Redes de Distribuciondoc Lineas Aereas

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1 2 REDES DE DISTRIBUCIN ES

1 INTRODUCCINSe denomina red de distribucin al conjunto de conductores con todos sus accesorios, sus elementos de sujecin, proteccin, etc., que une una fuente de energa con las instalaciones interiores o receptoras. De acuerdo con el Art. 8 del REBT, estarn definidas por la tensin entre fases o entre los conductores polares y tierra, para las instalaciones unidas directamente a tierra. El Art. 4 del REBT, indica las tensiones nominales utilizadas, usualmente en las redes de distribucin de corriente alterna y stas son: 230 V entre fases para redes trifsicas de tres conductores. 230 V entre fase y neutro, y 400 V entre fases para redes trifsicas de 4 conductores. Siempre antes de la construccin de este tipo de lineas adems de lo indicado en el REBT para este tipo de REBT instalaciones, se debern consultar las normas particulares de la ESE que distribuya en la zona de actuacin, para adaptarse, igualmente, a lo indicado en las mismas.

2 CONFIGURACINNormalmente las redes de distribucin en baja tensin estn constituidas por ms de una lnea, teniendo su origen en un centro de transformacin. stas suelen estar construidas deforma radial, aunque por necesidades tcnicas las ESE, en algunos casos, suelen dejarlas preparadas para poder formar un anillo y ser alimentadas en esta configuracin en caso de emergencia. Las redes de distribucin de energa pueden ser ejecutadas de la siguiente manera: Lneas areas. Lneas subterrneas. Lneas mixtas (algunos tramos areos + otros subterrneos).

Figura 2.1 Red radial.

3 CLCULO DE LNEAS DE BAJA TENSIN3.1 CLCULO DE LNEAS DE BAJA TENSIN EN CORRIENTE ALTERNA CON CARGA NICALa lnea puede ser monofsica o trifsica y su seccin se calcula en funcin de la intensidad de corriente que circula por ella o funcin de la potencia que consumen los receptores. 1) Clculo de una lnea monofsica.

En funcin de la intensidad S: Seccin del conductor (mm2). L: Longitud de la lnea (m). I: Intensidad eficaz (A), cos : Factor de potencia. u: Cada de tensin en la lnea (V). c: Conductividad del conductor. Para el cobre, a 20 c=56 m/ mm2 Para el aluminio, a 20 c=35 m/rnm2 C C

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En funcin de la potencia P: Potencia de consumo (W). V: Tensin de la lnea (V). Si se considera la temperatura mxima de trabajo de los conductores segn el aislante, 90 (termoestables como XLPE) o C 70 (termoplsticos como PVC), la resistencia aumenta un 28% en el primer caso y un 20% en el segundo, por lo que la C conductividad queda dividida por 1,28 o por 1,20, respectivamente. DEMOSTRACIN Segn el diagrama de la figura 2.1, la cada de tensin en la lnea con carga inductiva, se puede considerar prcticamente como como el producto la resistencia de los conductores de la lnea por la intensidad activa:

Fig. 2.1

La resistencia de la lnea Entonces:

La seccin de conductor: La potencia activa

La seccin del conductor en funcin de la potencia

2) Clculo de una lnea trifsica, En funcin de la intensidad

/ L: Intensidad de lnea (A). : u: Cada de tensin de lnea (V). : En funcin de la potencia s =

V, : Tensin de lnea (V). DEMOSTRACION En la lnea trifsica se tiene en cuenta solamente el conductor de fase

Sustituyendo el valor de la potencia activa

1 2 REDES DE DISTRIBUCINLa seccin en funcin de la intensidad La seccin mnima de los conductores de las lneas de distribucin se adopta de segn las instrucciones ITC-BT-06 (lneas areas) e 1TC-BT-07 (lneas subterrneas) y de conformidad con las normas particulares de la compaa suministradora. La seccin del conductor neutro ser segn la seccin del conductor de fase: A dos o a tres hilos (fase y neutro o dos fases y neutro): Igual a la del conductor de fase. A cuatro hilos (tres fases y neutro) la seccin del neutro ser la indicada en de conformidad con las normas de la compaa suministradora y como mnimo la mitad de la seccin de los conductores de fase. En instalaciones interiores, para tener en cuenta las corrientes armnicas por cargas no lineales y posibles desequilibrios, salvo justificacin por clculo, la seccin del neutro ser como mnimo igual a la de las fases (ITC-BT-19). Cuando en la lnea trifsica se prevn fuertes desequilibrios de carga, se suele adoptar una seccin de 1,2 veces la determinada por clculo. PROBLEMAS DE APLICACIN 2.4-1. Calcular la seccin de los conductores de una lnea monofsica de 230 V, 50 Hz, con una cada de tensin del 1 % y que alimenta una instalacin que consume 30 A con un factor de potencia unidad. Los conductores son de cobre, unipolares, aislados con PVC, 750 V, y la canalizacin es empotrada en obra bajo tubo, de longitud 40 m. La cada de tensin

La seccin de los conductores: La seccin ms prxima por exceso es 25 mm2, que segn la instruccin ITC-BT-19, norma UNE 20460, admite una intensidad de 84 A (tabla 2.10 del libro), mayor que 30. 2.4-2. Una lnea monofsica de 230 V, 50 Hz, alimenta una instalacin que consume 15 A con un factor de potencia de 0,9 inductivo. Los conductores son de cobre, unipolares, aislados con policloruro de vinilo, para 750 V y ta canalizacin es empotrada en obra bajo tubo, de longitud 25 m. Calcular la seccin de los conductores admitiendo una cada de tensin del 0,5 % Solucin: 16mnr 2.4-3. Calcular la seccin de los conductores de cobre, unipolares, aislados con PVC, 750 V, en canalizacin interior empotrada en obra bajo tubo, de longitud 20 m, que alimenta una instalacin monofsica de 230 V, 4 kW y factor de potencia 0,86. La cada de tensin admisible es el 2%. La cada de tensin: u = 2x230/100 = 4,6 V La seccin del conductor: S = 2 , 7 m m 2 La seccin comercial ms prxima por exceso es 4 mm2, que segn la instruccin 1TC-BT-I9, norma UNE 20460-5-523: 2004, admite una intensidad de 27 A(tabla2.10 del libro), a temperatura ambiente de 40 C. La intensidad que consume el receptor:

Esta intensidad es menor que la intensidad admisible, por lo que la seccin de 4 mm2 es vlida. Si la intensidad de consumo del receptor fuese mayor de la permitida por el REBT para esa seccin, habra que escoger una seccin comercial mayor, hasta que el conductor pudiese transportar la intensidad de consumo. 2.4-4. Una lnea monofsica de longitud 20 m est formada por conductores de cobre de 16 mm3 de seccin y alimenta a la tensin de 230 V una vivienda de electrificacin elevada (potencia de consumo 9,2 kW y factor de potencia 1). Calcular la cada de tensin en la lnea. Solucin: 0,78% 2.4-5. Calcular la seccin de la lnea de alimentacin a un receptor trifsico de 10 kW, 400 V, eos ^=0,8, conectado a una red trifsica de 400V, 50Hz. La lnea est formada por un cable tripolar, de longitud 40 m, con conductores de cobre aislados con PVC, 750 V, en canalizacin interior bajo tubo en montaje superficial. La cada de tensin admisible es del 1 %. La cada de tensin u = 4 V La seccin de los conductores s = 4,46 mm2' La seccin comercial ms prxima por exceso es 6 mm2, que segn la instruccin ITC-BT-19, norma UNE 20460-5-523:2004, admite una intensidad de 30 A (tabla 2.10). La intensidad absorbida por el receptor: I = 18 A Esta intensidad es menor que la admitida por el REBT, por lo que la seccin es vlida.

1 2 REDES DE DISTRIBUCIN2.4-6. Calcular la longitud mxima que puede tener una lnea trifsica, con conductores de cobre de 10 mm2 de seccin, que alimenta a un receptor de 7 kW, 400 V y factor de potencia 0,9 inductivo. La cada de tensin no debe sobrepasar el 1%. Solucin: 128 m 2.4-7. Una instalacin trifsica a 400 V, consume una intensidad de 48 A con cos>=0,9 inductivo, y est alimentada por una lnea de longitud 60 m, formada por conductores de aluminio de seccin 16 mm2, aislados con XLPE. Calcular la cada de tensin en la lnea en tanto por cien, considerando la temperatura mxima de trabajo (90 De la frmula del clculo de la seccin se obtiene la C). cada de tensin. La cada de tensin porcentual u% = 2,57% 2.4-8. Un receptor trifsico consume una intensidad de 38 A con factor de potencia 0,8 inductivo. Est alimentado por una lnea formada por tres cables unipolares con conductores de cobre, aislados con XLPE, tensin de aislamiento lkV, en instalacin interior bajo tubo empotrado en obra, de longitud 40 m. La tensin de lnea es 400 V y la cada de tensin permitida del !,5%. Calcular la seccin de los conductores. Solucin: 10 mm2 2.4-9. Calcular la seccin de la lnea trifsica, formada por un cable tetrapolar con conductores de cobre, aislado con EPR, tensin asiganda 0,6/1 kV, en canalizacin bajo tubo empotrado en obra. La lnea alimenta a 400 V, 50 Hz, una instalacin en la que se considera un consumo de 78 A con una factor de potencia 0,86 inductivo. En la instalacin se prevn desequilibrios de carga entre las fases, por lo que se incrementa la seccin calculada en un 20%. La longitud de la lnea es de 70 m y la mxima cada de tensin permitida es del 1 %. Solucin: 50 mm2

3.2 CLCULO DE LNEAS DE DISTRIBUCIN ABIERTAS DE SECCIN UNIFORMELa lnea (flg. 2.2), puede ser monofsica o trifsica y su seccin puede calcularse en funcin de la intensidad de corriente que circula por ella o de la potencia que consumen los receptores. 1) Clculo de una lnea monofsica. En funcin de la potencia. Cuando las cargas de los receptores vienen dadas en potencias, como la cada de tensin debe ser relativamente pequea, puede tomarse para todos los receptores la misma tensin, igual a la nominal de la lnea:

P: Potencia que consume cada receptor conectado (W). L: Longitud de la lnea, del extremo de alimentacin a cada receptor(m). V: Tensin de la lnea (V). s: Seccin del conductor (mm2). w: Cada de tensin en la lnea (V). c : Conductividad del conductor (m/)mm2). En funcin de la intensidad

I: Intensidad eficaz de cada receptor (A), cos : Factor de Potencia de cada receptor. DEMOSTRACIN La cada de tensin total es la suma de las cadas de tensin en cada tramo de la lnea. Siendo las longitudes de cada tramo de la lnea (fig. 2.2) 11( 12,.--ln, la cada de tensin:

Las longitudes al origen de

la lnea

cada de tensin:

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La seccin Al producto LP se le llama momento elctrico, por analoga con el momento de una fuerza en mecnica. Sustituyendo el valor de la potencia P = I x V x cos, en la frmula de la seccin.

2) Clculo de una lnea trifsica. En funcin de la potencia VL: Tensin de lnea (V). u: Cada de tensin de lnea (V).

