ELECTRIFICACION

Estudio Definitivo del Proyecto Expediente Tcnico Final

Parte II: Redes Secundarias Volumen IV: Clculos Justificativos

ELECTRIFICACIN RURAL GRUPO N 15 EN TRES (3) DEPARTAMENTOSESTUDIO DEFINITIVO DEL PROYECTO

PROYECTO 03SISTEMA ELCTRICO RURAL CARAVELI II ETAPA

PARTE II : REDES SECUNDARIAS

VOLUMEN IV : CALCULOS JUSTIFICATIVOS

EXPEDIENTE TECNICO FINAL

INDICE GENERAL

RESUMEN EJECUTIVO DEL PROYECTO

PARTE ILINEAS Y REDES PRIMARIAS

VOLUMEN IMemoria Descriptiva

VOLUMEN IVClculos Justificativos

PARTE IIREDES SECUNDARIAS

VOLUMEN IMemoria Descriptiva

VOLUMEN IVClculos Justificativos

PARTE I y IILINEAS PRIMARIAS REDES PRIMARIAS - REDES SECUNDARIAS

VOLUMEN IIMetrado y Valor Referencial

VOLUMEN IIIPlanos

ESTUDIO DEFINITIVO DEL PROYECTO

SISTEMA ELCTRICO RURAL CARAVELI II ETAPA

PARTE II : REDES SECUNDARIAS

VOLUMEN IV : CALCULOS JUSTIFICATIVOS

RELACION DE DOCUMENTOS

DOCUMENTODESCRIPCION

VOLUMEN IVClculos Justificativos

ANEXOSAnexo N 01: Diagramas de Carga

Anexo N 02: Calculo de Cada de TensinAnexo N 03: Clculo de Luminaria Optima

Anexo N 04: Clculo Mecnico de Conductor

Anexo N 05: Clculo Mecnico de Estructuras

Anexo N 06: Prestacin de Estructuras

Anexo N 07: Clculo de Cimentacin

Anexo N 08: Clculo Mecnico de Retenida

ESTUDIO DEFINITIVO DEL PROYECTO

SISTEMA ELCTRICO RURAL CARAVELI II ETAPAVOLUMEN IV : CALCULOS JUSTIFICATIVOSINDICE

1CALCULOS ELECTRICOS1.1Consideraciones de Diseo Elctrico1.1.1Normas Aplicables1.1.2Caractersticas Elctricas del Sistema1.1.3Configuracin Topolgica1.1.4Demanda de potencia de cargas de servicio particular1.1.5Factor de potencia (Cos ()1.1.6Factor de simultaneidad1.1.7Nivel de aislamiento1.2Clculo de impedancias de conductores1.2.1Clculo de resistencia elctrica del conductor1.2.2Clculo de reactancia inductiva1.3Clculo de cada de tensin y prdidas de potencia y energa1.3.1Clculo de cada de tensin1.3.2Cada de tensin y perdida de energa1.4Cargas de alumbrado pblico y seleccin de luminaria ptima1.4.1Cargas de alumbrado pblico1.4.2Seleccin de luminaria ptima1.5Calculo de la resistencia de puesta a tierra del sistema2CALCULOS MECANICOS2.1Consideraciones de diseo mecnico2.1.1Distancias de Seguridad2.2Clculo mecnico de conductores2.2.1Hiptesis de estado2.2.2Esfuerzos permisibles en los conductores2.2.3Clculo de cambio de estado2.3Seleccin y clculo de prestaciones de las estructuras2.3.1Clculos mecnicos de estructuras2.3.2Prestacin de estructuras2.4Calculo, diseo y configuracin de Cimentaciones2.5Clculo mecnico de retenidas3ANEXOS

ANEXO 1: DIAGRAMAS DE CARGA

ANEXO 2: CALCULO DE CAIDA DE TENSION

ANEXO 3: CALCULO MECANICO DE CONDUCTOR

ANEXO 4: CALCULO MECANICO DE ESTRUCTURAS

ANEXO 5: PRESTACIN DE ESTRUCTURAS

ANEXO 6: CALCULO DE CIMENTACION

ANEXO 7: CALCULO MECANICO DE RETENIDAS

SISTEMA ELCTRICO RURAL CARAVELI II ETAPA

PARTE II: REDES SECUNDARIASVOLUMEN IV: CALCULOS JUSTIFICATIVOS1 CALCULOS ELECTRICOS

1.1 Consideraciones de Diseo Elctrico

1.1.1 Normas Aplicables

Para la elaboracin del presente estudio se ha tenido en cuentas las siguientes normas y publicaciones: RD 017-2003-EM: Alumbrado de Vas Pblicas en reas Rurales.

