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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
CONTENIDO:
1.0 CÁLCULO AIS LACIÓN LÍNEA 13.8 kV
2.0 CÁLCULO VANO MÁXIMO TRAMO DE LINEA CABLE DE COBRE - CABLEGUARDIA - POSTE DE HORMIGÓN
3.0 DISTANCIAS ELÉCTRICAS
3.1 Cálculo flecha máxima
3.2 Distancia fase tierra
3.3 Distancia entre fases Horizontal
4.0 CÁLCULO MECÁNICO DE LÍNEAS
4.1 Condiciones de cálculo
4.2 Cargas sobre el conductor
4.3 Cargas unitarias sobre el conductor
4.4 Tensiones mecánicas y ecuación de cambio de estado
5.0 CARGAS MECÁNICAS SOBRE ESTRUCTURAS
5.1 Estructura de paso
5.2 Estructura de anclaje
5.3 Estructura de remate
6.0 CARGAS SOBRE TIRANTES
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
1.0 CÁLCULO AIS LACIÓN LÍNEA 13.8 kV
Vop 13.8:= kV Voltaje operación nominal
Vopmax Vop 1.1⋅ 15.2=:= kV Voltaje máximo de operación (10%)
Hsnm 3000:= mnsm Altura sobre el nivel del mar (Diseño)
Fdrate 0.8:= Factor de derating por altura
Df 31:=mm
kVDistancia de fuga específica (Nivel 4 según
IEC 815)
DfcDf
Fdrate38.75=:=
mm
kVDistancia de fuga específica corregida por
altura
Dfm Vopmax Dfc⋅ 588=:= mm Distancia de fuga mínima aislamiento
2.0 CÁLCULO VANO MÁXIMO TRAMO DE LÍNEA CABLE DE COBRE - CABLE DEGUARDIA - POSTE DE HORMIGON
Aplicando la ecuación de momentum al conjunto poste-línea, se tiene:
Pvconductor_Cu Alturaconductor_Cu⋅ PvAC AlturaAC⋅+ Pvposte
Alturaposte
2⋅+ Cargaadmisible_poste 11.1⋅≤
Se tiene que la tensión de ruptura a 15 cm de la punta (Altura 11.10 m), es de 1000 kg
(información poste endesa).
De acuerdo a la norma NSEG 5 E.n. 71 Art. 120.2, para postes de hormigón se debe considerar
un coeficiente de seguridad de a lo menos 2. Con este antecedente se tiene una carga deservicio admisible de la mitad de la carga de ruptura, el cual es de 600 kg.
Cálculo vano máximo
Sección_Cu 67.4:= mm2 Cu temple duro, N°2/0 AWG
Diam_Cu 10.5:= mm Diámetro conductor Cu
Diam_ac 9.58:= mm Diámetro conductor cable guardia
Pc .616:=kg
mPeso específico conductor de Cu
Tr_Cu 2690:= kg Tensión de ruptura conductor Cu
Tr_fo 6985:= kg Tensión de ruptura cable guardia
α_c 0.0000166:=1
°CCoeficiente de dilatación Cu
Ec 10200:=kg
mm2Modulo de elasticidad Cu
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
Pv 60:=kg
m2Presión del viento, de acuerdo a la norma
NSEG 5 E.n. 71, artículo 117.
Pac 0.407:=kg
mPeso específico cable guardia
C1 1.2:= Factor de forma para superficies cilindricas
C2 2:= Factor de forma para postes de hormigón.
Altura_Cu 10:= m Altura de montaje cable de Cu
Altura_fo 11.05:= m Altura de montaje cable guardia
Sup_poste 0.2225 11.250⋅ 2.50=:= m2 Superficie de poste expuesto al viento de
13.5 metros
Altura_poste_util 13.5 2.25− 11.25=:= m Altura util de poste 13.5 metros
Trup_poste 1000:= kg Tensión ruptura poste
Vano_max
Trup_poste
211.10⋅ Pv C2⋅ Sup_poste⋅ 1⋅
Altura_poste_util
2⋅−
Pv C1⋅Diam_Cu
1000⋅ Altura_Cu⋅ Pv C1⋅
Diam_ac
1000⋅ Altura_fo⋅+
:=
Vano_max 254= m Vano máximo para poste de Hormigón,
conductor de Cu y Acero
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
3.0 DISTANCIAS ELÉCTRICAS
3.1 Cálculo flecha máxima
La flecha máxima se calcula a partir de la altura del poste a utilizar y la distancia del conductor al
suelo mínima.
