Normas Técnicas Para E Rural

NORMAS TECNICAS DE DISEO PARA ELECTRIFICACION RURALCAP IIIParte 1

Fuente: Ministerio de Energa y Minas/DGER

CONTENIDO1.OBJETIVO2.ANTECEDENTES3.AMBITO DE APLICACIN4.ALCANCES DE LAS NORMAS DE ELECTRIFICACION RURAL (Relacin de Normas)5.CARACTERISTICAS ELECTRICAS DE LOS SISTEMASNORMALIZADOS6.CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS7.ARMADOS DE ESTRUCTURAS8.ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA TRABAJOS TOPOGRAFICOS Y GEOREFERENCIACION9. ESPECIFICACIONES TECNICAS DE MONTAJE DE LINEAS PRIMARIAS

1. OBJETO

1.1Presentar los criterios de diseo para los proyectos de electrificacin rural sobre la base de las prescripciones de normas oficiales del Per y normas extranjeras.

1.2Estandarizar las caractersticas tcnicas de los materiales y equipos para facilitar la elaboracin de los estudios y la compra masiva de materiales y equipos.

1. OBJETO

1.3Definir las configuraciones tpicas de estructuras en los que se plasmen los criterios de seguridad elctrica, coordinacin de aislamiento, criterios mecnicos, puesta a tierra y materiales normalizados.

2. ANTECEDENTES

2.1Entre los aos 1993 y 1996, la DEP ejecut obras de electrificacin rural tomando como base expedientes tcnicos existentes, elaborados ya sea por ELECTROPERU, empresas concesionarias regionales, gobiernos locales o comits de electrificacin.

2. ANTECEDENTES

2.2En la dcada d los noventa, el Ministerio de Energa y Minas inicia la elaboracin de estudios de ingeniera, para lo cual contrata firmas consultoras especializadas.En el desarrollo de estosestudios pudo comprobarse que los profesionales tenan criterios variados en cuanto a las caractersticas de los sistemas elctricos, especificaciones tcnicas, etc.

2. ANTECEDENTES

2.3La diferencia de criterios se deba a la influencia de las normas de concesionariosnacionales, fundamentalmente ELECTROLIMA, y a la Insuficiencia de normas oficiales. Por ejemplo, no se contaba con un Cdigo Elctrico relativo a lneas de transmisin.

El Cdigo Elctrico de sistemas de distribucincontena prescripciones superadas ya segnnormas internacionales.

2. ANTECEDENTES

2.4En consecuencia el MEM inicia la elaboracin delas norma de electrificacin rural; dndole uncarcter de gua de diseo en lugar.

2.5Despus de varias modificaciones y adecuaciones, se ha obtenido la versin que ha sido aprobado por la DGE/MEM en el ao 2003.

3. AMBITO DE APLICACION

3.1Las normas de electrificacin rural son aplicables a los proyectos que se desarrollen en reas rurales, localidades aisladas y de frontera, ubicadas fuera de la zona de concesin de concesionarios de distribucin.

3.2Estas normas sern aplicadas por el MEM (que ya losviene utilizando), los gobiernos regionales, gobiernos locales y concesionarios rurales (en caso que hubiesen)

RELACION DE NORMAS TECNICAS DEELECTRIFICACION RURAL

INORMA MEM / DEP Serie 100: Lneas de Transmisin.

NORMA MEM / DEP - 111: Especificaciones Tcnicas para el (R.D. 028-2003 EM/DGE) Suministro de Materiales y Equipos de Lnea de Transmisin.

NORMA MEM / DEP - 112: Especificaciones Tcnicas para las (R.D. 022-2003 EM/DGE) Obras Civiles y el Montaje Electromecnico de Lneas de Transmisin.

4. ALCANCES DE LAS NORMAS DE ELECTRIFICACION RURAL

IINORMA MEM / DEP Serie 200: Subestaciones

NORMA MEM / DEP - 221: Especificaciones Tcnicas para el (R.D. 027-2003 EM/DGE)suministro de equipos desubestaciones.

NORMA MEM / DEP - 223: Especificaciones Tcnicas de (R.D. 021-2003 EM/DGE)montaje electromecnico para subestaciones.

NORMA MEM / DEP - 224: Especificaciones Tcnicas de (R.D. 019-2003 EM/DEP) obras civiles para subestaciones.

RELACION DE NORMAS TECNICAS DEELECTRIFICACION RURAL4. ALCANCES DE LAS NORMAS DE ELECTRIFICACION RURAL

IIINORMA MEM / DEP - Serie 300 : Lneas y Redes Primarias

NORMA MEM / DEP 311: Especificaciones Tcnicas para el (R.D. 026-2003 EM/DGE) suministro de materiales y equipos de lneas y redes primarias.

NORMA MEM / DEP 312: Especificaciones Tcnicas de (R.D. 016-2003-EM/DGE) montaje para lneas y redes primarias.

NORMA MEM / DEP 313: Soportes Normalizados para (R.D. 024-2003-EM/DGE) Lneas y Redes Primarias.

