CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

78
DIMENSIONAMIENTO DE BARRAS DIMENSIONAMIENTO DE BARRAS RIGIDAS Y CONDUCTOS DE BARRAS RIGIDAS Y CONDUCTOS DE BARRAS CAPITULO VI CAPITULO VI Parte 2 Parte 2 UNLP Argentina UNLP Argentina Alfredo Rifaldi - Norberto I. Sirabonian Alfredo Rifaldi - Norberto I. Sirabonian

description

parte 3

Transcript of CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Page 1: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

DIMENSIONAMIENTO DE DIMENSIONAMIENTO DE BARRAS RIGIDAS Y BARRAS RIGIDAS Y CONDUCTOS DE BARRASCONDUCTOS DE BARRAS

CAPITULO VICAPITULO VIParte 2Parte 2

UNLP ArgentinaUNLP ArgentinaAlfredo Rifaldi - Norberto I. SirabonianAlfredo Rifaldi - Norberto I. Sirabonian

Page 2: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

BARRAS RIGIDAS Y CONDUCTOS DE BARRAS RIGIDAS Y CONDUCTOS DE BARRASBARRAS

Cuando la corriente a transmitir supera a la del correspondiente cable Cuando la corriente a transmitir supera a la del correspondiente cable de sección máxima, alcanzando el orden de los 1000 A, la solución de sección máxima, alcanzando el orden de los 1000 A, la solución con cables resulta dificultosa, y se prefiere instalar barras sostenidas con cables resulta dificultosa, y se prefiere instalar barras sostenidas por aisladores portabarras.por aisladores portabarras.

Las barras también son preferidas para realizar los nodos de la red Las barras también son preferidas para realizar los nodos de la red eléctrica, desde donde se derivan los circuitos de cables o líneas eléctrica, desde donde se derivan los circuitos de cables o líneas aéreas, estos puntos están representados en tableros, cabinas aéreas, estos puntos están representados en tableros, cabinas eléctricas, o estaciones eléctricas.eléctricas, o estaciones eléctricas.

La instalación con barras tiene algunas ventajas: rígidez, claridad de La instalación con barras tiene algunas ventajas: rígidez, claridad de conexiones, seguridad de las distancias, éstas justifican la conexiones, seguridad de las distancias, éstas justifican la preferencia. preferencia.

Dentro de los tableros, con corrientes elevadas, las barras son Dentro de los tableros, con corrientes elevadas, las barras son solución casi obligada.solución casi obligada.

En Alta Tensión también se utilizan barras rígidas como solución al En Alta Tensión también se utilizan barras rígidas como solución al esquema de barras.esquema de barras.

El criterio de diseño de las barras debe tener en cuenta las El criterio de diseño de las barras debe tener en cuenta las solicitaciones que sobre ellas se presentan, debidas a su función, y a solicitaciones que sobre ellas se presentan, debidas a su función, y a distintas situaciones de origen externo.distintas situaciones de origen externo.

Como los cables, las barras transportan cierta corriente permanente, Como los cables, las barras transportan cierta corriente permanente, pero muchas veces distinta de un tramo a otro, cuando existen pero muchas veces distinta de un tramo a otro, cuando existen derivaciones.derivaciones.

Page 3: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

BARRAS RIGIDAS Y BARRAS RIGIDAS Y CONDUCTOS DE BARRASCONDUCTOS DE BARRAS

Veamos un ejemplo, un tablero con 4 salidas de 500 Veamos un ejemplo, un tablero con 4 salidas de 500 A, dos entradas de 2000 A, y otras 4 salidas de 500 A, dos entradas de 2000 A, y otras 4 salidas de 500 A, comparemos dos estados de carga, el mostrado A, comparemos dos estados de carga, el mostrado por figura 01 con una entrada de 2000 A, y por figura 01 con una entrada de 2000 A, y alimentación a los interruptores del lado opuesto, alimentación a los interruptores del lado opuesto, figura 02 con dos entradas de 1000 A, y figura 02 con dos entradas de 1000 A, y alimentación a los interruptores extremos. En la alimentación a los interruptores extremos. En la parte superior de las figuras se muestra la corriente parte superior de las figuras se muestra la corriente en las barras, en la parte inferior la corriente que en las barras, en la parte inferior la corriente que entra o sale por cada línea, a partir de estos entra o sale por cada línea, a partir de estos esquemas se observa la corriente que dimensiona esquemas se observa la corriente que dimensiona las barras, requiriéndose tramos de 500, 1000, las barras, requiriéndose tramos de 500, 1000, 1500, y 2000 A.1500, y 2000 A.

