diseño de líneas de transmisión aéreas - lapem
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DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 MARZO 2014 DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 CONTENIDO 1 OBJETIVO ________________________________________________________________________ 1 2 CAMPO DE APLICACIÓN ___________________________________________________________ 1 3 DOCUMENTOS APLICABLES ________________________________________________________ 1 4 DEFINICIONES _____________________________________________________________________ 2 4.1 Autopista de primer orden ___________________________________________________________ 2 4.2 Características particulares __________________________________________________________ 2 4.3 Claro efectivo______________________________________________________________________ 2 4.4 Claro medio horizontal ______________________________________________________________ 2 4.5 Claro vertical ______________________________________________________________________ 2 4.6 Contratista ________________________________________________________________________ 3 4.7 Contraperfil _______________________________________________________________________ 3 4.8 Deflexión _________________________________________________________________________ 3 4.9 Documentos técnicos _______________________________________________________________ 3 4.10 Entronque ________________________________________________________________________ 3 4.11 Fluencia metálica __________________________________________________________________ 3 4.12 Relación de aspecto ________________________________________________________________ 3 4.13 Separador-amortiguador ____________________________________________________________ 3 4.14 Separador flexible __________________________________________________________________ 3 4.15 Separador rígido ___________________________________________________________________ 3 4.16 Stub______________________________________________________________________________ 3 4.17 Temperatura coincidente ____________________________________________________________ 4 4.18 Tensión mecánica de diseño _________________________________________________________ 4 4.19 Tramo de tendido del proyecto _______________________________________________________ 4 4.20 Uso mecánico de la estructura _______________________________________________________ 4 4.21 Utilización eléctrica de la estructura ___________________________________________________ 4 5 ACRÓNIMOS ______________________________________________________________________ 4 6 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES _____________________________________ 5 6.1 Actividades del proyecto electromecánico _____________________________________________ 5 6.2 Actividades del proyecto civil ________________________________________________________ 18 7 DOCUMENTOS DE SALIDA DEL PROYECTO ___________________________________________ 23 7.1 Diseño Electromecánico ____________________________________________________________ 23 7.2 Diseño Civil _______________________________________________________________________ 26 8 REQUISITOS DE LA DOCUMENTACIÓN DE DISEÑO ELECTROMECÁNICO Y CIVIL ___________ 27 9 BIBLIOGRAFÍA ____________________________________________________________________ 27 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 TABLA 1 Hipótesis de carga __________________________________________________________________________ 8 TABLA 2 Amortiguamiento por conductor en cada claro efectivo ___________________________________________ 13 TABLA 3 Torque mínimo _____________________________________________________________________________ 21 FIGURA 1 Partes de las torres de líneas de transmisión ____________________________________________________ 22 ANEXO1 MEMORIA DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO MECÁNICO DE CABLES (CÁLCULO DEL PARÁMETRO DE LAS CATENARIAS) __________________________________________________ 29 ANEXO2 FORMATO DE PLANO PARA PERFIL EN CRUZ _________________________________________ 31 ANEXO3 FORMATO DE HOJA PARA DISTRIBUCIÓN DE ESTRUCTURAS ___________________________ 32 ANEXO4 FORMATO DE LOCALIZACIÓN GEORREFERENCIADA DE ESTRUCTURAS __________________ 33 ANEXO5 LIBRAMIENTOS Y SEPARACIONES MÍNIMAS EN CRUCES________________________________ 34 ANEXO6 EJEMPLO DE CRUZAMIENTO AÉREO CON CARRETERAS _______________________________ 35 ANEXO7 EJEMPLO DE CRUZAMIENTO AÉREO CON FERROCARRIL _______________________________ 36 ANEXO 8 EJEMPLO DE PLANO DE PLANTA, PERFIL Y PROYECTO ________________________________ 37 140319 Rev DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 1 de 36 1 OBJETIVO Esta especificación tiene por objeto definir, tipificar y establecer los lineamientos y requerimientos mínimos, que deben cumplir los diseños de Líneas de Transmisión Aéreas a cargo de la Coordinación de Proyectos de Transmisión y Transformación (CPTT). 2 CAMPO DE APLICACIÓN Es aplicable al diseño de Líneas de Transmisión con tensiones nominales desde 69 kV hasta 400 kV. 3 DOCUMENTOS APLICABLES 140319 NOM-001-SEDE Instalaciones Eléctricas (Utilización). NOM-008-SCFI Sistema General de Unidades de Medida. NMX-H-004-SCFI-2008 Industria siderúrgica-productos de hierro y acero recubiertos con cinc (galvanizados por inmersión en caliente) especificaciones y métodos de prueba. NMX-J-150/1-ANCE Coordinación de Aislamiento Parte 1: Definiciones, Principios y Reglas. NMX-J-150/2-ANCE Coordinación de Aislamiento Parte 2: Guía de Aplicación. NRF-005-CFE Aisladores de suspensión sintéticos para tensiones de 13.8 kV a 138 kV. NRF-014-CFE Derechos de Vía. NRF-015-CFE Requerimientos para la construcción de ductos metálicos, en paralelo y en cruces, con Líneas de Transmisión de 115 kV o mayores. NRF-017-CFE Cable de aluminio con cableado concéntrico y núcleo de acero galvanizado (ACSR). NRF-018-CFE Aisladores tipo suspensión de porcelana o de vidrio templado. NRF-042-CFE Señalización de Líneas de Transmisión aéreas y subterráneas (cables de potencia), para la inspección aérea, tráfico aéreo, marítimo y terrestre. NRF-043-CFE Herrajes y conjuntos de herrajes para Líneas de Transmisión Aéreas con tensiones de 115 kV a 400 kV. NRF-044-CFE Aisladores de suspensión sintéticos para líneas de transmisión en tensiones de 161 kV a 400 kV. NRF-058-CFE Amortiguadores de vibración para líneas de transmisión aéreas con tensiones de operación de 69 kV hasta 400 kV. CFE 00J00-52 Red de puesta a tierra para estructuras de líneas de transmisión aéreas de 69 kV a 400 kV en construcción. Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS CFE C0000-15 4 ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 2 de 36 Concreto para la construcción de estructuras y cimentaciones de subestaciones eléctricas de potencia y líneas de transmisión. CFE C0000-42 Sistema de anclaje en roca y/o suelo para estructuras de líneas de transmisión y subestaciones. CFE C0000-43 Estudios geotécnicos para estructuras de Líneas de Transmisión. CFE E0000-18 Cables de aluminio con cableado concéntrico y núcleo de acero con recubrimiento de aluminio soldado (ACSR/AS). CFE E0000-21 Cable de guarda con fibras ópticas. CFE E0000-22 Cables de guarda. CFE JA100-64 Cimentaciones para estructuras de Líneas de Transmisión. CFE J6100-54 Postes metálicos para Líneas de Transmisión y Subtransmisión. CFE J1000-50 Torres para Líneas de Transmisión y Subtransmisión. CFE L0000-57 Sistema de administración de seguridad industrial en CFE. DEFINICIONES Para esta especificación aplican las siguientes definiciones: 4.1 Autopista de Primer Orden Camino público, pavimentado y dispuesto para el tránsito de vehículos, es una vía de circulación de automóviles y vehículos de carga; con dos bandas de circulación, una para cada sentido, separadas entre sí por una franja ancha de terreno o por vallas de protección, a partir de un carril y medio de circulación en cada banda, arcenes laterales en cada banda, curvas poco pronunciadas, entradas y salidas con carriles, separados de los principales, de desaceleración y de aceleración. Como parte de este concepto se incluyen carreteras estatales, federales a partir de un carril y medio. 4.2 Características Particulares Conjunto de documentos técnicos que establecen los requerimientos, valores límite y criterios de carácter general para el diseño de líneas de transmisión. 4.3 Claro Efectivo Se refiere a la distancia horizontal entre dos estructuras consecutivas. 4.4 Claro Medio Horizontal Es el valor obtenido de la semisuma de los claros adyacentes a la estructura de referencia. 4.5 Claro Vertical Es el valor de la distancia horizontal existente entre los dos puntos más bajos de las catenarias adyacentes a la estructura de referencia. 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 3 de 36 4.6 Contratista La empresa que establece contratos de obra pública o de servicios relacionados con las mismas. 4.7 Contraperfil Se refiere a los perfiles transversales con respecto al eje de la línea de transmisión. 4.8 Deflexión Es el ángulo de cambio de dirección en la trayectoria de la línea de transmisión. 4.9 Documentos Técnicos Se refiere a todos los planos, memorias de cálculo, estudios y reportes técnicos que se generen durante el desarrollo del proyecto. 4.10 Entronque Se refiere al punto de conexión entre dos líneas de transmisión. 4.11 Fluencia Metálica (Creep) Propiedad de los cables que produce pérdida de la resistencia mecánica del conductor, provocada por las condiciones de carga a las que se ve sometida el cable, dando como resultado una deformación permanente de la longitud del cable y un aumento en la magnitud de la flecha, denominado flujo plástico. 4.12 Relación de Aspecto La relación de aspecto de un elemento se define como la relación entre la arista más larga y la normal más corta colocadas desde un vértice a la cara opuesta normalizada con respecto a un tetraedro perfecto. 4.13 Separador-Amortiguador Dispositivo mecánico que se utiliza para atenuar la amplitud de las vibraciones eólicas en los conjuntos de dos o más cables conductores de una misma fase en líneas de transmisión aéreas. Típicamente consiste de grapas que sujetan los conductores y unidas por un marco central. 4.14 Separador Flexible Dispositivo que se utiliza para mantener separados los cables de una misma fase por medio de varillas preformadas o un elemento rígido con articulaciones que permite el movimiento relativo entre conductores de fase en todas las direcciones. 4.15 Separador Rígido Dispositivo que se utiliza para mantener separados los cables de una misma fase por medio de un elemento rígido sin articulaciones en los puntos de sujeción al cable y que no permite el movimiento relativo entre conductores de fase en ninguna dirección. 