conductores autoportantes

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Ao de la Integracin Nacional y reconocimiento de Nuestra DiversidadUNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PER

CONDUCTORES AUTOPORTANTES

CTEDRA: FUNDAMENTOS DE INGENIERIA ELECTRICACATEDRTICO: ING. HUGO LOZANO NUEZ ALUMNOS: ARANA ZEVALLOS, Alexis ARAUCO TINOCO, Michael GARAY ROJAS, Lonely MEZA SOLIS, Kid SIUCE MORENO, Efrain

Huancayo - Per2012

INTRODUCCINEl tema de conductores autoportantes, viene a ser un tema de sumo inters para todo estudiante de Ingeniera Elctrica, ya que nos brindara los conocimientos necesarios y tiles para lograr el buen desenvolvimiento del estudiante para temas sucesivos a este, tales como lneas de transmisin y distribucin, y para el empleo de esta teora ya sea en su vida laboral o solo como cultura general.El presente trabajo dar a conocer los aspectos ms resaltantes de los conductores autoportantes, tales como: la temperatura de operacin, las tensiones de diseo y las respectivas precauciones en cada caso.En cuanto a los mtodos para hallar ya sea tensiones, resistencias o reactancias inductivas, se mostrara los clculos correspondientes a cada uno.En el presente trabajo tambin se mostrara los tipos de conductores autoportantes ms comunes y los accesorios (con sus respectivas dimensiones), utilizados para una debida instalacin del conductor. As tambin se mostraran algunos cuadros ilustrativos, ms figurativos que todo estudiante de ingeniera elctrica debe tener en cuenta. Y como la seguridad siempre est presente, el trabajo contiene las distancias mnimas de seguridad del conductor.

RESUMENUn conductor autoportante est especialmente concebido para tramos relativamente cortos, adopta una configuracin cilndrica y est constituido mediante un ncleo (materializado en un cable de acero, hierro u otro material mecnicamente resistente) capaz de soportar su propio peso y el del componente electroconductor.Los tipos de conductores autoportanes ms comunes son: el autoportante de alumino, utilizado en Redes areas de distribucin secundaria, de bajo costo y aislamiento completo en zonas urbanas y rurales; y el de cobre utilizado en Redes areas de distribucin secundaria, de aislamiento completo, especialmente para zonas corrosivas.Dentro de los accesorios para cables autoportantes encontraremos al gancho de suspensin, a la mordaza de suspensin, a la plancha gancho de suspensin (para pared y para poste), conector de empalme, entre otros.Al final se mostrara el cuadro de parmetros y factores de cada de tensin de los cables autoportantes, algunos cuadros de diversas caractersticas solo respecto al conductor autoportante de aluminio y por ltimo los tipos de estructura de extremo de lnea con conductores autoportantes en redes secundarias de acuerdo a la direccin ejecutiva de proyectos del Ministerio de Energa y Minas.

INDICE

INTRODUCCION2RESUMEN3CONTENIDOCAPITULO 1: CALCULOS ELECTRICOS1.1 Calculo de cada de tensin51.2 Calculo de la resistencia elctrica del conductor61.3 Calculo de la reactancia inductiva61.4 Factor de potencia71.5 Factor de simultaneidad71.6 Distancias mnimas del conductor a superficie del terreno8CAPITULO 2: CALCULOS MECANICOS DE CONDUCTORES AUTOPORTANTES2.1 Objeto82.2 Caractersticas de los cables autoportantes82.3 Hiptesis de estado92.4 Esfuerzos mecnicos en el conductor portante102.5 Clculo de cambio de estado11CAPITULO 3: TIPOS DE AUTOPORTANTES MAS COMUNES3.1 Autoportante de aluminio113.2 Autoportante de cobre13CONCLUSIONES14RECOMENDACIONES15ANEXOS16

CABLE AUTOPORTANTE

Especialmente concebido para tramos relativamente cortos, adopta una configuracin cilndrica y est constituido mediante un alma o ncleo, materializado en un cable de acero, hierro u otro material mecnicamente resistente, capaz de soportar su propio peso y el del componente electroconductor, ncleo rodeado por el citado componente electroconductor que adopta una configuracin tubular y que est estructurado a base de filsticas convencionales, es decir arrolladas helicoidalmente, pero convenientemente trenzadas entre s para constituir el citado cuerpo tubular y cilndrico.

