construccin de lneas elctricas areas son:
CIMENTACIONES MONOBLOQUE: un solo macizo para toda la torre.
CIMENTACIONES FRACCIONADAS: macizos independientes para cada pata de la torre.
CIMENTACIONES MICROPILOTADAS: pilotes profundos.
CIMENTACIONES ARMADAS: armadura interior formada por barras corrugadas de acero.
MATERIALES:
CIMENTACIONES
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3CARACTERSTICAS PRINCIPALES
CIMENTACIONES MONOBLOQUE:
Estn formadas por un solo cimiento de hormign en masa para toda latorre.
Su geometra suele ser prismtica recta, cuadrada o rectangular.
El dimensionamiento est condicionado por los momentos, es decir, por elvuelco.
Necesitan un volumen de hormign mayor que las cimentaciones de patasseparadas porque no utilizan tan favorablemente las accin estabilizadoradel terreno.
Deben evitarse en terrenos sueltos, arcillas plsticas, pantanos, etc.
Sobre el macizo se suele construir una peana de forma piramidal en suparte superior, para facilitar que las aguas de lluvia escurran hacia elterreno.
MATERIALES:
CIMENTACIONES
Diseo tpico de cimentacionesmonobloque
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4CARACTERSTICAS PRINCIPALES
CIMENTACIONES MONOBLOQUE:
El clculo se fundamenta en el mtodo de Sulzberger de la ComisinFederal Suiza, cuyas hiptesis de clculo son las siguientes:
- El macizo de hormign puede girar como mximo un ngulo cuyatangente es igual a 0,01 (tg 0,01), independientemente de lascaractersticas del terreno.
- El terreno se comporta como un cuerpo plstico y elstico, y por ello losdesplazamientos del macizo originan reacciones del terreno proporcionalesa dichos desplazamientos.
MATERIALES:
CIMENTACIONES
- La resistencia del terreno a la compresin es nula en la superficie y creceproporcionalmente con la profundidad.
- No se toman en consideracin las fuerzas de rozamiento porque existeindeterminacin de la cuanta de las mismas. El centro de giro (O) de la cimentacin en
terrenos plsticos est a 2/3 de suprofundidad y a 1/4 de la pared vertical
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5CARACTERSTICAS PRINCIPALES
CIMENTACIONES MONOBLOQUE:
- El diseo debe cumplir la condicin de estabilidad del apoyo, la cualqueda asegurada por la igualdad entre los esfuerzos solicitantes ylas reacciones del terreno.
- Debe cumplirse que Mv = M1 + M2 donde Mv: Momento al vuelco debido a todas las fuerzas exteriores, M1: Momento estabilizador debido a las reacciones laterales
del terreno. M2: Momento estabilizador debido a las reacciones verticales
del terreno.
- La estabilidad del apoyo est confiada fundamentalmente a lasreacciones horizontales del terreno.
- El mtodo es de carcter general y se puede aplicar a lascimentaciones de cualquier forma.
MATERIALES:
CIMENTACIONES
Esfuerzos que la cimentacin ejerce sobreel terreno y reacciones del terreno sobre lacimentacin
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6CARACTERSTICAS PRINCIPALES
EJEMPLO DE DIMESIONES PARA CIMENTACIONES MONOBLOQUE
MATERIALES:
CIMENTACIONES
- Terreno medio normal (K=12 kg/cm3)- Terreno flojo (K=8 kg/cm3)- Terreno duro (K=16 kg/cm3)
- H = Altura total (m)
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7CARACTERSTICAS PRINCIPALES
CIMENTACIONES FRACCIONADAS:
Estn formadas por varios macizos independientes, uno para cada pata de la torre.
Se emplean cuando las dimensiones de la base de la torre abarca mucha superficie deterreno.
Su geometra puede ser escalonada, prismtica recta, pata de elefante, etc..
El dimensionamiento est condicionado por las cargas de compresin y arranque queel apoyo transmite al suelo y que deben absorber la cimentacin.
Representan actualmente casi la totalidad de las torres de las grandes lneas.