RD 020-2003-EM: Especificaciones Tcnicas de Montaje de Redes Secundarias con Conductor Autoportante para Electrificacin Rural.

RD 023-2003-EM: Especificaciones Tcnicas de Soportes Normalizados para Lneas y redes Secundarias para Electrificacin Rural.

RD 025-2003-EM: Especificaciones Tcnicas para el Suministro de Materiales y Equipos de Redes Secundarias para Electrificacin Rural.

RD 030-2003-EM: Especificaciones Tcnicas para levantamientos Topogrficos para Electrificacin Rural.

RD 031-2003-EM: Bases para el Diseo de Lneas y redes Secundarias con Conductor Autoportante para Electrificacin Rural. Conductores Autoportantes para Electrificacin Rural. Ley General de Electrificacin Rural.

Ley de Concesiones Elctricas N 25844.

Reglamento de la Ley de Concesiones Elctricas N 25844.

Gua de Estudios de Impacto Ambiental para las Actividades Elctricas.Adicionalmente se consulta las siguientes normas internacionales:

NESC (National Electrical Safety Code).

RUS (Rural Utilities Service).

U.S. Bureau of Reclamation - Standard Design.

VDE 210 (Verband Deutscher Electrotechniker).

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).

CIGRE (Conference International des Grands Resseaux Electriques).

ANSI (American National Standard Institute).

IEC (International Electrotecnical Comission).El diseo se ha desarrollado, en conformidad a las prescripciones de las Normas Tcnicas de la Direccin General de Electricidad para Electrificacin Rural y el Cdigo Nacional de Electricidad Suministro 2011.

1.1.2 Caractersticas Elctricas del Sistema

Las localidades de los distritos beneficiadas tendrn suministro monofsico y para efectos del diseo elctrico de las redes de servicio particular y alumbrado pblico, se ha definido las siguientes caractersticas particulares del sistema:

Sistema

:Trifsico y Monofsico con neutro corrido y rgidamente puesto a tierra.

Conductores

:Autoportante de AAAC aislado.

Neutro portante

:Aleacin de aluminio desnudo

funcin mecnica y elctrica

Tensin nominal entre fases:380/220V - 440/220V.

Tensin fase neutro

:220 V.

Frecuencia nominal

:60 Hz.

Altitud

:26 a 2590 m.s.n.m.

La tensin de servicio de las cargas monofsicas del servicio particular y de alumbrado pblico ser de 220 V medida entre un conductor de fase y el neutro.

1.1.3 Configuracin Topolgica

En el diseo de las redes secundarias tendr en cuenta las siguientes consideraciones para definir su configuracin topolgica:

Ubicar los circuitos de modo, que deben alejarse de la subestacin en forma radial, evitando que stos regresen a la subestacin a fin de disminuir la cada de tensin.

Los circuitos en lo posible deben ir ubicados en un solo frente de una calle.

Se debe evitar colocar postes en las esquinas, porque estos puntos constituyen lugares peligrosos por la probabilidad de colisin de vehculos.

Se debe evitar el cruce de circuitos de diferentes subestaciones.

En las localidades con configuracin urbano-rural, en lo posible se deber ubicar los circuitos aprovechando los postes de redes primarias.

1.1.4 Demanda de potencia de cargas de servicio particular

La calificacin elctrica para servicio particular, se ha determinado considerando los resultados del estudio de mercado elctrico y los valores establecido en la Norma DGE RD031-2003-MEM.

Para la clasificacin de localidades tambin se ha tenido en cuenta su grado de desarrollo socioeconmico, acceso a las vas de comunicacin y configuracin urbana, entre otros, y con estas premisas las localidades corresponden al tipo II.