4.16 Stub Elemento metálico que es la unión entre la estructura y su propia cimentación 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 4 de 36 4.17 Temperatura Coincidente Es la temperatura ambiente que se presenta con la condición de viento máximo. 4.18 Tensión Mecánica de Diseño Es la componente longitudinal (CL) en las estructuras, perpendicular al eje transversal de las crucetas, siendo ésta la capacidad máxima longitudinal de diseño, sin ser afectada por el factor de carga global indicado en la especificación CFE J1000-50. 4.19 Tramo de Tendido del Proyecto Se refiere a la serie de claros efectivos comprendidos entre dos estructuras de tensión. 4.20 Uso Mecánico de la Estructura Es la conjunción de los tres parámetros anteriores deflexión / claro medio horizontal / claro vertical. 4.21 Utilización Eléctrica de la Estructura Es la conjunción de los parámetros eléctricos considerados para diseño como es la tensión eléctrica en kilovolt / cantidad de circuitos / cantidad de conductores por fase y altura sobre el nivel del mar. 5 ACRÓNIMOS 140319 a) ACI American Concrete Institute. b) ANSI American National Standards Institute. c) ASCE American Society of Civil Engineers. d) ASTM American Society for Testing and Materials. e) CFE Comisión Federal de Electricidad. f) CMH Claro medio horizontal. g) CV Claro vertical. h) DESD Densidad equivalente de sal depositada. i) POISE Programa de Obras e Inversiones del Sector Eléctrico. j) CGFO Cable de guarda con fibras ópticas. k) CDFO Cable dieléctrico con fibras ópticas. l) IACS International Annealed Cooper Standard. Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 5 de 36 6 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES 6.1 Actividades del Proyecto Electromecánico 6.1.1 Datos de entrada 6.1.1.1 Características generales del POISE 6.1.1.2 Silueta eléctrica de estructuras a) Para estructuras de CFE normalizadas. En este concepto se debe verificar el cumplimiento de las distancias mínimas eléctricas fase a tierra, considerando la longitud del conjunto de aisladores con sus herrajes, y los conductores de fase contra cualquier parte metálica del cuerpo de la estructura a utilizar. Igualmente, se debe verificar que las distancias eléctricas sean para las condiciones atmosféricas que se esperan en condiciones de servicio. b) Para estructuras de nuevo diseño. Este concepto se refiere al dimensionamiento eléctrico de la estructura considerando los siguientes datos: 6.1.1.3 − utilización eléctrica de la estructura, − uso mecánico de la estructura, − velocidad regional de viento para un periodo de retorno de 50 años, − temperatura máxima de diseño, − ángulo de blindaje, − ángulo de salida del cable en la estructura con respecto al punto de sujeción, − altura sobre el nivel del mar, − tensión eléctrica máxima de operación. Plano general de trayectoria Este documento se debe utilizar para la ejecución de las actividades previas de CFE y para que el Contratista ejecute el levantamiento topográfico aplicando la especificación para levantamientos topográficos de líneas de transmisión, incluyendo la identificación de la altura sobre el nivel del mar, condiciones orográficas, hidrológicas, cruces con vías de comunicación, cruce con líneas de transmisión, núcleos de población y áreas naturales protegidas. 6.1.1.4 Detalle en planta y perfil de llegadas, salidas y entronques a) Llegadas y salidas. Este documento sirve como referencia para definir las llegadas y salidas de las líneas de transmisión, así como los tipos de estructuras y su ubicación con respecto a las bahías asignadas al proyecto en las subestaciones. 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 6 de 36 La localización en sitio de las estructuras de salida y llegada a la subestación debe ser congruente con el proyecto de la subestación correspondiente. b) Entronques. Este documento sirve para definir el detalle en donde se localizará el entronque. Se debe obtener en sitio la información necesaria de la línea de transmisión existente, con el objeto de determinar los parámetros eléctricos y mecánicos para dar la solución de diseño en las estructuras involucradas en el arreglo del entronque. 6.1.1.5 Coordinación de aislamiento Este documento sirve para determinar la cantidad y tipo de aisladores, considerando lo indicado en la NMX-J-150/1ANCE y en la NMX-J-150/2-ANCE.Así mismo ambas Normas Mexicanas establecen los requisitos para las separaciones mínimas de seguridad entre conductores de líneas aéreas, así como las que éstos deben cumplir con sus soportes, retenidas y cables de guarda, cuando están instalados en una misma estructura. 6.1.1.6 Relación de estructuras En este documento se indica la relación de estructuras normalizadas, de las cuales se deben seleccionar aquellas que de acuerdo a las condiciones particulares de cada proyecto apliquen. 6.1.1.7 Cables y herrajes a) Cables CFE define los tipos de cables que deben ser considerados en el diseño de la líneade transmisión. Las características de los cables seleccionados se encuentran señaladas en las especificaciones CFE E0000-18, CFE E0000-21, CFE E0000-22 y en la NRF-017-CFE. b) Herrajes Las características de los herrajes se encuentran señaladas en la norma de referencia NRF-043-CFE. c) Herrajes para cable conductor Todos los herrajes deben ser del tipo “libre de efecto corona”, adecuado para mantenimiento con línea energizada. Las grapas de suspensión deben estar diseñadas para absorber las variaciones de las pendientes de entrada y salida de los cables, sin que se generen esfuerzos adicionales de fatiga en el punto de amarre con el cable. d) Utilización de herrajes cortos Para los conjuntos de suspensión para cable conductor a instalar en postes troncocónicos, estructuras tipo “H” formadas por postes de concreto o madera y en las cadenas en “V” de la fase central de las torres de un circuito con disposición de fases horizontal, se deben utilizar herrajes cortos. 6.1.1.8 Datos meteorológicos Se refiere a las consideraciones meteorológicas que aplican en el proyecto, como son: a) 140319 Temperatura de las regiones de la trayectoria. Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 7 de 36 b) c) 6.1.1.9 − máxima (°C), − media (°C), − mínima (°C), − coincidente (°C), − presencia de hielo. Velocidades regionales del viento. − con período de retorno de 10 años (km/h), − con período de retorno de 50 años (km/h). Presiones de viento en cables (Pascales). − reducida asociada a una velocidad regional con un periodo de retorno de 10 años y se considera el 50 % de la velocidad regional, − máxima asociada a una velocidad regional con un periodo de retorno de 50 años. Planos de planta, perfil y proyecto A partir de la trayectoria definida por CFE, se realizan los trabajos de topografía hasta obtener los planos de acuerdo con lo indicado en el ANEXO 7. Formato de Plano de Planta, Perfil y Proyecto y en la “Especificación para Levantamientos Topográficos de Líneas de Transmisión”. 6.1.1.10 Limitaciones ambientales Se refiere a los aspectos ambientales que se deben considerar dentro de las actividades de diseño, mismos que se encuentran manifestados en los requerimientos establecidos en las Características Particularesdel proyecto. 6.1.2 Desarrollo del diseño electromecánico El diseño electromecánico podrá ser realizado en forma manual o utilizando un software especializado. Dentro del diseño electromecánico se debe considerar lo siguiente: 6.1.2.1 a) Localización de estructuras. b) Sistema de tierras. c) Sistema de amortiguamiento. d) Señalización especial. Localización de estructuras a) Cálculo del parámetro. El parámetro de diseño está definido por la siguiente ecuación: 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS 8 de 36 P=T/w [m] Donde: P: es el parámetro en metros. T: es la tensión mecánica del cable en kg en un claro interpostal determinado. W: es el peso unitario del cable en kg/m. b) Hipótesis de carga a considerar en conductor e hilo de guarda con o sin fibras ópticas. Para el diseño mecánico de cables se deben considerar las hipótesis de carga indicadas en la Tabla 1. TABLA 1 - Hipótesis de carga Consideraciones básicas Hipótesis H1.-Tensióndiaria EDS (every day strength) H2.- Flecha máxima H3.- Viento máximo H4.- Flecha mínima H5.- Viento reducido Temperatura de diseño (ºC) Presión de viento (Pa) % de tensión de ruptura máxima Sobrecarga de hielo (mm) Condición de cable Media anual 0 22 0 Final después de la carga máxima 0 22 0 Final después de fluencia metálica a 10 años Presión de viento máxima 33 0 Inicial por carga máxima 0 33 0 Final después de carga máxima Presión de viento reducido 33 5 Inicial por carga máxima Máxima (1) Coincidente al viento máximo Mínima (2) Mínima (2) H6.- Balanceo de cables 16 (3) --- 0 H7-Condición de rayo. 15 41.2 --- 0 Final después de carga máxima Final después de fluencia metálica a 10 años NOTA:(1) La temperatura máxima de diseño se debe determinar en función del rango térmico de la línea de acuerdo con lo indicado en el documento descrito en la bibliografía con la ficha bibliográfica [11]. En ningún caso podrá ser menor de 50 ºC, (2) (3) Temperatura mínima registrada en la trayectoria, pero no mayor a -10 ºC, La presión de viento para la hipótesis de balanceo de cables debe de ser: - de 285 Pa para zonas expuestas y rurales, - de 187 Pa para zonas urbanas y protegidas. c) 140319 Fluencia Metálica. Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 9 de 36 Se debe considerar el flujo metálico para el diseño de líneas de transmisión debido a variaciones climáticas y además en los cables se produce un alargamiento adicional permanente y un aumento en la magnitud de la flecha, denominado flujo plástico. d) Metodología para el cálculo de flechas y tensiones. − ecuación de cambio de estado, Debe considerar lo siguiente: − · Deformaciones elásticas provocadas por el cambio de temperatura y el cambio de tensión mecánica en el conductor, del estado inicial al estado final, · Deformaciones plásticas provocadas por el cambio del módulo de elasticidad debido a la aplicación de tensiones máximas y la fluencia metálica del conductor debida al tiempo, · La diferencia de longitud del conductor entre el estado inicial y final es equivalente a la suma de las deformaciones elásticas y plásticas en el conductor, · Aplicar el método de la catenaria que considere la forma geométrica que adopta un cable tendido entre dos puntos de apoyo. método de Elongación Plástica Experimental (EPE), En caso del cálculo de flechas y tensiones en donde se considere la elongaciónplástica del conductor (diagramas de esfuerzo-deformación), los cálculos de flechas y tensiones se desarrollan por un conjunto de casos de cargas correspondiendo a estado inicial del conductor (etapa de construcción), a un estado final, después de cierto tiempo de construida la línea, y por último a un tiempo de operación de la línea el cual se debe considerar de 10 años (fluencia metálica), este método de cálculo se debe desarrollar de acuerdo al siguiente documento: SAG-TENSION CALCULATION METHOD OR OVERHEAD LINES, Technical Brochure No. 324, CIGRE, Task Force B2.12.3 Y en forma particular al método descrito en el punto: 6.3 Sag-tension Calculation with Experimental Plastic Elongation (EPE) Model. − elemento finito, La metodología empleada para el cálculo de flechas y tensiones debe ser de acuerdo a los conceptos clásicos de análisis estructural por elemento finito descritos en libros especializados de análisis estructural, (Peyrot and Goulois, 1978 y Peyrot and Goulois, 1979). Este método debe permitir calcular flechas y tensiones de múltiples claros y fijar la longitud de cable en cada claro para ver el impacto de reubicar, insertar estructuras y recortar el cable de una línea existente. Deben emplear la gráfica de esfuerzo-deformación de cada proveedor de cable. 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 10 de 36 Se puede emplear cualquier software especializado que considere el método de elemento finito en cables conductores y de guarda con y sin fibras ópticas. e) Limitaciones para el cálculo de los parámetros de diseño electromecánico. Las tensiones mecánicas de los cables se deben calcular mediante la ecuación de cambio de estado o los métodos mencionados anteriormente o elemento finito, considerando lo siguiente: f) − la hipótesis de partida para el cálculo de flechas y tensiones debe ser la H1, − la tensión mecánica del cable conductor en condiciones de temperatura media diaria sin viento y sin hielo será máximo del 22 % respecto a la tensión de ruptura del cable, − la tensión mecánica del cable conductor en condiciones de viento máximo o con temperatura mínima con carga de hielo y viento reducido, será máximo del 33 % respecto a la tensión de ruptura del cable, − las condiciones anteriores no deben rebasar la tensión de diseño de la estructura, − para la tensión mecánica máxima del cable de guarda con y sin fibras ópticas en condiciones de viento máximo o con temperatura mínima con carga de hielo y viento reducido, no debe rebasar la tensión mecánica de diseño de la estructura, − para determinar el paralelismo entre cable conductor y cable de guarda se debe considerar la hipótesis H7-Condición de rayo, además de conservar como mínimo la distancia vertical de separación entre los puntos de enganche del cable de guarda y el cable conductor superior en toda la longitud de la línea de transmisión, − para libramientos mínimos se debe considerar la condición de temperatura máxima H2, incluyendo para esta condición el efecto de elongación del cable conductor por envejecimiento de 10 años, − para revisar efectos de cargas ascendentes se deben considerar las tensiones máximas de las hipótesis H3 y H5, − para la evaluación del claro vertical debe ser la distancia mayor que resulte de las hipótesis H2 y H4, − para la evaluación de cargas desbalanceadas se debe verificar con la hipótesis H5 y H3, Localización de estructuras en los planos de perfil topográfico. Se refiere a la ubicación de las estructuras sobre los planos de planta, perfil y proyecto, reflejando los tipos y niveles de las mismas, indicando los puntos de enganche y trazando las catenarias de los cables en la condición H7, considerando lo especificado en el ANEXO 5 LIBRAMIENTOS Y SEPARACIONES MÍNIMAS EN CRUCES. Se debe tomar en cuenta lo indicado en el párrafo 6.1.1 y 6.1.2.7 de esta especificación. g) Consideraciones para cruzamientos y entronques. − 140319 cruzamientos con líneas de transmisión de diferente tensión eléctrica. Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS · · − ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 11 de 36 para los cruzamientos con líneas de transmisión existentes, se debe considerar que las líneas de transmisión de mayor tensión eléctrica que deninstaladas por arriba, cuando el cruzamiento entre líneas de transmisión sea de la misma tensión eléctrica, es preferible que por maniobras de construcción, la nueva línea de transmisión pase por debajo de la existente, entronques. Para las Obras que impliquen entronques, se deben realizar las siguientes actividades: h) · identificar el tramo de tendido (entre estructuras de tensión), en donde se efectuará el entronque, · obtener en sitio la distribución de estructuras en el tramo de tendido identificado (claros, desniveles y libramiento de cables), · obtener las tensiones por cable que se impondrán a las nuevas estructuras en el entronque. Se debe considerar que los cables conductores actualmente instalados se encuentran afectados por la pérdida de la resistencia mecánica del conductor (fluencia metálica), · las estructuras utilizadas en los entronques, deben soportar las máximas solicitaciones durante las maniobras de instalación de cables y durante la operación bajo las diferentes condiciones ambientales, · en los enlaces debe cumplirse con las distancias eléctricas mínimas requeridas (entre fases y a tierra) para evitar fallas en la línea de transmisión. Determinación de patas de extensión en los perfiles en cruz. La obtención de los perfiles en cruz es una actividad simultánea a los trabajos de localización de estructuras en campo y sirve para determinar las patas de extensión necesarias para cada torre. Cuando las condiciones topográficas del sitio donde será instalada alguna torre, obligue a la utilización de patas de extensión mayores a las que se encuentren incluidas en los diseños proporcionados por CFE, el Contratista debe tomar en cuenta dentro del diseño y construcción de la cimentación la prolongación del dado de concreto para poder absorber la diferencia de longitud, considerando la utilización de la pata de extensión más grande de la cual se disponga en el diseño de la torre. La justificación debe ser puesta a consideración de CFE adjuntando los perfiles en cruz (secciones diagonales de pata a pata) y las secciones transversales necesarias para definir la prolongación del o los dados de cimentación. i) Cálculo de flechas y tensiones para cable conductor y cable de guarda con y sin fibras ópticas. Esta actividad es un complemento a la localización de estructuras y se realiza a partir de la ecuación de cambio de estado, el método EPE, o el método elemento finito, para las diferentes condiciones de temperatura y viento que se pueden presentar en las zonas del proyecto. En este análisis, se debe considerar la variación que se presenta entre el punto de sujeción en polea y la fijación final en la clema. El resultado del cálculo de flechas y tensiones se aplica para el tendido y tensado de los cables. 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 12 de 36 6.1.2.2 Sistema de tierras El diseño de la red de puesta a tierra para todas y cada una de las estructuras debe efectuarse según lo indicado en la especificación CFE 00J00-52. En el caso de torres, para resistividades de diseño mayores a 1000Ω▪m se debe consideraren cada pata la instalación de 30 m de contra-antena y 6 electrodos verticales separados a cada 6 m a partir de la pata. En el caso de postes, para resistividades de diseño mayores a 1000Ω▪m se debe considerar la instalación de la red de puesta a tierra de acuerdo a lo indicado en las figuras 14A y 14B de la especificación CFE 00J00-52. a) Materiales, mano de obra y equipo. Las contra-antenas deben ser alambre de cobre o bien alambre de acero con recubrimiento de cobre. En las Características Particulares de cada una de las obras, CFE define el material de las contra-antenas a utilizar considerando lo siguiente: − alambre de cobre electrolítico, en sección circular, temple semiduro, de sección transversal 2 de 33.62 mm o mayor, conductividad eléctrica a 20 °C de 97.66 %de acuerdo con el Estándar Internacional de Cobre Recocido (IACS), − cable de acero con recubrimiento de cobre soldado (30 ACS 7 No. 9) de sección transversal 2 de 46.44 mm o mayor, diámetro nominal de 8.71 mm de resistencia de 1.27481 Ω/km, − electrodos verticales de acero con recubrimiento de cobre electrolítico de 15.5 mm de diámetro y una longitud de 3.0 m con un espesor mínimo del recubrimiento de cobre de 0.25 mm de acuerdo a la especificación CFE 56100-16, − conexiones soldables tipo exotérmico según ficha bibliográfica [12] descrita en el capítulo de bibliografía de esta especificación. En las torres auto-soportadas de acero galvanizado, las uniones de las contra-antenas se deben soldar en el stub de las estructuras; en el caso de los postes troncocónicos de acero galvanizado, las uniones de las contra-antenas se deben soldar a las anclas de los postes, en ambos tipos de estructuras las uniones deben quedar ahogadas en el concreto de la cimentación, de tal manera que las conexiones no sean visibles. La calidad de la soldadura debe ser la adecuada para evitar que la unión sufra ruptura o agrietamiento durante los trabajos de colado de las cimentaciones. Para suelos con afloramiento de roca superficial, la contra antena debe de estar alojada en una zanja de una sección transversal de 0.50 m de profundidad y un ancho de 0.30 m, considerando que después de ser colocado el cable y rellenada la zanja con tierra vegetal, se debe rematar la zanja colocando una capa superficial de concreto def’c= 0.098 MPa de 6 cm de espesor. 6.1.2.3 Ingeniería de distribución de cable con fibras ópticas integradas En base a la localización de estructuras previamente determinada, se debe desarrollar la ingeniería de distribución del cable de guarda con fibras ópticas y obtener lo siguiente: a) 140319 La longitud total del Cable de Guarda con Fibras Ópticas (CGFO) de marco a marco de las subestaciones o de marco a la estructura de entronque. Incluyendo las catenarias, bajadas y vueltas de reserva donde se localice la caja de empalme. Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 13 de 36 b) Los tramos de tendido del CGFO para determinar la longitud de cada carrete. c) La ubicación de las cajas de empalme (CGFO-CGFO)y conversión (CGFO-CDFO). d) El total de herrajes y accesorios para la instalación del CGFO, los cuales incluyen, entre otros: − herrajes de tensión en marco de remate de las SE's, − herrajes de tensión en estructuras con empalme óptico, − herrajes de tensión en estructuras sin empalme óptico, − herrajes de suspensión, − herrajes de guía y fijación para la bajada del cable en las estructuras con empalme. Las cajas de empalme CGFO-CDFO se deben instalar en el marco de la subestación a una altura de 2.5 m respecto al nivel del piso terminado. Las cajas de empalme CGFO-CGFO se deben instalar de la siguiente manera: · para los casos de postes troncocónicos y estructuras formadas por postes de madera o concreto, a una altura de 7 m respecto al nivel del piso terminado o terreno natural, · para el caso de torres, a la altura de la cintura de la misma. e) Presupuesto de atenuación óptica de los enlaces completos de fibras ópticas. f) CFE determina la cantidad y tipo de fibras ópticas a utilizar así como la necesidad de instalar regeneradores ópticos. g) Cuando un remate con empalme óptico coincida en una estructura de suspensión, el Contratista debe considerar lo siguiente: La revisión local de la estructura y en su caso efectuar la solución, considerando las solicitaciones de carga que aplican. 6.1.2.4 Sistema de amortiguamiento Se refiere al amortiguamiento necesario en cada uno de los claros efectivos a lo largo de la línea de transmisión, con el objeto de evitar que resulten dañados los cables conductores y cables de guarda con fibras ópticas por efecto de vibraciones eólicas e impedir la transmisión de esfuerzos adicionales a la estructura. a) Sistema a base de amortiguadores de vibración. En el caso de uno o dos conductores por fase, se debe considerar el sistema de amortiguamiento utilizando amortiguadores de vibración que cumplan con lo indicado en la norma de referencia NRF-058-CFE. 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 14 de 36 TABLA 2 - Amortiguamiento por conductor en cada claro efectivo CLARO EFECTIVO No. DE AMORTIGUADORES POR CONDUCTOR Hasta 450 m 2 piezas (1 en cada extremo) 451 – 650 m 4 piezas (2 en cada extremo) 651 my mayores 6 piezas (3 en cada extremo) Para el caso de postes troncocónicos, el alcance se define en las Características Particulares de cada proyecto. Respecto al procedimiento de instalación y la ubicación de los amortiguadores, el Contratista debe cumplir con las recomendaciones del fabricante de los amortiguadores y no podrán instalarse sin antes haber entregado a CFE la información referente al catálogo, ficha técnica del producto, método de instalación y la distribución de los amortiguadores para los diferentes claros del proyecto. La conexión mecánica del amortiguador al cable conductor debe cumplir con las recomendaciones del fabricante entre otros en lo que se refiere al par de apriete y el aseguramiento del tornillo de sujeción, de tal forma que se eviten daños al cable o deslizamientos sobre el mismo. Para el caso del cable de guarda con fibras ópticas, se debe cumplir con las recomendaciones del fabricante del cable respecto al tipo, cantidad y ubicación de los amortiguadores que deben ser instalados. El Contratista no podrá iniciar su instalación sin antes haber entregado a CFE la información referente al catálogo, ficha técnica del producto, método de instalación y la distribución de los amortiguadores para los diferentes claros. La conexión mecánica del amortiguador al cable de guarda con fibras ópticas debe cumplir con las recomendaciones del fabricante en lo que se refiere al par de apriete, de tal forma que se eviten daños al cable o deslizamientos sobre el mismo. b) Sistema a base de separadores-amortiguadores. En el caso de tres o más conductores por fase, se debe considerar el sistema de amortiguamiento utilizando separadores-amortiguadores que cumplan su doble función. El Contratista debe desarrollar un estudio de amortiguamiento con el objeto de determinar la cantidad y ubicación de estos dispositivos necesarios para cumplir con su doble función (separador-amortiguador). Con el objeto de verificar la eficiencia del sistema de amortiguamiento instalado, el Contratista debe realizar mediciones de los niveles de vibración y entregar a la CFE un reporte e interpretación de los resultados. Este informe debe ser entregado a CFE antes de la entrega de la obra. Para lo anterior se debe cumplir con los métodos de prueba y parámetros de evaluación que se describen en los documentos: − “Standardization of Conductor Vibration Measurements” IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems. Vol. Pas-85, No.1, Jan 1966, − “Transmission Line Reference Book-Wind Induced Conductor Motion” Electric Power Research Institute, Epri. Orange Book. Los tramos y su ubicación para los cuales se requieren realizar las mediciones de vibraciones se establecen en las Características Particulares de cada obra. Respecto al procedimiento de instalación y la ubicación de los separadores amortiguadores, el Contratista debe cumplir con las recomendaciones del fabricante. El Contratista no podrá iniciar su instalación sin antes haber 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 15 de 36 entregado a CFE la información referente al catálogo, ficha técnica del producto, método de instalación y la distribución de los separadores amortiguadores para los diferentes claros del proyecto. La conexión mecánica del separador amortiguador al cable conductor debe cumplir con las recomendaciones del fabricante en lo que se refiere al par de apriete y el aseguramiento del tornillo de sujeción, de tal forma que se eviten daños al cable o deslizamientos sobre el mismo. 6.1.2.5 Separadores Para dos conductores por fase los separadores deben ser del tipo flexible para mantener los conductores de la misma fase a una distancia de 450 mm. El Contratista debe entregar a CFE el estudio de distribución de separadores para los diferentes claros del proyecto. Toda la información referente a la distribución de separadores debe ser entregada como parte de la memoria técnica del proyecto. Para dos o más conductores por fase no se aceptan separadores rígidos. Para dos conductores por fase no se aceptan separadores-amortiguador. 6.1.2.6 Señalización Se refiere a la señalización que se debe considerar para las líneas de transmisión de acuerdo a lo indicado en la norma de referencia NRF-042-CFE. 6.1.2.7 Restricciones del diseño electromecánico Se refiere a las consideraciones especiales que deben ser tomadas en cuenta durante el desarrollo de las diferentes actividades del diseño. a) Todas las estructuras de deflexión y remate deben estar localizadas de tal forma que la flecha de los cables conductores y cables de guarda a la temperatura diaria de trabajo, permita una recuperación mínima de 10 cm para poder liberar los conjuntos de tensión sin generar sobretensiones durante los trabajos de mantenimiento en las estructuras. b) Dentro de la ingeniería de localización de estructuras el Contratista debe revisar que las condiciones mecánicas (tiros ascendentes, tensiones desbalanceadas, entre otros) a que puedan estar sometidas las torres durante la vida útil de la línea de transmisión no superen las condiciones de diseño de las mismas. c) Para la localización de estructuras, se debe considerar que las utilizaciones máximas admisibles son las indicadas en las Características Particulares del proyecto y en la relación de estructuras normalizadas. Si por necesidades del proyecto electromecánico se requiere utilizar las estructuras con un uso mayor al especificado por CFE, el Contratista debe entregar a CFE antes de iniciar la construcción, un análisis estructural y eléctrico, donde se demuestre que bajo las condiciones propuestas en el proyecto de localización de estructuras, no se excedan las cargas de diseño, y cumplir con las distancias dieléctricas. d) 140319 En todas las estructuras que tengan una deflexión igual o superior a 15°, en la(s) cruceta(s) externa(s) a la deflexión se debe instalar una cadena auxiliar de aisladores en suspensión para el puente. Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS e) ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 16 de 36 En todas las estructuras con tiros ascendentes o tensiones longitudinales desbalanceadas, se debe colocar una estructura de remate. En caso de presentarse desbalanceo entre claros adyacentes en un punto de inflexión, el Contratista debe de revisar y ejecutar las adecuaciones a la estructura para esta condición. Cuando la topografía del terreno obligue a localizar estructuras con diferencias de nivel, que provoquen tiros ascendentes, las torres deben ser revisadas estructuralmente y en su caso hacer las modificaciones necesarias para esta condición, y poner a consideración de CFE las propuestas de modificación. f) En terrenos accidentados, si las características topográficas de la zona obligan a utilizar estructuras con claros medios horizontales o claros verticales mayores a los especificados en la relación de estructuras a utilizar en el diseño, el Contratista debe justificar eléctrica y mecánicamente ante CFE su propuesta antes de iniciar la construcción. g) Cuando exista un claro efectivo mayor del 70 % de la suma de los claros adyacentes a una estructura, ésta se debe considerar de remate. h) Para el caso de líneas de transmisión construidas con torres de acero, se deben instalar torres intermedias equidistantes de remate de acuerdo a lo siguiente: Cuando la distancia entre dos puntos de inflexión (PI’s) sea mayor de 6.5 km se debe considerar lo siguiente: i) − de 6.500 a 13.999 km: Instalar una torre de remate intermedia, − de 14 a 20.999 km: Instalar dos torres de remate intermedias, − de 21 a 27.999 km: Instalar tres torres de remate intermedias, − de 28 a 34.999 km: Instalar cuatro torres de remate intermedias, − de 35 a 41.999 km: Instalar cinco torres de remate intermedias, − de 42 a 48.999 km: Instalar seis torres de remate intermedias, − de 49 a 55.999 km: Instalar siete torres de remate intermedias, − de 56 a 62.999 km: Instalar ocho torres de remate intermedias, − de 63 a 70 km: Instalar nueve torres de remate intermedias. Para el caso de líneas de transmisión construidas con postes troncocónicos, se deben instalar postes intermedios equidistantes de remate de acuerdo a lo siguiente: Cuando la distancia entre dos puntos de inflexión (PI’s) sea, 140319 − de 2.500 a 4.499 km: Instalar un poste intermedio, − de 4.500 a 6.499 km: Instalar dos postes intermedios, − de 6.500 a 8.500 km: Instalar tres postes intermedios. Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS j) ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 17 de 36 En caso de proyectos con postes que tengan crucetas aislador, se deben colocar estructuras de remate con crucetas metálicas a cada 1 000 m. En el cálculo de flechas y tensiones de este tramo, se debe revisar que las tensiones longitudinales en las crucetas aislador, no originen desplazamientos bajo las condiciones de viento máximo especificadas. k) Para líneas de transmisión con una longitud mayor de 150 km, se deben instalar torres de transposición, localizadas a 1/6,1/2 y 5/6 de la longitud total de la línea de transmisión. La ubicación se debe realizar sobre terreno plano, evitando tensiones desbalanceadas en los claros adyacentes a la transposición, además de considerar la utilización señalada en la relación de estructuras normalizadas. l) No se deben instalar estructuras dentro del derecho de vía de carreteras, autopistas, vías férreas, canales y conos de aproximación de pistas aéreas. m) Con relación a la proximidad con ductos subterráneos se debe cumplir lo indicado en la norma de referenciaNRF-015-CFE. Para el cruzamiento de las líneas de transmisión con vías férreas, autopistas de primer orden y súper carreteras, deben proyectarse estructuras de remate en ambos lados del cruce, cuando exista un punto de deflexión antes del cruzamiento, se debe considerar una estructura de deflexión en este sitio y una estructura de remate en el otro lado del cruce. n) En las llegadas y salidas de subestaciones, la distancia entre la primera estructura y el marco de la subestación debe estar comprendida entre 60 m y 80 m y los cables deben tener la tensión mínima necesaria para cumplir con los libramientos especificados. Cuando en el proyecto se requiera la ubicación de la estructura de remate a una distancia mayor o menor a la señalada anteriormente, el Contratista debe presentar a CFE la justificación técnica correspondiente, considerando lo siguiente: o) 140319 − la limitación mecánica del marco de remate en la subestación, − el cumplimiento de libramientos verticales y bajantes a equipo de línea en el tramo comprendido entre la torre de remate y el marco de la subestación, − el cumplimiento de las distancias eléctricas en aire en el tramo comprendido entre la torre de remate y el marco de la subestación. Para contra perfiles (perfiles laterales) se debe considerar lo siguiente: − los libramientos mínimos indicados en el ANEXO 5 LIBRAMIENTOS Y SEPARACIONES MÍNIMAS EN CRUCES, entre el cable conductor y las prominencias naturales o construcciones laterales, deben ser conservados durante el balanceo que se pueda presentar del conductor bajo cualquier condición de temperatura y viento coincidente, − referente al cable de guarda, se debe verificar que bajo cualquier condición de balanceo no se ponga en riesgo la operación de la línea de transmisión, − derivado de los dos incisos anteriores, se debe de realizar y entregar a CFE, los estudios detallados del comportamiento del desplazamiento de los cables conductor y de guarda con respecto a los perfiles laterales. Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 18 de 36 p) Para el caso de torres autosoportadas, considerar que los niveles de diseño son los indicados en los planos de cuerpo básico, de montaje y taller de las torres seleccionadas para el Proyecto Electromecánico. Las extensiones se deben ocupar únicamente para absorber los desniveles en el terreno natural y NO para elevar el nivel de las estructuras. q) Los niveles máximos a utilizar de las torres autosoportadas para el Proyecto de localización de estructuras, deben ser de acuerdo a lo siguiente: − para 115 kV - Nivel +6, − para 230 kV - Nivel +8, − para 400 kV - Nivel +10. El uso de los niveles superiores a los arriba indicados de las torres seleccionadas para el Proyecto Electromecánico únicamente aplica para los siguientes casos: 6.1.2.8 − cruzamiento con líneas de transmisión, − cruzamiento con vías férreas, − carreteras, caminos, calles, − zonas de huertos, − zonas cafetaleras, − cultivo de caña, − zonas inundables, zonas navegables, zonas de riego por aspersión móviles o portátiles, − restricciones indicadas en las Especificaciones Ambientales para el Diseño, construcción y Puesta en Servicio de la Línea de Transmisión, − cruzamientos identificados por el INAH como zonas de vestigios arqueológicos. Ingeniería para instalación de cable conductor en estructuras existentes Las actividades que se deben incluir como parte de este concepto son las siguientes. 140319 a) Verificar claros, desniveles y flechas del circuito instalado, a partir de esta información generar el cálculo de las flechas y tensiones para el tendido del cable conductor, cuidando que éstas queden de manera similar a las del circuito ya instalado en las estructuras, considerando el envejecimiento (fluencia metálica) del cable instalado a diez años. La hipótesis de partida para el cálculo de flechas y tensiones debe ser la H1 indicada en el inciso 6.1.2.1 de esta especificación. b) Determinar las cantidades y tipos de materiales de instalación permanente por estructura y para toda la línea de transmisión del circuito a tender. Para cadenas de suspensión en “V”, incluir los herrajes y accesorios para que las cadenas formen un ángulo de 90°. c) Sistema de amortiguamiento para cable conductor, de acuerdo a lo indicado en el inciso 6.1.2.4 de esta especificación. Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 19 de 36 d) Elaboración de los planos de cruzamientos con vías de comunicación o líneas de energía eléctrica, con firma del perito responsable y con la aprobación respectiva incluyendo la memoria de cálculo. e) Se deben entregar a CFE, las tablas de flechas y tensiones, lista de materiales y planos, así como las hojas de distribución correspondientes al circuito(s) que instaló, con el respectivo tipo de torres y claros y desniveles verificados, con la firma del responsable de Ingeniería. 6.2 Actividades del Diseño Civil 6.2.1 Ingeniería de las estructuras El diseño de las estructuras debe apegarse a lo establecido en las especificaciones CFE J1000-50 y J6100-54. Cuando se indique en las Características Particulares, se debe realizar el análisis y revisión al diseño estructural de las torres autosoportadas de tensión, para alojar dos cables de hilo de guarda con fibras ópticas con los usos mecánicos de diseño considerando lo siguiente: a) b) 6.2.1.1 Para el cálculo de tensiones longitudinales de diseño en crucetas de hilo de guarda: - realizar el análisis de flechas y tensiones longitudinales de diseño con las características del hilo de guarda con fibras ópticas a instalar en la línea de transmisión, como parte del cálculo se debe realizar una gráfica de tensiones mecánicas de diseño versus claros regla, conforme a la tabla 1. Hipótesis de carga, - las tensiones longitudinales de diseño del hilo de guarda deben ser conforme al numeral (i) anterior para torres autosoportadas, pero no menor de: tensión longitudinal asociada a un viento máximo = 2200 kg y la tensión longitudinal asociada a una temperatura ambiente (EDS) = 800 kg, Para el cálculo de cargas factorizadas en el análisis y diseño: - Para cables conductores se deben considerar las cargas incluidas en las bases de licitación y, - Para cables de guarda (cargas transversal, longitudinal y vertical), se deben calcular conforme a lo indicado en la especificación CFE J1000-50. c) Para el caso de torres modelar todos los niveles con sus combinaciones de extensiones conforme a la especificación CFE J1000-50. d) Entregar las memorias de cálculo, planos de cuerpo básico (todos los niveles y combinaciones de patas de extensión) y en caso de requerir refuerzo, realizar la ingeniería de detalle conforme a lo indicado en las especificaciones CFE J1000-50 y entregarse a la CFE para su supervisión. e) Para los refuerzos estructurales de las torres el Contratista debe realizar el suministro de todos los materiales producto del refuerzo estructural, montaje de los elementos y la ingeniería de detalle, proporcionando planos de montaje, taller y lista de materiales. f) Los trabajos de reforzamiento en estructuras existentes, deben ejecutarse previo al inicio de las actividades de tendido de los cables. En estructuras nuevas, los refuerzos deben ser considerados previo al inicio de la fabricación. Consideraciones generales para diseño de postes troncocónicos Se debe considerar lo siguiente: 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS a) b) 6.2.1.2 ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 20 de 36 La deformación vertical y longitudinal permisible de los brazos se debe restringir aun valor máximo de: - 3 % de su longitud en la condición de tendido y mantenimiento, considerando el 60% de la tensión longitudinal factorizada del cable y, - 1 % de su longitud para la condición de servicio. En el análisis y diseño de brazos, placas de conexión (brazo-caña), placas del conjunto de herrajes y placa base, debe realizarse por el método matemático de elemento finito, considerando la malla de los elementos estructurales no mayor a 3 cm y cumplir con una relación de aspecto igual o mayor al 90 % del porcentaje de sus elementos. Consideraciones generales para diseño de estructuras Para el caso de diseño de estructuras para transiciones subterránea-aérea-subterránea, se debe incluir el tipo, cantidad de soportería, accesorios y herrajes necesarios para sujetar y soportar los cables de potencia en el interior y exterior de la estructura, hasta la conexión del cable con sus terminales. 6.2.1.2.1 Protección antirrobo de elementos estructurales en torres de celosía y marcos de acero Cuando se indique en las características particulares, el Contratista debe considerar para las torres, como medida preventiva contra el robo de elementos estructurales, la aplicación de las siguientes acciones: a) Punteado con soldadura. Se debe considerar como parte de este alcance, aplicar una cubierta de pintura anticorrosiva del color de la estructura en la zona afectada de tuercas y tornillos, tal como se establece en las especificaciones CFE D8500-01 y CFE D8500-02. b) Punteado por golpe. Se debe considerar como parte de este alcance, aplicar una cubierta de pintura anticorrosiva del color de la estructura en la zona afectada de tuercas y tornillos, tal como se establece en las especificaciones CFE D8500-01 y CFE D8500-02. c) Instalación de tornillos de seguridad. Incluir el suministro, instalación y pruebas de tornillos antirrobo que cumplan con los diámetros de cada tipo de estructura y su resistencia mecánica indicada en las especificaciones CFE J1000-50, ASTM-A394 y ASTM A307, así como los accesorios para su instalación. Los tornillos antirrobo se instalan en tramos de líneas de transmisión descritos en las Características Particulares de cada obra y deben cumplir con: 140319 i) instalación rápida y fácil, ii) bajo costo de implementación en el cambio de tornillos convencionales, iii) alta resistencia al desgaste y corrosión, iv) versátiles y reusables, v) cumplir con las características de resistencia mecánica especificada. Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS 21 de 36 La tuerca del tornillo debe tener las mismas características que la cabeza del tornillo y pueden ser fabricados con diferentes diseños de cabeza y diferentes diámetros de acuerdo a lo requerido en las estructuras de líneas de transmisión. Diseño Con cabeza de coche, tuerca cónica con superficie lisa o tuerca tipo fusible o cualquier dispositivo que eviten ser removidos sin la llave o accesorios. Todas las formas de los tornillos tienen que llegar al torque máximo, impidiendo posteriormente quitar la misma al no tener punto de apoyo para las herramientas convencionales que se usan para remover tornillos, y cumplir con lo indicado en las normas ASTM A394 y ASTM A-307. El diseño estructural de los tornillos y conexiones debe ser por el método de resistencia última ycon el plano de corte incluido en la rosca. Aplicar los lineamientos del documento ASCE 52. Los tornillos deben llevar roldana de presión y tuerca. El diámetro mínimo de los tornillos debe ser de 12.7 mm. La longitud de los tornillos tiene que ser tal que después de apretada la tuerca de seguridad, quede una longitud libre de 5 mm mínimo. Los tornillos a instalar en las conexiones de los elementos secundarios y redundantes deben tener la capacidad para soportar, al menos el 2.5% de la fuerza actuante en el elemento principal que conecta. Los tornillos deben cumplir con el tipo 0 del documento ASTM A394. Las dimensiones de los tornillos deben cumplir con lo indicado en los documentos ANSI B18.1.1 y ANSI-B 1.1. Las roscas de los tornillos deben cumplir con las especificaciones ANSI-B 1.1 y ANSI-B 1.13M. Las arandelas planas deben cumplir con la especificación ANSI-B 18.22.2. El torque mínimo en los tornillos debe ser conforme a la tabla 3. TABLA 3 - Torque mínimo Diámetro de tornillo N-m 12.70 mm 49.05 15.87 mm 98.10 19.05 mm 166.77 25.40 mm 382.59 Los tornillos se deben instalar en las conexiones de las diagonales (elementos secundarios), redundantes de las extensiones, cerramiento y hasta el aumento inmediato superior después del cerramiento de acuerdo con la figura 1. El cambio de tornillos antirrobo aplica a las conexiones de los elementos secundarios (diagonales) y redundantes, conforme a lo indicado en la especificación CFE J1000-50. 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 22 de 36 Se debe suministrar la herramienta necesaria para su instalación y entregarla al área usuaria. El marcado de los tornillos antirrobo debe contener: - clase, - grado(fluencia), - símbolo de identificación del fabricante. El galvanizado de las tuercas, contratuercas, tornillos y tuercas de seguridad debe efectuarse por el método de inmersión en caliente y cumplir con las NMX-H-004-SCFI, ASTM A123/A123M-12 y ASTM A153/A153M-09. Pruebas · Pruebas rutina Estas pruebas las debe definir y realizar el proveedor de los tornillos durante el proceso de fabricación. · Prueba de aceptación - inspección visual. El material no debe presentar defectos de acuerdo con lo indicado en la especificación CFE J1000-50. - inspección dimensional. Las dimensiones de los tornillos deben cumplir con lo indicado en esta especificación. - verificación del galvanizado. El galvanizado debe cumplir con lo indicado en las especificaciones NMX-H-004 y CFE J1000-50. - análisis químico del acero estructural. Verificar mediante certificados de calidad. - pruebas mecánicas. Verificar mediante certificados de calidad y pruebas. Las pruebas deben ser de tensión, flexión, dureza tipo Brinell y Rockwell, y de corte. Las pruebas mecánicas se deben definir conforme a la ASTM-A 370. Cualquiera de estos dispositivos será aplicado en la parte inferior de las torres incluyendo el stub, extensiones, cerramiento y hasta el primer aumento ubicado después del cerramiento de acuerdo con la figura 1. FIGURA 1 - Partes de las torres de líneas de transmisión En el caso de postes troncocónicos, se debe aplicar puntos de soldadura en las tuercas de las anclas de los postes. 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 23 de 36 6.2.1.2.2 Estructuras de nuevo diseño Cuando en las características particulares y en el apartado de especificaciones se incluya el árbol de cargas y el dimensionamiento eléctrico, el Contratista debe realizar el análisis y diseño de las estructuras, así como la ingeniería de detalle. 6.2.2 Ingeniería de cimentaciones 6.2.2.1 Estudios geotécnicos El estudio geotécnico se debe realizar de acuerdo a lo indicado en la especificación CFE C0000-43. Cuando se indique en las características particulares, se debe incluir la evaluación de la conformidad emitida por una entidad de acreditación a los organismos encargados de realizar estudios geotécnicos en líneas de transmisión. 6.2.2.2 Pruebas de extracción de anclas Las pruebas de extracción de anclas se deben realizar de acuerdo a lo indicado en la especificación CFE C0000-42. 6.2.2.3 Pruebas de compactación Las pruebas de compactación se deben realizar de acuerdo a lo indicado en la especificación CFE C0000-37. 6.2.2.4 Cimentaciones El análisis y diseño de las cimentaciones se debe realizar de acuerdo a lo indicado en la especificación CFE JA100-64. Para la fabricación y colocación de los concretos se debe considerar lo indicado en la especificación CFE C0000-15. El diseño de cimentaciones se debe realizar con los elementos mecánicos producto del análisis estructural, considerando los diagramas de carga incluidos en las bases de licitación. En los sitios donde se localicen suelos expansivos, las cimentaciones deben ser desplantadas por debajo de la zona activa de los suelos expansivos o colapsables, así mismo se debe calcular el índice de expansión libre modificado y el espesor de la capa activa. 6.2.2.5 Diseño estructural de cimentaciones El diseño se debe hacer por el método de resistencia última, aplicando un factor de carga adicional de 1.1 a los elementos mecánicos factorizados, obtenidos del análisis de la superestructura. Las cimentaciones deben ser coladas en sitio y cumplir con los lineamientos del Reglamento para Concreto (ACI-318S) y considerando lo siguiente: 7 a) El porcentaje de acero de refuerzo no debe ser menor de 0.005 de la sección total de la pila para postes troncocónicos y, b) El porcentaje de acero de refuerzo no debe ser menor de 0.01 de la sección total de la pila o dado para torres autosoportadas y de retenidas. DOCUMENTOS DE SALIDA DEL PROYECTO Estos documentos se refieren a toda la información técnica que genera el responsable de las diferentes actividades del diseño electromecánico y civil, para que CFE emita en su caso observaciones y comentarios. 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 24 de 36 El Contratista debe actualizar sus documentos técnicos de diseño, en el entendido que la última revisión que se genere debe corresponder al aplicado durante la construcción. Toda la información debe ser legible y cumplir con las dimensiones establecidas en la Especificación para levantamientos topográficos de líneas de transmisión CPTT-DSS-001/05. Todos los dibujos, cálculos y gráficas deben presentarse con las leyendas en español, en el Sistema Internacional (SI). 7.1 Diseño Electromecánico 7.1.1 Memoria descriptiva del proyecto Previo a la elaboración del proyecto de localización de estructuras se deben establecer y reflejar en este documento, los criterios para la selección de estructuras y perspectivas inherentes al diseño electromecánico que considere las particularidades del sitio de las obras que incluyan parámetros ambientales, eléctricos, mecánicos, orográficos, entre otros. 7.1.2 Planos de planta, perfil y proyecto de localización de estructuras a) 7.1.3 Los planos del proyecto de localización de estructuras deben contener como mínimo la siguiente información: − kilómetro del sitio donde han sido localizadas las estructuras, − número consecutivo de la estructura, iniciando con la primera estructura posterior al marco de la subestación, − tipo de estructura, − nivel de la estructura, − claro efectivo, claro medio horizontal y claro vertical. b) Esquemas a escala donde se muestren claramente los detalles de salidas y llegadas de las Líneas de Transmisión. c) Esquemas a escala donde se muestren claramente los detalles del entronque señalando el tramo de las estructuras adyacentes al mismo. Hojas de distribución de estructuras Considerando los conceptos indicados en el formato correspondiente. 7.1.4 Localización georeferenciada de estructuras Consiste en elaborar y entregar un listado con la localización georeferenciada en coordenadas UTM de la ubicación definitiva de las estructuras del proyecto. 7.1.5 Perfiles en cruz y determinación de patas de extensión en torres El resultado obtenido con los perfiles en cruz se debe incluir en el formato de las hojas de distribución de estructuras. 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 25 de 36 7.1.6 Plantilla rígida para localización de estructuras Para proyectos en terrenos sensiblemente planos o lomeríos suaves, la plantilla se debe elaborar para claros hasta de 800 m y fabricarse con un material rígido y transparente. Para proyectos en terreno montañoso la plantilla se debe elaborar en papel plástico transparente, para claros hasta de 1500 m con 300 m de desnivel, considerando únicamente hasta el punto inferior más bajo de la catenaria. 7.1.7 Resumen de Materiales de Instalación Permanente 7.1.8 a) Por tipo de estructura. b) Total para toda la línea de transmisión. Información digital Cuando el diseño sea desarrollado a través de un software especializado, los datos de entrada de diseño, procesamiento de datos y resultado final del proyecto deben ser entregados en archivos electrónicos. 7.1.9 Planos 7.1.10 a) Sistema de tierras. b) Sistema de distribución de amortiguamiento. c) Señalización. Cálculo y dibujo de cruzamientos Cuando la línea de transmisión cruce con vías de ferrocarril, carreteras, canales y ríos navegables, entre otros, el Contratista debe desarrollar la información técnica necesaria para cumplir con los requisitos exigidos por las autoridades correspondientes. 7.1.11 Planos de arreglo para fijación del CGFO Se debe presentar el plano donde se muestre el arreglo de la fijación del cable de guarda con fibras ópticas y cajas de empalme sobre la estructura y las características de los accesorios utilizados. 7.1.12 Planos de conjuntos de herrajes Se debe presentar el plano donde se muestre el arreglo de la disposición de los conjuntos de herrajes para cable conductor y cable de guarda con y sin fibras ópticas, cadenas de aisladores y distribución de separadores por claro. Adicionalmente se deben indicar las características de los materiales instalados. 