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• RUDY MAMANI

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Objeto.

La presente Normativa tiene por objeto establecer las disposiciones, criterios y requerimientos mínimos con relación a las distancias de seguridad de conductores eléctricos a edificios para asegurar que las mejoras, expansiones y nuevas construcciones de las instalaciones de distribución de energía eléctrica, se diseñen, construyan y operen, garantizando la seguridad de las personas, bienes y la calidad del servicio. 2

Campo de Aplicación.

Este documento cubre aspectos relativos a las distancias de seguridad horizontales y verticales que involucran cables, edificios y predios. Esta normativa será aplicada en los diseños de expansión de red aérea de Electropaz, incluyendo mejoras, ampliaciones e instalaciones provisionales o temporales. Las personas naturales o jurídicas que construyan obras de infraestructura civil relacionadas con edificios, viviendas, condominios, etc. ; deberán considerar la aplicación de esta normativa en el diseño y desarrollo de sus respectivos proyectos. El cumplimiento será encargado al departamento correspondiente de aprobar estos proyectos. 3 •

Normas de consulta. National Electrical Safety Code (NESC) reconocida por la American National Standard (ANSI C2)

•

Standard CAN/CSA C22.3 N°1–M87 Overhead system de la National Standard of Canada.

4

Reglamentación y Disposiciones Generales.

La reglamentación necesaria para la aplicación de la presente norma está basada fundamentalmente en la primera edición y posteriores actualizaciones de: •

La “LEY DE ELECTRICIDAD” No. 1604 y sus Reglamentos, promulgada el 21 de diciembre de 1994, aprobada mediante Decreto Supremo No. 24043 del 28 de junio de 1995 y publicada en su primera edición por la Gaceta Oficial de Bolivia.

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Resolución SSDE No. 160/2001 del Sistema de Regulación de la Superintendencia de Electricidad emitida el 29 de octubre de 2001.

5 5.1

Definiciones. Cable

Conductor trenzado o arrollado en forma helicoidal, con o sin aislamiento. 5.2

Conductor

Es un material, usualmente en la forma de alambre, cable o barra, capaz de conducir una corriente eléctrica. 5.3

Conductor aislado

Conductor cubierto con un material dieléctrico (no aire), que tiene una capacidad de aislamiento igual o mayor que la tensión entre fases del circuito en el cual el conductor es usado. 5.4

Conductor cubierto

Es el que tiene una cubierta aislante cuya rigidez dieléctrica nominal es desconocida, o es menor que la requerida para la tensión del circuito que en el conductor se usa. 5.5

Conductor con pantalla

Conductor con una envoltura que encierra al elemento conductor del cable y provee una superficie equipotencial en contacto con el aislamiento del cable. 5.6

Conductor en línea abierta

Un tipo de construcción de línea de suministro eléctrico en la cual el conductor está desnudo, cubierto o aislado y sin pantalla aterrizada, soportado individualmente a la estructura ya sea directamente o con aisladores. 5.7

Conductor de soporte

Un conductor cuyo propósito es soportar otros conductores así como ser parte del circuito eléctrico.

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5.8

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Distancia mínima de seguridad o Libramiento eléctrico

Es la distancia mínima establecida entre superficies, de un objeto energizado y otro energizado o no, o persona, para garantizar que el segundo objeto o persona no se encuentre en riesgo de recibir descargas eléctricas desde el primero. 5.9

Estructura

Es la unidad principal de soporte, generalmente se aplica a los herrajes y materiales, incluyendo al poste o torre adaptado para ser usado como medio de soporte de líneas aéreas de energía eléctrica y las retenidas. 5.10 Flecha Es la distancia vertical medida desde cualquier punto de un conductor a la línea recta imaginaria que une los dos puntos de soporte del conductor en las estructuras. A menos que se especifique en un punto determinado, la flecha es la distancia que corresponde a la medida en el punto más bajo (medio) del vano. 5.11 Flecha inicial sin carga La flecha de un conductor antes de aplicarle cualquier carga externa. 5.12 Flecha final Es la flecha de un conductor bajo condiciones especificas de carga y temperatura aplicadas, después de que dicho conductor ha estado sujeto, durante un apreciable periodo de tiempo, a las condiciones de carga prescritas para la zona de carga en la que está instalado o bien después de que se le ha aplicado, durante un lapso mínimo, una carga equivalente y que ésta haya sido removida. La flecha final incluye el efecto de la deformación inelástica. 5.13 Flecha final sin carga Es la flecha de un conductor después de que ha estado sujeto, durante un apreciable periodo de tiempo, a las condiciones de carga prescritas para la zona de carga en la que esta instalado, o bien después de que se le ha aplicado, durante un lapso mínimo, una carga equivalente y que ésta haya sido removida. La flecha final sin carga incluye el efecto de la deformación inelástica.