4. ALCANCES DE LAS NORMAS DE ELECTRIFICACION RURALRELACION DE NORMAS TECNICAS DEELECTRIFICACION RURAL

IV NORMA MEM / DEP - Serie 400 : Redes Secundarias

NORMA MEM / DEP 411: Especificaciones Tcnicas para el (R.D. 025-2003 EM/DGE) suministro de materiales y equipos de redes secundarias.

NORMA MEM / DEP 412: Especificaciones Tcnicas de (R.D. 020-2003 EM/DGE) montaje para redes secundarias.

NORMA MEM / DEP 413: Soportes Normalizados para redes (R.D. 023-2003 EM/DGE) secundarias.


VNORMA MEM / DEP - Serie 500 : Estudios de Ingeniera

NORMA MEM / DEP 501: Bases para el diseo de lneas y (R.D. 018-2003 EM/DGE)redes primarias.

NORMA MEM / DEP 502: Bases para el diseo de redes (R.D. 031-2003 EM/DGE) secundarias con conductores autoportantes.

NORMA MEM / DEP - 511: Especificaciones Tcnicas para la (R.D. 030-2003 EM/DGE) elaboracin de Estudios de Topografia.

NORMA MEM / DEP - 512: Especificaciones Tcnicas para la (R.D. 029-2003 EM/DGE)elaboracin de Estudios de Geologa y Geotecnia.


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LINEA DE TRANSMISION Y SUBESTACIONES DE POTENCIA.

SISTEMAS ELECTRICOS RURALES (PEQUEOS SISTEMAS

ELECTRICOS O SISTEMAS DE DISTRIBUCION RURAL)

LINEAS PRIMARIAS

REDES PRIMARIAS

REDES SECUNDARIAS

5. CARACTERISTICAS ELECTRICAS DE LOS SISTEMAS DE ELECTRIFICACION RURAL

*

5. CARACTERISTICAS ELECTRICAS DE LOS SISTEMAS DE ELECTRIFICACION RURAL 5.1.- LINEAS DE TRANSMISION Y SUBESTACIONES DE POTENCIA

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CONDUCTOR :Aleacin de aluminio (AAAC)

120 mm2 para lneas de 60 kV 240 mm2 para lneas de 138 kV Engrasados para zonas de costa y sin grasa para zonasde sierra y selva.

ESTRUCTURAS:Torres metlicas para zonas de sierra y selva.

Postes de madera para zonas de costa. 5.2.- CARACTERISTICAS DE LAS LINEAS DE TRANSMISION

*


- De acero, tipo Extra Alta. - Resistencia (EHS) de 10 mm para Lneas de 138 kV de 7,5 mm para Lneas de 60 kV

Polimricos principalmente.Alternativamente: Aisladores cermicos.

- Tipo parrilla para suelos normales.- Tipo zapata de concreto para suelos con poca capacidad portante.

Electrodos verticales y contrapesos de acero recubierto con cobre. 5.2.- CARACTERISTICAS DE LAS LINEAS DE TRANSMISION

CABLE DE

GUARDA:

AISLADORES:

FUNDACIONES:

PUESTA A TIERRA:

*


Para Lneas con cable de guarda:

10 - 15 ohmios para lneas de 60 kV 15 - 20 ohmios para lneas de 138kV

Para lneas sin cable de guarda y en zonas no transitadas podra admitirse hasta 100 ohmios. 5.2.- CARACTERISTICAS DE LAS LINEAS DE TRANSMISION RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA:

*

5. CARACTERISTICAS ELECTRICAS DE LOS SISTEMAS DE ELECTRIFICACION RURAL 5.3.-ESTRUCTURA TIPICA DE SUSPENSION EN LINEA DE 60 kV

*

5. CARACTERISTICAS ELECTRICAS DE LOS SISTEMAS DE ELECTRIFICACION RURAL 5.4.- DIAGRAMA UNIFILAR DE S.E. TIPICA

*

5. CARACTERISTICAS ELECTRICAS DE LOS SISTEMAS DE ELECTRIFICACION RURAL 5.5.- PEQUEOS SISTEMAS ELECTRICOS - CONFIGURACION TIPICA

*


5.6.1.SISTEMA DE DISTRIBUCION TRIFASICO CON NEUTRO CORRIDO Y CON MULTIPLE PUESTA A TIERRA.

5.6.2.SISTEMA DE DISTRIBUCION TRIFASICO SIN NEUTRO CORRIDO CON RAMALES BIFASICOS.

5.6.3.SISTEMA DE DISTRIBUCION TRIFASICO SIN NEUTRO CORRIDO CON RAMALES MONOFASICOS CON RETORNO TOTAL POR TIERRA. 5.6.- TIPOS DE SISTEMAS TRIFASICOS DE MEDIA TENSION

5. CARACTERISTICAS ELECTRICAS DE LOS SISTEMAS DE ELECTRIFICACION RURAL 5.6.1.- SISTEMA DE DISTRIBUCION TRIFASICO CON NEUTRO CORRIDO Y CON MULTIPLE PUESTA A TIERRA

5. CARACTERISTICAS ELECTRICAS DE LOS SISTEMAS DE ELECTRIFICACION RURAL 5.6.2.- SISTEMA DE DISTRIBUCION TRIFASICO SIN NEUTRO CORRIDO CON RAMALES BIFASICOS

