LINEAS ELECTRICAS AEREAS DE BAJA TENSIÓN CON CONDUCTORES TRENZADOS PROGRAMAS PARA EL CALCULO MECANICO

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1 LINEAS ELECTRICAS AEREAS DE BAJA TENSIÓN CON CONDUCTORES TRENZADOS PROGRAMAS PARA EL CALCULO MECANICO JULIAN MORENO CLEMENTE Málaga, Mayo de

2 PROGRAMAS PARA EL CÁLCULO DE LÍNEAS ELÉCTRICAS AÉREAS DE BAJA TENSIÓN CON CONDUCTORES TRENZADOS JULIÁN MORENO CLEMENTE 1.- OBJETO.- Estos programas tiene por objeto facilitar el cálculo mecánico de las Líneas Eléctricas Aéreas de Baja Tensión con conductores trenzados, empleando procedimientos informáticos. Se utiliza la Hoja de Cálculo EXCEL. Constituyen una ampliación y perfeccionamiento de otros programas anteriores del mismo autor. 2.- CONTENIDO Y POSIBILIDADES.- Están compuestos por los siguientes Libros EXCEL: - Cálculos mecánicos en zona A, empleando el Método de Truxá. Se calculan tensiones y flechas en conductores, y esfuerzos sobre apoyos. - Cálculos mecánicos en zonas B y C, efectuando las mismas operaciones anteriormente enumeradas, pero referidas a las zonas B y C. - Apoyos de hormigón vibrado Los programas permiten el cálculo simultáneo de una línea principal y hasta tres derivaciones desde la misma. Cada una de estas partes puede contener hasta 10 tramos comprendidos entre apoyos de anclaje, con apoyos de alineación intermedios, con un máximo de 16 vanos por cada tramo. 3.- DESCRIPCIÓN DE LOS PROGRAMAS Libro Excel nº 1.- Cálculos mecánicos utilizando el Método de Truxá en zona A. Se compone de las siguientes Hojas de Cálculo : - Datos del perfil. - Cálculo mecánico de conductores (Línea principal) - Cálculo mecánico de conductores (Derivación nº 1). - Cálculo mecánico de conductores (Derivación nº 2). - Cálculo mecánico de conductores (Derivación nº 3). - Cálculo de apoyos de estrellamiento. - Resumen. Hoja Datos del perfil. En esta Hoja se recogen todos los datos que se deducen del dibujo del perfil de la línea, debiendo consignarse los siguiente: - Nº del apoyo (Columna A). - Número del vano (Columna B) - Longitudes y desniveles de los vanos (columnas C y D), - Altura mínima necesaria en el conductor, en cada uno de los apoyos, para que se cumplan las distancias reglamentarias. (Columna E). Estas alturas se deducen del perfil. - Ángulo interno (Columna F). Los programas calculan los esfuerzos sobre los apoyos de ángulo considerando el valor del ángulo interior expresado en grados sexagesimales. En los apoyos de alineación o anclaje este ángulo interno es de 180º, que es el valor que aparece en la columna por defecto. En los apoyos de ángulo el proyectista - sustituirá el valor 180 por el del ángulo correspondiente, expresado en la forma que se indica. En esta columna, en el caso de apoyos de estrellamiento, ha de consignarse el 2