Dcs 6:= m Distancia mínima del conductor al
suelo (según NSEG 5.71 Art. 107.1)
Fmax Altura_poste_util Dcs− 5.25=:= m Flecha máxima
Las crucetas de fierro a utilizar tienen 2.4 m de longitud y se tiene que la mínima separación de
los aisladores es de 750 mm, luego el valor máximo de flecha sería de:
Flecha
0.75 Vop130
− 0.36
2
3.2=:= m Flecha máxima según disposición
aisladores
En el diseño de la línea aérea con conductor de cobre desnudo, no se debe superar el menor de
los dos valores calculados, es decir, la flecha máxima no debe ser superior a 3.2 m.
3.2 Distancia fase tierra
Dft 0.08 0.006 Vopmax 10−( )⋅+ 0.111=:= m Distancia fase tierra, entre conductor
y estructura (según NSEG 5.71 Art.
105.1)
3.3 Distancia entre fases horizontal
La separación entre fases dispuestas horizontalmente depende de la longitud del vano y se
determina según el Art. 106.1 de NSEG 5 E.n. 71.
Para conductores de sección mayores a 33 mm2 la separación mínima entre dos conductores
desnudos se obtiene a partir de la expresión:
F_ap 2.5:= m Flecha aparente
Dffh 0.36 F_ap⋅Vopmax
130+ 0.686=:= m Distancia horizontal mínima entre
fases
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
4.0 CÁLCULO MECÁNICO DE LINEAS
4.1 Condiciones de cálculo
Temp_max 30:= °C Temperatura máxima
Temp_min 10−:= °C Temperatura mínima
Pv 60=kg
m2Presión del viento
t 10:= mm Hipótesis de hielo
4.2 Cargas sobre el conductor
Para cualquier condición la tensión máxima permitida en el conductor será menor o igual al 50%
de la carga de ruptura del conductor (Art. 113 NSEG E.n. 71).
Tmax_conductor Tr_Cu 0.5⋅ 1345=:= kg Tensión máxima permitida
conductor Cu
4.3 Cargas unitarias sobre el conductor
4.3.1 Carga vertical sobre el conductor más el peso del hielo
D_cu Diam_Cu 2 t⋅+ 30.5=:=
D_fo Diam_ac 2 t⋅+ 29.58=:=
kg
dm3Densidad del hielo
δh 1:=
Ppro_Cu Pc 0.785D_cu
2Diam_Cu
2−( )1000
⋅ δh⋅+:=
Carga vertical peso propio
conductor Cu 2/0 AWG
más hieloPpro_Cu 1.26=
kg
m
Ppro_ac Pac 0.785D_fo
2Diam_ac
2−( )1000
⋅ δh⋅+:=
Carga vertical peso propioconductor cable guardia
más hieloPpro_ac 1.02=
kg
m
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
4.3.2 Cargas transversales sobre conductores con viento máximo
Diam_Cu 10.5= m Diametro conductor Cu 2/0 AWG
Diam_ac 9.58= m Diametro conductor cableguardia
PV_Cu PvDiam_Cu
1000⋅ 0.63=:=
kg
mCarga transversal conductor Cu
PV_fo PvDiam_ac
1000⋅ 0.57=:=
kg
mCarga transversal cable guardia
4.3.3 Carga total unitaria
Peso de un metro de conductor incluyendo el efecto del viento
Ptu_Cu Ppro_Cu2 PV_Cu2+ 1.41=:=kg
mCarga unitaria total conductor Cu
kg
mCarga unitaria total cable
guardiaPtu_ac Ppro_ac
2PV_fo
2+ 1.17=:=
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
4.4 Tensiones mecánicas y ecuación de cambio de estado
4.4.1 Flecha máxima
De acuerdo con la clasificación de la zona de sobrecarga definida en el artículo 113 y 117 de NSEG5 E.n. 71 como zona IV, se determinará la flecha máxima de los conductores sometidos a la
acción de su propio peso y a una hipótesis de viento y hielo a la temperatura de -10°C y en la
condición de 30°C.
4.4.2 Ecuación de cambio de estado
Para calcular la flecha máxima se empleará la ecuación de estado, de tal forma que, a partir de un
estado inicial, se determinará la flecha máxima para los estados finales.
