PROCEDIMIENTOS TECNICOS PARA EL TENDIDO Y TENSADO DE CONDUCTORES PARA LINEAS DE TRANSMISION.pdf

7/23/2019 PROCEDIMIENTOS TECNICOS PARA EL TENDIDO Y TENSADO DE CONDUCTORES PARA LINEAS DE TRANSMISION.pdf

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ANEXO 25PROCEDIMIENTOS TCNICOS PARA EL

TENDIDO Y TENSADO DE CONDUCTORES

PARA LNEAS DE TRANSMISIN


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Instituto Costarricense de Electricidad

Procedimientos Tcnicos

para el Tendido y Tensado

de Lneas de Transmisin de

Alto Voltaje

Documento Base para la Capacitacin de Ingenieros

en Construccin de Lneas de Transmisin

Carlos Solano SotoSetiembre 2009


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Tabla de Contenido

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Tabla de ContenidoINTRODUCCIN ................................................................................................................................................................ 6

CAPITULO I .................................................................................................................................................................. 8

FUNDAMENTOS DEL CLCULO MECNICO DE CABLES ..................................................................................................... 8

1.1. DEFINICIN DE CABLE ......................................................................................................................................... 8

1.2. CARACTERSTICAS DE LOS CABLES ...................................................................................................................... 8

1.3. EFECTO DE LA TEMPERATURA ........................................................................................................................... 10

1.4. FENMENO DE FLUENCIA LENTA (CREEP) .......................................................................................................... 10

1.5. CARGAS SOBRE CONDUCTORES ......................................................................................................................... 14

1.5.1. TRAMO DE PESO ...................................................................................................................................................... 141.5.2. CONDICIN DE LEVANTAMIENTO (UP-LIFT) ............................................................................................................... 151.5.3. TRAMO DE VIENTO ................................................................................................................................................... 16

1.6. VANO REGULADOR Y ECUACIN DE CAMBIO DE ESTADO ................................................................................. 18

1.7. DEFINICIN DE CATENARIA ............................................................................................................................... 19

1.8. CARACTERSTICAS Y ECUACIONES DE LA CATENARIA ......................................................................................... 20

1.9. APLICACIONES DE LOS PARMETROS DE LA CATENARIA ................................................................................... 22

1.10. FRMULAS PARA EL CLCULO MECNICO DE VANOS ....................................................................................... 23

1.10.1. VANOSANIVEL ............................................................................................................................................... 231.10.2. VANOSADESNIVEL ......................................................................................................................................... 24

CAPITULO II ................................................................................................................................................................ 27

PROCEDIMIENTO DE TENDIDO DE CABLES....................................................................................................................... 27

2.1 GENERALIDADES SOBRE LOS MTODOS DE TENDIDO DE CABLES ........................................................................... 27

2.2 CONSIDERACIONES GENERALES ............................................................................................................................. 29

2.3 CONECTORES Y CABLES DE JALADO ........................................................................................................................ 31

2.4 VELOCIDAD DE TENDIDO ........................................................................................................................................ 32

2.5 SELECCIN DE LOS TRAMOS DE TENDIDO Y PLANEAMIENTO DE ACTIVIDADES ...................................................... 32

2.6 UBICACIN DE LOS EQUIPOS DE TENDIDO Y TENSADO .......................................................................................... 33

2.7 ANCLAJES ............................................................................................................................................................... 34

2.8 CLCULO DE LA LONGITUD DEL CONDUCTOR ........................................................................................................ 35

2.9 ESCOGENCIA DE LA TENSIN DE TENDIDO ............................................................................................................. 35

2.10 PROTECCIONES .................................................................................................................................................. 36

2.11 EMPALMES ........................................................................................................................................................ 36

2.12 UNIN DE SECCIONES ........................................................................................................................................ 37

2.13 REFUERZOS TRANSITORIOS ............................................................................................................................... 41

2.14 PLANOS ............................................................................................................................................................. 41

2.15 PROCEDIMIENTOS DE SEGURIDAD..................................................................................................................... 42


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Procedimientos para el Tendido y Tensado de Lneas de Transmisin de Alto Voltaje

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2.16 MANEJO E INSPECCIN DE CABLE ...................................................................................................................... 44

2.17 CRITERIOS PARA USAR MANGAS DE REPARACIN ............................................................................................ 45

CAPITULO III .............................................................................................................................................................. 46

EQUIPOS DE TENDIDO DE LINEAS .................................................................................................................................... 46

3.1 CARRETES Y PORTACARRETES ................................................................................................................................ 463.2 CAPACIDAD DE LOS CARRETES ............................................................................................................................... 46

3.3 CARACTERSTICAS DE LOS TAMBORES DE LOS EQUIPOS DE TENDIDO .................................................................... 46

3.4 RELACIN DE CAPACIDADES- FACTOR DE SEGURIDAD ........................................................................................... 47

3.5 BOBINADO DE TAMBORES Y CARRETES .................................................................................................................. 48

CAPITULO IV............................................................................................................................................................... 51

POLEAS ............................................................................................................................................................................ 51

4.1 SELECCIN DE POLEAS- CARACTERSTICAS TCNICAS ............................................................................................. 51

4.1.1. DIMETRO DE LA POLEA ............................................................................................................................................. 514.1.2. CONFIGURACIN DEL CANAL ....................................................................................................................................... 524.1.3. EJES Y LUBRICACIN.................................................................................................................................................. 534.1.4. PERIODICIDAD DE LA LUBRICACIN ............................................................................................................................... 544.1.5. FORRO DEL CANAL .................................................................................................................................................... 544.1.6. CARACTERSTICAS ELCTRICAS ..................................................................................................................................... 544.1.7. MATERIALES Y CONSTRUCCIN ................................................................................................................................... 554.1.8. OTROS TIPOS DE POLEAS ............................................................................................................................................ 55

4.2 CLCULO DE CARGAS EN POLEAS ........................................................................................................................... 55

4.3 EFICIENCIA DE LAS POLEAS DURANTE EL TENDIDO ................................................................................................. 57

4.4 PRESIN DE CONTACTO EN POLEAS FORRADAS ..................................................................................................... 60

CAPTULO V ................................................................................................................................................................ 645.1. OPERACIONES DE FLECHADO ............................................................................................................................. 64

5.2. LONGITUD DE TRAMOS DE FLECHADO............................................................................................................... 65

5.3. VANOS DE FLECHADO Y DE CONTROL ................................................................................................................ 65

5.4. MEDICIN DE TEMPERATURAS .......................................................................................................................... 66

5.5. REVISIN DE LA TOPOGRAFA ........................................................................................................................... 67

5.6. TOLERANCIAS .................................................................................................................................................... 68

5.7. REVISIN DE FLECHAS ....................................................................................................................................... 69

5.8. MTODOS DE FLECHADO PARA INSTALACIN DE CABLES ................................................................................. 69

5.8.1. MTODO DE LA VISUAL HORIZONTAL O FLECHA A NIVEL .................................................................................................... 705.8.2. MTODO DE LA VISUAL DIRECTA (FLECHA A MITAD DEL VANO) ........................................................................................... 725.8.3. MTODO DE LA VISUAL CALCULADA O DEL NGULO TANGENTE: ......................................................................................... 735.8.4. MTODO DEL NGULO CALCULADO: ............................................................................................................................. 745.8.5. MTODO DE LA LNEA VISUAL PARALELA: ....................................................................................................................... 755.8.6. MTODO BISECTOR: .................................................................................................................................................. 765.8.7. MTODO DEL NGULO RECTO: .................................................................................................................................... 775.8.8. MTODO DEL DINAMMETRO:.................................................................................................................................... 78


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Tabla de Contenido

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5.8.9. CASOS ESPECIALES: ................................................................................................................................................... 78

CAPITULO VI............................................................................................................................................................... 80

AJUSTES FINALES DE TENSION-MTODO OFFSET ......................................................................................................... 80

6.1. INTRODUCCIN ................................................................................................................................................. 80

6.2. BASES TERICAS DEL MTODO PARA EL CLCULO DE COMPENSACIONES ........................................................ 816.3. DESCRIPCIN DEL PROGRAMA OFFSET .......................................................................................................... 84

6.4. APLICACIN EN EL CAMPO ................................................................................................................................ 86

6.5. DETECCIN DE ERRORES .................................................................................................................................... 88

6.6. PRECISIN Y TOLERANCIAS ................................................................................................................................ 89

6.7. OTROS PROGRAMAS DE ANLISIS DE LNEAS .................................................................................................... 89

6.8. GRAPAS DEL CONDUCTOR ................................................................................................................................. 90

6.9. EJEMPLOS DE CLCULOS OFFSETS .................................................................................................................. 91

CAPITULO VII ............................................................................................................................................................. 97

7.1. MTODO DE LA ONDA DE RETORNO.................................................................................................................. 97

