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Obra: “AMPLIACION DE CAPACIDAD DE LA LINEA 33 kV CHALLAPAMPA-CONO NORTE Y SSEE ASOCIADAS”

Ingeniería de Detalle MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA LINEA 33 kV Y REDES PRIMARIAS

Cod. del Documento ID-CH-CN-LI-MD-01 Rev .

Fecha

Por

Revisó

Aprobó

A

28.02.18

ALDESA

ALDESA

ALDESA

B

05.03.18

ALDESA

SUPERVISION

SEAL

Emitido para Revisión y/o Aprobación

0

25.04.18

ALDESA

SUPERVISION

SEAL

Emitido para Revisión Construcción

Descripción Emitido para Revisión Interna

AMPLIACION DE CAPACIDAD DE LA LINEA 33 kV CHALLAPAMPA-CONO NORTE Y SSEE ASOCIADAS MEMORIA DESCRIPTIVA ID-CH-CN-LI-MD-01 Área:

Ingeniería

Revisión: 0 Fecha: 25.04.18 Página:2 de 66

ÍNDICE

1

INTRODUCCION........................................................................................ 4

2

OBJETIVO.................................................................................................. 4

3

DOCUMENTOS DE REFERENCIA ............................................................ 4

4

UBICACIÓN GEOGRÁFICA ....................................................................... 4

5

CONDICIONES CLIMATICAS .................................................................... 5

6

CARACTERISTICAS DEL SISTEMA ELECTRICO .................................... 6

7

LINEA 33 kV SE CHALLAPAMPA – SE CONO NORTE............................. 6 7.1 7.2

8

INTERCONEXION DE REDES EN MEDIA TENSION .............................. 46 8.1

9

Trazo de Ruta de la Línea 33 kV Challapampa – Cono Norte ....................... 7 Alcances de la Rehabilitación de la Línea 33 kV ........................................... 8

Descripción y Trazo de los Circuitos Existentes y Circuitos Proyectados .................................................................................................. 47

CRITERIOS DE DISEÑO ......................................................................... 50 9.1 9.2 9.2.1 9.2.2

9.2.3 9.2.4 9.3 9.3.1 9.3.2 9.3.3 9.3.4

Faja de Servidumbre .................................................................................... 50 Distancias mínimas de seguridad ................................................................ 50 Distancia Vertical al terreno y a instalaciones existentes ............................ 50 Distancia de seguridad de los alambres, conductores, cables y partes rígidas con tensión a edificaciones, letreros, chimeneas, antenas de radio y televisión, tanques, puentes peatonales y otras instalaciones a excepción de puentes vehiculares.................................................................................................... 52 Distancia vertical entre conductores: ........................................................... 52 Distancia horizontal entre los conductores en los soportes para el mismo circuito y diferentes circuitos ................................................. 53 Parámetros para el diseño mecánico ........................................................... 54 Presión de Viento ......................................................................................... 54 Temperaturas ............................................................................................... 54 Tensión de cada día y Carga máxima de trabajo de Conductores ................................................................................................. 55 Factores de Sobrecarga ............................................................................... 55

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Ingeniería 9.3.5 9.3.6 9.3.7 9.4 9.4.1 9.4.2 9.5

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Factores de Resistencia ............................................................................... 56 Hipótesis de Cálculo Mecánico del Conductor ............................................. 56 Hipótesis de Cálculo Mecánico del Cable de Guarda .................................. 58 Cálculo Mecánico de las Estructuras ........................................................... 58 Vanos característicos ................................................................................... 58 Cargas de diseño en la estructura ............................................................... 59 Aislamiento ................................................................................................... 60

10 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPAMIENTO PRINCIPAL ................................. 62 10.1 Conductor activo ........................................................................................... 62 10.2 Cable de guarda de A°G° ............................................................................. 63 10.3 Aisladores ..................................................................................................... 63 10.3.1 Estructuras.................................................................................................... 65 10.3.2 Descripción general ...................................................................................... 65 10.3.3 Tipos de estructuras ..................................................................................... 65 10.4 Puesta tierra ................................................................................................. 67 10.5 Accesorios de ferretería y herrajes .............................................................. 67

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Ingeniería

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INTRODUCCION

Sociedad Eléctrica del Sur Oeste S.A. (SEAL), empresa de economía mixta que presta el servicio público de electricidad en la Región Arequipa; con el objetivo mejorar la confiabilidad del sistema eléctrico de Arequipa, elaboró el Expediente Técnico del proyecto “AMPLIACIÓN DE CAPACIDAD DE LA LÍNEA 33 kV CHALLAPAMPA - CONO NORTE Y SSEE ASOCIADAS “. Este proyecto garantizará la oferta de energía al crecimiento de la demanda en la zona norte de la ciudad de Arequipa. ALDESA, mediante concurso público se le adjudica la ejecución del mencionado proyecto, los alcances son: 

Obras: Electromecánicas y Civiles en la Subestación existente Challapampa



Construcción de la Nueva Subestación Cono Norte



Rehabilitación de la Línea 33 kV Challapampa – Nueva Cono Norte.



Interconexión de las redes de Media Tensión existentes en 10/22.9 kV por reubicación de la SE Cono Norte

2

OBJETIVO

El presente documento tiene por objeto presentar la Memoria Descriptiva de la Línea de 33 kV Challapampa – Nueva Cono Norte y la Adecuación de las Redes de Media Tensión 10/22.9 kV del mencionado proyecto.

3

DOCUMENTOS DE REFERENCIA 

4

Expediente Técnico del Proyecto elaborado por SEAL

UBICACIÓN GEOGRÁFICA

La zona de proyecto se ubica en el Distrito de Cerro Colorado, Provincia, Departamento y Región de Arequipa. Se encuentra distante a 1011 km de la ciudad de Lima. Las coordenadas UTM – Sistema WGS 84 y las altitudes de las subestaciones son:

SE Challapampa

8186940N, 226880E

2328 m.s.n.m.

SE Cono Norte

8190450N, 222925E

2485 m.s.n.m.

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CONDICIONES CLIMATICAS Las características climatológicas de la zona del proyecto se refieren básicamente a los principales parámetros, tales como: temperaturas, humedad relativa, presión de viento, altitud, etc. que caracterizan la zona del proyecto.

Los principales parámetros climatológicos de la zona del estudio son:

Temperatura ambiente mínima

: 8 °C

Temperatura ambiente media anual

: 15 °C

Temperatura ambiente máxima

: 22 °C

Humedad relativa mínima

: 27%

Humedad relativa media anual

: 46%

Humedad relativa máxima

: 70 %

La velocidad del viento

: 13.8 m/s

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Ingeniería CARACTERISTICAS DEL SISTEMA ELECTRICO

Sistema

:

Trifásico

Tensión nominal entre fases

:

33 - 22.9 – 10 kV

Máxima tensión del sistema

:

34.5 – 25 – 15 kV

Frecuencia

:

60 Hz

nominal

LINEA 33 kV SE CHALLAPAMPA – SE CONO NORTE La línea existente SE Challapampa – SE Cono Norte tiene las siguientes características: Sistema

:

Trifásico

Tensión nominal entre fases

:

33 kV

Máxima tensión del sistema

:

34.5 kV

Frecuencia nominal

:

60 Hz

Número de circuitos

:

1

Conductores por fase

:

Uno (01)

Conductor Activo

:

Cable de Aleación de Aluminio AAAC 85 mm2

Cable de guarda

:

01 cable de A°G° de 50 mm2 tipo EHS

Estructuras

:

Postes de concreto con retenidas

Aisladores

:

Porcelana tipo Pin 56-5 y poliméricos tipo pin Aisladores de porcelana tipo suspensión 52-3

Herrajes

:

Acero forjado galvanizado en caliente

Longitud

:

6.5 km

Dentro de las actividades del Proyecto “Ampliación de Capacidad de la Línea 33 kV Challapampa – Cono Norte y SSEE asociadas esta la rehabilitación de la línea 33 kV la cual consistirá básicamente en reemplazar el conductor aéreo existente hasta la estructura E-67 por un nuevo conductor tipo AAAC 185 mm2, reemplazar 16 estructuras existentes por postes de concreto y metálicos autosoportados (incluye el reemplazo de la E-67 por un poste metálico tipo terminal), los postes metálicos se utilizarán en vértices con ángulos mayores a 5° y terminales. Además, teniendo en cuenta que la Subestación Cono Norte existente será reubicada y reemplazada por una nueva Subestación, la línea 33 kV variará su recorrido desde la Estructura E-67 hacia la Nueva SE Cono Norte, este tramo de línea será subterráneo con cable de energía de cobre recocido XLPE 240 mm 2; obteniéndose que la línea estará conformada por un tramo aéreo (E1E67) con una longitud de 6.16 km y un tramo subterráneo con una longitud de 420 m (E67 Nueva SE Cono Norte).