La ecuación iterativa está dada por:
t2( )
2¨te
2A a
2⋅
m2( )2
t1( )
2⋅ θ
2 θ
1−( )⋅+ t1−
⋅ A a2
⋅ m2( )
2⋅⋅=¨te
Siendo:
A γ2 E
24⋅ 10
6−⋅:=
E
B α E⋅:= α
te
T
s:=
m1
P1
P2
:=
P
m2
P2
p:=
P
donde:
te2
tensión unitaria del estado inicial
te1
tensión unitaria del estado final
p1
p≡ peso propio del conductor + sobrecarga
p2
carga del conductor en el estado inicial
m1
coeficiente de sobrecarga del estado inicial
m2
coeficiente de sobrecarga del estado final
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
θ1
temperatura del estado inicial
θ2
temperatura del estado final
a longitud del vano
γ peso específico del conductor
α coeficiente de dilatación lineal del conductor
E módulo de elasticidad del conductor
s sección del conductor
T Tensión
Obtenidos los valores correspondientes a los estados finales se podrá calcular el valor de la flechamáxima más desfavorable, utilizando la siguiente ecuación de la catenaria:
f a2 p
8 T⋅⋅:= a
Las condiciones más extremas a las cuales se someterán los conductores serán las siguientes:
Para conductor de cobre 2/0 AWG:
Estado Inicial Estado Final 1 Estado Final 2
Tense 269 kg 587 kg 358 kg
Temperatura
Ambiente20 °C -10 °C 30 °C
SobrecargasSin sobrecargas
por hielo o viento
Sobrecarga por
viento (60 kg/m2)
sin hielo
Sin sobrecargas
por hielo o viento
Para cable guardia:
Estado Inicial Estado Final 1 Estado Final 2Tense 699 kg 1079 kg 754 kg
Temperatura
Ambiente20 °C -10 °C 30 °C
SobrecargasSin sobrecargas
por hielo o viento
Sobrecarga por
viento (60 kg/m2)
sin hielo
Sin sobrecargas
por hielo o viento
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
4.4.3 Estados de carga conductor de cobre 2/0 AWG con viento sin hielo
CONDICION 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TEMP. (°C) -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35
VANO [m] VIENTO (kg/m²) 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60HIELO (mm) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
T ENSION (kg) 587 534 482 433 386 343 305 271 243 219
TRAMO 1 20,00 FLECHA (m) 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,13 0,14 0,16 0,18 0,20
% UT S (%) 21,8 19,8 17,9 16,1 14,4 12,8 11,3 10,1 9,0 8,1
T ENSION (kg) 553 507 464 423 387 354 325 299 277 258
TRAMO 2 30,00 FLECHA (m) 0,18 0,19 0,21 0,23 0,25 0,28 0,30 0,33 0,35 0,38
% UT S (%) 20,6 18,8 17,2 15,7 14,4 13,2 12,1 11,1 10,3 9,6
T ENSION (kg) 518 480 446 415 387 362 340 320 302 287
TRAMO 3 40,00 FLECHA (m) 0,34 0,36 0,39 0,42 0,45 0,48 0,51 0,55 0,58 0,61
% UT S (%) 19,2 17,9 16,6 15,4 14,4 13,5 12,6 11,9 11,2 10,7
T ENSION (kg) 487 458 432 409 387 368 351 335 321 308
TRAMO 4 50,00 FLECHA (m) 0,56 0,60 0,63 0,67 0,71 0,74 0,78 0,82 0,85 0,89
% UT S (%) 18,1 17,0 16,1 15,2 14,4 13,7 13,0 12,5 11,9 11,4
T ENSION (kg) 463 442 422 404 387 372 359 346 334 323
TRAMO 5 60,00 FLECHA (m) 0,85 0,89 0,93 0,97 1,02 1,06 1,10 1,14 1,18 1,22
% UT S (%) 17,2 16,4 15,7 15,0 14,4 13,8 13,3 12,9 12,4 12,0
T ENSION (kg) 446 430 415 401 388 376 364 354 344 335
TRAMO 6 70,00 FLECHA (m) 1,20 1,25 1,29 1,34 1,38 1,43 1,47 1,51 1,55 1,60
% UT S (%) 16,6 16,0 15,4 14,9 14,4 14,0 13,5 13,2 12,8 12,5
T ENSION (kg) 434 421 409 398 388 378 369 360 352 344
TRAMO 7 80,00 FLECHA (m) 1,61 1,66 1,71 1,76 1,80 1,85 1,90 1,94 1,99 2,03
% UT S (%) 16,1 15,7 15,2 14,8 14,4 14,0 13,7 13,4 13,1 12,8
