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PROYECTO COMPLEJO TERMOELÉCTRICO CASTILLA
COPIA A:
Unidad Cantidad
LÍNEAS 2x220 kV, S/E PUNTA CACHOS – S/E CASTILLA
Dirección T&D 1
Dirección GEN 0 BASES DE DISEÑO
Dirección ITO 0
Of. Comercial 0
Aprobado por:
ARTURO GAJARDO V
Revisado por:
CARLOS ARELLANO M MARIO CARDOZA P
TOTAL 1
Preparado por:
CRISTIAN CLAVERÍA H
N° de Documento
DI-MPX-01-ITE-001
Revisión:
Rev. A: 11 de Julio del 2008
Cliente / Mandante:
MPX ENERGIA DE CHILE LTDA
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PROYECTO LÍNEAS DE TRANSMISIÓN 2x220 kV S/E PUNTA CACHOS – S/E CASTILLA
INFORME TÉCNICO BASES DE DISEÑO
ÍNDICE
CLÁUSULA MATERIA PÁGINA
A1. CONDICIONES GENERALES....................................................................................................2
A.1.1 TENSIÓN NOMINAL DE TRANSMISIÓN .....................................................................................................2
A.1.2 TENSIÓN MÁXIMA PERMANENTE ..............................................................................................................2
A1.3 FRECUENCIA NOMINAL DE TRANSMISIÓN.............................................................................................2
A1.4 NEUTRO DEL SISTEMA ...............................................................................................................................2
A1.5 FACTOR DE POTENCIA DE LA LÍNEA.......................................................................................................2
A1.6 POTENCIA NOMINAL MÁXIMA....................................................................................................................2
A1.7 POTENCIA DE EMERGENCIA ....................................................................................................................3
A2. AISLACIÓN ...............................................................................................................................3
A2.1 SOLICITACIONES DE LA AISLACIÓN ........................................................................................................3
A2.2 AISLACIÓN EN LA ESTRUCTURA ..............................................................................................................4
A2.3 AISLACIÓN EN EL VANO .............................................................................................................................5
A3. CONDUCTORES .......................................................................................................................9
A3.1 LÍMITE TÉRMICO...........................................................................................................................................9
A3.2 GRADIENTE DE TENSIÓN...........................................................................................................................9
A3.3 RADIO INTERFERENCIA..............................................................................................................................9
A3.4 LIMITACIONES DE DISEÑO.........................................................................................................................9
A4. CABLE DE GUARDIA..............................................................................................................10
A4.1 LIMITES TÉRMICOS....................................................................................................................................10
A4.2 LIMITACIONES DE DISEÑO.......................................................................................................................10
A5. AISLADORES ...........................................................................................................................10
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A5.1 LIMITACIONES DE DISEÑO.......................................................................................................................10
A5.2 RESISTENCIA MECÁNICA........................................................................................................................11
A6. ACCESORIOS Y FITTINGS.......................................................................................................11
A6.1 LIMITACIONES DE DISEÑO.......................................................................................................................11
A6.2 RESISTENCIA A LA ROTURA....................................................................................................................12
A6.3 TRABAJO CON LÍNEA ENERGIZADA.......................................................................................................12
A6.4 ESPACIADORES AMORTIGUADORES..................................................................................................12
A7. DISTRIBUCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS ...................................................................................13
A7.1 CANTIDAD MÁXIMA DE SUSPENSIONES ENTRE ANCLAJES ............................................................13
A7.2 TOLERANCIA EN LA DISTRIBUCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS EN LOS PLANOS ............................13
B1. TENSIONES ADMISIBLES EN SERVICIO...................................................................................14
B1.1 TENSION MECÁNICA NORMAL HORIZONTAL DE LOS CONDUCTORES Y
CABLE DE GUARDIA.................................................................................................................................14
B1.2 TENSION MECÁNICA MAXIMA DE LOS CONDUCTORES Y DEL CABLE DE GUARDIA...................14
B2. FLECHA MÁXIMA FINAL DE LOS CONDUCTORES...............................................................14
B3. FLECHA MÍNIMA DE LOS CONDUCTORES Y DEL CABLE DE GUARDIA.............................15
B4. FLECHA NORMAL FINAL DEL CABLE DE GUARDIA............................................................15
B5. CONDICIONES INICIALES Y FINALES PARA LOS CONDUCTORES Y CABLE DE GUARDIA.15
C1. SOLICITACIONES....................................................................................................................17
C1.1 CARGAS VERTICALES................................................................................................................................17
C1.3 CARGAS DE VIENTO...................................................................................................................................18
C1.4 EFECTO DE ÁNGULO..................................................................................................................................20
C1.5 SOBRECARGA LONGITUDINAL.................................................................................................................21
C1.6 DESEQUILIBRIO LONGITUDINAL..............................................................................................................22
C1.7 REMATE.........................................................................................................................................................23
C1.8 TENDIDO .......................................................................................................................................................23
C1.9 MONTAJE DE LAS ESTRUCTURAS ..........................................................................................................23
C2. DISEÑO DE LAS ESTRUCTURAS ..............................................................................................24
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C2.1 GENERAL ......................................................................................................................................................24
C2.2 CONSIDERACIONES PARTICULARES .....................................................................................................24
C3. FUNDACIONES ..............................................................................................................25
C4 ÁNGULOS Y DEFLEXIONES EN "ESTRUCTURAS EN ÁNGULO".....................................25
C4.1 ÁNGULO DE LA LÍNEA ................................................................................................................................25
C4.2 DEFLEXION DE LA LÍNEA...........................................................................................................................26
C4.3 ESTRUCTURAS EN ÁNGULO.....................................................................................................................26
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PROYECTO LÍNEAS DE TRANSMISIÓN 2 x220 kV S/E PUNTA CACHOS – S/E CASTILLA
BASES DE DISEÑO
ANTECEDENTES El proyecto complejo termoeléctrico Castilla considera en su primera etapa, la construcción de una línea de transmisión de doble circuito en 220 kV con dos (2) conductores por fase, la cual interconectará la subestación Punta Cachos ubicada en la localidad de Punta Cachos de Bahía de Salado y la subestación Castilla. Ambas subestaciones están ubicadas en la hacienda Castilla a unos 40 km al suroeste de Copiapó en la III Región geográfica de Chile.