En funcin de la intensidad IL: Intensidad de lnea de cada receptor(A). Para comprobar que la densidad de corriente en cada tramo de la lnea no sobrepasa los valores permitidos por el Reglamento electrotcnico para baja tensin, se suelen considerar las intensidades de carga en fase, sin descomponerlas en sus componentes activas y reactivas, admitiendo como factor de potencia comn el ms desfavorable, con lo que las intensidades de corriente sern consideradas por exceso. PROBLEMAS DE APLICACION 2.5-1. Calcular la seccin de la lnea monofsica representada en la figura 2.3. Los conductores son de cobre, unipolares, 1. lnea aislados con PVC, 750 V, en montaje superficial bajo tubo, la tensin 230 V y la cada de tensin mxima 1,5%. La cada de tensin en la lnea: u = 3,45 V La suma de mo momentos: LP = 303 000 La seccin: , = 13,6 mm2 ,S La seccin comercial inmediatamente superior es de 16 mm2, que segn el REBT instruccin ITC-BT-19, admite una intensidad ITC19, de 66 A (tabla 2.10 del libro). La intensidad que circula por el tramo AB, es la intensidad de toda la lnea, que suponemos con el factor de potencia ms intensidad desfavorable 0,8:

Esta intensidad es menor que la permitida por el conductor por lo que la seccin de 16 mm2 es vlida. 2.5-2. Calcular la cada de tensin en la lnea monofsica 230 V, 50 Hz, de la figura 2.4, con conductor RZ 0,6/1 kV 2x25 AL Solucin: 3,11%

2.5-3. La lnea trifsica, de 400 V, representada en la figura 2.5, est 3. formada por conductores de cobre, unipolares, de seccin 25 mm2, conductores aislados con PVC en instalacin bajo tubo. Calcular la cada de tensin a bajo la temperatura mxima de trabajo (70 La suma de momentos: C). La cada de tensin u = 2,08 v 2.5-4. En la lnea trifsica de la figura 2.6, de 400 V, 50 Hz, con cable 4. multiconductor de aluminio en instalacin enterrada aislados con XLPE. Calcular: enterrada a) Momento elctrico total. b) Seccin de los conductores de fase, admitiendo una cada de tensin del 5%. y un factor de potencia global para todas las cargas 0,9.

1 2 REDES DE DISTRIBUCINSolucin: a) 17,5knvkW; b) 70mm2 2.5-5. La lnea trifsica representada en la figura 2.7, est alimentada con una tensin de lnea de 400 V. Los conductores sern de aluminio, trenzados en haz, aislados con polietileno reticutado, en instalacin area posada sobre fachada expuesta al sol. La cada de tensin admitida es del 2% y las cargas son inductivas. Calcular la seccin: La cada de tensin en la lnea: u = 8 V La seccin: S = 16,1 mm2 Segn el REBT instruccin ITC-BT-06, la seccin del conductor ms prxima por exceso es 25 mm3, que admite 76 A (tabla 2.2 del libro). La intensidad que circula por el primer tramo AB (tramo ms desfavorable) es la intensidad correspondiente a todas las cargas, que para simplificar consideramos en fase, dando as un valor por exceso. IL = 10+ 15+ 10+20 =55 A Valor inferior al que admite el conductor, por lo que los conductores de la lnea sern RZ 0,6/1 kV 4x25. Para hallar el valor exacto de la intensidad total, se descomponen las intensidades en sus componentes activas y reactivas o se utilizan nmeros complejos. As, sumando las intensidades de lnea en forma compleja, se obtiene la intensidad de lnea total.

El valor de la intensidad de lnea es inferior al valor hallado considerando todas las intensidades en fase. Para simplificar los clculos, en la prctica, se desprecia esta diferencia y se calcula la intensidad por exceso.

2.5-6 Calcular la cada de tensin de la lnea representada en la figura 2.8, formada por conductor RZ 0,6/1 kV 3x50 Al/54,6 Alm. La tensin de lnea es de 380 V. Solucin: 0,66%

3.3 CLCULO DE LNEAS DE DISTRIBUCIN ABIERTAS DE SECCIN NO UNIFORMECon secciones de la lnea proporcionales a la intensidad o potencia que soportan se consigue mayor economa que con lneas de seccin uniforme. La seccin ms econmica ser aquella que de lugar a un volumen de material mnimo. En la prctica se divide la lnea en tramos que se calculan independientemente, considerando todas las cargas que soporta y su cada de tensin.

La cada de tensin total debe ser la suma de las cadas de tensin parciales, desde el origen al extremo de la lnea. Para una lnea de finales ramificados como la de la figura 2.9, la cada de tensin u i en el tramo inicial AB, que da lugar a un volumen mnimo, siendo u la cada de tensin total, se calcula:

Siendo B, C y D Los momentos elctricos de los tramos AB, BC y BD.

PROBLEMAS DE APLICACIN

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2.6-1. En la lnea trifsica a 400/230 V, de la figura 2.10, con conductores de cobre, se admite una cada de tensin total del 2%. Calcular:

Cada de tensin en los tramos AB, BC y BD para un volumen mnimo de cobre. Seccin terica del conductor de fase en cada tramo. El momento elctrico en los distintos tramos, considerando la intensidad de lnea. B = (LILcos)AB = 30-32-0,86 + 50-(12-0,9 + 8-0,8 + 160,86 + 26-0,9) = 3543,6 A-m C = (LILcos)BC = 40*26-0,9 = 936 A -m D (LILcos)BO =358-0,8 +50-16*0,86 = 912 A - m La cada de tensin total: u = 8 V La cada de tensin en el tramo AB:

Es necesario escoger las secciones comerciales ms prximas por exceso y comprobar que la intensidad de corriente que circula por cada tramo est permitida por el REBT. Con empleo de estas nuevas secciones las cadas de tensin sern distintas y tambin el volumen de material conductor. La cada de tensin en los tramos BC y BD u2=8-4,75=3,25 V b) La seccin en el tramo

La seccin en el tramo BC:

La seccin en el tramo BD:

2.6-2. Calcular la cada de tensin y la seccin terica en los tramos AB, BC y BD de la lnea monofsica a 230 V de la figura 2.11, con conductores de cobre, para que el volumen de material sea mnimo. La cada de tensin mxima admisible es del 2% y el factor de potencia comn para todas las carga 0,8 inductivo. Solucin: u=2,94V; SAB=14,5mm2; SBC=4,44mm2; SBD=6,02mm2

2.6-3. La lnea trifsica a 400 V, representada en la figura 2.12, se quiere realizar con conductores unipolares de cobre H07V-U, en instalacin empotrada en obra bajo tubo. Calcular la seccin de los tramos AD, DH y DF, considerando las cadas de tensin porcentuales indicadas y un factor de potencia comn a todas las cargas de 0,8.

