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Cálculos Justificativos – Línea de Transmisión - ELM

SZ-11-327/002 R:\LBRENA\SZ-11-327\Ingeniería Definitiva\Volumen V - Cálculos Justificativos\Parte I\Memoriadecalculos.doc

ÍNDICE

Pág.

1.0 INTRODUCCIÓN 1.1

2.0 CARACTERÍSTICAS CLIMATOLÓGICAS Y AMBIENTALES 2.1

2.1 CARACTERÍSTICAS CLIMATOLÓGICAS 2.1

2.2 CARACTERÍSTICAS AMBIENTALES 2.1

2.3 PRESION DEL VIENTO 2.1

3.0 CÁLCULO DE LA CAPACIDAD TÉRMICA DEL CONDUCTOR 3.1

4.0 CÁLCULO MECÁNICO DEL CONDUCTOR Y DEL CABLE OPGW 4.1

4.1 CARACTERISTICAS DE LOS CONDUCTORES Y CABLE DE

COMUNICACIÓN OPGW

4.2 CÁLCULO DEL CREEP 4.2

4.3 SELECCIÓN DE LA TENSIÓN EDS DEL CONDUCTOR AAAC 4.2

4.4 HIPÓTESIS DE CARGA 4.2

4.5 COORDINACIÓN ENTRE CONDUCTOR DE FASE Y CABLE OPGW4.5

4.5.1 Coordinación entre conductor de fase y cables OPGW 4.5

4.5.2 Hipótesis de carga para el cable OPGW 4.5

4.6 CAMBIO DE ESTADO DEL CONDUCTOR Y CABLE TIPO OPGW 4.6

4.6.1 Cambio de Estado del Conductor y Cable tipo OPGW 4.6

4.6.2 Resolución de la Ecuación de Cambio de Estado 4.6

5.0 CÁLCULO DE AISLAMIENTO 5.1

5.1 DISEÑO DEL AISLAMIENTO 5.1

5.1.1 Premisas de Diseño 5.1

5.1.2 Diseño mecánico de las cadenas de aisladores 5.1

5.1.3 Diseño eléctrico 5.4

5.1.4 Selección de aisladores 5.7

6.0 DISTANCIA DE SEGURIDAD 6.1

6.1 DISTANCIA MÍNIMA A MASA 6.1

6.2 DISTANCIA MÍNIMA ENTRE FASES 6.1

6.2.1 Distancias Horizontal entre Conductores 6.1

6.2.2 Distancias Vertical entre Conductores instalados en el mismo

soporte 6.3

6.3 DISTANCIAS DE SEGURIDAD 6.3

6.3.1 Distancias mínimas de seguridad

7.0 DISEÑO MECANICO DE ESTRUCTURAS 7.1

7.1 DEFINICIONES BASICAS DE DISEÑO 7.1

7.2 DETERMINACIÓN DE CARGAS EN ESTRUCTURAS CON POSTES DE

CONCRETO, METAL Y TORRES DE CELOSIA 7.1

7.3 HIPÓTESIS DE CARGA: ESTRUCTURA DE SUSPENSIÓN O

ALINEAMIENTO Y ÁNGULO 7.1

7.3.1 Hipótesis de Carga: Estructura de anclaje 7.4

Cálculos Justificativos – Línea de Transmisión - ELM 2.2


Pág.

7.3.2 Hipótesis de Carga: Estructura de Terminal 7.7

7.4 FACTORES DE SEGURIDAD 7.8

7.5 CRITERIOS PARA LOCACIÓN DE ESTRUCTURAS 7.9

7.5.1 Cálculo del vano Máximo permisible 7.9

8.0 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA 8.1

8.1 CRITERIOS Y CÁLCULOS PRELIMINARES 8.1

8.1.1 Condiciones ambientales 8.1

8.1.2 Criterios de diseño 8.1

8.1.3 Procedimiento de diseño 8.3

9.0 CONFIGURACIONES DE TIPO DE PUESTA A TIERRA 9.1

9.1 CONSIDERACIONES 9.1

9.2 CONFIGURACIONES A UTILIZAR PARA POSTES METÁLICOS 9.1

9.2.1 Electrodo en disposición vertical (PAT – 1) 9.1

9.2.2 Contrapeso Horizontal (PAT – C) 9.1

9.2.3 Contrapeso Horizontal en Oposición (PAT – D) 9.2

9.2.4 Contrapeso Horizontal en Oposición con 2 electrodos (PAT – 1D) 9.2

9.2.5 Contrapeso Horizontal en Oposición con 2 electrodos (PAT – 2D) 9.2

9.3 CONFIGURACIONES A UTILIZAR PARA TORRES DE CELOSÍA 9.3

9.3.1 Contrapeso horizontal en Oposición (PAT – E) 9.3

9.3.2 Contrapeso Horizontal en Oposición con 1 electrodos (PAT-1E) 9.3

9.3.3 Contrapeso Horizontal en Oposición con 2 electrodos (PAT-2E) 9.4

9.4 DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 9.5

9.4.1 Resistencia de la Configuración Tipo (PAT-1) 9.5

9.4.2 Resistencia con Contrapeso Horizontal (PAT-C y PAT-E) 9.6

9.4.3 Resistencia con Contrapeso Horizontal en Oposición (PAT-D y

PAT-E) 9.6

9.4.4 Resistencia con Contrapeso Horizontal en Oposición con dos

electrodos (PAT-2D) 9.6

9.4.5 Resistencia con Contrapeso Horizontal en Oposición con dos

electrodos (PAT-2E) 9.7

9.5 RESULTADOS DE LOS CÁLCULOS DE RESISTENCIA DE

PUESTA A TIERRA DE LAS CONFIGURACIONES 9.7

9.6 OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES 9.9

10.0 CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE TRANSMISIÓN

DEL CABLE SUBTERRÁNEO 10.1

10.1 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL CABLE 10.1

10.2 CAPACIDAD DE CORRIENTE DEL CABLE DE ENERGÍA 10.2

11.0 OBRAS CIVILES

11.1 FUNDACIONES PARA LA LÍNEA AÉREA 11.1

11.1.1Consideraciones para el cálculo 11.1

11.1.2Consideraciones para el cálculo 11.1

11.1.3 Materiales 11.2

11.1.3 Resultados 11.2

11.2 CALCULO ESTRUCTURAL PARA EL TRAMO SUBTERRÁNEO 11.2

11.2.1Cargas consideradas 11.3

11.2.2Cálculo del Momento Flector 11.4



11.2.3 Resultado del cálculo 11.5

ANEXOS:

ANEXO Nº 1 : CALCULO DE LA CAPACIDAD TÉRMICA DEL CONDUCTOR

PARA 50º C, 60º C, 70º C y 75º C

ANEXO Nº 2 : CALCULO MECANICO DE CONDUCTOR Y CABLE OPGW

ANEXO Nº 3 : CALCULO DEL VANO LATERAL

ANEXO Nº 4 : CÁLCULO DEL DIAGRAMA DE CARGAS DE ESTRUCTURAS

ANEXO Nº 5 : MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD DEL TERRENO

ANEXO Nº 6 : FUNDACIONES DE LA LÍNEA AÉREA

ANEXO Nº 7 : OBRAS CIVILES DEL TRAMO SUBTERRÁNEO



1.0 INTRODUCCION

En el presente documento se presentan los cálculos justificativos del diseño electromecánico

de la Línea de Transmisión 138 kV Socabaya - Parque Industrial, que incluye básicamente

lo siguiente: cálculo de la capacidad térmica del conductor, cálculo mecánico del conductor,

cálculo de aislamiento, cálculo de diagrama de cargas en las estructuras, distancias de

seguridad y sistema de puesta a tierra.

Los cálculos electromecánicos se efectuarán tomando como base a los criterios de ingeniería

comúnmente usados para el diseño de líneas de transmisión de alta tensión en nuestro

medio.



2.0 CARACTERISTICAS CLIMATOLÓGICAS Y AMBIENTALES

La línea 138kV Socabaya-Parque Industrial se encuentra ubicado en los distritos de José

Luis Bustamante y Rivero, Socabaya, Jacobo Hunter y Sabandía en la provincia de

Arequipa, departamento de Arequipa.

A continuación se presentan las características climatológicas y ambientales de la zona del

proyecto, que rige el diseño de la línea de transmisión aérea en estudio.

2.1 CARACTERÍSTICAS CLIMATOLÓGICAS

Las características climatológicas de la zona del proyecto, se refieren básicamente a los

principales parámetros, tales como: temperaturas, humedad relativa, presión de viento,

altitud, etc. que caracterizan la zona del proyecto.

Los principales parámetros climatológicos de la zona del estudio son:

Altitud de la línea : 2 300 m.s.n.m.

Temperatura ambiente mínima : 8°C

Temperatura ambiente media anual : 15°C

Temperatura ambiente máxima : 22°C

Humedad relativa mínima : 27%

Humedad relativa media anual : 46%

Humedad relativa máxima : 70 %

Sismicidad : Alta

2.2 CARACTERÍSTICAS AMBIENTALES

Las características climatológicas de la zona del proyecto, se refieren básicamente a los

principales parámetros, tales como: temperaturas, humedad relativa, presión de viento,

altitud, etc. que caracterizan la zona del proyecto.

2.3 PRESIÓN DE VIENTO

La presión de viento que se aplicarán sobre las áreas proyectadas de los conductores,

estructuras de soporte y aisladores, se calculará mediante la fórmula del Código Nacional de

Electricidad – Suministro 2011, regla 250.C., que a continuación se presenta:

PV = K x V² x Sf x A … (a)



Donde:

PV = Carga en Newton

K = 0,613 Constante de Presión, para elevaciones hasta 3 000 m.s.n.m.

V = Velocidad del viento en m/s

Sf = Factor de forma

1,00 para conductores, aisladores y postes de concreto o metálico.

3,2 para torres de celosía

A = Área proyectada en m2

La velocidad del viento se aplicará según el Código Nacional de Electricidad Suministro

para la zona C de carga y Área 0 para altitudes menores a 3 000 m.s.n.m., utilizando la

Tabla 250-1.B y la formula de la regla 250.C, en donde se establece la velocidad horizontal

de viento igual a 26,0 m/s (94 km/h) relacionado con una temperatura del medio ambiente

de 10°C.

Remplazando en la fórmula (a):

Para conductor, cable de fibra óptica OPGW, postes de acero galvanizado y aisladores

Pv = 0,613 x (26,11)² x 1,00 x 1,00 = 417,94 N/m² = 42,60 kg/m²

Para estructuras de celosía (torres):

Pv = 0,613 x (26,11)² x 3,20 x 1,00x1,00 = 1 337,40 N/m² = 136,33 kg/m²

Las presiones de viento que se aplicaran a los diversos elementos son los que se resumen en

el Cuadro N° 3.1.

Cuadro N° 3.1

PRESION DE VIENTO

ELEMENTOS DE LA LÍNEA DE TRANSMISIÓN

PRESION DE VIENTO

(kg/m²)

Estructuras de acero en celosía (torres) 136,33

Postes de acero galvanizado 42,60

Conductor y cable OPGW 42,60

Cadena de aisladores y aisladores poliméricos 42,60



3.0 CÁLCULO DE LA CAPACIDAD TÉRMICA DEL CONDUCTOR

3.1 CÁLCULO DE AMPACITANCIA

Del cálculo de la capacidad térmica para un conductor trenzado desnudo, en donde son

conocidas la temperatura del conductor (Tc) y los parámetros ambientales del estado estable

(Ta = temperatura ambiente, Vv = velocidad del viento, etc.), se efectúa mediante la

siguiente ecuación de balance térmico.

csrc TRIqqq 2; (1a)

Esta ecuación de balance térmico está conformada por las pérdidas de calor debido a la

convección y radiación (qc y qr), ganancia debido al calor solar (qs) y resistencia del

conductor R(Tc); en donde la corriente (I) que produce la temperatura del conductor bajo

las condiciones ambientales establecidas; se calculan mediante la ecuación de balance de

calor en estado estable.

c

src

TR

qqqI (1b)

Donde:

..

60

acenconductordelinealpieporaresistenciTR

HzaamperiosenconductordelcorrienteI

solarnirradiacióporganadocalorq

radiaciónporperdidocalorq

convecciónporperdidocalorq

c

s

r

c

Este cálculo se puede realizar para cualquier temperatura de conductor y condiciones

ambientales; es este caso se utilizan valores de velocidad de viento igual a 2 pies/segundo y

una temperatura ambiente máxima igual a 22° C, para calcular la capacidad térmica en

estado estable del conductor del estudio.

Como las tasas de pérdida de calor por radiación y convección no son linealmente

dependientes de la temperatura del conductor, la ecuación de balance de calor se resuelve

para la temperatura del conductor en términos de corriente y variables ambientales mediante

un proceso iterativo. Esto para una corriente de conductor:



Se asume la temperatura de conductor;

Se calculan las correspondientes pérdidas de calor;

Se calcula la corriente de conductor que resulta de la temperatura inicial de

conductor asumida;

La corriente calculada es comparada con la corriente de conductor dado;

La temperatura del conductor es luego aumentada o disminuida hasta que la corriente

calculada iguale a la corriente dada.

El cálculo de la capacidad térmica del conductor y la temperatura del conductor para una

capacidad dada, se efectúa mediante el programa de cómputo de la norma IEEE Std.738-

2006 “Cálculo de las Relaciones Corriente – Temperatura de Conductores Aéreos

Desnudos” .

A continuación se muestra el cálculo de la máxima potencia de transmisión, a la temperatura

máxima de operación que soporta el conductor es decir a 75°C.

IEEE Std. 738-2006 method of calculation

Air temperature is 22.00 (deg C)

Wind speed is 0.61 (m/s)

Angle between wind and conductor is 90 (deg)

Conductor elevation above sea level is 2300 (m)

Conductor bearing is 90 (deg) (user specified bearing, may not be value

producing maximum solar heating)

Sun time is 13 hours (solar altitude is 74 deg. and solar azimuth is -61

deg.)

Conductor latitude is 16.3 (deg)

Atmosphere is CLEAR

Day of year is 164 (corresponds to junio 12 in year 2012) (user specified

day, may not be day producing maximum solar heating)

Conductor description: AAAC - CAIRO - 240

Conductor diameter is 1.988 (cm)

Conductor resistance is 0.1423 (Ohm/km) at 25.0 (deg C)

and 0.1702 (Ohm/km) at 75.0 (deg C)

Emissivity is 0.7 and solar absorptivity is 0.7

Solar heat input is 16.729 (Watt/m)

Radiation cooling is 17.595 (Watt/m)

Convective cooling is 52.781 (Watt/m)

Given a maximum conductor temperature of 75.0 (deg C),

The steady-state thermal rating is 561.4 amperes



La corriente obtenida de 561,4 A es equivalente a 134,18 MVA de potencia para una

temperatura de operación máxima de 75º C.

En condiciones normales la potencia que transmitirá esta línea es de 80 MVA y para este

valor la temperatura de operación es de 48º C, y en condiciones de contingencia se podrá

transmitir hasta 134 MVA.

En el Anexo Nº 1 se presentan los cálculos de ampacitancia del conductor para varias

temperaturas.



4.0 CÁLCULO MECANICO DEL CONDUCTOR Y DEL CABLE OPGW

4.1 CARACTERÍSTICAS DE LOS CONDUCTORES Y CABLE DE

COMUNICACIÓN OPGW

Las características del conductor y cable OPGW que se usaran en los tramos de la línea de

transmisión 138 kV Socabaya-Parque Industrial, son las siguientes:

a) Características del Conductor de Suministro

Las características técnicas de los conductores de suministros son los siguientes:

Las características del conductor de fase seleccionado es el siguiente:

- Nivel de Tensión : 138 kV

- Tipo : AAAC

- Código : CAIRO

- Calibre : 465.4 MCM

- Sección : 235,8 mm²

- Diámetro : 19,88 mm

- N° de hilos x diámetro : 19x3,975 mm

- Peso unitario : 0,650 kg/m

- Carga de rotura mínima : 7 076 kg

- Módulo de elasticidad final : 6 300 kg/mm²

- Resistencia eléctrica 20°C en CC : 0,142 ohm/km

- Resistencia eléctrica 25°C en AC : 0,1423 ohm/km

- Resistencia eléctrica 75°C en AC : 0,1702 ohm/km

- Coeficiente de expansión lineal : 23 E-06 °C-1

b) Características del Cable OPGW

La línea de transmisión de 138 kV, llevará un cable tipo OPGW con refuerzo no metálico

para las fibras, el cual tendrá las siguientes características mecánicas:

- Tipo : OPGW

- Sección : 70 mm²

- Diámetro : 13,6 mm



- Peso unitario : 0,550 kg/m

- Carga de rotura mínima : 7 880 kg

- Módulo de elasticidad final : 12 500 kg/mm

- Coeficiente de expansión lineal : 14,4 E-06 °C-1

4.2 CÁLCULO DEL CREEP

Se calcula el efecto del creep (elongación inelástica) para el conductor AAAC-240 mm²

seleccionado para la línea aérea de 138 kV.

El cálculo del creep se efectúa para la condición sin pretensado con 8°C adicionales al EDS,

utilizando el método CIGRE (Revista Electra N° 75), para lo cual se asume los siguientes

tiempos para cada estado del conductor:

- Tiempo total 20 años ( 175 200 horas)

- Tiempo de tendido 2 160 horas

- Tiempo de tiro máximo 219 horas

- Tiempo de máxima temperatura 4 562 horas

Este cálculo se realiza mediante una hoja de cálculo que se adjunta a continuación:

CALCULO DE CREEP

DATOS DE INGRESO

DESCRIPCION SIMBOLO UNIDAD VALOR

NIVEL DE TENSION kV 138

CONDUCTOR AAAC

CALIBRE 240

SECCION DEL CONDUCTOR s mm2 235.8

DIAMETRO DEL CONDUCTOR mm 19.88

PESO DEL CONDUCTOR Wc kg/m 0.65

CARGA DE ROTURA MINIMA To kg 7076

MODULO DE ELASTICIDAD E kg/mm2 6300

COEF. DE DILATACION LINEAL °C-1 2.30E-05

EDS kg/mm2 4.80

= Constante 0.15

= Temperatura media del conductor (ªC) 20

= 1.4

= esfuerzo en el conductor en la condición E.D.S (kg/mm²) 4.80

= 1.3

= 0.16

t = tiempo en horas

Temperatura Equivalente

Tiempo Tiempo (t) Creep Temperatura (ªC)

Años horas (mm/km) Equivalente

3 dias 72 151.52 6.59

1 8760 175.15 7.62

2 17520 213.46 9.28

3 26280 237.92 10.34

4 35040 256.27 11.14

5 43800 271.09 11.79

6 52560 283.60 12.33

7 61320 294.46 12.80

8 70080 304.10 13.22

9 78840 312.76 13.60

10 87600 320.66 13.94

11 96360 327.91 14.26

12 105120 334.63 14.55

13 113880 340.90 14.82

14 122640 346.77 15.08

15 131400 352.30 15.32

16 140160 357.53 15.54

17 148920 362.50 15.76

18 157680 367.22 15.97

19 166440 371.72 16.16

20 175200 376.04 16.35

21 183960 380.17 16.53

22 192720 384.14 16.70

23 201480 387.97 16.87

24 210240 391.65 17.03

25 219000 395.21 17.18

26 227760 398.65 17.33

27 236520 401.99 17.48

28 245280 405.22 17.62

29 254040 408.35 17.75

30 262800 411.40 17.89

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Series1



CALCULO DE CREEP

DATOS DE INGRESO

DESCRIPCION SIMBOLO UNIDAD VALOR

NIVEL DE TENSION kV 138

CONDUCTOR AAAC

CALIBRE 240

SECCION DEL CONDUCTOR s mm2 235.8

DIAMETRO DEL CONDUCTOR mm 19.88

PESO DEL CONDUCTOR Wc kg/m 0.65

CARGA DE ROTURA MINIMA To kg 7076

MODULO DE ELASTICIDAD E kg/mm2 6300

COEF. DE DILATACION LINEAL °C-1 2.30E-05

EDS kg/mm2 4.80

= Constante 0.15

= Temperatura media del conductor (ªC) 20

= 1.4

= esfuerzo en el conductor en la condición E.D.S (kg/mm²) 4.80

= 1.3

= 0.16

t = tiempo en horas

Temperatura Equivalente

Tiempo Tiempo (t) Creep Temperatura (ªC)

Años horas (mm/km) Equivalente

3 dias 72 151.52 6.59

1 8760 175.15 7.62

2 17520 213.46 9.28

3 26280 237.92 10.34

4 35040 256.27 11.14

5 43800 271.09 11.79

6 52560 283.60 12.33

7 61320 294.46 12.80

8 70080 304.10 13.22

9 78840 312.76 13.60

10 87600 320.66 13.94

11 96360 327.91 14.26

12 105120 334.63 14.55

13 113880 340.90 14.82

14 122640 346.77 15.08

15 131400 352.30 15.32

16 140160 357.53 15.54

17 148920 362.50 15.76

18 157680 367.22 15.97

19 166440 371.72 16.16

20 175200 376.04 16.35

21 183960 380.17 16.53

22 192720 384.14 16.70

23 201480 387.97 16.87

24 210240 391.65 17.03

25 219000 395.21 17.18

26 227760 398.65 17.33

27 236520 401.99 17.48

28 245280 405.22 17.62

29 254040 408.35 17.75

30 262800 411.40 17.89

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Series1

La temperatura equivalente en el conductor AAAC debido al efecto CREEP para 20 años de

instalado es: 16,35 °C.