En su segunda etapa, el proyecto considera la construcción de otra línea de transmisión de las mismas características que la anterior y paralela al trazado de la primera, las cuales a futuro serán parte de los cuatro (4) circuitos de la central a carbón que MPX Energía de Chile construirá en la localidad de Punta Cachos la cual será de una potencia de 2.100 MW con un factor de potencia de 0,85.
Estas líneas de transmisión cuentan con una longitud aproximada de 55 km y el nivel de transferencia de potencia será de unos 618 MVA por circuito.
OBJETIVO Estas Bases tienen por objeto fijar los valores admisibles y, en general, la seguridad de servicio mínima aceptable para las líneas S/E Punta Cachos – S/E Castilla 2x220 kV y, además establecer las limitaciones de proyecto.
ALCANCE Este informe técnico, es aplicable para ambas líneas de transmisión de doble circuito en 220 kV.
OTRAS NORMAS Las presentes Bases no excluyen la aplicación de normas vigentes legalmente en el país.
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PROYECTO LÍNEAS DE TRANSMISIÓN 2x220 kV S/E PUNTA CACHOS – S/E CASTILLA
BASES DE DISEÑO
SECCIÓN A
PROYECTO ELÉCTRICO
A1. CONDICIONES GENERALES A.1.1 TENSIÓN NOMINAL DE TRANSMISIÓN Se considera una tensión nominal de transmisión de 220 kV entre fases. A.1.2 TENSIÓN MÁXIMA PERMANENTE
La tensión máxima de transmisión en condiciones permanentes será el 105 % de la tensión nominal de la línea, en tanto el estado de alerta será el 107 % y el estado de emergencia un 110 %
Ref.: CNE, Norma Técnica SyCS, 16.may.2005. A1.3 FRECUENCIA NOMINAL DE TRANSMISIÓN 50 Hz. A1.4 NEUTRO DEL SISTEMA Conectado sólidamente a tierra. A1.5 FACTOR DE POTENCIA DE LA LÍNEA El factor de potencia de la línea será de 0,85. A1.6 POTENCIA NOMINAL MÁXIMA La potencia nominal máxima se supondrá igual a 618 MVA por circuito.
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A1.7 POTENCIA DE EMERGENCIA
La potencia máxima bajo contingencia será de 824 MVA por circuito estando uno (1) de los
cuatro (4) fuera de servicio (Criterio N-1).
A2. AISLACIÓN A2.1 SOLICITACIONES DE LA AISLACIÓN A2.1.1 Contaminación atmosférica
Se supondrá una distancia de fuga unitaria mínima para atmósfera con una contaminación pesada, según se establece en Norma IEC 815, de 25 mm/kV de la tensión nominal entre fases, con lo que resulta una distancia de fuga mínima requerida para las cadenas de 5.775 mm, bajo condición máxima de transmisión en condiciones permanentes de 231 kV.
A2.1.2 Sobretensión de frecuencia industrial
La sobretensión máxima a ser resistida por la aislación será igual a 1,5 veces el valor efectivo de la tensión máxima permanente a tierra. La línea deberá resistir esta sobretensión en el 99,87% de los casos.
Se usará un factor de corrección igual a 1,15 por condiciones meteorológicas distintas de las normales.
A2.1.3 Sobretensiones de maniobra
Se considerará un factor de sobretensión de maniobra de 2,5 veces el valor cresta de la tensión máxima permanente a tierra. La línea deberá resistir esta sobretensión en el 99,87% de los casos.
El factor de corrección por condiciones meteorológicas distintas de las normales será igual a 1,15.
A2.1.4 Sobretensiones de origen atmosférico
Se aceptará un máximo de 1 falla anual por circuito trifásico y por 100 km de línea.
Se considerará que las líneas estará provista de un sistema de reconexión automática que asegurará a lo menos un 75% de reconexiones exitosas.
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De acuerdo a los antecedentes suministrados a través de la Publicación del Comité Coordinador de Hidrometeorología “Climatología en Chile – Período 1916-1945”, se considerará un valor ceráunico de una zona cercana a la de la línea proyectada. En este caso, el nivel ceráunico a considerar es de 1.1.
De disponerse de un valor estadístico más actualizado, con respecto a la zona de emplazamiento, se considerara este último valor.
A2.2 AISLACIÓN EN LA ESTRUCTURA
La aislación en la estructura deberá resistir las solicitaciones de aislación indicadas en A 2.1 en las condiciones señaladas para cada solicitación.
A2.2.1 Distancias mínimas a la estructura
a) Las distancias mínimas a la estructura deberán cumplirse entre los conductores y todos los elementos fijados a ellos, y la estructura u otros elementos conectados a tierra.
Para la aplicación de las distancias mínimas deberá considerarse la posición de la cadena de aisladores indicada para cada solicitación.
b) Distancias mínimas
b1) La distancia mínima por sobretensiones a frecuencia industrial deberá cumplir con los requisitos de A2.1.2. Para ello, su valor mínimo se ha fijado en 0,75 m para 220 kV.
Para la aplicación de esta distancia se considerarán los conductores desviados por la acción de una presión de viento de 40 kg/m².
b2) Para las sobretensiones de maniobra, la distancia mínima deberá cumplir con los
requisitos de A2.1.3.
Para la aplicación de esta distancia se considerarán los conductores desviados por acción de una presión de viento de 10 kg/m².
b3) La distancia mínima por sobretensiones de origen atmosférico deberá resistir una
tensión crítica igual al número de aisladores determinados para cumplir con los requisitos de A2.1.4.
Para la aplicación de esta distancia se considerarán los conductores desviados por acción de una presión de viento de 10 kg/m².
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b4) La distancia para satisfacer lo indicado en los párrafos b2) y b3), se ha fijado como
mínimo en 1,8 m para 220 kV.