7.2. MTODO DE LA VISUAL TANGENTE AL CONDUCTOR ......................................................................................... 99

ANEXOS ......................................................................................................................................................................... 101

ANEXO 1.A .................................................................................................................................................................... 102

CURVAS DE ESFUERZO-DEFORMACIN ......................................................................................................................... 102

ANEXO 1.B..................................................................................................................................................................... 107

EJEMPLOS CLCULOS CREEP ACAR 600 ......................................................................................................................... 107

ANEXO 1.C ..................................................................................................................................................................... 113

CARACTERSTICAS ELCTRICAS Y MECNICAS DE LOS CABLES ....................................................................................... 113

ANEXO 1.D .................................................................................................................................................................... 116

CARACTERSTICAS ELCTRICAS Y MECNICAS DE HILOS DE GUARDA ............................................................................ 116

ANEXO 2.A .................................................................................................................................................................... 119

EJEMPLO DE PLANIFICACIN DE OPERACIONES DE TENDIDO Y TENSADO ..................................................................... 119

ANEXO 7.A .................................................................................................................................................................... 127

TABLA PARA CALCULARFLECHAS UTILIZANDO EL MTODO DE LA ONDA DE RETORNO (IMPULSOS)......................... 127


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vi

INTRODUCCIN

El tema de capacitacin a alto nivel de los ingenieros en construccin de lneas detransmisin es complejo, pues no existen en esta materia programas especializados en lasuniversidades nacionales ni en los institutos tcnicos.

En el caso de Costa Rica, el ICE es la nica empresa nacional que disea y construye lneasde alto voltaje, por lo que la Institucin debe cumplir el rol de ser el generador y custodio delconocimiento que exista en el pas en ste campo.

Muchas veces el conocimiento ha sido transmitido por personas de experiencia pero con ungrado importante de empirismo y desconocimiento de los fundamentos tericos, producto dela falta de oportunidades de instruccin formal.

Por ello, los que hemos tenido la oportunidad de formacin en sta rea tenemos laobligacin moral de trasladar el conocimiento a las nuevas generaciones, con el fin de

tecnificar la construccin de los proyectos de transmisin elctrica, para producir obras degran calidad tcnica y altos ndices de seguridad para el personal, producto de la utilizacinde procedimientos controlados, profundamente conocidos y dominados por los ingenieros ytcnicos en construccin.

No es posible hablar de formacin profesional en el campo de construccin de lneas detransmisin si no se conocen los principios bsicos del diseo de las mismas, pues de locontrario se producen vacos de conocimientos que afectan el correcto entendimiento delos procesos constructivos. Por sta razn, el presente documento empieza por explicar labase terica de los procedimientos, pero con un enfoque prctico aplicado al reaconstructiva.

Un problema adicional que existe en nuestra organizacin es la rotacin del personal deconstruccin de lneas, por lo que es fundamental realizar un esfuerzo continuo decapacitacin y actualizacin tcnica, esfuerzo que debe ir ms all para que el conocimientono est solo en las personas sino, de alguna manera, tambin en la organizacin.

La herramienta para lograr lo anterior es la normalizacin de los procedimientos tcnicos,tarea imprescindible que debe verse como una responsabilidad de cada rea y no como unalabor a realizar cuando quede algn tiempo disponible. El presente trabajo va precisamenteen esa direccin.

Mi propsito con este esfuerzo ha sido contribuir con sta tarea por medio de un procesoserio de formacin profesional, labor que me produce una gran satisfaccin porquerepresenta una meta personal de muchos aos y que espero se refleje en resultadosconcretos.


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Prefacio

vii

Agradezco a las personas que me han apoyado en ste esfuerzo, al igual que a losfuncionarios que me ha colaborado con los aspectos logsticos, para que ste documento,producto de la recopilacin y documentacin de valiosa informacin durante casi 25 aos,haya sido una realidad.

Ing. Carlos Solano Soto


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CAPITULOI

FUNDAMENTOS DEL CLCULO MECNICO DE CABLES

1.1. Definicin de cable

Un cable es un elemento cuya configuracin fsica se puede comparar conel de una cadena (del latn catena), debido a la desproporcin que existeentre la longitud y su seccin transversal, caracterstica que le da una granflexibilidad. Esto se aplica tambin a los vanos con cadenas de remate,siempre y cuando el vano sea lo suficientemente grande como para hacerdespreciable el peso de las cadenas de aisladores. De lo contrario, el pesode los aisladores distorsionara la catenaria, al igual como sucede cuandohay un peso concentrado en un punto de un cable suspendido.

Los cables que se utilizan para la conduccin de electricidad presentan undimetro nico y por tanto tienen un peso constante por unidad lineal.

La curva que se forma en un cable suspendido libremente entre dosapoyos, es conocida bajo el nombre de "catenaria".

Este modelo garantiza que nicamente se presentarn fuerzas de tensincuya direccin es tangencial al cable, o sea en la direccin del cable.

Figura N 1

1.2. Caractersticas de los cables

Se pueden resumir las principales caractersticas y el comportamiento delos sistemas de cables de la siguiente manera:

a) La longitud es muy grande en relacin al dimetro.

W=Peso unitario cable

Catenaria

T= Tensin cable

T

T

T

T

X

Y


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Captulo I: Fundamentos del Clculo Mecnico de Cables

~ 9 ~

b) Peso uniforme por unidad de longitud (dimetro constante).

c) Gran flexibilidad, por lo que se puede suponer sin rigidez en flexin (cadena)

d) Como consecuencia de lo anterior, se concluye que los cables, al igual que una

cadena, solamente pueden trabajar en tensin.

e) La lnea de accin de la fuerza de tensin en el cable, lgicamente es tangente a lacurva del mismo.

f) En ausencia de viento, La tensin del cable se puede descomponer en unacomponente horizontal y otra vertical y como no hay otra fuerza aplicada en la direccinhorizontal, la componente horizontal de la tensin de un cable tiene la misma magnitud entodos los puntos de la curva del vano, tal como se desprende del siguiente diagrama decuerpo libre.

Figura N 2

g) La componente vertical de la tensin vara desde un valor cero en la "panza" delcable (B), hasta un valor mximo en los apoyos (C). Los apoyos que estn a mayor alturasoportarn por tanto mayor carga vertical o peso de cable.

h) De lo anterior resulta que la inclinacin de la curva del cable es un indicador directo dela magnitud de la carga producida por el peso en un punto especfico, Esto se puedeobservar a la salida del cable de las grapas de tensin o suspensin. Entre mayor sea elngulo, mayor es la carga de peso.

i) Como la tensin total resultante en el cable es la suma vectorial de la componentehorizontal (constante) y la componente de peso (que vara con la distancia del apoyo a lapanza de la catenaria), entonces la tensin total del cable cambia en magnitud y direccinen todos los puntos de la curva y es siempre tangente a la misma.

T=H+P

H

c

HB

P= .W

H= Igual en todos los puntos del vano.

T= Tangente al cable.


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Procedimientos Tcnicos para el Tendido y Tensado de Lneas de Transmisin de Alto Voltaje

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1.3. Efecto de la temperatura

Todos los materiales se deforman cuando hay cambios en la temperatura ambiental, deacuerdo a las siguientes reglas:

1) Si la temperatura aumenta el material se expande.2) Si la temperatura disminuye el material se contrae.

Esta situacin provoca que en un cable suspendido al aumentar la temperatura, ste seelongue y forme una curva ms amplia (va a quedar ms holgado). Como consecuencia deesto, la tensin horizontal del vano disminuye (a ms tensin horizontal ms tirante estar elconductor).

En caso contrario, si la temperatura disminuye, el cable se contrae y la tensin horizontalaumenta.

Es importante aclarar que el valor de temperatura, que debe ser considerado durante eltensado de los cables, corresponde a la temperatura del cable y no la del ambiente, por loque los sistemas de medicin deben ser los apropiados para tal fin. sta es la razn por laque la temperatura del conductor se mide con un termmetro insertado dentro de un pedazode cable cuando se est flechando.

1.4. Fenmeno de fluencia lenta (creep)

Es la deformacin permanente que sufren algunos metales (en nuestro caso el aluminio)cuando son sometidos a esfuerzos a lo largo del tiempo. Este fenmeno no debe confundirse

con los cambios de longitud que sufre el cable por la variacin diaria de la temperatura. staes la razn por lo que los frascos plsticos y de vidrio tienen una concavidad. Si no latuvieran, se deformaran con el tiempo y no podran mantenerse parados.

Las curvas del creep son iguales para todos los conductores de un mismo tipo, comoACSR, AAAC, etc, siempre que tengan la misma composicin (Ej: 26/7)

En los conductores ACSR, al principio el aluminio comparte la tensin con el acero, o sea, latensin total del cable es la suma de los esfuerzos del aluminio ms el acero, multiplicadoscada uno por el rea de cada material. Al producirse con el tiempo el fenmeno del creep,se reduce el esfuerzo del aluminio y la tensin total del cable baja, pero la tensin del acerose mantiene prcticamente igual y casi no se deforma.