7.1.13 Cálculo de flechas y tensiones Como resultado de este análisis se debe obtener la información correspondiente a las diferentes condiciones de temperatura y viento que se pueden presentar en las zonas del proyecto, para cables conductores y cables de guarda con y sin fibra óptica. 7.1.14 Medición de resistividad y resistencia del terreno Esta información debe cumplir con lo indicado en la especificación CFE 00J00-52. 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 26 de 36 7.1.15 Memoria técnica de amortiguamiento Toda la información referente al sistema de amortiguamiento de la línea de transmisión, debe ser entregada a CFE como parte de esta memoria técnica. 7.1.16 Coordinación de aislamiento Este dato de salida aplica solamente a los diseños desarrollados por CFE. 7.1.17 Memoria del cálculo del parámetro de diseño Es la información en donde se muestra el análisis realizado para obtener el parámetro de diseño, y de acuerdo a lo indicado en el ANEXO 1. MEMORIA DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO MECÁNICO DE CABLES. 7.1.18 Plano de arreglo de transposiciones En este plano se indica el arreglo de las transposiciones de las fases en las estructuras involucradas. 7.1.19 Diagramas de esfuerzo-deformación Para el cable conductor a utilizar en el proyecto, se requiere la entrega del diagrama de esfuerzo-deformación proporcionado por el proveedor de cable, de acuerdo a lo indicado en la especificación E0000-18 y la norma de referencia NRF-017-CFE. Toda la documentación de ingeniería se debe entregar en formato impreso y digital. 7.2 Diseño Civil 7.2.1 Ingeniería de las estructuras por cada tipo de torres de acero, marcos de acero, postes de acero, de madera o concreto 7.2.1.1 Para estructuras de nuevo diseño y revisión estructural: 140319 a) Plano de distancias dieléctricas. b) Árbol de cargas. c) Memoria de cálculo del análisis y diseño de todos los componentes estructurales. d) Plano de coordenadas de los nodos. e) Plano de áreas expuestas y su aplicación en los nodos correspondientes. f) Tabla de elementos mecánicos (reacciones). g) Plano de cuerpo básico. h) Protocolo de pruebas. i) Reporte de las pruebas ensayadas. j) Plano explicativo de montaje. k) Planos de montaje. Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 27 de 36 7.2.1.2 l) Planos de taller. m) Lista de materiales. Para todos los tipos de estructuras 7.2.2 a) Elementos mecánicos(reacciones) b) Planos de montaje, de taller y lista de materiales de stubsantihuracanes. Ingeniería de cimentaciones por cada tipo de estructura y de cimentación 8 a) Estudio de mecánica de suelos. b) Estudio hidrológico y de socavación. c) Pruebas de extracción de anclas. d) Memorias básicas (pilotes, pilas con y sin campana, multipilas, zapatas aisladas, zapatas ancladas con y sin relleno, pilas con trabe de liga, zapatas con trabes de liga). e) Memorias de cálculo. f) Planos de construcción de las cimentaciones. g) Procedimientos constructivos. h) Memoria de cálculo de obras de protección. i) Plano de construcción de obras de protección. j) Lista de distribución de cimentaciones. REQUISITOS DE LA DOCUMENTACIÓN DE DISEÑO ELECTROMECÁNICO Y CIVIL Los documentos técnicos producto de las diferentes actividades del diseño deben cumplir con las siguientes consideraciones: 140319 a) Los estudios técnicos de soporte, memorias de cálculo y planos deben ser ejecutados, revisados, verificados y validados por los ingenieros responsables de cada actividad de acuerdo con lo establecido en el procedimiento del sistema de gestión de calidad, entendiendo que cada documento debe contener las firmas de los responsables. b) Los documentos producto del diseño electromecánico y civil deben ser como mínimo los descritos en el apartado 7 de está especificación. c) Previo a su envío a las áreas de construcción, el área responsable del diseño estampará en cada documento un sello de identificación con la leyenda “aprobado para construcción”. Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS 28 de 36 9 BIBLIOGRAFÍA [1] IEEE Committee Report; Measurements”. [2] IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems. Vol. PAS-85, No.1, Jan 1966. [3] IEEE 738 Standard for Calculating the Current-Temperature of Bare Overhead Conductors. [4] CIGRE Task Force B2.12.3; SAG-TENSION CALCULATION METHOD OR OVERHEAD LINES, Technical Brochure No. 324. [5] EPRI Transmission Line Reference Book-Wind Induced Conductor Motion Electric Power Research Institute Orange Book. [6] CPTT-DSS-001/05 Especificación Transmisión. [7] Documentos Meteorológicos Base de datos meteorológicos, Manual de Obras Civiles de CFE. Mapa de iso densidades rayos a tierra (IIE). Boletín meteorológico y mapa del atlas del agua, información emitida por CONAGUA. [8] S/N Manual de Diseño de Obras Civiles diseño por viento CFE/IIE. [9] IEEE 738 Standard for Calculating the Current-Temperature of Bare Overhead Conductors. [10] IEEE 837 Standard for Qualifying Permanent Connections Used in Substation Grounding. [11] ASCE 52 Guide for Design of Steel Transmission Towers. [12] ASTM A123/A123M-12 Standard Specification for Zinc (Hot-Dip Galvanized) Coatings on Iron and Steel Products. [13] ASTM A153/A153M-09 Standard Specification for Zinc Coating (Hot-Dip) on Iron and Steel Hardware. [14] ASTM A307-10 Standard Specification for Carbon Steel Bolts and Studs, 60 000 PSI Tensile Strength. [15] ASTM A370 Standard Test Methods and Definition for Mechanical Testing of Steel Products (Métodos de pruebas y definiciones para pruebas mecánicas de productos de acero). [16] ASTM A394 Standard Specification for Steel Transmission Tower Bolts, Zinc-Coated and Bare. [17] ANSI B18.1.1 Small Solid Rivets 7/16 Inch Nominal Diameter and Smaller. [18] ANSI-B 1.1 Crewthreads (Roscas para tornillos). [19] ANSI-B 1.13M Metricscrewthreads (Roscas para tornillos métricos). [20] ANSI-B 18.22.2 Plain washers (Arandelasplanas). 140319 para Standardization levantamientos of Conductor topográficos de Vibration Líneas Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES de DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 29 de 36 ANEXO1: MEMORIA DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO MECÁNICO DE CABLES (CÁLCULO DEL PARÁMETRODE LAS CATENARIAS) El siguiente procedimiento debe entregarse de manera obligatoria previo a todos los trabajos de ingeniería. I. Generalidades Contener una descripción de la línea de transmisión. II. Cálculo mecánico del cable conductor y cable de guarda con o sin fibras ópticas a) Características principales de los cables y la ficha técnica del fabricante. b) Condiciones climáticas. c) Desarrollo de todas las hipótesis de carga. d) Cálculo de flechas y tensiones con la ecuación de cambio de estado, o los métodos mencionados en esta especificación o elemento finito. e) Cálculo de la fluencia metálica, o entrega de la característica de esfuerzo-deformación de acuerdo al proveedor del cable. III. Criterios para aislamientos dieléctricos principales para la altura sobre el nivel de mar del proyecto a) Aislamiento fase – tierra. b) Aislamiento fase – fase. c) Claro efectivo máximo. IV. Características de las estructuras a instalar en el proyecto a) Características geométricas. b) Características eléctricas. c) Características mecánicas. V. Criterios para la distribución de estructuras 140319 a) Topografía del terreno. b) Libramientos mínimos. c) Libramientos y separaciones de la fase inferior al hilo de guarda en cruces con líneas existentes. d) Resistencia mecánica de los cables. e) Resistencia mecánica de las estructuras. f) Consideraciones constructivas. Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 30 de 36 g) Software de diseño empleado. VI. Gráficas de tensiones para cada tipo de cable con las hipótesis indicadas en esta especificación (claro regla versus tensión mecánica de diseño). VII. Tablas de tensiones versus claros regla del proyecto. VIII. Los estudios detallados del comportamiento del desplazamiento de los cables conductor y de guarda con respecto a los perfiles laterales. IX. Conclusiones. 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS 31 de 36 ANEXO 2: FORMATO DE PLANO PARA PERFIL EN CRUZ -4 -3 -2 -1 +0 0 1 2 4 3 LOCALIZACIÓN DE LAS PATAS DE LA TORRE +1 +2 E X T E N S ION +3 +4 -4 -3 -2 -1 +0 0 +1 +2 +3 +4 140319 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS 32 de 36 ANEXO3: FORMATO DE HOJA PARA DISTRIBUCIÓN DE ESTRUCTURAS CLARO EN METROS V E R T I C A L M E D I O E F E C T I V O EXTENSION N o TIPOS D E Y ALTURAS T O R R E TORRES DE LAS D E F L E X I O N UBICACIÓN DE LAS PATAS No. 1 2 3 TORRES EN MTS. LONGITUD EN METROS OBSERVACIONES CRUZAMIENTOS No. No 4 DE H O J A D E T O R R E A M O R T I G . C C A A MR IR N E O T E R A •• AB F E R R O C A R R I L TT EE LL EE GF RO AN FO LL DD EE •• TD RI AS NT SR •• AB AB O CR UE LP TR IE VS OA CA AR NR AO LY O RB IA OR R A N C A •• •• •• AB AB AB C O N S T R U C C I O N C. AR LO AD MA BD RA E •• E S C U R R I D E R O INICIO AB FINAL RESUMEN DE ESTRUCTURAS No. DESCRIPCION EJECUTO REVISO APROBO FECHA CAMBIOS COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD SUBDIRECCION DE CONSTRUCCION COORDINACION DE PROYECTOS DE TRANSMISION Y TRANSFORMACION PROYECTO: TITULO:DISTRIBUCIÓN DE ESTRUCTURAS NOMBRE FIRMA FECHA EJECUTO: REVISO: VERIFICO: VALIDO: HOJA No. No. DE OBRA: ESCALA ACOTACIONES 01 DE 01 No. DEL ARCHIVO DE CFE IDENTIFICADOR DE ASEGURAMIENTO DE CALIDAD: NLN97545 ANEXO 4: FORMATO DE LOCALIZACIÓN GEORREFERENCIADA DE ESTRUCTURAS 140319 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS 33 de 36 2 1 UBICACIÓN 0 MARCO S.E. 3 COORDENADAS X Y Z OBSERVACIONES UBICACIÓN DE LAS TORRES EN MTS. DEFLEXIÓN kM IGUALDAD TIPOS Y ALTURA DE LAS TORRES No. DE TORRE CLARO EFECTIVO CLARO MEDIO HORIZONTAL CLARO VERTICAL 4 ZONA UTM CLARO EN METROS INICIO FINAL RESUMEN DE ESTRUCTURAS 0+000.00 1 2 SUSPENSIÓN 0 DEFLEXIÓN 0 REMATE 0 0 3 4 5 6 7 8 9 No. DESCRIPCION. REVISO VERIFICO VALIDO CAMBIOS 11 COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD FECHA 12 SUBDIRECCION DE CONSTRUCCION 13 COORDINACION DE PROYECTOS DE TRANSMISION Y TRANSFORMACION 14 PROYECTO: LT SITIO A - SITIO B 115 Kv - 2 CTOS - 1113 ACSR/AS - 1 COND/FASE - 51,7 km-L - 51,7 km-C 15 16 TITULO : LISTA DE GEOREFERENCIACIÓN DE ESTRUCTURAS NOMBRE 17 18 EJECUTO: 19 REVISO: 20 VERIFICO: 21 22 23 24 140319 EJECUTO. 