ANEXO A VERIFICACIÓN DE CONDUCTORES DE FASE ANÁLISIS DE FLECHAS Y TENSIONES PELICAN, FLICKER, HAWK Y HEN.
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- Gerardo Castro Gutiérrez
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1 ANEXO A VERIFICACIÓN DE CONDUCTORES DE FASE ANÁLISIS DE FLECHAS Y TENSIONES PELICAN, FLICKER, HAWK Y HEN.
2 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 1 de 35 ESTUDIO MECÁNICO CONDUCTOR DE FASES PELICAN FLECHAS Y TENSIONES INFORMACIÓN DE ENTRADA 1. INFORMACIÓN GENERAL Tipo de cable = Conductor de fases Vano regulador mínimo (Vri) = 100 m Vano regulador máximo (Vrj) = 1500 m Incrementos (Δi) = 100 m Altura media de fijación (Hi) = 45 m 2. CARACTERISTICAS GENERALES CONDUCTORES 1 C. Fases Tipo material = ACSR - Nombre = PELICAN - Calibre = Sección transversal (A)= mm² Diámetro total (φ)= mm M. elasticidad final (E)= Mpa Carga última de rotura (TUR)= 5334 kg Peso unitario (γu)= kg/m Coeficiente de dilatación (C.d)= C Conductores por fase = 1 Longitud cadenas (Lc)= 2000 mm 4. LIMITES DE TENSIONADO %T.R Elasticidad Viento Limite Caso Carga EDS (EDS)= 20 Final Nulo Caso Temperatura Mínima (Tmin)= 33 Inicial Nulo Caso Temperatura Máxima (Tmax)= 20 Final Nulo Caso Viento Máximo (Tvmax)= 50 Final Máximo 8312 Caso Viento Máximo Promedio (Tvmed)= 50 Final Medio PARÁMETROS METEOROLÓGICOS Temperatura media (TMed)= 26.6 Temperatura máxima ambiente (VMaxam)= 37.9
3 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 2 de 35 Temperatura mínima (VMin)= 16.7 Temperatura montaje (VMon)= 22 Temperatura máxima operación (VMaxop)= 75 Altura sobre el nivel del mar (A.s.n.m)= 150 msnm Velocidad de viento máximo (VM₅₀)= 120 km/h Velocidad de viento promedio (VMed)= 72 km/h Categoría de exposición = C - INFORMACIÓN DE SALIDA 6. PRESIONES DE VIENTO F = Po*Kz*Kzt*G*A*FRV Po= Q*V^2*Cf Coeficiente de densidad de aire (Q)= kgm/mᶟ Coeficiente de fuerza (Cf)= Presión de viento máximo (Po.max)= kg/m² Presión de viento medio (Po.med)= kg/m² 7. CÁLCULO MECÁNICO = Caso Carga EDS Temperatura ( C) = 26.6 Viento (km/h) = 0 Peso final (kg/m) =
4 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 3 de 35 = Caso Temperatura Mínima Temperatura ( C) = 16.7 Viento (km/h) = 0 Peso final (kg/m) = = Caso Temperatura Máxima Temperatura ( C) = 75 Viento (km/h) = 0 Peso final (kg/m) =
5 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 4 de = Caso Viento Máximo Temperatura ( C) = 22 Viento (km/h) = 120 Factor de exposición (Kz)= 1.20 Factor de topografía (Kzt)= = Caso Viento Máximo Promedio Temperatura ( C) = 22 Viento (km/h) = 72 Factor de exposición (Kz)= 1.20 Factor de topografía (Kzt)= 1.00
6 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 5 de
7 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 6 de 35 VANO REGULADOR VS TENSIÓN LONGITUDINAL 3000 Cálculo Mecánico Conductor de fases PELICAN 2500 Tensión Longitudinal (kg) Vano regulador (m) EDS Tmin Tmax Vmax Vmed Limite de tensión
8 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 7 de 35 VANO REGULADOR VS TENSIÓN HORIZONTAL 1900 Cálculo Mecánico Conductor de fases PELICAN Tensión Horizontal (kg) Vano regulador (m) EDS Tmin Tmax Vmax Vmed
9 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 8 de 35 VANO REGULADOR VS FLECHA 25 Cálculo Mecánico Conductor de fases PELICAN 20 FLECHA (m) Vano regulador (m) EDS Tmin Tmax Vmax Vmed