MATERIALES:
CIMENTACIONES
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8CARACTERSTICAS PRINCIPALES
CIMENTACIONES FRACCIONADAS:
El clculo se fundamenta en el mtodo del talud natural o cono dearrastre de tierras
Consiste en asimilar la superficie de rotura del suelo a un tronco de cono(seccin circular) o a un tronco de pirmide (seccin cuadrada orectangular) que parte del borde inferior de la base, formando susgeneratrices con la vertical un ngulo llamado ngulo de arrancamiento.
El ngulo de arrancamiento est relacionado con el ngulo de rozamientointerno del terreno, con las caractersticas de la cimentacin y con elprocedimiento constructivo.
El ngulo de arrancamiento no es un parmetro intrnseco del terreno. Noexiste una expresin general que permita evaluar dicho ngulo,adoptndose normalmente 30 para terreno normal y 20 para terrenoflojo.
MATERIALES:
CIMENTACIONES
Zonas de la cimentacin
1. Peso del macizo dehormign
2. Peso de las tierras quegravitan sobre el hormign
3. Peso de las tierrasarrancadas segn el ngulonatural del terreno
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9MATERIALES:
CIMENTACIONES
Esfuerzo de traccinsobre el macizo dehormign
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10
MATERIALES:
CIMENTACIONES
Esfuerzo a compresinsobre el macizo dehormign
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CARACTERSTICAS PRINCIPALES
EJEMPLO DE DIMESIONES PARA CIMENTACIONES FRACCIONADAS
MATERIALES:
CIMENTACIONES
Distancia entre macizos para diferentes alturas tiles
Cimentacin tipo pata de elefante
Terreno medio normal ( = 30 ; = 3 daN/cm2)
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CARACTERSTICAS ORIENTATIVAS DEL TERRENO SEGN EL REGLAMENTO ESPAOL
MATERIALES:
CIMENTACIONES
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CARACTERSTICAS PRINCIPALES
CIMENTACIONES MICROPILOTADAS:
Son cimentaciones profundas formadas por pilotes cilndricos de pequeodimetro (no superior a 300 mm).
Los ms habituales estn armados con un tubo de acero reforzado con unao varias barras corrugadas de acero, e inyectado con lechada o mortero decemento en una o varia fases.
Se emplean cuando el terreno es inestable y de baja capacidad portante, ocuando existen riesgos especiales como terrenos expansivos y rellenos sincompactar.
Es posible inclinar los micropilotes para mejorar el comportamiento frente acargas horizontales en suelos flojo.
Es necesario realizar un estudio geotcnico del suelo para determinar lacapacidad portante especfica segn las capas del terreno y as, junto conlas cargas transmitidas al suelo, disear la cimentacin en cada caso(nmero de pilotes por pata y la profundidad de dichos pilotes).
Su principal inconveniente es la necesidad de maquinaria y personalespecializados.
MATERIALES:
CIMENTACIONES
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CARACTERSTICAS PRINCIPALES
CIMENTACIONES MICROPILOTADAS:
La fase de ejecucin comprende las siguientes operaciones bsicas esquematizadas en la siguiente figura: Perforacin del taladro del micropilote (fases 1, 2 y 3) Colocacin de la armadura (fase 4) Inyeccin del micropilote (fase 5) Conexin con la estructura o con el resto de micropilotes mediante un encepado (fase 6)
MATERIALES:
CIMENTACIONES
Ejecucin de encepado
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CARACTERSTICAS PRINCIPALES
CIMENTACIONES ARMADAS:
En algunos pases, como por ejemplo Chile, lanormativa obliga a realizar cimentaciones armadas paraproporcionar resistencia ssmica en caso de terremotos.
La armadura consiste en barras corrugadas de acero dediferentes dimetros instaladas longitudinal ytransversalmente. Se define en funcin de las cargas asoportar, la firmeza del suelo y el nivel de riesgossmico.