A2.2.2 Protección contra descargas atmosféricas
a) Cables de guardia
En las líneas S/E Punta Cachos – S/E Castilla 2x220 kV, se considerará cable de guardia tipo OPGW para protección contra descargas atmosféricas, y para efectos de comunicación.
b) Conexión a tierra
b1) Todas las estructuras deberán llevar a lo menos una conexión a tierra permanente.
b2) El valor máximo de las resistencias de puesta a tierra de las estructuras deberá ser
tal que posibilite el cumplimiento de la operación de las protecciones, pero en ningún caso mayor a 100 Ώ.
A2.3 AISLACIÓN EN EL VANO A2.3.1 Distancia entre fases
La distancia mínima admisible entre fases en el centro del vano para evitar choques entre ellas o acercamientos que puedan generar arcos, se determinará de acuerdo a la siguiente expresión:
lc130
kV+f0,36=D 5,0+ = Separación Horizontal
Donde:
D = distancia mínima entre fases, m.
f = flecha del conductor, m, calculada para la transmisión de la potencia nominal máxima de la línea, definida en B2, correspondiente al vano máximo hacia cualquier lado de cada tipo de estructuras.
Lc = Longitud de la cadena de suspensión, en metros. En el caso de cadenas de anclaje, lc = 0
V = tensión nominal entre fases (kV).
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A2.3.2 Distancia entre conductor y cable de Guardia
La distancia mínima admisible en el centro del vano será igual a la especificada en A2.3.1, para la distancia entre fases.
A2.3.3 Distancias mínimas del conductor al suelo
a) Las distancias mínimas admisibles de los conductores al suelo medidas verticalmente en metros, serán las siguientes:
Regiones poco transitables 7.32 m
Regiones transitables (localidades, caminos de segunda importancia sin pavimentar y plazas públicas)
7.82 m
En cruces de caminos de primera Importancia 10 m
Cruces de ferrocarriles con o sin electrificar, distancia al riel 12 m
b) Las distancias mínimas indicadas se deberán verificar considerando la flecha máxima para
la condición final correspondiente a la situación de transmisión de la potencia nominal máxima de la línea definida en B2 y para desviación de los conductores por efecto del viento en ángulos comprendidos entre 0° y 10°.
c) Para la condición de conductores desviados por acción del viento en ángulos mayores que
10°, se podrá aceptar distancias entre el conductor y el terreno inferiores a las indicadas tomando en consideración el grado de accesibilidad de tales terrenos (ej: en el caso de acantilados o cerros con pendiente fuerte).
A2.3.4 Distancia mínima a las construcciones
Según lo establece el artículo Nº109 de la Norma NSEG 5 En. 71 “Instalaciones Eléctricas de Corrientes Fuertes”, de la Superintendencia de Electricidad y Combustibles, la distancia entre la parte mas saliente de un edificio o construcción a un plano vertical que contenga el conductor mas próximo no será inferior a 2.5 m +1 cm., por cada kV de tensión nominal en exceso sobre 26 kV, tal como lo muestra la ecuación:
( ) mtkVA ff 2601,05,2 −⋅+=
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Para las líneas de 220 kV, la distancia equivalente es:
Tensión Nominal (kV) Distancia (mt)
220 4.44
A las distancias anteriores se les deberá agregar la desviación de los conductores por efecto del viento, con una inclinación mínima de las cadenas de 30° y para condiciones de flecha máxima.
A2.3.5 Distancia a los árboles
Según lo establece el articulo Nº 111 de la Norma NSEG 5 En. 71, la distancia lateral entre los conductores más próximos y los árboles será igual a la altura de los árboles, pero no inferior a 5 metros.
Se permite la existencia de árboles frutales debajo de las líneas, siempre que éstos no sobrepasen los 4 metros de altura, debiendo el propietario mantenerlos para que los árboles no sobrepasen la altura indicada.
A2.3.6 Distancias mínimas en cruces con líneas de comunicación o de potencia
a) Las distancias verticales mínimas admisibles en cruces con líneas de comunicación o de
potencia según lo establece la NSEG 6 E.n. 71 “Electricidad Cruces y Paralelismo de Líneas Eléctricas”, serán las indicadas a continuación:
a1) Con líneas de corriente débil (comunicación):
amtakVD ff +=+⋅+= 401,08,1
a2) Con líneas de potencia:
a+
170
KV+0+1,50=D i22
D = distancia vertical mínima, en metros.
KV i = voltaje de la línea de potencia sobre la que cruza la línea, kV.
a = 0,003 (L - 50), en metros, donde:
L =Distancia entre el punto de cruce y la estructura más cercana de la línea de
tensión superior, en metros. Si L es igual o inferior a 50 m, a = 0.
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b) En los cruces con líneas de corriente débil o con líneas de potencia de menor tensión que 220 kV, las líneas S/E Punta Cachos – S/E Castilla 2x220 kV deberán pasar por encima de la otra línea y para el caso que el cruce sea con otra línea de 220 kV, se podrá cruzar por encima o por abajo, según sea lo más apropiado para no afectar la seguridad de servicio de ninguna de las dos.
Se deberá considerar para la línea inferior una temperatura de 15°C y para la línea superior la flecha máxima final correspondiente a la condición de transmisión de la potencia nominal máxima de la línea definida en B2.2.
Para cruces con líneas de transmisión cuya tensión es mayor a 220 kV, el cruce se realizará por debajo de esas líneas. Para la línea que cruce sobre las líneas S/E Punta Cachos – S/E Castilla 2x220 kV, se deberá considerar la flecha máxima final correspondiente a la condición de transmisión de la potencia nominal máxima de esa línea.