Segn los resultados del estudio de mercado elctrico la calificacin asignada es de 400 W por lote para los tipos de localidades.

1.1.5 Factor de potencia (Cos ()

Para cargas de servicio particular:1,00

Para cargas de alumbrado pblico:0,90

1.1.6 Factor de simultaneidad

Cargas de servicio particular

:0,50Cargas de alumbrado pblico

: 1,00

1.1.7 Nivel de aislamiento

Para determinar el nivel de aislamiento se considerar las condiciones de operacin del sistema:Sistema

:Autoportante.

Tensin nominal del sistema:380/220V - 440/220V.

Contaminacin ambiental:alta contaminacin en la costa y media en la zona altaEl nivel de aislamiento entre fases en ningn caso ser inferior a 10 Megaohm y entre fase y tierra en ningn caso ser inferior a 5 Megaohm.

1.2 Clculo de impedancias de conductores

La impedancia de los conductores es una magnitud que mide cmo un circuito conduce fcilmente la corriente cuando un voltaje funciona con l, esta impedancia depende la resistencia y reactancia del conductor.1.2.1 Clculo de resistencia elctrica del conductor

r40 C= r20 C [ 1 + ( (t2 - 20)]

Donde:r 40 C = resistencia elctrica del conductor a 40 C

r 20 C

= resistencia elctrica del conductor a 20C

(

= Coeficiente de correccin de temperatura 1/C: 0,0036

t2

= 40 C

1.2.2 Clculo de reactancia inductiva

Xl=0,1746 log DMG

RMG

Donde:

DMG=Distancia media geomtrica

RMG=Radio medio geomtrico

Los factores de cada de tensin se muestran en el Cuadro N 1.1Cuadro N 1.1FORMACIONRESISTENCIA DEL CONDUCTOR ALUMBRADO PUBLICORESISTENCIA DEL CONDUCTOR

DE FASE (/Km) (/Km)NEUTRO (/Km)

A 20 CA 40 CA 20 CA 40 CA 20 CA 40 C

3x35+16/250,8680,9291,912,0451,381,478

3x25+16/251,21,2851,912,0451,381,478

3x16+16/251,912,0451,912,0451,381,478

3x16/251,912,045--1,381,478

2x25+16/251,21,2851,912,0451,381,478

2x16+16/251,912,0451,912,0451,381,478

2x16/251,912,045--1,381,478

1x16/251,912,045--1,381,478

Cuadro N 1.2FORMACIONREACTANCIA INDUCTIVAFACTOR DE CAIDA DE TENSIONA 40 C (A)

(/Km)

XL(30)XL (10)K (380-220 V)K(440-220 V)K(220 VAP)Cond. FaseCond. A.P.

3x35+16/250,0940,1231,607-3,27210264

3x25+16/250,10,1162,223-3,2728364

3x16+16/250,110,113,538-3,2726464

3x16/250,103-3,538--64-

2x25+16/250,0930.1093,7763,2728364

2x16+16/250,0960,0963,5383,7653,2726464

2x16/25-0,096-3,7653,27264-

1x16/25-0,094-3,27264-

1.3 Clculo de cada de tensin y prdidas de potencia y energa

1.3.1 Clculo de cada de tensin

La frmula para calcular redes areas es la siguiente:

(V =k x I x L x 10-3Donde:I =Corriente que recorre el circuito, en A

L =Longitud del tramo, en m

k =Factor de cada de tensin

Para circuitos trifsicos k= (3 (r1 cos + X1 Sen )

Para circuitos monofsicos k= 2 (r2 cos + X2 Sen )

1.3.2 Cada de tensin y perdida de energa

La cada mxima de tensin entre la subestacin de distribucin y el extremo terminal ms alejado de la red no deber exceder el 7.5% de la tensin nominal, segn la Norma Tcnica de Calidad de los Servicios Elctricos (NTCSE). Segn lo anterior se est considerando un valor mximo de 7,0% en el poste terminal ms alejado de la red, para as dejar un margen de 0,5% para la cada de tensin en la acometida del usuario ms alejado, es decir:

Sistema 440/220 V:30,8V Sistema 380/220 V:26,6V

Sistema 220 V:15,4V

Y la prdida de energa no mayor a 3%.

