Calculo mecanico de postes- correccion de distancias de fuga.pdf

7/23/2019 Calculo mecanico de postes- correccion de distancias de fuga.pdf

1/11

SHEET:1 OF 11

9-CLCULO MECNICO DE POSTES LNEA 33KV

Vano: 100 m Un= 33 kV Fmx: 1,33 m flecha mxima

*ESPECIFICACIONES TCNICAS Y NORMASLugar de instalacin: Salta, altura sobre el nivel del mar 3860m

IEC- 60071-Coordinacin del Aislamiento

Especificaciones Tcnicas GC-TE- N1 de AyEE y anexos I a VI

Normas : AEA 95301-VDE 0210/ 5.69

9.1-Nmero necesario de aisladores

Como primer paso se determina la cantidad de aisladores necesarios que formar la cadena

Vemos de la tabla anterior que la lnea de fuga correspondiente al lugar en donde estar instalada la lnea de 33kV

es de 31mm/kV, para un voltage de operacin de 33kV la tensin normalizada es de 36kV, entonces la lnea de fugatotal necesaria es:

mm

1800 mm

Se escoge un aislador que tiene una lnea de fuga de 340mm cada uno, entonces el nmero necesario de aisladores

es:

1800 =

340

Se adopta N= 6

dfuga total= 1116

A la distancia de fuga anterior se le debe aplicar un factor de correccin menor que 1 puesto que la instalacin estar

a una altura de 3860 metros sobre el nivel del mar con lo que disminuye la rigidez dielctrica del aire, este factor toma el

valor de Kf=0,62 y que es igual a la densidad del aire a la altura de 3860 msnm, por lo que "dfuga total" queda:

5,2941

Unormalizada * dfuga mnima = dfuga total

Lnea de fuga en funcin del grado de contaminacin,(tabla extrada de la IEC 60071-2)

dfuga total 1= dfuga total /Kf=

36 * 31=

PROYECTO DE LITIO

MEMORIA DE CLCULOMECNICO DE POSTES

TENDIDO DE LINEAS DE MEDIA TENSION

=


2/11

SHEET:2 OF 11

PROYECTO DE LITIO



9.2-Longitud de la cadena de aisladores

Lc= N * paso del aislador + long. Morsetera

150

Lc= N * paso del aislador + 0,1 Lc

1000 mm

Lc= 1000 mm

paso del aislador (mm):

ELECTRA-MERCEDES, modelo ALS 255 C 160KN, Distancia de fuga 340mm, Carga de rotura 160kN

long. Morsetera 10% L

Lc= N * paso del aislador =

0,9

Aislador seleccionado


3/11

SHEET:3 OF 11

PROYECTO DE LITIO



9.3-Verificacin mecnica de la cadena de aisladores

*Aisladores de suspensin

Hiptesis normal

>3

Pr: Carga electromecnica especificada del aislador.

Fr (p+V)1: Carga resultante de pesos y viento sobre cable y aisladores

Hiptesis extraordinaria

>2

Pr: Carga electromecnica especificada del aislador.

Fr (p+V)2: Carga resultante de pesos sobre cable y aisladores, sumado el 50 % del tiro mximo del cable. No se considera

el viento.

*Aisladores de retencin

>3

Fva= 1,4Kg/Aislador * NAisladores + 1,40kg

Ga: peso de la cadena de aisladores, incluidos elementos mviles de morsetera.

Ga: 5,8 Kg/Aisl * NAisladores.

Fvc 73 KgFva= 1,4 *6 + 1,4= 9,8 KgGc= 85,5 KgGa= 34,8 Kg

Fuerza resultante= (Fvc+Fva)+(Gc+Gca)

Fr = 146 KgFr =Pr = 160 KN Obtenido de la hoja de datos del aislador 160KN= 16315 Kg

*Aisladores de suspensin

111,7

Pr

Fr (p+V)1

Pr

Pr

Fr (p+V)2

Gc: peso del conductor gravante sobre la cadena de aisladores (Kg)

Fr (p+V)1

Pr =Fr (p+V)1 > 3,Por lo tanto verifica la hiptesis normal

Fr1

Fr 1: Suma de la Carga resultante de pesos de la cadena de aisladores y el semivano del cable, sumado el tiro mximo

del cable. Si se utilizan cadenas dobles de retencin, se considera 2 Pr.