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Revisión: 0 Fecha: 25.04.18 Página:7 de 66

En resumen, las características principales de la línea 33 kV rehabilitada (proyectada) serán:

Sistema

:

Trifásico

Tensión nominal entre fases

:

33 kV

Máxima tensión del sistema

:

34.5 kV

Frecuencia

:

60 Hz

Número de circuitos

:

1

Conductores por fase

:

Uno (01)

Conductor Activo

:

Tramo aéreo

:

Aleación de Aluminio AAAC 185 mm2

Tramo subterráneo

:

Cobre recocido XLPE 240 mm2

Cable de guarda

:

01 cable de A°G° tipo EHS 50 mm2

Estructuras

:

Postes de concreto con retenidas

nominal

Postes Metálicos autosoportados

7.1

Aisladores

:

Porcelana tipo Pin 56-5 y tipo suspensión 52-3

Herrajes

:

Acero forjado galvanizado en caliente

Longitud

:

Tramo aéreo

:

6.16 km

Tramo subterráneo

:

0.42 km

Trazo de Ruta de la Línea 33 kV Challapampa – Cono Norte El trazo de ruta de la línea 33 kV Challapampa – Nueva Cono Norte será prácticamente el mismo de la línea existente hasta la estructura E-67 (a excepción de unos pequeños desplazamientos de las estructuras que se reemplazarán), de donde derivará en cable subterráneo hacia la Nueva SE Cono Norte. El trazo de ruta de la línea 33 kV se muestra en el plano del proyecto ALD-SEAL-OE-05.

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Alcances de la Rehabilitación de la Línea 33 kV

La rehabilitación de la línea 33 kV consistirá básicamente en reemplazar el conductor aéreo existente tipo AAAC de 85 por 185 mm 2; reemplazar 16 estructuras existentes por postes de concreto y metálicos autosoportados. Los postes metálicos se utilizarán en vértices con ángulos mayores a 5° y terminales. El conductor existente será reemplazado hasta la estructura existente E-67, la misma que será reemplazada por un poste metálico tipo terminal, donde la línea continuará en subterráneo con cable de cobre recocido XLPE 240 mm 2 hacia la Nueva S.E. Cono Norte.

Los postes nuevos por implementar se ubicarán en promedio a 3 m de distancia de las estructuras existentes a reemplazar, esta distancia ha sido determinada teniendo en cuenta las facilidades para el montaje, ver detalle de los desplazamientos en los planos ALD-SEAL-OE-06 y ALD-SEAL-OE-07.

Las estructuras que serán reemplazadas en su totalidad son: E2, E7, E9, E10, E12, E13, E27, E28, E29, E30, E36, E37, E38, E41, E54 y E67, el reemplazo de la estructura E2 es un cambio adicional a solicitud de la empresa supervisora del proyecto, debido a que en el expediente contractual no había considerado una estructura terminal al inicio de la línea.

En la estructura E1 se reemplazará únicamente el equipamiento, pero no el poste.

En las estructuras E39, E55 y E56 las ménsulas serán acondicionadas por bastidor y riostra.

En las demás estructuras se cambiarán los siguientes elementos:  Aisladores de porcelana tipo suspensión clase ANSI 52-3 y accesorios de la cadena de aisladores  Aisladores de porcelana tipo pin clase ANSI 56-5 y accesorios  Accesorios del conductor  Pernos, tuerca-ojo, arandelas, tuercas y contratuercas

En las siguientes páginas se describen los trabajos a realizar en las estructuras:

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Estructura N° 1

Actividades a realizar:  Desmontaje de recloser.  Instalación de crucetas de madera para el montaje de cable de energía N2XSY 26/45 kV 240 mm².  Estructura de anclaje instalado en vano flojo con bajada en cable de energía (subterráneo), no cumple la función terminal.  Reemplazo de cadenas de aisladores y ferretería asociada.  Reconexión de puesta a tierra.

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Estructura N° 2

Situación actual:  Estructura tipo Anclaje.  Las cadenas de aisladores están fijadas a ménsulas por lo que la estructura no cumple con la función terminal.  El poste está provisto de retenidas. Actividades a realizar:  Reemplazar la estructura existente por un poste metálico terminal pasante tipo PMTV1-3N.  Desmontaje de poste de concreto.  Instalación de cadenas de aisladores y ferretería para conductor activo.  Instalación de ferretería de sujeción de cable guarda.  Instalación de puesta a tierra y aterramiento de cable guarda.

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Estructura N° 3 a 6

Situación actual:  Estructuras tipo Suspensión. Actividades a realizar: Reemplazar los siguientes accesorios:  Aisladores de porcelana tipo pin clase ANSI 56-5 y accesorios  Accesorios del conductor: varillas de armar y alambres de amarre  Pernos, arandelas, tuercas y contratuercas  Reconexión de puesta a tierra

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Estructura N° 7

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión.  La estructura está instalada en un ángulo de 3º37’16’’.  Retenida provisional, que consta de cable de acero, contrapunta, abrazadera y riel como anclaje al terreno.  El poste de la estructura se encuentra inclinado en la punta del poste. Actividades a realizar:  Reemplazar la estructura existente por un armado de concreto tipo PSVMC1-3N.  Instalar retenida tipo contrapunta  Desmontaje de poste de concreto existente  Instalación de aisladores y ferretería para conductor activo.  Instalación de ferretería de sujeción de cable guarda.

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 Instalación de puesta a tierra, conexiones y aterramiento de cable guarda. Estructura N° 8

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión. Actividades a realizar: Reemplazar los siguientes accesorios:  Aisladores de porcelana tipo pin clase ANSI 56-5 y accesorios  Accesorios del conductor: varillas de armar y alambres de amarre  Pernos, arandelas, tuercas y contratuercas  Reconexión de puesta a tierra

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Estructura N° 9

Situación actual:  Estructura tipo Anclaje.  La estructura está instalada en un ángulo de 14º27’44’’.  Esta provista de una retenida.  El poste de la estructura se encuentra inclinado en la punta del poste. Actividades a realizar:  Reemplazar la estructura existente por un poste metálico tipo PMAV1-3N.  Desmontaje de poste de concreto.  Instalación de cadenas de aisladores y ferretería para conductor activo.

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 Instalación de ferretería de sujeción de cable guarda.  Instalación de puesta a tierra y aterramiento de cable guarda.

Estructura N° 10

Situación actual:  Estructura tipo Anclaje.  La estructura está instalada en un ángulo de 22º48’42’.  Esta provista de una retenida.  El poste de la estructura se encuentra inclinado en la punta del poste. Actividades a realizar:  Reemplazar la estructura existente por un poste metálico tipo PMAV1-3N.  Desmontaje de poste de concreto.  Instalación de cadenas de aisladores y ferretería para conductor activo.