Los valores de factor de potencia utilizados son los siguientes:

Para cargas de servicio particular

1,00

Para cargas de alumbrado pblico

0,90

Factor de simultaneidad

Cargas de servicio particular

0,50

Cargas de alumbrado pblico

1,00

Los diagramas de carga de todas las localidades se presentan en el Anexo 01 y los clculos de cada de tensin y prdidas de energa se presentan en el Anexo 02.

1.4 Cargas de alumbrado pblico y seleccin de luminaria ptima

Para el alumbrado pblico se debe cumplir con la Norma DGE Alumbrado de Vas Pblicas en reas Rurales, aprobada por RD N 017-2003 EM/DGE, donde se indica el procedimiento para determinar la cantidad de lmparas, la misma que depende de la potencia del nmero de abonados domsticos, potencia de la lmpara, nmero de horas mensuales del servicio de alumbrado pblico. Asimismo se determinan los niveles de iluminancia y uniformidad media de iluminancia.

Asimismo, basndose que para el alumbrado pblico se ha considerado lo establecido por la Norma DGE RD-017-2003-EM Alumbrado de Vas Pblicas en reas Rurales; la cual menciona para el caso de la iluminacin, esta corresponde exclusivamente a lo indispensable y de acuerdo a los requerimientos de un sistema rural, limitando nicamente a las plazas pblicas y calles principales.

Por lo cual la cantidad de uso de luminarias es mnima, proporcional al nmero de abonados.

Equipo de Alumbrado Pblico Convencional

Los equipos de alumbrado pblico-AP convencionales que actualmente se vienen utilizando tienen las siguientes caractersticas:

Lmpara de vapor de sodio de alta presin de 50 W.

Luminaria con porta equipo de encendido incorporado.

Equipo de encendido, incorporado en la luminaria.

Pastoral de AG y Accesorio.1.4.1 Cargas de alumbrado pblico

Las lmparas de alumbrado que se vienen utilizando actualmente en los proyectos de electrificacin rural son las de Vapor de Sodio de Alta Presin. Buscando el menor costo, la mejor distribucin de Luminaria, el bienestar social, y el cumplimiento de las normas, se recomienda el uso de la lmpara de Sodio de 50W y tendrn las caractersticas que se muestra en el siguiente cuadro:

LAMPARAS DE ALUMBRADO PBLICOTipo de

LmparaPotencia

(W)Prdidas

(W)Potencia Total

(W)

Vapor de Sodio501060

El factor de simultaneidad para alumbrado pblico es FS = 1.

1.4.2 Seleccin de luminaria ptima

Se determina un consumo de energa mensual por alumbrado pblico de acuerdo a la frmula:CMAP = KALP x NU

Donde:

CMAP :Consumo mensual de alumbrado pblico en kWh

KALP

: Factor de AP en kWh/usuario-mes

NU

: Nmero de Usuarios de la localidad

El Factor KALP es el correspondiente al Sector Tpico 5: KALP = 6.3Para calcular el nmero de puntos de iluminacin se debe considerar una potencia promedio de lmpara de alumbrado y el nmero de horas de servicio mensuales del alumbrado pblico (NHMAP). Se aplica la siguiente frmula:

PI = (CMAPx1000) / (NHMAPxPPL)

Donde:

PI: Puntos de Iluminacin

CMAP: Consumo mensual de alumbrado pblico en kWh

NHMAP: Nmero de horas mensuales del servicio alumbrado pblico (horas/mes)

PPL: Potencia nominal promedio de la lmpara de alumbrado pblico en watts

La cantidad de puntos de iluminacin (PI) en el caso de ser decimal se debe redondear al entero inferior.

El nmero de horas mensuales del servicio de alumbrado pblico (NHMAP) depender de su control de encendido y apagado:

Tipo de control NHMAP (horas/mes )

Clula fotoelctrica 360

Horario Nmero de horas diarias programadas multiplicada por 30

La potencia nominal promedio de la lmpara de alumbrado pblico (PPL) comprende la potencia nominal de la lmpara ms la potencia nominal de sus accesorios de encendido (50+10 W).

