Líneas aéreas I SEMESTRE 2021 1 Componentes SEGMENTO DE LÍNEA • Tramo de MT • Tramo de BT • Bajante de MT • Bajante de BT EQUIPOS • Puesto de Protección Dinámico • Puesto Seccionador Fusible • Puesto Protección BT • Puesto Seccionador • Puesto Corrector FP • Puesto Transformación CLIENTES Y SERVICIOS ESTRUCTURAS • Punto de Carga • Luminarias • Estructura Línea Subterránea • Estructura Soporte • Subestación • Tensor • Punto Misceláneo COMPONENTES DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN 2 Unidades de construcción (homologadas) 3 Vano, luz, flecha y apoyos (postes y soporte) Se llama vano de una conducción aérea a la distancia entre apoyo y apoyo (ver figura). Se llama flecha (ver figura), a la distancia entre la línea recta que pasa por los dos puntos de sujeción de un conductor en dos apoyos consecutivos, y el punto mas bajo de este mismo conductor. El apoyo a una línea aérea está constituido por el poste y los elementos que soportan los conductores. En la practica solamente se utilizan como materiales de construcción para postes la madera, el hormigón y el acero. En lo que a soportes se refiere, cuando son pocos los aisladores que se instalen en un poste se sujetan a el directamente, por medio de elementos adecuados. Si el numero de aisladores es grande, se montan generalmente en apoyos en forma de brazo horizontal y que se denomina cruceta; las crucetas según los casos pueden ser también de madera, hormigón o metálicas sin que, necesariamente, el poste esté construido del mismo material que la cruceta: así, por ejemplo, hay postes de madera con crucetas de madera o con crucetas metálicas, postes de hormigón con crucetas de hormigón o crucetas metálicas. 4 Configuraciones de las líneas aéreas Estructuras de media tensión trifásica 1/3 http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=152&Itemid=146 5 Configuraciones de las líneas aéreas Estructuras de media tensión trifásica 2/3 http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=152&Itemid=146 6 Configuraciones de las líneas aéreas Estructuras de media tensión trifásica 3/3 http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=152&Itemid=146 7 Configuraciones de las líneas aéreas Estructuras de media tensión monofásica 1/2 http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=11&Itemid=194 8 Configuraciones de las líneas aéreas Estructuras de media tensión monofásica 2/2 http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=11&Itemid=194 9 Unidades de construcción Estructura secundaria centrada – pasante (o tangente). ESV - 1CP 22 kV 10 Configuraciones de las líneas aéreas Estructuras de baja tensión – Red desnuda 1/3 http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=157&Itemid=195 11 Configuraciones de las líneas aéreas – Red desnuda Estructuras de baja tensión – Red desnuda 2/3 http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=157&Itemid=195 12 Configuraciones de las líneas aéreas – Red desnuda Estructuras de baja tensión – Red desnuda 3/3 http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=157&Itemid=195 13 Configuraciones de las líneas aéreas Estructuras de baja tensión – Red Pre-ensamblada http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=16&Itemid=135 14 Tipos de conductores: Cobre, Aluminio, Acero. Conductor Solido: Un conductor individual de sección solida circular (ver figura). Conductor trenzado: un grupo de alambres individualizados (ver figura). Conductor de aluminio reforzado con acero (ACSR) (ver figura) Todo el conductor de aluminio (AAC) Conductor de aluminio soportado por acero (ACSS) Todo el conductor de aleación de aluminio (AAAC) Conductores de aluminio desnudo reforzados con aleación de aluminio (ACAR) Conductor de Aluminio Compuesto Reforzado (ACCR) Conductor de aluminio de núcleo compuesto (ACCC) Alambre trapezoidal(TW) Conductor resistente a la vibración (VR) Auto - amortiguación (SD) Alambre revestido de cobre: Un alambre de acero revestido de cobre (ver Figura). Alambre revestido de aluminio: Un alambre de acero revestido de aluminio (ver Figura en la siguiente lamina). 15 Tamaño del cable Calibre del cable El sistema norteamericano es un sistema para clasificar el tamaño del cable basado en un numero de pasos requeridos al fabricarlos. Mientras mas grande sea el calibre del cable, es mas pequeño el cable. Circular mil. El área contenida en un circulo que tiene un diámetro de 1/1000 pulgada. 