Para la localización de las estructuras se usará una temperatura equivalente igual a 75º C +

16,35º C = 91,35º C

4.3 SELECCIÓN DE LA TENSIÓN EDS DEL CONDUCTOR AAAC

La selección de la tensión media EDS del conductor tipo AAAC, se efectúa considerando

las limitaciones establecidas en la regla 261.H.1 del CNE Suministro 2011.

A partir de la condición que la superficie del terreno es relativamente planas y que los vanos

dentro de la zona urbana serán en promedio de 180m, se ha establecido la tensión EDS en

condición inicial igual a 16 % de la resistencia a la rotura nominal del conductor, resultando

que para la condición final la tensión EDS quede en el orden del 12 al 14% de la resistencia

a la rotura nominal del conductor.

Las condiciones ambientales que regirá el estado EDS es una temperatura media anual de

15°C y sin carga de viento.

La componente horizontal de la tensión de tracción del conductor, en condición EDS inicial

será la siguiente:

2

2/80,4

100

16

8.235

7076%16 mmkg

mm

kgInicialEDS

Los esfuerzo en condición inicial es utilizado para el dimensionamiento de las estructuras en

condición de viento máximo transversal.

4.4 HIPÓTESIS DE CARGA

Las hipótesis de carga que regirán el cambio de estado del conductor tipo AAAC de

240 mm², corresponde a la Zona C y el Área 0 de carga y son los siguientes:

Hipótesis 1 Condición EDS Inicial

Presión de viento medio, 0 kg/m²



Temperatura media, 15 °C (Condiciones del sitio)

Esfuerzo unitario, 16% de resistencia de rotura nominal, condición Inicial

Hipótesis 2 Condición de carga de viento sólo

Presión de viento máximo, 42,60 kg/m².

Temperatura, 10 °C ( Según recomendación del CNE Suministro 2011)

Según la regla 261.H.1.a se verifica que el esfuerzo máximo del conductor, no debe superar

el 60% de la resistencia a la rotura nominal, aplicando el factor de sobrecarga

correspondiente.

Hipótesis 3 Condición de carga de viento y hielo combinado

Presión de viento reducido, 10,65 kg/m²

Temperatura, 5 °C ( Según recomendación del CNE Suministro 2011)

Espesor de manguito de hielo, 0 mm

Densidad del hielo, 913 kg/m3

Hipótesis 4 Condiciones de máxima temperatura

Presión de viento, 0 kg/m²

Temperatura, 91,35 °C, para condición final, en donde se incluye la temperatura

ambiente máxima + la temperatura del conductor por paso de la corriente (75 °C) + la

temperatura por efecto CREEP (16,35 °C).

Esta hipótesis se utiliza en la ubicación de estructuras y verifica la distancia de seguridad del

conductor respecto al suelo.

Hipótesis 5 Condiciones de oscilación de la cadena

Presión de viento, 190 Pa

Temperatura, 25 °C

Esta hipótesis se utiliza para determinar el ángulo de oscilación de las cadenas de aisladores

en la estructura en zonas urbanas. Para zonas rurales se debe utilizar la presión de viento

equivalente a 290 Pa.

4.5 COORDINACION ENTRE CONDUCTOR DE FASE Y CABLE OPGW

4.5.1 Coordinación entre conductor de fase y cables OPGW

Con la finalidad de determinar en forma adecuada la separación entre los conductores de las

fases superiores y los cables de guarda a lo largo de los vanos de la línea, se efectúa la

coordinación de tensiones mecánicas, que implica necesariamente una coordinación de

flechas entre conductor de fase y cables de guarda.



La práctica común en proyectos de este nivel establece la siguiente relación: la flecha del

cable OPGW será igual al 90 % de la flecha del conductor, calculado en condiciones EDS

inicial.

De la coordinación con el conductor AAAC 240 mm² de la línea de transmisión de 138 kV,

resultan los siguientes tensados:

Tensado EDS del conductor : 16%

Tensado EDS del cable OPGW : 13.5%

4.5.2 Hipótesis de carga para el cable OPGW

Las hipótesis de carga a utilizar en los cables de guarda OPGW son las siguientes:

Hipótesis 1 Condición EDS final

Presión de viento medio, 0 kg/m²

Temperatura media, 15 °C

Esfuerzo unitario, 13,5% de resistencia de rotura nominal, condición final

Hipótesis 2 Condición de carga de viento sólo

Presión de viento máximo, 42,60 kg/m².

Temperatura, 10 °C

Según la regla 261.H.1.a. se verifica que el esfuerzo máximo del conductor o cable tipo

OPGW, no debe superar el 60 % de la resistencia a la rotura nominal, aplicando factor de

sobrecarga correspondiente.

Hipótesis 3 Condición de carga de viento y hielo combinado

Presión de viento reducido, 10,65 kg/m²

Temperatura, 5 °C

Espesor de manguito de hielo, 0 mm

Densidad del hielo, 913 kg/m3

Hipótesis 4 Condiciones de máxima temperatura

Presión de viento, 0 kg/m²

Temperatura, 22 °C, para condición final.

4.6 CAMBIO DE ESTADO DEL CONDUCTOR Y CABLE TIPO OPGW

4.6.1 Cambio de Estado del Conductor y cable tipo OPGW

El cambio de estado del conductor para las diferentes vanos y distintas condiciones

ambientales, se efectuará mediante la siguiente ecuación cúbica:



02424

322

12

32223 ESCosWd

SESCosttS

ECosWdTT

f

i

i

iff

Donde:

Tf = Tiro horizontal final (kg)

d = Vano (m)

Wi = Peso unitario inicial (kg/m)

Wf = Peso unitario final (kg/m)

S = Sección del conductor (mm²)

i = Esfuerzo horizontal unitario inicial (kg/mm²)

t2 = Temperatura final (°C)

t1 = Temperatura inicial (°C)

= Coeficiente de dilatación lineal (1/°C)

E = Módulo de elasticidad (kg/mm²)

2

1

1

D

HCos

H/D = Relación desnivel / vano

4.6.2 Resolución de la Ecuación de Cambio de Estado

La Ecuación de Cambio de Estado del conductor se realiza mediante la ejecución del

programa de cómputo CAMECO2 el cual resuelve la ecuación del cambio de estado

utilizando el Método de Cardán, siendo la ecuación a resolver:

X PX Q3 0

Donde los coeficientes P y Q son definidos de la siguiente manera:

; QS

d W ECosf

24 2

2 2 3

En el Anexo N°2, se presentan las salidas de los cambios de estado del conductor AAAC-

240 mm² y del cable tipo OPGW, presentando para cada vano seleccionado los siguientes

resultados: esfuerzos unitarios finales, tiros horizontales finales, tiros máximos, flechas en

estado final y parámetros de máxima temperatura.

PW

W

S t t

d W Cos

S

d W ECos

i

i f f

i

f

2

2 2

2

2 1

2 2 2

2

2 2 3

24 24( )



5.0 CÁLCULO DE AISLAMIENTO

5.1 DISEÑO DEL AISLAMIENTO

5.1.1 Premisas del diseño

El diseño del aislamiento de la Línea Aérea de 138 kV SE Socabaya –SE Parque Industrial,

se efectúa considerando los siguientes criterios:

Diseño mecánico:

a. Cálculo de aisladores poliméricos tipo line post para las estructuras de suspensión;

b. Cálculo de la cadena de aisladores poliméricos para las estructuras de anclaje

Diseño Eléctrico:

a. Sobretensión a frecuencia industrial

b. Sobretensión de maniobra

c. Sobretensión de impulso atmosférico

d. Distancia de fuga

5.1.2 Diseño mecánico de las cadenas de aisladores

El diseño mecánico para cadena de aisladores poliméricos se efectúa para estructuras de

suspensión y de anclaje de la línea de transmisión.

a) Aislador tipo line post – Línea de 138 kV

a1) Condición de máximo viento (dirección vertical)

Temperatura mínima, 10° C

Viento máximo transversal al eje de la línea, PV = 42,60 kg/m²

Se debe de cumplir que:

P > fs x (V2/2+ V1)



Se deprecia el efecto de T1, T2 (compresión, tracción)

Donde:

P = esfuerzo de rotura al cantiléver

L1 = tiro transversal debido al viento sobre el conductor

L2 = fuerza del viento sobre el aislador

T3 = carga transversal debido al ángulo de desvío

T3 = T x sen /2

α = ángulo de desvío (ángulo) (3 °)

T = Tiro longitudinal del conductor en EDS

L = tiro longitudinal del conductor en condición de máximo viento

V1 = peso del conductor, para el vano peso de 450

V2 = peso de aislador + peso de herrajes (47,1 kg)

fs = factor de seguridad 2,5

Remplazando se obtiene: P > 2,5 x (20/2+ 0,65 x 450) kg

P > 756,26 kg

a2) Condición EDS dirección longitudinal (rotura)

Temperatura media, 15 °C

Viento máximo transversal al eje de la línea, PV = 0 kg/m²

2

12

2

12 2/2/ LLVVfsP

L1 = k.T.cos α/2 = 0,3*1110= 333 kg Donde k = 0,3

L2 = Pv.Aa = 0 kg.

P = 359,8 kg. = 3,53 kN

Después de la rotura del conductor, se utilizan los siguientes coeficientes de reducción de

tiro y el aislamiento utilizará el siguiente factor de seguridad (fs’) y coeficiente de reducción

de Tiro (K):

fs’ = 2,00 y K = 0,75

En este caso:

2

1

2

3

2

12 ')( LKTVKVfsP

Donde K’ = 0,7 (factor de impacto de rotura) T3 = 0

P = 668,2 kg = 6,81kN



b) Aislador de anclaje (polimérico)

El cálculo mecánico de los aisladores poliméricos en posición de anclaje se verificará solo

para la condición de rotura del conductor, en condiciones normales (EDS) es decir para

temperatura media y sin presión de viento.

En este caso se debe cumplir que:

L ≤ P/fs y β . L1 ≤ Po

P = Esfuerzo de rotura del aislador y herraje, en kg

Po= Límite elástico del herraje de la cadena de rotura de herraje. (60%)

L = Tiro longitudinal máximo antes de la rotura del conductor

L1 = Tiro longitudinal máximo antes de la rotura del conductor (condición EDS)

β= Coeficiente de impacto en caso de rotura del aislador de anclaje, se asume lo siguiente:

β= 4 para conductor ACAR o AAAC

fs = 2,00

Del resultado del cálculo mecánico del conductor L = 1 765 daN

En el momento de la rotura P = 35,30 kN

Po = 44,40 kN

Además según el CNE, que los herrajes de fijación, no deben exceder del 80% de su

resistencia a la rotura nominal, por lo tanto la fuerza de rotura de los herrajes debe estar

afectada por un factor de seguridad de 1,25

Por lo tanto los herrajes deben de cumplir tener un esfuerzo de rotura mínimo de:

P = 1,25*44,40 ≈ 55,50 kN

En el Cuadro Nº 5.1 siguiente se presenta un resumen con el resultado de los cálculos.

Cuadro Nº 5.1

TABLA DE RESULTADOS DEL CÁLCULO MECÁNICO DE AISLADORES

Tipo de

Cadena

Esfuerzo de Rotura de Aisladores

Rotura

Herrajes

(kN) R % k Β FS

Normal

(kN)

A la

rotura del

conductor

(kN)

Suspensión

(Line Post)

40 - - 2,5 3,53 - 6,81

50 0,3 0,7 2,0 - 6,81

Anclaje

(Polimérico)

100 0,0 - 1,0 35,30 - 55,50

100 0,0 4,0 1,0 - 55,50

5.1.3 Diseño Eléctrico



5.1.3.1 Diseño del Aislamiento por Distancia de Fuga

La selección del aislamiento se efectuará para el Nivel de Contaminación Medio, según las

recomendaciones para el cálculo de la distancia de fuga presentadas en la norma IEC-815 y

se considera el factor por altitud según la Norma IEC 600071-1.

La línea de transmisión a 138 kV en estudio, se caracteriza por desplazarse en una zona

urbana rural con una altitud promedio de 2 300 m.s.n.m., con escasa vegetación y con poca

humedad, en donde se presentan vientos fuertes y lluvias frecuentes; para estas condiciones

se ha establecido una distancia de fuga unitaria de 25 mm/kV.

Por lo tanto: Df = 25 (mm/kV) x Vmax (kV) x Ka

Factor de corrección por Altitud (ka)

Hasta los 1 000 m.s.n.m.

Mayor a 1000 m.s.n.m.

Donde:

m= 1 y H: altitud

Por lo tanto : ka = 1,17

Obtenemos : Df = 4 241,25 mm

5.1.3.2 Diseño de Aislamiento a Frecuencia Industrial, Húmedo

Se calcula el Voltaje Resistente corregido por factores ambientales y se verifica si el

resultado es menor que las indicadas en la Normas IEC, se toma el valor descrito en las

normas, en caso contrario se consideran el valor obtenido.

Se calcula el sobrevoltaje línea a tierra a frecuencia industrial ( )VF1

KfKsvV

VF LL

31

Donde:

3

LLV = Valor de tensión línea a tierra;

Ksv = Sobrevoltaje permitido en operación normal, por lo general 5% (Ksv = 1,05);

Kf = Factor de incremento de la tensión en fases sanas durante falla monofásica a tierra

(Kf = 1,3).

)8150

(H

m

a ek

)8150

1000(

Hm

a ek



Reemplazando se obtiene: 1VF = 108,76 kV

Cálculo del Voltaje Crítico Disruptivo (VCFO): 31

1VFVCFO

Donde: = 6% para voltaje a frecuencia industrial húmedo.

Remplazando: KVVCFO 63,132

El Voltaje Crítico Disruptivo Corregido (VCFOC) a frecuencia industrial 60 Hz es:

Se efectúa la corrección para la zona de 1 000 – 2 300 msnm

FCVKrKDRA

HvVV CFOnCFOCFOC

11

1

1

Donde el FC es:

Hv = Factor de corrección del voltaje por humedad, según gráficos N° 6.1 y N° 6.2.

DRA = Factor de corrección por Densidad Relativa del aire, según gráfico N° 6.3

n1 = Exponente que es función de la distancia a masa, es igual a 1.

K1 = Factor de corrección por tasa de precipitación, según gráfico N° 6.4

Kr = Factor de corrección por resistividad del agua de lluvia, según gráfico N° 6.5, se

asume igual a 1.

Los gráficos mencionados se muestran en el Anexo 3, de donde se obtienen para el área de

carga A1 los siguientes factores de corrección:

72,1

00,1;67,0;783,0;90,0 1

FC

KrKDRAHv

El Voltaje Crítico Disruptivo a 60 Hz corregido por factores ambientales es:

kVVCFOC 41,22872,163,132

Según la norma IEC, para una tensión máxima del sistema de 145 kVrms, el Voltaje

Resistente a Frecuencia Industrial fase- tierra y fase - fase es de 275 kVrms

Aplicando la corrección por altitud se obtiene lo siguiente: 275 x 1,17 = 321,75 kV rms

El valor de la norma superior es de 325 kV eficaz.

Distancia mínima a masa: De la curva de sobrevoltaje a frecuencia industrial para el

espaciamiento en aire entre conductor y estructura:



D = 0,5 m

b) Cálculo del Voltaje Resistente a Frecuencia Industrial, Húmedo

El Voltaje Resistente o Voltaje No Disruptivo a 60 Hz corregido por factores ambientales

es:

kVrmsVVND CFOC 29,18782,041,228)31(

c) Tensión disruptiva con la tensión de perforación dieléctrica. CNE Norma 272

VCFOC/Vp < 75%

Vp > 304,54 kV

5.1.3.3 Diseño de Aislamiento por Sobretensión de Impulso atmosférico

Según la norma IEC el voltaje resistente a sobretensión de impulso tipo rayo fase – tierra y

fase – fase es igual a 650 kV pico.

Aplicando factor de corrección por la densidad relativa del aire a 2300 m.s.n.m.

Tenemos:

Densidad del aire

b: Presión barométrica a 2300 m.s.n.m.

Por lo tanto δ = 0,783

El Voltaje Resistente al Impulso Atmosférico 1,2/50 corregido la densidad relativa del aire

de la zona:

Número de desviaciones estándar alrededor de la media: 1,3

Desviación estándar: 3%

Por lo tanto VNDc = 650*(1/ δ)/(1-σ*ND) = 650*(1/0.783)/(1-3/100*1,3) = 864 kVp

Distancia mínima a masa: De la curva de sobrevoltaje a frecuencia industrial para el

espaciamiento en aire entre conductor y estructura:

D = 1,4 m

5.1.3.4 Diseño de Aislamiento por Sobretensión de maniobra

Tenemos que calcular en primero tensión de sostenimiento que viene dada por la siguiente

expresión:

Donde:

t

b

273

*92,3

:

sCF fVV3

2max



Vmax : Tensión máxima de operación. Vmax = 145 kV

fs : Factor de sobretensión de maniobra. fs = 3

Por lo tanto:

VCO = 355,2 kVp

Tensión critica disruptiva en condiciones estándar:

Por lo tanto: VCFO = VCO/(1-σ*ND)

ND : Número de desviaciones estándar alrededor de la media: 3

σ : Desviación estándar: 6%

VCFO = 433,2 kVp

Aplicamos la corrección por altura:

VCFOc = VCFO/ δ = 553,18 kVp

Distancia mínima a masa: De la curva de sobrevoltaje transiente o de maniobra para el

espaciamiento en aire entre conductor y estructura

D = 1,38 m

5.1.4 Selección de aisladores

El aislamiento de la línea de transmisión determinado por los criterios definidos en los puntos

anteriores estará conformado por cadenas de aisladores con las características mínimas

descritas en el Cuadro siguiente:

Cuadro Nº 5.2

VALORES MÍNIMOS DE RESISTENCIA ELÉCTRICA Y MECÁNICO DE AISLADORES

Tipo Tensión

(kV)

Sobretensión

a frecuencia

Industrial

(kVrms)

Sobretensión

atmosférica

(kVpico)

Distancia

de Fuga

(mm)

Fuerza de

rotura al

cantilever

(kN)

Fuerza de

rotura

(kN)

Longitud

a masa

(mm)

Suspensión 138 325 864 4 241,25 6,81 - 1 400

Anclaje 138 325 864 4 241,25 - 55,50 1 400



6.0 DISTANCIA DE SEGURIDAD

6.1 DISTANCIA MÍNIMA A MASA

La distancia mínima a masa en la estructura se determinará mediante la regla 234.A.2 del

CNE – distancia de seguridad horizontal (con desplazamiento debido al viento).

En el desplazamiento horizontal debido a viento, los conductores deberán ser considerados

como desplazados de la posición de reposo hacia la misma estructura u otra instalación por

un viento de 190 Pa de presión, en una flecha final a 25°C. Cuando la línea se desplaza en

áreas urbanas.

Para un vano viento de 200 m y un vano peso promedio mínimo de 200 m, con una presión

de viento de 190 Pa ó 19,37 kg/m² (según CNE) se obtiene el ángulo de oscilación de los

conductores de fase:

3164,3065,0200

37,1901988,0200tgarc

WcondVpeso

PvVvientotgarc

6.2 DISTANCIA MÍNIMA ENTRE FASES

Para el cálculo de la distancia mínima entre fases se utilizará el criterio de separación de los

conductores en la mitad del vano, la que será determinado por las reglas del CNE

Suministro 2011.

6.2.1 Distancias Horizontal Entre Conductores

Según la regla 235.B.1.b(2) Para los conductores de 35mm² o más : se debe usar siguiente

formula:

Distancia de seguridad (mm) = 7,6 mm por kV + 8 * raiz(2,12 S)

Donde:

kV: kilovoltios = 145

S: Flecha final en mm para una condición de 25º C sin viento.



Cuadro Nº 6.1

CÁLCULO DE SEPARACIÓN HORIZONTAL ENTRE CONDUCTORES

Conductor : 235.8 AAAC

correccion por altitud

Altitud m.s.n.m. 2300

Fh: Factor de corrección por altitud 1.13

Distancia horizontal entre conductores

U: Tensión máxima de la línea (kV) 145.0

l = longitud del aislador (mm) 1.3

ángulo de oscilación máxima ( grados) 0

Factor de altitud (sin unidades) 1.13

f: Flecha (m)

D: Separación horizontal entre fases (mm)

Distancia de separacion de fases: Según el CNE Suministro 2011

despejando, se cálcula la flecha en función de la separación de fases

Dh(m) = 3

f: Flecha (m) 22.57

Flecha

Calcula (m)Vano (m) Flecha (m)

Vano para flecha

cálculada (m)

0.47 60 0.39 65

80 0.66

4.15 220 3.41 231

240 4.71

8.13 320 8.00 322

340 8.96

11.52 380 11.03 388

400 12.15

22.57 540 21.47 554

560 23.01

37.30 720 37.23 720

740 39.23

55.70 880 54.64 888

900 57.04

22.57 540 21.47 554

560 23.01

145.85 1220 101.33 1505

1240 104.45

152.49 1220 101.33 1548

1240 104.45

D(m) f(m) Vano Lateral(m)

1.50 0.47 65

2.00 4.15 231

2.30 8.13 322

2.50 11.52 388

3.00 22.57 554

3.50 37.30 720

4.00 55.70 888

4.20 152.49 1548

SEPARACION HORIZONTAL DE CONDUCTORES EN EL SOPORTE

De tabla de CMC

)(.65,11..6,7 SenlfFcUD

Los resultados de la Tabla Nº 6.1 nos muestran los vanos máximos para conductores

instalados horizontalmente. Para vanos hasta 300m se requiere una separación horizontal de

2.30m y para una separación de 3,5m se puede llegas hasta vanos de 720m.