10 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 9 de 35 ESTUDIO MECÁNICO CONDUCTOR DE FASES FLICKER FLECHAS Y TENSIONES INFORMACIÓN DE ENTRADA 1. INFORMACIÓN GENERAL Tipo de cable = Conductor de fases Vano regulador mínimo (Vri) = 100 m Vano regulador máximo (Vrj) = 1500 m Incrementos (Δi) = 100 m Altura media de fijación (Hi) = 45 m 2. CARACTERISTICAS GENERALES CONDUCTORES 1 C. Fases Tipo material = ACSR - Nombre = FLICKER - Calibre = Sección transversal (A)= mm² Diámetro total (φ)= mm M. elasticidad final (E)= Mpa Carga última de rotura (TUR)= 7802 kg Peso unitario (γu)= kg/m Coeficiente de dilatación (C.d)= C Conductores por fase = 1 Longitud cadenas (Lc)= 2000 mm 4. LIMITES DE TENSIONADO %T.R Elasticidad Viento Limite Caso Carga EDS (EDS)= 20 Final Nulo Caso Temperatura Mínima (Tmin)= 33 Inicial Nulo Caso Temperatura Máxima (Tmax)= 20 Final Nulo Caso Viento Máximo (Tvmax)= 50 Final Máximo 8312 Caso Viento Máximo Promedio (Tvmed)= 50 Final Medio PARÁMETROS METEOROLÓGICOS Temperatura media (TMed)= 26.6 Temperatura máxima ambiente (VMaxam)= 37.9
11 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 10 de 35 Temperatura mínima (VMin)= 16.7 Temperatura montaje (VMon)= 22 Temperatura máxima operación (VMaxop)= 75 Altura sobre el nivel del mar (A.s.n.m)= 150 msnm Velocidad de viento máximo (VM₅₀)= 120 km/h Velocidad de viento promedio (VMed)= 72 km/h Categoría de exposición = C - INFORMACIÓN DE SALIDA 6. PRESIONES DE VIENTO F = Po*Kz*Kzt*G*A*FRV Po= Q*V^2*Cf Coeficiente de densidad de aire (Q)= kgm/mᶟ Coeficiente de fuerza (Cf)= Presión de viento máximo (Po.max)= kg/m² Presión de viento medio (Po.med)= kg/m² 7. CÁLCULO MECÁNICO = Caso Carga EDS Temperatura ( C) = 26.6 Viento (km/h) = 0 Peso final (kg/m) =
12 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 11 de 35 = Caso Temperatura Mínima Temperatura ( C) = 16.7 Viento (km/h) = 0 Peso final (kg/m) = = Caso Temperatura Máxima Temperatura ( C) = 75 Viento (km/h) = 0 Peso final (kg/m) =
13 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 12 de = Caso Viento Máximo Temperatura ( C) = 22 Viento (km/h) = 120 Factor de exposición (Kz)= 1.20 Factor de topografía (Kzt)= = Caso Viento Máximo Promedio Temperatura ( C) = 22 Viento (km/h) = 72 Factor de exposición (Kz)= 1.20 Factor de topografía (Kzt)=
14 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 13 de
15 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 14 de 35 VANO REGULADOR VS TENSION LONGITUDINAL 4000 Cálculo Mecánico Conductor de fases FLICKER 3500 Tensión Longitudinal (kg) Vano regulador (m) EDS Tmin Tmax Vmax Vmed Limite de tensión
16 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 15 de 35 VANO REGULADOR VS TENSION LONGITUDINAL 2500 Cálculo Mecánico Conductor de fases FLICKER Tensión Horizontal (kg) Vano regulador (m) EDS Tmin Tmax Vmax Vmed
17 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 16 de 35 VANO REGULADOR VS FLECHA 25 Cálculo Mecánico Conductor de fases FLICKER 20 FLECHA (m) Vano regulador (m) EDS Tmin Tmax Vmax Vmed
18 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 17 de 35 ESTUDIO MECÁNICO CONDUCTOR DE FASES HAWK FLECHAS Y TENSIONES INFORMACIÓN DE ENTRADA 1. INFORMACIÓN GENERAL Tipo de cable = Conductor de fases Vano regulador mínimo (Vri) = 100 m Vano regulador máximo (Vrj) = 1500 m Incrementos (Δi) = 100 m Altura media de fijación (Hi) = 45 m 2. CARACTERISTICAS GENERALES CONDUCTORES 1 C. Fases Tipo material = ACSR - Nombre = HAWK - Calibre = Sección transversal (A)= mm² Diámetro total (φ)= mm M. elasticidad final (E)= Mpa Carga última de rotura (TUR)= 8863 kg Peso unitario (γu)= kg/m Coeficiente de dilatación (C.d)= C Conductores por fase = 1 Longitud cadenas (Lc)= 2000 mm 4. LIMITES DE TENSIONADO %T.R Elasticidad Viento Limite Caso Carga EDS (EDS)= 20 Final Nulo Caso Temperatura Mínima (Tmin)= 33 Inicial Nulo Caso Temperatura Máxima (Tmax)= 20 Final Nulo Caso Viento Máximo (Tvmax)= 50 Final Máximo 8312 Caso Viento Máximo Promedio (Tvmed)= 50 Final Medio PARÁMETROS METEOROLÓGICOS Temperatura media (TMed)= 26.6 Temperatura máxima ambiente (VMaxam)= 37.9
