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4 CALCULOS JUSTIFICATIVOS 4.1 BASES PARA EL DISEÑO OBJETIVO En este capítulo, se efectúa los cálculos necesarios para justificar los materiales a utilizar en cada uno de los tramos de línea a ejecutar. Los cálculos realizados en el presente capitulo cumplen con los requisitos del Código Nacional de Electricidad Suministro 2011, así como con las “Bases para el Diseño de Líneas y Redes Primarias”, documentos con los cuales el Ministerio de Energía y Minas uniformiza y define las condiciones técnicas mínimas para el diseño de líneas y redes primarias aéreas para los niveles de tensión que se van a utilizar Para este caso el nivel de tensión del proyecto es 7.62KV, además de garantizar los niveles mínimos de seguridad para las personas y las propiedades, y el cumplimiento de los requisitos exigidos para un sistema económicamente adaptado. Las Normas principales que se han tomado en cuenta, son las siguientes: - Código Nacional de Electricidad Suministro 2011 - Norma MEM/DEP – 001 [Rev.3] - Reglamento de la Ley de Concesiones Eléctricas Nro. 25844 - Norma MEM/DEP – 501 y 502 En forma complementaria se han tomado algunas de las siguientes Normas: - DGE – 009 – T – 3 [3] – Dirección General de Electricidad / MEM - DGE – 019 – T – 3 [4] - Dirección General de Electricidad / MEM - NESC : NATIONAL ELECTRIC SAFETY CODE - REA : RURAL ELECTRIFICATION ASSOCIATION - VDE 210 : VERBAND DEUTSCHER ELECTROTECHNIKER - IEEE : Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica. - IEC :INTERNAT. ELECTROTECNICAL COMISSION 4.2 CARACTERISTICAS ELECTRICAS DEL SISTEMA Para la ejecución de los cálculos justificativos, se ha tomado en consideración las siguientes características eléctricas: MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE SUYO

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4 CALCULOS JUSTIFICATIVOS

4.1 BASES PARA EL DISEÑO

OBJETIVO

En este capítulo, se efectúa los cálculos necesarios para justificar los materiales a utilizar en cada uno de los tramos de línea a ejecutar.

Los cálculos realizados en el presente capitulo cumplen con los requisitos del Código Nacional de Electricidad Suministro 2011, así como con las “Bases para el Diseño de Líneas y Redes Primarias”, documentos con los cuales el Ministerio de Energía y Minas uniformiza y define las condiciones técnicas mínimas para el diseño de líneas y redes primarias aéreas para los niveles de tensión que se van a utilizar Para este caso el nivel de tensión del proyecto es 7.62KV, además de garantizar los niveles mínimos de seguridad para las personas y las propiedades, y el cumplimiento de los requisitos exigidos para un sistema económicamente adaptado.

Las Normas principales que se han tomado en cuenta, son las siguientes:

- Código Nacional de Electricidad Suministro 2011

- Norma MEM/DEP – 001 [Rev.3]

- Reglamento de la Ley de Concesiones Eléctricas Nro. 25844

- Norma MEM/DEP – 501 y 502

En forma complementaria se han tomado algunas de las siguientes Normas:

- DGE – 009 – T – 3 [3] – Dirección General de Electricidad / MEM

- DGE – 019 – T – 3 [4] - Dirección General de Electricidad / MEM

- NESC : NATIONAL ELECTRIC SAFETY CODE

- REA : RURAL ELECTRIFICATION ASSOCIATION

- VDE 210 : VERBAND DEUTSCHER ELECTROTECHNIKER

- IEEE : Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica.