6.2.2 Distancias Vertical Entre Conductores instalados en el mismo soporte



Para calcular la distancia mínima vertical entre conductores se usa la Tabla 235-5,

considerando un nivel de tensión mayor a 50kV se hace la correcciones correspondientes

según la regla 235.C.1.

Para una tensión de 138 kV la distancia mínima es:

0,80 m + 0,01 m x (145 – 11) x 1,13 = 2,31 m

Tomando en consideración la regla 235.C.2.b(1)(a), la flecha en cualquier punto del vano

no debe ser menor al 75% de la distancia resultante de la Tabla 235-5, es decir

de:0.75*2.31 = 1,73m , bajo las siguientes condiciones:

El conductor superior con flecha final a la máxima temperatura de operación y el conductor

más bajo con flecha final a la mismas condiciones pero sin carga eléctrica. Se deberá

mantener en cualquier punto del vano la distancia de 1,73m, luego se deberá corregir la

posición de los conductores en el soporte para lograr mantenerse por encima de este valor

en cualquier punto del vano.

De tal forma que se obtiene el siguiente resultado

Distancia de seg.

Vano con carga Sin carga Diferencia DMV

(m) (m) (m) (m) (m)

100 1.97 0.90 1.08 2.81

120 2.48 1.26 1.22 2.96

150 3.32 1.90 1.42 3.15

180 4.25 2.66 1.59 3.33

200 4.92 3.23 1.69 3.43

225 5.65 3.86 1.79 3.52

250 6.82 4.90 1.91 3.65

275 7.66 5.66 1.99 3.73

300 9.01 6.91 2.09 3.83

320 9.97 7.82 2.15 3.89

340 10.99 8.78 2.21 3.95

360 12.05 9.79 2.26 4.00

385 13.17 10.86 2.31 4.04

400 14.34 11.99 2.35 4.09

Fecha máxima

Para un vano de 385 m se requiere una separación vertical entre conductores de 4,05. Esta

separación vertical se ha considerado para los postes metálicos y torres de celosía.

6.3 DISTANCIAS MÍNIMAS DE SEGURIDAD

a) Distancia de seguridad (DS) en cualquier dirección desde los conductores hacia los

soportes y hacia conductores verticales o laterales de otros circuitos, o retenidas

unidos al mismo soporte.

Se determinan según la regla 235.E.1 y la Tabla 235-6.



- Distancia de seguridad a conductor vertical o lateral de otros circuitos:

DS = 580 mm + 10 mm x (145 –50) x 1,13 = 1,65 m

- Distancia de seguridad a retenida de anclaje unido a la misma estructura:

DS = 410 mm + 6,5 mm x (145 – 50) x 1,13 = 1,108 m

- Distancia de seguridad a superficie de los brazos de soporte:

DS = 280 mm + 6,0 mm x (145 – 50) x 1,13 = 0,924 m

- Distancia de seguridad a superficie de estructuras:

- En estructuras utilizadas de manera conjunta:

DS = 330mm + 5 mm x (145 – 50) x 1,13 = 0,866 m

- Todos los demás:

DS = 280 mm + 5 mm x (145 – 50) x 1,13 = 0,817 m

b) Distancia vertical de seguridad de conductor sobre el nivel del piso o camino:

- Al cruce de vías de ferrocarril al canto

superior de la riel : 10,50 m

- Al cruce de carreteras y avenidas : 8,10 m

- Al cruce de calles : 8,10 m

- A lo largo de carreteras y avenidas : 8,10 m

- A lo largo de calles : 8,10 m

- En áreas no transitadas por vehículos : 6,60 m

- En terrenos de cultivos recorridos

Por vehículos : 8,10 m

c) Distancia de seguridad vertical (DSV) entre conductores adyacentes o que se

cruzan, tendidos en diferentes estructuras soporte no deberá ser menor a la que se

indica en la Tabla 233-1, y aplicando la Regla 233.C.2.a obtenemos:

- A líneas primarias hasta 23 kV : 2,58 m

- A líneas de transmisión de 33 kV : 2,69 m



- A líneas de comunicación : 3,18 m

d) A postes de alumbrado público



Según la Regla 234.B.2 se considera una distancia vertical de 1,70 m para tensiones

entre 23 y 50 kV, ajustando el valor por tensión y altitud se obtiene lo siguiente:

Vertical : 2,77 m

Según la Regla 234.B.1a y b se considera una distancia horizontal sin viento de 1,50 m

para tensiones entre 23 y 50 kV, y con viento de 1,40 m para tensiones entre 750 V a

23 kV, ajustando el valor por tensión y altitud se obtiene lo siguiente:

Horizontal : 2,57 m (sin viento)

3,76 m (con viento)

e) Distancia de seguridad de los conductores y partes rígidas con tensión no protegidas

adyacentes pero no fijadas a edificios y otras instalaciones a excepción de puentes.

Según las reglas 234.B, 234.C, 234.D y 234.G.1 y la Tabla 234-1. Se utilizarán los

mayores valores.

- Letreros, chimeneas, carteles, antenas de radio y televisión, tanques y otras

instalaciones no clasificadas como edificios y puentes:

- Horizontal : 2,50 m + 0,01 m x (145 – 23) x 1,13 = 3,88 m (en reposo)

- Vertical : 3,50 m + 0,01 m x (145 – 23) x 1,13 = 4,88 m

- Distancias horizontales considerando viento de 190 Pa, según regla 234.C.1.b, se

deberá usar las siguientes distancias:

- Conductores de suministros expuestos de 750 V a 23 kV : 2,0 m

- Para tensiones superiores a 60 kV : 1,8 m

Realizando los cálculos de oscilación del conductor por un viento de 190 Pa y 25°C se

obtiene lo siguiente: ángulo de oscilación 13.49° y para un vano 170 m una flecha de

2,54 m

Luego efectuando el cálculo se obtiene una distancia horizontal de : 2,43 m

Efectuando las correcciones por tensión y altitud

- Horizontal : 2,43m + 0,01 m x (145 – 23) x 1,13 = 3,36 m

Para el diseño la distancia de seguridad horizontal a considerar será mayor al valor de

3,36 m y 3,88 m obtenidos del cálculo, por lo que usaremos para este proyecto el

valor:

- Distancia horizontal máxima a edificaciones a medio vano : 3,9



7.0 DISEÑO MECANICO DE ESTRUCTURAS

7.1 DEFINICIONES BÁSICAS DE DISEÑO

Cada tipo de estructura se diseña en función de los siguientes vanos característicos:

Vano viento : es la longitud igual a la semisuma de los vanos adyacentes a la estructura;

Vano peso : es la distancia horizontal entre los puntos más bajos (reales o ficticios) del

perfil del conductor en los dos vanos adyacentes a la estructura y que

determinan la reacción vertical sobre la estructura en el punto de amarre del

conductor.

Vano máximo : es el vano más largo admisible de los adyacentes a la estructura, que

determina las dimensiones geométricas.

En el diseño de las estructuras, se tendrá en consideración el ángulo de desvío máximo

admitido para los conductores.

7.2 DETERMINACIÓN DE CARGAS EN ESTRUCTURAS CON POSTES DE

CONCRETO, METAL Y DE TORRES DE CELOSÍA

Las hipótesis para la determinación de los diagramas de carga de las para la línea de 138

kV, se verificarán para las condiciones finales de carga del conductor, con excepción de las

condiciones de tendido que se efectuarán en condición inicial.

Para la determinación de las prestaciones de las estructuras se realizaran los cálculos de

vano lateral, vano gravante y vano viento para cada una de las estructuras.

7.3 HIPÓTESIS DE CARGA: ESTRUCTURA DE SUSPENSIÓN O

ALINEAMIENTO Y ÁNGULO

Hipótesis 1: Condición normal- Máximo viento Transversal

En condiciones normales se admitirá que la estructura está sujeta a la acción simultánea de

las siguientes fuerzas:

a) Cargas verticales:



– El peso de los conductores, cable de comunicación, aisladores y accesorios para el

vano gravante correspondiente

– El peso propio de la estructuras

b) Cargas Transversales:

– La presión del viento sobre el área total neta proyectada de los conductores y cable de

comunicación sobre el eje de la línea, aisladores y accesorios para el vano medio

correspondiente.

– La presión del viento sobre la estructura.

– La componente horizontal transversal de la máxima tensión del conductor

determinada por el ángulo máximo de desvío.

– La componente horizontal transversal de la máxima tensión del cable de

comunicación determinada por el ángulo máximo de desvío.

c) Cargas Longitudinal:

– No hay carga

Hipótesis 2: Condición normal- Máximo Viento Longitudinal

a) Cargas Verticales:

– El peso de los conductores, cable OPGW, aisladores y accesorios para el vano

gravante correspondiente





– La componente horizontal transversal de la máxima tensión del cable OPGW



– La presión del viento longitudinal sobre la estructura.

– La presión sobre al área neta proyectada de los vanos adyacentes sobre la

perpendicular al eje de la línea de los conductores y cable OPGW.

Hipótesis 3: Condición normal- Máximo Viento a 45° del eje de la línea








– La presión del viento (de la componente a 45°) sobre el área total neta proyectada al

eje de la línea de los conductores y cable OPGW, aisladores y accesorios para el

vano medio correspondiente.

– La presión del viento, de la componente a 45°, sobre la estructura.






– La presión del viento longitudinal (Componente horizontal a 45°) sobre la estructura.

– La presión del viento longitudinal (Componente horizontal a 45°) sobre el área

proyectada a la normal del eje de la línea de los conductores y cable OPGW.

Hipótesis 4: Condición Excepcional – Rotura del cable OPGW.

En condiciones de carga excepcional se admitirá que la estructura estará sujeta, además de

las cargas normales, a una fuerza horizontal correspondiente a la rotura del cable OPGW.

Esta fuerza tendrá un valor del 100% de la máxima tensión del cable OPGW.

Esta fuerza será determinada en sus componentes longitudinales y transversales según el

correspondiente ángulo de desvío.

Hipótesis 5: Condición Excepcional – Rotura del conductor fase superior

Esta fuerza tendrá un valor del 50% de la máxima tensión del conductor superior.



Hipótesis 6: Condición Excepcional – Rotura del conductor fase media

Esta fuerza tendrá un valor del 50% de la máxima tensión del conductor medio.









Hipótesis 8: Condición de Montaje

Se considera cargas verticales iguales al doble de las cargas verticales en condición normal.

En esta hipótesis las cargas serán las que se obtienen en condición EDS inicial.

7.3.1 Hipótesis de Carga: Estructura de anclaje









– La presión del viento sobre el área total neta proyectada de los conductores, cable

OPGW y aisladores y accesorios para el vano medio correspondiente.







– La componente horizontal longitudinal de la máxima tensión del conductor




Hipótesis 2: Condición normal- Máximo Viento longitudinal






– La proyección de la resultante de los tiros de los conductores y cable OPGW en

máximo viento, en dirección de la bisectriz del ángulo de la línea.





– La presión del viento longitudinal sobre la semisuma de los conductores y cables

OPGW de vanos adyacentes.

– La proyección de la resultante de los tiros de los conductores y cable OPGW, a

temperatura mínima, en dirección normal a la bisectriz del ángulo de la línea.

Hipótesis 3: Condición normal- Máximo Viento a 45° del eje de la línea






– La presión del viento (de la componente a 45°) sobre el área total neta proyectada del

eje de la línea de los conductores, cable OPGW y aisladores y accesorios para el

vano medio correspondiente.

– La presión del viento, de la componente a 45°, sobre la estructura.






– La presión del viento longitudinal (la componente a 45°) sobre la estructura.

– La presión del viento longitudinal (la componente a 45°) sobre la semisuma de los

conductores y cable OPGW de vanos adyacentes.

– La proyección de la resultante de los tiros de los conductores y cable OPGW, a

temperatura mínima, en dirección normal a la bisectriz del ángulo de la línea.






















Se considera cargas verticales iguales al doble de las cargas verticales normales. Esta

hipótesis se calcula en la condición EDS inicial del conductor.

Hipótesis 9: Condición de estructura terminal

Se considera la condición de estructura terminal, el cual será calculado en condición de

mínima temperatura y presión de viento reducida.






– La presión del viento sobre el área total neta proyectada del eje de la línea de los

conductores, cable OPGW y aisladores y accesorios para el vano medio

correspondiente.




– La resultante de los tiros de los conductores y cable OPGW máxima en dirección

longitudinal.



7.3.2 Hipótesis de Carga: Estructura de Terminal









– La presión del viento sobre el área total neta proyectada de los conductores y cable

OPGW sobre el eje de la línea, aisladores y accesorios para el vano medio

correspondiente.



– La componente horizontal longitudinal de la máxima tensión del conductor

– La componente horizontal longitudinal de la máxima tensión del cable OPGW

Hipótesis 2: Condición normal- Máximo Viento longitudinal






– No hay carga



– La resultante máxima de los tiros de los conductores y cable OPGW, en la dirección

longitudinal de la línea.






















Se considera cargas verticales iguales al doble de las cargas verticales normales. Esta

hipótesis se realiza en condiciones EDS del conductor.

El diagrama de carga calculado se usa para las estructuras de metal autosoportadas, sin

embargo para las estructuras de concreto que llevan retenidas se deberá trasladas las cargas

resultantes para que lo soporten las retenidas y el poste trabaje solo a compresión.

7.4 FACTORES DE SEGURIDAD

Los factores de seguridad se han determinado según las condiciones ambientales de cada

tramo del proyecto, las reglas del Código Nacional de Electricidad – Suministro y las

características físicas de los materiales seleccionados.

El conductor y cable OPGW no excederán de los siguientes valores:

- De acuerdo a normas vigentes, el esfuerzo máximo admisible (tangencial) en los

conductores, no debe ser superior al 60% del esfuerzo de rotura del conductor.

- Se ha considerado un esfuerzo inicial EDS del 16% tal que el esfuerzo final EDS

resultante sea menor a 16% del tiro del rotura del conductor para evitar el uso de

amortiguadores en vanos regulares.

Para las estructuras se han tomado las consideraciones de la tabla 2.4.2 del CNE Suministro

2011 y se ha seleccionado el grado de construcción B, por la importancia de la línea, el cual

lleva además de los conductores de suministro, un cable de comunicación de fibra óptica en

su estructura.



Los factores de sobrecarga para instalaciones con construcción Grado B, a utilizar con los

factores de resistencia de la Tabla 261-1.A, son las siguientes:

Tabla 253.1

GRADO DE CONSTRUCCION B

• Cargas verticales 1,50

• Cargas transversales

Debido al viento 2,50

Debido a la tensión en el conductor 1,65

• Cargas Longitudinales

En los cruces, en general 1,10

En los cruces en los amarres (anclajes) 1,65

En cualquier lugar, en general 1,00

En cualquier lugar, en los amarres 1,65

• Cargas, regla 250.C 1,00

Los factores de resistencia a ser utilizadas con los factores de sobrecarga de la tabla 253-1

serán como se indica a continuación.

Tabla 261-1A

Factores de resistencia para ser utilizado con cargas de la regla 250.B del CNE Suministro

2001

GRADO DE CONSTRUCCION GRADO B

• Estructuras de metal y concreto pretensado 1,0

• Estructuras de madera y concreto armado 0,65

• Alambre de retenida 0,9

• Anclaje y cimentación de retenida 1,0

Factores de resistencia para ser utilizado con cargas de la regla 250.C del CNE Suministro

2011

• Estructuras de metal y concreto pretensado 1,0

• Estructuras de madera y concreto armado 0,75

• Alambre de retenida 0,9

• Anclaje y cimentación de retenida 1,0

Los cables de retenidas deberán tener un factor de seguridad de 1,33/0,9 = 1,48. El valor

de 1,33 se ha elegido considerando las recomendaciones de la nota 2 de la tabla 253-1 del

CNE.

7.5 CRITERIOS PARA LOCALIZACIÓN DE ESTRUCTURAS

La ubicación de estructuras de las líneas de transmisión de 138 kV se efectuó en forma

preliminar en la vista de planta del trazo de ruta considerando los vanos permisibles

calculados con el cálculo mecánico del conductor en el cual se determina las flechas y las



tensiones del conductor, esta ubicación será validada con el programa PLS CADD en la

etapa de Ingeniería Definitiva; el cual chequea durante el proceso de ubicación; la

utilización de acuerdo a normas del conductor y de las estructuras, según las prestaciones

definidas para estos últimos.

7.5.1 Cálculo del vano máximo permisible

Para el cálculo del vano máximo permisible se ha tomado en cuenta la longitud de la

estructura a usar y las distancias mínimas al suelo ( 8,1 m).

Las estructuras usadas en el proyecto tienen las siguientes longitudes:

Postes de acero de 80, 85, 90, 100 y 120 pies

Torre de celosía de 30, 33 m

Se obtiene el siguiente Cuadro N°8 con los vanos máximos.

Cuadro N° 8

CÁLCULO DE FLECHA MÁXIMA

Posición de conductor mas bajo en poste metálico 12.5 m

Posición de conductor mas bajo en torre 11.6 m

Distancia de seguridad 8.1 m

Altura Altura he Altura Altura flecha Vano

pies (m) (m) libre (m) amarre(m)max (m) (m)

Postes 80 24.38 2.74 21.65 9.15 1.05 104

metálicos 85 25.91 2.89 23.02 10.52 2.42 166

90 27.43 3.04 24.39 11.89 3.79 213

100 30.48 3.35 27.13 14.63 6.53 287

110 33.53 3.65 29.88 17.38 9.28 346

120 36.58 3.96 32.62 20.12 12.02 398

Torres de 30.00 0.00 30.00 18.40 10.30 366

celosía 33.00 0.00 33.00 21.40 13.30 420



8.0 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

8.1 CRITERIOS Y CÁLCULOS PRELIMINARES

8.1.1 Condiciones ambientales

El terreno donde se ubicara la línea de trasmisión en 138 kV, presenta suelos de cultivo y

zonas de pronunciada pendiente, típica de zona Sierra.

Las características climatológicas de la zona del estudio son las siguientes:

- Altitud de la línea (m.s.n.m.) : 2300.

- Temperatura ambiente mínima (°C) : 8

- Temperatura ambiente media (°C) : 15

- Temperatura ambiente máxima (°C) : 22

8.1.2 Criterios de Diseño

Los criterios de diseño para el sistema de puesta considerados son las siguientes:

- Para determinar el tipo de puesta a tierra se requiere que las instalaciones de líneas

garanticen la seguridad de las personas, operación del sistema, y facilidad de

actuación de las protecciones. Como las líneas tienen su recorrido por zonas de escaso

tránsito de personas, no se ha tomado en cuenta el criterio de tensiones de toque, paso

y transferencia.

- Se deberá lograr una resistencia de puesta a tierra de 25 ohm, según regla Nº 036.D.

del C.N.E. Suministro 2011.

- Se usarán electrodos de una longitud no menor a 2,40 m y con material de acero

revestido con cobre electro depositado, el diámetro no será inferior a 16 mm.

- Los electrodos horizontales se enterrarán a una profundidad de 0,60 m.

- Las características del conductor de cobre 3/0 AWG a usar son las siguientes:

Sección total : 85 mm²

Diámetro exterior : 11,94 mm

Peso unitario : 0,772 kg/m

● Carga de rotura mínima : 20,86 kN (2126 kg)



8.1.3 Procedimiento de Diseño

El procedimiento para el diseño del sistema de puesta a tierra, es el siguiente:

- Se realizaran mediciones de resistividad en todos los vértices de la línea y en puntos

intermedios seleccionados.

- Se determinará el valor promedio de la resistividad por el método de dos capas.

- De acuerdo al valor de resistividad de 25 ohm y los valores de resistividades

promedio calculados para los distintos tipos de suelo se dimensionaran las

configuraciones de puesta a tierra.

Nota: La medición de resistividad del terreno se muestra en detalle en el Anexo Nº 5



9.0 CONFIGURACIONES DE TIPO DE PUESTA A TIERRA

9.1 CONSIDERACIONES

Las configuraciones de puesta a tierra se han seleccionado, teniendo en cuenta el uso de

contrapesos horizontales y varillas de copperweld.

Se ha determinado la configuración que permita su fácil instalación, debido a las

limitaciones de espacio principalmente en la zona urbana.

9.2 CONFIGURACIONES A UTILIZAR PARA POSTES METÁLICOS

9.2.1 Electrodo en disposición vertical (PAT-1)

Esta configuración está compuesta de una varilla vertical de copperweld de 2,40 m de

longitud de 16 mm de diámetro. Esta varilla estará conectada al poste mediante una grapa

bimetálica que se conectará a la plancha metálica prevista en el poste metálico.

La separación mínima al poste de madera será de 1,5 m. En la Figura Nº 9.1 se muestra un

esquema de esta configuración.

Figura Nº9.1

TIPO: PAT-1

9.2.2 Contrapeso Horizontal (PAT-C)

Esta configuración está compuesta por el conductor de cobre 85 mm2 en disposición

horizontal enterrado a una profundidad de 0.6m. Este conductor está conectada al cable de

bajada de puesta a tierra mediante un conector de cobre tipo perno partido.

En la Figura Nº 4.2 se muestra un esquema de esta configuración.