16 Datos de los conductores La mayoría de los conductores son de aluminio o cobre. Las empresas de distribución usan aluminio para casi todas las nuevas instalaciones aéreas. El aluminio es más ligero y menos costoso para la capacidad de transporte de corriente dada. El cobre fue instalado más en el pasado, por lo que importantes longitudes de cobre todavía están en servicio en circuitos aéreos. El aluminio para los conductores de poder es aleación 1350, que es 99.5% puro y tiene una conductividad mínima de 61.0% IACS [para características más completas, ver el Manual del conductor eléctrico de aluminio (Asociación de aluminio, 1989)]. El aluminio puro se derrite a 660 grados centígrados. El aluminio comienza a recocerse (suavizar y perder fuerza) por encima de 100 grados centígrados Tiene buena resistencia a la corrosión, cuando se expone a la atmósfera, el aluminio se oxida. El aluminio puede corroerse rápidamente a través del contacto eléctrico con cobre o acero. Esta corrosión galvánica (corrosión de metales diferentes) se acelera en presencia de sales. El cobre tiene muy baja resistividad y es ampliamente utilizado como un conductor de energía, aunque el uso como un conductor aéreo se ha vuelto raro porque el cobre es más pesado y más caro que el aluminio. Tiene una resistencia significativamente menor que el aluminio en volumen - un conductor de cobre tiene ampacidad (resistencia) equivalente a la de un conductor de aluminio que tiene dos tamaños mas grandes de AWG. El cobre tiene una muy buena resistencia a la corrosión. Se derrite a 1083 grados centígrados, comienza a recocerse a aproximadamente 100 grados centígrados y se combina más rápidamente entre 200 y 325 grados centígrados (este rango depende de la presencia de impurezas y la cantidad de endurecimiento). Cuando el cobre se combina, se ablanda y pierde resistencia a la tracción. 17 Se especifican diferentes tamaños de conductores con números de calibre o área en circular mils. Los cables más pequeños son normalmente referidos usando el cable americano sistema de medición (AWG). 18 Los cables más pequeños son normalmente referidos usando el sistema de medición del cable americano (AWG). El gage es un esquema de numeración que progresa geométricamente. Un cable sólido número 36 tiene un diámetro definido de 0.005 pulg. (0.0127cm), y el tamaño más grande, un cable solido número 0000 (denominado 4/0 y pronunciado "Cuatro-cero") tiene un diámetro de 0.46-in. (1.17 cm) de diámetro. El gage más grande para la secuencia de incremento del tamaño del conductor son: 4, 3, 2, 1, 0 (1/0), 00 (2 /0), 000 (3/0), 0000 (4/0). Ir al siguiente tamaño más grande (número de indicador más pequeño) aumenta el diámetro por 1.1229. Algunas otras reglas útiles son: • Un aumento de tres tamaños de gage dobla el área y el peso y reduce a la mitad la resistencia de cd. • Un aumento de seis tamaños de medidor dobla el diámetro. Los conductores más grandes se especifican en circular mils de área de sección transversal. Un circular mil es el área de un círculo con un diámetro de un mil (un mil es un milésimo de de una pulgada). Los tamaños de los conductores a menudo se dan en kcmil, miles de circular mils. En el pasado, se usaba la abreviatura MCM, que significa miles de circulars mils (M es miles, no mega, en este caso). Por definición, un cable sólido de 1000 kcmil tiene un diámetro de 1 pulg. 19 Empalmes http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=489&Itemid=294 20 Esfuerzos a que están sometidos los apoyos para líneas aéreas a) Esfuerzos verticales, debidos, sobre todo, al peso de los conductores que soportan (ver figura) b) Esfuerzos transversales que pueden deberse a la acción del viento sobre los apoyos (ver figura), o a la acción resultante de las tracciones de los conductores (ver figura) cuando estos no están instalados paralelamente, sino formando ángulo. c. Esfuerzos longitudinales, provocados sobre todo en los apoyos de principio o de final de línea (ver figura) por la tracción longitudinal de los conductores o, en otros casos, por rotura de los conductores que soporta el apoyo 21 Apoyos Apoyos de alineación. Sirven solamente para soportar los conductores y cables de tierra y solamente se emplean en alineaciones rectas. Se denomina también apoyos de sustentación y se proyectan para estar sometidos solamente a los esfuerzos verticales y a los esfuerzos transversales debidos al viento. Apoyos de ángulo. Se emplean para soportar los conductores y cables de tierra en los vértices de los ángulos que forman dos alineaciones distintas. Deben proyectarse para soportar los esfuerzos verticales, los esfuerzos transversales debidos al viento y los esfuerzos transversales debidos a la tracción de los conductores . Apoyos de anclaje. Sirven para proporcionar puntos firmes en la línea que limiten la propagación en esta de esfuerzos longitudinales de carácter excepcional, por ejemplo, rotura de un conductor. Naturalmente, además de estos esfuerzos longitudinales excepcionales, deben proyectarse para soportar también los mismos esfuerzos que los apoyos de