3 valor 0 para el ángulo, a los efectos de identificación por el programa de cálculo de dicho tipo de apoyos. - En el caso de que el apoyo sea de anclaje, se hará constar Anclaje en la columna G Para esta Hoja se han previsto 4 páginas, para ser utilizadas una para recoger los datos de la línea principal, y las demás para las 3 derivaciones previstas El número del primer apoyo de cada página se cumplimenta automáticamente a partir de los datos introducidos en la Hoja de Cálculo de Conductores. Para la elección de la constante de la curva para el dibujo del perfil, y su correlación con los valores a adoptar para la componente horizontal máxima de la tensión (es decir, la que corresponde a las condiciones extremas reglamentarias), remitimos a lo indicado en el documento Líneas Trenzadas B.T. Hojas para el Cálculo Mecánico de Conductores. El programa contiene 4 Hojas, una para la línea principal y tres para las derivaciones. Son exactamente iguales, por lo que describiremos una de ellas. Criterio general de confección.- Dado que el cálculo mecánico ha de efectuarse para cada tramo comprendido entre apoyos de anclaje (conductor sujeto con piezas de amarre), con apoyos de alineación intermedios en el caso más general, se ha dedicado una parte de la Hoja al cálculo de un tramo. Terminado dicho cálculo se acciona un botón para almacenar los resultados en otra parte de la Hoja, quedando la parte de cálculo propiamente dicha disponible para calcular un nuevo tramo. Esta forma de proceder se ha de aplicar sucesivamente para el cálculo de la línea principal y de cada una de las derivaciones. Se han dispuesto los siguientes botones asociados cada uno a una macro: CELDAS H120 Y SIGUIENTES. - Botón para borrado de datos almacenados correspondientes a cálculos anteriores. - Botones (10) para el copiado de datos de cada uno de los tramos calculados. Así pues, se ha de comenzar borrando los datos de cálculos anteriores, y accionando el botón de copiar correspondiente a cada tramo calculado, procediendo así sucesivamente hasta la finalización del cálculo de la línea principal o de cada derivación. Para facilitar el acceso a los botones, se puede pinchar en el triángulo existente a la derecha de la celda donde se consiga el número de la celda seleccionada, apareciendo Botones 1 Estructuración de la Hoja de Cálculo.- Para seguir mejor esta explicación se recomienda abrir la Hoja, y reducir su escala al 10 % para ver prácticamente su totalidad. Cada Hoja de Cálculo esta formada por 7 columnas de páginas, que contiene lo siguiente: Las columnas 1 y 2 son las que contienen la parte de cálculo propiamente dicha, que se utiliza para calcular cada uno de los tramos. El contenido detallado es el siguiente: - Introducción de datos (celdas coloreadas en amarillo), incluidos la selección del conductor, la componente horizontal máxima adoptada y los números de los vanos. - Cálculo de los valores de los parámetros L y N. - Cálculo de los esfuerzos sobre apoyos de alineación, correspondientes al tramo que se calcula. 3

4 - Condiciones de cálculo, que el programa determina automáticamente, y tabla de tensiones y flechas correspondientes al tramo. Entre los datos que se facilitan está la constante de la catenaria resultante para cada tramo. En la columna 2 se encuentran las ecuaciones utilizadas para el cálculo, bajo un recuadro. Estas ecuaciones han sido ocultadas por criterios de simplificación de la Hoja, pero pueden verse seleccionando el recuadro y haciendo que el color de la fuente sea negro. En la columna 3, el, programa calcula automáticamente los esfuerzos sobre los apoyos de anclaje, ángulo y fin de línea. Por otra parte, en la misma columna, se incluye un resumen de los datos que resultan necesarios para introducir en el programa de cálculo de los apoyos de estrellamiento. La columna 4 se ha dejado en blanco. En las columnas 5 y 6 se almacenan los datos correspondientes a tensiones y flechas y esfuerzos sobre los apoyos de alineación. En la columna 7 aparece una tabla, en la cual figuran los esfuerzos actuantes sobre los apoyos de la parte de instalación que se calcula, así como las alturas mínimas necesarias para el conductor.. Resumen detallado de todos los pasos a seguir en el cálculo. 1º.- Se cumplimentan los datos correspondientes en la Hoja 1 (Datos del perfil), tanto para la línea principal como para cada una de las derivaciones. Los números del primer apoyo en la línea principal y cada una de las derivaciones se introduce automáticamente a partir de los datos introducidos en la Hoja posterior. A la vista del esquema o plano, se introducen los números de los apoyos, de los vanos, y las longitudes y desniveles de éstos. De acuerdo con la información contenida en el dibujo del perfil, se introducen las alturas mínimas necesarias en el conductor, en cada uno de los apoyos. En cuanto al valor del ángulo, dado que por defecto viene consignado el valor 180º sex., deberá corregirse dicho valor en los apoyos de ángulo. En los apoyos de estrellamiento se pondrá el valor 0. En la columna siguiente se consignará Anclaje en el caso de apoyos de tal tipo. 2º.- Pasamos a la Hoja siguiente. En primer ligar se acciona el botón borrar de la celda H 120. A continuación cumplimentamos las celdas coloreadas de amarillo en la página 1 de la Hoja. Es necesario consignar el número del apoyo que corresponde al inicio de la parte de instalación que se calcula, y el peso mínimo a considerar en los apoyos para que puedan ser considerados de alineación. Para consignar el valor de la componente horizontal máxima de la tensión utilizada en cada tramo, recomendamos ver lo indicado en el documento en formato Word Líneas Trenzadas B. T. A medida que vamos introduciendo los números de los vanos, aparecen los datos correspondientes a cada uno de ellos., Si alguno de los vanos no debe formar parte del tramo que se calcula, nos aparecerá al lado del número un mensaje No en rojo, lo que puede ser debido a una de las siguientes causas. - El ángulo de las dos desviaciones es superior a 15º sex. - El apoyo es de anclaje o de estrellamiento. - El peso que gravita sobre la cuna de apoyo del conductor es inferior al consignado en la celda G 9. 4