El nmero de horas diarias de alumbrado pblico considerado debe estar comprendido entre 8 y 12 horas.

La cantidad de Luminarias por Localidad se muestra en el Anexo 031.5 Calculo de la resistencia de puesta a tierra del sistema

El adecuado diseo de las Puestas a tierra en Redes Secundarias busca garantizar la seguridad de las personas, de los equipos y lograr una adecuada operacin de los sistemas.Se ha normalizado valores mximos de resistencias de puesta a tierra en lneas y redes primarias, redes secundarias y subestaciones de distribucin; aplicando para este fin las ms actualizadas normas internacionales y analizando los principios fsicos que dan lugar a tales requerimientos.

En las redes secundarias para sistemas 440/220 V, el neutro de la red estar conectado a tierra en la subestacin y adems tendr como mnimo una conexin a tierra cada 150 a 200 m, ubicados principalmente en los puntos de derivacin y al final de los circuitos de servicio particular.

En este sistema multiaterrado, la resistencia de puesta a tierra del neutro en los puntos ms desfavorables estando conectada todas las puestas a tierra, sin incluir las puestas a tierra de la subestacin de distribucin, ni del usuario, en localidades aisladas o zonas rurales es de 10 ohms y centros urbano o urbano rural 6 ohms (CNE 2011).

La configuracin de la puesta a tierra para todas las localidades es PAT-1, que consiste de un electrodo con sus respectivos accesorios.El sistema de puestas a tierra PAT-1 est conformado por una varilla de acero recubierta en cobre blando de 16 mm de dimetro y 2,4 m de longitud, conductor de cobre recocido de 16mm2 y conectores. Este sistema ir instalado en un pozo circular de 0.80m dimetro x 2.80m de profundidad, el detalle se muestra en las Lminas adjuntas.La resistencia de aterramiento viene dado de acuerdo a la siguiente frmula:

Dnde:

(a = Resistividad elctrica aparente del terreno (ohm-m)

l = Longitud de la varilla (2,4 m)

d = Dimetro de la varilla (16 mm)

H = Profundidad de enterramiento (2.80 m)

2 CALCULOS MECANICOS

2.1 Consideraciones de diseo mecnico

2.1.1 Distancias de Seguridad

Para el diseo de las redes secundarias se respetar las alturas mnimas sobre la superficie del terreno, las definidas para zonas rurales, las distancias mnimas requeridas se presenta a continuacin: En lugares accesibles slo a peatones

:4,0 m

En lugares con circulacin de maquinaria agrcola:5.5 m

A lo largo de calles y caminos en zonas urbanas:5.5 m

En cruce de calles, avenidas y vas frreas

:6,5 m

En cruce de calles y caminos en zonas rurales:5,5 m

A lo largo de calles y caminos en zonas rurales:5,0 mTomando en cuenta estas distancias de seguridad se calcularon los vanos mximos de acuerdo al tipo de conductor utilizado.Consideraciones:

El nico elemento de sujecin del conductor es el portante o neutro y es l que absorber todas las tensiones mecnicas del cable.Se han establecido las zonas para los clculos mecnicos, segn las caractersticas particulares que presenta la zona como temperatura y altitud. Asimismo se ha utilizado un EDS del 18% para la distribucin de las estructuras de las Redes Secundarias y un EDS de 7% para el caso de vanos flojos.2.2 Clculo mecnico de conductores

2.2.1 Hiptesis de estado

Los clculos mecnicos de conductores tienen la finalidad de determinar las tensiones y flechas en las diversas condiciones de operacin., y se han calculado sobre la base de las prescripciones de la Norma DGE RD-031-2003-MEM y las condiciones climatolgicas del rea del proyecto.