T ENSION (kg) 425 415 405 396 388 380 372 365 358 351
TRAMO 8 90,00 FLECHA (m) 2,08 2,13 2,18 2,23 2,28 2,33 2,38 2,43 2,47 2,52
% UT S (%) 15,8 15,4 15,1 14,7 14,4 14,1 13,8 13,6 13,3 13,1
4.4.4 Estados de carga conductor de cobre 2/0 AWG sin viento, sin hielo
CONDICION 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TEMP. (°C) -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35
VANO [m] VIENTO (kg/m²) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
HIELO (mm) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
T ENSION (kg) 574 519 464 411 360 312 269 231 200 174
TRAMO 1 20,00 FLECHA (m) 0,05 0,06 0,07 0,07 0,08 0,10 0,11 0,13 0,15 0,17
% UT S (%) 21,3 19,3 17,3 15,3 13,4 11,6 10,0 8,6 7,4 6,5
T ENSION (kg) 523 473 424 379 338 301 269 242 219 200
TRAMO 2 30,00 FLECHA (m) 0,13 0,14 0,16 0,18 0,20 0,23 0,25 0,28 0,31 0,34
% UT S (%) 19,5 17,6 15,8 14,1 12,6 11,2 10,0 9,0 8,1 7,4
T ENSION (kg) 465 423 384 349 319 292 269 249 232 217
TRAMO 3 40,00 FLECHA (m) 0,26 0,29 0,32 0,35 0,38 0,41 0,45 0,49 0,52 0,56
% UT S (%) 17,3 15,7 14,3 13,0 11,9 10,9 10,0 9,3 8,6 8,1
T ENSION (kg) 411 380 352 327 305 286 269 254 241 230
TRAMO 4 50,00 FLECHA (m) 0,46 0,50 0,54 0,58 0,62 0,66 0,70 0,75 0,79 0,83
% UT S (%) 15,3 14,1 13,1 12,2 11,3 10,6 10,0 9,4 9,0 8,5
T ENSION (kg) 371 349 329 311 296 282 269 258 247 238
TRAMO 5 60,00 FLECHA (m) 0,73 0,78 0,83 0,88 0,92 0,97 1,01 1,06 1,10 1,15
% UT S (%) 13,8 13,0 12,2 11,6 11,0 10,5 10,0 9,6 9,2 8,9
T ENSION (kg) 344 328 314 301 289 279 269 260 252 244
TRAMO 6 70,00 FLECHA (m) 1,08 1,13 1,18 1,23 1,28 1,33 1,38 1,43 1,47 1,52
% UT S (%) 12,8 12,2 11,7 11,2 10,8 10,4 10,0 9,7 9,4 9,1
T ENSION (kg) 325 314 303 294 285 277 269 262 255 249
TRAMO 7 80,00 FLECHA (m) 1,49 1,54 1,60 1,65 1,70 1,75 1,80 1,85 1,90 1,95
% UT S (%) 12,1 11,7 11,3 10,9 10,6 10,3 10,0 9,7 9,5 9,3
T ENSION (kg) 313 304 296 289 282 275 269 263 258 253
TRAMO 8 90,00 FLECHA (m) 1,96 2,02 2,07 2,12 2,18 2,23 2,28 2,33 2,38 2,43
% UT S (%) 11,6 11,3 11,0 10,7 10,5 10,2 10,0 9,8 9,6 9,4
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10/20
Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
4.4.5 Estados de carga cable guardia - con viento y sin hielo
CONDICION 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TEMP. (°C) -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35
VANO [m] VIENTO (kg/m²) 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60
HIELO (mm) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0TENSION (kg) 1053 995 938 880 823 766 709 653 598 544
TRAMO 1 20,00 FLECHA (m) 0,03 0,04 0,04 0,04 0,04 0,05 0,05 0,05 0,06 0,06
% UTS (%) 15,1 14,3 13,4 12,6 11,8 11,0 10,1 9,3 8,6 7,8
TENSION (kg) 1056 999 942 886 830 775 721 668 616 566
TRAMO 2 30,00 FLECHA (m) 0,07 0,08 0,08 0,09 0,10 0,10 0,11 0,12 0,13 0,14
% UTS (%) 15,1 14,3 13,5 12,7 11,9 11,1 10,3 9,6 8,8 8,1
TENSION (kg) 1058 1003 948 893 840 787 736 686 638 592
TRAMO 3 40,00 FLECHA (m) 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,22 0,24
% UTS (%) 15,2 14,4 13,6 12,8 12,0 11,3 10,5 9,8 9,1 8,5
TENSION (kg) 1062 1008 954 902 851 801 753 706 661 619
TRAMO 4 50,00 FLECHA (m) 0,21 0,22 0,23 0,24 0,26 0,27 0,29 0,31 0,33 0,35
% UTS (%) 15,2 14,4 13,7 12,9 12,2 11,5 10,8 10,1 9,5 8,9
TENSION (kg) 1066 1013 962 912 863 816 770 727 685 646