Esto ocurre hasta un cierto punto ya que despus de unos 10 aos se alcanza prcticamenteel 100% del creep en el aluminio, teniendo el acero la principal contribucin a la tensintotal del conductor.


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Tensin en los cables antes y despus del creep

Figura N 3

Como : Donde

T=Tensin= esfuerzo/unidad2E= Modulo de elasticidad= Deformacin Unitaria= coeficiente de dilatacin trmica


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Figura N 4

En el anexo 1.A se presentan ejemplos de curvas de esfuerzo-deformacin del acero y delaluminio y del conductor compuesto por los dos materiales para una mejor comprensin delfenmeno.

Esto se puede ver de la siguiente manera; si se tensa el conductor compuesto, se requierede una fuerza mayor que si se halara nicamente el alma de acero para obtener la mismaelongacin del cable. Esta diferencia es la contribucin del aluminio.

Al estirarse el cable debido a la accin que el "Creep" provoca con el tiempo se produce unadisminucin de la tensin y por lo tanto de los claros a tierra. El estiramiento provocado porel "creep tiene un comportamiento logartmico. Durante los primeros 5 das despus detendido un conductor, la elongacin es del orden del 25% del total de la deformacin quetendr el cable en 10 aos. A los 6 meses un 50 %. Por ello, es un fenmeno de granimportancia que debe ser tomado en cuenta durante la construccin.

Si el cable se tiende y no se flecha rpidamente, las flechas que se tienen para el flechadono corresponden a las de diseo. Normalmente, se considera en los clculos que el grapadodel conductor va a ocurrir dentro de las 48 horas posteriores al flechado.

La primera forma de corregir el "creep" es aumentar el valor de las flechas del conductor, deacuerdo al tiempo que ha permanecido en poleas, en forma porcentual a la diferencia entrelos valores de las flechas iniciales en el tiempo cero y las flechas finales despus de 10aos.


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Por ejemplo, si la flecha final despus de 10 aos ser 12 metros y la flecha inicial en eltiempo cero es de 10 metros, y al cabo de 5 das el "creep" es del 25%, entonces deberusarse un valor de flecha corregida de 10,50 metros que corresponde a la flecha inicial msun 25% de los 2 metros de diferencia entre los valores Iniciales y finales.

La consecuencia de no utilizar sta correccin es que el conductor quedar instalado conuna tensin mayor que la de diseo, produciendo problemas de vibracin y comprometiendola capacidad de las torres, especialmente las de ngulo y remate.

La segunda forma es calcular el incremento de temperatura equivalente al aumento en laflecha y agregar este valor a la temperatura registrada. Este procedimiento se indica en elejemplo del esquema que se presenta a continuacin.

Debe indicarse que este es un fenmeno asociado con los conductores de aluminio, por loque no afecta los cables de acero usados como hilos guarda.

Figura N 5Ejemplo de Utilizacin

Tiempo de permanencia_________________________________ 5 dasEquivalente Trmico____________________________________ 6 CTemperatura del cable___________________________________ 20 CTemperatura a ser considerada en la tabla de tendido=20C+6C=26C

30

25

20

15

10

5

9 8 7 6 5 4 0

(

TIEMPO)

DIAS


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Correccin del CreepEquivalente Trmico (C)Grfico para correccin de las tablas de tendido debido al tiempo de permanencia de loscables conductores en Poleas.

En el Anexo 1.B se presentan los grficos para el clculo del creepen varios tipos de

conductores

1.5. Cargas sobre conductores

Adems de la tensin, las otras cargas que actan sobre los cables son las producidas por elpeso y el viento.

Como se dijo anteriormente, el peso se refleja en la componente vertical de la tensin y esproducto de las fuerzas gravitacionales.

El viento se puede presentar en rfagas o en forma constante y acta sobre el cable y lasestructuras generando principalmente fuerzas perpendiculares a las lneas y movimientos deoscilacin en los conductores.

La oscilacin mxima de un conductor es muy importante para calcular el tamao yseparacin de los brazos de las torres, a fin de mantener las distancias elctricas mnimas,para determinar el ancho de las servidumbres de paso y las cargas transversales sobre lasestructuras.

1.5.1. Tramo de Peso

El tramo de peso representa el equivalente a la cantidad total de cable soportado por unaestructura dada, y que multiplicado por el peso unitario del conductor permite determinar lacarga total gravitacional que acta sobre la estructura.

Para calcular el tramo de peso debe tomarse la longitud real del conductor desde la "panza"del cable en el vano anterior a la estructura, hasta la "panza" del cable en el vano posterior ala misma (ver fig. N 6), o sea la suma L1 + L2.

Figura N 6 TRAMO DE PESO

1 2

Tramo Peso


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Cuando hay grandes diferencias de elevacin entre las torres, la panza del cable puede noexistir fsicamente pero s en forma matemtica. Para ello, debe calcularse la distancia delcable a la cual se ubicara, fuera del vano, la "panza" imaginaria. (Ver Fig. N 7)

Debe hacerse nfasis que, en general, el tramo de peso no corresponde necesariamente a

la mitad del vano anterior ms la mitad del vano posterior, sino que esto se daexclusivamente cuando los vanos son totalmente planos.

Generalmente las torres que presentan mayores valores de tramos de peso son aquellasubicadas en la cspide de los cerros y las partes altas de los perfiles.

1.5.2. Condicin de levantamiento (Up-LIFT)

Es la situacin que se presenta cuando al no haber "panza" en vanos con gran diferencia de

elevacin, la carga vertical resultante sobre la estructura a menor nivel es negativa (haciaarriba), tendiendo a levantar las cadenas de aisladores. (Ver fig. N 7).

Debe ponerse especial atencin a este problema, porque se podran presentar fallas en laslneas, causadas por la excesiva oscilacin de las cadenas de aisladores en suspensin, alquedar stas prcticamente flojas por la falta de peso en las cadenas.

La solucin mas adecuada en estos casos consiste en colocar estructuras ms altas ocontrapesos que compensen las fuerzas de levantamiento.

Figura N 7

UP LIFT

PanzaImaginaria


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1.5.3. Tramo de Viento

Corresponde a la longitud de cable afectada por el viento y que produce fuerzastransversales sobre la estructura.

El tramo de viento ( TV ) se calcula como el promedio de los dos vanos adyacentes a latorre.

Figura N 8

2)21( lalaTV

Para calcular la presin por metro lineal PV que ejerce el viento sobre un conductor, se

utiliza la siguiente frmula, la cual considera la inercia del cable en reposo inicial.

PV= 0.0048*KPH2*DC/1000

Donde:

KPH = viento en kilmetros por hora.DC = Dimetro del conductor en milmetros.PV = Fuerza del viento por unidad de longitud del cable (Kg/m).

El valor mximo de oscilacin de una cadena de aisladores se calcula por la siguientefrmula:

tramo de viento

a1 a2

a1 a2

2)21( lala

CwTP

TVDcKPH

21

1000/0048.0 2

1tanf 1tan)( FP

FV


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Donde:

f= Inclinacin de la cadena de aisladores respecto a la Vertical.FV = Fuerza total de viento en Kg.FP = Fuerza total vertical en kg.

TP = Tramo de peso en metros.w = Peso unitario del conductor en kg/m.C = Peso de la cadena de aisladores en Kg.TV= Tramo de Peso

Figura N 9

Los contrapesos necesarios se estiman por la frmula:

CwTPMax

TVDcKPHCP *2/1*

tan

1000/246.0

Donde mx es el mximo ngulo permisible de oscilacin para garantizar las distanciasmnimas a tierra (1.20 metros para 138 Kv y 2.1 metros para 230 Kv).

Si el valor de CP es negativo, esto Indicar que no se requiere contrapeso.

Nomenclatura

CP = Contrapeso requerido (kgr).PV = Presin de viento por metro lineal de cable (Kg/m).KPH: Velocidad del viento en Kilmetros por hora.

Cadena de aisladores

FV

FP

R


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Dc = Dimetro del cable en milmetros (mm).f = Angulo de oscilacin de la cadena de aisladores.FV = Fuerza total del viento en los apoyos (kgs).FP = Fuerza total de peso en el apoyo (kgs).TV = Tramo de viento (metros).

TP = Tramo de peso (metros).w = peso del conductor por metro lineal (Kgs/m).C = Peso en kgr de la cadena de aisladores en suspensin.max = Mximo Angulo de oscilacin permisible de la cadena de suspensin que garantizala mnima distancia elctrica a tierra.

1.6. Vano Regulador y Ecuacin de Cambio de Estado

El concepto de vano regulador o vano equivalente corresponde al valor de un vano que

representa adecuadamente el comportamiento mecnico de una seccin de lnea, con variosvanos de diferentes caractersticas.