A2.3.7 Distancia mínima a otras líneas de transmisión
En el caso en que el trazado de la línea corra paralelo al de otra línea ya existente, deberá respetarse una distancia mínima entre los ejes de dichos trazados tal que, al desviarse los conductores de una de las líneas por acción del viento de presión máxima y considerando la flecha máxima final correspondiente a la condición de transmisión de la potencia nominal máxima de la línea definida en B.2, la separación entre dichos conductores y cualquier elemento de la otra línea sea mayor que la distancia mínima entre conductores y estructura requerida por la solicitación de las sobretensiones de maniobra. Al aplicar la distancia determinada de acuerdo a lo indicado se deberá considerar que los conductores de la otra línea no se encuentran desviados. Según lo establecido en el artículo 25 de la norma NSEG 6 E.n 71, cuando existen dos (2)
líneas paralelas de vanos mayores a 60 m, la distancia horizontal entre los conductores
mas cercanos entre las dos (2) líneas debe ser de 2 m + 0.02 por cada metro de exceso
sobre los 60 m de vano, como se muestra a continuación:
( ) mtVanoD 6002,02 −⋅+=
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A3. CONDUCTORES
A3.1 LÍMITE TÉRMICO
La temperatura del conductor no podrá ser superior a 80°C en régimen permanente.
Para los efectos del párrafo anterior, la corriente máxima admisible se calculará para la cota máxima de la línea con un viento de 0,61 m/s (2 pie/s), efecto de sol de 0,1 W/cm²,
factor de emisividad de 0,5 y una temperatura ambiente de 25°C.
A3.2 GRADIENTE DE TENSIÓN
El quiebre de la rigidez dieléctrica del medio depende de muchos factores, se considera un valor critico máximo de 30 kV/cm en un campo eléctrico uniforme para un ambiente seco y presión atmosférica. La presencia de polvo y gotas de agua pueden bajar considerablemente este valor, así para controlar el efecto corona y no se quiebre la rigidez dieléctrica se considera un 85% del valor eficaz del valor establecido anteriormente. Se determina que el valor eficaz del gradiente de tensión no deberá superar los 18 kV/cm efectivos.
A3.3 RADIO INTERFERENCIA Los conductores de la línea producirán radio interferencia máximo en el borde de la franja de servidumbre, similar a la producida actualmente por los conductores de las líneas de 220 kV existentes en el país y que pasen por zonas con densidad de población semejante.
A3.4 LIMITACIONES DE DISEÑO A3.4.1 Se podrán emplear conductores de aluminio, o de aleación de aluminio con o sin refuerzo
de acero.
A3.4.2 El refuerzo de acero de los conductores de aluminio deberá estar protegido contra la corrosión mediante galvanizado o aluminizado.
A3.4.3 El diámetro mínimo de las hebras de aluminio deberá ser mayor que 3,0 mm.
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A4. CABLE DE GUARDIA
A4.1 LÍMITES TÉRMICOS
A4.1.1 Para corrientes de cortocircuito El cable de guardia deberá resistir durante 0,5 s la corriente máxima de cortocircuito fase a
tierra prevista para la línea, sin que su temperatura se eleve a más de 200°C, considerando nula la disipación de calor del cable de guardia.
A4.1.2 Para corrientes de descargas atmosféricas
El cable de guardia deberá resistir, durante 0,001 s, la corriente máxima de las descargas atmosféricas que resulte de los cálculos para cumplir con el número de fallas admisibles indicado en 2.2.1.4. En este caso, la temperatura que alcance el cable de guardia deberá ser inferior a la de su punto de fusión, considerando nula disipación de calor del mismo cable.
A4.2 LIMITACIONES DE DISEÑO
A4.2.1 El diámetro exterior del cable de guardia deberá ser superior a 8,0 mm. A4.2.2 Se contempla el empleo de cable de comunicación tipo OPGW de acuerdo a los
requerimientos de la línea en estudio.
A4.2.3 El cable no será aislado y se deberá unir eléctricamente con las estructuras, mediante una conexión flexible.
A5. AISLADORES
A5.1 LIMITACIONES DE DISEÑO A5.1.1 Se emplearán en general aisladores de disco del tipo suspensión, con acoplamiento bola y
rótula (ball and socket), de las siguientes dimensiones nominales mínimas: Espaciamiento unitario : 146 mm Diámetro mínimo : 254 mm A5.1.2 Los aisladores de disco deberán ser del tipo Antineblina, con una distancia de fuga mínima
de 431 mm y como material aislante podrá emplearse porcelana o vidrio templado.
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A5.2 RESISTENCIA MECÁNICA La resistencia mecánica mínima de las cadenas, deberá ser igual o superior a los esfuerzos resultantes indicados a continuación para cada tipo de cadena, multiplicados por el correspondiente factor de seguridad:
A5.2.1 Cadenas de anclaje
Se considerará la tensión mecánica máxima de los conductores, para su estado inicial, calculada según las condiciones indicadas en B1.2, y un factor de seguridad de 3,0.
A5.2.2 Cadenas de suspensión Se considerará la resultante obtenida de la carga vertical por fase, de la carga de viento de presión máxima sobre el conductor, de la carga de ángulo y un factor de seguridad de 2,5.
A6. ACCESORIOS Y FITTINGS
A6.1 LIMITACIONES DE DISEÑO A6.1.1 Los empalmes de los conductores deberán ser del tipo de compresión. La unión del cable
de guardia se hará en caja de empalme. A6.1.2 Las grampas de anclaje de los conductores deberán ser del tipo de compresión. La
grampa de anclaje del cable de guardia se hará con armaduras preformadas. A6.1.3 En los puntos de suspensión, los conductores deberán ir provistos de armaduras
preformadas, pudiendo eliminarse en los puntos de suspensión de los puentes eléctricos en las estructuras de anclaje.
A6.1.4 El elemento de unión de los conjuntos de ferretería a las estructuras deberá ser del tipo
soporte basculante para las cadenas de suspensión y anclaje de los conductores.
La unión de la cadena de anclaje a las estructuras se hará a través de un punto de conexión solamente.
No se permitirán soldaduras en ningún componente de las cadenas de suspensión, incluyendo los yugos.
A6.1.5 se deberá considerara la instalación de espaciadores amortiguadores contra vibraciones eólicas en los conductores entre todos aquellos vanos que lo requieran.