19 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 18 de 35 Temperatura mínima (VMin)= 16.7 Temperatura montaje (VMon)= 22 Temperatura máxima operación (VMaxop)= 75 Altura sobre el nivel del mar (A.s.n.m)= 150 msnm Velocidad de viento máximo (VM₅₀)= 120 km/h Velocidad de viento promedio (VMed)= 72 km/h Categoría de exposición = C - INFORMACIÓN DE SALIDA 6. PRESIONES DE VIENTO F = Po*Kz*Kzt*G*A*FRV Po= Q*V^2*Cf Coeficiente de densidad de aire (Q)= kgm/mᶟ Coeficiente de fuerza (Cf)= Presión de viento máximo (Po.max)= kg/m² Presión de viento medio (Po.med)= kg/m² 7. CÁLCULO MECÁNICO = Caso Carga EDS Temperatura ( C) = 26.6 Viento (km/h) = 0 Peso final (kg/m) =
20 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 19 de 35 = Caso Temperatura Mínima Temperatura ( C) = 16.7 Viento (km/h) = 0 Peso final (kg/m) = = Caso Temperatura Máxima Temperatura ( C) = 75 Viento (km/h) = 0 Peso final (kg/m) =
21 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 20 de = Caso Viento Máximo Temperatura ( C) = 22 Viento (km/h) = 120 Factor de exposición (Kz)= 1.20 Factor de topografía (Kzt)= = Caso Viento Máximo Promedio Temperatura ( C) = 22 Viento (km/h) = 72 Factor de exposición (Kz)= 1.20 Factor de topografía (Kzt)=
22 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 21 de
23 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 22 de 35 VANO REGULADOR VS TENSION LONGITUDINAL 4500 Cálculo Mecánico Conductor de fases HAWK Tensión Longitudinal (kg) Vano regulador (m) EDS Tmin Tmax Vmax Vmed Limite de tensión
24 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 23 de 35 VANO REGULADOR VS TENSION HORIZONTAL 2600 Cálculo Mecánico Conductor de fases HAWK Tensión Horizontal (kg) Vano regulador (m) EDS Tmin Tmax Vmax Vmed
25 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 24 de 35 VANO REGULADOR VS FLECHA 20 Cálculo Mecánico Conductor de fases HAWK 15 FLECHA (m) Vano regulador (m) EDS Tmin Tmax Vmax Vmed
26 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 25 de 35 ESTUDIO MECÁNICO CONDUCTOR DE FASES HEN FLECHAS Y TENSIONES INFORMACIÓN DE ENTRADA 1. INFORMACIÓN GENERAL Tipo de cable = Conductor de fases Vano regulador mínimo (Vri) = 100 m Vano regulador máximo (Vrj) = 1500 m Incrementos (Δi) = 100 m Altura media de fijación (Hi) = 45 m 2. CARACTERISTICAS GENERALES CONDUCTORES 1 C. Fases Tipo material = ACSR - Nombre = HEN - Calibre = Sección transversal (A)= mm² Diámetro total (φ)= mm M. elasticidad final (E)= Mpa Carga última de rotura (TUR)= kg Peso unitario (γu)= kg/m Coeficiente de dilatación (C.d)= C Conductores por fase = 1 Longitud cadenas (Lc)= 2000 mm 4. LIMITES DE TENSIONADO %T.R Elasticidad Viento Limite Caso Carga EDS (EDS)= 20 Final Nulo Caso Temperatura Mínima (Tmin)= 33 Inicial Nulo Caso Temperatura Máxima (Tmax)= 20 Final Nulo Caso Viento Máximo (Tvmax)= 50 Final Máximo 8312 Caso Viento Máximo Promedio (Tvmed)= 50 Final Medio PARÁMETROS METEOROLÓGICOS Temperatura media (TMed)= 26.6 Temperatura máxima ambiente (VMaxam)= 37.9
27 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 26 de 35 Temperatura mínima (VMin)= 16.7 Temperatura montaje (VMon)= 22 Temperatura máxima operación (VMaxop)= 75 Altura sobre el nivel del mar (A.s.n.m)= 150 msnm Velocidad de viento máximo (VM₅₀)= 120 km/h Velocidad de viento promedio (VMed)= 72 km/h Categoría de exposición = C - INFORMACIÓN DE SALIDA 6. PRESIONES DE VIENTO F = Po*Kz*Kzt*G*A*FRV Po= Q*V^2*Cf Coeficiente de densidad de aire (Q)= kgm/mᶟ Coeficiente de fuerza (Cf)= Presión de viento máximo (Po.max)= kg/m² Presión de viento medio (Po.med)= kg/m² 7. CÁLCULO MECÁNICO = Caso Carga EDS Temperatura ( C) = 26.6 Viento (km/h) = 0 Peso final (kg/m) =
28 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 27 de 35 = Caso Temperatura Mínima Temperatura ( C) = 16.7 Viento (km/h) = 0 Peso final (kg/m) = = Caso Temperatura Máxima Temperatura ( C) = 75 Viento (km/h) = 0 Peso final (kg/m) =