Figura Nº9.2

TIPO DE PAT-C

9.2.3 Contrapeso horizontal en Oposición (PAT-D)

Esta configuración está compuesta por dos conductores de cobre 85 mm2 en disposición

horizontal oposición enterrados a una profundidad de 0.6m. Esta varilla estará conectada al

poste mediante una grapa bimetálica que se conectará a la plancha metálica prevista en el

poste metálico.


Figura Nº9.3

TIPO DE PAT-D

9.2.4 Contrapeso Horizontal en Oposición con 2 electrodos (PAT-1D)

Esta configuración está compuesta por dos conductores de cobre de 85 mm2 en disposición

horizontal contrapuestos enterrados a una profundidad de 0,6 m con un electrodos de

copperweld en forma vertical de 2,40 m de longitud de 16 mm de diámetro. Esta varilla

estará conectada al poste mediante una grapa bimetálica que se conectará a la plancha

metálica prevista en el poste metálico.


Figura Nº9.4

TIPO DE PAT-1D

9.2.5 Contrapeso Horizontal en Oposición con 2 electrodos (PAT-2D)


horizontal contrapuestos enterrados a una profundidad de 0.6m con dos electrodos de

copperweld en forma vertical de 2,40 m de longitud de 16 mm de diámetro. Esta varilla

estará conectada al poste mediante una grapa bimetálica que se conectará a la plancha

metálica prevista en el poste metálico.




Figura Nº9.5

TIPO DE PAT-2D

9.3 CONFIGURACIONES A UTILIZAR PARA TORRES DE CELOSÍA

9.3.1 Contrapeso horizontal en Oposición (PAT-E)

Esta configuración está compuesta por dos conductores de cobre 85 mm2 en disposición

horizontal oposición enterrados a una profundidad de 0,6 m. Estos conductores están

conectados al cable de bajada de puesta a tierra mediante dos conectores de cobre tipo perno

partido.


Figura Nº9.6

TIPO DE PAT-E

9.3.2 Contrapeso Horizontal en Oposición con 1 electrodos (PAT-1E)


horizontal contrapuestos enterrados a una profundidad de 0.6m con un (1) electrodos de

copperweld en forma vertical de 2,40 m de longitud de 16 mm de diámetro. Cada uno de

estos conductores estarán conectados a la parte metálica de la torre mediante un una grapa

bimetálica de 1 vía con uno o dos pernos.




Figura Nº9.7

TIPO DE PAT-1F

9.3.3 Contrapeso Horizontal en Oposición con 2 electrodos (PAT-2E)


horizontal contrapuestos enterrados a una profundidad de 0.6m con dos electrodos de

copperweld en forma vertical de 2,40 m de longitud de 16 mm de diámetro. Cada uno de

estos conductores estarán conectados a la parte metálica de la torre mediante un una grapa

bimetálica de 1 vía con uno o dos pernos.


Figura Nº9.8

TIPO DE PAT-2F

Donde la simbología usadas se muestra en la Figura Nº 9.8

Figura Nº9.8

SIMBOLOGÍA UTILIZADA

SÍMBOLO DESCRIPCIÓN

Poste metálico

Pozo de tierra con

electrodo

Conductor de cobre

Pata de torre



Las configuraciones de puesta a tierra a usar se muestran en los planos LSP-015 para

postes metálicos y LSP-022 para torres de celosía.

9.4 DETERMINACION DE LA RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA

Ante la resistividad alta obtenida, definimos la siguiente configuración a ser empleadas en

función al espacio y ubicación de las estructuras definidas, así como del valor de

resistividad registrado:

9.4.1 Resistencia de la Configuración Tipo( PAT-1)

La resistencia propia de puesta a tierra para sistemas compuestos por un electrodo, se

estima a través de la siguiente relación:

Donde:

Rv : Resistencia propia de un electrodo (Ω)

a : Resistividad aparente del terreno (Ω - m)

L : Longitud de la electrodos (m)

d : Diámetro del electrodo (m)

h : Profundidad de enterramiento (m).

9.4.2 Resistencia con Contrapeso Horizontal (PAT-C y PAT-E)

La resistencia propia de puesta a tierra de un contrapeso horizontal, enterrado a una

profundidad “p” está dada por la siguiente expresión:

12

2

hp

LLn

L

aRc

Donde:

Rc : Resistencia de puesta a tierra del conductor horizontal (Ω)

a : Resistividad aparente del terreno (Ω-m)

L : Longitud del conductor (m)

h : Diámetro del conductor (m)

p : Profundidad de enterramiento (m)

9.4.3 Resistencia con Contrapeso Horizontal en Oposición (PAT-D y PAT-E)

)55.1

(2

2

hd

LLn

LtR a

)4

(2 d

LLn

LvR a



Donde:

Rt : Resistencia de puesta a tierra del conductor horizontal (Ω)


L : Longitud del conductor (m)

d : Diámetro del conductor (m)

h : Profundidad de enterramiento (m)

9.4.4 Resistencia con Contrapeso Horizontal en Oposición Con dos electrodos

(PAT-2D)

La Resistencia Mutua entre conductor horizontal y el electrodo vertical, se calcula a través

de la siguiente expresión:

1pdc

LLn

Lc

aRtRm

Donde:

Rm : Resistencia mutua entre conductores verticales y horizontales

de puesta a tierra (Ω)



Lc : Longitud del conductor horizontal (m)

dc : Diámetro del conductor horizontal (m)


L : Longitud del electrodo vertical (m)

La resistencia de dos varillas separadas 3m se estima a través de la siguiente relación.

Resistencia Total del Sistema de Aterramiento

La resistencia de puesta a tierra total del conjunto, se estima a través de la siguiente

relación:

RmRtRv

RmRtRvRvc

22

22

2

Donde:

Rvc2 : Resistencia de puesta a tierra total del sistema (Ω)

Rv2 : Resistencia de puesta a tierra equivalente de dos electrodos (Ω)

)4

(2

557.02

d

LLn

LvR a



Rt : Resistencia de puesta a tierra del conductor enterrado en

configuración horizontal (Ω)

Rm : Resistencia mutua entre el conjunto electrodos y conductor

enterrado horizontalmente (Ω).

9.4.5 Resistencia con Contrapeso Horizontal en Oposición Con dos Electrodos

(PAT-2E)

La Resistencia Mutua entre conductor horizontal y el electrodo vertical, se calcula a través

de la siguiente expresión:

1pdc

LLn

Lc

aRtRm

Donde:

Rm : Resistencia mutua entre conductores verticales y horizontales

de puesta a tierra (Ω)



Lc : Longitud del conductor horizontal (m)

dc : Diámetro del conductor horizontal (m)


L : Longitud del electrodo vertical (m)

La resistencia equivalente de dos varillas se estima a través de la siguiente relación.

Resistencia Total del Sistema de Aterramiento

La resistencia de puesta a tierra total del conjunto, se estima a través de la siguiente

relación:

RmRtRvf

RmRvfRtRvcf

2

2

Donde:

Rvcf : Resistencia de puesta a tierra total del sistema (Ω)

Rvf : Resistencia de puesta a tierra equivalente de dos electrodos (Ω)

Rt : Resistencia de puesta a tierra del conductor enterrado en

configuración horizontal (Ω)

Rm : Resistencia mutua entre el conjunto electrodos y conductor

enterrado horizontalmente (Ω).

)4

(2

5.0

d

LLn

LvfR a



9.5 RESULTADOS DE LOS CÁLCULOS DE RESISTENCIA DE PUESTA A

TIERRA DE LAS CONFIGURACIONES

De los cálculos efectuados se determino para diferentes resistividades del terreno, el tipo de

configuración de puesta a tierra a instalarse, el cual se resume en los siguientes cuadros:

Cuadro Nº9.1

CONFIGURACIONES EN POSTES MÉTALICOS

Tipo Resistividad

ohm-m

Contrapeso

Horizontal

(m)

Varilla (u) Requerimiento

PAT-1 0 -56 - 1

PAT-C 57-175 10

PAT-C 176-304 20

PAT-C 305-364 25

PAT-C 365-416 30

PAT-D 529-637 50

PAT-1D 638-711 30 1

PAT-1D 712-896 40 1

PAT-2D 897-1091 40 2

PAT-2D 897-1091 50 2

Cuadro Nº9.2

CONFIGURACIONES EN TORRES DE CELOSÍA

Tipo Resistividad

ohm-m

Contrapeso

Horizontal

(m)

Varilla (u) Requerimiento

PAT-E 0-172 10 -

PAT-E 173-299 20

PAT-E 300-416 30

PAT-E 417-528 40

PAT-E 529-637 50

PAT-1E 638-711 30 1

PAT-1E 712-896 40 1

PAT-2E 897-1091 40 2

PAT-2E 1092-1305 50 2

9.6 OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

- Para resistividades menores a 500 ohm-m se recomienda completar los rellenos con

material de préstamo cernida

- En los puntos donde se encuentren resistividades mayores a 500 ohm-m se

recomienda utilizar material de préstamo para el relleno de los contrapeso y del pozo

de puesta a tierra.

- En caso de obtenerse resistividades promedio muy altas en el terreno, el Contratista

propondrá métodos para la disminución de tales resistividades (Tales como geles,



sales, etc.). Estos sistemas artificiales deberá asegurar una resistividad permanente

durante el tiempo de vida y no ser nocivos para el suelo.



10.0 CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE TRANSMISIÓN DEL CABLE

SUBTERRÁNEO

10.1 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL CABLE

La sección del cable seleccionado es del tipo unipolar, con aislamiento de polietileno

reticulado (XLPE) con conductor de cobre de 240 mm2, cuyas características técnicas son:

N° de circuitos 1

N° conductores/fase 1

Conductor cobre de 240 mm2 de sección

- Diámetro exterior del conductor 18,6 mm

- Resistencia eléctrica en c-c a 20º C 0,0754 ohm/km

- Temperatura de operación normal 90º C

- Temperatura de corto-circuito 250º C

Pantalla semiconductora sobre conductor de 1 mm de espesor

Aislamiento de polietileno reticulado (XLPE) de 18 mm

de espesor

Pantalla semiconductora sobre

aislamiento

de 1 mm de espesor

Pantalla conductora

- Material

- Nº de hilos

- Diámetro de hilos

Alambres de cobre

80

1,5mm

Cubierta de protectora exterior : de polietileno (PE) con 4 mm de espesor

Diámetro exterior del cable : 66,56 mm

10.2 CAPACIDAD DE CORRIENTE DEL CABLE DE ENERGIA

a) Capacidad de transmisión

En los sistemas subterráneos de transmisión, el valor determinante es la capacidad cíclica de

transmisión, vale decir la capacidad de transmisión bajo el régimen de carga de la carga

atendida. Esta es la característica de los enlaces subterráneos urbanos que presentan la

máxima demanda en las horas punta del servicio.

El método de cálculo se basa en la capacidad en régimen continuo, determinado según la

Norma IEC 60287, “Calculation of the Continuous Current Rating of Cables (100% Load

Factor)”.



Para el cálculo de la capacidad cíclica se determina un factor de carga cíclica, M, mayor de

1, según procedimiento indicado en la Norma UNE 21-191-92. Este factor multiplica al

valor en régimen constante para determinar la capacidad cíclica de transmisión.

La capacidad de transmisión de un circuito de cables (con un factor de carga igual a 1), se

determina por la siguiente expresión:

I : Intensidad de corriente en el conductor (A)

: Gradiente admisible de temperatura entre el conductor y medio ambiente (°C)

R : Resistencia óhmica del conductor en c-a, por unidad de longitud, a la

temperatura de operación (ohm / m)

Wd : Perdidas dieléctricas, por unidad de longitud, del aislamiento del cable (W/m)

T1 : Resistencia térmica, por unidad de longitud, entre el conductor y la pantalla

(º K.m/W)

T2 : Resistencia térmica, por unidad de longitud, del relleno de asiento entre la

pantalla y la armadura, (º K.m/W)

T3 : Resistencia térmica, por unidad de longitud, de la capa externa del cable,

(º K.m/W)

T4 : Resistencia térmica, por unidad de longitud, entre la superficie del cable y el

medio circundante, (º K.m/W).

n : Número de conductores en servicio, dentro del cable (n = 1, dato particular

del proyecto: un conductor por cable)

: Relación de las pérdidas en la pantalla metálica con respecto a las pérdidas

totales en todos los conductores del cable

: Relación de las pérdidas en la armadura respecto a las pérdidas totales en todos

los conductores del cable ( 2 = 0, cable sin armadura)

Se efectúa el cálculo para los dos casos que se puedan presentar: Directamente enterrados y

en ductos de concreto, como en la cruzada por ejemplo que se pudieran presentar. Esta es la

condición crítica desde el punto de vista de capacidad de transmisión de los cables.

El cálculo se efectúa para el cable que adquiere la mayor temperatura por su ubicación

dentro del conjunto de cables.

La forma de instalación se ilustra en los planos del proyecto.

El cálculo se efectúa para dos configuraciones de instalación, tomándose en cada uno de

ellos el cable interior que adquiere la mayor temperatura.

En el cuadro siguiente se muestra los resultados en régimen continuo en base a lo

determinado en la Norma IEC 60287

2/1

4321211

4321

))(1()1(

)(5.0

TTnRTnRRT

TTTnTWdI



DIMENSIONAMIENTO DEL CABLE SUBTERRANEO

IEC-60287 CALCULATION OF CONTINUOUS CURRENT RATING OF CABLES

DATOS DEL CONDUCTOR SIMBOLO UNIDADES DIRECTAMENTE ENTERRADOS

EN DUCTOS

Sección (mm2) 240 240

Diámetro

dc mm 18,6 18,6

Resistencia del conductor en CC a 20 ºC ohm/km 0,0754 0,0754

Material del Conductor

cobre cobre

Calor especifico por volumen del conduc IEC 853-2 apend E, tabla E2 c J/m3.K 3,45E+06 3,45E+06

Espesor de la pantalla semiconductora sobre el conductor tsc mm 0,6 0,6

Espesor del aislamiento de polietileno reticulado (XLPE) ti mm 16,5 16,5

Calor especifico por volumen del Aislamiento IEC 853-2 apend E, tabla E1 i J/m3.K 2,40E+06 2,40E+06

Espesor de la pantalla semiconductora sobre el aislamiento tsi mm 1,38 1,38

Diametro exterior del pantalla semiconduc+Aislamiento+Semiconduct dsi mm 55,56 55,56

Pantalla de Hilos (Screen Wires)

Numero de alambres de cobre nw # 80 80

Diametro de alambres

dw mm 1,5 1,5

sección de la pantalla

Sw mm2 130 130

Calor especifico por volumen del Pantalla de hilos IEC 853-2 apend E, tabla E2 w J/m3.K 3,45E+06 3,45E+06

Espesor de la pantalla semiconductora sobre la cubierta metalica tse 0 0

Espesor de la Cubierta metalica sobre pantalla semiconductora ts 0 0

Calor especifico por volumen del Cubierta Metálica IEC 853-2 apend E, tabla E2 s J/m3.K 2,50E+06 2,50E+06

Diametro bajo la cubierta protectora exterior Ds mm 58,56 58,56

Espesor de la Cubierta protectora exterior de polietileno, PE te mm 4 4

Diametro exterior del cable

De mm 66,56 66,56

Calor especifico por volumen del Cubierta Metálica IEC 853-2 apend E, tabla E1 e J/m3.K 2,40E+06 2,40E+06

Coefiente de Temperatura a 0ºC, IEC 853-2, apependix E, tabla E2 K 234,50 234,50

DATOS DEL DUCTO

Diámetro exterior del ducto

Do mm 170 170

Diámetro interior del ducto

Dd mm 152,4 152,4

Resistividad Térmica del material del ducto IEC-853-2 K.m/W 1 1

DATOS DE BANCO DE DUCTOS

Material

Condreto Concreto

Altura de Ubicación del ducto x mm 750 750

Ancho del conjunto de ductos y mm 1200 1200

Resistividad Termica del Ducto K.m/W 0 1

Difusividad (IEC 853-2 apendice D, Tabla D1) m2/s 5,00E-07 5,00E-07

Profundidad del centro del banco de ductos Lg mm 1900 1900

CIRCUITOS

Numero de Cables

N # 3 3

Numero de conductores aislados dentro del conductor n # 1 1

Separación entre conductorres - Disposición Flat s mm 250 250

Distancia de la Sup. Terr a Cen Conductor de referencia B L mm 1800 1800

DISPOSICION DE CONDUCTORES

EJE DE COORDENADAS DE CADA CONDUCTOR

PRIMERA TERNA

XA 0 mm

YA 1800 mm

XB 250 mm

YB 1800 mm

XC 500 mm

YC 1800 mm

CONDICIONES DE OPERACIÓN





Nivel de Tensión

U KV 138 138

Nivel de Tensión contra tierra Uo V 79674,34 79674,34

Temperatura del conduc con la corriente de serv. ºC 90 90

Temperatura del Medio Ambiente a ºC 15 15

Temperatuda de emergencia emergencia ºC 130 130

Temperatura de cortocircuito ºC 250 250

DATOS DE SUELO

Resistividad Termica del suelo K.m/W 1,5 1,5

VALORES DE RESISTENCIAS

Resistencia Ohmica en CC (Rcc) a 90 ohm/m 0,0000961 0,0000961

Factores debido al Efecto Piel y al efecto de proximidad

Constante de proximidad (Kp) Kp 1 1

Constante de efecto skin (Ks) Ks 1 1

frecuencia

f Hz 60 60

Resistividad de conductor a 20ºC ohm,mm2/m 0,017241 0,017241

Coeficiente de temperatura a 20ºC 0,00393 0,00393

Separación entre conductores mm 250 250

Factores por efecto piel

xs2

1,5685

1,5685

ys

0,0127

0,0127

Factores por efecto de proximidad

xp2

1,5685

1,5685

yp

0,00029

0,00029

Resistencia Ohmica en CA (Rca) a 90 ohm/m 0,0000974 0,0000974

PERDIDAS DIELECTRICAS EN EL AISLAMIENTO WD

Datos:

Tipo de Aislamiento

XLPE XLPE

Velocidad angular

rad/seg 376,99 376,99

Constante Dielectrica del Aislamiento 2,50 2,50

Factor de Perdida

tan 0,001 0,001

Diametro del conductor

dc mm 19,8 19,8

Diametro sobre el aislamiento Da mm 52,8 52,8

Capacidad del Conductor

C F/km 1,416E-07 1,416E-07

Perdidas Dielectricas en el Aislamiento WD W/m 0,338877 0,338877

Factor de Perdida de para pantalla y cubierta 0,0 0,0

RESISTENCIAS TERMICAS

Resistividad Termica del Aislamiento i K.m/W 3,5 3,5

Resistencia Termica del Aislamiento T1 K.m/W 0,60957 0,60957

Resistividad Termica de Cubierta Exterior e K.m/W 3,5 3,5

Resistencia Térmica de Cubierta Exterior T3 K.m/W 0,0713 0,0713

Constante: Según IEC-287-2-1, tabla 4 U 0,000 0,000

Constante: Según IEC-287-2-1, tabla 4 V 0,910 0,910

Constante: Según IEC-287-2-1, tabla 4 Y 0,010 0,010

Temperatura media dentro del Ducto: m ºC 78,000 78,000

Resistencia Térmica entre el cable y el ducto T41 K.m/W 0,0000 0,0000

Resistencia Térmica del mismo ducto T42 K.m/W 0,0000 0,0174





Parametro

u 54,09 54,09

Radio Equivalente en bancos de ductos rb mm 485,00 485,00

Parametro

ub 3,9175 3,9175

Resistencia termina externa al ducto T43 K.m/W 1,46241 2,20953

Resistencia Térmica de Externa T4 K.m/W 1,46241 2,22692

RESULTADOS

CORRIENTE EN REGIMEN CONTINUO I A 596,9

511,6

POTENCIA

S MVA 143

122

PERDIDAS EN EL CONDUCTOR Wc W/m 35

25

PERDIDAS TOTALES EN EL CABLE Wl W/m 35

26

En el cuadro siguiente se muestra los resultados en régimen cíclico en base a lo determinado

en la Norma IEC 60853


IEC-853 CALCULATION OF THE CYCLIC CURRENT RATING OF CABLES

CALCULOS SIMBOLO UNIDADES DIRECTAMENTE ENTERRADOS

EN DUCTOS

SECCION DE CONDUCTOR Simbolo Unidad 240 240

Resistencia Termica Total de un cable del Conductor al exterior de la superficie T K.m/W 0,68090 0,68090

Sección Tranversal del conductor Sc m2 2,71716E-04 2,71716E-04

Capacitancia Termal del Conductor Qc J/m.K 937,421 937,421

Sección Tranversal del Dielectrico (Semi-conducting + insulation +semi-conducting) Si m2 2,15274E-03 2,15274E-03

Capacitancia Termal del Dielectrico Qi J/m.K 5166,576 5166,576

Sección Tranversal de la Pantalla de hilos Sw m2 1,300E-04 1,300E-04

Capacitancia Termal de la Pantalla de hilos Qw J/m.K 448,500 448,500

Diámetro principal de la cubierta métalica ds mm 58,560 58,560

Sección Tranversal de la Cubierta Metalica Ss m2 0,000E+00 0,000E+00

Capacitancia Termal de la Cubierta Metálica Qs J/m.K 0,000 0,000

Sección Transversal de la Cubierta Exterior Se m2 7,862E-04 7,862E-04

Capacitancia Termal de la Cubierta Exterior Qj J/m.K 1886,765 1886,765

Capacitancia Termica Total de un Cable Q J/m.K 8440,262 8440,262

Constante de Tiempo 1,5964 1,5964

Transferencia parcial por Larga Duración.