La determinacin de un vano equivalente para cada seccin de lnea entre torres de remate,simplifica el proceso de anlisis para la escogencia de la tensin base de diseo del tramo ypara estudiar el comportamiento de la seccin ante los cambios de temperatura.

Esto se realiza a travs de la ecuacin de cambio de estado:

( )

Donde los subndices o y f significan inicial y final respectivamente

w = carga unitaria sobre el conductor = Pc = peso unitario del conductor (kg/m)Pv = presin sobre el conductor x dimetro del conductor (kg/m)SR = vano regulador (m) = coeficiente de dilatacin trmica (C/C) (adimensional)H = componente horizontal de la tensin (kg)

E = mdulo de elasticidad de conductor (kg/ m2)A = rea de seccin del conductor (m2)

Si no hay carga de viento sobre el conductor durante el proceso constructivo, o sea que wf =wo, entonces el primer trmino de la ecuacin = 0. En este caso la ecuacin anterior sepuede escribir como:


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[ ( ) ]O sea que el cambio de temperatura se puede expresar como:

Donde:

_o = temperatura inicial o base (C)_f = temperatura final o temperatura a la cual se quiere encontrar la nueva tensin (C) H_o = tensin horizontal inicial o tensin correspondiente a la temperatura _o (kg)

H_f = tensin horizontal final o tensin correspondiente a la temperatura _f (kg)

En esta ecuacin se puede observar la interrelacin que hay entre el cambio de temperaturay el cambio de tensin en un cable conductor entre un estado inicial y uno final.

El vano equivalente de una seccin se calcula por la frmula:

33333

1

1

...321

...321VE

Ea

Ea

anaaa

anaaa

En otras palabras, el valor del Vano Equivalente es igual a la raz cuadrada de la suma delos cubos de los vanos, dividido entre la suma de los vanos.

Si los vanos son muy desiguales en longitud, la frmula puede no dar valores correctos. Porello se limita que los vanos ms grandes sean como mximo 2.5 veces el vano equivalente ylos ms pequeos no menos de 0.5 veces el vano equivalente. Para secciones con grandesdiferencias de elevacin, la frmula general para calcular el vano equivalente es la siguiente:

ci

ciai

cncc

cnancaca

/

...21

/...2/21/1V.E.

4444

Donde: C1= longitud inclinada de la cuerda que une los apoyos del cable en los vanos.

1.7. Definicin de Catenaria

La catenaria es un modelo matemtico usado para representar la curva que forma un cablesuspendido libremente entre dos apoyos, bajo la accin de su propio peso.


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La curva de la catenaria es matemticamente descrita por funciones hiperblicas, bastanteprecisas.

Algunas veces es posible simplificar los clculos aproximando la curva hiperblica de lacatenaria a una curva parablica. Con ello se obtiene una mayor facilidad de operacin al

usar ecuaciones aproximadas.Las aproximaciones parablicas solo se deben usar cuando se trabaje con vanos pequeoso de mediana magnitud. En vanos grandes o con grandes diferencias de elevacin serecomienda usar las frmulas exactas (hiperblicas).

1.8. Caractersticas y Ecuaciones de la Catenaria

Figura N 10

En la figura #10 se representan los principales Parmetros de una catenaria, aplicada a unvano donde existe una diferencia de elevacin entre los apoyos del cable. Las principalescaractersticas y nomenclatura de la curva son las siguientes:

a) Panza de la curva:Representa el punto ms bajo de la catenaria.

En casos de estructuras en condicin de levantamiento (up-lift) en vanos con grandesdiferencias de elevacin, la "panza" puede no existir fsicamente sino que se presenta enforma imaginaria fuera del vano, pudindose calcular matemticamente.

b) Diferencia de elevacin (

h): Representa la diferencia de altura entre los niveles deapoyo del cable, en la grapa donde est sostenido el cable.

11

a=Vano

x2x1CaractersticasBsicas de la

Curva

Panza x3

FN

h

a/2 a/2

2

2TH

xa/2TH

C

P2

T2

a

T1

P1

f f3

H


22/118


~ 21 ~

Para efectos de la catenaria, no solo debe tomarse en cuenta la diferencia de elevacinen el terreno, sino tambin la altura de las estructuras y la disposicin de las cadenas deaisladores (suspensin o remate).

c) Vano (a): Es la longitud, en proyeccin horizontal, entre estructuras adyacentes.

d) Tensin Horizontal (H o TH): Es la componente horizontal de la tensin del cable auna temperatura dada. Es un valor constante en todos los puntos del mismo vano.

e) Peso Unitario del Cable (w): El peso por unidad lineal del conductor, expresado enKilogramos/metro.

f) X1: Distancia horizontal desde el apoyo ms bajo hasta la panza del cable. En estepunto la tensin total del cable es igual a la tensin horizontal. Si el valor de X1 fueranegativo la panza de la curva no existira fsicamente, solo matemticamente.

g) X2: Distancia horizontal desde la "panza" hasta el apoyo ms alto.h) X3: Distancia horizontal entre la panza del cable y el punto donde una recta, paralela

a la lnea que une los dos apoyos, es tangente a la curva.

i) Flecha Total (Fx3): Es la distancia vertical entre la cuerda que une los dos apoyos delcable y una lnea paralela, tangente al cable.

La flecha en el punto medio del vano (Fa/2) tiene un valor muy parecido a la flecha en elpunto de tangencia FX3, por lo que no se incurrira en un gran error si se utiliza un valor envez del otro.

j) Flecha a nivel (FN): Algunas veces la mal llamada "Saeta", representa la distanciavertical entre el nivel del apoyo inferior del cable y la panza de la curva. Si el valor de X1 esnegativo el valor de FN tambin lo ser, lo que significa que la flecha a nivel es ficticia y caefuera del vano analizado, provocando una tendencia de levantamiento ("Up lift").

k) ngulos del cable (

1,

2): Representa la direccin de la recta tangente al cable enlos apoyos. Es la misma del vector de tensin total en esos puntos. Estos valores dan unndice cualitativo de la magnitud de la carga de peso en los apoyos del conductor.

l) Longitud del cable (l): Representa la longitud total del cable en un vano dado,

medida a lo largo de la catenaria.m) Tensin de los apoyos (T1, T2): Representa el valor de la tensin total del cable en

los apoyos.

n) Carga de peso en los apoyos (P1, P2): Es la carga de peso del cable en los apoyosde la estructura.


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~ 22 ~

o) Distancia inclinada (c): Es la distancia representada por una recta inclinada que unelos apoyos, se calcula por el teorema de Pitgoras:

22hac

Las frmulas que se presentan al final de ste captulo, son utilizadas para efectuar elclculo mecnico de la catenaria.

Estas frmulas (exactas y aproximadas) se presentan tanto para vanos a desnivel como parael caso particular de vanos a nivel.

1.9. Aplicaciones de los parmetros de la catenaria

Debido a que existe una relacin directa entre la tensin horizontal de un vano y losparmetros fsicos de la catenaria, es posible tensar el cable midiendo distancias en vez de

fuerzas.

En otras palabras, debido a que para una temperatura dada y una tensin horizontal fijada,los valores de las flechas son nicos para cada vano, entonces se puede tensar un tramomidiendo indirectamente la tensin a travs de las flechas del conductor. Este mtodo esms prctico y preciso que el del dinammetro.

Las ecuaciones de la catenaria nos permiten calcular con precisin las longitudes de cablerequeridas y las cargas para el diseo de las estructuras de soporte.

Tambin se utilizaba anteriormente la ecuacin de la catenaria para construir plantillas con

las que es posible verificar los claros mnimos del conductor al suelo. Actualmente esto no esnecesario gracias al desarrollo de modernos programas como el PLS-CADD.