- IEC :INTERNAT. ELECTROTECNICAL COMISSION

4.2 CARACTERISTICAS ELECTRICAS DEL SISTEMA

Para la ejecución de los cálculos justificativos, se ha tomado en consideración las siguientes características eléctricas:

o Tensión nominal de la red : 7.6 KV

o Tensión Máxima de Servicio : 12 KV

o Configuracion : Monofásica

o Tensión de sostenimiento a 60Hz : 25 KV

o Frecuencia nominal : 60Hz

o Factor de Potencia : 0.8(retraso)

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o Conexión del neutro : Puesto a tierra

o Potencia de cortocircuito mínima : 250MVA

PARÁMETROS DEL CONDUCTOR AAAC 35 mm2

Calibre Nº HILOSDIAMETRO

HILOSCONDUCTOR PESO RESISTENCIA ELECTRICA

CARGA ROTURA

CAPACIDAD DE CORIENTE

mm2 mm mm KG/Km. 20 ºC 80 ºC Kg A

35 7 2.5 7,5 94 0.962 0.16 9945 160

4.3 CALCULOS ELECTRICOS

4.3.1 NIVEL DE AISLAMIENTO

Selección del nivel de Aislamiento

La selección del nivel de aislamiento para las instalaciones y equipos del sistema de utilización en media tensión del proyecto, se realizará de acuerdo a la Norma IEC Publicación 71-1, 1993-11 y a las características propias de la zona en la que se ubicarán dichas instalaciones, tomando en cuenta.

- Sobretensiones atmosféricas. - Sobretensiones a frecuencia industrial en seco. - Grado de contaminación ambiental.

a. Condiciones de Diseño

Las condiciones de diseño serán las siguientes:

ITEM CARACTERISTICAS UNIDAD MAGNITUD

1 Tension Nominal de servicio KV 7.62

2 Maxima Tension de servicio KV 12

3 Altura maxima msnm 1000

4Nivel de contaminacion ambiental (bajo) mm/KV 16

5 Tipo de conexión del Neutro Retorno a tierra(MRT)

6 Nivel ceraunico 40

b. Niveles de Aislamiento en condiciones nominales

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Tension maxima del equipo (KV)Tension de sostenibilidad frecuencia industrial de

corta duracion (KV)

Tension de sostenibilidad de

impulso tipo rayo (KV)

3.6 1020

40

7.2 2040

60

12 28

60

75

95

17.5 3875

95

25 50

95

125

145

36 70145

170

Fuente Norma IEC. Publicación 71-1 – 1993 (Séptima Edición)

c. Factor de Corrección por altura:

Para instalaciones situadas a altitudes inferiores a 3 800 m.s.n.m., la tensión máxima de servicio, no se ve afectada por el factor de corrección es decir:

Donde: h : Altitud sobre el nivel del mar. . Fh : 1

Entonces el sistema 7.62 kV quedara con los siguientes valores:

Tensión máxima del equipo = 12 kV Tensión de sostenibilidad a frecuencia Industrial = 28 kV. Tensión de sostenibilidad de impulso tipo rayo = 60 kV

4.3.2 ANALISIS DEL SISTEMA ELECTRICO

4.3.2.1 Niveles de Tensión Se ha tomado en cuenta que la línea primaria operará en 7.62 kV, con neutro puesto a tierra (MRT).

4.3.2.2 Cálculo de Caída de Tensión Tendrán el comportamiento de un Sistema monofásico con un hilo con neutro puesto a tierra (MRT).

RESISTENCIA ELÉCTRICA

La resistencia de los conductores a la temperatura de operación se calculará mediante la siguiente fórmula.

R1 = R20 [1 + 0,0036 (t - 20°)]Donde:

R20= Resistencia del conductor en c.c. a 20°C, en ohm/km t = 20°C

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t = 75 °C (Temperatura de operación)

REACTANCIA INDUCTIVA

La reactancia inductiva equivalente para sistemas monofásicos con retorno total por tierra.

DMG = Distancia media geométrica, e igual a 1,20 mr = radio del conductor, en m

Los valores calculados se obtienen en el sgte cuadro

Sección DMG re R a 75°C XLT (1Ø) SenØ CosØ FCT(mm²) (m) (m) (Ohm/Km) (Ohm/Km)   (V/(AxKm))

35 1.2000 0.0033 1.162 0.4625 0.4359 0.9000 1.2475

CALCULOS DE CAÍDA DE TENSIÓN

La caída de tensión en una línea de media tensión es directamente proporcional a la potencia que trasmite, a la longitud de la línea y a un coeficiente conocido como factor de caída de tensión (K1)

Simbología: = Caída porcentual de tensión.