Factor para la distribución de la capacitancia termal del dielectrico p 0,33 0,33

TA = T1 TA K.m/W 0,61 0,61

Perdida en el Conductor Wc W/m 34,70 25,49



Perdida en la pantalla de hilos y cubierta metálica Ws W/m 0,00 0,00

Razon tomada en cuenta de las perdidas extras que ocurren en la cubierta qs 1,00 1,00

TB = qs.T3 TB K.m/W 0,07 0,07

QA = Qc+pQi QA J/m.K 2645,97 2645,97

Factor para la distribución de la capacitancia termal de la cubierta del cable P 0,48 0,48

QB QB J/m.K 4809,68 4809,68

Coeficiente usado para el calculo por el paso de la una elevación de temperatura parcial Mo s 1072,36 1072,36

Coeficiente usado para el calculo por el paso de la una elevación de temperatura parcial No s2 553352,18 553352,18

Coeficiente usado para el calculo por el paso de la una elevación de temperatura parcial a 1/s 0,00 0,00

Coeficiente usado para el calculo por el paso de la una elevación de temperatura parcial b 0,00 0,00

Resistencia Termica Aparente usado para el calculo por el paso de una elevación de la temperatura. Ta K.m/W 0,00 0,00

Resistencia Termica Aparente usado para el calculo por el paso de una elevación de la temperatura. Tb K.m/W 0,68 0,68

Cyclic rating factor (including cable thermal capacitance) M 1,20 1,23

RESULTADOS

Cyclic current (Icyclic), where Icyclic I ciclica A 716,9 630,2

Power System (S) S MVA 171,36 150,64

Los resultados se resumen en el siguiente cuadro:

Capacidad de transmisión cíclica de cables

Directamente enterrados En ductos

Configuración I (A) MVA Configuración I (A) MVA

(3 cables) 716,9 171,4 3 cables) 630,2 150

La menor capacidad de transmisión en régimen cíclico para las configuraciones

consideradas, es de 150 MVA por el circuito directamente enterrados, con circuitos en

operación a la máxima temperatura de 90°C, según lo prescrito por la Norma AEIC CS7-

93. Este valor de capacidad de transmisión supera ligeramente la máxima demanda esperada

del enlace, de 130 MVA.

b) Tensiones Inducidas

Las tensiones inducidas para la longitud promedio de cada sección de cable (longitud entre

dos cámaras de empalme).

Para una disposición “flat” de tres cables unipolares a, b y c, siendo b el cable central, y a,

c los exteriores, la tensión inducida en la pantalla para una carga balanceada es:

Eb = j Ib (2x10 -7) Ln (2S/d) V/m

Ea = j Ib (2x10 -7) [ -0,5 Ln (S/d) + j( 3/2) Ln (4S/d)] V/m

Ec = j Ib (2x10 -7) [ -0,5 Ln (S/d) - j( 3/2) Ln (4S/d)] V/m



Donde:

Ib = Corriente (A) en fase b = I (0°)

Ia = Corriente (A) en fase a = I (240°)

Ic = Corriente (A) en fase c = I (120°)

S = Separación entre ejes de cables

d = diámetro medio de pantalla

= 120

Resultados:

CONDICION

CABLE XLPE 240 mm2 DE Cu

S (mm)

d (mm)

I (A)

[Eb] (V/m)

[Ea]=[Ec] (V/m)

Longitud de sección (m)

Maxima Tensión Inducida en el

tramo (V)

OPERACIÓN NORMAL CICLICA 250 58,56 630,22 0,102 0,122 500 60,88

OPERACIÓN EN CORTOCIRCUITO 250 58,56 15 000,00 2,43 2,898 500 1 449,02

El valor de la tensión inducida en operación normal (para la corriente de carga), es menor

que el valor normalmente aceptado de 100 V. De otro lado, dado el valor de tensión

inducida en cortocircuito, de 1,5 kV, se recomienda instalar un limitador de tensión de

pantalla (SVL) de 2 kV, para proteger al personal y a la cubierta protectora del cable, en

especial en caso se eleve el nivel de la corriente de cortocircuito.



11.0 OBRAS CIVILES

11.1 FUNDACIONES PARA LA LÍNEA AÉREA

11.1.1 Consideraciones para el cálculo

Considerando los aspectos geotécnicos de las zonas donde se han definido las ubicaciones de

las postes, se han diseñados las fundaciones en concreto armado.

Los suelos utilizados son los siguientes:

Tramo

Tipo de Suelo Peso

Específico (kg/m

3)

Ángulo de

Fricción

( º)

Ángulo de Arranque

( º)

Profund. (m)

Presiones Admisibles

(kg/cm²)

Asentamientos (cm)

-Umapalca

-Socabaya

al

-Cementerio

-Salaverry

Tipo I

Depósitos aluviales y

de flujos de barro,

constituidos en

profundidad por

suelos gruesos de

naturaleza de arenas

limosas con gravas

(SM).

1 500 a

1 680

29.5 a

30 22.00

1,70

2,00

2,30

2,40

2,50

2,70

0,88 a 1,11

1,02 a 1,27

1,42 a 1,44

1,43 a 1,45

1,24 a 1,33

1,33 a 1,66

1,14 a 1,44

1,32 a 1,64

1,84 a 1,86

1,86 a 1,88

1,61 a 1,73

1,73 a 2,15

-Los Jardines

- C. Salaverry

a

- Parque

Industrial

Tipo II

Este tipo de material

lo conforman suelos

finos, de naturaleza

de limos arenosos

(ML).

1220.00 a

1250.00 28.00 20.00

1,70

2,00

2,50

2,70

0,80 a 0,82

0,91 a 0,92

1,08 a 1,08

1,14 a 1,15

0,88 a 0,90

0,99 a 1,01

1,58 a 1,59

1,26 a 1,27

11.1.2 Fundación en Concreto Armado

Para el diseño de estas estructuras, se ha considero las fuerzas actuantes del cuadro de

cargas, producto del cálculo mecánico de estructuras. Se adjunta cargas.

El factor de seguridad considerado para resistir el momento de volteo de la fundación es

mayor o igual a 1,50, conforme se indica en el Numeral 5.3 de la NTE E.030.

La fuerza resistente a la fuerza de arrancamiento de la cimentación del poste está dada por

el peso de la cimentación y el peso de la fundación de concreto. Se ha considero dos tipos



de suelos, cuyos parámetros geotécnicos se muestran en el Informe de “Estudio de Geología

y Geotecnia”

La relación entre la fuerza resistente y la fuerza de arrancamiento representa el factor de

seguridad al arrancamiento.

Las presiones transmitidas al terreno se calcularon considerando los efectos de carga

excéntrica sobre las fundaciones, en base a la carga de compresión vertical y los momentos

biaxiales sobre la base de cimentación.

Las presiones producidas en la base de las cimentaciones, debido a las fuerzas de

compresión máxima en ningún caso excedieron la capacidad portante del suelo para las

condiciones normales de carga.

Para el diseño de las cimentaciones de concreto armado se utilizó el “Método de Valenci”

que es una simplificación del método de Sulzberger.

La fundación se diseñó por esfuerzos de flexión y se verificó el cortante por flexión y

punzonamiento.

11.1.3 Materiales

Para el diseño de las estructuras se ha considerado materiales con las siguientes

características:

a. Cemento

El tipo de cemento a usar será el CEMENTO TIPO I el cual deberá ser verificado en el

estudio de geología y geotécnia que deberá efectuarse en la etapa de replanteo

b. Concreto

- Concreto Armado:

Resistencia a la compresión 210 kg/cm²

c. Acero de refuerzo del concreto

- Barras de acero corrugado grado 60 ASTM A-615

Resistencia a la fluencia fy= 4 200 kg/cm²

11.1.4 Resultados

Los resultados del cálculo de fundaciones se plasmaron en el plano LSP-012 y LSP-019 y

los cálculos se muestran en el Anexo N°6.

11.2 CÁLCULO ESTRUCTURAL PARA EL TRAMO SUBTERRÁNEO

En los tramos subterráneos se han considerado cámaras de paso en el recorrido de la línea,

los mismos que han sido diseñados teniendo en cuenta las siguientes consideraciones.



11.2.1 Cargas consideradas

Las cargas consideradas para el análisis de las cámaras de paso son:

CARGA MUERTA (CM)

Peso propio de la losa (CM1)

P propio= Espesor de losa x ancho x peso del concreto

Donde:

Espesor de losa= 0.25 m

Ancho= se consideró por metro ancho

Peso de concreto= 2400 kg/m3

Peso de asfalto (CM2)

P asfalto= Espesor de pavimento x ancho x peso del concreto

Donde:

Espesor asfalto= 0.075 m


Peso del asfalto= 1300 kg/m3

Peso de relleno: (CM3)

P relleno= Espesor de losa x ancho x peso del concreto

Donde:

Espesor relleno= altura de relleno sobre la cámara


Peso del suelo= 1800 kg/m3

CARGA VIVA (CV)

Se consideró para el diseño la carga de un camión HL-93 de acuerdo al manual de diseño de

puentes.

Como carga puntual: 7 390 kg (en el centro de la luz como caso crítico) (CV1)

Como carga distribuida: 970 kg/m (en toda la luz libre) (CV2)

Para el caso que haya relleno se considera la carga distribuida o carga puntual repartida en

la profundidad h mediante:

Para una carga repartida



W

W '

Nivel suelo

Para una carga puntual

P

W '

Nivel suelo

Teniendo todas las cargas definidas sumamos todas:

Total Carga Muerta CM= CM1+ CM2+ CM3

Total Carga Viva CV= CV1+ CV2

Amplificamos las cargas mediante:

Carga total (CT)= 1.5 CM+ 1.8 CV

11.2.2 Cálculo del Momento flector:

a. Para la losa superior

Se consideró el análisis de la losa como una viga simplemente apoyada con una luz libre

(Ln) igual a la longitud menor de la losa en cuestión.

Es decir:

Para carga distribuida:

Momento flector: Mn= (CT.Ln2)/8

Para carga puntual:



Momento flector: Mn= (CT.Ln)/4

Sumamos todos los momentos hallados y utilizamos la siguiente ecuación:

Donde hallaremos ω. Teniendo este valor hallo la cuantía de acero:

Finalmente hallo la cantidad de acero:

b. Para la losa inferior

De forma similar a la carga se inferior se consideran esas cargas y se le adiciona el peso de

los muros y el peso propio de la losa inferior.

Para la carga puntual de la carga viva se reparte este entre la luz libre de análisis de la losa

inferior.

Teniendo todas las cargas definidas sumamos todas:

Total Carga Muerta CM= CM1+ CM2+ CM3

Total Carga Viva CV= CV1+ CV2

Y amplificamos las cargas mediante:

Carga total (CT)= 1,5 CM+ 1,8 CV

El cálculo del momento y el acero se hallará de manera similar a la losa superior.

c. Para los muros

Se analizará como pórtico invertido teniendo en cuenta la carga repartida sobre la losa, y la

carga del suelo sobre el muro. Los casos se muestran en las hojas de cálculos de cada

cámara.

Luego se tomará en cuenta el momento mayor y con este se hallará la cuantía y la cantidad

de acero necesaria. Los resultados de los cálculos de muestran en el Anexo Nº 6.

11.2.3 Resultados del Cálculo

Los resultados del cálculo se muestran en el Anexo N°7 y se han plasmado en los planos

LSP-024.

.59.01.... 2' dbfMn c

fy

f c̀

bdAs



ANEXO Nº 1

CÁLCULO DE AMPACITANCIA DEL CONDUCTOR PARA 50ºC, 60ºC,

70ºC Y 75ºC



AMPACITANCIA PARA 50º C

PLS-CADD Version 9.23 10:26:51 a.m. jueves, 28 de junio de 2012









deg.)

Conductor latitude is -16.3 (deg)

Atmosphere is CLEAR

























deg.)


Atmosphere is CLEAR















ANEXO Nº 2

CÁLCULO MECÁNICO DEL CONDUCTOR Y CABLE OPGW



CÁLCULO MECÁNICO DEL CONDUCTOR Y CABLE OPGW

Conductor tipo AAAC , 235.8 mm² ALTITUD : hasta 2300 m.s.n.m

DATOS BASICOS DEL CONDUCTOR TIPO A

#¡VALOR! AAAC

#¡VALOR!

Sección 235.8 mm2

Diámetro 19.88 mm

Peso longitudinal 0.63765 daN/m 0.65

Modulo de Young 6278.4 daN/mm2

Coeficiente de dilat.lineal 0.000023 1/°C

Tiro de rotura 6941.556 daN

Relacion desnivel/vano 0

Peso específico del hielo 895.653 daN/m3

Cos ø = a/SQRT(a 2̂+h 2̂) 1

HIPOTESIS I : DATOS DE TENSADO INICIAL: EDS

Presión de viento inicial 0 kg/m2

Temperatura inicial 15 °C

Espesor de hielo inicial 0 mm

Esfuerzo horizontal inicial 4.7 daN/mm2

16%

Peso longitudinal inicial 0.64 kg/m

HIPOTESIS II: MAXIMO VIENTO HIPOTESIS III: EFECTO COMBINADO

Presión de viento final 41.79 daN/m2 Presión de viento final 10.45 daN/m2

Temperatura final 10 °C Temperatura final 5 °C

Espesor de hielo final 0 mm Espesor de hielo final 0 mm

Presión de viento transversal 41.79 daN/m2 Presión de viento transversal 10.45 daN/m2

Sobrecarga longitudinal final 1.047 daN/m Sobrecarga longitudinal final 0.671 daN/m

Peso gravante longitudinal 0.638 daN/m Peso gravante longitudinal 0.638 daN/m

Area al viento de la cadena 0 m2 Area al viento de la cadena 0 m2

Presión del viento sobre cadena 41.79 daN/m2 Presión del viento sobre cadena 10.448 daN/m2

HIPOTESIS V: MAXIMA FLECHA HIPOTESIS IV: OSCILACION CADENA




Sobrecarga longitudinal final 0.638 daN/m Presión de viento transversal 19.00 daN/m2

Peso gravante final 0.638 daN/m Sobrecarga longitudinal final 0.741 daN/m

Tensión de la línea 138 kV Peso gravante longitudinal 0.638 daN/m

Longitud de la cadena aisladores 1.3 m Area al viento de la cadena 0 m2

Factor VDE para separación 0.7 Presión del viento sobre cadena 19.000 daN/m2

Tiro horiz. Tiro máx. Tiro esf. Tiro máx. Tiro esf. Tiro máx. Máxima

en máximo en máximo comb. comb. hielo hielo flecha

viento(daN) viento(daN) (daN) (daN) (daN) (daN) (m)

Vano adyacente mínimo coincidente con vano máximo 600 1,766.6 1,794.59 1,189.5 1,206.60 1,250.5 1,252.70 26.62

Vano adyacente máximo coincidente con vano mínimo 80 1,378.6 1,379.26 1,410.3 1,410.55 904.9 907.90 0.65

Vano regulador (m) 200 1,568.2 1,571.68 1,297.3 1,298.99 1,092.4 1,094.96 3.38

CALCULO MECANICO DE CONDUCTORES

HIP II: MAX VIENTO HIP II: COMBINADO HIPOT IV OSCILAC.



Conductor : Conductor tipo AAAC , 235.8 mm² ALTITUD : hasta 2300 m.s.n.m

Tiro máximo : 6941.6 daN

VANO Pv(daN/m2) = 0.0 Pv(daN/m2) = 41.79 Pv(daN/m2) = 10.45 Pv(daN/m2) = 19.00 Pv(daN/m2) = 0.00

(m) Temp(ºC)= 15 Temp(ºC)= 10 Temp(ºC)= 5 Temp(ºC)= 25 Temp(ºC)= 91

Wt(daN/m)= 0.638 Wt(daN/m)= 1.047 Wt(daN/m)= 0.671 Wt(daN/m)= 0.741 Wt(daN/m)= 0.638Tiro (daN) flecha(m) Tiro (daN) Tmáx. (daN) flecha(m) Tiro (daN) Tmáx. (daN) flecha(m) Tiro (daN) Tmáx. (daN) flecha(m) Tiro (daN) flecha(m)

20 1110.65 0.03 1289.06 1289.10 0.04 1448.31 1448.32 0.02 784.06 784.09 0.05 80.06 0.40

40 1110.65 0.11 1311.33 1311.49 0.16 1440.03 1440.09 0.09 818.53 818.66 0.18 155.25 0.82

60 1110.65 0.26 1342.80 1343.17 0.35 1427.00 1427.14 0.21 861.35 861.64 0.39 225.49 1.27

80 1110.65 0.46 1378.62 1379.26 0.61 1410.29 1410.55 0.38 904.86 905.34 0.66 290.81 1.75

100 1110.65 0.72 1415.35 1416.32 0.92 1391.17 1391.58 0.60 945.68 946.41 0.98 351.34 2.27

120 1110.65 1.03 1450.94 1452.30 1.30 1370.92 1371.51 0.88 982.64 983.65 1.36 407.29 2.82

140 1110.65 1.41 1484.33 1486.14 1.73 1350.69 1351.50 1.22 1015.54 1016.87 1.79 458.88 3.40

160 1110.65 1.84 1515.04 1517.36 2.21 1331.33 1332.41 1.61 1044.57 1046.25 2.27 506.37 4.03

180 1110.65 2.33 1542.97 1545.85 2.75 1313.43 1314.81 2.07 1070.07 1072.15 2.81 550.04 4.70

200 1110.65 2.87 1568.18 1571.68 3.34 1297.26 1298.99 2.58 1092.45 1094.96 3.39 590.15 5.40

220 1110.65 3.47 1590.84 1595.02 3.98 1282.90 1285.02 3.16 1112.07 1115.06 4.03 626.96 6.15

240 1110.65 4.13 1611.16 1616.07 4.68 1270.29 1272.84 3.80 1129.29 1132.80 4.73 660.74 6.95

260 1110.65 4.85 1629.36 1635.05 5.43 1259.29 1262.30 4.50 1144.43 1148.49 5.47 691.73 7.79

280 1110.65 5.63 1645.66 1652.19 6.24 1249.72 1253.25 5.26 1157.77 1162.42 6.27 720.16 8.68

300 1110.65 6.46 1660.25 1667.69 7.10 1241.40 1245.48 6.08 1169.55 1174.83 7.13 746.25 9.61

320 1110.65 7.35 1673.34 1681.74 8.01 1234.17 1238.84 6.96 1179.97 1185.93 8.04 770.21 10.60

340 1110.65 8.30 1685.10 1694.51 8.98 1227.87 1233.16 7.89 1189.22 1195.90 9.01 792.21 11.63

360 1110.65 9.30 1695.67 1706.16 10.01 1222.36 1228.33 8.89 1197.44 1204.88 10.03 812.43 12.71

380 1110.65 10.36 1705.19 1716.81 11.09 1217.53 1224.21 9.94 1204.78 1213.02 11.10 831.03 13.85

400 1110.65 11.48 1713.78 1726.60 12.22 1213.29 1220.71 11.05 1211.35 1220.43 12.24 848.15 15.04

420 1110.65 12.66 1721.55 1735.62 13.41 1209.54 1217.75 12.23 1217.24 1227.21 13.43 863.93 16.27

440 1110.65 13.89 1728.59 1743.97 14.66 1206.22 1215.25 13.45 1222.54 1233.43 14.67 878.48 17.57

460 1110.65 15.19 1734.98 1751.73 15.97 1203.27 1213.17 14.74 1227.32 1239.18 15.97 891.91 18.91

480 1110.65 16.53 1740.80 1758.98 17.33 1200.63 1211.44 16.09 1231.64 1244.51 17.33 904.32 20.31

500 1110.65 17.94 1746.09 1765.76 18.74 1198.28 1210.02 17.49 1235.56 1249.48 18.74 915.81 21.76

520 1110.65 19.41 1750.93 1772.15 20.22 1196.16 1208.89 18.95 1239.12 1254.13 20.22 926.45 23.26

540 1110.65 20.93 1755.36 1778.19 21.75 1194.25 1208.00 20.47 1242.36 1258.51 21.74 936.31 24.82

560 1110.65 22.51 1759.42 1783.92 23.33 1192.53 1207.34 22.04 1245.32 1262.65 23.33 945.47 26.44

580 1110.65 24.14 1763.15 1789.37 24.98 1190.96 1206.88 23.68 1248.02 1266.58 24.97 953.98 28.11

600 1110.65 25.84 1766.58 1794.59 26.68 1189.54 1206.60 25.37 1250.50 1270.32 26.67 961.89 29.83

620 1110.65 27.59 1769.74 1799.61 28.44 1188.25 1206.48 27.12 1252.78 1273.91 28.43 969.27 31.61640 1110.65 29.40 1772.66 1804.44 30.25 1187.06 1206.51 28.93 1254.88 1277.36 30.24 976.14 33.45

660 1110.65 31.26 1775.36 1809.11 32.12 1185.98 1206.69 30.79 1256.82 1280.69 32.11 982.56 35.34

680 1110.65 33.18 1777.86 1813.64 34.05 1184.98 1206.99 32.71 1258.60 1283.91 34.04 988.56 37.28

700 1110.65 35.17 1780.18 1818.06 36.04 1184.07 1207.41 34.69 1260.26 1287.05 36.02 994.17 39.29

720 1110.65 37.20 1782.34 1822.37 38.08 1183.23 1207.94 36.73 1261.79 1290.11 38.06 999.42 41.34