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Ingeniería  Instalación de ferretería de sujeción de cable guarda.  Instalación de puesta a tierra y aterramiento de cable guarda. Estructura N° 11

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión. Actividades a realizar: Reemplazar los siguientes accesorios:  Aisladores de porcelana tipo pin clase ANSI 56-5 y accesorios  Accesorios del conductor: varillas de armar y alambres de amarre  Pernos, arandelas, tuercas y contratuercas

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 Reconexión de puesta a tierra Estructura N° 12

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión.  La estructura está instalada en un ángulo de 03º35’43’.  Esta provista de una retenida provisional.  El poste de la estructura se encuentra inclinado en la punta del poste. Actividades a realizar:  Reemplazar la estructura existente por un armado de concreto tipo PSVMC1-3N.  Instalar retenida tipo contrapunta  Desmontaje de poste de concreto existente

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 Instalación de aisladores y ferretería para conductor activo.  Instalación de ferretería de sujeción de cable guarda.  Instalación de puesta a tierra, conexiones y aterramiento de cable guarda. Estructura N° 13

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión.  La estructura está instalada en un ángulo de 20º34’10’.  Esta provista de una retenida provisional.  El poste de la estructura se encuentra inclinado en la punta del poste. Actividades a realizar:  Reemplazar la estructura existente por un poste metálico tipo PMAV1-3N.

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 Desmontaje de poste de concreto.  Instalación de cadenas de aisladores y ferretería para conductor activo.  Instalación de ferretería de sujeción de cable guarda.  Instalación de puesta a tierra y aterramiento de cable guarda.

Estructura N° 14

Situación actual:  Estructura tipo Anclaje. Actividades a realizar: Reemplazar los siguientes accesorios:  Aisladores de porcelana tipo suspensión clase ANSI 52-3 y accesorios de la cadena de aisladores

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Ingeniería  Accesorios del conductor  Pernos, tuerca-ojo, arandelas, tuercas y contratuercas  Reconexión de puesta a tierra

Estructura N° 15 a 26

Situación actual:  Estructuras tipo Suspensión. Actividades a realizar: Reemplazar los siguientes accesorios:  Aisladores de porcelana tipo pin clase ANSI 56-5 y accesorios

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 Accesorios del conductor: varillas de armar y alambres de amarre  Pernos, arandelas, tuercas y contratuercas  Reconexión de puesta a tierra

Estructura N° 27

Situación actual:  Estructura tipo Anclaje.  La estructura está instalada en un ángulo de 06º29’12’.  Esta provista de una retenida.  El poste de la estructura se encuentra inclinado en la punta del poste. Actividades a realizar:  Reemplazar la estructura existente por un poste metálico tipo PMSV1-3N.  Desmontaje de poste de concreto existente

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Revisión: 0 Fecha: 25.04.18 Página:22 de 66

 Instalación de aisladores y ferretería para conductor activo.  Instalación de ferretería de sujeción de cable guarda.  Instalación de puesta a tierra, conexiones y aterramiento de cable guarda. Estructura N° 28

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión.  La estructura está instalada en un ángulo de 09º30’19’.  Esta provista de una retenida.  El poste de la estructura se encuentra inclinado en la punta del poste. Actividades a realizar:  Reemplazar la estructura existente por un poste metálico tipo PMSV1-3N.  Desmontaje de poste de concreto existente

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 Instalación de aisladores y ferretería para conductor activo.  Instalación de ferretería de sujeción de cable guarda.  Instalación de puesta a tierra, conexiones y aterramiento de cable guarda.

Estructura N° 29

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión.  La estructura está instalada en un ángulo de 09º03’42’.  Esta provista de una retenida.  El poste de la estructura se encuentra inclinado en la punta del poste. Actividades a realizar:  Reemplazar la estructura existente por un poste metálico tipo PMSV1-3N.

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 Desmontaje de poste de concreto existente  Instalación de aisladores y ferretería para conductor activo.  Instalación de ferretería de sujeción de cable guarda.  Instalación de puesta a tierra, conexiones y aterramiento de cable guarda. Estructura N° 30

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión.  La estructura está instalada en un ángulo de 02º59’33’.  Esta provista de una retenida.  El poste de la estructura se encuentra inclinado en la punta del poste Actividades a realizar:

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Revisión: 0 Fecha: 25.04.18 Página:25 de 66

 Reemplazar la estructura existente por un armado de concreto tipo PSVMC1-3N.  Instalar retenida  Desmontaje de poste de concreto existente  Instalación de aisladores y ferretería para conductor activo.  Instalación de ferretería de sujeción de cable guarda.  Instalación de puesta a tierra, conexiones y aterramiento de cable guarda.

Estructura N° 31 a 35

Situación actual:  Estructuras tipo Suspensión. Actividades a realizar:

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Ingeniería Reemplazar los siguientes accesorios:  Aisladores de porcelana tipo pin clase ANSI 56-5 y accesorios  Accesorios del conductor: varillas de armar y alambres de amarre  Pernos, arandelas, tuercas y contratuercas  Reconexión de puesta a tierra Estructura N° 36

Situación actual:  Estructura tipo Anclaje.  La estructura está instalada en un ángulo de 31º57’02’.

Revisión: 0 Fecha: 25.04.18 Página:26 de 66

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Revisión: 0 Fecha: 25.04.18 Página:27 de 66

 Esta provista de retenidas.  El poste de la estructura se encuentra inclinado en la punta del poste. Actividades a realizar:  Reemplazar la estructura existente por un poste metálico tipo PMAV1-3N.  Desmontaje de poste de concreto.  Instalación de cadenas de aisladores y ferretería para conductor activo.  Instalación de ferretería de sujeción de cable guarda.  Instalación de puesta a tierra y aterramiento de cable guarda. Estructura N° 37

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión.  La estructura está instalada en un ángulo de 0º07’05’.  Esta provista de una retenida.

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Actividades a realizar:  Reemplazar la estructura existente por un armado de concreto tipo retención PAVB1-3N.  Desmontaje de poste de concreto.  Instalación de cadenas de aisladores y ferretería para conductor activo.  Instalación de ferretería de sujeción de cable guarda.  Instalación de puesta a tierra, conexiones y aterramiento de cable guarda. Estructura N° 38

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión.  La estructura está instalada en medio de un pasaje (Jr. Ucayali) Actividades a realizar:

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Revisión: 0 Fecha: 25.04.18 Página:29 de 66

 Reubicar y reemplazar la estructura existente por un armado de concreto tipo suspensión PSVM1-3N.  Desmontaje de poste de concreto existente  Instalación de aisladores y ferretería para conductor activo.  Instalación de ferretería de sujeción de cable guarda.  Instalación de puesta a tierra, conexiones y aterramiento de cable guarda. Estructura N° 39

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión.  Aisladores poliméricos tipo pin, el pin de la fase inferior inclinado  Ménsulas de concreto acondicionadas con crucetas de madera (aparentemente de madera sin tratamiento).

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Actividades a realizar:  Reemplazar los aisladores existentes por porcelana tipo pin 56-5 y las varillas de armar  Reemplazar las ménsulas de concreto y madera por bastidor y riostras metálicas con abrazadera  En resumen, se reemplazará el armado existente por el armado PSVM1-3N, excluyendo el cable de guarda y poste.  Realizar conexiones de puesta a tierra de ferretería y cable guarda.

Estructura N° 40

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión.