P = Potencia, en kW L = Longitud del tramo de línea, en km VL = Tensión entre fases, en kV Vf = Tensión de fase - neutro, en kV Xt= Reactancia inductiva para sistemas monofásicos en ohm/km r1 = Resistencia del conductor ohm/km

= Angulo de factor de potencia ΦK1 = Factor de caída de tensión

La máxima caída de tensión considerada en el primario del transformador de distribución será de 3.5 %.

DIAGRAMA DE CARGA Y RESULTADOS

Se tiene el siguiente diagrama de cargas:

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Page 5: Calculo Electrico

DIAGRAMA DE CARGASS.U.M.T 13.2 KV, 1Ø MRT PARA EL MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA POTABLE Y

SANEAIENTO EN LA LOCALIDAD SANTA ANA DEL DISTRITO DE SUYO – AYABACA – PIURA”

TRAMO PD1 SED Nº1POT(KVA)       25

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SUM POT(KVA)     25 25I(A)     3.28 3.28L(Km)     0.001 0.070I * L (A*Km)     0.00 1.10S (mm2)     35 35SISTEMA     MONOFASICO MONOFASICOFACTOR DE CAIDA DE TENSION (V/(AxKm)) 1.2475 1.2475NIVEL DE TENSION (V)   13200 13200CAIDA TENSION (V)     0.00 1.37CAIDA TENSION (%)     0.000 0.018SUMAT.CAIDA TENS(%)   0.000 0.018

Se tiene una caída de tensión total de 0.018%.

4.3.3 SELECCIÓN DE CABLES Y FUSIBLES

En esta parte de los cálculos se evaluará la selección del cable de energía y fusibles

CALCULO DEL CABLE NYY, PARALELO:

I =S / (31/2*V)

S ( 25 KVA) : Potencia Aparente del Transformador V (0.230 KV) : Tensión del sistemaI (A) : Intensidad de corriente eléctrica

Potencia del Transformador

(KVA)

Tensión entre fases en BT (KV)

I máx. (A)Capacidad de corriente (A) Cable NYY 2-1x25 mm2

25.00 0.23 69.03 140 Amp

CALCULO DEL INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO, CAJA MOLDEADA, REGULABLE:

I =S / (31/2*V)

S ( KVA) : Potencia del TransformadorV (KV) : Tensión del sistemaI (A) : Intensidad de corriente máxima

Potencia del Transformador

(KVA)

Demanda Máxima

(KW)

Demanda Máxima (KVA)

Tensión entre fases en BT (KV)

I máx. (A)

1.25*I máx. (A)

Corriente Nominal del

ITM (A)

25.00 11.85 14.81 0.23 37.18 46.48 50

CALCULO DE LA CORRIENTE EN EL LADO PRIMARIO DEL TRAFOMIX:

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Potencia del Transformador

(KVA)

Demanda Máxima

(KW)

Demanda Máxima (KVA)

Nivel de Tensión, MT (KV)

I máx. (A) I mín. (A)Corriente Lado

Primario del Trafomix (A)Actual Proyección

25.00 11.85 14.81 7.62 7.62 2.08 1.12 2A

Imáx: Cálculada con el nivel de tensión actual (7.62KV) y asumiendo que el transformador trabaja con una sobrecarga de 10%.

Imín: Cálculada con el nivel de tensión futura (7.62KV) y asumiendo que el transformador trabaja con una carga igual a la Máxima Demanda

CALCULO DEL FUSIBLE TIPO EXPULSIÓN (SECCIONAMIENTO):

I =S / (31/2*V)

S ( KVA) : Potencia del TransformadorV (KV) : Tensión del sistema en MTI (A) : Intensidad de corriente máxima

Potencia del Transformado

r (KVA)

Demanda Máxima

(KW)

Demanda Máxima (KVA)

Nivel de Tensión, MT (KV) PMI

Imáx (A)

PMI 1.50*Imáx (A)

In (A) Fusible

PMI

SAM Imá

x (A)

SAM 1.50*Imáx

(A)

In (A) Fusible

SAMActual Proyección

25.00 11.85 14.81 7.62 7.62 2.08 3.13 2A 1.23 1.85 2A

Imáx PMI: Cálculada con el nivel de tensión actual (13.2 KV) y asumiendo que el transformador trabaja con una sobrecarga de 10%.