740 1110.65 39.30 1784.35 1826.59 40.18 1182.45 1208.58 38.82 1263.22 1293.10 40.16 1004.35 43.46

760 1110.65 41.45 1786.22 1830.74 42.33 1181.72 1209.31 40.97 1264.54 1296.03 42.32 1008.98 45.63

780 1110.65 43.66 1787.97 1834.83 44.55 1181.06 1210.13 43.18 1265.78 1298.92 44.53 1013.32 47.86800 1110.65 45.93 1789.60 1838.86 46.82 1180.43 1211.05 45.45 1266.93 1301.77 46.80 1017.40 50.14820 1110.65 48.26 1791.13 1842.85 49.15 1179.86 1212.04 47.77 1268.00 1304.59 49.13 1021.25 52.48840 1110.65 50.64 1792.56 1846.80 51.53 1179.32 1213.11 50.16 1269.01 1307.38 51.51 1024.87 54.88

860 1110.65 53.08 1793.90 1850.73 53.98 1178.81 1214.26 52.59 1269.95 1310.15 53.95 1028.29 57.33

880 1110.65 55.58 1795.16 1854.64 56.48 1178.34 1215.48 55.09 1270.84 1312.91 56.45 1031.51 59.84

900 1110.65 58.13 1796.35 1858.53 59.03 1177.90 1216.77 57.65 1271.67 1315.65 59.01 1034.56 62.41

920 1110.65 60.74 1797.47 1862.42 61.65 1177.49 1218.13 60.26 1272.45 1318.39 61.62 1037.44 65.03

940 1110.65 63.41 1798.52 1866.30 64.32 1177.10 1219.56 62.93 1273.18 1321.13 64.29 1040.16 67.71

960 1110.65 66.14 1799.51 1870.19 67.05 1176.74 1221.04 65.65 1273.88 1323.87 67.02 1042.75 70.45

980 1110.65 68.92 1800.45 1874.09 69.83 1176.40 1222.59 68.44 1274.53 1326.62 69.81 1045.19 73.24

1000 1110.65 71.77 1801.34 1877.99 72.68 1176.07 1224.20 71.28 1275.15 1329.37 72.65 1047.52 76.09

1020 1110.65 74.66 1802.17 1881.91 75.58 1175.77 1225.87 74.18 1275.73 1332.13 75.55 1049.72 79.00

1040 1110.65 77.62 1802.97 1885.85 78.54 1175.48 1227.59 77.13 1276.28 1334.91 78.51 1051.82 81.96

1060 1110.65 80.64 1803.72 1889.81 81.55 1175.21 1229.37 80.15 1276.80 1337.70 81.52 1053.81 84.99

1080 1110.65 83.71 1804.44 1893.80 84.63 1174.95 1231.20 83.22 1277.30 1340.51 84.60 1055.70 88.06

1100 1110.65 86.84 1805.11 1897.81 87.76 1174.71 1233.09 86.35 1277.77 1343.34 87.73 1057.51 91.20

1120 1110.65 90.02 1805.76 1901.85 90.94 1174.48 1235.04 89.53 1278.22 1346.19 90.91 1059.23 94.39

1140 1110.65 93.27 1806.37 1905.92 94.19 1174.26 1237.03 92.78 1278.64 1349.06 94.16 1060.87 97.64

1160 1110.65 96.57 1806.96 1910.03 97.49 1174.05 1239.08 96.08 1279.04 1351.96 97.46 1062.43 100.95

1180 1110.65 99.93 1807.51 1914.17 100.85 1173.85 1241.17 99.44 1279.43 1354.88 100.82 1063.93 104.31

1200 1110.65 103.34 1808.04 1918.35 104.27 1173.67 1243.32 102.85 1279.79 1357.83 104.24 1065.36 107.74

1220 1110.65 106.82 1808.55 1922.57 107.74 1173.49 1245.52 106.32 1280.14 1360.80 107.71 1066.72 111.21

1240 1110.65 110.35 1809.03 1926.83 111.27 1173.32 1247.76 109.86 1280.48 1363.81 111.24 1068.02 114.75

1260 1110.65 113.93 1809.49 1931.13 114.86 1173.15 1250.06 113.44 1280.79 1366.85 114.83 1069.27 118.34

1280 1110.65 117.58 1809.93 1935.48 118.51 1173.00 1252.40 117.09 1281.10 1369.91 118.48 1070.47 121.99

1300 1110.65 121.28 1810.35 1939.87 122.21 1172.85 1254.79 120.79 1281.39 1373.01 122.18 1071.62 125.70

1320 1110.65 125.04 1810.75 1944.30 125.98 1172.71 1257.23 124.55 1281.66 1376.14 125.94 1072.72 129.466

CÁLCULO MECANICO DE CONDUCTORES

LINEA TRANSMISION

HIPOTESIS EDS HIPOTESIS DE MAXIMOS ESFUERZOS HIP. MAX. FLECHA

Tensado con Teds = 16%

CONDICION I : EDS COND. II: MAXIMO VIENTO COND. IV: OSCILAC ION CADENA COND. V: FLECHA MAX.COND. III: VIENTO REDUCIDO



ALTITUD : hasta 2300 m.s.n.m

DATOS BASICOS DEL CABLE DE GUARDA

Código OPGW

AAAC 1000 MCM

Sección 70 mm2

Diámetro 13.6 mm

Peso longitudinal 0.53955 daN/m 0.55

Modulo de Young 12262.5 daN/mm2 12500

Coeficiente de dilat.lineal 0.000014 1/°C

Tiro de rotura 7730.28 daN 7880

Relacion desnivel/vano 0

Peso específico del hielo 895.653 daN/m3

Cos ø = a/SQRT(a 2̂+h 2̂) 1

CONDICION I : DATOS DE TENSADO INICIAL: EDS

Presión de viento inicial 0 kg/m2

Temperatura inicial 15 °C

Espesor de hielo inicial 0 mm Relación de flechas: 0.9

Esfuerzo horizontal inicial 14.9 daN/mm2 Tiro cálculado: 13.51%

13.5% 15.20605617

Peso longitudinal inicial 0.53955 kg/m

CONDICION II: MAXIMO VIENTO CONDICION III: MINIMA SOLO HIELO




Presión de viento transversal 41.79 daN/m2 Presión de viento transversal 10.45 daN/m2

Sobrecarga longitudinal final 0.784 daN/m Sobrecarga longitudinal final 0.558 daN/m

Peso gravante longitudinal 0.540 daN/m Peso gravante longitudinal 0.540 daN/m

Area al viento de la cadena 0 m2 Area al viento de la cadena 0 m2

Presión del viento sobre cadena 41.79 daN/m2 Presión del viento sobre cadena 10.45 daN/m2

CONDICION V: MAXIMA FLECHA CONDICION IV: COMBINADO

Presión de viento final 0 daN/m2 Presión de viento final 19.00 daN/m2



Sobrecarga longitudinal final 0.540 daN/m Presión de viento transversal 19.00 daN/m2

Peso gravante final 0.540 daN/m Sobrecarga longitudinal final 0.598 daN/m

Tensión de la línea 138 kV Peso gravante longitudinal 0.540 daN/m

Longitud de la cadena aisladores 1.3 m Area al viento de la cadena 0 m2

Factor VDE para separación 0.7 Presión del viento sobre cadena 19.00 daN/m2

Tiro horiz. Tiro máx. Tiro esf. Tiro máx. Tiro esf. Tiro máx. Tiro horiz.

en máximo en máximo comb. comb. hielo hielo máxima

viento(daN) viento(daN) (daN) (daN) (daN) (daN) flecha(daN)

Vano adyacente mínimo coincidente con vano máximo 150 1,221.0 1,222.39 1,141.7 1,142.47 998.2 1,000.00 986.1

Vano adyacente máximo coincidente con vano mínimo 80 1,149.6 1,149.99 1,156.5 1,156.75 953.1 954.97 969.8

Vano regulador (m) 200 1,268.4 1,270.86 1,130.7 1,132.11 1,027.3 1,029.00 997.1

CALCULO MECANICO DEL CABLE OPGW



ALTITUD : hasta 2300 m.s.n.m

Tiro máximo : 7730.3 daN

VANO Pv(daN/m2) = 0.0 Pv(daN/m2) = 41.79 Pv(daN/m2) = 10.45 Pv(daN/m2) = 19.00 Pv(daN/m2) = 0.00

(m) Temp(ºC)= 15 Temp(ºC)= 10 Temp(ºC)= 5 Temp(ºC)= 25 Temp(ºC)= 22

Wt(daN/m)= 0.540 Wt(daN/m)= 0.784 Wt(daN/m)= 0.558 Wt(daN/m)= 0.598 Wt(daN/m)= 0.540Tiro (daN) flecha(m) Tiro (daN) Tmáx. (daN) flecha(m) Tiro (daN) Tmáx. (daN) flecha(m) Tiro (daN) Tmáx. (daN) flecha(m) Tiro (daN) flecha(m)

50 1044.20 0.16 1123.89 1124.06 0.22 1161.14 1161.23 0.15 936.63 936.75 0.20 964.20 0.17

60 1044.20 0.23 1131.66 1131.90 0.31 1159.79 1159.91 0.22 941.62 941.79 0.29 965.88 0.25

70 1044.20 0.32 1140.28 1140.61 0.42 1158.25 1158.41 0.30 947.15 947.38 0.39 967.76 0.34

80 1044.20 0.41 1149.56 1149.99 0.55 1156.53 1156.75 0.39 953.09 953.40 0.50 969.81 0.45

90 1044.20 0.52 1159.32 1159.86 0.68 1154.67 1154.94 0.49 959.34 959.71 0.63 972.00 0.56

100 1044.20 0.65 1169.42 1170.08 0.84 1152.68 1153.02 0.61 965.77 966.23 0.77 974.28 0.69

110 1044.20 0.78 1179.72 1180.51 1.00 1150.59 1151.00 0.73 972.31 972.87 0.93 976.62 0.84

120 1044.20 0.93 1190.11 1191.04 1.19 1148.43 1148.92 0.87 978.88 979.54 1.10 979.00 0.99

130 1044.20 1.09 1200.50 1201.58 1.38 1146.21 1146.79 1.03 985.42 986.18 1.28 981.40 1.16

140 1044.20 1.27 1210.80 1212.05 1.59 1143.97 1144.63 1.19 991.87 992.76 1.48 983.78 1.34

150 1044.20 1.45 1220.97 1222.39 1.81 1141.71 1142.47 1.37 998.21 999.22 1.69 986.13 1.54

160 1044.20 1.65 1230.96 1232.55 2.04 1139.45 1140.32 1.57 1004.39 1005.53 1.91 988.44 1.75

170 1044.20 1.87 1240.72 1242.51 2.28 1137.21 1138.20 1.77 1010.40 1011.68 2.14 990.69 1.97

180 1044.20 2.09 1250.23 1252.22 2.54 1135.01 1136.12 1.99 1016.22 1017.65 2.38 992.89 2.20

190 1044.20 2.33 1259.48 1261.68 2.81 1132.85 1134.09 2.22 1021.84 1023.42 2.64 995.01 2.45

200 1044.20 2.58 1268.44 1270.86 3.09 1130.74 1132.11 2.47 1027.25 1029.00 2.91 997.05 2.71

210 1044.20 2.85 1277.11 1279.77 3.38 1128.69 1130.21 2.73 1032.46 1034.37 3.19 999.02 2.98

220 1044.20 3.13 1285.50 1288.39 3.69 1126.70 1128.37 3.00 1037.45 1039.54 3.49 1000.92 3.26

230 1044.20 3.42 1293.58 1296.72 4.01 1124.78 1126.61 3.28 1042.23 1044.51 3.80 1002.73 3.56

240 1044.20 3.72 1301.37 1304.77 4.34 1122.93 1124.93 3.58 1046.81 1049.27 4.11 1004.46 3.87

250 1044.20 4.04 1308.87 1312.54 4.68 1121.16 1123.33 3.89 1051.19 1053.85 4.45 1006.12 4.19

260 1044.20 4.37 1316.09 1320.03 5.03 1119.46 1121.81 4.21 1055.37 1058.24 4.79 1007.70 4.52

270 1044.20 4.71 1323.02 1327.26 5.40 1117.83 1120.36 4.55 1059.37 1062.45 5.15 1009.20 4.87

280 1044.20 5.06 1329.69 1334.22 5.78 1116.27 1119.00 4.90 1063.18 1066.48 5.51 1010.63 5.23

290 1044.20 5.43 1336.09 1340.93 6.17 1114.78 1117.71 5.26 1066.81 1070.34 5.90 1012.00 5.60

300 1044.20 5.81 1342.23 1347.39 6.57 1113.36 1116.50 5.64 1070.28 1074.04 6.29 1013.30 5.99

310 1044.20 6.21 1348.13 1353.61 6.98 1112.00 1115.37 6.03 1073.59 1077.59 6.69 1014.53 6.39

320 1044.20 6.61 1353.79 1359.60 7.41 1110.71 1114.30 6.43 1076.74 1081.00 7.11 1015.71 6.80

330 1044.20 7.03 1359.22 1365.38 7.85 1109.48 1113.31 6.85 1079.75 1084.26 7.54 1016.82 7.22

340 1044.20 7.47 1364.43 1370.94 8.30 1108.31 1112.38 7.27 1082.62 1087.40 7.98 1017.89 7.66

350 1044.20 7.91 1369.43 1376.30 8.76 1107.20 1111.51 7.72 1085.35 1090.40 8.44 1018.90 8.11360 1044.20 8.37 1374.22 1381.47 9.24 1106.14 1110.71 8.17 1087.96 1093.29 8.91 1019.86 8.57

370 1044.20 8.84 1378.82 1386.45 9.73 1105.14 1109.96 8.64 1090.44 1096.07 9.39 1020.77 9.05

380 1044.20 9.33 1383.23 1391.26 10.23 1104.18 1109.27 9.12 1092.82 1098.73 9.88 1021.64 9.53

390 1044.20 9.82 1387.47 1395.89 10.74 1103.26 1108.63 9.62 1095.08 1101.30 10.39 1022.47 10.03

400 1044.20 10.33 1391.53 1400.37 11.26 1102.40 1108.05 10.12 1097.24 1103.77 10.90 1023.26 10.55

410 1044.20 10.86 1395.43 1404.69 11.80 1101.57 1107.51 10.64 1099.31 1106.16 11.43 1024.01 11.07

420 1044.20 11.39 1399.17 1408.86 12.35 1100.78 1107.03 11.18 1101.28 1108.45 11.98 1024.72 11.61

430 1044.20 11.94 1402.77 1412.90 12.91 1100.03 1106.58 11.72 1103.16 1110.67 12.53 1025.40 12.16440 1044.20 12.50 1406.22 1416.80 13.49 1099.32 1106.18 12.28 1104.96 1112.81 13.10 1026.05 12.73450 1044.20 13.08 1409.53 1420.58 14.07 1098.64 1105.82 12.86 1106.68 1114.88 13.68 1026.67 13.30460 1044.20 13.67 1412.72 1424.23 14.67 1097.99 1105.50 13.44 1108.33 1116.88 14.28 1027.26 13.89

470 1044.20 14.27 1415.77 1427.77 15.28 1097.37 1105.22 14.04 1109.90 1118.82 14.88 1027.83 14.49

480 1044.20 14.88 1418.72 1431.20 15.91 1096.78 1104.97 14.65 1111.41 1120.70 15.50 1028.36 15.11

490 1044.20 15.51 1421.54 1434.53 16.55 1096.22 1104.76 15.28 1112.85 1122.52 16.13 1028.88 15.74

500 1044.20 16.15 1424.26 1437.76 17.20 1095.68 1104.57 15.91 1114.24 1124.29 16.78 1029.37 16.38

510 1044.20 16.80 1426.87 1440.89 17.86 1095.17 1104.43 16.56 1115.56 1126.01 17.44 1029.84 17.03

520 1044.20 17.46 1429.39 1443.94 18.53 1094.68 1104.31 17.23 1116.83 1127.68 18.11 1030.29 17.70

530 1044.20 18.14 1431.81 1446.90 19.22 1094.21 1104.22 17.90 1118.04 1129.30 18.79 1030.72 18.38

540 1044.20 18.83 1434.14 1449.78 19.92 1093.76 1104.15 18.59 1119.21 1130.89 19.48 1031.13 19.07

550 1044.20 19.54 1436.38 1452.58 20.63 1093.33 1104.12 19.30 1120.33 1132.43 20.19 1031.52 19.78

560 1044.20 20.26 1438.55 1455.32 21.36 1092.92 1104.11 20.01 1121.41 1133.94 20.91 1031.90 20.50

570 1044.20 20.98 1440.63 1457.98 22.09 1092.53 1104.12 20.74 1122.44 1135.41 21.65 1032.26 21.23

580 1044.20 21.73 1442.64 1460.57 22.84 1092.15 1104.16 21.48 1123.43 1136.85 22.39 1032.61 21.97

590 1044.20 22.48 1444.57 1463.11 23.61 1091.79 1104.22 22.24 1124.38 1138.26 23.15 1032.94 22.73

600 1044.20 23.25 1446.43 1465.58 24.38 1091.45 1104.31 23.00 1125.30 1139.64 23.92 1033.26 23.50

610 1044.20 24.03 1448.23 1468.00 25.17 1091.11 1104.41 23.78 1126.18 1140.99 24.71 1033.57 24.28

620 1044.20 24.83 1449.97 1470.37 25.97 1090.79 1104.54 24.58 1127.03 1142.32 25.51 1033.86 25.08

630 1044.20 25.64 1451.64 1472.69 26.78 1090.49 1104.68 25.38 1127.84 1143.62 26.32 1034.14 25.88

640 1044.20 26.46 1453.26 1474.95 27.61 1090.19 1104.85 26.20 1128.63 1144.90 27.14 1034.42 26.71

650 1044.20 27.29 1454.82 1477.18 28.45 1089.91 1105.03 27.04 1129.39 1146.16 27.97 1034.68 27.54

660 1044.20 28.13 1456.33 1479.36 29.30 1089.64 1105.23 27.88 1130.12 1147.40 28.82 1034.93 28.39

670 1044.20 28.99 1457.79 1481.49 30.17 1089.38 1105.45 28.74 1130.82 1148.62 29.69 1035.17 29.25

680 1044.20 29.87 1459.20 1483.59 31.04 1089.13 1105.69 29.61 1131.50 1149.83 30.56 1035.41 30.12

690 1044.20 30.75 1460.56 1485.66 31.93 1088.88 1105.94 30.49 1132.15 1151.01 31.45 1035.63 31.01

700 1044.20 31.65 1461.88 1487.69 32.84 1088.65 1106.21 31.39 1132.78 1152.19 32.35 1035.85 31.90

CÁLCULO MECANICO DEL CABLE OPGW

Tensado con Teds = 13.51%

LINEA TRANSMISION

HIPOTESIS EDS HIPOTESIS DE MAXIMOS ESFUERZOS HIP. MAX. FLECHA

HIPOTESIS I HIPOTESIS II: MAXIMO VIENTO HIPOTESIS III: SOLO HIELO(eh=0mm) HIPOTESIS IV: COMBINADO (eh =0mm) HIPOTESIS V



ANEXO Nº 3

CÁLCULO DEL VANO LATERAL



Conductor : 235.8 AAAC

correccion por altitud

Altitud m.s.n.m. 2300

Fh: Factor de corrección por altitud 1.13

Distancia horizontal entre conductores


l = longitud del aislador (mm) 1.3

ángulo de oscilación máxima ( grados) 0

Factor de altitud (sin unidades) 1.13

f: Flecha (m)

D: Separación horizontal entre fases (mm)

Distancia de separacion de fases: Según el CNE Suministro 2011

despejando, se cálcula la flecha en función de la separación de fases

Dh(m) = 3

f: Flecha (m) 22.57

Flecha

Calcula (m)

Vano (m) Flecha (m) Vano para flecha

cálculada (m)0.47 60 0.39 65

80 0.66

4.15 220 3.41 231

240 4.71

8.13 320 8.00 322

340 8.96

11.52 380 11.03 388

400 12.15

22.57 540 21.47 554

560 23.01

37.30 720 37.23 720

740 39.23

55.70 880 54.64 888

900 57.04

22.57 540 21.47 554

560 23.01

145.85 1220 101.33 1505

1240 104.45

152.49 1220 101.33 1548

1240 104.45

D(m) f(m) Vano Lateral(m)

1.50 0.47 65

2.00 4.15 231

2.30 8.13 322

2.50 11.52 388

3.00 22.57 554

3.50 37.30 720

4.00 55.70 888

4.20 152.49 1548

CALCULO DEL VANO LATERAL

SEPARACION HORIZONTAL DE CONDUCTORES EN EL SOPORTE

De tabla de CMC

)(.65,11..6,7 SenlfFcUD



CALCULO DEL VANO LATERAL

SEPARACION VERTICAL DE CONDUCTORES

Distancia vertical entre conductores


l = longitud del aislador (m) 1.3

f: Flecha (m)

Según Tabla 235-5

DV= 2.31 Distancia vértical en soporte

Flecha

Según regla 235.C.2.b(1)a 1.74 m

Distancia de seg.