CAPITULO 1: CLCULOS ELCTRICOS

1.1 CLCULO DE CADA DE TENSIN

La frmula para calcular redes areas es la siguiente:V = K x I x L x 10-3

Donde:I = Corriente que recorre el circuito, en AL = Longitud del tramo, en mK = Factor de cada de tensinPara circuitos trifsicos:K=3 (r1 cos + X1 sen)

Para circuitos monofsicos:K= 2 (r2 cos + X2 sen)

Los factores de cada de tensin se muestran en el cuadro N 1.

1.2 CLCULO DE LA RESISTENCIA ELCTRICA DEL CONDUCTOR

r40C = r20C [1 + (t2 - 20)] Donde:r40 C= resistencia elctrica del conductor a 40 Cr20 C= resistencia elctrica del conductor a 20 C= Coeficiente de correccin de temperatura 1/C : 0,0036 t2= 40 C

Las resistencias elctricas de los conductores de fase y del portante, se muestran en el Cuadro N 1.

1.3 CLCULO DE LA REACTANCIA INDUCTIVA

Donde:DMG = Distancia media geomtricaRMG = Radio medio geomtrico

En el cuadro N 1 se muestra las reactancias inductivas para cada configuracin de conductores.

CUADRO NO 1

PARAMETROS Y FACTORES DE CAIDA DE TENSION DE LOS CABLES AUTOPORTANTES

1.4 FACTOR DE POTENCIA (Cos ):

- Para cargas de servicio particular 1,00- Para cargas de alumbrado pblico 0,90

1.5 FACTOR DE SIMULTANEIDAD

- Cargas de servicio particular 0,50- Cargas de alumbrado pblico 1,00

1.6 DISTANCIA MNIMAS DEL CONDUCTOR A SUPERFICIE DEL TERRENO

- En lugares accesibles slo a peatones : 5,0 m- En zonas no accesibles a vehculos o personas : 3,0 m- En lugares con circulacin de maquinaria agrcola: 6,0 m- A lo largo de calles y caminos en zonas urbanas : 6,0 m

CAPITULO 2: CLCULOS MECNICOS DE CONDUCTORES AUTOPORTANTES

2.1 OBJETO

Los clculos mecnicos tienen la finalidad de determinar las tensiones y flechas en las diversas condiciones de operacin.

2.2 CARACTERSTICAS DE LOS CABLES AUTOPORTANTES

2.3 HIPOTESIS DE ESTADO

Las hiptesis de estado para los clculos mecnicos del conductor se definen sobre la base de los factores meteorolgicos.

- Velocidad del Viento- Temperatura- Hielo

Sobre la base de la zonificacin del territorio del Per, definir las Hiptesis de estado segn el Cdigo Nacional de Electricidad Suministro y SENAMHI; a continuacin las hiptesis base ha considerar para el clculo:

HIPOTESIS N 1: CONDICION DE MAYOR DURACION (EDS)

- Temperatura:Media anual (entre 15 y 25 C, salvo excepciones)- Velocidad de viento:Nula- Sobrecarga de hielo:Nula

HIPTESIS N 2: DE MNIMA TEMPERATURA Y MXIMA VELOCIDAD

- Temperatura: Mnima- Velocidad de viento: Mxima- Sobrecarga de hielo: Nula

HIPTESIS N 3: DE MXIMA TEMPERATURA

- Temperatura: 40 C- Velocidad de viento: Nula- Sobrecarga de hielo: Nula

HIPTESIS N 4: DE MXIMA CARGA DE HIELO

- Temperatura: Mnima- Velocidad de viento: 50 % de la Velocidad Mxima- Sobrecarga de hielo: 6 mm de espesor

En el caso que los Consultores, luego de evaluar las condiciones climticas particulares en el mbito de cada proyecto, encontraran diferencias significativas respecto a las condiciones consignadas aqu, se pueden plantear las modificaciones pertinentes.

2.4 ESFUERZOS MECNICOS EN EL CONDUCTOR PORTANTE

- El esfuerzo del conductor portante de aleacin de aluminio ser en todos los casos, de 52,3 N/mm, aproximadamente 18% del esfuerzo de rotura del conductor.

- El esfuerzo mximo del conductor no superar 176 N/mm.

- Cuando, debido a la presencia de hielo, los esfuerzos en el conductor portante sobrepasaran lo mximo establecido, el consultor podr adoptar un esfuerzo EDS menor a 52,3 N/mm.