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~ 23 ~

1.10. Frmulas para el clculo mecnico de vanos

1.10.1. VANOS A NIVEL

Figura N 11

Tabla N 1Frmulas Aproximadas Frmulas Exactas

w

Hk

w

Hk

A)21

2x

ax 21

2x

ax

B) Flecha:

FN

H

awf

8

* 2

1

2

cosh

k

akf

C) Longitud de Cable

2

32

24

*

H

awa

k

asenhk

2*2

D) Tensin en Apoyos

H

awHTT

8

*2

2

21

k

aHTT

2cosh*21

E) ngulo en Apoyos

a

f4tan

1

k2tan

1

F) Peso en Apoyos

2

*21

awPP

2

*21

awPP

G) Ecuacin de la Curva

H

xwxy

2

* 2

1cosh

k

xkxy


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~ 24 ~

1.10.2. VANOS A DESNIVEL

Figura N 12

Tabla N 2

Frmulas Aproximadas Frmulas Exactas1) Distancia al Apoyo Inferior

aw

HhaX

*

*

21

kasenhk

hsenhk

ax

2*2

*

2

1

1

2) Distancia al Apoyo Superior

12 XaX 12 xax

3) Distancia al punto de Tangencia3X

a

hsenhkx 1

3 *

4) Longitud del Cable

a)2

3

1

2

11*6

*

H

xwx

b)2

32

2

22*6

*

H

xwx

c) 21 total

k

xsenhk 11 *

k

xsenhk 22 *

21 ttotal

5) Flecha en

H

cawf

8

**

a

hxx

k

x

k

xkf

3131 coshcosh

1

x2x1

La Panzase desplazahacia la

x3

FN

h

a/2 a/2

2

C

T2a

T1

f

1

2

torre mas baja

DATOS

H = Tension Horizontal

w = Peso Conductor

= H/w

a = longitud del vano

= Diferencia Elevacin en apoyosh

c= a +2 h

2


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~ 25 ~

Frmulas Aproximadas Frmulas Exactas6) Fecha a Nivel Saeta

2

41

f

hfFN

1

11 *1coshx

x

k

xkFN

7) Tensin Total en Apoyos con a) Inferior:

H

xwHT

2

* 2

1

2

1

b) Superior:h

xwHT

2

* 2

2

2

2

k

xHT 11 cosh*

k

xHT 22 cosh*

8) Inclinacin del Cable en Apoyos

a)

a

hf4tan 11

b)

a

hf4tan 1

2

k

11

1 tan

k

21

2 tan

9) Peso que soportan los brazosa) Inferior:

11 *wP

b) Superior:22

*wP 11

*wP 22

*wP

10)Ecuacin de la Curva

H

xwxy

2

* 2

1cosh*

k

xkxy


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~ 26 ~

Figura N 13

Tabla N 3

MTODO PRECISO MTODO APROXIMADO

4,0a

hpara

Ecuacin de la Catenaria

1cosh k

x

ky

...242 2

42

k

x

k

xy

Longitud del Conductor

k

xsenhkl *

...1206 4

5

2

3

k

x

k

xxl

Tensin Total

k

xHT

yPHT c

cosh* yPHT c

Los parmetros y caractersticas de los cables conductores e hilos de guarda se presentanen el Anexo 1.C y Anexo 1.D respectivamente.

x1

2

x

x2

a/2

a

y

a/2

T2

f

H

T1

01

1

h

f

02


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Captulo II: Procedimiento de Tendido de Cables

~ 27 ~

CAPI

TULOII

PROCEDIMIENTO DE TENDIDO DE CABLES

2.1 Generalidades sobre los mtodos de tendido de cables

Los mtodos usados para el tendido de los cables son muy diversos. Cadaempresa que se dedica a la construccin de lneas elctricas introduce suspropias variantes de los sistemas bsicos, de acuerdo a sus necesidades ya los equipos con que cuentan.

Pese a la variedad de la maquinaria de tendido utilizadas en el mundo, entrminos generales es posible identificar una serie de procedimientos queson comunes a la mayora de los mtodos utilizados.

Hace muchos aos se utilizaba el sistema de "jalado en flojo" donde elconductor era arrastrado cerca del suelo por medio de un vehculo de

jalado, o los carretes eran llevados a lo largo de la lnea en terreno plano,depositndose el cable en el terreno. En este sistema era necesariodetener la operacin de jalado del conductor cada vez que se pasaba unaestructura de soporte y para colocar el cable en las poleas.

Sin embargo, actualmente este mtodo no tiene buena aplicacin, tantopor la contaminacin y riesgo de dao que puede sufrir el conductor, comopor las dificultades obvias que se presentan en terrenos quebrados con

difcil acceso y en las zonas urbanas donde, debido al cruce de circuitosenergizados, existe alto riesgo de contacto elctrico.

El sistema ms usado actualmente es el de sustitucin o "Mtodo detensin"donde el conductor se jala siempre bajo tensin, de tal forma quese mantiene un claro con el suelo y los obstculos que podran daar loscables. Adems se garantizan distancias adecuadas para evitar el contactocon lneas energizadas.


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~ 28 ~

Figura N 14

En este mtodo se utiliza un cable pre-piloto, que normalmente es de un tipo de cuerdaligera y resistente, antigiratoria, con el cual se jala el cable gua de acero que es maspesado. Este a su vez es utilizado para halar el conductor a travs de las poleas por mediode un cabrestante rpido y una tensadora de cable.

En algunos casos donde los conductores no son de gran calibre y los tramos de tendido son

de una longitud normal, es posible jalar directamente el conductor por medio de un cableliviano de alta resistencia a la elongacin, que puede ser sinttico como es el caso delllamado "UNILINE".

El sistema de tensin es generalmente el ms econmico y eficiente, aunque requiere unabuena cantidad de equipo. Esto incluye: portacarretes, frenadoras de cable, tensadoras,rebobinadoras, empalmadoras de cable, camiones gras, herramientas y accesorios, y unabuena provisin de radios para garantizar una comunicacin de primera a lo largo de laseccin de tendido.

Los mtodos para el tendido del hilo guarda son similares, pero las cargas y las tensiones

son menores. Estos cables normalmente se jalan con lneas pilotos livianas y son losprimeros en ser colocados.

Debido a que el cable guarda es encuentra ubicado a mayor altura, se recomienda tenderloprimero para que no interfiera con el montaje de los dems cables. Eventualmente tambinpuede ser utilizado como soporte de bicicletas areas para realizar algunas labores areas,en los casos en que sea necesario.

METODO TENDIDO EN " FLOJO"

A

TF

METODO DE TENSION


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~ 29 ~

Figura N 15

2.2 Consideraciones generales

La operacin de tendido de cables es una actividad que involucra muchos detalles, cuyoxito depende totalmente de la buena planificacin y programacin de todas las maniobrasque deben estar visualizadas y documentadas mucho antes del inicio de los trabajos.

Antes de iniciar las operaciones de tendido es muy importante inspeccionar las poleas paraverificar su estado y descartar aquellas que presenten ejes defectuosos, daos en el forro o

dificultad para girar, porque pueden daar el conductor y crear problemas durante lasoperaciones de tendido y tensado.

Debe tenerse especial cuidado con las estructuras de suspensin. Los procedimientos detendido deben garantizar que se minimizarn las cargas longitudinales o de torsin sobreeste tipo de estructuras.

F

T

1) Regado pre-piloto : ( carretes 800-1000 m.)

T

FT

2)Jalado gua pesada

Empalmegua pesada

acero

Carretesguaacero

Conductor

3)Jalado conductor

pre-piloto

F


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~ 30 ~

En todos los puntos donde se presenten cambios bruscos de direccin, con desviacionesverticales y horizontales de la lnea (desvos o topografa muy quebrada con diferencias deelevacin mayores a un 15% de la longitud del vano), grandes vanos o vanos adyacentes degrandes diferencias en sus caractersticas, deben ubicarse torres de remate. De lo contrario,debe tenerse un gran cuidado y revisarse cada caso con los diseadores ya que en estos

vanos normalmente se presentan desbalances y cargas muy grandes sobre las estructuras.

Figura N 16

Es muy importante no pasar los empates definitivos del conductor a travs de las poleaspara evitar la tendencia a doblarse, a menos que estos hayan sido diseados para talcondicin. En estos casos es mejor usar "medias de unin" durante el jalado, para queposteriormente cuando el cable est en su posicin final, se proceda a empalmarlo en formadefinitiva. Las medias usadas para unir el cable deben de asegurarse con cinta adhesivapara evitar que se abran y que el cable se deslice.

Un mtodo sumamente eficiente que ahora tiempo en las operaciones constructivas es eluso de empalmes implosivos que se realizan a la salida de la frenadora y que estndiseados para pasar por las poleas. Esto evita tener que aflojar posteriormente el cablepara hacer el empate en el suelo en el vano donde quedar finalmente ubicado.

II III

F

AJUSTES Y ACABADOS TENSADO Y FLECHADO TENDIDO

I

T

ETAPAS TENDIDO Y TENSADO


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~ 31 ~

Los cables conductores se usan para comunicacin y fibra ptica. Por esta razn, no debenensuciarse ni rayarse ya que esto puede generar ruidos de radio y daos en las fibras. Eneste caso es importante utilizar "camalanes" y herramientas adecuadas que no vayan adaar el cable.

La operacin de tendido debe realizarse en el menor tiempo posible (ver Manual deConstruccin de lneas), ya que la permanencia excesiva del cable en las poleas, lavibracin inducida por el viento y otros movimientos, pueden daar los conductores.

En general, el tiempo completo para la operacin desde el tendido hasta el grapado yacabado de una seccin dada de lnea, no debe exceder de 5 das (120 horas), peropreferiblemente lo ideal es que se haga en un plazo mximo de 72 horas.

Es importante recalcar que bajo condiciones crticas de viento, lluvia o tormenta elctrica nodebe tenderse cable.