También cuando se producen cortocircuitos, las También cuando se producen cortocircuitos, las corrientes en un tramo de barras y otro son corrientes en un tramo de barras y otro son distintas, debido a los aportes de cada una de las distintas, debido a los aportes de cada una de las circuitos conectados (derivaciones).circuitos conectados (derivaciones).

Page 4: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Fig. 01

Fig. 02

Page 5: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

BARRAS RIGIDAS Y CONDUCTOS DE BARRAS RIGIDAS Y CONDUCTOS DE BARRASBARRAS

Veamos el ejemplo anterior pero ahora Veamos el ejemplo anterior pero ahora para las corrientes de cortocircuito, cada para las corrientes de cortocircuito, cada interruptor de entrada aporta 20 kA, los interruptor de entrada aporta 20 kA, los tramos de barra entre estos tramos de barra entre estos interruptores deben soportar 20 kA, y el interruptores deben soportar 20 kA, y el resto hasta las salidas 40 kA, véase la resto hasta las salidas 40 kA, véase la figura 03, en la parte inferior se figura 03, en la parte inferior se representa la corriente normal (térmica) representa la corriente normal (térmica) de los interruptores, en la parte superior de los interruptores, en la parte superior la corriente de cortocircuito.la corriente de cortocircuito.

Page 6: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Fig. 03

Page 7: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Centro de Centro de TransformaciónTransformación

Bar03 El croquis muestra un centro de transformación que Bar03 El croquis muestra un centro de transformación que puede ser de una planta industrial, se alimenta en media puede ser de una planta industrial, se alimenta en media tensión 13.2 kV, la potencia del transformador es 1000 tensión 13.2 kV, la potencia del transformador es 1000 kVA, puede definirse la corriente presente en los distintos kVA, puede definirse la corriente presente en los distintos componentes.componentes.

Obsérvese la celda de media tensión, el transformador, y Obsérvese la celda de media tensión, el transformador, y el tablero de baja tensión, deben unirse con cables, en el tablero de baja tensión, deben unirse con cables, en media tensión la sección puede ser mínima, mientras en media tensión la sección puede ser mínima, mientras en baja tensión es necesario transportar 1500 A, lo que baja tensión es necesario transportar 1500 A, lo que puede hacerse con varios cables en paralelo, o un puede hacerse con varios cables en paralelo, o un conducto de barras.conducto de barras.

La definición de las salidas del tablero de baja tensión La definición de las salidas del tablero de baja tensión requiere el conocimiento de las cargas que se conectarán. requiere el conocimiento de las cargas que se conectarán.

Page 8: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar03

Page 9: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

bar04.bar04.jpgjpg La figura muestra la solución La figura muestra la solución constructiva de un centro compacto constructiva de un centro compacto obsérvese sobre el bastidor, la sucesión obsérvese sobre el bastidor, la sucesión tablero de media tensión, tablero de media tensión, transformador, tablero de baja tensión, transformador, tablero de baja tensión, que forman el centro de distribución, que forman el centro de distribución, sendos conductos de barras a ambos sendos conductos de barras a ambos lados del transformador.lados del transformador.

Los conductos son de longitud mínima, Los conductos son de longitud mínima, por lo que se encuentran próximas las por lo que se encuentran próximas las instalaciones de media y baja tensión. instalaciones de media y baja tensión.

Page 10: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar04

Page 11: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

bar05.bar05.jpgjpg Cuando se prefiere Cuando se prefiere mantener cierta distancia entre mantener cierta distancia entre transformador (media tensión) y transformador (media tensión) y tablero de baja tensión, el conducto tablero de baja tensión, el conducto barras puede ser una solución en barras puede ser una solución en Puente sobre el pasillo que separa Puente sobre el pasillo que separa a los equipos. La longitud de la a los equipos. La longitud de la conexión resulta mínima. conexión resulta mínima.