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Revisión: 0 Fecha: 25.04.18 Página:31 de 66

Actividades a realizar: Reemplazar los siguientes accesorios:  Aisladores de porcelana tipo pin clase ANSI 56-5 y accesorios  Accesorios del conductor de conductor: varillas de armar y alambres de amarre  Pernos, arandelas, tuercas y contratuercas  Reconexión de puesta a tierra Estructura N° 41

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión.  El poste de la estructura se encuentra inclinado Actividades a realizar:

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 Reemplazar la estructura existente por un armado de concreto tipo suspensión PSVM1-3N.  Desmontaje de poste de concreto existente  Instalación de aisladores y ferretería para conductor activo.  Instalación de ferretería de sujeción de cable guarda.  Instalación de puesta a tierra, conexiones y aterramiento de cable guarda. Estructura N° 42 a 49

Situación actual:  Estructuras tipo Suspensión. Actividades a realizar: Reemplazar los siguientes accesorios:  Aisladores de porcelana tipo pin clase ANSI 56-5 y accesorios

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Ingeniería  Accesorios del conductor: varillas de armar y alambres de amarre  Pernos, arandelas, tuercas y contratuercas  Reconexión de puesta a tierra

Estructura N° 49A

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión.  Aisladores poliméricos tipo pin poliméricos Actividades a realizar:

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Ingeniería Reemplazar los siguientes accesorios:  Aisladores de porcelana tipo pin clase ANSI 56-5 y accesorios  Accesorios del conductor: varillas de armar y alambres de amarre  Pernos, arandelas, tuercas y contratuercas  Reconexión de puesta a tierra Estructura N° 50

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión.  Aisladores poliméricos tipo pin poliméricos Actividades a realizar:

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Ingeniería Reemplazar los siguientes accesorios:  Aisladores de porcelana tipo pin clase ANSI 56-5 y accesorios  Accesorios del conductor: varillas de armar y alambres de amarre  Pernos, arandelas, tuercas y contratuercas  Reconexión de puesta a tierra Estructura N° 51

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión. Actividades a realizar: Reemplazar los siguientes accesorios:  Aisladores de porcelana tipo pin clase ANSI 56-5 y accesorios

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 Accesorios del conductor: varillas de armar y alambres de amarre  Pernos, arandelas, tuercas y contratuercas  Reconexión de puesta a tierra Estructura N° 52

Situación actual:  Estructura tipo Anclaje. Actividades a realizar: Reemplazar los siguientes accesorios:  Aisladores de porcelana tipo suspensión clase ANSI 52-3 y accesorios asociados de la cadena de aisladores

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Ingeniería  Accesorios del conductor  Pernos, tuerca-ojo, arandelas, tuercas y contratuercas  Reconexión de puesta a tierra

Estructura N° 53

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión. Actividades a realizar: Reemplazar los siguientes accesorios:  Aisladores de porcelana tipo pin clase ANSI 56-5 y accesorios  Accesorios del conductor: varillas de armar y alambres de amarre

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 Pernos, arandelas, tuercas y contratuercas  Reconexión de puesta a tierra Estructura N° 54

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión.  La estructura tiene un ángulo de 1°00’37”  El poste de la estructura se encuentra inclinado Actividades a realizar:  Reemplazar la estructura existente por un armado de concreto tipo anclaje PAVB1-3N.  Desmontaje de poste de concreto existente

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 Instalación de cadena de aisladores y ferretería para conductor activo.  Instalación de ferretería de sujeción de cable guarda.  Instalación de puesta a tierra, conexiones y aterramiento de cable guarda. Estructura N° 55

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión.  Aisladores poliméricos tipo pin poliméricos, pin de fase inferior inclinada  Ménsulas de concreto acondicionadas con perfil metálico. Actividades a realizar:  Reemplazar los aisladores existentes por porcelana tipo pin 56-5 y las varillas de armar  Reemplazar las ménsulas de concreto y perfil metálico por bastidor y riostras metálicas con abrazadera

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 En resumen, se reemplaza el armado existente por el armado PSVM1-3N pero excluyendo el cable de guarda y poste.  Realizar conexiones de puesta a tierra de ferretería y cable guarda.

Estructura N° 56

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión.  Aisladores poliméricos tipo pin, el pin de la fase inferior inclinada  Ménsulas de concreto acondicionadas con perfil metálico. Actividades a realizar:  Reemplazar los aisladores existentes por porcelana tipo pin 56-5 y las varillas de armar

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 Reemplazar las ménsulas de concreto y perfil metálico por bastidor y riostras metálicas con abrazadera  En resumen, se reemplaza el armado existente por el armado PSVM1-3N pero excluyendo el cable de guarda y poste.  Realizar conexiones de puesta a tierra de ferretería y cable guarda.

Estructura N° 57 a 62

Situación actual:  Estructuras tipo Suspensión.

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Ingeniería Actividades a realizar: Reemplazar los siguientes accesorios:  Aisladores de porcelana tipo pin clase ANSI 56-5 y accesorios  Accesorios del conductor: varillas de armar y alambres de amarre  Pernos, arandelas, tuercas y contratuercas  Realizar reconexiones de puesta a tierra de ferretería.

Estructura N° 63

Situación actual:

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 Estructura tipo Anclaje. Actividades a realizar: Reemplazar los siguientes accesorios:  Aisladores de porcelana tipo suspensión clase ANSI 52-3 y accesorios de la cadena de aisladores  Accesorios del conductor  Pernos, tuerca-ojo, arandelas, tuercas y contratuercas  Reconexión de puesta a tierra a los herrajes. Estructura N° 64 a 66

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Ingeniería Situación actual:  Estructuras tipo Suspensión. Actividades a realizar: Reemplazar los siguientes accesorios:  Aisladores de porcelana tipo pin clase ANSI 56-5 y accesorios  Accesorios del conductor: varillas de armar y alambres de amarre  Pernos, arandelas, tuercas y contratuercas  Reconexión de puesta a tierra a los herrajes. Estructura N° 67

Situación actual:  Estructura tipo Suspensión. Actividades a realizar:

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 Reemplazar la estructura existente por un poste terminal con bajada de cable de energía. En esta estructura terminar el tramo aéreo de la línea 33 kV y continua en subterráneo con cable de energía hacia la Nueva SE Cono Norte.  Desmontaje de poste de concreto existente  Instalación de aisladores y ferretería para conductor activo.  Instalación de ferretería de sujeción de cable guarda.  Instalación de puesta a tierra, conexiones y aterramiento de cable guarda.

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INTERCONEXION DE REDES EN MEDIA TENSION

La interconexión de las redes en Media Tensión consistirá en realizar trabajos en las redes existentes y redes proyectadas, siendo fundamentalmente del tipo aéreo y en algunos tramos con tendidos subterráneos.

Los trabajos de interconexión y solución de interferencias del sistema a ser realizados en las redes existentes en 22.9 y 10 kV consistirán básicamente en:  Desmontaje de las salidas en 10 kV y tramos de los Circuitos Inkabor, Río Seco y Ciudad de Dios desde la S.E. Cono Norte.  Desmontaje de la salida en 22.9 kV y tramos del Circuito Yura – Huanca desde la S.E. Cono Norte  Interconexión de los tres alimentadores en 10 kV a las Celdas de la S.E. Nueva Cono Norte o a los Postes en 10 kV a ser reutilizados (mantenidos en su posición) con alimentación desde la S.E. Nueva Cono Norte. Caso Circuitos Inkabor, Río Seco y Ciudad de Dios.  Interconexión del alimentador en 22.9 kV a la celda de la S.E. Nueva Cono Norte o a Postes en 22.9 kV proyectados con alimentación desde la S.E. Nueva Cono Norte, caso Circuito Yura – Huanca.  Trabajos de desmantelamiento de Redes y Estructuras de Soporte como parte de la reconfiguración de la topología de los circuitos en 10 kV y 22.9 kV a ser alimentados desde la S.E. Nueva Cono Norte.  Trabajos de solución de interferencias con redes existes, mediante la adecuación (traslados de posición o reubicación) y verificación de DMS entre las actuales estructuras de los circuitos alimentadores 10 kV de la zona.