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5.14 Línea Aérea Es una adaptación de componentes, destinados al transporte de energía eléctrica. Esta constituida por conductores desnudos, forrados o aislados, tendidos en espacios abiertos y que están soportados por estructuras con los accesorios necesarios para la fijación, separación y aislamiento de los mismos conductores. 5.15 Línea de Suministro Eléctrico Son los conductores utilizados para transportar energía eléctrica a diferentes niveles de voltaje, incluyendo sus estructuras de soporte. Estas líneas pueden ser aéreas o subterráneas. 5.16 Mensajero Soporte de alambre sólido o cableado para líneas de comunicación o de suministro eléctrico, que soporta, además de su propio peso, el peso de uno o más conductores o cables. No forma parte del circuito eléctrico. 6

Criterios Básicos.

6.1

Tensiones de Suministro.

Las tensiones nominales y de operación en alta tensión, media tensión y baja tensión del sistema de distribución adoptadas por Electropaz, se muestran en el cuadro No. 1. Cuadro No. 1 Nivel de Tensión Baja Tensión

Media Tensión

1)

Tensión Nominal (V)

Zona de Aplicación

Tipo de Conexión

230/115

Monofásico 3 hilos

-

Urbana

230

Monofásico 2 hilos

-

Urbana

230

Trifásico 3 hilos

∠

Urbana

400/230

Trifásico 4 hilos

Yn

Urbana

6,900 12,000

Trifásico 3 hilos

∆

Urbana

Triásico 3 hilos

Y

Urbana

24,900/14,376

Trifásico 4 hilos

Yn

Rural

1

Alta

69,000

Triásico 3 hilos

Y-∆

Urbana / rural

Tensión

115,000

Triásico 3 hilos

∆

Urbana

Las instalaciones actuales de 6,900 V situadas dentro del área urbana, deberán estar preparadas para trabajar en la tensión nominal de 12,000 V.

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6.2

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Medición de Distancias y Espaciamientos.

En el presente documento, para referirse a la separación entre conductores y sus soportes, estructuras, construcciones, nivel del suelo, etc., se utilizan los términos de distancia y espaciamiento. A menos que se diga otra cosa, todas las distancias deben medirse de superficie a superficie y todos los espaciamientos se deberán medir de centro a centro. Para propósito de medición de las distancias, los herrajes y accesorios que estén energizados, debido a su conexión eléctrica a los conductores de la línea, se considerarán como parte integral de los mismos conductores. Las bases metálicas de las muflas o pasamuros, pararrayos y de equipos similares deben ser consideradas como parte de la estructura de soporte. 6.3

Cables de alimentación.

En lo concerniente a las distancias de seguridad, los cables de alimentación con pantalla metálica eficazmente conectado a tierra, o conductores aislados soportados junto a un hilo mensajero eficazmente conectado a tierra, serán considerados al igual que los tirantes y mensajeros, para cualquier nivel de tensión. 6.4

Conductor Neutro.

El neutro de los circuitos de alimentación tendrá las mismas distancias de seguridad que las fases del circuito a la que está asociado. El conductor neutro, conectado a eficazmente a tierra a lo largo de su longitud y asociado a circuitos de 0 a 24,900 voltios, deberá tener las mismas distancias de seguridad que los tirantes y mensajeros. 6.5

Conductores Cubiertos

Para todos los requisitos de las distancias de seguridad, los conductores cubiertos deberán ser considerados como desnudos. El espaciamiento para conductores cubiertos, puede ser menor que el mínimo requerido para conductores desnudos y que su cubierta provea suficiente resistencia dieléctrica para

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prevenir corto circuitos en caso de contacto momentáneo entre conductores, o entre éstos y el conductor conectado a tierra. 7

Del uso de bienes públicos y de las servidumbres.

En éste capítulo, por la importancia que tiene para el desarrollo del sistema de distribución eléctrico de Electropaz, se adoptará como norma obligatoria todas las recomendaciones del “Reglamento para el Uso de Bienes de Dominio Público y Constitución de las Servidumbres (Reglamento III)” de la Ley de Electricidad No. 1604. 7.1

Faja de seguridad.

De acuerdo con la reglamentación vigente, el ancho de las fajas de seguridad normalizadas se muestran en el cuadro No. 2. Cuadro No. 2 Nivel de Tensión 69 kV 115 kV 20 m – 38 m

25 m – 45 m

a) El ancho de la faja estará de acuerdo con las características de la línea, la topografía y la cobertura vegetal. b) Dentro de la faja de seguridad no se permitirán excavaciones utilizando explosivos c) Dentro de la faja de seguridad no se permitirán excavaciones ni cultivos de ninguna especie a una distancia de cuatro (4) metros de las fundaciones de las estructuras o del pie de la torre. 7.2

Servidumbres.

De acuerdo con la reglamentación vigente, Electropaz como titular de una servidumbre, podrá a tener y/o apoyar en la parte exterior de las propiedades inmuebles de dominio público ó privado, soportes, postes, escuadras y otros medios de fijación de líneas de transporte de electricidad, sujetándose a las normas técnicas de seguridad. El propietario del predio sirviente podrá efectuar, plantaciones, construcciones y obras de otra naturaleza, respetando las normas técnicas de seguridad establecidas por la Superintendencia de Electricidad.