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A6.1.6 El diseño de la amortiguación deberá ser tal que reduzca a un mínimo las oscilaciones del vano, evite deterioro de los conductores y amortigüe las vibraciones eólicas.
A6.2 RESISTENCIA A LA ROTURA La carga mínima a la rotura de las piezas metálicas que forman las cadenas aplicada
según el eje de la cadena deberá ser igual a la carga mecánica, electromecánica nominal ó mecánica específica de los aisladores de la cadena, multiplicada por un coeficiente k cuyo valor mínimo es 1,25. Excepto para los conjuntos o elementos que a continuación se indican:
Descripción Carga de rotura mínima de cada elemento o pieza del conjunto. Grampas de anclaje del Igual al 95% de la carga de rotura Conductor y del cable del conductor y del cable de guardia Guardia. respectivamente. Grampas de suspensión Igual al 60% de la carga mecánica del conductor de la cadena de suspensión. A6.3 TRABAJO CON LÍNEA ENERGIZADA Tanto los aisladores como los fittings que forman las cadenas, deberán ser diseñados de
tal modo que posibiliten su reemplazo usando equipo convencional para trabajos con línea energizada con el método de pértigas aislantes (Hot sticks) y al potencial del conductor (bare hand).
A6.4 ESPACIADORES AMORTIGUADORES En el haz de conductores deberán instalarse espaciadores amortiguadores, de modo de reducir al mínimo las oscilaciones del subvano, amortiguar las vibraciones eólicas y mantener la estabilidad del haz de conductores. El diseño y la separación de los espaciadores amortiguadores deberán ser tales que se logre amortiguar efectivamente las vibraciones eolicas sin ayuda de otros medios de amortiguación. Los pernos de apriete de las grampas de los espaciadores amortiguadores serán del tipo “Break – away”.
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A7. DISTRIBUCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS A7.1 CANTIDAD MÁXIMA DE SUSPENSIONES ENTRE ANCLAJES
Ningún tramo de las líneas, entre estructuras de anclaje, deberán exceder del orden de los seis (6) kilómetros consecutivos con estructuras de suspensión, exclusivamente.
A7.2 TOLERANCIA EN LA DISTRIBUCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS EN LOS
PLANOS Al efectuar la distribución de las estructuras en los planos de perfil y planimetría, deberán
aumentarse los valores establecidos para las distancias mínimas del conductor indicadas en los puntos A2.3.3 y A2.3.4 en un factor geométrico.
El factor geométrico tiene por finalidad compensar las posibles diferencias debidas a la
precisión de los planos, cálculos y tolerancias de construcción. Para las líneas S/E Punta Cachos – S/E Castilla se ha fijado el factor geométrico de 0,20 m.
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SECCIÓN B
CALCULO MECANICO DE LOS CONDUCTORES Y CABLE DE GUARDIA
B1. TENSIONES ADMISIBLES EN SERVICIO Aplicables a conductores a base de aluminio tales como conductor de aluminio grado EC
(AAC), aleación de aluminio (AAAC) y conductor de aluminio reforzado con aleación de aluminio (ACAR), y cables de guardia tipo OPGW.
B1.1 TENSION MECÁNICA NORMAL HORIZONTAL DE LOS CONDUCTORES Y
CABLE DE GUARDIA. A 15°C, sin viento se deberán respetar los siguientes porcentajes máximos de las
respectivas tensiones de rotura: Final Inicial Conductores 18% 25% Cable de Guardia 15% 20% Los valores anteriores suponen el empleo de grampas de suspensión basculantes y de
dispositivos de protección contra las vibraciones eólicas. B1.2 TENSION MECÁNICA MAXIMA DE LOS CONDUCTORES Y DEL CABLE DE
GUARDIA El valor inicial de la tensión máxima en el punto más alto de fijación, no deberá sobrepasar
el 50% de la respectiva tensión de rotura. La tensión máxima se deberá calcular a la temperatura de - 5°C y viento de 40 kg/m². B2. FLECHA MÁXIMA FINAL DE LOS CONDUCTORES
B2.1 Se considerarán dos situaciones que determinan las correspondientes flechas máximas
finales de los conductores:
a) Transmisión de potencia nominal máxima de la línea. b) Transmisión de potencia de emergencia de la línea (Criterio N-1).
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B2.2 Para la situación de transmisión de potencia nominal máxima de la línea, se considerara la mayor de las flechas que resulte de las siguientes condiciones:
Condición Temperatura Presión de viento
1 80ºC Sin viento 2 T1ºC (*) Sin viento
(*) La temperatura T1 corresponde a la calculada para el conductor suponiendo la transmisión
de la potencia nominal máxima de la línea, un viento de 0,61 m/s (2 pie/s), temperatura
ambiente de 25°C, efecto de sol de 0,1 w/cm², emisividad de 0,5 y la cota máxima de la línea.
B2.3 Para la situación de transmisión de potencia de emergencia de la línea (Criterio N-1) se
considerara la flecha que resulte para la siguiente condición:
Temperatura Presión de viento T2ºC(**) Sin viento
(*) La temperatura T2 corresponde a la calculada para el conductor suponiendo la transmisión
de la potencia nominal máxima de la línea, un viento de 0,61 m/s (2 pie/s), temperatura
ambiente de 25°C, efecto de sol de 0,1 w/cm², emisividad de 0,5 y la cota máxima de la línea.
B3. FLECHA MÍNIMA DE LOS CONDUCTORES Y DEL CABLE DE GUARDIA. La flecha mínima se calculará a - 5°C, sin viento, en la condición final. B4. FLECHA NORMAL FINAL DEL CABLE DE GUARDIA. La flecha normal final del cable de guardia se calculará a 15°C sin viento. En esta condición dicha flecha debe ser igual al 100% de la flecha de los conductores en
su condición final. B5. CONDICIONES INICIALES Y FINALES PARA LOS CONDUCTORES Y
CABLE DE GUARDIA. B5.1 Las tensiones y flechas iniciales se calcularán considerando las características mecánicas
de los conductores y del cable de guardia, resultantes después de haber sido sometidos a la tensión mecánica de que se trate durante 1 hora después de su instalación por primera vez.