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Fig. 2.12 La cada de tensin en el tramo AD:

Considerando en el punto D toda la carga conectada a este punto fuera del tramo 2 + 10+5+5=22kW.

Segn la instruccin ITC-BT-19 la seccin normalizada inmediatamente superior es de 35 mm2, que admite, a la temperatura ambiente de 40 la intensidad de 96 A (tabla 2.10 del libro). C, Las intensidad que circula por el tramo AB es la intensidad total

Esta intensidad es menor que la permitida por el conductor de 35 mm2, por lo que se elige para el tramo AD esta seccin. La cada de tensin en el tramo DH

La seccin

Segn el REBT instruccin ITC-BT-19, la seccin normalizada inmediatamente superior es de 6mm2 que admite una intensidad de 32 A (tabla 2.10 del libro). Las intensidad que circula por el tramo DG es la intensidad total de la derivacin DH.

Esta intensidad es menor que la permitida por el conductor de 6 mm2 por lo que se elige para el tramo DH esta seccin. La cada de tensin en el tramo DF

La seccin:

Segn el REBT instruccin ITC-BT-19, la seccin normalizada inmediatamente superior es de 6mm2 que admite una intensidad de 32 A (tabla 2.10 del libro). Las intensidad por el tramo DE es la intensidad total de la derivacin DF. 6-4. La lnea monofsica, representada en la figura 2.13, est formada por un cable, con dos conductores de cobre, aislados con polietileno reticulado en instalacin superficial. La tensin es de 230 V y las secciones estn indicadas. Calcular la cada de tensin en los tramos AD, DG y DF.

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2.6-5. Una lnea de distribucin en BT est formada por conductores de aluminio trenzados en haz, con las secciones y disposicin indicada en la figura 2.14. Calcular las cadas de tensin en los distintos tramos y la mxima cada de tensin. Tensin de alimentacin 380/220 V.

Solucion uAB = 1,65 %; uBC = 2,27 %; uCD = 1,68 %; uBE = 2,12 %; uAD = 5,6 %;

2.6-6. Calcular la seccin de los distintos tramos de la lnea de distribucin trifsica indi cada en la figura 2.15. El conductor es de aluminio trenzado en haz, aislado con polieti-leno reticulado, para instalacin al aire con neutro fiador. La tensin de lnea es 400 V y la cada de tensin mxima es la indicada en cada tramo. Se considera un factor de potencia unidad para todas las cargas. Solucin: sAB=sBD=95 mm2; sBC=sDE=sDF=50 mm2

3.4 CALCULO DE LINEAS DE SECCIN UNIFORME, ALIMENTADAS POR DOS EXTREMOS A LA MISMA TENSINConsiderando una lnea de longitud L, alimentada por sus dos extremos A y A' (fig. 2.16), se procede de la forma siguiente: Se halla el punto de mnima tensin M (que recibe corriente por los dos lados), el cual divide la lnea en dos lneas abiertas de seccin uniforme. Para ello se calcula la carga que soporta cada extremo: a) En funcin de la potencia que consumen los receptores:

b) En funcin de la intensidad de corriente

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En corriente alterna se utilizan intensidades activas. La carga suministrada por un extremo se calcula sumando los momentos de las cargas respecto al otro extremo y dividiendo por la longitud total de la lnea. DEMOSTRACION Considerando una lnea alimentada por los dos extremos A y A' a la misma tensin, con una carga intermedia (fig. 2.17), la cada de tensin total entre A y A' es nula por estar los dos puntos a la misma tensin. Cada extremo suministra una potencia PA y PA., de forma que la potencia de la carga P=PA+PA.

La potencia suministrada por el extremo A '

Para una lnea con varias cargas

Se calcula la seccin de una de las lneas abiertas, considerando en ella toda la cada de tensin. Esta seccin es la de la lnea cerrada. En estas lneas de corriente alterna, para hallar la intensidad en cada tramo, se suelen simplificar los clculos considerando las intensidades en fase, teniendo en cuenta el factor de potencia ms desfavorable. De esta forma las densidades de corriente calculadas en los conductores sern algo superiores a las verdaderas. PROBLEMAS DE APLICACIN 2.7-1. Calcular la seccin de la lnea trifsica de cobre representada en la figura 2.18. Los conductores forman un cable tetrapolar aislado con XLPE, para 1 kV, en instalacin interior bajo tubo en montaje superficial. La tensin de lnea es 400 V y la cada de tensin mxima admisible 2 %. Se considera un factor de potencia comn para todas las cargas de 0,8 inductivo.

Se calcula la carga que soporta cada extremo en funcin de la potencia que consumen los receptores:

El punto de mnima tensin es C, que recibir desde A una potencia de 28 kW y desde A' una potencia de 4 kW. Se calcula la seccin de una de las lneas abiertas, considerando en ella toda la cada de tensin. Esta seccin es la de toda la lnea. La cada de tensin en el tramo

La seccin

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Segn la ITC-BT-19 y la norma UNE 20460, la seccin normalizada inmediatamente superior es de 35 mm2, que admite una intensidad de 110 A (tabla 2.10 del libro).