Los trabajos de interconexión a ser realizados en las nuevas redes en 22.9 y 10 kV consistirán básicamente en:  Interconexión de los alimentadores nuevos en 10 y 22.9 kV a las celdas de la S.E. Nueva Cono Norte, caso de Circuitos Autopista 10 kV y Ciudad de Dios 22.9 kV. Por otro lado, en el proyecto se ha definido que los alimentadores en 10 kV existentes cambiarán de nombre, de acuerdo con lo siguiente:  Ciudad de Dios (presente)

Ciudad Municipal (futuro)

 Rio Seco (presente)

Aviación (futuro)

 Inkabor (presente)

Rio Seco (futuro)

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8.1

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Descripción y Trazo de los Circuitos Existentes y Circuitos Proyectados

a) Reubicación del Circuito “Yura” existente al circuito “Yura” proyectado

La nueva salida será por la parte inferior de la Nueva SE Cono Norte, ubicado en el Parque Industrial de Rio Seco; esta salida será por medio de cable subterráneo en ductos y buzones hacia una primera estructura terminal definida en doble terna tipo PTHDT-3 (estructura que además albergará al circuito Autopista), donde continuará con conductor tipo AAAC 150 mm2. Las estructuras serán compartidas por los circuitos Yura y Autopista hasta el borde de la Torrentera Añashuayco. Una vez en el borde de la Torrentera ambos circuitos cruzarán el mismo, pero con estructuras independientes tipo TSVR-3 para cada circuito. Al llegar al borde de la Torrentera de Añashuayco se dividirá la doble terna, siguiendo hacia el noreste en dirección de la SE Cono Norte antigua bordeando la torrentera ver plano YR-MT-OE-O1. Luego de cierto recorrido el circuito empalmará con la estructura existente Nº CY4, desde donde tomara los dos tramos existentes y se cambiará la sección del conductor existente que es de AAAC 35 a 150 mm2 (manteniendo los postes existentes) entre las estructuras existentes N° CY4 y N° CY5, luego se implementará el vano de unión entre las estructuras existentes N° CY5 - PETAR Nº 04; desde la cual hasta la estructura PETAR N°1 (tramo de línea existente del sistema de utilización actual para la planta de tratamiento de aguas residuales PETAR) serán tomadas para formar parte del Circuito Yura y mediante este tramo de línea existente donde se cambiará el conductor a AAAC 150 mm2 (manteniendo los postes existentes) se alcanzará la línea existente del Circuito Yura 22.9 kV, conexión que se realizará con la implementación de una nueva estructura tal como se muestra en el plano IR-MT-OE-O1. b) Reubicación del circuito “Escalerilla” existente al circuito “Autopista” proyectado

La nueva salida será por la parte inferior de la Nueva SE Cono Norte, ubicado en el Parque Industrial de Rio Seco; por medio de cable subterráneo en ductos y buzones hacia una primera estructura el cual va en doble terna con el Circuito Yura compartiendo el poste de CAC hasta el borde de la torrentera.

Al llegar al borde de la Torrentera de Añashuayco se dividirá la doble terna, siguiendo hacia el noroeste hasta llegar a la SE existente Nº 4025, desde donde se cambiará el cable existente tipo AAAC 35 a 150 mm2, hasta llegar a la línea del Sistema de Utilización de Escalerilla y a parte del

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sistema de Utilización de Petar, insertando para ello un poste de conexión, ver plano IR-MT-OEO2. En este circuito está contemplado la reubicación del Transformix en el poste PETAR Nº 08. Por otro lado, este nuevo circuito además de tomar parte del sistema de utilización de PETAR alimentará las demás subestaciones existentes que formaron parte de la derivación del circuito Inkabor. Por otra parte, se menciona que toda la infraestructura del Alimentador Autopista ha sido diseñada para 22.9 kV, pero en su fase inicial y de manera temporal trabajará en 10 kV.

c) Implementación del circuito “Ciudad de Dios” proyectado

La nueva salida será a través de los ductos y buzones de la Línea 33 kV proyectados (zanja que albergará además de la línea de 33 kV, los circuitos Ciudad de Dios, Ciudad Municipal y Río Seco); desde la Nueva SE Cono Norte hacia la calle y subirá por el lado izquierdo de la calle hacia la estructura E67 ubicado en la Av. Industrial, donde se ubicará un buzón para la línea de 33 kV y saldrá una derivación hacia un buzón que se ubicará al pie de la primera estructura proyectada definida en doble terna, la cual albergará los circuitos de Ciudad Municipal y Ciudad de Dios hasta el borde de la torrentera de Añashuayco, en el borde de la Torrentera de Añashuayco cruzara el mismo con postes de armado tipo PS1VEDT-3 y. PRVDT-3. Al llegar al borde de la Torrentera de Añashuayco se dividirán la doble terna siguiendo la dirección hacia la Av. Prolongación Italia mediante los postes existentes hasta llegar a la estructura existente Nº 13197 donde finaliza la línea, ver plano IR-MT-OE-O3. El tramo existente el conductor se cambiará por AAAC 150 mm2 d) Reubicación del circuito “Ciudad de Dios” existente al circuito “Ciudad Municipal” proyectado

La nueva salida será a través de los ductos y buzones de la Línea 33 kV proyectados (zanja que albergará además de la línea de 33 kV, los circuitos Ciudad de Dios, Ciudad Municipal y Río Seco); desde la Nueva SE Cono Norte hacia la calle y subirá por el lado izquierdo de la calle hacia la estructura E67 ubicado en la Av. Industrial, donde se ubicará un buzón para la línea de 33 kV y saldrá una derivación hacia un buzón que se ubicará al pie de la primera estructura proyectada definida en doble terna, la cual albergará los circuitos de Ciudad Municipal y Ciudad de Dios hasta el borde de la torrentera de Añashuayco, en el borde de la Torrentera de Añashuayco cruzara el mismo con postes de armado tipo PS1VEDT-3 y. PRVDT-3.

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Al llegar al borde de la Torrentera de Añashuayco se dividirán la doble terna siguiendo la dirección hacia el Volcán Misti bordeando la torrentera específicamente a la SE Nº 3826, ver plano IR-MTOE-O4. e) Reubicación del circuito “Inkabor” existente al circuito “Rio Seco” proyectado. La nueva salida será a través de los ductos y buzones frente a la Nueva SE Cono Norte, zanja que será compartida con la línea de 33 kV y los circuitos Ciudad de Dios y Ciudad Municipal, hasta llegar a la Estructura existente Nº 9592, donde continuará en cable aéreo hasta la estructura N° 23541, en este tramo aéreo de línea se realizará el cambio de conductor existente por tipo AAAC de 150 mm2.

f)

Reubicación del circuito “Rio Seco” existente al circuito “Aviación” proyectado

La nueva salida será a través de los ductos y buzones, frente a la entrada de la SE Nueva Cono Norte, cruzará la calle al frente y saldrá en un poste existente Nº 9607. Dicho circuito asumirá lo que antes era circuito Rio seco, Aptasa, Aeropuerto, etc. además de ello el circuito Aviación tomara parte del circuito Corpac. Este circuito se extenderá hasta la estructura Nº 13129, que forma parte del circuito CORPAC, se realizará la apertura del Cut-Out 080401proyectada.

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Ingeniería

9

CRITERIOS DE DISEÑO

9.1

Faja de Servidumbre El ancho de la franja de servidumbre es de 11 m, 5.5 m a cada lado del eje de la línea, según lo establecido en la Tabla 219 del CNE Suministro 2011.

Anchos mínimos de fajas de servidumbres Tensión nominal de la línea

Ancho

(kV)

(m)

10 – 15

6

20 – 36

11

50 – 70

16

115 – 145

20

220

25

Por otro lado, según la Nota 7 de la Tabla 219; en el caso de soportes con una o más ternas ubicadas a un mismo lado de la estructura, los conductores deberán estar al lado de la calzada y podrá tomarse la mitad de los anchos indicados en la tabla 219 verificando que según las limitaciones del lugar si las distancias de seguridad resulten suficientes para evitar riesgos a otras instalaciones o edificaciones.

9.2

Distancias mínimas de seguridad

9.2.1 Distancia Vertical al terreno y a instalaciones existentes

Las distancias han sido tomadas según las Reglas 232.C.1.a y 232.C.1.b del Código Nacional de Electricidad - Suministro 2011, Tabla 232-1.

