diseño mecánico de lineas aereas_ppt
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DISEO MECNICO DE LINEAS
AEREAS
Clculo mecnico de conductores
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Ecuacin de la catenaria2 4 6
2 4 6
1 1 1( ) (1 ) cosh
2 2 4 6
x xa a
a x x x xy e e a a
a a a a
A B
TA TB
T
f
a
l
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Mediante clculos analticos se puede conocer la expresin del
largo total del conductor, incluyendo el efecto de la flecha.
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L
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Tensin o tiro del conductor
Las tensiones que se ejercen en el conductor tienen que ser
menores que las que soportan los mismos.
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La tensin en A, TAes igual a la tensin horizontal mas el peso de un trozo de
conductor de longitud igual a la flecha f.
Cuando existe la fuerza del viento Fv o de un manguito de hielo P, se debe
calcular la resultante q y hacer los clculos con las ecuaciones anteriores. En
este caso el plano del conductor no coincide con la vertical.
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Criterio de vano equivalente Las cadenas de suspensin (vertical) no pueden absorber las
diferencias de tensado debida a las distintas longitudes de losvanos, a los desniveles, a las variaciones de temperatura o de lascondiciones meteorolgicas.
Suponemos que la tensin en todos los vanos es igual y vara comola de un vano terico llamado Vano equivalente o Vano ideal deregulacin.
Si el clculo de las tensiones y flechas se hiciera en forma
independiente para cada vano de longitud li, habra que tensar demanera distinta en vanos contiguos lo que traera comoconsecuencia la inclinacin de la cadena de suspensin.
La tensin debe ser uniforme a lo largo de la lnea entre dosretenciones y calculadas con Leq.
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Arrastre de un conductor
El arrastre o creeping es una deformacin no recuperableque ocurre bajo carga.
Esta deformacin se incrementa con la temperatura y la
tensin, pero no necesariamente en forma lineal. Es el incremento de la longitud de un conductor nuevo
de modo no elstico. La elongacin por arrastre esequivalente a una elongacin trmica.
Un conductor con un vano Leq = 500 m; T= 10 kN ; Leq= 0.2 m; f =1 m. Un conductor de 25 mm de dimetro sealarga por creeping lo equivalente a 20 C-25 C deincremento trmico.
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Elongacin elstica (elasticidad) (reversible)
Asentamiento y arrastre de corto plazo (antes de curvarse) (permanente)
Elongacin trmica (reversible)
Arrastre a largo plazo (despus de curvarse, durante el tiempo de vida de la
lnea)(permanente despus de aos a altas cargas)
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Ecuacin de la variable de estadoSupongamos un vano a un mismo nivel a una temperatura t, con una carga
distribuida por unidad de longitud q. La tensin horizontal se relaciona con la
flecha mediante la ec. (5)
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La variacin del largo real L de un vano que pasa de las
condiciones 1 a la 2 se debe a dos causas:
variacin de t
variacin de
La variacin del largo puede escribirse (de la ley de Hooke)
En la ec. (15) se ha sustituido l por L con error despreciable.
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Con las ec. (7) y (15)escribimos:
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Resolucin mediante el baco de Truxa.
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Vano crtico
Es otra forma de resolver los esfuerzos sin utilizar los bacos o la
ecuacin de estado.
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Esto indica que cuando la carga de traccin es igual en los estados 1 y 2, el
largo del vano es el vano crtico. Vano que al pasar de una condicin a otra el
se mantiene constante. El pasaje del estado 1 a 2 puede llevar a situaciones
donde la carga de traccin no sea constante durante los estados intermedios.
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Existe vano crtico solo si
Signo es igual al signo de
Criterio del vano crtico
sin recurrir a bacos o resolucin de ecuaciones, evaluar cual
es la peor condicin para la carga de traccin entre dos
situaciones posibles.
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variaciones de carga de traccin cuando vara l respecto de lc.
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El signo de la derivada depende del numerador, es decir del
signo de la diferencia.
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Vanos con torres a diferentes niveles
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Verificacin Mecnica de una lnea
La seccin S de la lnea la obtenemos del dimensionamiento basado en los
clculos elctricos (corrientes, cadas de tensin, etc.). Las longitudes del
vano medio en funcin de la tensin nominal es:
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Las fuerzas del viento la obtengo de una tabla que divide al pas
en zonas. La AEA define la reglamentacin.
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Clases de lineas segn nivel de tensin
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Distancia entre conductores y partes estructurales propias
puestas a tierra Dct
CTD
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Distancia mnima de conductor al suelo (flecha mxima) Dcs
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Verificacin de los esfuerzos en las torres
Se consideran dos aspectos. Fuerzas de tensin de los conductores y el viento
y esfuerzos sobre las torres donde estn montados.
1- calcular las fuerzas totales
2- calcular los momentos de flexin M3- calcular la solicitacin especfica
M
W
La verificacin se debe realizar en dos o tres secciones de la torre.
Veamos las fuerzas involucradas en la torre:
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Se debe tener en cuenta la fuerza del viento sobre los
aisladores, fuerzas verticales correspondientes al peso delconductor mas los posibles manguitos de hielo o peso por la
nieve.
Para el anlisis de los esfuerzos en la torre utilizamos el
mtodo de Ritter.
El mtodo consiste en elegir secciones de la torre donde se
analizan los esfuerzos y momentos para luego calcular el y
compararlo con el admisible dado por el fabricante para cada
seccin y material.
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Fundaciones
Suponemos:
Terreno homogneo
Fuerza sobre la columna normal a la cara mayor
No se deforma la estructura
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Procedimiento de clculo de la fundacin
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Eleccin de la torre
La altura de la torre depende de:
1. Altura mnima de los conductores al suelo
2. Flecha mxima de los conductores al suelo en las peores condiciones.
3. Largo de la cadena de aisladores.
4. Distancia de seguridad entre conductores.
5. Profundidad de la columna bajo tierra (h)
La profundidad de una columna de HA o de madera es