5.1 CÁLCULOS MECÁNICOS DEL CONDUCTOR SUBTERRÁNEO SOTERRAMIENTO PARCIAL DE LA LÍNEA ELÉCTRICA DC 132 kv CASILLAS - PUENTE NUEVO Y LANCHA- RIVERO
INDICE 1 CÁLCULO DE TRAZADO ADMISIBLE... 2 2 CÁLCULO DE LA PRESION LATERAL DEL CABLE... 4 1
1 CÁLCULO DE TRAZADO ADMISIBLE Para situar las cámaras de empalme se debe comprobar que el tendido del cable entre dos cámaras es posible, para lo cual se deberá calcular el esfuerzo necesario para el tendido de los cables y comprobar que éste es inferior al permitido. El proceso para calcular el esfuerzo de tendido entre dos cámaras consiste en: Dividir la sección de tendido en cuantos tramos distintos sean precisos. Se considerará que un tramo es distinto a otro cuando tengan diferente una o más de las siguientes características: valor de la pendiente signo de la pendiente (rampa o pendiente propiamente dicha); plano de la curva (horizontal o vertical); valor de la curvatura (radio); si la curva es vertical, sentido de tiro (ascendente o descendente). Comenzando por el extremo de entrada del cable en el conducto, en el punto opuesto al de tiro, se van calculando, según las fórmulas indicadas a continuación, los incrementos de tensión que produce cada tramo, partiendo del valor de la tensión del tramo anterior, hasta llegar al extremo de la sección de tendido en que se efectúa el tiro. Se comprobará que la tensión a la salida es menor que la tensión admisible para el cable. Para calcular el esfuerzo de tracción necesario para la instalación de los cables por el tubo se utilizará un coeficiente de rozamiento de 0,35, coeficiente que estará próximo al real si los tubos están bien alineados y limpios, y el cable bien lubricado. Las fórmulas que se emplearán para los cálculos descritos serán las siguientes: 1. El incremento de tensión (kp) producido en el cable por un tramo recto horizontal es 2
T r = p l µ siendo l su longitud (m), p el peso (kp/m), y µ el coeficiente de rozamiento. 2. La tensión (kp) a la salida de una curva o codo horizontal es: T s = ( T e + p r) e µ ϕ p r Donde: Te: Tensión a la entrada, en kp; r: radio de curvatura, en m; ϕ: ángulo central de la curva o codo, en radianes (1 radian 57,3 grados) p: peso por unidad de longitud del cable (kg) µ: coeficiente de rozamiento 3. Un tramo recto en rampa o en pendiente, produce un incremento de tensión, de valor: T = p l ( µ ± tgα ) donde: + para rampas y para pendientes l: longitud de la proyección horizontal del tramo, en m; α: ángulo de la rampa o la pendiente con la horizontal. 4. La tensión Ts(kp) a la salida de una curva o codo vertical es: T µ ϕ s = Te e ± + ϕ p r ( µ cos( ϕ / 2) sen( ϕ / 2)) donde: + para sentido ascendente y para descendente 5. Las curvas o codos situados en planos inclinados se asimilarán a planos horizontales o verticales según su mayor similitud a uno u otro caso. 3
2 CÁLCULO DE LA PRESION LATERAL DEL CABLE Según la complejidad del recorrido que tenga que realizar el cable, podemos encontrar limitaciones a la hora de realizar el tendido. Las dos limitaciones principales son: El esfuerzo máximo de tiro que se puede aplicar con garantías de seguridad sobre la punta del cable preparada para el tendido. Tensión U (kv) Esfuerzos de tracción admisibles Sección(mm 2 ) Unitario Total 132 1200 mm 2 3 dan/mm 2 3600 dan Tabla 1. Esfuerzos de tracción admisibles La presión lateral sobre el cable en los cambios de dirección a lo largo de la ruta. El valor máximo que el cable puede superar figura en la siguiente tabla. Tendido Tubular 1000 dan/m Tendido sobre rodillos 150 dan/rodillo Tabla 2. Presión lateral La presión lateral a la que está sometido un cable en una curva durante el tendido, depende de los esfuerzos de tracción al inicio de la curva, al ángulo de la misma y al radio de curvatura. En este caso, encontramos que la presión lateral por unidad de longitud a la que está sometido el cable es: Donde: P F α R = sinα 2 α 360 presión lateral esfuerzo de tiro al que está sometido el cable en ese punto ángulo de la curva radio de curvatura 4