Imín: Cálculada con el nivel de tensión actual (13.2KV) y asumiendo que el transformador trabaja con una carga igual a la Máxima Demanda

4.3.4 SELECCIÓN DE PARRARAYOS Y SECCIONADORES

La selección de pararrayos y seccionadores se toma en cuenta el nivel de tensión empleado en el proyecto (1Ø-MRT); así como el aterramiento existente del mismo.

La máxima sobretensión temporal que ocurren en un sistema debido a fallas pueden ser determinadas de la siguiente ecuación:

MAXSIST UkTOV .Donde:

TOV: Máxima tensión de operación k : Factor de sobretensión o factor de aterramiento (depende del tipo de aterramiento del neutro del sist

Umax : Máxima tensión de operación fase tierra del sistema

El factor de sobretensión consiste en la relación la máxima sobretensión fase tierra a frecuencia fundamental durante una falla fase tierra en cualquier punto del sistema y el valor eficaz de la tensión fase tierra en condiciones normales.Para sistemas aterrados, k = 1,4 Para sistemas aislados, k = 1,9

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Page 8: Calculo Electrico

Cálculo del TOVkV Neutro k TOV22,9 aterrado 1,4 19,4413,2 aterrado 1,4 11,207.62 aterrado 1,4 6.47

Del cuadro anterior, se desprende que, para los niveles de tensión de 7.62kV, se usarán pararrayos y cut out de 10kV pero para el proyecto se utilizara de 15kv

4.3.5 CÁLCULO DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA CON UNA VARILLA VERTICAL

Para el cálculo de la resistencia de puesta a tierra con una varilla vertical (R1) se utiliza la siguiente expresión:

R1 = ( /(2*pi*L))*Ln(4*L/d)ρ

Donde, una varilla usada presenta las siguientes dimensiones:

L = 2,40 m, longitud de la varillad = 0, 0159 m, diámetro de la varilla (5/8”)

= resistividad del terreno, en Ohms - mρ

Reemplazando se obtiene: R1 = (0,4246) ohms.ρ

Donde para cada específico se obtiene una resistencia de puesta a tierra.ρ

En este caso se asume un valor de resistencia de 60 –m, por lo que, con el tratamiento del terreno en losΩ pozos de puesta a tierra especificados en las láminas de detalle, obtendremos valores de PAT << 25 . Ω

4.4 CÁLCULOS MECÁNICOS DE CONDUCTORES

Estos cálculos tienen el objetivo de determinar las siguientes magnitudes relativas a los conductores de líneas y redes primarias aéreas en todas las hipótesis de trabajo:

o Esfuerzo horizontal del conductor

o Esfuerzo tangencial del conductor en los apoyos

o Flecha del conductor

o Parámetros del conductor

o Selección de estructuras

4.4.1 CARACTERISTICAS DE LOS CONDUCTORES

Los conductores para la red primaria aérea serán de aleación de aluminio, de las siguientes características mecánicas:

AAAC 35mm2

o Sección : 35mm2

o Diámetro : 7.5mm

o Masa : 94 Kg/Km

o Modulo de Elasticidad : 60766N/mm2

o Coeficiente de Expansión Térmica : 0.000023 °C-1

o Carga de rotura : 9945Kg

o Esfuerzo de rotura : 295.80N/mm2

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Page 9: Calculo Electrico

4.4.2 ESFUERZOS MAXIMOS EN EL CONDUCTOR

4.4.2.1 ESFUERZOS DEL CONDUCTOR EN LA CONDICION EDS

Las Normas Internacionales y las Instituciones vinculadas a la investigación respecto al comportamiento de los conductores, recomiendan que en líneas con conductores de aleación de aluminio sin protección antivibrante los esfuerzos horizontales que se tomarán de modo referencial, será:En la condición EDS inicial 18% del esfuerzo de rotura del conductor, vale decir 57.15N/mm2.