29 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 28 de = Caso Viento Máximo Temperatura ( C) = 22 Viento (km/h) = 120 Factor de exposición (Kz)= 1.20 Factor de topografía (Kzt)= = Caso Viento Máximo Promedio Temperatura ( C) = 22 Viento (km/h) = 72 Factor de exposición (Kz)= 1.20 Factor de topografía (Kzt)=
30 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 29 de
31 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 30 de 35 VANO REGULADOR VS TENSION LONGITUDINAL 5500 Cálculo Mecánico Conductor de fases HEN 4500 Tensión Longitudinal (kg) Vano regulador (m) EDS Tmin Tmax Vmax Vmed Limite de tensión
32 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 31 de 35 VANO REGULADOR VS TENSION HORIZONTAL 2900 Cálculo Mecánico Conductor de fases HEN Tensión Horizontal (kg) Vano regulador (m) EDS Tmin Tmax Vmax Vmed
33 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 32 de 35 VANO REGULADOR VS FLECHA 20 Cálculo Mecánico Conductor de fases HEN 15 FLECHA (m) Vano regulador (m) EDS Tmin Tmax Vmax Vmed
34 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 33 de 35 COMPARATIVO DE FLECHAS MAXIMAS PARA LOS CONDUCTORES EVALUADOS 25 Cálculo Mecánico Comparación de Flechas Máximas 20 FLECHA (m) Tmax PELICAN Tmax FICKLER Tmax HAWK Tmax HEN Vano regulador (m)
35 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 34 de 35 COMPARATIVO DE TENSIONES HORIZONTALES MAXIMAS PARA LOS CONDUCTORES EVALUADOS Tensión Horizontal (kg) Cálculo Mecánico Comparativo de Tensiones Horizontales Máximas HEN HAWK FLICKER PELICAN Vano regulador (m) V max PELICAN V max FLICKER V max HAWK V max HEN
36 ANEXO A- VERIFICACIÓN MECÁNICA DE CONDUCTORES DE FASE Página 35 de 35 Conclusiones 1. Grafica de comparación de flechas La mayor flecha en los conductores analizados bajo condiciones de carga máxima, se presenta en el conductor ACSR PELICAN, condición debida a la relación entre el acero y aluminio del cable, en comparación con la composición de los demás cables. Los conductores Flicker, Hawk y Hen presentan un comportamiento ante máximas cargas de operación muy similar, debido a su composición o relación de aluminio y acero, pero tienen variaciones por efecto de la diferencia en el módulo de elasticidad. Los conductores que presentan flechas muy altas, lo cual conlleva al uso de estructuras altas, o en su defecto a la ubicación de una mayor cantidad de estructuras, razón por la cual, no se recomienda utilizar conductores que generen flechas elevadas, como es para nuestro el caso el uso del PELICAN. 2. Grafica de comparación de tensiones horizontales Las mayores cargas en las estructuras (debida a las tensiones horizontales de los cables), en general se presentan para los conductores que poseen una capacidad última de rotura y un peso mayor, como se puede observar en nuestro caso los conductores HEN, HAWK y FLICKER. Las estructuras deben diseñarse para soportar la acción de las solicitaciones impuestas, y se dimensionan de acuerdo con la magnitud de las cargas, obteniendo estructuras pesadas y robustas para cargas muy altas y estructuras más óptimas para cargas más bajas. Además, las cimentaciones también son mayores para el caso de las cargas más elevadas. Por lo tanto, los conductores HEN y HAWK pueden contribuir al sobre costo de los materiales necesarios para la construcción de las estructuras y las fundaciones. Recomendaciones De acuerdo con las conclusiones anteriores y los análisis realizados, para el proyecto se recomienda la utilización de un conductor ACSR FLICKER, ya que con este se obtendrá una cantidad menor de estructuras que las que se obtendrían utilizando un ASCR PELICAN, y además el peso de las mismas será mucho menor que si se utilizan conductores ACSR HAWK o HEN.
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