Por otro lado, teniendo en cuenta la zonificacin del territorio del Per y las cargas definidas por el Cdigo Nacional de Electricidad Suministro 2011, se ha planteado las siguientes hiptesis:

HIPOTESIS 1:Condicin de mayor duracin (EDS inicial)

-EDS inicial

:18 %

-Temperatura

: 20 C

-Velocidad de viento:nula

-Sobrecarga de hielo : nula

HIPOTESIS 2:De Mximo Esfuerzo-Temperatura

: 10 C

-Velocidad de viento :94 km/h

-Sobrecarga de hielo : nula

HIPOTESIS 3:De mxima Temperatura

-Temperatura

: 50 C

-Velocidad de viento :nula

-Sobrecarga de hielo : nulaHIPOTESIS 4:De Mnima Temperatura

-Temperatura

: 8 C

-Velocidad de viento :nula-Sobrecarga de hielo : nula2.2.2 Esfuerzos permisibles en los conductores

El esfuerzo del conductor portante de aleacin de aluminio ser en todos los casos, de 52,3 N/mm2, aproximadamente 18% del esfuerzo de rotura del conductor. Para clculo del conductor en vano flojo se ha considerado el esfuerzo de 19,5 N/mm, aproximadamente 7% del esfuerzo de rotura del conductor.El esfuerzo mximo del conductor no superar 176 N/mm2.

Se analiz los diversos esfuerzos en el conductor en la condicin EDS, considerando todas las cargas a fin de que el esfuerzo en el conductor portante no sobrepase lo mximo admitido, al final se llego a la siguiente conclusin:

Vanos normales :52,3 N/mm2 (18% del Esfuerzo de rotura del conductor)

Vanos flojos :20 N/mm2 (7% del Esfuerzo de rotura del conductor).

La definicin de los esfuerzos en los vanos ha sido para reducir los esfuerzos mximos y no sobrepasar los lmites establecidos para estos conductores.

2.2.3 Clculo de cambio de estado

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

T32 - [ T1 - dEW1 - ( E (t2 - t1)] T2 = d EW

24 S T1

24 S2Donde:

Ti =Esfuerzo en el conductor en el punto ms bajo, para la condicin i, en N/mm.

d =Vano de clculo, en m.

E =Mdulo de elasticidad final del conductor, en kg/mm

S =Seccin del conductor en mm

Wi = Carga en el conductor en la condicin i

ti =Temperatura en la condicin i

( =Coeficiente de dilatacin (1/C)

Debern considerarse longitudes de vanos desde 16 m hasta 70 m con incrementos de vano de 2 m y desde 70 m hasta 130 m con incrementos de vano de 5 m.

a.Clculo de la flecha mxima (f)

La flecha viene dada por:

Se han considerada longitudes de vanos desde 16 m hasta 90 m con incrementos de vano de 2 m y desde 70 m hasta 130 m con incrementos de vano de 5 m.

b.Clculo del peso total del conductor en la hiptesis I (Wr)

N/m

N/m

Wc =Peso propio del conductor (N/m)

V =Velocidad del viento (km/h)

D =Dimetro exterior del conductor (m)

Pv =Peso adicional debido a presin del viento (N/m)

K =Coeficiente de las superficies cilndricas (0,0042)

Los resultados de clculo mecnico de conductores se presentan en el Anexo 04.2.3 Seleccin y clculo de prestaciones de las estructuras

2.3.1 Clculos mecnicos de estructuras

Las estructuras han sido diseadas para soportar las cargas verticales, transversales, longitudinales y aplicacin simultanea de dichas cargas. Estos clculos tienen por objeto determinar las cargas mecnicas en los postes, cables de retenidas y sus accesorios, de tal manera que en las condiciones ms crticas, es decir, a temperatura mnima y mxima velocidad de viento no se superen los esfuerzos mximos previstos en el Cdigo Nacional de Electricidad Suministro 2011 y Norma DGE RD-031-2003-MEM.

Para el clculo mecnico de estructuras en hiptesis de condiciones normales, se han considerado las siguientes cargas:

Cargas Horizontales: Carga debida al viento sobre los conductores y las estructuras y carga debido a la traccin del conductor en ngulos de desvo topogrfico.

Cargas verticales: Carga vertical debida al peso de los conductores, aisladores, peso adicional de un hombre con herramientas y componente vertical transmitida por las retenidas en el caso que existieran.

Cargas Longitudinales: Cargas producidas por diferencia de vanos en cada conductor.

Deflexin del poste: Se considera una deflexin mxima de 4% de la longitud libre del poste.