SOTERRAMIENTO PARCIAL DE LA LINEA ELECTRICA DC 132 kv CASILLAS-PUENTE. NUEVO Y LANCHA-RIVERO DATOS INICIALES Cable Potencia CABLE UNIPOLAR SUBTERRÁNEO AT, 76/132kV 1200mm2 Al H 120 Cu Peso, (kg/m) 9,7 Coef. Rozamiento 0,45 (Sin lubricación) Tensión max. tiro (dan) 3600 Presión lateral max. Tubular (dan/m) 1000 Rodillos (dan/rodillo) 150 TRACCIÓN MÁXIMA DE TIRO SECCIONES RECTO CURVA HORIZONTAL RECTO RAMPA TENSIÓN TOTAL nº Localización Longitud, (m) Tensión Tr, (dan) Longitud, (m) Radio Curvatura, (m) Angulo central, (rad) Tensión Tc, (dan) Longitud, (m) Pendiente, (rad) Tensión Tp, (dan) Inicial, (dan) Final, (dan) Estado 1 Ap.Nº407-20m 20 10 1,8675023 125,34 0 125,34 2 20m-280m 260 1260,24 125,34 1260,24 3 280m-490m (CE1) 210 295 0,715584993 2772,41 1260,24 2772,41 ok 4 490m-570m 80 349,20 349,20 5 570m-730m 160 48 2,792526803 1490,65 349,20 1839,85 6 730m-810m 80 2189,05 1839,85 2189,05 7 810m-1030m (CE2) 220 160 1,221730476 3263,27 2189,05 3263,27 ok 8 1030m-1590m (CE3) 560 2444,40 2444,40 ok 9 1590-1890m 300 1309,50 1309,50 10 1890m-2010m 120 143 0,837758041 1907,69 1309,50 1907,69 11 2010m-2130m 120 42 3,246312409 3194,15 1907,69 3194,15 12 2130m-2190m (CE4) 60 3456,05 3194,15 3456,05 ok 13 2190m-2330m 140 611,10 611,10 14 2330m-2490m 160 427 0,366519143 1328,08 611,10 1328,08 15 2490m-2800m (CE5) 310 2681,23 1328,08 2681,23 ok 16 2800m-3050m 250 1091,25 1091,25 17 3050m-3130m 80 113 0,715584993 1479,02 1091,25 1479,02 18 3130m-3190m 60 55 1,082104136 1779,24 1479,02 1779,24 19 3190m-3230m 40 65 0,610865238 1941,13 1779,24 1941,13 20 3230m-3320m 90 2333,98 1941,13 2333,98 21 3320m-3350m 30 11 2,862339973 2564,47 2333,98 2564,47 22 3350m-3360m 10 2608,12 2564,47 2608,12 23 3360m-3390m 30 10 1,169370599 2624,47 2608,12 2624,47 ok Página 1
SOTERRAMIENTO PARCIAL DE LA LINEA ELECTRICA DC 132 kv CASILLAS-PUENTE. NUEVO Y LANCHA-RIVERO DATOS INICIALES Cable Potencia CABLE UNIPOLAR SUBTERRÁNEO AT, 76/132kV 1200mm2 Al H 120 Cu Peso, (kg/m) 9,7 Coef. Rozamiento 0,45 (Sin lubricación) Tensión max. tiro (dan) 3600 Presión lateral max. Tubular (dan/m) 1000 Rodillos (dan/rodillo) 150 PRESIÓN LATERAL MÁXIMA SECCIONES CURVA HORIZONTAL PRESIÓN LATERAL TENDIDO nº Localización Longitud, (m) Radio Curvatura, (m) Angulo central, (rad) Tensión Tc, (dan) P, (dan) TUBULAR RODILLOS Estado Nº Rodillos P, (dan)/rodillo Estado 1 Ap.Nº407-20m 20 10 1,8675023 125,34 618,27 ok 2 20m-280m 3 280m-490m (CE1) 210 295 0,715584993 2772,41 527,05 ok 4 490m-570m 5 570m-730m 160 48 2,792526803 1490,65 1255,00 10 125,4996428 ok 6 730m-810m 7 810m-1030m (CE2) 220 160 1,221730476 3263,27 1097,24 8 137,1547667 ok 8 1030m-1590m (CE3) 9 1590-1890m 10 1890m-2010m 120 143 0,837758041 1907,69 742,20 ok 11 2010m-2130m 120 42 3,246312409 3194,15 2680,85 18 148,9362695 ok 12 2130m-2190m (CE4) 13 2190m-2330m 14 2330m-2490m 160 427 0,366519143 1328,08 177,21 ok 15 2490m-2800m (CE5) 16 2800m-3050m 17 3050m-3130m 80 113 0,715584993 1479,02 734,03 ok 18 3130m-3190m 60 55 1,082104136 1779,24 1764,39 12 147,032703 ok 19 3190m-3230m 40 65 0,610865238 1941,13 1684,57 12 140,3809981 ok 20 3230m-3320m 21 3320m-3350m 30 11 2,862339973 2564,47 9242,50 20 462,125094 Lubricación necesaria 22 3350m-3360m 23 3360m-3390m 30 10 1,169370599 2624,47 14194,85 20 709,7426616 Lunricación necesaria Página 2