Se puede decir que la resultante de los pesos resulta prcticamente despreciable frente a los tiros mximos.

Wi: fuerza del viento sobre el conductor en ambos semivanos adyacentes de la estructura para 1 metro de cable

Fuerzas actuantes:

Fva: fuerza del viento sobre la cadena de aisladores, incluidos elementos mviles de morsetera.

Fvc=Wi x Vano (Kg),( Wi fue obtenida de la memoria de clculo de cables que figura en los documentos de referencia


4/11

SHEET:4 OF 11

PROYECTO DE LITIO



De la memoria de clculo de cables se obtiene que el tiro mximo se da en el Estado 2 y su valor es:

T= 2950 Kg= Fr1 entonces

1475 Kg

10,28

*Aisladores de retencin

5,531

Por lo tanto el aislador seleccionado cumple con las hiptesis planteadas y es correcta su seleccin

9.4-DISTANCIAS ELCTRICAS

*Distancia elctrica entre conductores de fase

Dmn= 1,3641 m

0,75

*Distancia elctrica de partes bajo tensin a tierra para cadena de aisladores en posicin vertical

m a= 0,32 m

*Distancia elctrica de partes bajo tensin a tierra para cadena de aisladores en posicin inclinada

c= 0,22 m

9.5-CORRECCI N DE LAS DISTANCIAS POR VARIACI N DE LA RIGIDEZ DIELCTRICA DEL AIRE

fmax: flecha mxima (para el vano de 100 mts.) = 1,327 m, (obtenida de la mem. Clc. de cables)lc: longitud de la cadena de aisladores = 1 mk: coeficiente que depende de la disposicin de los cables y su ngulo de inclinacin con el viento =

m

50% T =

Pr = > 2, Por lo tanto verifica la hiptesis extraordinariaFr (p+V)2

Pr

Fr1> 3, Por lo tanto verifica la hiptesis extraordinaria

La rigidez dielctrica del aire vara con la densidad de este a medida que la altura sobre el nivel del mar aumenta a partir

de los 1000 msnm, de acuerdo con las bases de diseo las lneas de media tensin estarn instaladas a una altura

de 3860 msnm con lo cual se debe aplicar un factor de correccin a las distancias elctricas calculadadas anteriormente,

lo que se hace es dividir las distancias electricas por un factor de correccin menor que 1 con lo que estas aumentan.

a 0,1

c

150


5/11

SHEET:5 OF 11

PROYECTO DE LITIO



De la tabla de la pgina anterior se toma Kd=

Las distancias elctricas corregidas al aplicarles el factor Kd= 0,74 quedan:

Dmn 1,843 ma= 0,432 mc= 0,297 m

9.6-DETERMINACI N DE LA ALTURA LIBRE Y TOTAL DEL POSTE

Configuracin elegida para el poste de suspensin de la lnea de 33kV

La altura Hmn en zona rural o desrtica se toma a 6,5m segn reglamentacin vigente, la altura libre se determina

entoces como:

Hlibre= Hmn+ Fmax+ 2 Dmn + Lc= 12,51 m Hlibre= m

El empotramiento He del poste se toma como el 10% de la altura total, entonces la altura total es:

Htotal = Hlibre+ He = Hlibre+ 0,1 Htotal

13,90 m Htotal= 13,9 mHtot 14,5 mSe preselecciona un poste de 14,5m de altura

0,74

12,51

. =

HTO

TAL

Hmn.

fmx.

Lc

a

Dmn

Dmn

Lc

Lc

a

Hlibre

h3

h

2

dme

d

me

h1


6/11

SHEET:6 OF 11

PROYECTO DE LITIO



= 37,13

Lm: Longitud de la mnsula

dmp: Dimetro del poste a la altura de la mnsula

c=Un/150 Calculado en la pgina anterior

Para obtener Lm primero se deben determinar las alturas de las mnsulas de los conductores puesto que "dmp" vara

con la altura del poste puesto que el mismo es cnico, la razn de variacin de dmp es de 1,50 centimetros por cada

metro de altura, a esto se lo denomina conicidad del poste.