5. CARACTERISTICAS ELECTRICAS DE LOS SISTEMAS DE ELECTRIFICACION RURAL 5.6.3.- SISTEMA DE DISTRIBUCION TRIFASICO SIN NEUTRO CORRIDO CON RAMALES MONOFASICOS CON RETORNO TOTAL POR TIERRA

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS 6.1.- CRITERIOS PARA LA SELECCIN DEL AISLAMIENTO DE LNEAS Y REDES PRIMARIASSegn normas internacionales (IEC, IEEE-ANSI, etc.), el aislamiento de lneas de media tensin debe disearse tomando en cuentalos siguientes criterios:

-Sobretensiones a la frecuenciaindustrial

-Contaminacin ambiental

-Sobretensiones atmosfricas

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS Las mismas normas han definido niveles de aislamiento asociadas a la mxima tensin trifsica; Por ejemplo para Umax de 25 kV:

- Tensin de Prueba a Frecuencia Industrial o de sostenimiento a 60 Hz: 50 kV - Tensin de Prueba al Impulso o de sostenimiento a Onda 1,2/50: 125 kV 6.1.- CRITERIOS PARA LA SELECCIN DEL AISLAMIENTO DE LNEAS Y REDES PRIMARIAS

*

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS La norma IEC 60815 define los siguientes requerimientos de lnea de fuga, de acuerdo con el grado de contaminacin:

- Nivel de polucin I (ligero)16 mm/kV - Nivel de polucin II (medio)20 mm/kV - Nivel de polucin III (pesado)25 mm/kV - Nivel de polucin IV (muy pesado)31 mm/kV 6.1.- CRITERIOS PARA LA SELECCIN DEL AISLAMIENTO DE LNEAS Y REDES PRIMARIAS

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS El nivel de aislamiento a la frecuencia industrial prescrito por las normas es muy elevado en relacin a las sobretensiones temporales.

En sistemas elctricos rurales, la sobretensin temporal ms importante se produce en una de las fases sanas cuando en otra hay una falla a tierra, a causa del desplazamiento del neutro.

6.1.- CRITERIOS PARA LA SELECCIN DEL AISLAMIENTO DE LNEAS Y REDES PRIMARIAS

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS En sistemas de neutro efectivamente puesto a tierra, la sobretensin fase tierra no alcanza el valor de la mxima tensin entre fases.

Por tanto el valor mximo de la sobretensin a la frecuencia industrial estar siempre muy por debajo del nivel de aislamiento consignado por normas.


6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS Por lo tanto, los nicos criterios que definen el aislamiento en las lneas de media tensin son:

-La contaminacin ambiental-Las sobretensiones atmosfricas

En la sierra y en la selva, el criterio de las sobretensiones atmosfricas define el aislamiento.

Por contaminacin es suficiente aplicar una lnea de fuga de 16 mm/kV.


6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS En la costa, donde no se producen descargas atmosfricas, el aislamiento queda definido por el criterio de contaminacin ambiental. La lnea de fuga depende del grado de contaminacin.

Adicionalmente, debe analizarse la confiabilidad del sistema en trminos de nmero de salidas

(o flameos) por cada 100 km/ao. 6.1.- CRITERIOS PARA LA SELECCIN DEL AISLAMIENTO DE LNEAS Y REDES PRIMARIAS

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS En lneas situadas en la sierra y en la selva, las sobretensiones atmosfricas producen el mayor nmero de perturbaciones.

Es necesario analizar cmo afectan estos fenmenos al comportamiento de las lneas y redes de media tensin.


6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS Las lneas de media tensin estn expuestas a sobretensiones atmosfricas inducidas y directas.

Las descargas directas producen sobretensiones muy elevadas imposibles de controlar con cable

de guarda.

Para reducir el nmero de impactos directos sobre las lneas, es necesario elegir una ruta adecuada naturalmente apantallada por cerros, rboles etc.


6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS De acuerdo con normas internacionales, las sobretensiones inducidas alcanzan valores mximos comprendidos entre 250 y 300 kV y, por lo general, son los que ms afectan a lneas de media tensin.


6.1. CRITERIOS PARA LA SELECCIN DEL AISLAMIENTO DE LNEAS Y REDES PRIMARIAS6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASFuente: Norma IEEE Std 1410 - 1997IEEE GUIDE FOR IMPROVING THE LIGHTNING PERFORMANCE

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASFuente: T.E. Mc DERMOTTLIGHTNING PROTECTION OF DISTRIBUTION LINES 6.1.- CRITERIOS PARA LA SELECCIN DEL AISLAMIENTO DE LNEAS Y REDES PRIMARIAS

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS Uso de la madera incrementa el nivel de aislamiento al impulso tipo rayo.

La madera en condiciones hmedas (por lluvia) presenta una tensin crtica disruptiva del orden de los 250 a 300 kV/m.