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B5.2 Las flechas y tensiones finales serán calculadas considerando que los conductores y el
cable de guardia han sufrido la más desfavorable de las siguientes condiciones después de ser instalados con tensión inicial:
a) 10 años a 25°C, sin viento. b) Aplicación de la tensión máxima de servicio, definida en B1.2, durante una (1) hora.
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SECCIÓN C
PROYECTO DE LAS ESTRUCTURAS
C1. SOLICITACIONES
C1.1 CARGAS VERTICALES
C1.1.1 Peso propio de la estructura Se deberá considerar el peso de todos los elementos que constituyen la estructura y un
peso de 100 kg correspondiente a un operario ubicado en cualquier punto de ella, excepto
en barras que formen un ángulo mayor que 45°C con la horizontal. C1.1.2 Peso por fase Se deberá considerar el peso de los conductores, aisladores, accesorios, contrapesos,
separadores, amortiguadores, etc., aplicado en los puntos de suspensión o anclaje de la fase y alternativamente en un punto de suspensión provisorio, cuya ubicación deberá ser fijada por el proyectista en un punto adecuado para facilitar trabajos de montaje y reparación.
C1.1.3 Cable de Guardia Se considerará el peso del cable de guardia con sus accesorios de fijación y protección
aplicados en los puntos de sujeción de ellos. C1.1.4 Vano de peso Para el cálculo del peso de los conductores se empleará el vano de peso máximo positivo
o negativo correspondiente a la estructura.
C1.1.5 Crucetas rectangulares En las estructuras de anclaje y remate con crucetas trapezoidales o rectangulares se
considerará que el peso de los conductores y del cable de guardia hacia los vanos adyacentes puede llegar a ser un 70% y un 30% de su respectivo peso total.
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C1.2 SOBRECARGA VERTICAL
Consistirá en cargas verticales igual al peso del conductor por fase, empleando el vano de peso correspondiente, aplicadas en los puntos de suspensión ó anclaje de la fase, ó igual al peso del cable de guardia aplicado en el punto de suspensión ó anclaje de éste.
C1.3 CARGAS DE VIENTO C1.3.1 En general se considerará el efecto del viento sobre las estructuras, conductores, cables
de guardia, aisladores y otros elementos sujetos a los mencionados. Las cargas resultantes debidas al viento se asimilarán a fuerzas horizontales. C1.3.2 Presiones de viento Se considerarán las siguientes presiones máximas y reducidas de viento Qo:
Presiones de viento Qo Tipos de elementos Máximas
kg/m² Reducidas kg/m²
a) Conductores y cables de guardia (sobre su superficie diametral)
40 10
b) Estructuras:
Reticulado de perfiles (sobre superficie directamente atacada)
80 20
c) sobre superficies aparentes de elementos cilíndricos
40 10
d) Otros elementos 80 20 NOTA: Los valores anteriores comprenden presión más succión. C1.3.3 Dirección del viento
Se supondrá actuando el viento en cualquier dirección produciendo una presión efectiva:
Q = Qo cos ß En que: Qo = Presión máxima o reducida, según corresponda, dada en el párrafo C1.3.2 en función del tipo de elemento.
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ß = Angulo entre la dirección del viento y la normal a la superficie afectada. Por consideraciones prácticas se podrá considerar 0°, 45° y 90° con respecto al eje de la línea para las estructuras en recta o a la normal a la bisectriz del ángulo de la línea para las estructuras en ángulo.
Para la definición del ángulo de la línea ver párrafo C5. C1.3.4 Viento sobre la estructura, aisladores y otros elementos
La carga debida a la presión de viento que corresponda se considerará normal a la superficie afectada y actuando en su centro de gravedad. En estructuras enrejadas formadas por perfiles ángulos, se adoptará para las caras o superficies protegidas de la estructura una presión de viento igual al 100% de la aplicada sobre la superficie directamente atacada.
C1.3.5 Viento sobre conductores y cable de guardia
a) La carga debida al viento sobre los conductores de fase o sobre el cable de guardia que se ubiquen en un mismo punto de sujeción para cualquier vano adyacente a la estructura, se calculará con la siguiente relación:
(kg)10nd2
LQ=F1 -
3
⋅⋅⋅⋅
Donde: Q = presión efectiva provocada por el viento, definida en C1.3.3 para la condición de
viento que corresponda, kg/m². L = longitud del vano adyacente a la estructura, m.
d = diámetro de cada conductor o cable de guardia, según corresponda, mm. n = número de conductores por fase o cable de guardia ubicados en un mismo punto de
sujeción, según corresponda.
b) La carga F1 se considerará normal al plano vertical que contiene el vano y actuando en los puntos de suspensión de las cadenas de suspensión ó de anclaje de los conductores y en el punto de sujeción del cable de guardia respectivamente.
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c) Para los dos vanos adyacentes a la estructura la carga total por fase o para cada punto de sujeción del cable de guardia, será la resultante F de las cargas F1 correspondientes a cada vano. Cuando corresponda, se considerará el efecto del viento sobre la flecha de los conductores y el cable de guardia. Se considerará una carga en la dirección del vano igual al 25% de la carga F determinada según el párrafo c) anterior, aplicada en el punto de suspensión o anclaje de los conductores y en el punto de sujeción del cable de guardia respectivamente.
C1.4 EFECTO DE ÁNGULO
C1.4.1 Se considerará que en cualquier estructura la línea tiene una deflexión mínima de 1° y se deberá considerar que el ángulo podrá tener cualquier valor entre los límites que se indiquen para cada tipo de estructura.
C1.4.2 Se deberá calcular como fuerzas horizontales y actuando en los puntos de suspensión de
las cadenas de suspensión ó de anclaje de los conductores y en el punto de sujeción del cable de guardia respectivamente.