TRAMO 5 60,00 FLECHA (m) 0,30 0,31 0,33 0,35 0,37 0,39 0,41 0,43 0,46 0,49
% UTS (%) 15,3 14,5 13,8 13,1 12,4 11,7 11,0 10,4 9,8 9,2
TENSION (kg) 1070 1020 971 923 877 832 789 748 709 672
TRAMO 6 70,00 FLECHA (m) 0,40 0,42 0,44 0,47 0,49 0,52 0,54 0,57 0,61 0,64
% UTS (%) 15,3 14,6 13,9 13,2 12,5 11,9 11,3 10,7 10,1 9,6
TENSION (kg) 1074 1026 979 934 890 848 807 769 732 698
TRAMO 7 80,00 FLECHA (m) 0,52 0,55 0,57 0,60 0,63 0,66 0,70 0,73 0,77 0,80
% UTS (%) 15,4 14,7 14,0 13,4 12,7 12,1 11,6 11,0 10,5 10,0
TENSION (kg) 1079 1033 988 945 903 863 825 789 754 722
TRAMO 8 90,00 FLECHA (m) 0,66 0,69 0,72 0,75 0,79 0,82 0,86 0,90 0,94 0,98
% UTS (%) 15,5 14,8 14,1 13,5 12,9 12,4 11,8 11,3 10,8 10,3
4.4.6 Estados de carga cable guardia - sin viento y sin hielo
CONDICION 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TEMP. (°C) -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35
VANO [m] VIENTO (kg/m²) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
HIELO (mm) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
TENSION (kg) 1049 990 932 873 815 757 699 641 583 526
TRAMO 1 20,00 FLECHA (m) 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03 0,03 0,03 0,04
% UTS (%) 15,0 14,2 13,3 12,5 11,7 10,8 10,0 9,2 8,3 7,5
TENSION (kg) 1045 987 929 871 813 756 699 642 586 531
TRAMO 2 30,00 FLECHA (m) 0,04 0,05 0,05 0,05 0,06 0,06 0,07 0,07 0,08 0,09
% UTS (%) 15,0 14,1 13,3 12,5 11,6 10,8 10,0 9,2 8,4 7,6
TENSION (kg) 1040 982 924 867 811 754 699 644 590 537
TRAMO 3 40,00 FLECHA (m) 0,08 0,08 0,09 0,09 0,10 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15
% UTS (%) 14,9 14,1 13,2 12,4 11,6 10,8 10,0 9,2 8,4 7,7
TENSION (kg) 1033 976 919 863 808 753 699 646 594 544
TRAMO 4 50,00 FLECHA (m) 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,20 0,21 0,23
% UTS (%) 14,8 14,0 13,2 12,4 11,6 10,8 10,0 9,2 8,5 7,8
TENSION (kg) 1025 969 913 858 804 751 699 648 599 552
TRAMO 5 60,00 FLECHA (m) 0,18 0,19 0,20 0,21 0,23 0,24 0,26 0,28 0,31 0,33
% UTS (%) 14,7 13,9 13,1 12,3 11,5 10,7 10,0 9,3 8,6 7,9
TENSION (kg) 1016 961 906 853 800 749 699 650 604 560
TRAMO 6 70,00 FLECHA (m) 0,25 0,26 0,28 0,29 0,31 0,33 0,36 0,38 0,41 0,45
% UTS (%) 14,5 13,8 13,0 12,2 11,5 10,7 10,0 9,3 8,6 8,0
TENSION (kg) 1006 952 899 847 796 746 699 653 609 568
TRAMO 7 80,00 FLECHA (m) 0,32 0,34 0,36 0,38 0,41 0,44 0,47 0,50 0,53 0,57
% UTS (%) 14,4 13,6 12,9 12,1 11,4 10,7 10,0 9,3 8,7 8,1
TENSION (kg) 995 942 891 840 791 744 699 655 614 575
TRAMO 8 90,00 FLECHA (m) 0,41 0,44 0,46 0,49 0,52 0,55 0,59 0,63 0,67 0,72
% UTS (%) 14,2 13,5 12,8 12,0 11,3 10,7 10,0 9,4 8,8 8,2
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8/16/2019 Ejemplo Cálculo Línea Mt
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
5.0 CARGAS MECÁNICAS SOBRE ESTRUCTURAS
5.1 Estructura de paso
5.1.1 Viento máximo
Cargas verticales
Pc 0.616=kg
mPeso propio del conductor Cu
Pac 0.407=kg
mPeso propio del cable guardia
a 90:= m Vano de diseño
n 3:= Números de conductores (fases)
Ppt_Cu Pc a⋅
n⋅
166.32=:=
kg Peso de los conductores Cu por vano
Ppt_ac Pac a⋅ 36.63=:= kg Peso del cable guardia por vano
Paisl_paso 5.8:= kg Peso aproximado aislador a util izar en
estructura de paso
n_aisl 3:= Numero de aisladores
P_aisl_paso_total Paisl_paso n_aisl⋅ 17.4=:= kg Peso total aisladores de paso
Psop_aisl 21:= kg Peso aproximado de 1 cruceta y dos
diagonales.