alineación, citados anteriormente. Se disponen en alineaciones rectas, cada 2 o 3 km., en sustitución de los postes de alineación y también se denominan, a veces, apoyos de amarre. Apoyos de fin de línea. Estos apoyos deben resistir, en sentido longitudinal de la línea, los esfuerzos longitudinales de todos los conductores y cables de tierra; se montan al principio o al final de una línea aérea, cuando el esfuerzo longitudinal de los conductores no esta equilibrado por la acción de un apoyo contiguo, como sucede, por ejemplo, al pasar de un cable subterráneo de salida de una estación transformadora a la línea aérea de transporte de la energía eléctrica. Como es natural, estos apoyos soportan también los esfuerzos transversales debidos a la acción del viento y los esfuerzos verticales debidos al peso propio de los conductores. 22 Postes los tipos de postes que existen son: ◦ Postes de madera. ◦ Postes de hormigón. ◦ Postes metálicos. Postes de madera: el campo de aplicación de este tipo de apoyo es casi exclusivamente en baja tensión, aunque es posible encontrar algún tipo de poste de madera en alguna línea de media tensión. Como ventajas podemos decir que son fáciles de transportar gracias a su ligereza y bajo precio en comparación con los postes de hormigón y los metálicos. Como desventajas: su vida media relativamente corta (aproximadamente 10 años), la putrefacción es la mayor causa de deterioro, sobre todo en la parte inferior del poste, no se permiten grandes vanos y los esfuerzos en la cabeza y altura son limitados. 23 Poste de madera Generalidades Los postes de madera son los más económicos de fabricación y montaje; constituyen el soporte o apoyo más generalizado para las conducciones eléctricas. Su uso es universal para líneas aéreas de baja tensión. La tensión máxima de utilización es de unos 15 kV, aunque se recomienda su empleo solamente en tramos rectos y cuando el número de conductores que deben soportar es, como máximo, de 3 a 4; en otros casos, son preferibles los postes de hormigón o de acero. La longitud de los vanos oscila entre 40 y 80 m situando, por lo menos, un poste de anclaje cada 20 o 25 postes sencillos de alineación. Características técnicas de los postes de madera Llamamos pie de un poste de madera a la parte más ancha, destinada a ser enterrada en el suelo; y despunte, la parte superior, de menor sección. El despunte está achaflanado (ver figura) para dificultar la penetración del agua de lluvia y generalmente se pinta con alquitrán. El pie del poste se corta perpendicularmente al eje longitudinal y en el plano del corte se encuentran frecuentemente la marca de la casa fabricante y el tamaño nominal del poste. 24 Postes 2/3 Postes de hormigón: a. Postes de hormigón armado: En este tipo de postes las armaduras empleadas son de hierro con carga a la ruptura de 40 a 42Kg/mm2 . Actualmente se utilizan aceros con resistencia a la tracción de 50 Kg/ mm2 . Para los postes que se construyen a pie de obra se emplean aceros especiales con menor peso, con resistencias de hasta 120 Kg/mm y se obtienen apreciables ventajas económicas sobre los postes construidos en fábricas, este tipo de poste es el que más se utiliza en redes de baja tensión. La ventaja principal de este tipo de postes es su duración ilimitada además de no necesitar mantenimiento. El mayor inconveniente es el precio con respecto a los postes de madera y que al ser más pesados se incrementan los gastos en el transporte. b. Postes de hormigón armado y vibrado: con la finalidad de mejorar las cualidades del hormigón armado se fabrican este tipo de postes. Para mejorar las cualidades del hormigón armado puede someterse a vibraciones, obteniéndose el hormigón vibrado. Estas vibraciones consisten en sacudidas de elevada frecuencia de (3.000 a 22.000 vibraciones/min), reduciéndose el volumen de aire y se obtiene un material mucho más resistente a los esfuerzos mecánicos. Tomando en cuenta que el material más caro es el cemento con la vibración se obtiene una reducción de hasta el 20% de cemento. Debido a la reducción del peso en este tipo de postes se pueden construirse en fábricas en donde se someten a los siguientes ensayos: esfuerzos de tracción y de compresión, cargos de rotura, límites elásticos, etc. Suelen tener una altura entre los 7 y 18 m y su sección es rectangular o en forma de doble T. La principal ventaja de este tipo de postes es que se puede fabricar en el lugar de su implantación y así ahorrarse los gastos en transporte. c. Postes de hormigón armado centrifugado: este tipo de postes se emplea en líneas rurales en baja tensión y alta tensión incluido líneas de 220 KV, mástiles para alumbrado exterior, además en combinación con varios postes se pueden realizar configuraciones de apoyos en ángulo, derivación, anclaje, etc. No son empleados en lugares de difícil acceso precisamente porque su fabricación no puede realizarse en talleres provisionales. d. Postes de hormigón armado pretensado: este tipo de postes cada vez es más utilizado ya que su precio resulta mucho más económico que los del hormigón corriente. 