Normas internacionales y trabajos de investigacin (Artculos tcnicos) muestran los procedimientos

para combinar el nivel de aislamiento del aislador propiamente dicho y el de la madera. 6.1.- CRITERIOS PARA LA SELECCIN DEL AISLAMIENTO DE LNEAS Y REDES PRIMARIAS

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS 6.1. CRITERIOS PARA LA SELECCIN DEL AISLAMIENTO DE LNEAS Y REDES PRIMARIASFuente: Norma IEEE Std 1410 - 1997IEEE GUIDE FOR IMPROVING THE LIGHTNING PERFORMANCE OF POWER OVERHEAD DISTRIBUTION LINES

Hoja1

Primary Insulation (CFO)CFO-added second componente (CFOadd.sec)

InsulatorskVSecond componentWith first component ofkV/m

ANSI 55-4105Wooden crossarnVertical pin insulator250

PinANSI 55-5120Wooden crossarnVertical suspension insulator160

ANSI 55-6140Wooden crossarnHorizontal suspension insulator295

Porcelain1-10,2 cm (4 in)75Wooden poleVertical pin Insulator235

2-10,2 cm (4 in)165Wooden poleSuspension Insulator90

Suspension3-10,2 cm (4 in)250Fiberglass crossarmInsulator250

InsulatorskV/mFiberglass standoffInsulator315

Air600

Wooden pole330

Wooden crossarm360

Fiberglass standoff500

Hoja2

Hoja3

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS 6.1.- CRITERIOS PARA LA SELECCIN DEL AISLAMIENTO DE LNEAS Y REDES PRIMARIASFuente: Norma IEEE Std 1410 - 1997IEEE GUIDE FOR IMPROVING THE LIGHTNING PERFORMANCE OF POWER OVERHEAD DISTRIBUTION LINES

Hoja1

Primary Insulation (CFOons)CFO-added second componente (CFOadd.sec)

InsulatorskVSecond componentWith first component ofkV/m

ANSI 55-4105Wooden crossarnVertical pin insulator250

PinANSI 55-5120Wooden crossarnVertical suspension insulator160

ANSI 55-6140Wooden crossarnHorizontal suspension insulator295

Porcelain1-10,2 cm (4 in)75Wooden poleVertical pin Insulator235

2-10,2 cm (4 in)165Wooden poleSuspension Insulator90

Suspension3-10,2 cm (4 in)250Fiberglass crossarmInsulator250

InsulatorskV/mFiberglass standoffInsulator315

Air600

Wooden pole330

Wooden crossarm360

Fiberglass standoff500

Hoja2

Hoja3

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS6.1. CRITERIOS PARA LA SELECCIN DEL AISLAMIENTO DE LNEAS Y REDES PRIMARIASFUENTE:GELDENHUYS AND LAGESSE PRACTICAL INSULATION COORDINATION OF WOODPOLE DISTRIBUTION LINES IN HIGH-LIGHTING AREAS

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS6.1. CRITERIOS PARA LA SELECCIN DEL AISLAMIENTO DE LNEAS Y REDES PRIMARIASFuente: NORMAS DE ELECTRIFICACION RURAL

2. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASMECANISMO DE TRANSICIN DE CORRIENTE TIPO IMPULSO A CORRIENTE DE FALLA A FRECUENCIA INDUSTRIAL EN SISTEMAS CON NEUTRO EFECTIVAMENTE PUESTO A TIERRA 2.1. CRITERIOS PARA LA SELECCIN DEL AISLAMIENTO DE LNEAS Y REDES PRIMARIAS

2. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS 2.1. CRITERIOS PARA LA SELECCIN DEL AISLAMIENTO DE LNEAS Y REDES PRIMARIASMECANISMO DE TRANSICIN DE CORRIENTE TIPO IMPULSO A CORRIENTE DE FALLA A FRECUENCIA INDUSTRIAL EN SISTEMAS CON NEUTRO AISLADO

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS Los criterios para el dimensionamiento de puestas a tierra en electrificacin rural son:

-Seguridad de las personas-Operacin del sistema-Descargas atmosfricas-Disipacin de las corrientes de fuga 6.2.- PUESTA A TIERRA EN LNEAS Y REDES PRIMARIAS

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASSEGURIDAD DE LAS PERSONAS

El criterio de seguridad de las personas es el ms exigente. Deben tomarse en cuenta las tensiones de toque (contacto), de paso y de transferencia.

En lneas de electrificacin rural no se toma en

cuenta este concepto, en vista que las lneas recorren por zonas sin trnsito, salvo en Subestaciones de potencia y de distribucin. 6.2.- PUESTA A TIERRA EN LNEAS Y REDES PRIMARIAS

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASSEGURIDAD DE LAS PERSONAS

Las puestas a tierra, bajo el criterio de seguridad de las personas, no slo deben presentar bajos valores de resistencia de puesta a tierra, sino tambin la

configuracin debe ser la adecuada para reducir el gradiente de potencial.