Carga vertical total
CV Ppt_Cu Ppt_ac+ Paisl_paso+ Psop_aisl+:=
Carga vertical de conductores,
aisladores y soportes estructura de
paso
CV 229.75= kg
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8/16/2019 Ejemplo Cálculo Línea Mt
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
Cargas transversales
Pv 60= Presión del viento considerada cargas
en conductores, aisladores y postekg
m2
Superficie de aislador condimensiones aproximadas de 500mm
x 160mm (montaje vertical)
Sup_aisl 0.5 0.16⋅ 0.08=:= m2
Pv_conductor n a⋅ PvDiam_Cu
1000⋅
⋅ 170.1=:= kg Carga del viento sobre conductores de
fase
Pv_ac 1 a⋅ PvDiam_ac
1000⋅
⋅ 51.73=:= kg Carga del viento sobre cable guardia
Pv_aislador_total n_aisl Pv⋅ Sup_aisl⋅ 14.4=:= kg Carga del viento sobre aisladores
Carga resultante uniformemente
distribuida en el poste de altura útil
11.25m, cuyo ancho promedio es de
222.5 mm
Q Pv 0.2225⋅ 13.35=:=kg
m
Ft 3 Q⋅Altura_poste_util
8⋅ 56.32=:= kg Fuerza transversal resultante en el
extremo superior del poste de 13.5m
(altura útil 11.25) por el efecto del
viento
Carga transversal total
CT Pv_conductor Pv_ac+ Pv_aislador_total+ Ft+:=
Resultante de todas las fuerzas
transversales calculadasCT 292.552=
kg
Carga total
Fuerza resultante entre las cargas
verticales y transversales aplicadasPtotal CV
2CT
2+ 371.98=:= kg
Coeficiente de seguridad del poste
CSTrup_poste
Ptotal2.69=:= Coeficiente de seguridad, al menos debe ser
2 según norma NSEG 5 E.n. 71
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8/16/2019 Ejemplo Cálculo Línea Mt
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
5.1.2 Corte de Conductores
Cargas verticales
Pc 0.616=kg
m Peso específico conductor
nc 5:= Número de conductores de fase
a 90= m longitud de vano
Ppt Pc nc⋅a
2⋅ 138.6=:= kg Peso del conductor de fase, se considera el
cálculo de 3 semivanos
Ppt_ac 36.63= kg Peso del cable guardia
P_aisl_paso_total 17.4= kg Peso total aisladores
Psop_aisl 21= kg Peso aproximado de 1 cruceta y dos
diagonales
Carga vertical total
CV_c Ppt Ppt_ac+ P_aisl_paso_total+ Psop_aisl+:=
Carga vertical de conductores,
aisladores y soportes estructura de
paso
CV_c 213.63= kg
Cargas transversales
Pv_conductor_c nca
2⋅ Pv⋅
Diam_Cu
1000⋅ 141.75=:= kg Carga del v iento sobre conductores
de fase
Pv_ac 51.732= kg Carga del viento sobre cable guardia
Pv_aislador_total_c n Pv⋅ Sup_aisl⋅ 14.4=:= kg Carga del viento sobre aisladores
Ft 56.32= kg Carga del viento sobre el apoyo
Carga transversal total
CT_c Pv_conductor_c Pv_ac+ Pv_aislador_total_c+ Ft+:=
Resultante de todas las fuerzas
transversales aplicadasCT_c 264.202= kg
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8/16/2019 Ejemplo Cálculo Línea Mt
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
Carga Longitudinal
Tensión longitudinal del
conductor para la peor
condición, es decir, para una
temperatura de -10°C y vientomáximo.