Page 12: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar05

Page 13: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Barras Rígidas y Barras Rígidas y Conductos de BarraConductos de Barrass bar06.bar06.jpgjpg Las barras se pueden montar Las barras se pueden montar

sobre aisladores soporte, solución sobre aisladores soporte, solución tradicional, la distancia entre fases [a] es tradicional, la distancia entre fases [a] es función de la aislación, los aisladores función de la aislación, los aisladores deben soportar los esfuerzos de deben soportar los esfuerzos de atracción y repulsión entre barras cuando atracción y repulsión entre barras cuando circulan elevadas corrientes de circulan elevadas corrientes de cortocircuito, la distancia entre cada par cortocircuito, la distancia entre cada par de aisladores es [l] función de la de aisladores es [l] función de la solicitación electrodinámica. solicitación electrodinámica.

Page 14: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar06

Page 15: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Barras y conductos de Barras y conductos de barra barra (Cont)(Cont)

bar07.bar07.jpgjpg Las barras pueden estar Las barras pueden estar expuestas al aire, tanto en interior expuestas al aire, tanto en interior como exterior, encerradas en un como exterior, encerradas en un conducto metálico, de hierro con conducto metálico, de hierro con corrientes menores, y de material corrientes menores, y de material diamagnético (aluminio) con corrientes diamagnético (aluminio) con corrientes mayores ( del orden de 5000 A), con mayores ( del orden de 5000 A), con cada fase en un conducto metálico (que cada fase en un conducto metálico (que no puede ser ferromagnético) solución no puede ser ferromagnético) solución que nos hace pensar en un cable que nos hace pensar en un cable coaxial aislado con aire. coaxial aislado con aire.

Page 16: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar07

Page 17: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Barras y conductos de Barras y conductos de barra barra (Cont)(Cont)

bar08.bar08.jpgjpg En baja tensión se trata de En baja tensión se trata de minimizar la reactancia para mantener minimizar la reactancia para mantener contenidas las caídas de tensión, la contenidas las caídas de tensión, la aislación entre barras puede ser sólida, aislación entre barras puede ser sólida, como en los cables, se trata de como en los cables, se trata de conductos de barras que pueden tener conductos de barras que pueden tener longitudes importantes (hasta de un longitudes importantes (hasta de un centenar de metros). La figura muestra centenar de metros). La figura muestra la adaptación a la distribución eléctrica la adaptación a la distribución eléctrica en un edificio de varios pisos. en un edificio de varios pisos.

Page 18: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar 08

Page 19: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Barras y conductos de Barras y conductos de barra barra (Cont)(Cont)

bar09.bar09.jpgjpg El conducto de barras se El conducto de barras se especifica para presentar las siguientes especifica para presentar las siguientes características:características:

- Tensión nominal.- Tensión nominal.

- Corriente nominal.- Corriente nominal.

- Corriente de cortocircuito (pico - Corriente de cortocircuito (pico máximo).máximo).

- Corriente térmica de breve duración y- Corriente térmica de breve duración y

tiempo correspondiente.tiempo correspondiente.

Page 20: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar09

Page 21: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Barras y conductos de Barras y conductos de barra barra (Cont)(Cont)

bar10.bar10.jpgjpg La forma de las barras puede ser variada, La forma de las barras puede ser variada, deben presentar gran superficie para disipar el calor, y deben presentar gran superficie para disipar el calor, y sección suficiente para transmitir la corriente, la forma sección suficiente para transmitir la corriente, la forma debe ser mecánicamente resistente.debe ser mecánicamente resistente.

Se utilizan barras planas por la superficie de disipación Se utilizan barras planas por la superficie de disipación relativamente importante, tubulares por la máxima relativamente importante, tubulares por la máxima resistencia mecánica y gran superficie, las cilíndricas resistencia mecánica y gran superficie, las cilíndricas macizas solo se utilizan en casos de exigencias macizas solo se utilizan en casos de exigencias mínimas.mínimas.

También se utilizan barras con formas de perfiles L o C.También se utilizan barras con formas de perfiles L o C. Las barras deben transportar la corriente de interés en Las barras deben transportar la corriente de interés en

las condiciones extremas que impone el ambiente, las condiciones extremas que impone el ambiente, temperatura, y movimiento del aire (convección), temperatura, y movimiento del aire (convección), radiación del calor (debe considerarse la emisividad) y radiación del calor (debe considerarse la emisividad) y también al exterior se puede presentar importante también al exterior se puede presentar importante radiación solar. radiación solar.

