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Norma Española

UNE-EN 60865-1 Julio 2013 Versión corregida, Octubre 2018

Corrientes de cortocircuito Cálculo de efectos Parte 1: Definiciones y métodos de cálculo Esta norma ha sido elaborada por el comité técnico CTN 207 Transporte y distribución de energía eléctrica, cuya secretaría desempeña UNESA.

EXTRACTO DEL DOCUMENTO UNE-EN 60865-1 Asociación Española de Normalización Génova, 6 - 28004 Madrid 915 294 900 [email protected] www.une.org

UNE-EN 60865-1 Corrientes de cortocircuito Cálculo de efectos Parte 1: Definiciones y métodos de cálculo Short-circuit currents. Calculation of effects. Part 1: Definitions and calculation methods. Courants de court-circuit. Calcul des effets. Partie 1: Définitions et méthodes de calcul.

Esta norma es la versión oficial, en español, de la Norma Europea EN 60865-1:2012, que a su vez adopta la Norma Internacional IEC 60865-1:2011. Esta norma anulará y sustituirá a las Normas UNE-EN 60865-1:1997 y UNE-EN 60865-1:2001 Erratum antes de 2014-11-29. Esta versión corregida de la Norma UNE-EN 60865-1:2013 incorpora las siguientes correcciones: Anexo A, capítulo A.4, segundo cuadro referido al factor VVm, se sustituye la expresión: "máximo valor de VV1 o VV2" por "mínimo valor de VV1 o VV2".

EXTRACTO DEL DOCUMENTO UNE-EN 60865-1 Las observaciones a este documento han de dirigirse a:

Asociación Española de Normalización Génova, 6 28004 MADRID-España Tel.: 915 294 900 [email protected] www.une.org Depósito legal: M 35104:2018 ” UNE 2018 Prohibida reproducción sin el consentimiento de UNE. Publicado la por AENOR INTERNACIONAL S.A.U. bajo licencia de la Asociación Española de Normalización. Reproducción prohibida Todos los derechos de propiedad intelectual de la presente norma son titularidad de UNE.

Índice Prólogo ...................................................................................................................................................7 Declaración ...........................................................................................................................................7 Prólogo ...................................................................................................................................................8 1

Objeto y campo de aplicación..................................................................................... 10

2

Normas para consulta ................................................................................................... 11

3 3.1 3.2

Términos, definiciones, símbolos y unidades ...................................................... 11 Términos y definiciones............................................................................................... 11 Símbolos y unidades ...................................................................................................... 12

4

Generalidades .................................................................................................................. 16

5 5.1 5.2 5.2.1

Disposiciones de conductores rígidos .................................................................... 17 Generalidades .................................................................................................................. 17 Cálculo de las fuerzas electromagnéticas .............................................................. 17 Cálculo del valor de pico de la fuerza entre los conductores principales durante un cortocircuito trifásico .................................................... 17 Cálculo del valor de pico de la fuerza entre los conductores principales durante un cortocircuito bifásico ..................................................... 18 Cálculo del valor de cresta de la fuerza entre subconductores coplanarios ....................................................................................................................... 18 Distancia equivalente entre conductores principales y entre subconductores ............................................................................................................... 19 Cálculo de tensiones mecánicas en conductores rígidos ................................. 21 Cálculo de tensiones mecánicas ................................................................................ 21 Módulo de sección y factor q del conductor principal compuesto por subconductores ............................................................................................................... 22 Tensión mecánica admisible en un conductor .................................................... 26 Cálculo de las fuerzas ejercidas sobre los soportes de los conductores rígidos ....................................................................................................... 27 Consideraciones sobre el reenganche automático............................................. 27 Cálculo considerando la oscilación de los conductores.................................... 29 Generalidades .................................................................................................................. 29 Cálculo de la frecuencia propia ................................................................................. 29 Los factores VF, Vσm, Vσs, Vrm y Vrs ................................................................................ 30

5.2.2 5.2.3 5.3 5.4 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.5 5.6 5.7 5.7.1 5.7.2 5.7.3 6 6.1 6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 6.2.6