C1.4.3 El valor y dirección de estas fuerzas serán los mismos que los de la resultante de las
tensiones mecánicas finales de los conductores y del cable de guardia no cortados de ambos vanos adyacentes a la estructura.
C1.4.4 Las condiciones para el cálculo de dichas tensiones mecánicas de los conductores se
indican en C2.3 para cada combinación de solicitaciones de que se trate. En el caso que las tensiones mecánicas de los vanos adyacentes sean iguales, la resultante se calculará según:
2sennT2=R
α⋅⋅⋅
Donde: R = Tensión resultante, kg. T = Tensión mecánica final de los conductores o del cable de guardia, kg.
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n = Número de subconductores por fase o cable de guardia ubicados en un mismo punto de sujeción, según corresponda.
α = Ángulo de deflexión de la línea. Para la definición del ángulo de deflexión ver párrafo C5.
C1.5 SOBRECARGA LONGITUDINAL C1.5.1 Esta carga se producirá por efecto de conductores o del cable de guardia cortados en un
mismo vano adyacente a la estructura de anclaje. C1.5.2 Consistirá en fuerzas horizontales, en la dirección del vano, aplicadas en el punto de
sujeción de los conductores y en el punto de sujeción del cable de guardia respectivamente.
El valor de estas fuerzas se deberá calcular según:
Conductores Cable de Guardia Estructuras de suspensión n x k x Tn Tn Estructuras de anclaje y remate n x Tmx Tmx
Donde:
Tn = Tensión mecánica normal final de los conductores o cable de guardia, definida en
B1.1
k = 0,7 para las fases
Tmx= Tensión mecánica máxima final de los conductores ó del cable de guardia, definida
en B1.2
n = Número de subconductores por fase.
C1.5.3 Se considerarán los siguientes casos según resulte más desfavorable para las estructuras: a) Cortadura de un conductor de una fase cualquiera.
b) Cortadura del cable de guardia. c) Cortadura de todos los conductores de una fase cualquiera y del cable OPGW
simultáneamente y en cualquier combinación.
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C1.5.4 En los casos del párrafo anterior, para el cálculo de las solicitaciones producidas por efecto de peso y del viento para los conductores y cable de guardia cortados, se deberá considerar que el vano adyacente sin cortadura representa el 70% del valor total correspondiente a la estructura.
C1.6 DESEQUILIBRIO LONGITUDINAL C1.6.1 Se deberá calcular como fuerzas horizontales, actuando hacia un mismo vano adyacente a
la estructura de anclaje, aplicadas en los puntos de anclaje de los conductores y en el punto de sujeción del cable de guardia respectivamente.
C1.6.2 En el caso de las estructuras de suspensión estas fuerzas representaran las componentes
de la tensión de los conductores y del cable de guardia que pueden aparecer durante el montaje o reparación.
Estas fuerzas deberán considerarse aplicadas en la dirección del vano, en todas las
combinaciones posibles desde uno hasta el total de conductores y cable de guardia. C1.6.3 En el caso de las estructuras de anclaje y remate estas fuerzas representan diferencias de
las tensiones de los conductores de ambos vanos adyacentes a la estructura.
Estas fuerzas se deberán considerar aplicadas simultáneamente en todos los conductores y cable de guardia, en dirección de la línea.
C1.6.4 El valor de estas fuerzas se deberá calcular según:
Estructuras de suspensión: 0,15 Tn, siendo Tn la tensión mecánica normal final definida en B1.1.
Estructuras de anclaje y de remate:
Siendo Tmx la tensión mecánica máxima final definida en B1.2 y α el ángulo de deflexión de la línea definido en C5.
2*Tmx
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C1.7 REMATE C1.7.1 Deberá calcularse como fuerzas horizontales, en la dirección del vano, actuando hacia un
mismo vano adyacente a la estructura, aplicadas en los puntos de anclaje de los conductores y del cable de guardia respectivamente.
C1.7.2 El valor de estas fuerzas será igual a la tensión mecánica final de servicio de los
conductores y del cable de guardia respectivamente, calculadas para la hipótesis de cálculo que corresponde a la combinación de solicitaciones de que se trate según se indica en C2.3.
C1.7.3 Estas fuerzas se deberán aplicar de uno hasta el total de conductores y cable de guardia
del mismo vano y en todas las combinaciones posibles. C1.8 TENDIDO C1.8.1 La carga incluye los esfuerzos derivados del empleo de las estructuras de anclaje como
remate provisorio, solamente con la tensión de tendido de los conductores y el cable de guardia.
C1.8.2 No se podrá templar los conductores y los cables de guardia de un tramo, mientras no
estén tendidos la totalidad de los conductores y cable de guardia hacia el otro lado en las estructuras de anclaje.
C1.8.3 En las estructuras de remate, el valor de las cargas de remate será igual a la tensión
mecánica final de los conductores y cable de guardia respectivamente, para la combinación de solicitaciones de que se trate según se indica en C2.3.
C1.8.4 Las cargas de remate se considerarán como fuerzas horizontales en la dirección del vano,
actuando hacia un mismo vano adyacente a la estructura aplicadas en los puntos de anclaje de los conductores y cable de guardia respectivamente.
C1.9 MONTAJE DE LAS ESTRUCTURAS C1.9.1 El proyectista de las estructuras deberá proporcionar las instrucciones de montaje para
cada tipo de estructura y fijar el valor de las cargas que se produzcan. C1.9.2 Por lo menos deberá considerar los siguientes casos:
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Un peso de 250 kg en cualquier nudo de la cruceta y uno de 100 kg en cualquier punto de
la estructura metálica, excepto en barras que formen un ángulo mayor que 45° con la horizontal. Las estructuras se armarán, de acuerdo a los planos correspondientes a cada una de las estructuras proyectadas, debiéndose evitar la instalación de materiales defectuosos o dañados. Las estructuras se montarán respetando las distancias y usando materiales nuevos y en cantidad y tipo señalado en los planos respectivos.
C2. DISEÑO DE LAS ESTRUCTURAS
C2.1 GENERAL C2.1.1 Las estructuras serán autosoportantes y estarán constituidas por perfiles de acero
galvanizado o resistente a la corrosión, empernados, con fundaciones de hormigón o metálicas.