Page 22: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar10

Page 23: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Barras y conductos de Barras y conductos de barra barra (Cont)(Cont)

bar11.bar11.jpgjpg Obsérvese las formas Obsérvese las formas preferidas de las barras, las preferidas de las barras, las temperaturas ambiente y máxima temperaturas ambiente y máxima definen el calor que la barra puede definen el calor que la barra puede disipar, y la corriente que puede disipar, y la corriente que puede transmitir.transmitir.

El material con que se hacen las El material con que se hacen las barras puede ser cobre o aluminio (o barras puede ser cobre o aluminio (o aleación de aluminio en algunos casos) aleación de aluminio en algunos casos)

Page 24: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar11

Page 25: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Corriente nominalCorriente nominal

bar12.bar12.jpgjpg Las barras planas se Las barras planas se pueden instalar solas o en haz (2, 3 o pueden instalar solas o en haz (2, 3 o 4), las normas incluyen tablas que 4), las normas incluyen tablas que teniendo en cuenta el calentamiento teniendo en cuenta el calentamiento mutuo, fijan la corriente admisible del mutuo, fijan la corriente admisible del haz, para distintas dimensiones de haz, para distintas dimensiones de barras, y condiciones de barras, y condiciones de temperaturas y terminación temperaturas y terminación superficial (pintadas o no). superficial (pintadas o no).

Page 26: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar12

Page 27: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Corriente nominal Corriente nominal (Cont)(Cont)

bar13.bar13.jpgjpg La corriente máxima que puede La corriente máxima que puede transportarse con una barra depende de transportarse con una barra depende de varios factores llamados k, que afectan la varios factores llamados k, que afectan la corriente en condiciones ideales:corriente en condiciones ideales:

-   k1 conductividad del material-   k1 conductividad del material-   k2 temperatura ambiente-   k2 temperatura ambiente-   k3 disposición de las barras-   k3 disposición de las barras-   k4 efectos skin (pelicular) y de proximidad-   k4 efectos skin (pelicular) y de proximidad-   k5 densidad del aire (altura sobre el nivel-   k5 densidad del aire (altura sobre el nivel

del mar)del mar)

Page 28: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar13

Page 29: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Corriente nominal Corriente nominal (Cont)(Cont)

bar14.bar14.jpgjpg Los factores se Los factores se determinan con ábacos, tablas o determinan con ábacos, tablas o fórmulas.fórmulas.

La figura muestra para los La figura muestra para los factores k1 y k2 los ábacos factores k1 y k2 los ábacos característicos.característicos.

Page 30: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar14

Page 31: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Corriente nominal Corriente nominal (Cont)(Cont) bar15.bar15.jpgjpg el factor k3 para el factor k3 para

distintas disposiciones de barras y distintas disposiciones de barras y si están pintadas o no si están pintadas o no

Bar15

Page 32: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Corriente nominal Corriente nominal (Cont)(Cont)

bar16.bar16.jpgjpg el factor k4 según sean el factor k4 según sean las relaciones dimensiónales las relaciones dimensiónales altura de la barra, espesor, altura de la barra, espesor, distanciadistancia

Bar16

Page 33: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Corriente nominal Corriente nominal (Cont)(Cont) bar17.bar17.jpgjpg el factor k5 en relación el factor k5 en relación

con la altura sobre el nivel del con la altura sobre el nivel del marmar

Bar17

Page 34: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Corriente nominal Corriente nominal (Cont)(Cont)

bar18.bar18.jpgjpg Según sea la forma de Según sea la forma de la barra aumenta la eficiencia de la barra aumenta la eficiencia de la disipación de calor (para una la disipación de calor (para una dada sección y espesor), nótese dada sección y espesor), nótese que con adecuada disposición se que con adecuada disposición se puede transmitir casi el doble de puede transmitir casi el doble de corriente (170%)corriente (170%)

Page 35: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar18

Page 36: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Corriente nominal Corriente nominal (Cont)(Cont)

bar19.jpg Si las fases se mantienen bar19.jpg Si las fases se mantienen separadas la reactancia de las barras separadas la reactancia de las barras puede asumir importancia, su peso se puede asumir importancia, su peso se reduce intercalando las barras de las reduce intercalando las barras de las distintas fases, solución característica distintas fases, solución característica de la baja tensión, se trata de minimizar de la baja tensión, se trata de minimizar la distancia media geométrica entre la distancia media geométrica entre conductores, que se utiliza en la conductores, que se utiliza en la determinación de la reactancia. determinación de la reactancia.