2.5 CLCULO DE CAMBIO DE ESTADO

Los clculos de cambio de estado se han efectuado mediante la ecuacin cbica cuya expresin matemtica es:

Donde:

Ti=Esfuerzo horizontal en el conductor para la condicin i, en N/mm. D=Vano de clculo, en m.E =Mdulo de elasticidad final del conductor, en N/mmS=Seccin del conductor en mmWi = Carga en el conductor en la condicin i ti=Temperatura en la condicin i= Coeficiente de dilatacin (1/C)

Las longitudes de vanos sern calculadas segn la normatividad y necesidades de las aplicaciones.

CAPITULO 3: TIPOS DE AUTOPORTANTES MAS COMUNES

3.1 AUTOPORTANTE DE ALUMINIODESCRIPCION:Cable formado por un conjuntode varios conductores cableadosde aluminio puro, cada unoaislado con polietileno reticulado(XLPE) y reunidos alrededor deun elemento portante.CAAI:El portante es de aleacin de aluminio, que cumple tambin la funcin de neutro. Si el portante es desnudo se le antepone ND y si es aislado se le antepone NA.

CAAI-S:El portante es de acero galvanizado grado EHS, aislado con XLPE

Norma de Fabricacin:NTP 370.254

APLICACIONES:Redes areas de distribucin secundaria, de bajo costo y aislamiento completo en zonas urbanas y rurales. Se instalan es postes o adosados a muros. No requieren el uso de aisladores. Temperatura de Operacin: 90C.Se instalan tanto en postes como adosados a muros, en ambos casos, con los debidos accesorios.

TENSIN DE DISEO U0 / U = 0,6/1 KV

TEMPERATURA DE OPERACIN 90 C en el conductor, para operacin continua. 130C en condiciones de emergencia. 250C en condiciones de corto circuito.

PRECAUCIONES ESPECIALES Se recomienda no emplear estos cables en zonas de ambiente salino o contaminado, dada la escasa resistencia a la corrosin del aluminio. Las derivaciones y conexiones con cables de cobre deben hacerse mediante el empleo de tcnicas adecuadas. Durante las labores de instalacin debe cuidarse de no daar la superficie del cable.

3.2 AUTOPORTANTE DE COBREDESCRIPCION:Cable formado por un conjunto devarios conductores cableados decobre suave, cada uno aisladocon polietileno reticulado (XLPE)y reunidos alrededor de unelemento portante aislado conXLPE.

CAI:El portante es cableado de cobre duro, que cumple tambin la funcin de conductor neutro.

CAI-S:El portante es de acero galvanizado grado EHS.

Norma de fabricacin: NTP 370.254

APLICACIONES:Redes areas de distribucin secundaria, de aislamiento completo, especialmente para zonas corrosivas. Se instalan en postes o adosados a muros. No requieren el uso de aisladores.Temperatura de Operacin: 90C.

CONCLUSIONESCon estos pequeos conceptos y cuadros iterativos podemos decir que los conductores autoportantes son esenciales en todas las instalaciones elctricas y ms que todo en aquellas que se hacen en las zonas rurales, y muy importantes ya que tambin algunas veces pueden servir de neutro.

RECOMENDACIONESPodemos decir que para una instalacin segura debemos tomar en cuenta que tipo de materiales se esta usando por ejemplo los conductores autoportantes saber su origen de procedencia, y calidad de producto que se esta empleando en la obra, las distancias minimas para poder conectar los conductores, las temperaturas promedio que puede soportar cada uno de ellos como tambin la altitud.

ANEXOS

ANEXO N1: ACCESORIOS PARA CABLES AUTOPORTANTES

PRECIOS EN EL MERCADOCables Elctricos Autoportantes y de AluminioCarrete de Conductor de Al de 25 mm2 por 250mts Precio S/. 220.60Carrete de Conductor Autoportante 2x16/25 por 536ml Precio S/. 1624.93Carrete de Conductor Autoportante 2x16/25 por 136ml Precio S/.412.29Carrete de Conductor Autoportante 1x 16/25 por 518ml Precio: S/.1029.89Carrete de Conductor Autoportante 1X16+16/25 por 700ml Precio: S/.2127.41Carrete de Conductor de Al de 25 mm2 por 492ml Precio: S/.434.14Carrete de Conductor Autoportante 1X16+25 por 400ml Precio: S/.795.28*Marcas Indeco y Phelp Dodge

ANEXO N2: ESTRUCTURAS DE DISEO

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