La mínima distancia ha sido utilizada con el máximo valor de la flecha final del conductor a 50 °C y tomando en cuenta el efecto de alargamiento (Creep), las alturas de seguridad del conductor sobre el terreno son las máximas establecidas en la Regla 232, Tabla 232-1 y la Tabla 232-1a del CNE Suministro 2011:

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Tabla 232-1 Cuando los cables cruzan o sobresalen

33 kV

23 kV

2a

Sobre carreteras y avenidas, sujetas al tráfico de camiones

7.10 m

7.00 m

2b

Sobre caminos, calles y otras áreas sujetas al tráfico de camiones

6.60 m

6.50 m

3

Calzadas, zonas de parqueo y callejones.

6.60 m

6.50 m

4

Sobre otros terrenos recorridos por vehículos, tales como cultivos, pastos, bosques, etc.

6.60 m

6.50 m

5a

Sobre espacios y vías peatonales o áreas no transitables por vehículos

5.10 m

5.00 m

5b

Sobre calles y caminos en zonas rurales

6.60 m

6.50 m

6

Sobre áreas de agua no navegables

7.10 m

7.00 m

Cuando los cables recorren a lo largo y dentro de los límites de las carreteras u otras fajas de servidumbre de caminos 9a

Carreteras y avenidas

6.60 m

6.50 m

9b

Caminos, calles o callejones

6.10 m

6.00 m

9c

Calles y caminos en zonas rurales

5.10 m

5.00 m

10a

Sobre espacios y vías peatonales o áreas no transitables por vehículos

6.10 m

6.00 m

10b

Caminos no carrozables en zonas rurales

5.10 m

5.00 m

Tabla 233-1 2

Sobre conductores y cables de comunicación

1.90 m

1.80 m

5

Sobre conductores de suministro expuestos, de 750 V a 23kV

1.30 m

1.20 m

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9.2.2 Distancia de seguridad de los alambres, conductores, cables y partes rígidas con tensión a edificaciones, letreros, chimeneas, antenas de radio y televisión, tanques, puentes peatonales y otras instalaciones a excepción de puentes vehiculares

1 A

B

33 kV

23 kV

2.50 m

2.50 m

4.00 m

4.00 m

4.00 m

4.00 m

Edificaciones Horizontal (1) A paredes, cercos, proyecciones, balcones, ventanas, y otras áreas fácilmente accesibles. Vertical (1) Sobre techos o proyecciones no fácilmente accesibles a peatones (2) Sobre balcones y techos fácilmente accesibles a peatones

2. Letreros, chimeneas, carteles, antenas de radio y televisión, tanques y otras instalaciones no clasificadas como edificios y puentes (vehiculares) A

Horizontal

B

Vertical

2.50 m

2.50 m

(1) Sobre pasillos y otras superficies por donde transita el personal

4.00 m

4.00 m

(2) Sobre otras partes de dichas instalaciones no accesibles al personal

3.50 m

3.50 m

2.50 m

2.50 m

3.80 m

3.80 m

3. Puentes peatonales A B

Horizontal A paredes de la estructura o sus proyecciones Vertical (sólo para puentes peatonales con techo o pantalla)

9.2.3 Distancia vertical entre conductores:

De acuerdo con la regla 235.C.1, se obtiene de la tabla 235-5: d. Para conductores que exceden de 23 kV más no de 50 kV: 0.80 + 0.01 (V – 11)

Para la tensión 33 kV: tenemos 1.02 m

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Esta distancia se verificará entre el conductor en la situación que se obtenga menor distancia:  conductor superior a flecha final a temperatura máxima ó  conductor superior a flecha final con espesor de hielo  conductor inferior a flecha final a menor condición ambiente del conductor superior, sin carga eléctrica y sin carga de hielo.

9.2.4 Distancia horizontal entre los conductores en los soportes para el mismo circuito y diferentes circuitos

a)

Regla 235.B.1.a

 Para tensión < 11,000 V: 0,40 m  Para tensión > 11,000 V: 0,40 m + 0,01 m/kV en exceso de 11 kV

Para la tensión máxima de operación 36 kV (Tabla Nº 235-1): 0.65 m Se considerará la separación mínima de 0.70 m.

b)

Regla 235.B.1.b, para flecha final:

235.B.1.b (1) Para conductores de línea menores de 35 mm2

𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 [𝑚𝑚] = 7.6 𝑚𝑚 𝑝𝑜𝑟 𝑘𝑉 + 20.4 √𝑆 − 610 235.B.1.b (2) Para conductores de línea de 35 mm2 o más sección

𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 [𝑚𝑚] = 7.6 𝑚𝑚 𝑝𝑜𝑟 𝑘𝑉 + 8 √2.12 𝑆 235.B.1.b(3) La distancia de seguridad para las tensiones que excedan de 50 kV especificada en 235.B.1.b(1) y (2) deberá ser incrementada en un 3% por cada 300 m que sobrepase de 1,000 m sobre el nivel del mar. Todas las distancias de seguridad para las líneas de más de 50 kV deberán basarse en la máxima tensión de operación.

S=Flecha final a 25°, sin carga, sin viento, en mm.

c)

Tomar la mayor distancia entre a) y b)

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9.3

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Parámetros para el diseño mecánico

9.3.1 Presión de Viento

De acuerdo a la Regla 250C del CNE Suministro 2011, las presiones de viento sobre los cables se calculan de acuerdo a la siguiente ecuación: Pv = K x V2 x Sf (N/m2)

Donde: Pv = Presión del viento sobre los cables K = Constante de Presión 0.613 para elevaciones hasta 3,000 msnm 0.455 para elevaciones superiores a 3,000 msnm V = Velocidad del viento (m/s) Sf = Factor de forma de los cables Estructuras cilíndricas y componentes (cables, postes)

Sf = 1.0

Estructuras niveladas planas (no celosía) y componentes Sf = 1.6 Estructuras en celosía (torres)

Sf = 3.2

De acuerdo con lo establecido en el Expediente contractual la velocidad de viento máximo para el diseño es 13.9 m/s 50 km/h Reemplazando valores se tendrá:  Velocidad máxima del viento

:

13.9 m/s (50 km/h)

 Presión sobre Conductor

:

12.08 kg/m2

 Presión sobre Aislador

:

12.08 kg/m2

 Presión sobre el Poste

:

48.34 kg/m2

9.3.2 Temperaturas

Se ha definido las siguientes temperaturas:  Temperatura media

:

15 º C

 Temperatura mínima

:

8ºC

 Temperatura máxima ambiente

:

22 º C

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Ingeniería 

Temperatura máxima de diseño del conductor :

75 º C



Temperatura máxima del cable guarda

30 º C

:

Teniendo en cuenta la altitud del proyecto no se considera manguito de hielo.

9.3.3 Tensión de cada día y Carga máxima de trabajo de Conductores

La tensión de cada día y carga máxima de trabajo definida para los conductores son:

Conductor Tensión de cada día

:

15 % Tiro rotura

Carga máxima de trabajo

:

60 % Tiro rotura

Cable de guarda de A°G° Tensión de cada día

:

11.5% Tiro rotura La tensión de cada día del cable de guarda ha sido determinada teniendo en cuenta que la flecha del cable no supere el 85% de la flecha del conductor en las diferentes hipótesis de cálculo.