La intensidad que circula por el tramo AB es la total de la derivacin

Las intensidad por el tramo A'E es la intensidad total de la derivacin A'C.

Esta intensidad es mayor que la permitida por el conductor de 35 mm2 por lo que se elige el conductor de seccin 50 mm2, que segn el REBT instruccin ITC-BT-19 y norma UNE 20460, admite a la temperatura de 40 133 A (tabla 2.10). C, La seccin de los conductores activos o de fase de la lnea es de 50 mm3. La seccin del conductor neutro ser como mnimo igual a la de las fases, si no se justifica por clculo la ausencia de corrientes armnicas debidas a cargas no lineales o posibles desequilibrios (ITC-BT-19).

2.7-2. Calcular la seccin de la lnea monofsica representada en la figura 2.19, con conductores de cobre unipolares H07V-K, en instalacin bajo tubo empotrado en obra. Tensin 230 V y cada de tensin mxima admisible 1,5%. Se considera un factor de potencia comn para todas las cargas de 0,8 inductivo.

2.7-3. Si la lnea trifsica representada en la figura 2.20, es de aluminio, de seccin 25 mm2. Calcular la cada de tensin, sabiendo que la tensin de alimentacin es de 400 V. Solucin: 0,44%

3.5 CLCULO DE LNEAS CERRADAS EN ANILLOEstas lneas cerradas pueden suponerse abiertas en el punto de alimentacin. As se pueden considerar como lneas abiertas alimentadas por los dos extremos a la misma tensin. PROBLEMAS DE APLICACIN 2.8-1. La lnea trifsica cerrada representada en la figura 2.21, est formada por conductores de cobre, tiene de seccin 35 mm2. La tensin de la lnea es de 400 V. Calcular la cada de tensin. Se considera la lnea abierta en el punto A. Se calcula la carga que soporta cada extremo en funcin de la potencia que consumen los receptores. I-a carga en el sentido de A a D se denomina />A- y la carga en el sentido de A a B se denomina P A .

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El punto de mnima tensin es C, que recibir en el sentido de A a D una potencia de 8 kW y en el sentido de A a B una potencia de 8kW. Considerando uno de los tramos abiertos en que queda dividida la lnea teniendo en cuenta en ella toda la cada de tensin. Si se escoge el tramo ABC.

2.8-2. Calcular la seccin de la lnea trifsica cerrada representada en la figura 2.22. Los conductores son de aluminio, cable RZ en instalacin area tensada con neutro fiador. La tensin de lnea es 400 V y la cada de tensin mxima 1,5%. Se considera la unidad como factor de potencia comn para todas las cargas. Solucin: 25 mm2

4 LNEAS AREASSon aquellas en las que los conductores van instalados por encima del suelo. Para que stos puedan mantenerse en el aire deberemos utilizar apoyos, pudiendo ser stos de madera, hormign o de celosa metlica. Sobre estos apoyos se montarn los diferentes elementos o herrajes, que servirn posteriormente de sujecin a los conductores. Los conductores utilizados normalmente suelen ser aisla dos, trenzados en haz y de aluminio. El montaje de dichos conductores podr realizarse en montaje sobre red posada o red tensada. Se denomina red posada, la instalacin realizada sobre fachada o muros, en la que los conductores aislados no quedan sometidos a esfuerzos mecnicos, a excepcin de su propio peso. Mientras que red tensada, es la que los conductores se instalan normalmente sobre apoyos, con una tensin mecnica predeterminada, contemplada en las correspondientes tablas de tendido, mediante dispositivos de anclaje y suspensin. Una variante de este tipo de redes son las tensadas sobre fachada, realizadas con soportes de suspensin distancia dos no ms de 10 m y tenses limitados aplicados mediante pinzas de amarre. Esta es una forma de instalacin poco utilizada comparativamente con el sistema posa do, excepto cuando hay que salvar calles o espacios no edificados, mediante un amarre en cada extremo del vano. Las lneas areas presentan ventajas importantes sobre las subterrneas, ya que el coste inicial de montaje es reducido y el mantenimiento posterior de las mismas es relativamente fcil Aunque la mayor parte de las redes de distribucin que se instalan hoy se realizan en montaje subterrneo,no obstante, todava quedan un gran nmero de instalaciones en tendido areo principalmente en pequeas poblaciones situadas en el mbito rural, en poblaciones en que el nmero de habitantes no supera las 50.000 personas y en las grandes urbes en las que todava existen una gran cantidad de edificios cuya alimentacin se realiza por la parte superior de los edificios (tejados).

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Figura 2.2. Red posada.

Figura 2.3. Red tensada sobre apoyos.

Figura 2 . 5 . Red de distribucin area.

Figura 2.4. Red tensada sobre fachadas.

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4.1 Red trenzada posadaEsta red es idnea cuando el trazado corresponde a espacios reducidos, en recorridos complicados o cuando la lnea debe quedar disimulada en las fachadas (Fig. 2.2). Dada su facilidad de adaptacin, se utiliza, habitualmente, en zonas de densidad de poblacin relativamente pequea. La red cruza los espacios vacos mediante la colocacin de amarres adecuados y se adapta totalmente a los condicionantes del trazado (balcones, ventanas, salientes, etc.). Los conductores se instalan sin ser sometidos a esfuerzos mecnicos, a excepcin de su propio peso; la seccin de estos conductores depende solamente de la carga a transportar. Por el contrario, necesita mayor longitud de haz que una red tensada, as como mayor laboriosidad en el momento de su instalacin, lo que hace que su coste tambin sea superior. Los soportes utilizados (sujetos a la pared por tacos de plstico) deben guardar entre s una distancia comprendida entre 0,5 y 0,7 m, y el haz, una separacin de la pared de 5 cm. Esto facilita el uso de herramientas precisas para el enganche de acometidas, evitar los contactos con otros elementos metlicos, alinear el haz, etc.