C2.1.2 Las estructuras deberán proyectarse de modo que no se presenten deformaciones
permanentes en ninguno de sus elementos al ser sometidas a las combinaciones de solicitaciones multiplicadas por el correspondiente factor de sobrecarga, indicadas para cada uno de los tipos de estructuras en C2.3.
C2.1.3 Las estructuras deberán ser proyectadas para todas las extensiones, tanto del cuerpo
como de las patas, consideradas para cada tipo de estructura. C2.1.4 Las crucetas de las estructuras metálicas autosoportantes, deberán proyectarse de modo
que puedan ser desmontadas de la estructura. Para la situación indicada se considerará que los conductores anclados a la cruceta que
se desmonta, se anclan al cuerpo de la estructura y los conductores y cable de guardia restantes anclados en su posición normal.
C2.2 CONSIDERACIONES PARTICULARES C2.2.1 En el diseño de las estructuras se deberá considerar la instalación de los siguientes
elementos:
a) Dispositivo para la fijación de las cadenas de suspensión y anclaje de los conductores y de los elementos de sujeción del cable de guardia.
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b) Escalines para trepado. Se deberán instalar en dos cantoneras diagonales de las estructuras metálicas autosoportante hasta aproximadamente 1 m de la ubicación del cable de guardia.
c) Placas de numeración, de peligro de muerte y cruces de ferrocarriles con sus correspondientes
dispositivos de fijación a las estructuras metálicas.
d) Dispositivos de protección antitrepado, incluyendo su dispositivo de fijación a las estructuras ubicado aproximadamente 4 m sobre el nivel del suelo.
e) Se deberán dejar perforaciones en el tope de las estructuras metálicas para la conexión del
cable de guardia.
f) Peineta protectora contra pájaros, en el extremo superior de las crucetas en las estructuras de suspensión.
C3. FUNDACIONES C3.1 Se podrán utilizar fundaciones de rellenos compactados o de hormigón C3.2 Las fundaciones deberán ser diseñadas de modo que puedan resistir, sin que ocasionen la
ruptura del terreno de fundación, ni deformaciones permanentes en los elementos metálicos o desplazamientos inadmisibles en las fundaciones mismas, todas las solicitaciones con sus correspondientes factores de sobrecarga combinadas y verificadas según lo indicado en C2.3 para cada tipo de estructura.
C3.3 El diseño de las fundaciones de hormigón deberá contemplar el paso del chicote de la
conexión a tierra a través de ellas. Este detalle se deberá indicar en los planos de las fundaciones.
C4 ÁNGULOS Y DEFLEXIONES EN "ESTRUCTURAS EN ÁNGULO" C4.1 ÁNGULO DE LA LÍNEA Se entenderá como ángulo de la línea, en la ubicación de una estructura en ángulo, el
ángulo formado por los planos verticales que contienen a los vanos adyacentes a la estructura en cuestión. Ver figura Nº 1.
Este ángulo se medirá de tal modo que la dirección del vano más próximo al origen de la
línea (S/E de origen) coincida con la indicación de 0 Az (azimutal) del instrumento
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topográfico. Este ángulo se medirá con el mismo sentido de las manecillas del reloj. Ver figura Nº 1.
C4.2 DEFLEXION DE LAS LÍNEAS Se entenderá por deflexión de la línea, en la ubicación de una estructura en ángulo, el
ángulo formado por el plano vertical que contiene al vano adyacente a la estructura en cuestión más alejado del origen de la línea, y del plano vertical que contiene a la prolongación del otro vano adyacente a dicha estructura más allá de éste. Ver figura Nº 1.
C4.3 ESTRUCTURAS EN ÁNGULO
C4.3.1 En los puntos de deflexión del trazado de una línea se utilizan estructuras denominadas "estructuras en ángulo", por ejemplo: suspensiones en ángulo, anclajes en ángulo, etc
Estas "estructuras en ángulo" se proyectan con capacidad para un cierto rango de valores de ángulo que guarda relación con las deflexiones de la línea definidas en C5.2, en que pueden ser empleadas, antes que con los ángulos de la línea definidos en C5.1. Por
ejemplo, una estructura de suspensión en ángulo para ángulos entre 0° y 7° podría ser
empleada como suspensión para deflexiones de 0° hasta 7°. C4.3.2 Para evitar confusiones, las estructuras en ángulo deberán definirse con la indicación de
los valores de las deflexiones en que puedan ser susceptibles de aplicarse. Por ejemplo: - Estructura de suspensión en ángulo para deflexiones entre 0° y 1°.
- Estructura de anclaje en ángulo para deflexiones entre 0° y 30°.
- Estructura de remate en ángulo para deflexiones entre 0° y 40°. C4.3.3 Las estructuras de anclaje en ángulo se deberán ubicar (instalar) de modo que la dirección
del eje de sus crucetas coincida con la dirección de la bisectriz del ángulo de la línea definido en C5.1. Ver figura Nº 2.
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ANGULO Y DEFLEXIONES EN ESTRUCTURAS
"EN ANGULO"
233g
BISECTRIZ
HACIA
S/E
DE TERMIN
O
ANGULO
HACIA S/EDE ORIGEN0°g 0°g
HACIA S/EDE ORIGEN
33g
DE TERMIN
OHACIA
S/E
ANGULO
167g
BISECTRI
Z
FUGURA N°1
FIGURA Nº1
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ANGULO Y DEFLEXIONES EN ESTRUCTURAS
"EN ANGULO"
FUGURA N°2
BIS
ECTRIZ
DEL A
NGULO
ANGULO
DE
LINEA
LA
HACIA S/E DE LLEGADADE LA LINEAHACIA
S/E DE ORIGEN
DE LA LINEA
CON LA BISECTRIZ DEL ANGULO DE LA LINEAEL EJE DE LAS CRUCETAS DEBEN COINCIDIR
NOTA
FIGURA Nº2