Altura de la mnsula inferior:Se ve de la figura de la pgina anterior que la altura de la mnsula inferior es "h3"

3 = mn+ mx + c= 8,83 m

Altura de la mnsula intermedia:Se ve de la figura de la pgina anterior que la altura de la mnsula inferior es "h2"h2 =h3+ D me = 10,67 m

Altura de la mnsula superior:Se ve de la figura de la pgina anterior que la altura de la mnsula inferior es "h1"h1 = h2+ Dme= 12,51 m

Ahora se determina "dmp"dmp = dcp+ e x di

dcp:Dimetro de la cima del poste en cmts.

di:Distancia desde la cima del poste hasta la posicin de la mnsula considerada i=1,2 y 3, di= Hlibre-hi

Hlibrepara un poste de altura total de 14,5 metros es: Htotal - 0,1Htotal= me: 1,5 cm/m 13,05 mSe adopta un dcp= 24 cmts.

con Dme Dmn

Hlibre =

con Dme Dmn

9.8-DETERMINACIN DEL LARGO , VOLUMEN Y PESO DE LAS CRUCETAS

9.7-DETERMINACIN DEL NGULO "DE DE INCLINACIN DE UNA CADENA DE AISLADORES DE

SUSPENSIN POR ACCIN DEL VIENTO

13,05

0,3

c ? Lc

c

Lm

dmp


7/11

SHEET:7 OF 11

PROYECTO DE LITIO



dmp1 24,8 cmts

dmp2 27,57 cmtsdmp3 30,33 cmts

Longitud de la mnsula inferior:

1,35 m

Longitud de la mnsula intermedia:

1,34 m

Longitud de la mnsula superior:

1,32 m

Ancho de la mnsula:

Ancho de la mnsula superior:cm

Ancho de la mnsula intermedia:cm

Ancho de la mnsula intermedia:cm

26,92

29,69

32,45

2 0,3

2 0,3

2 0,3

2,12

2,12

2,12

2,12


8/11

SHEET:8 OF 11

PROYECTO DE LITIO



Volumen de la mnsula:

m

Volumen de la mnsula superior:

= 0,045 m

Volumen de la mnsula intermedia:

= 0,05 m

Volumen de la mnsula inferior:

= 0,055 m

Peso de la mnsula:

yh = 2000 Kg/m para el hormign

Peso de la mnsula superior:

Kg/m

Peso de la mnsula intermedia:

Kg/m

Peso de la mnsula inferior:

Kg/m

Fuerzas debidas al peso

Gmi: Pesos de la mnsulas

Ga: Peso de la cadena de aisladoresGc:Peso del conductor

Fuerzas debidas a la accin del viento

Fvm: Fuerza del viento sobre la mnsula

Fva: Fuerza del viento sobre la cadena de aisladores

Fvc: Fuerza del viento sobre el conductor

Fvp: Fuerza del viento sobre el poste

Fuerza del viento sobre el poste

Fvp = C * K * V16 * Sp Sp: Superficie del poste

De= Dcp + 1,5*Hlibre (cm) Sp= Dcp* Hlibre+ 2*((De-Dcp)* Hlibre/2) m De: dimetro de empotramientoDe= 43,58 cm Sp= 6,41 m

V= 27,77 m/seg (100km/h) Fvp = 216,2 Kg C=1 K=0,7

9.10-FUERZAS ACTUANTES SOBRE EL POSTE

89,18

99,37

109,74

0,25

2

0,25

2

0,25

2

0,25

2

=

=

=


9/11

SHEET:9 OF 11

PROYECTO DE LITIO



Fuerza del viento sobre las mnsulas

Fvmi = C * K * V16 * Smi Sm: Superficie de la mnsula

Smi = Lmi* 0,25/2 (m C=1 K=1

0,166 m

0,167 m

0,169 m

Fvm1 = C * K * V16 * Sm1 = 8 KgFvm2 = C * K * V16 * Sm2 = 8 KgFvm3 = C * K * V16 * Sm3 = 8 Kg

Centro de gravedad del poste "Xs"

= 5,89 m

HIPTESIS NORMALES DE CARGA

Sm1 =

Sm2 =

Sm3 =

Se verificarFN1por ser la hiptesis de mayor solicitacin sobre el poste, cables y accesorios, Estado 3, (mayor viento).