4.2 Red trenzada tensadaEsta red se utiliza preferentemente en medios rurales, para salvar vanos entre edificios y cuando el recorrido debe atravesar masas de arbolado (Fig. 2.7). El haz de conductores se instala mediante un tense predeterminado y los apoyos utilizados en la actualidad son los postes de hormign, los cuales deben cumplir las normas establecidas. La fijacin puede realizarse con neutro portador o con cable fiador. En el primer caso, se fija a los anclajes mediante retenciones preformadas acopladas al conductor neutro, mientras que en el caso de cable fiador, se utilizan unos collarines que unen el cable fiador con el haz (el cable es el que sustenta el haz trenzado). La separacin entre soportes est comprendida entre 4 y 10 m y el haz sobre paredes debe guardar una distancia a las mismas de 10 a 15 cm. En el caso de que la distancia entre los soportes tenga que ser superior a 10 m, se intercalan otros para inmovilizar el haz e impedir que toque la pared al balancearse por accin del viento. Montaje de apoyos en las redes trenzadas tensadas Su instalacin depende de las caractersticas del cable, del esfuerzo resultante sobre el apoyo y de la aplicacin que se le d.

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5 COMPONENTES DE LAS REDES AEREASLas lneas areas de distribucin de energa elctrica en BT estn formadas por los siguientes elementos: conductores, aisladores, apoyos, accesorios de sujecin, tensores y sujetacables.

5.1 ConductoresEn este tipo de redes los conductores suelen ser de cobre o de aluminio, aunque tambin existe la posibilidad de usar aleaciones con propiedades elctricas y mecnicas adecuadas. La clasificacin de los conductores y sus caractersticas se presentan en la siguiente tabla.

Fig. 2.12. Caractersticas del haz trenzado.

Tipo de conductor

Caractersticas

1 2 REDES DE DISTRIBUCIN Aislados Desnudos Disponen de un recubrimiento que garantiza una buena resistencia a las acciones de la intemperie. Tensin asignada: no inferior a 0,6/1 kV. Deben cumplir las exigencias especificadas en las normas UNE 21 030. Secciones mnimas permitidas: 16 mm2 en los de aluminio y 10 mm2 en los de cobre. Segn la norma UNE 21 030, estn constituidos por alambres de seccin recta circular, cableados en forma de haz trenzado hacia la derecha (Figura 2.12). Se emplean en las lneas areas de BT tanto en redes posadas sobre fachadas como tensadas sobre apoyos. Los alambres del neutro fiador son de una aleacin de aluminio, silicio y magnesio (Alm) llamada almelec, y la seccin nominal ser de 54,6 y 80 mm2. La cubierta aislante est formada por una capa extruida de polietileno reticulado de fcil separacin, que puede ser de color negro o blanco. Tienen que ser resistentes a las acciones de la intemperie. Tienen que poseer una carga de rotura mnima a la traccin de 410 decanewton (daN). Deben cumplir con las exigencias especificadas en las normas UNE 21 012 para los conductores de cobre o UNE 21 018 para los de aluminio. La tensin nominal no ser inferior a 0,6/1 kV. Su utilizacin tendr carcter especial y debidamente justificado.

Tabla 2.2. Tipos de conductores.

5.1.1 Tipos y caractersticas de los conductoresDe acuerdo con lo indicado en la ITGBT 06 del presente REBT los conductores utilizados en las redes areas podrn ser de cobre, aluminio o de otros materiales o aleaciones que posean caractersticas elctricas y mecnicas adecuadas y sern preferentemente aislados* Hoy en da para este tipo de instalaciones slo se suele montar conductores aislados, de tensin nominal de aislamiento 0,6/1 kV de material de aluminio para los conductores de fase y de aleacin de Al-Mg-Si (Almelec) para el conductor neutro. Estando compuesto el aislamiento de los mismos de una mezcla de polietileno reticu-lado {XLPE). Siendo el color de la cubierta para todos los conductores decolor negro. Los cuatro conductores que forman el cable van enrollados entresi formando un haz, denominndose de forma genrica a este tipo de cables RZ. Estos cables pueden ser fijados sobre pared o en montaje areo, pero debidoa sus caractersticas tcnicas constructivas nunca deben ser enterrados. La mayor parte de los fabricantes marcan cada conductor con un nmero que va desde el 1 al 4, los tres primeros para indicar las fases y el ltimo destinado al conductor neutro. En la siguiente tabla se reflejan algunas de las caractersticas tcnicas pertenecientes a los conductores que normalmente se suelen instalar para este tipo de instalaciones. Las caractersticas tcnicas de los conductores aislados vienen determinadas por: la seccin, la intensidad mxima admisible en servicio permanente, los factores de correccin y las intensidades mximas de cortocircuito admisibles.Conductores trenzados en haz tipo RZ. Caractersticas tcnicas.

Designacin de los conductores Seccin del aluminio (mm2) Seccin del Almelec (mm2) Formacin del aluminio (n. mm) Aislamiento Dimetro del haz (mm) Peso del haz (kg/km) Carga de rotura del Almelec (daN/rn) Resistencia hmca a 20 C ( /km) Resistencia hmica a 50 C ( /km)

RZ 0,6/1kV (3 x 25 Al/29,5 Alm) 25 29,5 7 x 2,14 XLPE 27,10 425 870 1,200 1,345

RZ 0,6/1kV (3 x 50 Al/29,5 Alm) 50 293 19 x 1.78 XLPE 32,10 640 870 0,641 0,718

RZ 0,6/1kV (3 x 95 Al/54,6 Alm) 95 54.6 19 x 2,52 XLPE 44,00 1.260 1.660 0,320 0,359