Disposiciones de conductores flexibles ................................................................. 33 Generalidades .................................................................................................................. 33 Efectos sobre conductores principales horizontales ........................................ 34 Generalidades .................................................................................................................. 34 Dimensiones y parámetros característicos .......................................................... 34 Fuerza de tracción Ft,d provocada por una oscilación durante un cortocircuito (fuerza de tracción de cortocircuito) sin bajante en la mitad del vano ................................................................................................................. 38 Cambio dinámico de la flecha debido al alargamiento del conductor y cambio de forma de la curva del conductor ...................................................... 39 Fuerza de tracción Ft,d provocada por una oscilación durante un cortocircuito (fuerza de tracción de cortocircuito) con bajante en mitad del vano ................................................................................................................. 40 Fuerza de tracción Ff,d provocada por la caída después del cortocircuito (fuerza de caída) .................................................................................. 42

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6.2.7 6.3 6.4 6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.5 6.5.1 6.5.2 6.5.3 7 7.1 7.2 7.3 7.4

Desplazamiento horizontal del vano bh y distancia mínima en el aire amín. ....................................................................................................................................... 42 Efectos en conductores principales verticales (bajantes) ............................... 43 Efectos sobre conductores en haz ............................................................................ 44 Dimensiones y parámetros característicos .......................................................... 44 Fuerza de tracción Fpi,d en caso de entrechocar los conductores .................. 47 Fuerza de tracción Fpi,d en el caso de subconductores que no entrechocan ...................................................................................................................... 48 Cargas en las estructuras debido a conductores flexibles ............................... 51 Carga de diseño para aisladores de poste, sus soportes y conectores ........ 51 Carga de diseño para las estructuras, aisladores y conectores con fuerzas de tracción transmitidas por cadenas de aisladores ......................... 52 Carga de diseño para los cimientos ......................................................................... 52 Efectos térmicos sobre conductores desnudos ................................................... 52 Generalidades .................................................................................................................. 52 Cálculo de la corriente térmica equivalente de cortocircuito ........................ 53 Cálculo del calentamiento y del valor asignado de la densidad de corriente soportada de corta duración en los conductores ............................ 53 Cálculo de la resistencia térmica de corta duración para diferentes duraciones del cortocircuito ...................................................................................... 55

Anexo A (Normativo)

Ecuaciones para el cálculo de diagramas ............................. 56

Bibliografía ........................................................................................................................................ 62 Anexo ZA (Normativo)

Otras normas internacionales citadas en esta norma con las referencias de las normas europeas correspondientes .......................................................................... 63

Figura 1 – Factor k1s para el cálculo de la distancia equivalente entre conductores ....................................................................................................................................... 20 Figura 2 – Dirección de la carga y eje de flexión para disposiciones de conductores múltiples ................................................................................................................... 23 Figura 3 – Factor e para la influencia de las piezas de conexión en la ecuación (17) ....................................................................................................................................................... 31 Figura 4 – Factores VF, Vσm y Vσs a usar en los casos de cortocircuitos trifásicos y bifásicos ........................................................................................................................................... 32 Figura 5 – Factores Vr y Vrs a usar en el caso de reenganche automático trifásico ............................................................................................................................................... 33 Figura 6 – Ángulo máximo de oscilación δmáx. para un tiempo dado de duración máxima de cortocircuito Tkl...................................................................................... 38 Figura 7 – Factor  relativo a la fuerza de tracción en conductores flexibles ........... 39 Figura 8 – Geometría de una bajante ....................................................................................... 42 Figura 9 – v2 como función de v1................................................................................................. 46 Figura 10 – v3 ×sen

180º como función de as/d ................................................................... 47 n

Figura 11 – ξ como función de j y st .......................................................................................... 48 Figura 12 – η como función de j y st ......................................................................................... 51 Figura 13 – Relación entre el valor asignado de la densidad de corriente soportada en cortocircuito (Tkr = 1 s) y la temperatura del conductor ....................... 54