9.11-POSTES DE SUSPENSIN: VERIFICACIN DE LAS HIPTESIS DE CARGA NORMALIZADAS

FN3: Se desprecia ya que esta hiptesis de carga se utiliza para postes de seccin cuadrada o rectangular

FN4: Se desprecia ya que en nuestros estados climticos no existe hielo.

FN1: Cargas del viento mximo en direccin del eje de los travesaos (mnsulas y/o crucetas) sobre el poste, los elementos

de cabecera y sobre cables de las semilongitudes adyacentes, (perpendicular a la lnea).

FN2: Se desprecia porque el viento actuando longit. a la lnea provoca un esfuerzo despreciable comparado con FN1

2

3

2

2

Gc+Ga

Gc+Ga

Gc+Ga

Lmy

Fvp

Xs

FvcFva

FvcFva

Fvc

Fva

Hc3

Dmin

Dmin

Hc2

Hc1

Lm


10/11

SHEET:10 OF 11

PROYECTO DE LITIO



Momentos flectores debidos al peso

Mpg= 616,2 Kgm

Momentos flectores debidos a la fuerza del viento

Mpw= 3692 Kgm

MR=Mpg+ Mpw= 4308 Kgm

Fuerza referida a la cima del poste

282,9 Kg

HIPTESIS EXCEPCIONALES DE CARGA

Por lo explicado en el punto "7.1" se calcular nicamente "FE1"La peor condicin se dar si se corta el conductor superior y quedan los tiros desequilibrados, no se considera la accin

del viento.

Lc: Longitud de la cadena de aisladores

Lmy1=Lm1/3 , Lmy2 =Lm2/3 , Lmy3=Lm3/3 ,

Se ve de la figura de la pgina anterior que las fuerzas actuantes sobre el poste provocaran un momento flector que tender

a hacer girar al poste en la direccin del sentido horario de las agujas del reloj, este momento flector es "MR"

Mpg= (Gc+Ga)*( Lm1+Lm2+Lm3) + Gm1*Lmy1+ Gm2*Lmy2+ Gm3*Lmy3 ( Kgm)

Mpw= Fva * ( Hc1 + Hc2 + Hc3 + 3* Lc/2) + Fvp * Xs + Fvc * (Hc1 + Hc2 + Hc3) ( Kgm)

Hc3= Hmn+Fmx , Hc2= Hc3+Dmn, Hc1= Hc2+Dmn

MR=Fc x Hlibre (Kgm)

Fc=MR / Hlibre (Kg)

Fc=

Gc+Ga

Gc+Ga

Gc+Ga

Lmy

Lm

50%Tiro mx

Z

X

Y


11/11

SHEET:11 OF 11

PROYECTO DE LITIO



MF2= MPG, y ya fue calculado anteriormente

MF2 616,2 Kgm

2949 Kg (valor obtenido de la memoria de clculo de cables)1475 Kg

MF1 18451 Kgm

MT= 1954 Kgm

MFT

= 18462 Kgm

El momento resultante combinado resulta:

MC= 18513 Kgm

Se refiere MC a la cima del poste y queda:

Fc= 1419 Kg

El poste de suspensin seleccionado es finalmente:

Es decir un poste de 14,5 metros de altura que soprta 1500 Kg de tiro en la cima con un coeficiente de seguridad de 3

M FT = (M F1 + M F2) (Momento flector total)

Mc = 0,5 * ( MFT + (MFT + MT)

Fc=Mc / Hlibre (Kg)

14,50/1500/3

MF1= 0,5*Tmx * ( Hc1 + Lc)

MT= 0,5*Tmx * Lm1 (Momento torsor)

Tiro mximo

50% Tmx.

Calculo mecanico de postes- correccion de distancias de fuga.pdf

Documents

Transcript of Calculo mecanico de postes- correccion de distancias de fuga.pdf