RZ 0,6/1kV (3 x 150 Al/80 Alm) 150 80 37 x 2,25 XLPE 51.00 1.700 2.000 0,206 0,231

1 2 REDES DE DISTRIBUCINReactancia inductiva ( /km) Mdulo de elasticidad del Almelec (daN/mm2) Coeficiente de dilatacin del Almelec Intensidad admisible a 40 C protegidos del sol Intensidad admisible cables expuestos al sol Norma 0,100 6.200 23 x 10-6 90 76 0,100 6.200 23 x 10-6 135 115 UNE 211435:2007 0,100 6.200 23 x 10-6 215 185 0,100 6.200 23 x 10-6 300 250

5.1.2 SeccinLos conductores aislados cableados en haz entre s o alrededor del fiador presentan las siguientes formaciones, de conformidad con la norma UNE 21 030.Cables sin neutro fiador 2 x 16 Al 2 x 25 Al 4 x 16 Al 4 x 25 Al 4 x 50 Al 3 x 95/50 Al 3 x 150/95 Al Cables con neutro fiador 1 x 25 Al/54,6 Aim 1 x 25 Al/54,6 Aim 3 x 25 Al/54,6 Aim 3 x 50 Al/54,6 Aim 3 x 95 Al/54,6 Aim 3 x 150 Al/80 Aim

5.1.3 Intensidad mxima admisible en servicio permanenteEl REBT determina las intensidades mximas admisibles aplicables para los cables aislados de tensin asignada 0,6/1 kV en condiciones normales de instalacin. Estas condiciones corresponden a un solo cable, instalado al aire y a una temperatura ambiente de 40 Para condiciones de instalacin diferentes se deben tener en cuenta los factores de correccin. C.

5.1.4 Factores de correccinEn zonas en las que la radiacin solar es muy fuerte (instalaciones expuestas directamente al sol) se debe considerar el calentamiento de la superficie de los cables con relacin a la temperatura ambiente. Por tanto, en estos casos se tiene que aplicar un factor de correccin 0,9 o inferior, como indica la norma UNE 20435. Factores de correccin por agrupamiento de varios cables. Se aplican a cables separados entre s una distancia comprendida entre un dimetro y un cuarto de dimetro en posicin horizontal y con cables en el mismo plano vertical. En la Tabla 2.4 se indican los factores de correccin de la intensidad mxima admisible en caso de agrupacin de varios cables en haz al aire. Nmero de cables Factor de correccin 1 1,00 2 0,89 3 0,80 Ms de 3 0,75

Tabla 2.4. Factores de correccin de la intensidad mxima admisible en caso de agrupacin de cables aislados en haz, instalados al aire.

Factores de correccin en funcin de la temperatura ambiente. Los factores de correccin que indica la Tabla 2.5 se aplican cuando la temperatura es diferente a 40 C.Temperatura ( C) Aislados con 20 25 30 35 40 45 50

polietileno reticulado

1,18

1,14

1,10

1,05

1,00

0,95

0,90

5.2 Accesorios de sujecinLos elementos utilizados para la sujecin de las redes elctricas trenzadas se fabrican en plstico, dado que este material permite evitar el contacto del haz con objetos metlicos. Todos los accesorios de sujecin se emplean tanto en redes posadas sobre fachadas como en redes suspendidas de cable fiador o redes existentes y en redes tensadas sobre apoyos o fachadas. En las redes posadas sobre fachadas los conductores se fijan a la pared mediante soportes con abrazaderas, espaciados un mximo de 70 cm; la separacin mnima a la pared es de 1 m. Por el contrario, en las redes suspendidas de cable fiador o red existente, los conductores se instalan suspendidos de un cable fiador de acero tensado por medio de abrazaderas espaciadas un mximo de 50 cm.

1 2 REDES DE DISTRIBUCINEn el caso de las redes tensadas sobre apoyos se prev que cada apoyo est provisto de un herraje que permita la instalacin de elementos para la suspensin o el amarre de la lnea por medio del neutro autoportante de 54,6 mm2 de Almelec o del fiador de acero incluido en el propio haz. Existen diferentes tipos de accesorios de sujecin: soportes, pinzas, ganchos, bases de soporte, abrazaderas, cunas y capuchones de proteccin (Tablas 2.11 a 2.13).

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5.3 Elementos de empalmeTienen como misin unir o conexionar los conductores, por lo que tambin se les conoce con los nombres de empalmadores o conectores. Los elementos de empalme o sujecin son: Empalmadores Conectores Cubiertas Manguitos Terminales Existen dos grupos de elementos de empalme: Los empalmadores por compresin se utilizan para la continuidad de lneas o sus derivaciones (en estos casos se emplean los manguitos que proporcionan un buen contacto en la unin). Por regla general, permiten el empaime de conductores de distinta naturaleza, como aluminio-aluminio, aluminio-cobre, cobre-cobre, a la vez que figuran grabadas las secciones de los conductores para las que deben utilizarse. La Figura 2.65 representa distintos tipos de estos elementos de unin, as como terminales de conductores.

Terminal de horquilla en cobre Petaca de derivacin en aluminio

Terminal de soldadura por friccin bimetlico

Fig. 2.65. Accesorios de empalme.

Los empalmadores de tornillo se emplean en las derivaciones de lneas provisionales, ya que permiten que estas se desmonten con facilidad. Entre los empalmadores de tornillos destacan, por su uso, la petaca paralela, el racor y la petaca paralela TAPIT (Tabla 2.14).

tobta 2.14. Empalmadores de tornillo.

5.3.1 Tipologa Conectores. Los conectores de derivacin ms utilizados son los de presin y los de perforacin de aislamiento. a) Conectores de presin: realizan la conexin por presin mediante tornillo (Fig. 2.69). Sus caractersticas ms importantes son: Conexin por presin en el cable principal y en el derivado.