Tension_max 587:= kg
Ptotal_long CV_c2
CT_c2
+ Tension_max2
+:=
Ptotal_long 678= kg Carga longitudinal total
Ptotal_long 1000< La carga total para este caso anormal es inferior que
la carga de ruptura del poste elegido de 1000 kg
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8/16/2019 Ejemplo Cálculo Línea Mt
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
5.2 Estructura de anclaje
5.2.1 Viento máximo
Cargas verticales
Ppt_Cu 166.32= kg Peso de los conductores Cu por vano
Ppt_ac 36.63= kg Peso del cable guardia por vano
Paisl_anclaje 1.4:= kg Peso aproximado aislador a util izar en
estructura de anclaje
n_aisl_anclaje 6:= Número de aisladores
P_aisl_anclaje_total Paisl_anclaje n_aisl_anclaje⋅:=
P_aisl_anclaje_total 8.4= kg Peso total aisladores de anclaje
Psop_anclaje_total 42:= kg Peso aproximado de dos crucetas
metálicas de 2.4 m mas diagonales
Carga vertical total
CV_ancje Ppt_Cu Ppt_ac+ P_aisl_anclaje_total+ Psop_anclaje_total+:=
CV_ancje 253.35= kg Carga vertical de conductores,
aisladores y soportes estructura de
anclaje
Cargas transversales
Presión del viento considerada para
cargas en conductores, aisladores y
poste
Pv 60=kg
m2
Pv_ac 51.732= kg Carga del viento sobre cable guardia
Pv_conductor 170.1= kg Carga del viento sobre conductores de
fase
Sup_aisl_anclaje 0.55 0.1⋅ 0.055=:= m2 Superficie de aislador con dimensiones
aproximadas de 555mm x 100mm
Pv_aisl_anclaje_total n_aisl_anclaje Pv⋅ Sup_aisl_anclaje⋅:=
Pv_aisl_anclaje_total 19.8= kg Carga del viento sobre aisladores
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8/16/2019 Ejemplo Cálculo Línea Mt
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
Ft_1 Ft 56.32=:= kg Carga del viento sobre estructura de 1
poste
Ft_2 2 Ft⋅ 112.64=:= kg Carga del viento sobre estructura de 2
postes
Carga transversal total
CT_ancje_1 Pv_conductor Pv_ac+ Pv_aisl_anclaje_total+ Ft_1+:=
Resultante de todas las cargas
transversales para estructura de 1
poste
CT_ancje_1 297.952= kg
CT_ancje_2 Pv_conductor Pv_ac+ Pv_aisl_anclaje_total+ Ft_2+:=
Resultante de todas las cargas
transversales para estructura de 2
postes
CT_ancje_2 354.27= kg
Carga total
P_ancje_total_1 CV_ancje2
CT_ancje_12
+:=
Fuerza resultante entre las cargas
verticales y transversales para
estructura de 1 poste
P_ancje_total_1 391.1= kg
P_ancje_total_2 CV_ancje2
CT_ancje_22
+:=
Fuerza resultante entre las cargas
verticales y transversales para
estructura de 2 postes
P_ancje_total_2 435.5= kg
Coeficiente de seguridad del poste
Coeficiente de seguridad para
estructura de 1 poste, al menos debe
ser 2 según norma NSEG 5 E.n. 71
CS_ancje_1Trup_poste
P_ancje_total_12.56=:= kg
Coeficiente de seguridad para
estructura de 2 postes, al menos debeser 2 según norma NSEG 5 E.n. 71
CS_ancje_2Trup_poste
P_ancje_total_22
4.59=:= kg
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8/16/2019 Ejemplo Cálculo Línea Mt
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
5.2.2 Corte de Conductores
Las solicitaciones por cortadura de conductores (NSEG 5 E.n. 71 Art. 117.4) son las que quedan
actuando sobre la estructura de soporte después de cortarse 1/6 del total de los conductores.