5 Si aparece dicho mensaje ha de eliminarse el último vano introducido. La componente horizontal de la tensión adoptada debe ser igual o inferior a la máxima permitida que el programa calcula. Si en algún momento ello no fuese así, aparece una advertencia en el recuadro de la columna I de la página 1, coloreado en verde. El programa calcula las tensiones y flechas correspondientes al tramo. Se procede de la misma forma para cada uno de los tramos que componen cada parte de la instalación que se calcula (Línea principal o derivaciones 1, 2 o 3). Cada vez que se calcula un tramo se acciona el botón de copiado del mismo ( caldas H124 y siguientes). Cuando se ha terminado de calcular una de las partes de la instalación (Línea principal o derivaciones), se pasa a calcular la parte siguiente en la Hoja de Cálculo que se encuentra a continuación. Para cada parte de la instalación el programa nos facilita: - Las tablas de tensiones y flechas, por tramos entre apoyos de anclaje. - Los esfuerzos sobre apoyos en cada una de las condiciones reglamentarias (excepto apoyos de estrellamiento, a los cuales nos referimos a continuación). Apoyos de estrellamiento. Se ha confeccionado una Hoja de Cálculo para los apoyos de estrellamiento. En ella aparecen todos los datos necesarios para ser reflejados en el programa de cálculo de apoyos de estrellamiento, correspondientes a todas las partes de la instalación que se proyecta. Trasladados dichos datos a cada uno de los apoyos que se han de calcular, el programa procede al cálculo de esfuerzos en las diferentes hipótesis reglamentarias, facilitando además el ángulo que forma el esfuerzo resultante con el eje de abcisas, al objeto de poder disponer el apoyo de forma que su cara de máxima resistencia se disponga para absorber dicho esfuerzo. Para el cálculo de este tipo de apoyos, se adoptan unos ejes de coordenadas, teniendo el de abcisas la dirección del conductor de llegada, y el de ordenadas la perpendicular, considerando como centro del sistema el apoyo. RESUMEN. En esta Hoja quedan reflejados todos los datos correspondientes al conjunto de la instalación proyectada Libro Excel nº 2.- Cálculos mecánicos utilizando el Método de Truxá en zonas B y C. Dada la similitud de este Libro con el anteriormente descrito, no nos perece necesario repetir lo que se ha indicado anteriormente. Únicamente diremos que en la página nº 1 de la Hoja correspondiente al Cálculo Mecánico de Conductores, no solamente hay que hacer la selección del conductor mediante una lista desplegable, sino también la selección de la zona ( B o C) Libro Excel nº 3.- Apoyos de hormigón vibrado. Contiene los programas que efectúan los siguientes cálculos: - Cimentaciones y alturas útiles (apoyos aislados) - Cimentaciones y alturas útiles (Serie de apoyos) - Cimentaciones y alturas útiles (Serie de apoyos en disposición gemela) - Relación de esfuerzos nominales y útiles. Málaga, Mayo de JULIAN MORENO CLEMENTE Dr. Ingeniero Industrial 5