2.3 Conectores y cables de jalado

Se recomienda el uso de conectores giratorios tipo "sacavueltas" para unir temporalmente elcable de jalado y el conductor. Con esto se evitarn daos al eliminarse la torsin que loscables acumulan por estar arrollados en carretes.

Los sacavueltas no pueden ser utilizados con guas sintticas de tres cordones, ya queabren el cable y lo daan.

Si se usan cables piloto de acero, estos deben ser necesariamente trenzados y antigiratoriospara disminuir la tendencia a la rotacin que daa los cables. Los cables trenzados tienenuna superficie exterior ms pareja y suave, lo que reduce el desgaste en los forros de laspastecas y en los tambores de los equipos.

Cuando se utilizan guas sintticas, stas deben ser tambin antigiratorias como el tipoUNILINElo que disminuye las "cocas" y se evitan prdidas en la resistencia del cable. Estetipo de gua de jalado requiere de un factor de seguridad mnimo de 4 para garantizar unbuen resultado.

Los conectores del cable deben tener una resistencia adecuada y estar en relacin con laspoleas por las que pasarn.

El factor de seguridad de los conectores debe ser tambin de 4. Esto significa que lossacavueltasdeben resistir por lo menos el 80% de la tensin de ruptura del cable.

Es recomendable que la tensin de los conectores que pasen sobre los tambores de losequipos, sea baja; esto evitar daos debidos a la flexin.


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~ 32 ~

2.4 Velocidad de Tendido

La experiencia ha demostrado que una velocidad de jalado adecuada, es importante paraalcanzar una operacin de tendido suave y pareja,

Velocidades promedio de aproximadamente 3 km/hora garantizan un paso suave de losconectores en las poleas, mientras que velocidades menores pueden causar un bamboleosignificativo del conjunto de suspensin (cadenas de aisladores).

Por otra parte, velocidades altas ocasionan un riesgo potencial de daos grandes en caso demal funcionamiento de las poleas o los equipos. Por tanto, no debera jalarse conductor auna velocidad mayor de 5 Km por hora durante la operacin de tendido.

Cabe destacar que normalmente las operaciones de movimiento y acondicionamiento demquinas consumen ms tiempo que el jalado del conductor, por lo que se le debe prestarmayor atencin al ahorro o racionalizacin de las maniobras de transporte y de preparacin,

que al tiempo de jalado, en el cual los minutos a ganar son pocos y los riesgos a corrermuchos.

2.5 Seleccin de los tramos de tendido y planeamiento de actividades

Antes de empezar las labores de tendido es fundamental construir un perfil de la lnea aescala, normalmente 1:12 500 horizontal y 1:1 250 vertical. Con ello se tendr una ideaclara y completa del terreno y de su relacin con el cable, los problemas de distanciasmnimas al suelo, los cruces de caminos y lneas elctricas y telefnicas, los puntos de

posible levantamiento (up-lift) que requieran el uso de poleas invertidas y las caractersticastopogrficas de las diferentes secciones de la lnea.

Esta informacin, junto con el conocimiento de los accesos de la lnea que faciliten eltransporte de los carretes de cable y de la maquinaria, permitir seleccionaradecuadamente los diferentes tramos de tendido.

Otro aspecto importante es tomar en cuenta la capacidad de la tensadora y de la frenadorapara no sobrepasar lmites peligrosos.

Es recomendable que las longitudes de los carretes de conductor sean seleccionados,tomando en cuenta todos los aspectos anteriormente descritos, lo que implicara unadisminucin en los desperdicios de cable durante la construccin. Para ello, lo deseablesera que el programa de tendido fuera hecho antes que se compre el conductor, paraespecificar las longitudes de los carretes en forma ptima.

Cuando se presentan condiciones topogrficas en las que una seccin quebrada seencuentra adyacente a una seccin plana, conviene independizarlas para efectos del tendidoy tensado del cable. Esto evitar que los desbalances de tensin que se producen durante el


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~ 33 ~

tendido del conductor en un terreno quebrado, afecten la zona plana, lo cual disminuir losajustes requeridos posteriormente durante el flechado.

La longitud de las secciones de tendido pueden ser variables, segn el caso. Si existieranlimitaciones en el nmero de poleas disponibles, lo recomendable sera usar secciones de

10 a 12 torres, lo que equivale en situaciones normales a tramos de tendido de unos 3 a 4km de longitud.

Condiciones difciles de acceso a puntos intermedios de una seccin de lnea, podranobligar a usar tramos de tendido ms largos. En este caso, se requieren equipos de mayorcapacidad, pues la oposicin al jalado de los conductores aumenta exponencialmente con elnmero de poleas usadas (ver Captulo IV) y dificulta las operaciones de flechado delconductor.

En cualquiera de los casos es recomendable no usar secciones de tendido superior a los 6km, ya que el proceso se dificulta y aumentan los riesgos de accidentes.

2.6 Ubicacin de los equipos de tendido y tensado

La seleccin de los sitios de frenado y jalado deben tomar en cuenta los siguientes factores:accesibilidad, localizacin de remates, longitud del conductor a tender, ubicacin de empatesy anclajes, capacidad de los equipos, cargas sobre los brazos y anclas, espacio suficientepara carretes y equipo y facilidad para aterrizamiento de toda la maquinaria.

La localizacin de la frenadora y tensadora debe ser tal que no sobrecargue las torres ni los

anclajes. Hasta donde sea posible, estos equipos deben ubicarse manteniendo una distanciahorizontal cuatro veces mayor que la diferencia de altura entre los brazos de la estructura(donde se encuentra el conductor) y el nivel del equipo. En todo caso esta relacin nuncapuede ser menor de 1: 3, o sea aproximadamente 18.

El sitio donde se ubique la tensadora debe quedar lo ms cerca posible de los anclajes.Cuando esto no sea factible el conductor entre el sitio de la tensadora y la estructura deanclaje o remate, debe ser aflojado para minimizar el efecto de preesforzado del cable.

Tambin es necesario que la tensadora se ubique de manera que las lneas de jalado entrena un ngulo horizontal mnimo para evitar que el cable se descarrile en los canales deltambor.

Por ello es importante usar un ngulo mximo de 1.5 entre el conductor y el planoperpendicular al eje del tambor.

El arreglo de la frenadora y los portacarretes debe ser tal que el ngulo lateral entre elconductor y el plano de rotacin del tambor sea pequeo, porque puede causar que el cable


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~ 34 ~

se restriegue en los lados de los canales. Lo ideal es que los portacarretes estn alineadosexactamente detrs de la frenadora.

En cables de gran dimetro con tres o ms capas de hilos de aluminio, se puede presentarun fenmeno conocido como "jaula de pjaro" o "canasta", que tiende a abrir y aflojar las

capas exteriores del cable.

Este fenmeno se presenta entre los carretes y la frenadora, pues conforme el conductorentra en los tambores de ella la presin de contacto tiende a empujar las capas exterioresflojas hacia atrs (o sea hacia el carrete), donde se acumula la holgura, lo cual puede llegara daar el cable.

Este problema puede resolverse guardando una distancia adecuada entre el carrete y lafrenadora, permitiendo que la holgura de las capas exteriores del cable se distribuya a lolargo de una longitud mayor del conductor y simultneamente, mantener una tensin traseraentre el carrete y la frenadora, suficiente para forzar el ncleo y las capas internas del cable

a tallar las capas externas.

2.7 Anclajes

Al igual que los equipos, los anclajes del cable deben estar suficientemente alejados de lastorres para que el ngulo de salida del conductor no sea mayor a 14. Esto evita lasobrecarga vertical de los brazos de la estructura y disminuye la tendencia del anclaje asalirse del terreno.

La profundidad y el tipo de anclaje requerido varan en funcin de las cargas involucradas ylas condiciones especficas que se presentan. En el clculo de los anclajes debeconsiderarse la componente vertical de la tensin en el anclaje que tiende a levantar elmismo y debe compensarse con el peso del anclaje, y la componente horizontal quepresiona sobre la pared del foso de anclaje y que debe de revisarse en funcin de lacapacidad del suelo En muchos casos, para retener los conductores, es suficiente utilizartroncos de madera enterrados unos 3 metros.

Si el terreno no presenta buenas caractersticas o se quiere evitar el costo de lasexcavaciones, es posible utilizar anclas mviles constituidas por bloques de concreto. Lacantidad de bloques requeridos depende de la cantidad de conductores a anclar, de latensin y del ngulo de salida de los cables. Este tipo de anclas prefabricadas ahorranmucho tiempo y operaciones constructivas, pero son difciles de transportar a sitios sinacceso para vehculos.

Cuando se construye un anclaje para una torre, el cable de las anclas debe tensarseadecuadamente antes de las operaciones de tendido.


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~ 35 ~

En ningn caso los anclajes deben utilizarse para aterrizar lneas o equipos. Para ello seusan varillas de cobre o de acero clavadas en el terreno.