Cargas verticales
Ppt 138.6= kg Peso del conductor de fase, se
considera el cálculo de 5
conductores
Ppt_ac 36.63= kg Peso del cable guardia
P_aisl_anclaje_total 8.4= kg Peso total aisladores de anclaje
Psop_anclaje_total 42= kg Peso aproximado dos crucetas mas
diagonales
Carga vertical total
CV_ancje_c Ppt Ppt_ac+ P_aisl_anclaje_total+ Psop_anclaje_total+:=
CV_ancje_c 225.63= kg Carga vertical total para corte de
conductores
Cargas transversales
Pv_conductor_c 141.75= kg Carga del v iento sobre conductoresde fase
Pv_ac 51.732= kg Carga del viento sobre cable guardia
Pv_aisl_anclaje_total 19.8= kg Carga del viento sobre aisladores
Ft_1 56.32= kg Carga del viento sobre estructura
de 1 poste
Ft_2 112.64= kg Carga del viento sobre estructura de
2 postes
Carga transversal total
CT_ancje_c_1 Pv_conductor_c Pv_ac+ Pv_aisl_anclaje_total+ Ft_1+:=
CT_ancje_c_1 269.602= kg Resultante de todas las fuerzas
transversales para estructura de 1
poste
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8/16/2019 Ejemplo Cálculo Línea Mt
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
CT_ancje_c_2 Pv_conductor_c Pv_ac+ Pv_aisl_anclaje_total+ Ft_2+:=
CT_ancje_c_2 325.92= kg Resultante de todas las fuerzas
transversales para estructura de 2
postes
Carga longitudinal
Tensión longitudinal del
conductor para la peor
condición, es decir, para una
temperatura de -10°C, hielo y
viento máximo.
Tension_max 587= kg
Ptotal_long_ancje CV_ancje_c2
CT_ancje_c_12
+ Tension_max2
+:=
Ptotal_long_ancje 684= kg Carga longitudinal total
La carga total para este caso anormal es inferior que
la carga de ruptura del poste elegido de 1000 kgPtotal_long_ancje 1000<
5.3 Estructura de Remate
Para el caso de estas estructuras las solicitaciones mecánicas ejercidas sobre estas son menos
exigentes que para el caso de las estructuras de anclaje, por lo tanto cumpliendo estas últimas,
cumplen las estructuras de remate.
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8/16/2019 Ejemplo Cálculo Línea Mt
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
6.0 CARGAS SOBRE TIRANTES
Las estructuras de anclaje, en ángulo y de remate serán atirantados en el sentido opuesto a la
carga formando un ángulo de 45°(un tirante) con respecto a la horizontal. Los tirantes serán de
acero galvanizado de 3/8" de alta resistencia, 7 hebras y con una tensión de ruptura de 4950 kg.
La tensión sobre cada conductor de Cu 2/0 AWG para la condición más severa y que se produce
a -10 °C y presión de viento máximo, golpeando perpendicularmente a la línea se muestra en el
punto 4.4.3, el cual es 654 kg y representa un 24.3% de la tensión de ruptura.
Analogamente para el caso del cable de guardia, la tensión para la condición más severa es,
según punto 4.4.5 es 1222 kg y que representa un 17.5% de la tensión de ruptura.
Por lo tanto, la tensión máxima de los tres (3) conductores de cobre más el cable de guardia,
alcanza al valor de:
Tension_max 587= kg Tensión de conductor de cobre más severa
Tension_max_ac 1079:= kg Tensión de cable guardia más severa
Tension_max_total Tension_max n⋅ Tension_max_ac+:=
Tension_max_total 2840= kg Tensión máxima total conductores
Tension_max_aceroTension_max_total
sin 45π
180⋅
:=
Tension_max_acero 4016= kg Tensión sobre el cable de acero con
ángulo de 45°
Factor de seguridad para estructura de remate con un t irante
F_seguridad_tirante_14950
Tension_max_acero:=
F_seguridad_tirante_1 1.23=
Factor de seguridad para estructura de remate con dos tirantes
F_seguridad_tirante_2 24950
Tension_max_acero⋅:=
F_seguridad_tirante_2 2.46=
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Anexo 1 - Hoja de CálculoLínea de Distribución 13,8 kV
Factor de seguridad para estructura de remate con 4 tirantes
Tension_max_acero_4Tension_max n⋅ Tension_max_ac+
sin 45π
180⋅
sin 55
π
180⋅
+
:=
Tension_max_acero_4 1861=
F_seguridad_tirante_4 24950
Tension_max_acero_4⋅:=
F_seguridad_tirante_4 5.32=
El factor de seguridad debe ser al menos 2 según norma NSEG 5 E.n.71, por lo tanto se deben
utilizar al menos dos tirantes para la estructura de remate.
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