25 Postes 3/3 Postes metálicos: El metal más utilizado en este tipo de postes es el acero de perfiles laminados en L, U, T, I, etc. Para unir los diferentes perfiles se utilizan remaches, tornillos, pernos e incluso en según que casos la soldadura. a. Postes metálicos de presilla: Básicamente está constituido por dos tramos ensamblados por tornillos. Cada tramo está formado por 4 montantes angulares de ala iguales unidos entre sí por presillas soldadas de ahí el nombre. La cabeza o tramo superior tienen una longitud de 6m y la parte inferior se puede configurar con diferentes tramos para obtener alturas de 10, 12, 14, 18 y 20 m. b. Postes metálicos de celosía: este tipo de poste se emplea prácticamente en las altas tensiones, desde medias tensiones hasta muy altas tensiones, es decir, en líneas de 3ª, 2ª y 1ª categoría. Su forma y dimensiones dependerá de los esfuerzos a los que esté sometido, de la distancia entre postes y la tensión de la línea. 26 Postes metálicos Generalmente, se emplea el acero de calidad normal. Actualmente, se estudia el empleo de diversas alecciones ligeras, es decir, a base de aluminio y acero. Como elementos de unión se utilizan, sobre todo, los pernos, tornillos y remaches (No se ha generalizado el empleo de la soldadura). En lo que se refiere a los materiales que deben emplearse en la construcción de postes metálicos, la reglamentación vigente establece que no pueden utilizarse perfiles abiertos de espesor inferior a 4 mm. Cuando los perfiles fueran galvanizados por inmersión en caliente, el límite anterior puede reducirse a 3 mm. En construcciones remachadas o atornilladas no podrán realizarse taladros sobre flancos de perfiles que tengan una anchura inferior a 35 mm. Cuando los perfiles de la base del poste se prolonguen dentro del terreno sin recubrimiento de hormigón (por ejemplo, en el caso de cimentaciones metálicas), el espesor de los perfiles enterrados no será inferior a 6 mm. No deben emplearse tornillos ni remaches de un diámetro inferior a 12 mm. Cuando se utilicen tubos o perfiles cerrados, debe hacerse de forma que resulten estancos, es decir, sin comunicación de su cavidad interior con el exterior. En estas condiciones, el espesor mínimo, de la pared no será inferior a 3 mm, límite que podrá reducirse a 2,5 mm, cuando estuvieron galvanizados por inmersión en caliente. En los perfiles metálicos enterrados sin recubrimiento de hormigón, se cuidará especialmente su protección contra la oxidación, empleando agentes protectores adecuados, como galvanizado, soluciones bituminosas, brea de alquitrán, etc.,.. Se recomienda la adopción de protecciones anticorrosivas de la máxima duración, en atención a las dificultades que se presentan para los necesarios tratamientos posteriores de conservación. 27 Clasificación de postes metálicos como se indica a continuación: l. Postes de perfiles laminados. 2. Postes tubulares. 3. Postes de celosía de perfiles laminados. 4. Postes de celosía tubular. 5. Postes de celosía mixtos. 1 2 3 28 En resumen, diversos tipos de estructuras 29 Codificar unidades de propiedad y construcción 30 Estructura codificada y homologada 31 Transformadores trifásicos http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=148&Itemid=265 32 Transformadores monofásicos http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=145&Itemid=264 33 Seccionamiento y protección monofásico 34 Puesta a tierra http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=164&Itemid=308 35 Equipos de Compensación Trifásico http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=60&Itemid=279 36 Tensores y anclajes en media tensión 1/2 http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=166&Itemid=801 37 Tensores y anclajes en media tensión 2/2 http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=166&Itemid=801 38 Tensores y anclajes en baja tensión http://www.unidadesdepropiedad.com/index.php?option=com_content&view=article&id=484&Itemid=802 39 Mejores practicas – sistemas de distribución 40 SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN 41 MEJORES PRACTICAS - IEC SCADA Sistema Comercial CIS Sistema de Gestión de la Distribución DMS Sistema Gestión de Interrupciones OMS Confiabilidad y Sistema Planificación Sistema de Información Geográfico GIS Sistema de Medición AMI Gestión de los datos de Medición MDM Activos y Sistema Gestión del Trabajo WMS Sistema Gestión de Trabajo Móbil MWMS 42