Vano con carga Sin carga Diferencia DMV

(m) (m) (m) (m) (m)

100 1.97 0.90 1.08 2.81

120 2.48 1.26 1.22 2.96

150 3.32 1.90 1.42 3.15

180 4.25 2.66 1.59 3.33

200 4.92 3.23 1.69 3.43

250 6.82 4.90 1.91 3.65

300 9.01 6.91 2.09 3.83

350 11.51 9.28 2.24 3.97

400 14.34 11.99 2.35 4.09

450 17.50 15.06 2.45 4.18

500 21.00 18.48 2.52 4.26

550 24.84 22.26 2.59 4.32

600 29.03 26.39 2.64 4.37

650 33.56 30.88 2.68 4.42

Fecha máxima



ANEXO Nº 4

CÁLCULOS DE DIAGRAMAS DE CARGAS DE ESTRUCTURAS



ANEXO Nº 5

MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD DEL TERRENO



MEDICIÓN DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO

1.0 OBJETIVO

El presente informe tiene como objetivo determinar la resistividad de los suelos a lo largo

del trazo de ruta de la línea de transmisión 138 kV, a partir de las mediciones realizadas en

campo.

2.0 ALCANCES

El alcance del trabajo desarrollado consistió en tomar mediciones en puntos seleccionados

en campo.

Para este trabajo se conto con la participación de un Ingeniero Electromecánico y con el

apoyo de dos personas del lugar.

3.0 METODOLOGIA Y EQUIPO UTILIZADO

3.1 Distancias de Sondeo WENNER

- Se efectuó mediciones sucesivas con distancias de: 1m, 2m, 4m, 8m dependiendo del

área restringida y la accesibilidad de la medición.

- Se obvio la última medición cuando las condiciones topográficas del terreno más allá de

los 7 metros, no favorecía el estancamiento de los mismos por encontrarse en terreno

netamente rocoso.

Figura N° A.3.1

Principio de Operación del Método WERNER



3.2 Elección del Suelo para la Medida

- El suelo elegido fue el representativo a lo largo de la traza de ruta seleccionada, en el

caso de zonas rocosas se ubicó en un suelo lateral distinto ubicado a más de 20 m. Del

eje de la línea.

3.3 Ubicación de la Línea de Medida

- La medición fue en gran porcentaje perpendicular al eje de la línea eléctrica.

- Las mediciones fueron elegidas en promedio desde una distancia de 10m a más,

apartándose desde el eje de la línea.

- Se determinó las mediciones en el lado derecho o en el lado izquierdo de la línea,

dependiendo de las posibilidades que ofrecía las condiciones del terreno.

Tabla NºA.3.1

TABLA DE VALORES DE MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA

SE. SOCABAYA - SE. PARQUE INDUSTRIAL 138 kV

PUNTO PROGRESIVAS INTERVALOS LECTURA ESTE NORTE

1 0+760 1 73,400 231243,067 8177792,764

2 63,000

4 37,000

8 13,900


2 1+270 1 96,670 230979,013 8178134,443

2 7,190

4 4,400

8 1,390


3 2+140 1 4,770 230124,438 8178087,644

2 3,860

4 3,050

8 1,387


4 2+730 1 8,780 229535,499 8178097,695

2 3,520

4 7,910

8 5,100



Tabla Nº A.3.2




5 3+160 1 4,650 229124,264 8178208,729

2 2,557

4 1,736

8 0,720


6 3+710 1 7,090 228604,314 8178320,652

2 3,220

4 1,490

8 0,628


7 4+155 1 1,697 228630,673 8178774,205

2 1,274

4 0,930

8 0,450


8 4+865 1 17,870 228790,344 8179464,505

2 6,450

4 2,620

8 0,700


9 5+455 1 20,880 228905,305 8180043,412

2 8,240

4 2,470

8 0,780


10 6+320 1 8,810 229034,901 8180896,249

2 7,480

4 5,390

8 2,083



Tabla Nº A.3.3




11 6+965 1 4,400 229209,450 8181519,912

2 4,030

4 3,670

8 1,679


12 7+665 1 9,060 228725,714 8181945,118

2 8,390

4 7,510

8 3,640


13 8+470 1 16,560 228124,360 8182173,141

2 10,560

4 4,320

8 2,340


14 9+080 1 4,790 228051,407 8182669,699

2 4,070

4 3,500

8 1,590


15 9+080 1 4,790 228051,407 8182669,699

2 4,070

4 3,500

8 1,590

Para esta configuración la resistividad aparente del suelo se calcula con la siguiente

expresión:

= 2 a R si b<<a

Donde:

: Resistividad aparente del terreno ( -m)

R : Resistencia medida ( )

a : Distancia entre electrodos (m)

b : profundidad de penetración de electrodos (m)



3.4 Equipo de trabajo

3.4.1 Telurómetro

Se utilizó un telurómetro electrónico marca MEGABRAS modelo Saturn Geo X. Este

instrumento trabaja bajo el principio de balance nulo. La caída de tensión debido a una

corriente que fluye a través de la resistencia de tierra desconocida que es medida

comparándola a una fracción de caída de tensión desarrollada por la misma corriente que

fluye a través de un potenciómetro calibrado.

El equipo permite obtener los valores de resistencia en ohmios y cuenta con diferentes

escalas de medición, lo que le brinda mayor flexibilidad y permite obtener mediciones con

mayor precisión.

3.4.2 Varillas y conductores

Para construir la configuración de Wenner, se utilizaron varillas de cobre de 50 cm de

longitud y 5/8” de diámetro los cuales se interconectan a través de los conductores de cobre

aislados engrapados mediante mordazas adheridos a los mismos.

3.4.3 GPS y Wincha

Para determinar la ruta de la línea para el mejoramiento de la puesta a tierra, se empleo el

navegador del GPS y para la distancia donde se inicia la medición con respecto a la posible

ubicación del poste y las distancias de separación entre los electrodos, se utilizo la wincha.

3.5 MEDICIONES EFECTUADAS

Las mediciones de resistividad eléctrica del terreno se llevaron a cabo realizadas en los

trabajos de campo, en el cual intervinieron personal de experiencia en este tipo de

mediciones, quienes actuaron bajo las normas establecidas en el Reglamento Interno de

Seguridad.

Las mediciones se efectuaron en las ubicaciones del trazo de ruta de las líneas en 138 kV,

dentro de la faja de servidumbre por donde se desplazará la línea aérea; colocando las

jabalinas del aparato de medición a lo largo de los terrenos destinados para jardines, es

decir, que las mediciones se efectuaron a lo largo del eje de la línea proyectada.

3.6 RESULTADOS DE LA MEDICIÓN

Los valores obtenidos en las mediciones efectuadas en campo se muestra en la Tabla

Nº A.3.4 siguiente.



Tabla NºA.3.4

VALORES DE MEDICIÓN DE RESISTIVIDAD DEL SUELO

PUNTO PSAD-56

DIRECCIÓN

DE ρ(a= 1m) ρ(a= 2m) ρ(a= 4m) ρ(a= 8m)

Nº ESTE NORTE MEDIDA (ohms-m) (ohms-m) (ohms-m) (ohms-m)

1 231243.07 8177792.8 Longitudinal 461.2 791.7 929.9 698.7

2 230979.01 8178134.4 Longitudinal 607.4 90.4 110.6 69.9

3 230124.44 8178087.6 Longitudinal 30 48.5 76.7 69.7

4 229535.5 8178097.7 Longitudinal 55.2 44.2 198.8 256.4

5 229124.26 8178208.7 Longitudinal 29.2 32.1 43.6 36.2

6 228604.31 81178321 Longitudinal 44.5 40.5 37.4 31.6

7 228630.673 8178774.21 Longitudinal 10.7 16 23.4 22.6

8 228790.344 8179464.51 Longitudinal 112.3 81.1 65.8 35.2

9 228905.305 8180043.41 Longitudinal 131.2 103.5 62.1 39.2

10 229034.901 8180896.25 Longitudinal 55.4 94 135.5 104.7

11 229209.45 8181519.91 Longitudinal 27.16 50.6 92.2 84.4

12 228725.714 8181945.12 Longitudinal 56.9 105.4 188.7 183

13 228124.36 8182173.14 Longitudinal 104 132.7 108.6 117.6

14 228051.407 8182669.7 Longitudinal 30.1 51.1 88 79.9

15 227936.522 8182966.58 Longitudinal 123.2 126.7 186 145.8

3.7 CÁLCULOS DE RESISTIVIDAD EQUIVALENTE POR CAPAS (2 CAPAS)

El cálculo de la resistividad equivalente se ha realizado por el método de dos capas.

El resumen de los resultados del cálculo se muestra a continuación en la Tabla Nº A.3.5:

Tabla Nº A.3.5

RESUMEN DEL CÁLCULO DE RESISTIVIDAD EQUIVALENTE

PUNTO PSAD-56 ρ(1) ρ(2) h

Nº ESTE NORTE (ohms-m) (ohms-m) (m)

1 231243.067 8177792.76 500,0 611,1 0,010

2 230979.013 8178134.44 42,0 51,3 0,010

3 230124.438 8178087.64 10,0 22,8 1,000

4 229535.499 8178097.7 172,0 516,0 0,010

5 229124.264 8178208.73 33,0 99,0 0,010

6 228604.314 81178320.7 51,0 85,0 1,200

7 228630.673 8178774.21 9,0 11,0 0,010

8 228790.344 8179464.51 132,0 622,3 1,400

9 228905.305 8180043.41 162,0 790,9 1,500

10 229034.901 8180896.25 15,0 18,3 0,010

11 229209.45 8181519.91 9,0 11,0 0,010

12 228725.714 8181945.12 83,0 321,9 1,100

13 228124.36 8182173.14 175,0 281,9 0,900

14 228051.407 8182669.7 12,0 14,7 0,010

15 227936.522 8182966.58 151,0 568,0 2,220

Los resultados de la resistividad equivalente realizado calculados en Excel, se muestran a

continuación:



ESTRATIFICACIÓN DEL SUELO

ESTRUCTURA Nº1 (LONGITUDINAL)

Medición a (m) 1 2 4 8

de Campo ρ(a) (Ώ.m) 461 792 930 699

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a1= 2 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 1.583 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a2= 8 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 1.397 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Resultados

h = 0.01 m ρ1 = 500 Ώ.m

ρ2 = 611.1 Ώ.m

∞

Nro. Estructura

1

K = 0,865h = 0,50

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ώ.m

a (m)

Curva a x ρ(a)

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

a1 = 2 m

a2 =8 m

Curva K x h

K = 0,1h = 0.01

k < 0






de Campo ρ(a) (Ώ.m) 607 90 111 70

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a1= 2 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 2.151 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a2= 8 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 1.664 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Resultados

h = 0.01 m ρ1 = 42 Ώ.m

ρ2 = 51.3 Ώ.m

∞

Nro. Estructura

2

K = 0,865h = 0,50

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ώ.m

a (m)

Curva a x ρ(a)

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

a1 = 2 m

a2 = 8 m

Curva K x h

K = 0.1h = 0.01

k < 0






de Campo ρ(a) (Ώ.m) 30 49 77 70

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a1= 2 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 4.851 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a2= 8 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 6.972 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Resultados

h = 1.00 m ρ1 = 10 Ώ.m

ρ2 = 22.8 Ώ.m

∞

Nro. Estructura

3

K = 0,865h = 0,50

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ώ.m

a (m)

Curva a x ρ(a)

-1.0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

a1 = 2 m

a2 = 8 m

Curva K x h

K = 0,1h = 0.01

k > 0






de Campo ρ(a) (Ώ.m) 55 44 199 256

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a1= 2 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 0.257 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.03 0.14 0.22 0.28 0.35

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.06 0.28 0.43 0.57 0.70

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a2= 8 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 1.490 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Resultados

h = 0.01 m ρ1 = 172 Ώ.m

ρ2 = 516.0 Ώ.m

∞

Nro. Estructura

4

K = 0,865h = 0,50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ώ.m

a (m)

Curva a x ρ(a)

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

a1 = 2 m

a2 = 8 m

Curva K x h

K = 0,5h = 0,01

k > 0






de Campo ρ(a) (Ώ.m) 29 32 44 36

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a1= 2 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 0.974 h/a 1.09 1.51 1.75 1.97 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 2.18 3.01 3.51 3.94 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a2= 8 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 1.097 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Resultados

h = 0.01 m ρ1 = 33 Ώ.m

ρ2 = 99.0 Ώ.m

∞

Nro. Estructura

5

K = 0,865h = 0,50

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ώ.m

a (m)

Curva a x ρ(a)

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

a1 = 2 m

a2 = 8 m

Curva K x h

K = 0,38h = 2,00

k < 0






de Campo ρ(a) (Ώ.m) 45 40 37 32

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a1= 2 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 0.793 h/a 0.00 0.48 0.67 0.81 0.91 1.00 1.08 1.15 1.20 1.26

h (m) 0.00 0.95 1.34 1.62 1.82 2.00 2.16 2.29 2.40 2.51

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a2= 8 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 0.619 h/a 0.00 0.00 0.31 0.48 0.59 0.67 0.75 0.80 0.86 0.91

h (m) 0.00 0.00 2.50 3.82 4.70 5.38 5.96 6.43 6.90 7.28

Resultados

h = 1.20 m ρ1 = 51 Ώ.m

ρ2 = 85.0 Ώ.m

∞

Nro. Estructura

6

K = 0,865h = 0,50

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ώ.m

a (m)

Curva a x ρ(a)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

a1 = 2 m

a2 = 8 m

Curva K x h

K = 0,25h = 1,20

k < 0






de Campo ρ(a) (Ώ.m) 11 16 23 23

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a1= 2 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 1.779 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a2= 8 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 2.513 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Resultados

h = 0.01 m ρ1 = 9 Ώ.m

ρ2 = 11.0 Ώ.m

∞

Nro. Estructura

7

K = 0,865h = 0,50

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ώ.m

a (m)

Curva a x ρ(a)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

a1 = 2 m

a2 = 8 m

Curva K x h

K = 0,1h = 0.01

k > 0






de Campo ρ(a) (Ώ.m) 112 81 66 35

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a1= 2 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 0.614 h/a 0.00 0.00 0.30 0.47 0.58 0.67 0.74 0.80 0.86 0.90

h (m) 0.00 0.00 0.61 0.94 1.16 1.34 1.48 1.60 1.71 1.81

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a2= 8 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 0.267 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.34 0.42 0.48 0.54

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.70 3.37 3.86 4.30

Resultados

h = 1.40 m ρ1 = 132 Ώ.m

ρ2 = 622.3 Ώ.m

∞

Nro. Estructura

8

K = 0,865h = 0,50

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ώ.m

a (m)

Curva a x ρ(a)

-1.0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

a1 = 2 m

a2 = 8 m

Curva K x h

K = 0,65h = 1,20

k < 0






de Campo ρ(a) (Ώ.m) 131 104 62 39

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a1= 2 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 0.639 h/a 0.00 0.00 0.35 0.51 0.62 0.70 0.78 0.84 0.89 0.94

h (m) 0.00 0.00 0.71 1.02 1.24 1.41 1.55 1.67 1.79 1.88

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a2= 8 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 0.242 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.30 0.40 0.46 0.52

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.42 3.17 3.68 4.13

Resultados

h = 1.50 m ρ1 = 162 Ώ.m

ρ2 = 790.9 Ώ.m

∞

Nro. Estructura

9

K = 0,865h = 0,50

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ώ.m

a (m)

Curva a x ρ(a)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

a1 = 2 m

a2 = 8 m

Curva K x h

K = 0,66h = 1,50

k <0






de Campo ρ(a) (Ώ.m) 55 94 135 105

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a1= 2 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 6.266 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a2= 8 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 6.980 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Resultados

h = 0.01 m ρ1 = 15 Ώ.m

ρ2 = 18.3 Ώ.m

∞

Nro. Estructura

10

K = 0,865h = 0,50

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ώ.m

a (m)

Curva a x ρ(a)

-1.0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

a1 = 2 m

a2 = 8 m

Curva K x h

K = 0,1h =0.01

k >0






de Campo ρ(a) (Ώ.m) 28 51 92 84

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a1= 2 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 5.627 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a2= 8 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 9.377 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Resultados

h = 0.01 m ρ1 = 9 Ώ.m

ρ2 = 11.0 Ώ.m

∞

Nro. Estructura

11

K = 0,865h = 0,50

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ώ.m

a (m)

Curva a x ρ(a)

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

a1 = 2 m

a2 = 8 m

Curva K x h

K = 0,1h = 0.01

k >0






de Campo ρ(a) (Ώ.m) 30 51 88 80

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a1= 2 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 0.616 h/a 0.00 0.00 0.23 0.39 0.50 0.60 0.67 0.75 0.82 0.89

h (m) 0.00 0.00 0.45 0.77 1.00 1.19 1.35 1.50 1.64 1.78

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a2= 8 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 0.963 h/a 0.94 1.31 1.57 1.75 1.91 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 7.48 10.51 12.54 13.97 15.26 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Resultados

h = 1.10 m ρ1 = 83 Ώ.m

ρ2 = 321.9 Ώ.m

∞

Nro. Estructura

12

K = 0,865h = 0,50

0

20

40

60

80

100

120

140

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ώ.m

a (m)

Curva a x ρ(a)

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

a1 = 2 m

a2 = 8 m

Curva K x h

K = 0,59h = 1,10

k < 0






de Campo ρ(a) (Ώ.m) 104 133 109 118

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a1= 2 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 0.758 h/a 0.00 0.38 0.59 0.73 0.83 0.91 0.99 1.06 1.11 1.16

h (m) 0.00 0.76 1.17 1.45 1.65 1.83 1.98 2.11 2.23 2.33

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a2= 8 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 0.672 h/a 0.00 0.00 0.42 0.56 0.67 0.75 0.83 0.89 0.95 0.99

h (m) 0.00 0.00 3.35 4.50 5.34 6.03 6.61 7.10 7.56 7.95

Resultados

h = 0.90 m ρ1 = 175 Ώ.m

ρ2 = 281.9 Ώ.m

∞

Nro. Estructura

13

K = 0,865h = 0,50

0

50

100

150

200

250

300

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ώ.m

a (m)

Curva a x ρ(a)

-1.0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

a1 = 2 m

a2 = 8 m

Curva K x h

K = 0,23h = 0,9

k < 0






de Campo ρ(a) (Ώ.m) 30 51 88 80

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a1= 2 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 4.262 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a2= 8 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 6.660 h/a 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Resultados

h = 0.01 m ρ1 = 12 Ώ.m

ρ2 = 14.7 Ώ.m

∞

Nro. Estructura

14

K = 0,865h = 0,50

0

20

40

60

80

100

120

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ώ.m

a (m)

Curva a x ρ(a)

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

a1 = 2 m

a2 = 8 m

Curva K x h

K = 0,1h = 0,01

k > 0






de Campo ρ(a) (Ώ.m) 123 127 186 146

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a1= 2 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 0.839 h/a 0.19 0.56 0.76 0.91 1.03 1.14 1.23 1.32 1.40 1.48

h (m) 0.38 1.12 1.52 1.81 2.06 2.28 2.46 2.64 2.80 2.97

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

a2= 8 K 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

ρ(a1)/ρ1= 0.965 h/a 0.98 1.37 1.62 1.80 1.98 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

h (m) 7.83 10.94 12.95 14.42 15.86 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Resultados

h = 2.22 m ρ1 = 151 Ώ.m

ρ2 = 568.0 Ώ.m

∞

Nro. Estructura

15

K = 0,865h = 0,50

0

50

100

150

200

250

300

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Ώ.m

a (m)

Curva a x ρ(a)

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

a1 = 2 m

a2 = 8m

Curva K x h

K = 0,58h = 2,22

k > 0



3.8 CÁLCULO DE LA RESISTIVIDAD PROMEDIO

Para calcular la resistividad promedio de los valores de resistividad obtenidos por el método

de dos capas descrito en el ítem 3.5, se emplea la siguiente ecuación:

hhp

7.2

7.2)(

12

21

Donde:

(p) : Resistividad aparente promedio (Ω-m)

1 : Resistividad aparente de la capa 1 (Ω-m)

2 : Resistividad aparente de la capa 2(Ω-m)

h : Profundidad de la primera capa (m)

3.8.1 Valores obtenidos

En la Tabla Nº 3.8 siguiente, se muestra los valores de resistividad promedio que se

obtienen de la aplicación de la fórmula.

Tabla NºA.3.6.

RESULTADOS DEL CÁLCULO DE RESISTIVIDAD PROMEDIO

PUNTO PSAD-56 h ρ(1) ρ(2) ρ(p)

Nº ESTE NORTE (m) (ohms-m) (ohms-m) (ohms-m)

1 231243.067 8177792.76 0,010 500,0 611,1 610,6

2 230979.013 8178134.44 0,010 42,0 51,3 51,3

3 230124.438 8178087.64 1,000 10,0 22,8 15,5

4 229535.499 8178097.7 0,010 172,0 516,0 512,2

5 229124.264 8178208.73 0,010 33,0 99,0 98,3

6 228604.314 81178320.7 1,200 51,0 85,0 65,6

7 228630.673 8178774.21 0,010 9,0 11,0 11,0

8 228790.344 8179464.51 1,400 132,0 622,3 212,7

9 228905.305 8180043.41 1,500 162,0 790,9 250,5

10 229034.901 8180896.25 0,010 15,0 18,3 18,3

11 229209.45 8181519.91 0,010 9,0 11,0 11,0

12 228725.714 8181945.12 1,100 83,0 321,9 148,2

13 228124.36 8182173.14 0,900 175,0 281,9 234,2

14 228051.407 8182669.7 0,010 12,0 14,7 14,7

15 227936.522 8182966.58 2,220 151,0 568,0 173,7



4.0 METODOLOGÍA UTILIZADA DEL CÁLCULO DE RESISTIVIDAD POR EL

MÉTODO DE 2 CAPAS

4.1 CONSIDERACIONES

En este sentido, el modelo de dos capas es el más empleado gracias a que ofrece ventajas

desde el punto de vista económico, de precisión y de seguridad. En este método se

considera la existencia de dos capas de terreno y se trata de identificar la resistividad de

ambas capas. De forma simultánea se determina la profundidad de la capa superficial y se

asume que la capa inferior se prolonga a continuación con una profundidad ilimitada

Figura A.4.1

CAPAS DEL SUELO

4.2 PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO DE LA ESTRATIFICACIÓN DEL TERRENO

POR EL METODO DE 2 CAPAS USANDO CURVAS

Usando las teorías de electromagnetismo solo con dos capas horizontales es posible resolver

un modelo matemático, que con ayuda de las medidas efectuadas por el Método Wenner,

posibilita encontrar la resistividad de la primera y segunda capas, con su respectiva

profundidad.