En el caso de las lneas de transmisin ocurre algo similar. El criterio de seguridad de las personas solo se aplica en zonas urbanas por donde pasan estas

lneas. 6.2.- PUESTA A TIERRA EN LNEAS Y REDES PRIMARIAS

*

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASOPERACIN DEL SISTEMA

Desde el punto de vista de la operacin, los

sistemas con neutro corrido, el CNE (Per) y el NESC (USA) establecen que debe haber, por lo menos una puesta a tierra por cada 400 m. de lnea. El objetivo es conseguir una resistencia equivalente de todas las puestas a tierra menor o igual a un determinado valor. 6.2.- PUESTA A TIERRA EN LNEAS Y REDES PRIMARIAS


En sistemas sin neutro corrido y con ramales bifsicos, las puestas a tierra de las estructuras no cumplen ninguna funcin importante, incluso podra prescindirse de ellas sin poner en riesgo la operacin del sistema.

6.2.- PUESTA A TIERRA EN LNEAS Y REDES PRIMARIAS


En sistemas sin neutro corrido y con retorno total por tierra, las nicas puestas a tierra importantes, desde el punto de vista de la operacin del sistema son las que corresponden a la subestacin de potencia (en el origen) y en los transformadores de distribucin (en la carga), en este caso el valor total

de la resistencia de puesta a tierra debe ser como mximo de 5 ohmios y la potencia total por transformador debe ser como mximo de 50 kVA (En algunos casos especiales se pude aceptar hasta 75 kVA). 6.2.- PUESTA A TIERRA EN LNEAS Y REDES PRIMARIAS

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASDESCARGAS ATMOSFERICAS

En sistemas con neutro corrido y postes de madera, el dimensionamiento de la puesta a tierra para la operacin del sistema, descrito anteriormente, satisface, tambin los requerimientos para la proteccin contra los efectos de las descargas atmosfricas.



En sistemas sin neutro corrido, para el dimensionamiento de la puesta a tierra, se aplican

en principio, el mismo criterio que el aplicado a los sistemas con neutro corrido. En instalaciones que estn expuestas a

sobretensiones inducidas, las puestas a tierra se ubican, en promedio cada 3 estructuras.

En instalaciones muy expuestas a sobretensiones directas, se instalan puestas a tierra en todas las estructuras, en este caso se puede aplicar como

mtodo complementario, los Pararrayos Tipo Mstil o Franklyn, ubicados a 50 m., de la lnea en las zonas ms altas de la ruta de la lnea y cada 300 m. 6.2.- PUESTA A TIERRA EN LNEAS Y REDES PRIMARIAS


Las lneas de distribucin (menores a 33 kV.) se disean

sin cable de guarda, el objeto de las puestas a tierra es disipar las corrientes transitorias tipo rayo y proteger a los postes de madera.

El valor de la resistencia de las puestas a tierra

individuales no tiene mayor importancia; resistencias altas, como por ejemplo 500 ohmios, no afectan a la instalacin. 6.2.- PUESTA A TIERRA EN LNEAS Y REDES PRIMARIAS

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS6.2. PUESTA A TIERRA EN LNEAS Y REDES PRIMARIASFuente: NORMAS MEM / DEP - 313 SOPORTES NORMALIZADOS PARA LINEAS Y REDES PRIMARIASDETALLES DE PUESTA A TIERRA PARA ZONAS CON DESCARGAS ATMOSFERICAS ZONAS DE AMBIENTE SECO, TPICO DE LA SIERRA

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASDISIPACION DE LAS CORRIENTES DE FUGA

En la costa no es necesario el incremento del nivel de aislamiento de lneas y redes primarias.

Las corrientes de fuga que recorren por la superficie de los aisladores, debido a la presencia de elementos contaminantes, pueden producir la quema de crucetas.

Por tanto, todas las estructuras de madera ubicadas en reas de costa, llevan puestas a tierra conectadas desde los herrajes de los aisladores.

Dada la pequea magnitud de las corrientes de fuga, podra usarse solo un anillo alrededor del poste en la cimentacin.


6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASDISIPACION DE LAS CORRIENTES DE FUGA

Las estructuras provistas de equipos de seccionamiento o con interruptores automticos de recierre se considerarn como subestaciones de distribucin para los efectos de las puestas a tierra.

Se ha demostrado que las puestas a tierra conformadas por conductor enrollado helicoidalmente no son adecuadas por presentar una inductancia a las corrientes de impulso tipo rayo en la que se generan tensiones elevadas.


6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS6.2. PUESTA A TIERRA EN LNEAS Y REDES PRIMARIASFuente: NORMAS MEM / DEP - 313 SOPORTES NORMALIZADOS PARA LINEAS Y REDES PRIMARIASDETALLES DE PUESTA A TIERRA PARA ZONAS SIN DESCARGAS ATMOSFERICAS Y CON ALTA HUMEDAD, TPICO DE LA ZONAS COSTERAS

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS Los criterios para el dimensionamiento de puestas a tierra en las subestaciones de distribucin son:

-Seguridad de las personas-Operacin del sistema -Descargas atmosfricas-Disipacin de las corrientes de fuga

El criterio ms importante es el de la seguridad de las personas, y es el que requiere la obtencin de los menores valores de resistencia de puesta a tierra.

6.3.- PUESTAS A TIERRA EN SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASLas normas de electrificacin rural consideran, como mximo, los siguientes valores de resistencia de puesta a tierra:

En subestaciones trifsicas y monofsicas conectadas

entre fases: 25 ohmios.