Carga máxima de trabajo

:

60 % Tiro rotura

9.3.4 Factores de Sobrecarga

Se toma como referencia el Código Nacional de Electricidad; para las estructuras se adopta el grado de construcción B (Art. 253-1-Tabla 253-1 Código Nacional de Suministro 2011), de donde los siguientes factores de sobrecarga a utilizar son:

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Ingeniería

Factores de Sobrecarga 1.50

Cargas Verticales Cargas Transversales Carga de viento Carga debido al tiro de conductores y cables Cargas Longitudinales En los cruces En general En los anclajes En cualquier lugar En general En los anclajes

2.50 1.65

1.10 1.65 1.10 1.65

9.3.5 Factores de Resistencia

El Código Nacional de Electricidad (Tabla 261-A) establece que los valores de sobrecarga dados líneas arriba deberán ser utilizados con factores de resistencia, se establece los siguientes factores:  Estructuras de celosía

:

1.00

 Aisladores

:

0.50

 Alambre de retenida

:

0.90

 Anclaje y cimentación de retenidas

:

1.00

De acuerdo con la Regla 277.A los aisladores deberán soportar todas las cargas aplicables, sin exceder los siguientes porcentajes de resistencia a la rotura nominal, para la aplicación específica:  Compresión

:

50%

 Tensión

:

50%

9.3.6 Hipótesis de Cálculo Mecánico del Conductor

Para el cálculo mecánico del conductor, se ha considerado los valores de velocidad de viento y temperaturas definidas en el expediente definitivo del proyecto, según el siguiente cuadro.

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Ingeniería

DESCRIPCIÓN ALTITUD HIPOTESIS Nº 1: ESFUERZO DE CADA DIA (EDS) Temperatura Velocidad de viento Esfuerzo de trabajo (% tiro rotura) HIPOTESIS Nº 2: VIENTO MÁXIMO Temperatura Velocidad de viento Presión de viento Esfuerzo máximo de trabajo (% tiro rotura) HIPOTESIS Nº 3: VIENTO MEDIO Temperatura Velocidad de viento Presión de viento Esfuerzo máximo de trabajo (% tiro rotura) HIPOTESIS Nº 3: FLECHA MÁXIMA Temperatura Velocidad de viento Presión de viento Esfuerzo máximo de trabajo (% tiro rotura)

Unidad

Valor

ºC m/s %

15 0 15

ºC m/s kg/m2 %

10 13.9 (50km/h) 12.08 60

ºC m/s kg/m2 %

5 10 (36km/h) 6.25 60

ºC m/s kg/m2 %

75° 0 0 60

(*) La temperatura máxima definida para el conductor es la temperatura debido a la potencia máxima de diseño.

En la distribución o localización de estructuras, para la verificación de distancias mínimas de seguridad a obstáculos bajo la línea se considera el conductor en condición final, es decir considerando el elongamiento del conductor por creep.

El efecto CREEP es calculado internamente con el programa PLSCADD mediante las curvas características esfuerzo-deformación de los conductores, el cual determina esta elongación en base a las curvas esfuerzo-deformación del conductor.

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Ingeniería

9.3.7 Hipótesis de Cálculo Mecánico del Cable de Guarda

DESCRIPCIÓN ALTITUD HIPOTESIS Nº 1: ESFUERZO DE CADA DIA (EDS) Temperatura Velocidad de viento Esfuerzo de trabajo (% tiro rotura) HIPOTESIS Nº 2: VIENTO MÁXIMO Temperatura Velocidad de viento Presión de viento Esfuerzo máximo de trabajo (% tiro rotura) HIPOTESIS Nº 3: VIENTO MEDIO Temperatura Velocidad de viento Presión de viento Esfuerzo máximo de trabajo (% tiro rotura) HIPOTESIS Nº 3: FLECHA MÁXIMA Temperatura Velocidad de viento Presión de viento Esfuerzo máximo de trabajo (% tiro rotura)

9.4

Unidad

Valor

ºC m/s %

15 0 11.5

ºC m/s kg/m2 %

10 13.9 (50km/h) 12.08 60

ºC m/s kg/m2 %

5 10 (36km/h) 6.25 60

ºC m/s kg/m2 %

30° 0 0 60

Cálculo Mecánico de las Estructuras

Los grados de construcción a utilizar para determinar los requerimientos de resistencia mecánica para la seguridad, se basa en las directivas del CNE-Suministro 2011 (sección 24).

Altura normal:

Es la altura del punto de amarre del conductor inferior para cada tipo de estructura.

9.4.1

Vanos característicos

Cada tipo de estructura ha sido diseñada en función de sus vanos característicos siguientes:

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Ingeniería  Vano Máximo

:

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El vano más largo admisible de los adyacentes a la estructura, que determina las dimensiones geométricas.

 Vano Medio

:

Es la semisuma de los vanos adyacentes (para el cálculo de la carga debida al viento)

 Vano Gravante

:

La distancia horizontal entre los puntos más bajos (reales o ficticios) del perfil del conductor en los dos vanos adyacentes a la estructura y que permitan la reacción vertical sobre la estructura en el punto de amarre del conductor.

En el diseño de las estructuras, además se ha considerado el ángulo de desvío máximo admitido de los conductores (distancias mínimas del conductor hacia la estructura)

9.4.2

Cargas de diseño en la estructura

En forma general se consideran las cargas de construcción, operación y mantenimiento para todas las estructuras. Así también, se consideran las cargas de la rotura simultánea de todos los conductores en todas las estructuras.

Cargas Normales:

En condiciones de cargas normales se admite que la estructura está sujeta a la acción simultánea de las siguientes fuerzas.

a) Cargas Verticales:  El peso de los conductores, cable de guarda, cable ADSS, aisladores y accesorios para el vano gravante correspondiente.  El peso propio de la estructura.

b) Cargas transversales horizontales:  La presión del viento sobre el área total neta proyectada de los conductores, cable de guarda, cable ADSS y aisladores para el vano medio correspondiente.  La presión del viento, sobre la estructura.

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Ingeniería

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 La componente horizontal transversal de la máxima tensión del conductor, cable de guarda y cable ADSS determinada por el ángulo máximo de desvío.

c) Cargas de Montaje y Mantenimiento:

Son las fuerzas adicionales que afectan a la estructura durante su montaje y mantenimiento. Las estructuras serán calculadas para una carga vertical mínima igual a las cargas indicadas más un peso de 200 kg que representa a los operarios con sus respectivas herramientas.

Cargas excepcionales

En condiciones de carga excepcional se admite que la estructura estará sujeta, además de las cargas normales, a fuerzas horizontales correspondientes a la rotura de los conductores y cable de guarda.

Esta fuerza tendrá el valor siguiente:

Para estructura de alineamiento

: 50% de la tensión media del conductor 100% del cable de guarda 100% del cable ADSS

Para estructura de anclaje

: 100% de la tensión media del conductor 100% del cable de guarda 100% del cable ADSS

Esta fuerza será determinada en sus componentes longitudinal y transversal según el correspondiente ángulo de desvío.

9.5

Aislamiento

Para la coordinación de aislamiento se considera las recomendaciones de la Norma IEC, Nº 60071 “Insulation Coordination”, la altitud sobre el nivel del mar de las instalaciones, el nivel isoceráunico de la zona, a fin de corregir los valores de servicio de la tensión en 33, 22.9 y 10 kV.

Se presenta un resumen de los cálculos:

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Ingeniería

Altitud de la instalación

Distancia de línea de fuga

10

2400 msnm

22.9 33

Tensión Nominal (kV)

Tensión de Sostenimiento a Frecuencia Industrial

Tensión de Sostenimiento al Impulso tipo rayo (BIL)

300 kV

38 kVrms

134 kVp

2400 msnm

600 kV

50 kVrms

176 kVp

2400 msnm

864 kV

70 kVrms

239 kVp

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Ingeniería

10

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPAMIENTO PRINCIPAL

10.1

Conductor activo

Los conductores a utilizar en la línea aérea es AAAC 185 mm² en la línea 33 kV SE Challapampa-Cono Norte y AAAC 150 mm² en las Redes de Media Tensión 10/22.9 kV. Las características mínimas de los conductores son las siguientes:

Tipo

Unidad

AAAC

Sección nominal

mm2

185

Sección real N° x diámetro de hilos Aleación de Aluminio Diámetro exterior Peso unitario

mm2

184.54 37 x 2.52

mm kg/km

17.64 506.3

kg kg/mm2 10-6/°C

5 651 6 300 23

Unidad

AAAC

Sección nominal

mm2

150

Sección real N° x diámetro de hilos Aleación de Aluminio Diámetro exterior Peso unitario

mm2

149.01

Resistencia a la rotura nominal Módulo de elasticidad final Coeficiente de dilatación lineal