Page 37: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar19

Page 38: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Esfuerzos Esfuerzos electrodinámicoselectrodinámicos bar20.jpg Los esfuerzos bar20.jpg Los esfuerzos

electrodinámicos entre conductores electrodinámicos entre conductores son por efecto de que la corriente en son por efecto de que la corriente en un conductor esta sumergida en el un conductor esta sumergida en el campo magnético que produce la campo magnético que produce la corriente de otro conductor, y sobre corriente de otro conductor, y sobre cada trozo elemental de conductor cada trozo elemental de conductor se presenta una fuerza elemental se presenta una fuerza elemental que tiende a desplazarlo y que tiende a desplazarlo y deformarlo.deformarlo.

Page 39: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar20

Page 40: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Esfuerzos Esfuerzos electrodinámicoselectrodinámicos(Cont)(Cont)

bar25.jpg La fuerza total que se bar25.jpg La fuerza total que se presenta en una barra se obtiene presenta en una barra se obtiene por integración, si las barras son por integración, si las barras son rectilíneas la fórmula es rectilíneas la fórmula es relativamente simple siendo lo mas relativamente simple siendo lo mas notable que depende del producto notable que depende del producto de las corrientes (del cuadrado de las corrientes (del cuadrado para un camino de ida y regreso)para un camino de ida y regreso)

Page 41: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar25

Page 42: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Esfuerzos Esfuerzos electrodinámicoselectrodinámicos(Cont)(Cont)

bar26.jpg La fórmula se aplica a un bar26.jpg La fórmula se aplica a un tramo de barra entre dos aisladores tramo de barra entre dos aisladores soportes, las barras pueden ser soportes, las barras pueden ser compuestas (un haz como en la figura) compuestas (un haz como en la figura) con lo que se incrementa el momento con lo que se incrementa el momento resistente, y puede haber distintas resistente, y puede haber distintas cantidades de separadores en cada cantidades de separadores en cada tramos de barras. Todos estas tramos de barras. Todos estas particularidades son consideradas en el particularidades son consideradas en el cálculo mediante factores. cálculo mediante factores.

Page 43: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar26

Page 44: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Esfuerzos Esfuerzos electrodinámicoselectrodinámicos(Cont)(Cont)

bar27.jpg Pero al estar los bar27.jpg Pero al estar los conductores en haz, también aparecen conductores en haz, también aparecen fuerzas debidas al subconductor fuerzas debidas al subconductor próximo. Es decir se presenta fuerzas próximo. Es decir se presenta fuerzas entre conductores principales y entre conductores principales y fuerzas entre subconductores, que se fuerzas entre subconductores, que se suman para dar la máxima fuerza y suman para dar la máxima fuerza y estado de tensión mecánica en un estado de tensión mecánica en un subconductor.subconductor.

Page 45: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar27

Page 46: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Esfuerzos Esfuerzos electrodinámicoselectrodinámicos(Cont)(Cont)

bar27b.jpg Las fuerzas entre bar27b.jpg Las fuerzas entre conductores principales se conductores principales se presentan sobre los aisladores, presentan sobre los aisladores, según sea su forma tienden a según sea su forma tienden a volcarlos, y estos deben resistir el volcarlos, y estos deben resistir el momento flector que se presenta momento flector que se presenta en la cabeza y en la base en en la cabeza y en la base en especial. especial.

Page 47: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar27 b

Page 48: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Esfuerzos Esfuerzos electrodinámicoselectrodinámicos(Cont)(Cont)

bar28.jpg Para evaluar las fuerzas bar28.jpg Para evaluar las fuerzas y tener en cuenta distintas y tener en cuenta distintas condiciones que las reducen y/o condiciones que las reducen y/o las amplifican (por efectos de las amplifican (por efectos de resonancia mecánica) se utilizan resonancia mecánica) se utilizan coeficientes con significados coeficientes con significados especiales, que se exponen en la especiales, que se exponen en la figura.figura.