Sobre la base de los anlisis de los factores mencionados se ha definido que todos los postes sern de 8 m. En todas las estructuras con retenidas se han verificado las cargas verticales a fin de compararlas con la carga crtica y verificar la falla del poste por pandeo.

2.3.1.1Factores de seguridad

Los factores de seguridad respecto a la carga de rotura, en condiciones normales, sern las siguientes:

Postes de concreto

:2 Postes de madera

:3 Cables de retenida

:2

Accesorios de ferretera:2

No se efectuarn clculos en condiciones de emergencia, es decir, con rotura de conductor.Para el clculo de retenidas se considerar cable de acero grado SIEMENS-MARTIN de 10 mm de dimetro. El ngulo de inclinacin respecto del cable de retenida respecto al eje vertical ser de 30.2.3.1.2Caractersticas de las estructuras

Las estructuras a utilizar son postes con las siguientes caractersticas:

Tipo de poste

:madera tratada

Especie forestal

:Southern Yellow Pine

Longitud de poste (m)

:8

Clase

:7

Carga de trabajo a 0,20 m de la cima

:5340 N

Dimetro en lnea de tierra

:0,24 m.

Dimetro en la cabeza

:0,12 m

Distancia punta del poste

:0,20 m.

Tipo de poste

:concreto armado Altura

:8m.

Carga de trabajo a 0,15 m de la cima :2 000 N

Dimetro en lnea de tierra

:0,24 m.

Dimetro en la cabeza

:0,12 m

Distancia punta del poste

:0,15 m.

Se tomar en cuenta conductores autoportantes para las condiciones ms crticas de las siguientes formaciones:

3 x 35 + 16 /25 mm2 3 x 25 + 16 /25 mm2 3 x 16 + 16 /25 mm2 3 x 16 /25 mm2 2 x 25 + 16 /25 mm2 2 x 16 + 16 /25 mm2.

1 x 16 + 16 /25 mm2.

1 x 16/25 mm2

2.2.1.3Frmulas aplicables para clculo de estructuras

Momento debido a la carga del viento sobre los conductores:

MVC = (PV) (L) (fC) (SHi) Cos( a/2)

Momento debido a la carga de los conductores:

MTC = 2 (TC) (S Hi) sen ( a/2)

MVP = [ (PV) (h2) (Dm + 2 Do]/600

Momento total en condiciones normales:

MRN = MVC + MTC + MVP

En los postes de ngulo y terminales provistos de retenidas se calcularn todas las cargas verticales incluyendo las transmitidas por las retenidas y se comparar con la carga crtica del poste determinada por la siguiente frmula:

Pcr = p2 E I

(Kl)2

Donde:

Pv=Presin del viento sobre superficies cilndricas

L=Longitud del vano, en m

TC=Carga del conductor portante en N

fC=Dimetro total del cable autoportante, en m

a=Angulo de desvo topogrfico, en grados

Do=Dimetro del poste en la cabeza, en cm

Dm=Dimetro del poste en la lnea de empotramiento, en cm

h=Altura libre del poste, en m

H=Altura de la carga en la estructura respecto al suelo, en m

Wc=Masa total del cable autoportante, en kg/m

WAD=Peso de un hombre con herramientas, igual a 1000 N.

C=Circunferencia del poste en lnea de empotramiento, en cm

E=Mdulo de Elasticidad del poste, a kN/cm2

I=Momento de inercia del poste, en cm4

l =Altura respecto al suelo del punto de ubicacin de la retenida en el poste.

K =Factor que depende de la forma de fijacin de los extremos del poste.

En el Anexo 05, se presentan los resultados del clculo mecnico de las estructuras.

2.3.2 Prestacin de estructuras

Para definir las prestaciones (vanos mximos por distancias mnimas de seguridad).

Los resultados de la prestacin de estructuras para vanos normales a 18% del esfuerzo de rotura del conductor y vanos flojos con 7% del esfuerzo de rotura del conductor, considerando la configuracin del conductor, se presentan en el Anexo 06.