Tipo

Resistencia a la rotura nominal Módulo de elasticidad final Coeficiente de dilatación lineal

19 x 3.16 mm kg/km

15.80 412

kg kg/mm2 10-6/°C

4 721 6 202 23

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Ingeniería Cable de guarda de A°G°

El cable de guarda de la línea 33 kV SE Challapampa-Cono Norte es de acero galvanizado tipo EHS de 50 mm² cuyas características son: Tipo

Unidad

Grado de resistencia

EHS mm2

Sección nominal Número de hilos

50 7

Diámetro exterior

mm

9.52

Masa unitaria

kg/m

0.407

kgf

6 985

kgf/mm2

19,000

1/°C

11.52 x 10-6

Resistencia a la rotura Módulo de Elasticidad final Coeficiente de dilatación térmica lineal

10.3

A°G°

Aisladores

Los aisladores a implementar en la línea 33 kV SE Challapampa-Cono Norte son: tipo Pin 565 en estructuras de suspensión y tipo suspensión 52-3 en estructuras de anclaje donde las cadenas estarán conformadas por cuatro unidades. Las características mínimas de estos aisladores son: Tipo Clase Material Diámetro máximo de la parte aislante Altura Longitud de la línea de fuga mínima (mm) Carga electromecánica de rotura (kN) Tensiones de descarga En seco a frecuencia industrial (kV) Bajo lluvia a frecuencia industrial (kV) A impulso onda 1,2/50, Positiva (kV) Negativa (kV) Tensión de perforación (kV)

: : : : : : :

Pin 56-5 Porcelana 343 mm 318 mm 865 13.4

: :

175 125

: : :

270 340 225

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Ingeniería Tipo Clase Material Tipo de acoplamiento Norma de fabricación Diámetro máximo de la parte aislante Espaciamiento Carga electromecánica de rotura (kN) Longitud de la línea de fuga mínima (mm) Tensiones de descarga En seco a frecuencia industrial (kV) Bajo lluvia a frecuencia industrial (kV) A impulso onda 1,2/50, Positiva (kV) Negativa (kV) Tensión de perforación (kV)

: : : : : : : : :

Suspensión Standard 52-3 Porcelana B ANSI C29-2 255 mm 146 mm 70 292

: :

80 50

: : :

125 130 110

Los aisladores a implementar en las líneas de interconexión 10/22.9 kV son: tipo Pin 56-4 en estructuras de suspensión y tipo suspensión 52-3 en estructuras de anclaje donde las cadenas estarán conformadas por dos unidades. Las características mínimas de estos aisladores son: Tipo Clase Material Diámetro máximo de la parte aislante Altura Longitud de la línea de fuga mínima (mm) Carga electromecánica de rotura (kN) Tensiones de descarga En seco a frecuencia industrial (kV) Bajo lluvia a frecuencia industrial (kV) A impulso onda 1,2/50, Positiva (kV) Negativa (kV) Tensión de perforación (kV)

: : : : : : :

Pin 56-4 Porcelana 304 mm 241 mm 685 13

: :

140 95

: : :

225 310 185

Tipo Clase Material Tipo de acoplamiento

: : : :

Suspensión Standard 52-3 Porcelana B

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Ingeniería Norma de fabricación Diámetro máximo de la parte aislante Espaciamiento Carga electromecánica de rotura (kN) Longitud de la línea de fuga mínima (mm) Tensiones de descarga En seco a frecuencia industrial (kV) Bajo lluvia a frecuencia industrial (kV) A impulso onda1,2/50, Positiva (kV) Negativa (kV) Tensión de perforación (kV)

10.3.1

10.3.2

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: : : : :

ANSI C29-2 255 mm 146 mm 70 292

: :

80 50

: : :

125 130 110

Estructuras

Descripción general

Las estructuras a utilizar en la rehabilitación de la línea de 33 kV estarán conformadas por postes de concreto armado centrifugado de 16m/500kg y 17/500kg para las estructuras de suspensión y ángulos menores a 5°; postes metálicos autosoportados para estructuras de anclaje angular y terminales. En las interconexiones las redes de media tensión se utilizarán postes de 14 m/400 kg.

10.3.3

Tipos de estructuras

La geometría de las estructuras ha sido determinada manteniendo la separación requerida entre conductores, entre conductor y soporte, entre conductor y cable de guarda y teniendo en cuenta las siguientes consideraciones: 

Utilización de la estructura (ruta, ángulo de desvío)



Características de la cadena de aisladores



Separación por aislamiento requerido



Velocidad de viento en el área del proyecto



Flecha y tensiones del conductor y cable de guarda

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Ingeniería En la rehabilitación de la línea 33 kV se implementarán los siguientes tipos:

ANGULO DE LINEA

TIPO

UTILIZACION

MATERIAL

PSEC1

Seccionamiento

PSVM1

Suspensión vertical

0 - 5°

Concreto

PSVMC1

Suspensión vertical

0 - 5°

Concreto

PAVB1

Anclaje vertical

0 - 10°

Concreto

PMSV1

Suspensión vertical

0 - 5°

Metálico

PMAV1

Anclaje Angular

55°

Metálico

PMTV1

Terminal

0°

Metálico

Concreto

En la interconexión de las redes de media tensión 10/22.9 kV se implementarán los siguientes tipos: TIPO

UTILIZACION

MATERIAL

PTHDT-3

Terminal Doble Terna

Concreto

PS1VEDT-3

Suspensión Doble Terna

Concreto

TSVDT-3

Anclaje - Suspensión Doble Terna

Concreto

PRVDT-3

Anclaje Doble Terna

Concreto

TSVR-3 TSVA-3 DTSVA-3 PRV-3

Terminal – Suspensión, vertical Anclaje Suspensión, vertical Anclaje Derivación, vertical

Concreto Concreto Concreto

Anclaje, vertical

Concreto

DPSVE-3

Derivación, vertical

Concreto

TS-3

Anclaje - suspensión, triangular

Concreto

PS1-3

Suspensión, triangular

Concreto

PA1-3

Angular, triangular

Concreto

PSVE-3

Suspensión vertical

Concreto

PA3-3

Anclaje Angular vertical

Concreto

PT-3

Anclaje Terminal

Concreto

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Ingeniería

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10.4 Puesta tierra

Cada una de las estructuras contará con un sistema de puesta tierra, siendo el valor máximo de 25 Ohm. La configuración básica de puesta tierra de las estructuras está conformada por conductor de cobre y jabalina de cobre con alma de acero en un pozo de tierra tratada, se han definido los siguientes tipos o figuraciones de puesta tierra: Interconexion:  Tipo PAT-0

: Formada por conductor enrollado en forma de espiral en un pozo de tierra tratada

 Tipo PAT-1

: Formada por una jabalina enterrada en un pozo de tierra tratada.

 Tipo PAT-2

: Formada por dos jabalinas enterradas en un pozo de tierra tratada.

Línea 33kV  Tipo PAT-1C

: Formada por una jabalina entrerrada en un pozo de tierra tratada más un

contrapeso de 5m compuesto por un cable de cobre de 35mm2 enterrado en una zanja con tierra tratada.

En forma general los materiales a utilizar serán los siguientes:  Cable de cobre de 35 mm².  Jabalinas de acero recubierto de cobre de 16 mm ø, 2.4 m longitud.  Conector varilla - conductor.  Conector doble vía de cobre  Bentonita

10.5 Accesorios de ferretería y herrajes

Los elementos por utilizar para la fijación de las cadenas de aisladores a las estructuras, accesorios de las estructuras, conductor, cable de guarda de acero y retenidas, serán de un diseño apropiado para su función mecánica y eléctrica y adecuada a las condiciones de servicio de la línea.

Los accesorios y ferretería de acero serán galvanizados en caliente con un espesor promedio de 600 gr/m2.