Page 49: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar28

Page 50: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Factores de cálculos Factores de cálculos de esfuerzosde esfuerzos bar29.jpg Otros factores tienen bar29.jpg Otros factores tienen

en cuenta los tipos de apoyos de en cuenta los tipos de apoyos de la viga que representa la barra, la viga que representa la barra, indicados en la figura.indicados en la figura.

Page 51: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar29

Page 52: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS
Page 53: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Factores de cálculos Factores de cálculos de esfuerzosde esfuerzos (Cont)(Cont)

bar30.jpg Es importante destacar bar30.jpg Es importante destacar que si se presentan deformaciones que si se presentan deformaciones plásticas (limitadas) los efectos de plásticas (limitadas) los efectos de resonancia pierden importancia, resonancia pierden importancia, por lo que se puede exigir por lo que se puede exigir mecánicamente a la barra hasta mecánicamente a la barra hasta mas allá de su límite elástico, mas allá de su límite elástico, lógicamente sin llegar a la rotura.lógicamente sin llegar a la rotura.

Page 54: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar30

Page 55: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Factores de cálculos Factores de cálculos de esfuerzosde esfuerzos (Cont)(Cont)

Las fórmulas presentadas Las fórmulas presentadas permiten evaluar las condiciones permiten evaluar las condiciones

de de ResonanciaResonancia

Page 56: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Debe cumplir las siguientes condiciones:Debe cumplir las siguientes condiciones:1)1) (fL) menor que (0.9fe) ó (fL) menor que (0.9fe) ó

(fL) mayor que (1.1fe) (fL) mayor que (1.1fe) 2)2) (fL) menor que (0.9(2fe)) ó(fL) menor que (0.9(2fe)) ó

(fL) mayor que (1.1(2fe))(fL) mayor que (1.1(2fe))

fe = Frecuencia eléctrica 60 Hz.fe = Frecuencia eléctrica 60 Hz.fL = Frecuencia del conductor.fL = Frecuencia del conductor.C = Factores de corrección “C” (de la C = Factores de corrección “C” (de la

resonancia, yresonancia, y vibración correspondiente) para distintas vibración correspondiente) para distintas

disposicionesdisposiciones de barrasde barras..

Bar31

Page 57: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

RESONANCIARESONANCIA

El parámetro con que se determina C es k, si no hay piezas El parámetro con que se determina C es k, si no hay piezas intermedias C = 1, con piezas intermedias vale la siguiente intermedias C = 1, con piezas intermedias vale la siguiente fórmula.fórmula.

k = mz / (T * m’T * l) k = mz / (T * m’T * l)

siendo: mz peso total de las piezas intermedias, m’T peso del siendo: mz peso total de las piezas intermedias, m’T peso del conductor parcial por unidad de longitud, “l” longitud.conductor parcial por unidad de longitud, “l” longitud.Con las Figuras x4, se determinan los valores de k, que quedan Con las Figuras x4, se determinan los valores de k, que quedan comprendidos entre el valor de 2.2 y 0.74.comprendidos entre el valor de 2.2 y 0.74.

f0 = (gama / lt^2) * RAIZ(E * JT / m’ T) [12]f0 = (gama / lt^2) * RAIZ(E * JT / m’ T) [12]

siendo: gama el factor que depende de los apoyos; E el módulo siendo: gama el factor que depende de los apoyos; E el módulo elástico; JT el momento de inercia del conductor parcial; m’T peso elástico; JT el momento de inercia del conductor parcial; m’T peso unitario del conductor parcial.unitario del conductor parcial.

Page 58: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

El valor de gama esta comprendido entre 157 para dos El valor de gama esta comprendido entre 157 para dos apoyos simples, y 356 para dos empotramientos (ver apoyos simples, y 356 para dos empotramientos (ver tabla II).tabla II).

La frecuencia determinada corresponde al conductor La frecuencia determinada corresponde al conductor parcial o al conductor principal, en cuyo caso lt, JT, m’T, parcial o al conductor principal, en cuyo caso lt, JT, m’T, corresponden al conductor principal.corresponden al conductor principal.