1 2 REDES DE DISTRIBUCINCuerpo en aleacin de aluminio. Aislamiento con capuchn de estanquidad y grasa neutra. Cabeza fusible en aleacin de aluminio de reducido par de apriete. Diseado segn la norma UNE 21 021-83.

| DesignacinCC25 CC-95 CC-95/2 CC-150 CC-150/2

Cable principal Al (mm2)10-25 35-95 35-95 95-150 95-150

Cable derivado Al/Cu (mm2)2,5-25 4-54,6 4-54,6 4-54,6 4-54,6

N. derivaciones 1 11 2 1 2

b) Conectores de perforacin de aislamiento. En la Figura 2.70 se representan algunos ejemplos.

Secciones admisibles (mm2) Tipo DesignacinCPA 25 CPA 70 CPA 150 Lnea CPL95 CPL 150

N. derivaciones1 1 1 1 1

Principal Al (perforacin)6-70 16-70 35-150 16-95 50-150

Derivado Al/Cu (perforacin)1,5-25 4-25 4-25 16-95 50-150

Par de apriete (Nm)9 14 14 18 18

Acometida

Fig. 2.70. Conectores de perforacin de aislamiento.

Su utilidad y sus caractersticas se definen en la siguiente tabla: Utilizacin Conexin elctrica de redes areas de BT de cables trenzados o aislados. Trabajos en tensin o sin tensin. Perforacin simultnea del cable principal y derivado.

Caractersticas tcnicas Cuerpo termoplstico reforzado con fibra de vidrio de elevada resistencia mecnica y a la intemperie. Estanquidad dielctrica a 6 kV sumergido en agua. lomillera de acero protegido contra la corrosin sin potencial de cabeza fusible hexagonal de 13 mm entre caras. Control del par de apriete. Posibilidad de desmontaje con una llave de 17 mm. Capuchn amovible e imperdible para el cable derivado. Puede montarse a derecha e izquierda indistintamente. Posible ejecucin en fornillera de acero inoxidable. Especificaciones tcnicas: UNE 21 021 y NF C 33-020.

Cubiertas para redes trenzadas. Se utilizan en las recles areas trenzadas de BT y estn fabricadas de polietileno resistente a la radiacin ultravioleta. En su elaboracin se emplean elementos metlicos inoxidables, por lo que aislan a la vez que protegen (Fig. 2.72). Manguitos de unin. Existen en el mercado una gran variedad de estos elementos, dependiendo del material utilizado en su

1 2 REDES DE DISTRIBUCINfabricacin (aluminio o cobre), dimensiones, reducciones, etc. A continuacin, se describen dos de los manguitos ms utilizados. a) Manguito preaislado. Se utiliza para unir conductores aislados de una red area de BT (Fig. 2.73). Esa unin puede realizarse entre dos conductores de secciones iguales o desiguales.

Fig. 2.72. Cubiertas para redes trenzadas.

El neutro portante puede resistir una traccin superior a 1 600 daN en conductores de 54,6 mm2 y superior a 2000 daN en conductores de 70 mm2. b) Manguito preaislado areo-subterrneo. Se emplea para la unin de conductores areos aislados con alma cableada de aluminio o de cobre, con o sin traccin mecnica (Fig. 2.74). En la Figura 2.75 se muestran diferentes tipos de manguitos para redes de BT.

Fig. 2.76. Manguitos de unin. Cmo conectar un manguito de unin preaislado areo-subterrneo Para la instalacin de un manguito de unin es necesario preparar los conductores que hay que conectar de la siguiente forma: Cortar los conductores limpiamente, sin chafar el alma. Desnudar los conductores en una longitud de 23 mm. Cepillar los conductores a conectar con grasa neutra con objeto de pelcula de xido. No limpiar los conductores de grasa. Introducir a fondo los conductores en los taladros del manguito. A continuacin, utilizando una prensa con matriz hexagonal, comprimir el

eliminar la manguito.

Conectores de derivacin. Estos elementos se utilizan para bifurcar las lneas de distribucin. En la siguiente tabla se presentan los conectores de este tipo ms habituales.

1 2 REDES DE DISTRIBUCIN

Terminales. Estn diseados para aceptar una gran variedad de formas de conductores, sobre todo los de estructura compacta. Su funcin es unir el cable con diversos elementos, como bases fusibles, bornes de conexin, etc. Pueden ser de aluminio, cobre o una conjuncin de ambos materiales, segn cul sea el conductor que hay que conectar al terminal. La parte de la conexin del terminal se rellena de grasa especial para evitar la oxidacin. Existen diferentes tipos de terminales (Tabla 2.17).Terminales de pala Terminales para el entronque de lnea area a subterrnea

Se fabrican en cobre electroltico de alta pureza y estn cubiertos con una capa de estao.

Se utilizan para convertir una lnea con cables desnudos en otra con cables aislados.

1 2 REDES DE DISTRIBUCIN5.4 Tensores y sujetacablesLos tensores sirven, como su nombre indica, para tensar los cables en diferentes estructuras. Por medio del alargamiento del tensor se puede regular el tensado del cable de la red. Se fabrican en material metlico galvanizado y constan de un cuerpo a cuyos extremos se rosca un gancho y un cncamo (Tabla 2.18 y Fig. 2.84).

Tipo tensor A (paso rosca) Max. M 10 M 12 M 16 3/8" 1/2" 5/8" 120 190 190

Dimensiones (mm) B Min. 80 80 110 Max. 16 18 24 C Min. 14 14 20 D Min. 15 20 25

Los sujetacables se emplean para evitar que el cable se deslice al tensarlo. Se fabrican en acero galvanizado y constan de una abrazadera y un puente de cierre. Mediante este puente se consigue el apriete del cable al desplazarse este sobre la abrazadera por medio de las tuercas de sujecin.