2.4 Calculo, diseo y configuracin de Cimentaciones

El clculo de las cimentaciones de los postes se basa en su estabilidad, para ello se utiliza el mtodo de Sulzberger; este mtodo se aplica segn la capacidad portante del tipo de terreno con los parmetros obtenidos de las muestras ensayadas, en base al informe geotcnico, donde se va a efectuar la instalacin de los Postes de Redes Secundarias.

Los factores determinantes para la eleccin del tipo de cimentacin es la topografa y el Clima de la zona (influencia de la Lluvias). Adems la cercana de las Redes y Localidades a ros o valles muy hmedos, hacen necesario recurrir a la cimentacin de concreto ciclpeo, debido que la topografa local del terreno condiciona reas inundables en el terreno. Para el caso del proyecto no presentan este tipo casos.Sobre esta base los postes sern enterrados directamente al terreno y el relleno se realizar con la base de Material Clasificado-Propio compactado incluyendo adems 25% de piedra mediana para obtener una mayor resistencia lateral, es decir, sin macizo de concreto, debido a las condiciones del terreno, esto clculos se muestran en el Anexo 07.2.5 Clculo mecnico de retenidas

Para el diseo de la cimentacin de la retenida, se emple el mtodo de fuerzas en un elemento en equilibrio. La cimentacin para la retenida se compone de una excavacin prismtica, de dos secciones: triangular y rectangular. Sobre la varilla metlica de la retenida actuar una fuerza de traccin, la cual tratar de arrancar el bloque de concreto enterrado en el extremo de la varilla.Para el clculo de retenidas se considerar cable de acero grado SIEMENS-MARTIN de 10 mm de dimetro. El ngulo de inclinacin respecto del cable de retenida respecto al eje vertical ser de 30.

a.Bases de clculo

El cable de la retenida ser de acero con una carga de rotura mnima de 30,92 kN.

La retenida deber soportar la carga mnima ocasionada por el tiro longitudinal de los conductores y sin exceder al 50% de su carga de ruptura (c.s. = 2). Estos para postes terminales de derivacin.

La retenida se anclar a una separacin promedio de 4m (mximo 6m y mnimo 3m) y a un ngulo al poste superior a 30.

b.Clculo de retenida en poste terminal

Se tendr en cuenta los siguientes factores:

hp:Altura de fijacin de la retenida (m)

l:Altura de la fuerza equivalente(m)

:Angulo de la retenida

Tr:Tiro de rotura

e :Distancia del pie de la retenida al poste(4m)

:Arc tg e/hp

Por condicin de equilibrio el momento resultante producido por la Fe y la componente longitudinal de la retenida Fr es nulo alrededor del punto de empotramiento:

El bloque de concreto establecido para las retenidas ir de acuerdo a las Especificacin Tcnica ETS-LP-19 Accesorios Metlicos para retenidas establecidas por el la Norma DGE, obedeciendo a las siguientes dimensiones: 0,40x0,40x0,15 m.Los resultados de los clculos mecnicos de retenidas se presentan en el Anexo 08.

3 ANEXOS

ANEXO 01: DIAGRAMAS DE CARGA

ANEXO 02: CALCULO DE CAIDA DE TENSIONANEXO 03: CALCULO DE LUMINARIA OPTIMAANEXO 04: CALCULO MECANICO DE CONDUCTOR

ANEXO 05: CALCULO MECANICO DE ESTRUCTURAS

ANEXO 06: PRESTACIN DE ESTRUCTURAS

ANEXO 07: CALCULO DE CIMENTACION

ANEXO 08: CALCULO MECANICO DE RETENIDAS

ANEXOS

ANEXO 01

DIAGRAMAS DE CARGA

ANEXO 02

CALCULO DE CAIDA DE TENSION

ANEXO 03CALCULO DE LUMINARIA PTIMAANEXO 04CALCULO MECANICO DE CONDUCTOR

ANEXO 05CALCULO MECANICO DE ESTRUCTURASANEXO 06PRESTACIN DE ESTRUCTURAS

ANEXO 07CALCULO DE CIMENTACION

ANEXO 08CALCULO MECANICO DE RETENIDAS

CONSORCIO SAN PABLO DGER/MEM

_998683175.unknown

_998683176.unknown

_1127296569.unknown

_998683174.unknown