4.4.2.2 ESFUERZOS MAXIMOS EN EL CONDUCTOR

Los esfuerzos máximos en el conductor son los esfuerzos tangenciales que se producen en los puntos más elevados de la catenaria. Para los conductores de aleación de aluminio no deben sobrepasar el 50% del esfuerzo de rotura, es decir: 158.75 N/mm².

4.4.3 HIPOTESIS DE ESTADO

Las hipótesis de estado para los cálculos mecánicos del conductor se definen sobre la base de los siguientes factores:

o Velocidad de viento

o Temperatura

Sobre la base de la zonificación y las cargas definidas por el Código Nacional de Electricidad Suministro, se considerarán las siguientes hipótesis:

HIPOTESIS 1: Condición de Mayor Duración (EDS Inicial)

o Temperatura : media anual

o Velocidad de viento : nula

o Sobrecarga de hielo : nula

HIPOTESIS 2: Condición de máxima velocidad de Vientoo Temperatura : media

o Velocidad de viento : máxima

o Sobrecarga de hielo : nula

HIPOTESIS 3: Condición de mínima temperaturao Temperatura : mínima

o Velocidad de viento : nula

o Sobrecarga de hielo : nula

FORMULAS CONSIDERADASEcuación de cambio de estado:

Donde:

Esfuerzo horizontal inicial en la condición 01, en N/mm2

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Esfuerzo horizontal a determinar en la condición 02, en N/mm2

Coeficiente de la dilatación térmica, en 1/°C

Modulo de Elasticidad, en N/mm2

Sección del conductor, en mm

Longitud del vano, en m

Modulo de Elasticidad del conductor, en N/mm2

Sección del Conductor, en mm2

Peso del conductor, en N/m

Temperatura del conductor en la condición 1

Temperatura del conductor en la condición 2

Coeficiente de expansión térmica, en 1/°C

Desnivel del vano, en m

Parámetro del conductor, en m

Diámetro del Conductor, en m

Pv Presión del viento, en Pa

e Espesor de Hielo sobre el conductor en m

Vv Velocidad del Viento, en Km/h

4.4.4 RESULTADOS

Los Resultados para el conductor : 35 mm²

S : Sección del Conductor (mm²) = 35Q : Carga de Rotura del Conductor (Kg) = 909W : Peso propio del conductor (Kg/m) = 0.0940Dext: Diámetro externo del conductor (m) = 0.0075d : Vano, distancia entre estructuras (m) = 80 120

100 150

Se obtiene el siguiente cuadro:

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Page 11: Calculo Electrico

CALIBRE DEL CONDUCTOR :   35 mm²                   

VANOS d (m) 80 100 120 150               

HIPOTESIS I Wv1 (Kg/m) 0.113 0.113 0.113 0.113    Wr1 (Kg/m) 0.147 0.147 0.147 0.147 t1 = 25 °C T1 (Kg/mm²) 10.389 10.389 10.389 10.389    f1 (m) 0.324 0.506 0.729 1.139                              

HIPOTESIS II Wv2 (Kg/m) 0.000 0.000 0.000 0.000    Wr2 (Kg/m) 0.094 0.094 0.094 0.094    R -1.717 -1.577 -1.405 -1.090 t2 = 10 °C M 12.106 11.965 11.794 11.478    N 10.964 17.131 24.669 38.545    T2 (Kg/mm²) 9.601 9.530 9.445 9.298    f2 (m) 0.224 0.352 0.512 0.812                          