En transformadores monofsicos de sistemas con neutro

corrido o retorno total por tierra (MRT): 6.3.- PUESTAS A TIERRA EN SUBESTACIONES DE DISTRIBUCION

Potencia del transformador kVA

Resistencia de puesta a tierra en ohm

5

25

10

25

15

20

25

15

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS Las Normas de Electrificacin Rural consideran el uso de una sola puesta a tierra en la subestacin de distribucin por las razones que se indican a continuacin:

El numeral 5.1.3 de la norma ANSI C57.12.20-1974 establece que los terminales neutros de los transformadores monofsicos, tanto del lado de media como de baja tensin deben unirse mediante pernos al tanque del transformador.


6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS

El descargador (Pararrayos) debe estar ubicado lo ms cerca posible del transformador, y su borne de tierra debe estar conectado al tanque del transformador, tal como se muestra en las siguientes figuras:


6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS 6.3.- PUESTAS A TIERRA EN SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIONFuente: NORMA IEEE C62.22-1997GUIDE FOR THE APPLICATION OF METAL-OXIDE SURGE ARRESTER

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS6.3. PUESTAS A TIERRA EN SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIONFuente: NORMA IEEE C62.22-1997ARRESTER FOR ALTERNATING - CURRENT SYSTEMSWhere possible,the transformer secondary neutral terminal should be bonded to the primary neutral which also should be bonded to the tank. This is very important because severe voltage potentials can develop between the secondary and primary winding during lightning surges which can cause transformer failure even thoungh all windings have arresters connected across the terminals.

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS6.3. PUESTAS A TIERRA EN SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIONFuente: Hidro QuebecDIAGRAMME DES CONNEXIONS ET DU RECCORDEMENT BT 120/240 V; 25 ET 50 KVA

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS6.3. PUESTAS A TIERRA EN SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIONFuente: JUSTO YANQUE - COPIA DEL CURSO DE ALTA TENSION

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS6.3. PUESTAS A TIERRA EN SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIONFuente: DONALD G. FINK / H. WAYNE BEATYSTANDARD HANDBOOK FOR ELECTRICAL ENGINEERS

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS

La tendencia actual en el diseo de puestas a tierra considera el criterio de la equipotencialidad.


6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS6.3. PUESTAS A TIERRA EN SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIONLa interconexin de puestas a tierra, se puede considerar como un tema que ya no esta en discusin por la ingeniera, as lo demuestran las figuras 36 y 37 tomadas de la IEC 61000-5-2. Cuando en una edificacin o inmueble existan varias puestas a tierra, todas ellas deben estar interconectadas por conductores. Este tipo de configuracin es ptima por que reduce las diferencias de potencial entre partes de la misma instalacin, baja la resistencia global, es de mnimo costo, es el mas simple, es ms fcil de prever su comportamiento elctrico, requiere mnimo anlisis de acoplamientos y aislamientos, distribuye mejor las corrientes de falla y sobre todo es ms segura y confiableFuente: FAVIO CASAS OSPINA

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS6.3. PUESTAS A TIERRA EN SUBESTACIONES DE DISTRIBUCIONFuente: DEP/MEM PLANOS DE RED PRIMARIA

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS Las distancias mnimas de seguridad que consideran las Normas de Electrificacin Rural son bsicamente las que estn establecidas en el Cdigo Nacional de Electricidad (CNE).

Las distancias mnimas horizontales y verticales entre conductores son ms conservadoras que las mnimas previstas en el CNE.

6.4.- DISTANCIAS DE SEGURIDAD EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS La distancia horizontal entre conductores:

y es aplicable a todas las secciones de conductores. Esta frmula es equivalente a la establecida por el CNE para secciones menores a 35 mm2. Para secciones iguales o mayores a 35 mm2, la frmula propuesta por el CNE es menos exigente. 6.4.- DISTANCIAS DE SEGURIDAD EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS En estructuras con disposicin triangular de conductores, donde 2 de stos estn ubicados en un mismo plano (en una cruceta), el conductor superior no es tomado en cuenta, si es que se encuentra ubicado a 1 m o ms respecto a la cruceta. Esta es una prctica brasilea ya en aplicacin en el Per desde la dcada de los 80.


6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS Las distancias verticales a mitad de vano, sin presencia de hielo, consideradas por la Norma de Electrificacin Rural son prcticamente las que se requieren en la estructura, pero incrementadas a causa de las tolerancias originadas por las diferencias de flechas.


6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS Las distancias verticales normalizadas son las siguientes:

- Para vanos hasta de 100 m0,70 m- Para vanos entre 101 y 350 m1,00 m- Para vanos entre 351 y 600 m1,20 m- Para vanos mayores a 600 m2,00 m

Estas distancias son mayores a las mnimas establecidas por el CNE. 6.4.- DISTANCIAS DE SEGURIDAD EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS En lneas con conductor neutro corrido, deber verificarse, adicionalmente, la distancia vertical entre el conductor de fase y el neutro para la condicin sin viento y mxima temperatura en el conductor de fase y temperatura EDS en el conductor neutro. Esta verificacin debe hacerse, tambin, cuando exista una transicin de disposicin triangular de conductores a disposicin vertical con presencia de conductor neutro.