10 FIRMA VALIDO: NO. DE OBRA. CLAVE DE PROYECTO HOJA 01 DE 01 No. ARCHIVO DE C.F.E.: IDENTIFICADOR DE ASEGURAMIENTO DE CALIDAD: Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES FECHA ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS 34 de 36 ANEXO5: LIBRAMIENTOS Y SEPARACIONES MÍNIMAS EN CRUCES LIBRAMIENTOS MÍNIMOS Áreas de acceso a peatones Vías férreas Carreteras-calles-caminos Campos de cultivo (cereales, leguminosas, hortalizas, entre otros.) Zonas de huertos (cítricos, manzanos, ciruelos, guayabos) Zonas cafetaleras y cercos “vivos” Cultivo de caña Aguas navegables Zonas inundables CRUZAMIENTOS CON LÍNEAS ELÉCTRICAS Y DE COMUNICACIÓN LT HASTA 50 kV LT 69 kV LT 115 kV LT 138 kV LT 161 kV LT 230 kV LT 400 kV Líneas de comunicación, líneas de tranvías, trolebuses o trenes con vía aérea eléctrica NOTA: 140319 115 kV 138 kV 230 kV 7.00 15.00 9.00 7.00 11.00 11.00 13.00 13.00 7.50 15.00 9.20 7.55 11.50 11.50 13.20 13.20 8.50 16.00 10.00 9.00 12.00 12.00 14.00 14.00 7.00 + TIME 7.50 + TIME 8.50 + TIME 115 kV 2.74 2.93 3.39 3.62 3.85 138 kV 2.95 3.15 3.60 3.80 4.05 230 kV 3.65 3.85 4.31 4.54 4.77 5.46 5.00 5.50 7.00 1. TIME = Tirante de Inundación Máximo Esperado. 2. Libramientos y separaciones en cruces sin viento y flecha máxima (hipótesis de carga H2). 3. Distancias en metros. Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES 400 kV 10.65 18.00 12.20 11.00 15.00 15.00 16.00 16.00 10.65 + TIME 400 kV 6.10 6.29 6.75 6.98 7.21 7.90 9.60 8.00 ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS ANEXO 6: EJEMPLO DE CRUZAMIENTO AÉREO CON CARRETERAS . -P M 3 A 1C k v- 4 SE .L VER. 1:200 HOR. 1:1000 1 15 5 A PERFIL ESCALAS: 2 L T. RE YN A 1 CD. DE XALAPA DE ENRIQUEZ 6 7 4 8 1 9 SE. XALAPA II 8 a Cd. de Veracruz 38 11 12 30 ESTRUCTURA No. 5 TIPO: TAR30° 2P+0 USO: SUSPENSION ESTRUCTURA No. 5 TIPO: TAR30° 2P+0 USO: SUSPENSION 7 SE. LAS TRANCAS 13 Las Trancas 26 14 20 15 Cruzamiento Aereo 16 22-A 17 7-B 7-A 18 21-A a Co ate 19 20-A pec 6.80 6-B 2.40 ESTRUCTURA No. 4 TIPO: 1216 DMP USO: TENSION 0.54 2.00 2.40 Pac ho Nuevo 6-A Pac ho Viejo 1.125 ESTRUCTURA No. 4 TIPO: 1216 DMP USO: TENSION 1.125 1.20 1.97 2.40 2.30 10.65 0.40 Coatepec 1.20 6 C PE A TE CO E. AS 2.10 San Alfonso 2.40 La Orduña 3.20 1.20 a La s Tran cas LOCALIZACION GENERAL 3.20 2.26 2.14 30.05 30.05 DATOS COMPLEMENTARIOS C O N C E PTOS 25.20 14.63 17.00 ELEV. 1045.920 ELEV. 1043.995 7.95 0.74 0.40 1.18 DETALLE "B" CIMENTACION 8.008 DETALLE " A " CIMENTACION 0.92 34.66 25.20 m. 4.- Altura total de la estructura No. 5 5.- Empotramiento de la estructura No. 4 29.65 m. 5.90 m. 6.- Empotramiento de la estructura No. 5 2.05 7.- Diamentro de la cimentación en la estructura No. 4 0.92 m. m. 8.- Distancia entre patas de la estructura No. 5 8.008 9.- Distancia entre estructuras 10.- Fatiga de ruptura del material de las estructuras 83.24 m. m. 11.- Altura de los soportes del conductor en la estructura No. 4 sobre la carr. pv. estatal 15.75 m. 12.- Altura de los soportes del conductor en la estructura No. 5 sobre la carr. pv. estatal 18.01 m. 13.- Diferencia de nivel entre los soportes del conductor 2.26 m. 14.- Diferencia de nivel entre la base de la estructura No. 4 y la carr. pv. estatal 1.18 0.74 m. m. 16.- Distancia del eje de la carr. pv. estatal a la estructura No. 4 48.58 m. 17.- Distancia del eje de la carr. pv. estatal a la estructura No. 5 34.66 PZA. 19.- Tipo de aislador en la estructura No. 5 PZA. CABLE CONDUCTOR kg/m 20.- Número de conductores, material, calibre y peso 0.50 POSTE PLACA BASE 22.- Tensión mecánica de ruptura del conductor 0.03 EST. # 3 @ 0.25 23.- Tensión correspondiente a 5° C con presión del viento de 55 kg/m2 24.- Flecha correspondiente a 5° C con presion del viento de 55 kg/m2 0.50 25.- Tensión correspondiente a 16° C sin viento TERRENO NATURAL 26.- Flecha correspondiente a 16° C Sin viento 27.- Tensión correspondiente a 50° C sin viento ANILLOS ADICIONALES #4@ 0.07 LONG. DE VARILLAS 37#8( #8@ 0.13 ) 2.00 28.- Flecha correspondiente a 50° C sin viento 14,165.00 kg 1,131.35 1.19 kg. m. 763.36 kg. 1.76 m. 627.00 kg. m. 2.14 CABLE DE GUARDA A COATEPEC DE SE. COATEPEC 2- 7# 8 / 0.3896 29.- Número de hilos, calibre y peso unitario ESCALA SIN CAPACIDAD DE CARGA Qa=0.098 Mpa DETALLE "A" LI A E L DERECHO D E D E A ENTQ. LAS TRACAS-XALAPA II 0.50 33.- Tensión correspondiente a 50° C sin viento 34.- Flecha correspondiente a 50° C sin viento kg/m. kg. 347.79 kg. 0.98 172.00 m. kg. 1.97 m. 0.05 T MI TE MI 20.00 32.- Flecha correspondiente a 5° C con presión del viento de 55 kg/m2 LI DE L DERECHO DE VI 1.70 POSTE- 4 KM. 0+296.765 ELEV.- 1043.995 7,226.00 31.- Tensión correspondiente a 5° C con presión del viento de 55 kg/m2 VI A 30.- Tensión mecánica de ruptura del cable de guarda ESPIRAL ANILLOS #4@ 0.07 A LAS TRANCAS TORRE- 5 KM. 0+380.000 ELEV.- 1045.920 PLANTILLA DE CONCRETO 4.30 SUELO HUMEDO COHESIVO O FRICCIONANTE CAPACIDAD DE CARGA Qa=0.098 MPa. COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD SUBDIRECCION DE CONSTRUCCION DETALLE " A " SIN ESCALA COORDINACION DE PROYECTOS DE TRANSMISION Y TRANSFORMACION PROYECTO: LT. SITIO A - SITIO B 115 KV- 2C- 9.9 KM- 795 ACSR- TA/PA PLANTA ESCALA 1:1000 RESPONSABLE N O MB RE F I R MA FECHA: EJECUTO: REVISO: VERIFICO: VALIDO: NUMERO DE OBRA: ESCALA: XXXXX NUMERO DE ARCHIVO DE C.F.E. IDENTIFICADOR DE ASEGURAMIENTO DE CALIDAD: 140319 m 0.02814 21.- Sección transversal de los conductores ANCLAS NIVEL DEL TERRENO NATURAL m. 18.- Tipo de aislador en la estructura No. 4 83.24 GROUT KV. Acero Galvanizado 3.- Altura total de la estructura No. 4 15.- Diferencia de nivel entre la base de la estructura No. 5 y la carr. pv. estatal 48.58 UNIT 115 2.- Material de las estructuras 18.01 15.75 CANTIDAD 1.- Tension nominal de trabajo 19.00 19.40 Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES VER. 1:200 HOR. 1:1000 ACOT. HOJA: ( m) 1 de 1 35 de 36 ESPECIFICACIÓN CFE DCDLTA01 DISEÑO DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓN AÉREAS 36 de 36 ANEXO 7: EJEMPLO DE CRUZAMIENTO AÉREO CON FERROCARRIL E STRUCTURA No . 26 TIPO: TAD60° 2P+0 USO: TE NSION VER. 1:200 HOR. 1:1000 1C k v- . -P M 3 4 5 7.60 A 1 15 RE YN A 2 L T. A PERFIL ESCALAS: 1 CD. DE XALAPA DE ENRIQUEZ SE .L E STRUCTURA No . 26 TIPO: TAD60° 2P+0 USO: TE NSION 2.80 2.00 6 2.80 7 4 8 1 0.40 1.125 9 SE. XALAPA II 8 a Cd. de Veracruz 38 1.125 11 12 30 1.20 SE. LAS TRANCAS 7 13 Las Trancas 26 0.03 2.40 20 14 10.65 15 Cruzamiento Aereo EST. # 3 @ 0.25 1.20 0.50 16 22-A 17 7-B 7-A 18 2.40 21-A a Co ate 19 TERRENO NATURAL 20-A pec 6-B 1.20 VARS. PPLS. 8#6 2.10 Pac ho Nuevo 6-A EST. # 3 @ 0.25 Pac ho Viejo L.SUP. # 6 @ 0.13 L.SUP. # 4 @ 0.17 2.55 2.05 30.05 30.05 Coatepec 6 C PE A TE CO E. AS 0.40 San Alfonso 0.05 19.00 19.40 La Orduña a La s PLANTILLA DE CONCRETO Tran cas 2.50 LOCALIZACION GENERAL SUELO HUMEDO COHESIVO O FRICCIONANTE ACPACIDAD DE CARGA Qa=0.098 MPa. ELEV. 1268.748 DETALLE " A " SIN ESCALA DATOS COMPLEMENTARIOS 5.83 C O N C E PTOS 0.40 DETALLE "B" CIMENTACION 53.40 CANTIDAD 3.- Altura total de la estructura No. 25 33.05 m. 4.- Altura total de la estructura No. 26 29.65 m. 5.- Empotramiento de la estructura No. 25 2.05 m. 6.- Empotramiento de la estructura No. 26 2.05 m. 7.- Distancia entre patas de la estructura No. 25 5.737 m. 7.031 m. 8.- Distancia entre patas de la estructura No. 26 6.31 KV. Acero Galvanizado 2.- Material de las estructuras 54.24 UNIT 115 1.- Tension nominal de trabajo 7.031 263.83 m. 11.- Altura de los soportes del conductor en la estructura No. 25 sobre la via de FF. CC. 0.86 m. 9.- Distancia entre estructuras 10.- Fatiga de ruptura del material de las estructuras E STRUCTURA No . 25 E STRUCTURA No . 25 TIPO: TAS G 2P+0 USO: SUSP ENSION TIPO: TAS G 2P+0 USO: SUSP ENSION 35.24 6.50 2.50 1.50 2.50 12.- Altura de los soportes del conductor en la estructura No. 26 sobre la via de FF. CC. 54.24 m. 13.- Diferencia de nivel entre los soportes del conductor 53.40 m. 14.- Diferencia de nivel entre la base de la estructura No. 25 y la via de FF.CC. 18.18 m. 15.- Diferencia de nivel entre la base de la estructura No. 26 y la via de FF.CC. 35.24 m. 16.- Distancia del eje de la via de FF.CC. a la estructura No. 25 133.41 17.- Distancia del eje de la via de FF.CC. a la estructura No. 26 130.42 m. 0.90 0.80 4.50 21.50 m. 18.- Tipo de aislador en la estructura No. 25 PZA. 19.- Tipo de aislador en la estructura No. 26 PZA. CABLE CONDUCTOR 12.30 0.80 kg/m 20.- Número de conductores, material, calibre y peso 53.42 0.02814 21.- Sección transversal de los conductores 22.- Tensión mecánica de ruptura del conductor 5.30 14,165 23.- Tensión correspondiente a 5° C con presión del viento de 55 kg/m2 24.- Flecha correspondiente a 5° C con presion del viento de 55 kg/m2 25.- Tensión correspondiente a 16° C sin viento 27.- Tensión correspondiente a 50° C sin viento 6.53 m. kg. 9.05 m. 2,141.00 kg. 6.31 m. 28.- Flecha correspondiente a 50° C sin viento 33.45 33.45 CABLE DE GUARDA 2- 7# 8 / 0.3896 29.- Número de hilos, calibre y peso unitario CRUCE: VIA DE FF.CC. CLAVE " V " MEXICO - VERACRUZ KM. DE VIA = 348+150 KM. LT. =6+991.285 COTA: 1233.51 20.75 7,226.00 kg. 31.- Tensión correspondiente a 5° C con presión del viento de 55 kg/m2 1,024.20 kg. 5.50 m. 581.00 kg. 5.83 m. 32.- Flecha correspondiente a 5° C con presión del viento de 55 kg/m2 0.50 21.15 33.- Tensión correspondiente a 50° C sin viento 34.- Flecha correspondiente a 50° C sin viento 2 EST. # 3 @ 0.15 0.50 ELEV. 1215.330 TERRENO NATURAL VARS. PPLS. 8#8 EST. # 3 @ 0.25 0.40 L.SUP. # 4 @ 0.16 2.55 2.05 5.737 133.41 COMISION FEDERAL DE ELECTRICIDAD 2.00 SUBDIRECCION DE CONSTRUCCION L.SUP. # 6 @ 0.10 COORDINACION DE PROYECTOS DE TRANSMISION Y TRANSFORMACION L.SUP. # 4 @ 0.16 PROYECTO: LT. SITIO A - SITIO B 130.42 115 KV- 2C- 9.9 KM- 795 ACSR- TA/PA 263.83 L. DEL DERECHO DE VIA 0.50 L. DEL DERECHO DE VIA 0.05 PLANTILLA DE CONCRETO A XALAPA 78°0' 4.50 TORRE- 26 KM. 7+133.83 ELEV.- 1268.748 RE DE L DE 20.00 20.00 FF.CC. A DEL DE VI C. L FF.C VIA DE O DE 20.00 RAC NW. 57°08'40" DER. EN TQ .L AS SUELO HUMEDO COHESIVO O FRICCIONANTE ACPACIDAD DE CARGA Qa=0.098 MPa. TR AC AS -X AL AP A DETALLE " B " SIN ESCALA 140319 F I R MA FECHA: VERIFICO: VALIDO: NUMERO DE OBRA: ESCALA: XXXXX II 20.00 PLANTA ESCALA 1:1000 N O MB RE EJECUTO: REVISO: A CHO RE CH DE L DE DE SE. COATEPEC RESPONSABLE E LIM IT E LIM IT TORRE- 25 KM. 6+870.00 ELEV.- 1214.050 A CD. CARDEL Rev APROBADA POR LA DIRECCIÓN GENERAL DE DISTRIBUCIÓN Y ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA, Y RECURSOS NUCLEARES kg/m. 30.- Tensión mecánica de ruptura del cable de guarda 18.18 DETALLE "A" CIMENTACION kg kg. 2,476.80 26.- Flecha correspondiente a 16° C Sin viento 0.84 m 3,433.00 NUMERO DE ARCHIVO DE C.F.E. IDENTIFICADOR DE ASEGURAMIENTO DE CALIDAD: VER. 1:200 HOR. 1:1000 ACOT. HOJA: ( m) 1 de 1