MATERIALES:
CIMENTACIONES
Cimentacin armada torre lnea 220 kV
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1PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN
VARIANTE AREA
VARIANTE SUBTERRNEALNEA NUEVA
SUBTERRNEA
LNEA NUEVA AREA
LNEA NUEVA MIXTA
INSTALACIN DE FIBRA PTICA
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PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN:
TIPOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN
1
TIPOS DE PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN:
Se entiende por LNEA ELCTRICA DE ALTA TENSIN aquella instalacin elctrica de corriente alternatrifsica a 50 Hz de frecuencia que transporte o distribuya energa elctrica, cuya tensin nominal eficazentre fases sea superior a un kilovoltio.
Segn la CONFIGURACIN, los tipos proyectos de lneas elctricas de alta tensin que se puedenconstruir son:
LNEAS AREAS: los conductores estn instalados en el aire. LNEAS SUBTERRNEAS: los conductores estn instalados bajo tierra. LNEAS MIXTAS: formadas por un tramo de lnea areo y un tramo de lnea subterrneo.
Segn el ORIGEN DE LA NECESIDAD y los DIFERENTES CONDICIONANTES, los tipos de proyectos delneas elctricas de alta tensin que se realizan son:
LNEAS NUEVAS: construccin de nuevas lneas. VARIANTES: modificaciones parciales de lneas existentes. REPOTENCIACIONES: aumento de capacidad de transporte de una lnea existente. INSTALACIN DE FIBRA PTICA: necesidad de seales de comunicacin.
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1LNEAS AREAS:
Las lneas areas unen subestaciones elctricas en entornos urbanos o rsticos, originando redes dedistribucin y transporte.
PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN:
TIPOS DE PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN
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2LNEAS AREAS:
Estn constituidas principalmente por los siguientes elementos:
Torres soportan los cables tendidos.
Conductores conducen la energa elctrica.
Cables de guarda protegen la lnea de posibles descargas.
Herrajes sujetan los cables a la torre.
Aislamiento separa elctricamente el conductor de la torre.
Cimentaciones fijan las torres al terreno.
PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN:
TIPOS DE PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN
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3LNEAS AREAS:
En funcin de las necesidades de capacidad de transporte, una lnea area puede transportar uno ovarios circuitos. As mismo, cada fase puede contener un conductor o un haz mltiple de conductores(simplex, dplex, triplex, etc.).
PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN:
TIPOS DE PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN
Un circuito dplexDos circuitos simplex
Cuatro circuitos (dos dplex y dos triplex)
Dos circuitos cudruplex
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4LNEAS AREAS:
Para el diseo de la lnea se requiere la siguiente informacin de partida:
PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN:
TIPOS DE PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN
CONDICIONES INICIALES
CONFIGURACIN DE LA LNEA
TIPO DE AISLAMIENTO
TIPO DE TORRES
NIVEL DE TENSIN CAPACIDAD DE TRANSPORTE NECESARIA
CONDICIONES DE TENDIDO
ZONA CLIMTICA
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5LNEAS AREAS:
La Capacidad de transporte de la lnea depende de la intensidad mxima admisible que es capaz detransportar el conductor de manera continua sin sufrir daos.
La Intensidad mxima admisible del conductor depende de los siguientes factores:
PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN:
TIPOS DE PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN
INTENSIDAD MXIMA
ADMISIBLE
RADIACIN SOLAR
VIENTO SOBRE EL CONDUCTOR
ALTITUD LNEA
SECCIN DEL CONDUCTOR EMISIVIDAD Y ABSORTIVIDAD DEL CONDUCTOR
TEMPERATURA MXIMA DE OPERACIN DEL CONDUCTOR
TEMPERATURA AMBIENTE
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6LNEAS AREAS:
Pueden presentar efecto corona: fenmeno que se da cuando el potencial del conductor se eleva hastavalores tales que el campo elctrico que rodea el conductor sobrepasa la rigidez elctrica del aire y ste sevuelve conductor.
PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN:
TIPOS DE PROYECTOS DE LNEAS DE ALTA TENSIN
GRADIENTE DE POTENCIAL MXIMO (kV/m)
- Nivel de tensin- Geome
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