6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS En rigor, cuando se considere presencia de hielo, las distancias verticales deben determinarse sobre la base de las elipses de Morse generadas por el fenmeno Galloping.


6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASCALCULOS MECANICOS DEL CONDUCTOR

Tienen por finalidad determinar las siguientes magnitudes en todas las hiptesis de trabajo:

-Esfuerzo horizontal del conductor-Esfuerzo tangencial del conductor en las estructuras-Flechas del conductor-Parmetros del conductor-Angulos de salida del conductor en las estructuras, respecto a la horizontal-Vano medio de las estructura (vano viento)-Vano peso de las estructuras 6.5.- ASPECTOS MECANICOS DEL CONDUCTOR

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS 6.5.- ASPECTOS MECANICOS DEL CONDUCTORFuente: NORMA MEM/DEP-501

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASMATERIALES DE LOS CONDUCTORES

El material ms adecuado para las lneas y redes primarias de electrificacin rural ha sido determinado mediante anlisis de mnimo costo. Se hicieron comparaciones entre conductores de cobre, aluminio acero (ACSR) y aleacin de aluminio (AAAC), habindose determinado la conveniencia de utilizar aleacin de aluminio.

Las secciones de conductor de aleacin de aluminio normalizadas son: 25; 35; 50; 70 y 95 mm2. La seccin mnima ha sido definida tomando en cuenta los criterios de soportar las corrientes de cortocircuito y la capacidad mecnica.

6.5.- ASPECTOS MECANICOS DEL CONDUCTOR

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASESFUERZOS EN EL CONDUCTOR

Segn normas internacionales, los conductores de aleacin de aluminio sin proteccin antivibrante, deben estar sometidos a los siguientes esfuerzos horizontales:

- En la condicin EDS inicial:18 % UTS- En la condicin EDS final :15 16 % UTS

Los esfuerzos mximos en el conductor son los tangenciales y se producen en las estructuras de apoyo; segn el CNE no deben superar el 60 % UTS.


6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS Diagrama Esfuerzo Deformacin 6.5.- ASPECTOS MECANICOS DEL CONDUCTORFuente: Holland H. FarrTRANSMISSION LINE DESIGN MANUAL

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASHIPOTESIS DE ESTADO

Las hiptesis de estado se definen sobre la base de los siguientes factores: temperatura, velocidad de viento y carga de hielo. De acuerdo con la zonificacin y las cargas definidas por el CNE, se consideran las siguientes hiptesis:

Hiptesis 1 (Condicin de mayor duracin EDS inicial): Temperatura media, velocidad de viento nula y sin carga de hielo. 6.5.- ASPECTOS MECANICOS DEL CONDUCTOR


Hiptesis 2 (Condicin de mayor duracin EDS final): Temperatura media, velocidad deviento nula y sin carga de hielo.

Hiptesis 3 (Condicin de mnima temperatura): Temperatura mnima, velocidad de viento nula y sin carga de hielo.

Hiptesis 4 (Condicin de mxima velocidad de viento): Temperatura media, velocidad mxima de viento y sin carga de hielo. 6.5.- ASPECTOS MECANICOS DEL CONDUCTOR


Hiptesis 5 (Condicin de mxima carga de hielo): Temperatura mnima, velocidad de viento nula, 6 mm de espesor de hielo.

Hiptesis 6 (Condicin de mxima temperatura): Temperatura mxima incluyendo CREEP, velocidad de viento nula y sin carga de hielo.


6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASDESARROLLO DE LOS CALCULOS

Las normas de electrificacin rural consignan las frmulas exactas y aproximadas para el desarrollo de los clculos por parte de los consultores. Algunos programas de localizacin de estructuras, pueden desarrollar estos clculos para cada vano y para las distintas hiptesis.



Para la localizacin de las estructuras con aisladores rgidos, el vano equivalente es igual al vano real; es decir, habrn tantos vanos equivalentes como vanos reales existan. En las estructuras con cadenas de aisladores de suspensin, el vano equivalente es nico para tramos comprendidos entre estructuras de anclaje y a este vano equivalente corresponde un esfuerzo horizontal (To) constante.



La frmula del vano equivalente, en este caso es:

Sin embargo, cuando se pone en flecha el conductor, durante la construccin, se utiliza este ltimo concepto de vano equivalente tanto para lneas con aisladores rgidos como para cadenas de suspensin, en vista que los conductores se encuentran sobre poleas. 6.5.- ASPECTOS MECANICOS DEL CONDUCTOR

2. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIAS 2.6.- ASPECTOS MECANICOS DE LA ESTRUCTURA

Profile (not to scale) of the Yangtze River line crossing.