2.8 Clculo de la longitud del conductor

Para poder disear un programa de tendido y ubicar con precisin los sitios de anclaje delconductor, es necesario calcular con cierta holgura la cantidad de cable en cada tramo detendido, segn la tensin de jalado a utilizar.

La forma ms precisa de realizar esta estimacin consiste en utilizar un sencillo programaque calcule y acumule las longitudes requeridas de cable en los vanos, por medio de lasfrmulas de la catenaria.

Una manera ms simple de realizar este clculo consiste en sumar todos los vanos del tramo

de tendido y aumentar este valor en un porcentaje adecuado. Este porcentaje oscila entre un1% y un 2%, dependiendo de la topografa de la lnea y de la tensin de tendido usada. Sinembargo, con las facilidades actuales para realizar clculos, lo recomendable es usar laprimera forma.

Calculando la longitud del conductor y conociendo la longitud de cable en los carretes, sepueden determinar los sitios de unin del conductor y la holgura del cable en los anclajes(colas). Se recomienda que las colas libres que sobrepasan el sitio del anclaje, tengan unalongitud mnima entre 40 y 60 metros, ya que las longitudes del cable en los carretes puedenvariar un poco. Es importante recalcar que las colas deben estar colocadas sobre cruces demadera, separadas del suelo para evitar que se ensucien o se daen.

Esto tambin es una previsin en el caso de que aparezca un carrete con una longitudmenor a la indicada ya que ocasionalmente se pueden presentar discrepancias del orden deun 2% a un 5% en la longitud real del cable en los carretes.

2.9 Escogencia de la tensin de tendido

La tensin mxima durante el tendido de los cables no debe exceder en mucho la necesariapara salvar los obstculos en la tierra y los cruces de caminos y lneas de servicio.

En general la tensin de tendido oscila aproximadamente de un 50% hasta un mximo de un80% de la tensin de flechado.

Si se usan tensiones muy bajas, el proceso de flechado y tensado final se hace ms lentodebido a la gran cantidad de cable que debe recogerse para llegar a la tensin de flechadode los conductores.


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~ 36 ~

En tendidos de tramos de gran longitud, debe considerarse que la tensin en la tensadorapuede exceder significativamente a la tensin del cable en la frenadora. Esto se debe a laoposicin que presentan al jalado un nmero elevado de poleas y a la diferencia enelevacin entre los soportes de las estructuras.

Debe tambin mantenerse una tensin apropiada entre la frenadora y los carretes para evitarel sobregiro de estos. Se debe aflojar el freno del portacarretes peridicamente ya queconforme se reduce el brazo de palanca, la tensin aumenta y causa que el conductor tratede penetrar en el carrete, presionando las capas inferiores.

Ambos, carretes y frenadora, deben rotar en la misma direccin y posicin

2.10 Protecciones

Todos los cruces de caminos, cercas, lneas elctricas y telefnicas, que atraviesen laseccin de tendido deben ser protegidos adecuadamente para evitar daos, interrumpir sunormal funcionamiento y para disminuir el riesgo de contacto elctrico. Por esta razn, todaslas precauciones que se tomen estn plenamente justificadas.

Las protecciones pueden ser de varios tipos. Las ms comunes son las que usan postes demadera y mallas de mecates dielctricos, que disminuyen el riesgo de contacto.

2.11 Empalmes

Los conductores deben ser empatados, en su localizacin definitiva, por medio de mangasde compresin especialmente diseadas para tal fin. En alto voltaje esta prohibido el uso deempates preformados, o de aquellos que no resistan el 100% de la tensin de ruptura delcable.

No se permite que estas mangas de empalme pasen por las poleas pues podran daarse,por ello, durante el tendido se utilizan temporalmente medias de unin para el conductor.Cuando el cable est en su posicin final, se baja y se procede a hacer el empatepreferiblemente cerca del suelo. Otra forma es realizar el empate del conductor en formaarea.

Es fundamental que las mangas de empalme estn adecuadamente centradas, alineadas einstaladas para cumplir con los requerimientos mecnicos y elctricos.

Entre el manguito para unir el ncleo de acero y los hilos de aluminio, debe dejarse unespacio de aproximadamente 13 mm a cada lado para permitir la expansin del aluminio,una vez comprimido.


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~ 37 ~

Empates mal hechos pueden producir sobrecalentamientos en los hilos del conductordurante la operacin de la lnea, que pueden debilitar el cable.

Los componentes o grasa para juntas deben llenar los espacios vacos internos de lasmangas, con lo cual se mejora la conductividad elctrica de la unin y se previene contra la

corrosin.

Existen tambin los empalmes modernos implosivos que se realizan a travs de unapequea explosin. Para este tipo de empalme debe tambin tenerse cuidado con la grasaprotectora que traen algunos cables de acero, la cual debe limpiarse para garantizar unaadecuada adherencia. Estos empalmes son sumamente seguros y prcticos y permitenahorrar mucho tiempo y hacer las operaciones constructivas mucho ms eficientes.

Al realizar un empalme deben conectarse temporalmente los extremos abiertos con un cuello("jumper") o aterrizarse. Esto evitar accidentes por descargas elctricas en el caso de queel personal est en serie con la lnea,

En ningn caso los empates deben quedar a menos de 20 metros de una torre desuspensin y es recomendable que se alejen a por lo menos 40 metros.

No deben quedar empates en cruces de autopistas, ferrocarriles, lneas de transmisin,lneas de distribucin importantes, ros caudalosos, etc.

En cada vano se permite como mximo un empate o manga de compresin. No se permitenempates en vanos con torres de remate o ngulo.

2.12 Unin de Secciones

Una vez que al conductor es jalado a su posicin final, uno de los extremos se fija en unremate intermedio, se une al cable anclado de la seccin anteriormente flechada, y el otroextremo se traslada hacia la unidad de flechado.

Conforme se tensa el cable, se va liberando el extremo del anclaje, de manera que lastensiones de las dos secciones se vayan equilibrando.


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Proceso de Unin de dos Tramos de Tensado

Figura N 17

Figura N 18


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Figura N 19

Figura N 20


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Figura N 21

Nota: En este paso debe mantenerse en posicin vertical la cadena de suspensin de laltima torre grapada, e ir aflojando el cable de la polea invertida, conforme se afloja el tecle,para que la lnea se levante y vayan equilibrando las tensiones, tensando el tramo desde elotro extremo del tramo tendido.

Figura N 22


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Para controlar sta operacin, los aisladores en suspensin de la penltima torre de laseccin anterior, que es en realidad la ltima torre grapada, deben permanecer en posicinvertical. Esto se puede lograr tambin con un ancla desde el brazo de la torre hasta el cable.

Si no se tiene este cuidado, al jalarse el conductor de la seccin anterior previamente

flechada hacia la seccin que est en proceso de tensado, la penltima cadena perder suverticalidad lo que alterar las tensiones horizontales y presentar diferencias durante elflechado de la nueva seccin.

Tambin es posible medir el desplome de la cadena de la penltima torre y calcular losnuevos ajustes para el correcto tensado de la seccin.

En esta operacin debe revisarse y calcularse la capacidad de las anclas de los conectores yde los equipos de retensin y tensado, incluyendo tirfors, come alones, pul lift, etc, demanera que tengan un adecuado factor de seguridad.

2.13 Refuerzos Transitorios

En algunas ocasiones especiales durante las operaciones de tendido y tensado de loscables, se generan cargas constructivas que pueden ser mayores a las cargas de diseo.

Esto generalmente es producido cuando se presentan grandes vanos o grandes diferenciasde elevacin en el terreno, que causan que el cable se deslice en las poleas durante la etapaconstructiva. Tambin se pueden producir sobrecargas por una incorrecta ubicacin de losequipos de tensado o el uso de poleas inadecuadas.

En estos casos es necesario estimar las posibles cargas sobre las torres para determinaraquellas sometidas a esfuerzos crticos.

En caso necesario deben colocarse refuerzos temporales en los brazos de las torres, talescomo anclas hacia la cspide, lo que representa una medida de seguridad muy convincentey econmica. Se recomienda que estos casos la revisin se haga en conjunto con eldiseador estructural.

2.14 Planos

Todos los detalles del proceso de tendido y tensado, tales como las indicaciones de lassecciones de jalado, la ubicacin de los anclajes y de los equipos, la ubicacin de losempalmes, la longitud de las colas, la tensin de tendido, los obstculos que cruzan la lnea,los accidentes geogrficos, las longitudes de los vanos, la distancia que cubre cada carrete,su numeracin y orden de tendido por fase, la indicacin de las torres de desvo, los tramos


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de flechado y los vanos de control, es conveniente que se indiquen en un plano perfil de lalnea a escala 1:12500 horizontal y 1:1250 vertical.

De esta forma se tendr un mejor panorama de las operaciones constructivas, lo quepermitir prever ms fcilmente los problemas y realizar una planificacin ms eficiente del

proceso constructivo y representan una gua muy valiosa para el personal de campo y losinspectores.