El parámetro correspondiente para determinar los El parámetro correspondiente para determinar los factores vfactores vFF, v, vsigmasigma, v, vsigmaTsigmaT, es (fL/f) siendo f la frecuencia , es (fL/f) siendo f la frecuencia del sistema, además para vF influye si se trata de del sistema, además para vF influye si se trata de cortocircuito trifásico o bifásico. Los factores se cortocircuito trifásico o bifásico. Los factores se determinan con la figura 4, valida para corriente alterna.determinan con la figura 4, valida para corriente alterna.

Los parámetros correspondientes para determinar los Los parámetros correspondientes para determinar los factores vfactores vKUKU, v, vKUTKUT, son (fL/f), “tu” tiempo de espera del , son (fL/f), “tu” tiempo de espera del recierre, los factores se determinan con la figura 5, recierre, los factores se determinan con la figura 5, válida para corriente alterna.válida para corriente alterna.

Page 59: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS
Page 60: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS
Page 61: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar32 - Figuras Figuras x4x4

Page 62: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Factores de cálculos de Factores de cálculos de esfuerzosesfuerzos (Cont)(Cont)

Factores en el caso de corriente Factores en el caso de corriente continua (donde la fuerza es continua (donde la fuerza es constante y no varia con la frecuencia constante y no varia con la frecuencia doble como en corriente alterna) doble como en corriente alterna)

Bar33

Page 63: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Factores de cálculos Factores de cálculos de esfuerzosde esfuerzos (Cont)(Cont)

Referencias para obtener los Referencias para obtener los factores que determinan las fuerzas factores que determinan las fuerzas

Bar34

Page 64: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Factores de cálculos Factores de cálculos de esfuerzosde esfuerzos (Cont)(Cont)

Factores de amplificación nuFactores de amplificación nuFF y y nunusigmasigma que dependen de la que dependen de la frecuencia de resonancia para frecuencia de resonancia para cortocircuitos monofásico y cortocircuitos monofásico y bifásico, nubifásico, nusigmaTsigmaT es valido para es valido para cualquier casocualquier caso

Page 65: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar35

Page 66: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Factores de cálculos de Factores de cálculos de esfuerzosesfuerzos (Cont.)(Cont.)

Factores de amplificación nuFactores de amplificación nuFF y nu y nusigmasigma que que dependen de la frecuencia de resonancia dependen de la frecuencia de resonancia para cortocircuitos trifásicopara cortocircuitos trifásico

Bar36

Page 67: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Corriente térmica de Corriente térmica de breve duraciónbreve duración Solicitación térmica, que equivale Solicitación térmica, que equivale

a cierta corriente de amplitud a cierta corriente de amplitud constante por cierto tiempo. constante por cierto tiempo.

Page 68: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar37

Page 69: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Corriente térmica de Corriente térmica de breve duración breve duración (Cont)(Cont)

Factores “m” y “n” que tienen en Factores “m” y “n” que tienen en cuenta la variación de amplitud cuenta la variación de amplitud de la corriente y permiten evaluar de la corriente y permiten evaluar una corriente constante una corriente constante equivalente equivalente

Page 70: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Bar38

Page 71: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS
Page 72: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Corriente térmica de Corriente térmica de breve duración breve duración (Cont)(Cont) Efecto de calentamiento de una Efecto de calentamiento de una

corriente de breve duración corriente de breve duración

Bar39

Page 73: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

Corriente térmica de Corriente térmica de breve duración breve duración (Cont)(Cont)

Hay ábacos que permiten Hay ábacos que permiten determinar estos efectosdeterminar estos efectos

Bar40

Page 74: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

ConclusionesConclusiones Verificación de corriente Verificación de corriente

permanente, y sobretemperatura permanente, y sobretemperatura que se presenta.que se presenta.

Bar41

Page 75: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

ConclusionesConclusiones (Cont)(Cont)

Resumen conceptual de los Resumen conceptual de los efectos electrodinámicos.efectos electrodinámicos.

Bar43

Page 76: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

ConclusionesConclusiones (Cont)(Cont) Sucesión de efectos Sucesión de efectos

electrodinámicos en operaciones electrodinámicos en operaciones de recierre.de recierre.

Bar44

Page 77: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

VER VIDEOS DE CC. EN SE.VER VIDEOS DE CC. EN SE.

Page 78: CAP-IV, Part 3 Dimencionamiento de BARRAS

FINFIN