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Tabla 1 – Distancia equivalente as entre subconductores, para dimensiones de secciones transversales rectangulares .............................................................................. 21 Tabla 2 – Valores máximos posibles de VσmVrm, VσsVrs, VFVrm ........................................... 24 Tabla 3 – Factores α, β y γ para diferentes disposiciones de apoyos de embarrados ....................................................................................................................................... 26 Tabla 4 – Factor q ............................................................................................................................ 28 Tabla 5 – Módulos de sección Wm de conductores principales con dos o más elementos rigidizadores entre dos soportes adyacentes ................................................. 29 Tabla 6 – Temperaturas máximas recomendadas de conductores sometidos a esfuerzo mecánico durante un cortocircuito ........................................................................ 53

1 Objeto y campo de aplicación Esta parte de la serie IEC 60865 es aplicable a los efectos térmicos y mecánicos de las corrientes de cortocircuito. Contiene procedimientos para el cálculo de – el efecto electromagnético sobre conductores rígidos y flexibles. – el efecto térmico sobre conductores desnudos. Para conductores y cables aislados se hace referencia, por ejemplo, a las Normas IEC 60949 e IEC 60986. Para los efectos electromagnéticos y térmicos en instalaciones auxiliares de corriente continua en centrales de generación y subestaciones eléctricas, véase la Norma IEC 61660-2. En esta norma sólo se tratan sistemas de corriente alterna. Se deberían considerar los siguientes puntos: a)

El cálculo de las corrientes de cortocircuito debería estar basado en la Norma IEC 60909. Para la determinación de la mayor corriente de cortocircuito posible se puede hacer referencia a la información adicional de otras normas IEC para, por ejemplo, considerar detalles sobre los dispositivos limitadores de corriente si conllevan una reducción de la tensión mecánica.

b) La duración del cortocircuito utilizada en esta norma depende del concepto de protección y debería considerarse en este sentido. c)

Estos procedimientos normalizados se ajustan a requisitos prácticos y contienen simplificaciones conservadoras. Se pueden utilizar métodos de cálculo más detallados, ensayos o ambos.

d) En el capítulo 5 de esta norma, para las disposiciones con conductores rígidos, únicamente se calculan las tensiones mecánicas causadas por corrientes de cortocircuito. Además, pueden existir otras tensiones mecánicas, por ejemplo, las causadas por pesos muertos, viento, hielo, fuerzas de operación o terremotos. La combinación de estas cargas con la de cortocircuito debería formar parte de un acuerdo y/o venir dada por normas, por ejemplo procedimientos de montaje. En disposiciones con conductores flexibles las fuerzas de tracción incluyen los efectos de las cargas muertas. Las consideraciones anteriores son válidas para la combinación de otras cargas.

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e)

Las cargas calculadas son cargas de diseño y deberían utilizarse como cargas excepcionales sin ningún factor adicional de seguridad de acuerdo a los códigos de instalación de, por ejemplo, la Norma IEC 61936-1 [1]1).

2 Normas para consulta Las normas que a continuación se indican son indispensables para la aplicación de esta norma. Para las referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fecha se aplica la última edición de la norma (incluyendo cualquier modificación de ésta). IEC 60909 (todas las partes) Corrientes de cortocircuito en sistemas trifásicos de corriente alterna. IEC 60909-0 Corrientes de cortocircuito en sistemas trifásicos de corriente alterna. Parte 0: Cálculo de corrientes. IEC 60949 Cálculo de las intensidades de cortocircuito térmicamente admisibles, teniendo en cuenta los efectos del calentamiento no adiabático. IEC 60986 Límites de temperatura de cortocircuito en cables eléctricos de tensión asignada de 6 kV (Um = 7,2 kV) a 30 kV (Um = 36 kV). IEC 61660-2 Corrientes de cortocircuito en instalaciones auxiliares de corriente continua de centrales y subestaciones. Parte 2: Cálculo de efectos.

1) Las notas entre corchetes refieren a la bibliografía.

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