HIPOTESIS III Wv3 (Kg/m) 0.000 0.000 0.000 0.000    Wr3 (Kg/m) 0.094 0.094 0.094 0.094    R -1.717 -1.577 -1.405 -1.090 t3 = 10 °C M 1.941 1.929 1.917 1.902    N 10.964 17.131 24.669 38.545    T3 (Kg/mm²) 1.748 2.089 2.410 2.864    f3 (m) 1.229 1.607 2.006 2.637                              Wv3 (Kg/m) 0.000 0.000 0.000 0.000    Wr3 (Kg/m) 0.094 0.094 0.094 0.094    R 0.905 1.045 1.217 1.532 t3 = 30 °C M 0.324 0.562 0.789 1.105    N 10.964 17.131 24.669 38.545    T3 (Kg/mm²) 1.696 2.083 2.457 2.996    f3 (m) 1.267 1.612 1.968 2.522                              Wv3 (Kg/m) 0.000 0.000 0.000 0.000    Wr3 (Kg/m) 0.094 0.094 0.094 0.094    R 2.216 2.356 2.528 2.843 t3 = 40 °C M -0.949 -0.744 -0.560 -0.322    N 10.964 17.131 24.669 38.545    T3 (Kg/mm²) 1.504 1.854 2.193 2.681    f3 (m) 1.428 1.811 2.204 2.818               

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Page 12: Calculo Electrico

TABLA DE REGULACION

TEMP VANOS(°C) (m)

  50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 1505 0.13 0.18 0.25 0.32 0.41 0.51 0.61 0.73 0.86 0.99 1.14

10 0.09 0.13 0.17 0.22 0.29 0.35 0.43 0.51 0.61 0.71 0.8120 0.48 0.69 0.94 1.23 1.30 1.61 1.69 2.01 1.98 2.30 2.6430 0.49 0.71 0.97 1.27 1.31 1.61 1.65 1.97 1.89 2.20 2.5240 0.56 0.80 1.09 1.43 1.47 1.81 1.85 2.20 2.12 2.45 2.82

4.5 CÁLCULO MECÁNICO DE LAS ESTRUCTURAS

Estos Cálculos tienen por objeto determinar las cargas mecánicas en postes, cables de retenida y sus accesorios, de tal manera que en las condiciones más críticas, no se supere los esfuerzos máximos previstos en el Código Nacional de Electricidad Suministro. Los factores de seguridad mínimas respecto a las cargas de rotura serán las siguientes:

En condiciones normales

o Poste de concreto 2

4.5.1 Longitud de la Estructura

Se han elegido los postes de Concreto Armado Centrifugado en base a las siguientes premisas:

Las redes primarias que conforman este proyecto son urbanas y rurales; por ello, el enfoque viene desde el punto de vista estético, impacto al ambiente urbano, la garantía del tiempo de uso, el grado de seguridad mínimo, de acuerdo con las exigencias de las normas nacionales e internacionales aplicables.

Puesto que:

h1

fmax

H hmin

he = L/7

L = 7.00 + 1.20 +2.2 + L / 7

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Page 13: Calculo Electrico

6 L / 7 = 10.4

L = 12.13 m

Utilizaremos para el proyecto postes de CAC de 13 m

Los Soportes estarán conformados por postes de Concreto Armado Centrifugado con las siguientes características (de acuerdo a dimensiones normalizadas por ENOSA):

o Longitud (m) 13,0 13,0

o Carga de trabajo a 0,1m de la punta (daN) 300 400

o Diámetro en la cabeza (cm) 16,5 18,0

o Diámetro en la base (cm) 36,0 37,5

4.5.2 FORMULAS APLICABLES

DondeFvp : Carga debida al viento (N)k : 0.613V : Velocidad del viento (m/s)Sf : Factor de formaApv : Area proyectada (m2)

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ZFM vpvp

ep H

MF

Page 14: Calculo Electrico

Apv : Area del poste expuesta al viento (m²)Z : Punto de Aplicación de Fvp (m)h:altura del poste expuesta al vientoDb : diámetro en la base del poste (mm)Dv : diámetro en el vértice del poste (mm)Pv : Presión del viento (Kg/m²)d : Vano máximo del proyecto (m)dext: Diámetro externo del conductor (m)a : Angulo de la línea (°)Mvp : Momento debido al viento sobre el poste (N-m)Mc : Momento debido a la fuerza de los cond. (N-m)He : Altura equivalente (m)