Para el suelo de dos capas ( a) se obtiene a partir de la expresión general a= 2 Ra en la

cual se reemplaza la expresión del potencial entre los electrodos (P1) y (P2) de espesores (h)

e infinito, para un punto (p), situado a una distancia (a) metros.



1n2

1

2

n1

)(2nda

k2

a

1

2π

IρVp ;

12

12

ρρ

ρρK

Donde:

Vp = Potencial del punto “p” cualquiera de la primera capas en

relación al infinito.

1 = Resistividad de la primera capas

2 = Resistividad de la segunda capas

K = Coeficiente de reflexión

h = Profundidad de la primera capas

En este método usaremos las tablas donde se muestran las curvas del coeficiente de

reflexión K y está limitada entre -1 y + 1. Luego se puede trazar una familia de curvas

de en función de para una serie de valores negativos y positivos. Ver las figuras

4.2, 4.3 y 4.4.

Figura A.4.2



Figura A.4.3 CURVA PARA VALORES DE “K” NEGATIVOS

Figura A.4.4 CURVA PARA VALORES DE “K” POSITIVOS

4.2.1 Pasos relativos al procedimiento de este método



1er. Paso: Trazar en un gráfico la curva p( a) x a obtenida por el método Wenner.

2do. Paso: Prolongar la curva p( a) x a hasta cortar el eje de las ordenadas ,en este punto

leer directamente el valor de que es la resistividad de la primera capa. Para viabilizar este

paso, se recomienda hacer varias lecturas por el método de Wenner para pequeños

espaciamientos.

3er. Paso: Escoger arbitrariamente un valor de espaciamiento " y llevarla a la curva para

obtener el valor correspondiente .

4to Paso: Por el comportamiento de la curva, p( a) x a se determina el signo

esto es:

• Si la curva fuese descendente, el signo de K es negativo y se efectúa el cálculo de

• Si la curva fuese ascendente, el signo de K es positivo y se efectúa el cálculo de

5to Paso: Con el valor obtenido de o se entra a las curvas correspondientes y

se traza una línea paralela al eje de la abscisa. Esta recta cae en distintas curvas de K.

Proceder a la lectura de todos los K específicos correspondientes.

6to Paso: Se multiplica todos los valores de encontrados en el quinto paso con el valor de

a, del tercer paso. Así, con los valores del quinto y sexto paso se genera una tabla con los

valores correspondientes de K, y h.

7to Paso: Grafíquese la curva K x h con los valores obtenidos de la tabla generada en el

sexto paso.

8voPaso: Un segundo valor de espaciamiento al es nuevamente escogido,

resultando en una nueva curva K x h.

9no Paso: Grafíquese esta nueva curva K x h en el mismo gráfico del sétimo paso.

10mo Paso: En la intersección de las dos curvas K x h, en un punto dado, se encontrarán

los valores reales de K y h entonces la estratificación quedará definida.

11avo Paso: Hallar con esta fórmula.

Figura A.4.5

RESISTIVIDADES DEL SUELO



ANEXO Nº6

FUNDACIONES DE LA LÍNEA AÉREA



ANEXO Nº7

OBRAS CIVILES DEL TRAMO SUBTERRÁNEO



PROYECTO: LINEA 138 KV SOCABAYA - PARQUE INSDUSTRIAL Y SUBESTACIONES ASOCIADAS

DISEÑO ESTRUCTURAL CÁMARAS DE PASO

CÁMARA DE PASO CP-01, CP-03, CP-04, CP-07,CP-08 ,CP-11, CP-13,CP-15, CP-16

Sección PlantaDatos t1 (referencial)

γ= 1800 kg/m3 t1 t1

f= 0.44

Kac= 0.30

Kp= 3.69

F'c= 210 kg/cm2

fy= 4200 kg/cm2 h L

Wconcreto 2.4 T/m3

sobrecarga= 970 kg/m2

γasfalto= 1300 kg/m3

t2 t1

Dimensiones

t1= 0.25 m b b

t2= 0.25 m

h= 2.40 m

b= 3.80 m (variable)

L= 2.50 m

A.-Verificación como pórtico

Ubicando la sección de la cámara a la inversa, se podra analizar como pórtico

La obtención de los momentos será la suma de los momentos obtenidos en los siguientes casos

(Para todos los casos los apoyos 1 y 4 son articulados)

2 3 2 3 2 3

= + +

1 4 1 4 1 4

Caso 4

+

Caso .1 Carga repartida sobre elemento horizontal

La carga repartida será resultado de la carga los muros w

tapa , y la peso propio del elemento horizontal

2 3

Hallamos cada uno:

peso tapa= kg x

peso muros= kg h

peso asfalto encima= kg/m

carga distrib. En losa fondo= kg/m

peso de piso cámara= kg/m (CM)

sobrecarga (HL-93)= kg/m (CV)

1 4

w= 2066 kg/m (CM)

La carga total sería L

W= 5164 kg (CM)

W= 2425 kg (CV)

Ф=

A=

Para la carga muerta (CM) Para la carga viva (CV)

M2=M3= kg.m M2=M3= kg.m

Para una distancia x= m Para una distancia x= m

M(x)= kg.m M(x)= kg.m449.8

1.25

Caso 3

540

2880

243.8

1466

600

Caso 2

970

1.042

19.68

-656 -308.1

Caso 1

1.25

957.7

h

L

I

I.

32

212

3.4A



Caso . 2 Carga horizontal uniformemente repartida sobre la columna (Apoyos articulados 1 y 4)

La carga repartida sería

2 3

w= 291 kg/m (CV)

La carga total sería

W= 698.4 kg (CV) w h

M2= kg.m y

Para una distancia y= m 1 4

My= kg.m

Para una distancia y= m (ubicación M+ max.)

My= kg.m L

Caso . 3 Carga triangular sobre parte de una columna Caso Caso Caso

w1 ( 3.3 ) (3.2) (3.1)

Para que la carga sea similar se tendra lo siguiente = _

w1 w1

Caso (3.1)

2 3

m= n

n=

g= h

K= W

La carga total sería m y

W= 1555.2 kg (CE)

1 4

M2= kg.m w1

Para una distancia y= m (ubicación M+ max.) L

M(y)máx= kg.m

Para una distancia y= m

M(y)= kg.m

Caso (3.2)


2 3

w= 1296 kg/m


W= 3110.4 kg (CE) w1 h

M2= kg.m y


M(y)= kg.m


M(y)máx= kg.m L

Caso (3.3)

Los momentos resultantes para el caso 3 son

M2= kg.m

M(y=1,43)= kg.m

M(y=1,92)= kg.m

F

Caso . 4 Carga puntual en centro del tramo 2-3

(carga puntual generada (HS-25) 2 3

F= 7380 kg

K= 0.96 h

k1= 2.96

M1=M4= 779 kg

M2=M3= -1,558 kg 1 4

M(y=1,43)= -504 kg L

M(y=1,92)= -946 kg

1275

1245

1352

612.9

1684

1.445

1908

1.741

1965

1.00

0.171

409.7

1.445

663.3

1.74

378.2

1.445

428.5

1.74

441.3

2.40

0.00

h

mg

A

gK

5

310 2



Resultante de todos los casos (Momentos sin amplificar)

Sumando los momentos para el caso 1, 2 y 3 los momentos serían:

(CM) (CV) (CE) U

M2: kg.m kg.m kg.m kg.m

M(y=1,44): kg.m kg.m kg.m kg.m


Resultante de todos los casos (Momentos amplificados)

De acuerdo a la norma : U=1,5CM+1,8CV+1,8CE

(CM) (CV) (CE) U




Cálculo de acero

Para el elemento 1-2 y 3-4

M2: 0.003 Mu= kg.cm

M(y=1,43): 0.0276 Mu= kg.cm

M(y=1,96): 0.015 Mu= kg.cm

M2: 0.0001 cm2

M(y=1,43): 0.0014 cm2

M(y=1,96): 0.0008 cm2 (tomo el mayor)

Asmínimo= cm2

Para M2 el refuerzo sería Ф 1/2"@ 0,25m

Para M(y) el refuerzo sería Ф 1/2"@ 0,25m

Diseño de losa de fondo

Cargas existentes.

losa superior= 600 kg/m

muros= 1013 kg/m

sobrecarga= 970 kg/m

carga hs-25= 4080 kg/m

peso propic= 600 kg/m

Las cargas totales sin amplificar son:

W= kg/m (CM)

W= kg/m (CV)

Momentos:


Mc= kg.m Mc= kg.m

Momento total amplificado

Mu= kg.m

Cálculo de acero


Mu: 0.095 Mu= kg.cm

Mu: 0.0048 cm2

Asmínimo= cm2

Para Mu se adoptara lo siguiente Ф 5/8"@ 0,20m

Diseño de losa superior

Cargas a considerar

peso tapa= kg/m (CM)

peso asfalto encima= kg/m (CM) 2 L 3

sobrecarga repartida= kg/m (CV)

carga puntual(HL-93)= kg (CV)

106400

0.30

2.76

1.50

5050

3.60

2213

8.95

0

970

3.60

1,107

-908 2434 1526

21100

194000

-983.9 -782 2294 528

0 -137 2241 2104

184

0 -76 1245 1169

0.0 -505 1352 848

-656 -434 1275

7380

2,525

600

97.5

6,205

641200

)59.01(2´cbdfMufy

f c̀bdAs

As

As

As

)59.01(2´cbdfMu bdAs

As




W= kg/m (CM)

W= kg/m (CV)

W= kg (CV)

Momentos:


Mc= kg.m Mc= kg.m

Mc= kg.m


Mu= kg.m

Cálculo de acero


Mu: 0.168 Mu= kg.cm

Mu: 0.0084 cm2

Asmínimo= cm2


698

970

7380

8,038

1078300

11.40

3.60

485349

3,690


As





CÁMARA DE PASO CP-02


γ= 1800 kg/m3 t1 t1

f= 0.44

Kac= 0.30

Kp= 3.69

F'c= 210 kg/cm2

fy= 4200 kg/cm2 h L

Wconcreto 2.4 T/m3



t2 t1

Dimensiones

t1= 0.25 m b b

t2= 0.25 m

h= 2.40 m


L= 2.60 m





2 3 2 3 2 3

= + +

1 4 1 4 1 4

Caso 4

+




2 3

Hallamos cada uno:

peso tapa= kg x

peso muros= kg h





1 4

w= 2022 kg/m (CM)


W= 5258 kg (CM)

W= 2522 kg (CV)

Ф=

A=




M(x)= kg.m M(x)= kg.m

-338.3

1.3 1.3

1004 481.4

1422

600

970

1.083

19.38

-705.2

Caso 1 Caso 2 Caso 3

564

2880

253.5

h

L

I

I.

32

212

3.4A





2 3

w= 291 kg/m (CV)


W= 698.4 kg (CV) w h

M2= kg.m y


My= kg.m


My= kg.m L


w1 ( 3.3 ) (3.2) (3.1)


w1 w1

Caso (3.1)

2 3

m= n

n=

g= h

K= W


W= 1555.2 kg (CE)

1 4

M2= kg.m w1


M(y)máx= kg.m


M(y)= kg.m

Caso (3.2)


2 3

w= 1296 kg/m


W= 3110.4 kg (CE) w1 h

M2= kg.m y


M(y)= kg.m


M(y)máx= kg.m L

Caso (3.3)


M2= kg.m

M(y=1,43)= kg.m

M(y=1,92)= kg.m

F



F= 7380 kg

K= 0.92 h

k1= 2.92

M1=M4= 821 kg

M2=M3= -1,641 kg 1 4

M(y=1,43)= -531 kg L

M(y=1,92)= -996 kg

1274

1244

1352

616.3

1689

1.445

1911

1.743

1968

1.00

0.167

414.7

1.445

666.4

1.74

1.445

429.1

1.74

442

2.40

0.00

379.1

h

mg

A

gK

5

310 2





(CM) (CV) (CE) U






(CM) (CV) (CE) U




Cálculo de acero


M2: 0.000 Mu= kg.cm

M(y=1,43): 0.0267 Mu= kg.cm

M(y=1,96): 0.0106 Mu= kg.cm

M2: 3E-06 cm2

M(y=1,43): 0.0013 cm2


Asmínimo= cm2




Cargas existentes.


muros= 970 kg/m


carga hs-25= 3923.1 kg/m



W= kg/m (CM)

W= kg/m (CV)

Momentos:


Mc= kg.m Mc= kg.m


Mu= kg.m

Cálculo de acero


Mu: 0.103 Mu= kg.cm

Mu: 0.0051 cm2

Asmínimo= cm2



Cargas a considerar




carga puntual(HL-93)= kg (CV)7380

9.65

3.60

600

97.5

970

4893

1,196 2,697

6,650

687800

75300

0.01

2.67

1.06

3.60

2170

0 -997 2434 1436

400

187400

-1058 -883 2293 352

0 -184 2240 2056

78

0 -102 1244 1142

0.0 -554 1352 798

-705.2 -490 1274

)59.01(2´cbdfMufy

f c̀bdAs

As

As

As


As




W= kg/m (CM)

W= kg/m (CV)

W= kg (CV)

Momentos:


Mc= kg.m Mc= kg.m

Mc= kg.m


Mu= kg.m

Cálculo de acero


Mu: 0.179 Mu= kg.cm

Mu: 0.0089 cm2

Asmínimo= cm2


1140600

16.73

3.60

970

7380

384 535

3,875

8,513

698


As





CÁMARA DE PASO CP-05


γ= 1800 kg/m3 t1 t1

f= 0.44

Kac= 0.30

Kp= 3.69

F'c= 210 kg/cm2

fy= 4200 kg/cm2 h L

Wconcreto 2.4 T/m3



t2 t1

Dimensiones

t1= 0.25 m b b

t2= 0.25 m

h= 2.40 m


L= 2.75 m





2 3 2 3 2 3

= + +

1 4 1 4 1 4

Caso 4

+




2 3

Hallamos cada uno:

peso tapa= kg x

peso muros= kg h





1 4

w= 1963 kg/m (CM)


W= 5398 kg (CM)

W= 2667.5 kg (CV)

Ф=

A=





-386.5

1.375 1.375

1074 530.5

1363

600

970

1.146

18.98

-782.1


600

2880

268.1

h

L

I

I.

32

212

3.4A





2 3

w= 291 kg/m (CV)


W= 698.4 kg (CV) w h

M2= kg.m y


My= kg.m


My= kg.m L


w1 ( 3.3 ) (3.2) (3.1)


w1 w1

Caso (3.1)

2 3

m= n

n=

g= h

K= W


W= 1555.2 kg (CE)

1 4

M2= kg.m w1


M(y)máx= kg.m


M(y)= kg.m

Caso (3.2)


2 3

w= 1296 kg/m


W= 3110.4 kg (CE) w1 h

M2= kg.m y


M(y)= kg.m


M(y)máx= kg.m L

Caso (3.3)


M2= kg.m

M(y=1,43)= kg.m

M(y=1,92)= kg.m

F



F= 7380 kg

K= 0.87 h

k1= 2.87

M1=M4= 883 kg

M2=M3= -1,766 kg 1 4

M(y=1,43)= -572 kg L

M(y=1,92)= -1072 kg

1273

1244

1352

621

1695

1.445

1915

1.745

1973

1.00

0.161

421.9

1.445

670.7

1.74

1.445

429.9

1.74

443

2.40

0.00

380.5

h

mg

A

gK

5

310 2





(CM) (CV) (CE) U






(CM) (CV) (CE) U




Cálculo de acero


M2: 0.004 Mu= kg.cm

M(y=1,43): 0.0252 Mu= kg.cm

M(y=1,96): 0.0106 Mu= kg.cm

M2: 0.0002 cm2

M(y=1,43): 0.0013 cm2


Asmínimo= cm2




Cargas existentes.


muros= 912 kg/m


carga hs-25= 3709.1 kg/m



W= kg/m (CM)

W= kg/m (CV)

Momentos:


Mc= kg.m Mc= kg.m


Mu= kg.m

Cálculo de acero


Mu: 0.114 Mu= kg.cm

Mu: 0.0057 cm2

Asmínimo= cm2



Cargas a considerar





10.73

3.60

600

97.5

970

4679

1,337 2,961

7,335

759700

75300

0.45

2.52

1.06

3.60

2112

0 -1132 2433 1301

31800

177400

-1173 -1040 2291 78

0 -255 2239 1984

-87

0 -142 1244 1102

0.0 -629 1352 723

-782.1 -578 1273

)59.01(2´cbdfMufy

f c̀bdAs

As

As

As


As




W= kg/m (CM)

W= kg/m (CV)

W= kg (CV)

Momentos:


Mc= kg.m Mc= kg.m

Mc= kg.m


Mu= kg.m

Cálculo de acero


Mu: 0.196 Mu= kg.cm

Mu: 0.0098 cm2

Asmínimo= cm2


1235600

18.32

3.60

970

7380

441 614

4,151

9,239

698


As





CÁMARA DE PASO CP-06, CP-09, CP-10,CP-12,CP-14


γ= 1800 kg/m3 t1 t1

f= 0.44

Kac= 0.30

Kp= 3.69

F'c= 210 kg/cm2

fy= 4200 kg/cm2 h L

Wconcreto 2.4 T/m3



t2 t1

Dimensiones

t1= 0.25 m b b

t2= 0.25 m

h= 2.40 m


L= 2.55 m





2 3 2 3 2 3

= + +

1 4 1 4 1 4

Caso 4

+




2 3

Hallamos cada uno:

peso tapa= kg x

peso muros= kg h





1 4

w= 2043 kg/m (CM)


W= 5211 kg (CM)

W= 2473.5 kg (CV)

Ф=

A=





-323.0

1.275 1.275

980.5 465.5

1443

600

970

1.063

19.53

-680.4


552

2880

248.6

h

L

I

I.

32

212

3.4A





2 3

w= 291 kg/m (CV)


W= 698.4 kg (CV) w h

M2= kg.m y


My= kg.m


My= kg.m L


w1 ( 3.3 ) (3.2) (3.1)


w1 w1

Caso (3.1)

2 3

m= n

n=

g= h

K= W


W= 1555.2 kg (CE)

1 4

M2= kg.m w1


M(y)máx= kg.m


M(y)= kg.m

Caso (3.2)


2 3

w= 1296 kg/m


W= 3110.4 kg (CE) w1 h

M2= kg.m y


M(y)= kg.m


M(y)máx= kg.m L

Caso (3.3)


M2= kg.m

M(y=1,43)= kg.m

M(y=1,92)= kg.m

F



F= 7380 kg

K= 0.94 h

k1= 2.94

M1=M4= 800 kg

M2=M3= -1,600 kg 1 4

M(y=1,43)= -518 kg L

M(y=1,92)= -971 kg

1274

1245

1352

614.6

1686

1.445

1910

1.742

1967

1.00

0.169

412.2

1.445

664.9

1.74

1.445

428.8

1.74

441.6

2.40

0.00

378.7

h

mg

A

gK

5

310 2





(CM) (CV) (CE) U






(CM) (CV) (CE) U




Cálculo de acero


M2: 0.002 Mu= kg.cm

M(y=1,43): 0.0271 Mu= kg.cm

M(y=1,96): 0.0142 Mu= kg.cm

M2: 8E-05 cm2

M(y=1,43): 0.0014 cm2


Asmínimo= cm2




Cargas existentes.


muros= 991 kg/m


carga hs-25= 4000 kg/m



W= kg/m (CM)

W= kg/m (CV)

Momentos:


Mc= kg.m Mc= kg.m


Mu= kg.m

Cálculo de acero


Mu: 0.095 Mu= kg.cm

Mu: 0.0048 cm2

Asmínimo= cm2



Cargas a considerar





8.95

3.60

600

97.5

970

4970

1,151 2,611

6,426

641200

100200

0.15

2.71

1.42

3.60

2191

0 -953 2434 1481

10900

190700

-1021 -832 2293 441

0 -160 2240 2080

132

0 -89 1245 1156

0.0 -529 1352 823

-680.4 -462 1274

)59.01(2´cbdfMufy

f c̀bdAs

As

As

As


As




W= kg/m (CM)

W= kg/m (CV)

W= kg (CV)

Momentos:


Mc= kg.m Mc= kg.m

Mc= kg.m


Mu= kg.m

Cálculo de acero


Mu: 0.168 Mu= kg.cm

Mu: 0.0084 cm2

Asmínimo= cm2


1078300

16.22

3.60

970

7380

366 510

3,782

8,275

698


As

ÍNDICE - seal.com.pe V - Cálculos Justificativos... · 7.5.1 Cálculo del vano Máximo permisible...

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