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASCALCULOS MECANICOS DE LAS ESTRUCTURAS

Tienen la finalidad de determinar lo siguiente:

- Capacidad mecnica de los postes (carga de trabajo en la punta)- Esfuerzo de trabajo en la lnea de empotramiento (solo para postes de madera)- Deflexin para cargas horizontales permanentes (ngulos de desvo pequeos)- Carga crtica (columna de Euler) debida a la compresin del poste. 6.6.- ASPECTOS MECANICOS DE LA ESTRUCTURA

6. CRITERIOS DE DISEO EN LINEAS Y REDES PRIMARIASCALCULOS MECANICOS DE LAS ESTRUCTURAS

- Factores de seguridad - Eliminacin de la hiptesis de rotura del conductor - Cargas horizontales desequilibradas debidas a diferencia de parmetros del conductor. - Cargas desequilibradas verticales. 6.6.- ASPECTOS MECANICOS DE LA ESTRUCTURA

7. ARMADOS DE ESTRUCTURAS1. Los soportes de lneas y redes primarias son aplicables a sistemas trifsicos, bifsicos y monofsicos, tanto con conductor de neutro corrido como para sistemas con retorno total por tierra (MRT).

2. Los soportes de lnea y redes primarias han sido dimensionados y configurados tomando en cuenta los siguientes parmetros: distancia entre fases, capacidad mecnica de la estructura (Vano - Viento y Vano - Peso) y distancia del conductor al suelo.

7. ARMADOS DE ESTRUCTURAS3. Los soportes de lneas y redes primarias consideran fundamentalmente postes y crucetas de madera; sin embargo, tambin es posible utilizar los mismos armados de estructuras en postes de concreto y crucetas de madera.

4. Adicionalmente a los armados de estructuras, se muestran los detalles de: aisladores, espigas, ensamble de cadenas de aisladores, accesorios de conductores y aisladores, retenidas, puesta a tierra, etc.

7. ARMADOS DE ESTRUCTURASTIPOS DE ESTRUCTURA:

- Estructura tipo PS1- Estructura tipo PA1- Estructura tipo PA2- Estructura tipo PA3- Estructura tipo PR3- Estructura tipo PSH- Estructura tipo PA1H- Estructura tipo PRH- Estructura tipo PA2H- Estructura tipo P3A1- Estructura tipo P3A2

Estructura tipo PS1 7. ARMADOS DE ESTRUCTURAS

Estructura tipo PA1 7. ARMADOS DE ESTRUCTURAS

Estructura tipo PR3 7. ARMADOS DE ESTRUCTURAS

Estructura tipo PSH 7. ARMADOS DE ESTRUCTURAS

Estructura tipo PA1H 7. ARMADOS DE ESTRUCTURAS

Estructura tipo PRH 7. ARMADOS DE ESTRUCTURAS

Estructura tipo PA2H 7. ARMADOS DE ESTRUCTURAS

Estructura tipo P3A1 7. ARMADOS DE ESTRUCTURAS

Estructura tipo P3A2 7. ARMADOS DE ESTRUCTURAS

8. ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS Y GEOREFERENCIACION LEVANTAMIENTOS TOPOGRFICOS

Las especificaciones tcnicas definen los criterios y metodologa aplicables a levantamientos topogrficos para lneas de transmisin, lneas primarias y catastro de localidades.

Igualmente, definen los equipos que deben utilizarse.

se establece el uso exclusivo de Estacin Total para todos los levantamientos topogrficos.

Definen, tambin, las responsabilidades del Consultor que hace el levantamiento y de la supervisin.


Estas especificaciones establecen reglas generales para el levantamiento topogrfico:

-Distancias a ejes de carreteras, ejes de vas frreas, etc.-Angulos de cruce de carreteras, oleoductos, gasoductos, etc.-Sealizacin de vrtices y puntos notables-Distancias entre puntos topogrficos-Perfiles laterales o contraperfiles-Levantamiento de quebradas profundas- Monumentacin de vrttices


Informacin que debe aparecer en la franja planimtrica:

-Tipos de cultivos y lmites de predios-Nombre de los propietarios-Tipo y altura de rboles-Carreteras, vas frreas y caminos-Cursos de ros, quebradas, canales, etc.-Lneas elctricas, de comunicaciones, acueductos, oleoductos, gasoductos, etc.-Edificaciones en general- Accidentes topogrficos: taludes, barrancos y cualquier otro obstculo.

8. ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS Y GEOREFERENCIACION GEOREFERENCIACIN

Tiene por objeto determinar las coordenadas.

Normalmente se requieren 2 equipos GPS Diferencial, uno para la base y el otro para el mvil (rover)

La metodologa de trabajo es la siguiente:

- Obtencin de la informacin del IGN respecto a un punto con coordenadas UTM definidas ubicado cerca al rea del proyecto

- Ubicacin del equipo base en el punto dado por el IGN y el otro en algn punto de la ruta de la lnea.

8. ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA LEVANTAMIENTOS TOPOGRAFICOS Y GEOREFERENCIACION GEOREFERENCIACIN

- La toma de datos depender del nmero de satlites accesibles, de la morfologa del terreno, de las condiciones climatolgicas, etc.

- Por lo general, se requiere ubicar el equipo rover cada 10 km como mximo.

9. ESPECIFICACIONES TECNICAS DE MONTAJE DE LINEAS PRIMARIAS TENDIDO Y PUESTA EN FLECHA DE CONDUCTORES

Objeto de la especificacin Transporte y manipuleo de los conductores Equipo de tendido Tabla de tensado Puesta en flecha: Mtodos y Equipos Puesta a tierra durante el montaje

FIN

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Normas Técnicas Para E Rural

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