4.5.3 RESULTADOS

Del cuadro se concluye

a (°) 0 10 15 20 21.81 30 31.38

M (N-m) 5266.46 18128.28 24413.01 30536.21 32703.89 42113.21 43625.52

Fp (daN) 48.32 166.31 223.97 280.15 300.04 386.36 400.23

- Para un conductor de 35 mm² y un ángulo de línea de 0° hasta 21º48´48", se utilizarán estructuras de 300 daN de esfuerzo a 0.20 m de la punta (13/300). Para ángulos mayores se usarán retenidas.

- Asimismo, para un conductor de 35 mm² y un ángulo de línea de 21°48´48" hasta 31°11´19", se utilizarán estructuras de 400 daN de esfuerzo a 0.20 m de la punta (13/400). Para ángulos mayores se usarán retenidas.

Los postes 13/300 se utilizaran para cambio de dirección(PA3-0) con retenida.

Los postes de 13/400 han sido seleccionados para trabajar en PMI y SAB.

4.6 CÁLCULO DE CIMENTACIÓN DE LOS APOYOS (POSTES DE CAC DE 13m)

Para calcular las dimensiones de la cimentación de un apoyo, lo primero que deberemos conocer es el momento de vuelco del apoyo, el cual viene determinado por la fórmula:

donde:Mv Momento de vuelco de todas las fuerzas exteriores, (m.ton.).

F Fuerza flectora resultante que actúa sobre el apoyo (ton). Generalmente se suele tomar el esfuerzo en punta del apoyo elegido.

H Altura sobre el terreno, hasta el punto de aplicación (m).

h Altura de la cimentación (m).

Este momento de vuelco debemos contrarrestarlo por una parte con el momento estabilizador del terreno M1 y por otra con el momento estabilizador del bloque de hormigón y el peso propio del apoyo M2 El momento estabilizador del terreno podemos calcularlo mediante la fórmula:

en la que:M1 Momento estabilizador del terreno (m.ton)a Lado de la base de la cimentación (m) (se supone cuadrada).h Altura de la cimentación (m).

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Page 15: Calculo Electrico

K Coeficiente de compresibilidad del terreno a 2 metros de profundidad, que podremos reducirlo a tres valores

K = 20 kg/cm3 para terrenos fuertes. K = 10 kg/cm3 para terrenos normales.K = 5 kg/cm3 para terrenos flojos.

Algunos autores y fabricantes, también suelen utilizar como valores de K, 16, 12 y 8 kg/cm3.

El momento de las cargas verticales o momento estabilizador del bloque de hormigón y del peso del apoyo, se puede calcular mediante la fórmula:

siendo:M2 el momento de las cargas verticales (m.ton). Papoyo el peso del apoyo (ton).a el lado de la base de la cimentación (m).

Por lo que, el momento de vuelco debe ser contrarrestado con el momento estabilizador del terreno y con el momento estabilizador del bloque de hormigón y del apoyo, por lo tanto,

teniendo en cuenta un cierto coeficiente de seguridad "n". El coeficiente de seguridad, en hipótesis normales, no deberá ser inferior a 1,5.

Conclusión: Utilizando las formulas anteriormente expuestas, se verifica que las dimensiones de los bloques de cimentación diseñados, a utilizar en los postes de CAC, no producen el vuelco de los mismos; verificándose además coeficientes de seguridad mayores a 1.50.

Cálculo de cimentación de los apoyos

  Poste 13/300 Poste 13/400

F (Ton) 0.30 0.40

H (m) 11.25 11.25

h (m) 1.70 1.70

Mv (Ton.m) 3.72 4.95

K (Kg/cm3) 10.00 10.00

a (m) 0.90 0.90

M1 10.45 10.45

Papoyo (Ton) 1.75 1.80

M2 1.72 1.74

M1 +M2 12.17 12.19

Mv < M1+M2 SI SI

CS: Coeficiente de

Seguridad3.28 2.46

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE SUYO