Algunos constructores de lneas utilizan tablas especiales que resumen todas lasoperaciones constructivas y son el producto de todo el proceso de clculos constructivos yplanificacin del proceso de tendido de conductores (ver anexo 2 A)

2.15 Procedimientos de Seguridad

Los requerimientos mnimos de seguridad incluyen el aterrizar todas las mquinasinvolucradas en el tendido, el cable gua e instalacin de tierras viajeras en todas las lneasconductivas en frente de la tensadora y la frenadora.

Debe tenerse especial cuidado si en las proximidades hay lneas energizadas que puedanprovocar descargas o inducciones.

El grado de proteccin depende de las condiciones de cada proyecto y los riesgos deben serevaluados en cada caso por los supervisores.

Las principales causas que originan riesgos de descargas elctricas son:

a) Cargas inducidas en la lnea por lneas vecinas energizadas.

b) Fallas causadas por contacto accidental o arqueo entre la lnea y lneas vecinasenergizadas.

c) Cargas estticas inducidas por condiciones atmosfricas.

d) Un error en el cual la lnea se energiza accidentalmente.

e) Un rayo que caiga sobre la lnea.

f) Exceso de confianza al suponer que una lnea esta fra sin haberlo verificado.

Por estas razones se hace necesario crear rutas a tierra de baja resistencia para proteger losequipos y el personal.


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Para ello, es importante tomar en cuenta las condiciones del suelo. En reas de arena, gravao roca pueden presentarse condiciones adversas de aterrizamiento causadas por laresistividad del suelo.

Para aterrizar los equipos en arena o grava, se pueden usar varillas de tierra con

extensiones o varias varillas unidas entre si por cables, formando una malla. En roca sepueden usar grupos de varillas en el mejor sitio disponible, a una distancia razonable. Lasanclas no deben nunca usarse como tierras.

Para mejorar la conductividad y los contactos todas las conexiones y superficies deben estarlimpias.

Los cables de aterrizamiento deben ser CONECTADOS PRIMERO A LA TIERRA(TORRE, VARILLA, ETC) Y LUEGO AL OBJETO QUE VA SER ATERRIZADO . Cuando sequite la tierra debe seguirse el orden inverso, o sea que LA TIERRA DEBE SERREMOVIDA DEL OBJETIVO ATERRIZADO PRIMERO Y LUEGO DEL MECANISMO DE

ATERRIZAJE. Esta sencilla regla puede evitar accidentes fatales productos de un malprocedimiento.

En zonas urbanas conviene poner cercas temporales en el rea aterrizada para restringir laentrada de extraos.

Cuando se tiende cable en las proximidades de lneas energizadas, se deben colocar tierrasviajeras adicionales a una distancia mxima, una de la otra, que no exceda los 3 km.

Adems, las tierras viajeras deben instalarse a una distancia razonable en cada lado de uncruce con una lnea de alta tensin, preferiblemente en las torres adyacentes.

Las pastecas de tierra (tierras viajeras) tienen un sentido dado para colocarlas, que esusualmente hacia el extremo de jalado. Estas pastecas deben aterrizarse a la torre o a unavarilla de tierra. Las pastecas de tierra adems protegen los equipos de tendido y el forro delas poleas del conductor.

El personal NUNCA DEBE ESTAR EN SERIEcon una gua, o extremo de tierra.

Cuando se van a empatar los extremos del conductor deben tomarse cuidados para evitarque el personal accidentalmente quede en serie entre los dos extremos del cable, o en seriea tierra con cualquiera de los extremos.

Esto puede evitarse si se aterrizan ambos extremos del cable a una varilla o se coloca un"JUMPER" (cuello) entre los dos extremos abiertos. Si hay riesgos de descargas elctricas,todo el equipo de retensin y compresin debe aterrizarse a varillas de 'tierra, formando uncuadrado de 3 m x 3 m. Dentro de esta rea se realiza todo el trabajo de los empalmes.

En casos extremadamente crticos debe usarse una malla de tierra donde todas las varillasestn interconectadas con el "jumper", uniendo los dos extremos del cable a empatar.


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Se debe mantener a toda costa la continuidad de las tierras, de manera que lneas y equiposestn siempre aterrizados cuando los cables se transfieren entre piezas de equipo o entreeste y las anclas. Si hay necesidad de mover una tierra existente, antes de removerla, elpersonal debe instalar sus propias tierras para asegurarse que no se pondr en serie con elconductor o lnea que va a ser transferida.

Es una norma de seguridad obligatoria en algunos pases aterrizar los conductores a la torreen ambos lados antes de hacer los "Jumpers" en un remate, antes de la operacin degrapado y la colocacin de amortiguadores.

2.16 Manejo e inspeccin de cable

Las siguientes precauciones deben de tenerse en cuenta para manejar los carretes de cable:

1) Usar gras o mtodos similares para descargar los carretes. Nunca dejarlos caer.2) Examinar e inspeccionar los carretes antes de usarlos para observar posibles daos y

detectar clavos u otros objetos punzantes que puedan daar el cable. Hacer siempre unreporte a la Oficina.

3) El carrete debe siempre rotar libremente cuando se desenrolla el cable.

4) Cuando se almacenan carretes, estos no deben estar en contacto con el suelo. Serecomienda montar los carretes sobre madera y en un rea techada para evitar su deterioropor humedad.

5) No debe permitirse que camiones, gras u otros vehculos pasen sobre el cable.

6) Si el cable est muy daado, "encocado", roto o muy aplastado, se debe cortar laseccin daada y empatarse de nuevo. En daos menores pueden usarse mangas dereparacin.

7) Controlar la velocidad del carrete para eliminar las cocas y el efecto de "jaula depjaro". Usar siempre portacarretes con freno.

8) Para sujetar el cable, asegurarse de agarrar todos los hilos del conductor.

9) Debe protegerse el cable para evitar que pegue en objetos extraos como cercas dealambre, rocas u otros objetos filosos, que puedan daarlo.

10) Usar "camalanes" apropiados para jalar o retener el cable (largos, parejos, consuperficie suave, rectos y con mandbulas paralelas). Nunca utilizar "camalanes" con dienteso ranuras muy pequeas pues stos pueden rayar y daar el cable. Tampoco usar poleassin forro o en mal estado.


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11) Cortar las cocas cortas o partes del cable que estn torcidas y luego empatar denuevo. Evitar cualquier intento de enderezar las torceduras del cable en longitudespequeas.

12) Usar pastecas con dimetros adecuados, ejes lubricados, forro en buen estado y bien

alineadas. Eliminar o reparar las daadas.

13) Dejar los "jumpers" adecuadamente ajustados. Evitar tensarlos demasiado.

14) Usar herramientas, herrajes, equipos, mangas y accesorios adecuados en tamao ytipo segn el conductor, siguiendo las instrucciones de los fabricantes. Nunca usar un tiporecomendado para una clase de conductor, en otro tipo diferente.

2.17 Criterios para usar mangas de reparacin

En conductores ACSR se pueden usar mangas de reparacin, del tipo de compresin, parareparar daos menores, siempre y cuando se den las siguientes condiciones:

a) Cuando no haya dao en los hilos de acero del cable ACSR.

b) Que no presenten hilos de aluminio reventados.

c) Cuando no ms de un tercio de los hilos de aluminio de la capa exterior estndaados en una longitud menor a 10 cm (4").

d) Que el rea de la seccin transversal de cualquiera de los hilos de aluminio daadosno estn reducidos en ms de un 25%.

e) Cuando en un mximo de un 10% de la longitud total del conductor, la distanciamnima entre 2 mangas de reparacin (o varillas preformadas), o entre la manga dereparacin y un empate, no es menor que la longitud aleatoria mnima del conductor, comose indica en las especificaciones.

f) En un mximo de un adicional 10% de la longitud total del conductor, se puede usaruna manga de reparacin en cada longitud de conductor, igual o mayor a la longitudestndar del conductor, como se indica en las especificaciones, siempre y cuando ladistancia de la manga de reparacin a la manga de empate ms cercana no sea menor que1/4 de la longitud estndar especificada.

Si estas condiciones no se cumplen, no deben utilizarse mangas de reparacin, debeeliminarse el dao y empatarse el cable.


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CAPITULOI

II

EQUIPOS DE TENDIDO DE LINEAS

3.1 Carretes y Portacarretes

La mayora de los carretes para cable no estn diseados para resistir lasfuerzas de frenado durante el tendido, por lo que no se puede tender cablecon tensin saliendo directamente del carrete. El portacarrete, sin embargo,puede disponer de un freno para evitar que rote a exceso de velocidad. Siel portacarrete no es autocargable se deber usar algn mecanismo deizaje, tomndose precauciones para no daar el carrete ni el cable.

Cuando se usan helicpteros en el tendido, se coloca la gua cerca de

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