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Distancias de Seguridad.

8.1

Distancia vertical de conductores sobre la superficie del suelo y líneas férreas.

Las distancias de seguridad mínimas de conductores aéreos en lugares accesibles respecto de la superficie del suelo o líneas férreas, no serán menores a las que se indican en el cuadro No. 3 y se aplicarán bajo las siguientes condiciones: a) La condición que ocasione la mayor flecha final: temperatura en los conductores de 50°C, sin desplazamiento de viento, temperatura máxima del conductor para la cual fue diseñada la operación de la línea sin desplazamiento de viento, ó, cuando esta temperatura es mayor de 50ºC. b) Flecha final sin carga, en reposo. Cuadro No. 3 Alturas de líneas de alimentación abiertas (metros)

Naturaleza de la superficie o líneas férreas debajo de los conductores

115 V 230 V 400V.

6.9 kV

14.3 kV

12.0 kV

Ciudad (calles y avenidas)

5.48

6.10

6.73

7.70

8.20

Carreteras, Autopistas urbanas o rurales

5.48

6.10

6.73

7.70

8.50

Vías férreas

8.23

8.53

9.17

10.00

11.60

Espacios o caminos solo accesibles a peatones

4.57

4.57

5.21

6.80

7.30

24.9 kV

(1)

69 kV

(2)

115 kV

(2)

Donde los conductores cruzan por encima

Donde los conductores recorren a lo largo y dentro de los límites de carreteras u otro derecho de vía pública para el tráfico Calles o callejones urbanos

5.49

6.10

6.73

7.70

8.20

Caminos rurales

4.57

5.48

6.73

7.30

7.80

Notas: (1)

De acuerdo a la recomendación de la norma ANSI C2 (NESC), la altura de los conductores especificados en ésta columna está incrementada, respecto de la altura básica, 0.01 m, por cada kV en exceso de 22 kV, de acuerdo a la siguiente relación:

H ' = (U ' − U B ) x0.01 + H B (2)

La altura de los conductores especificada en ésta columna fue adoptada de los valores recomendados por la Superintendencia de Electricidad a través de la Resolución SSDE No. 160/2001 del 29 de octubre de 2001. Por otro lado, la norma NESC recomienda que las distancias para tensiones mayores a 50 kV deberán estar basadas en la máxima tensión de operación, adicionalmente, la distancia básica recomendada por la NESC deberá incrementarse en un tres por ciento (3%) por cada 300 metros de altura de exceso de 1000 m.s.n.m. ésta última recomendación puede ser expresada por la siguiente relación:

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H ' = [1 + (

H i − 1000 ) x0.03]xH B 300

En las dos anteriores ecuaciones tenemos: H’ : Distancia de seguridad vertical adoptada por Electropaz Hi : Altura de instalación m.s.n.m. HB : altura base recomendada por la NESC para tensiones nominales de 15 kV a 50 kV U’ : Tensión del sistema bajo consideración UB : Tensión base = 22 kV

8.1.1

Incremento de Altura para conductores.

Las alturas de seguridad especificadas en el cuadro No. 3, podrán ser incrementadas, de acuerdo con los criterios indicados en los incisos 1 y 2 siguientes: 1) Para líneas aéreas de Media tensión y con vanos mayores a 76 metros, la distancia de seguridad especificada en cuadro No. 3 será incrementada 0.03 metros para cada 3 metros de exceso de longitud del vano. 2) Para líneas aéreas de Alta tensión, de acuerdo a la

resolución de

SSDE No.

160/2001 las distancias de seguridad indicadas en la tabla 1 se incrementarán: •

Para vanos de 700 m a 1000 m:

0.5 m

•

Para vanos mayores a 1000 m:

1.0 m

•

Cuando el vano de cruce sea de “suspención”, los valores del cuadro 3 deben ser incrementados en 0.02b, donde “b” es la distancia horizontal en metros, del centro del obstáculo atravesado al eje de la estructura de suspención más próxima.

8.2 8.2.1

Distancias de conductores y partes energizadas a edificios, letreros, anuncios, antenas de radio y televisión, tanques y otras instalaciones. Consideraciones generales.

La distancia mínima horizontal y vertical que deberá mantenerse entre cables a edificios, estructuras de señalización, etc., serán bajo la siguientes consideraciones:

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a) Distancias aplicables a cualquier parte del edificio, incluyendo balcones, escaleras de emergencia, estructuras de antenas, etc. b) Las distancias verticales se aplica bajo condiciones de máxima flecha del conductor. c) La distancia horizontal se aplica cuando el cable ha sido desplazado por el viento, si es que corresponde de acuerdo al punto 8.2.3. 8.2.2

Distancias de seguridad adoptadas por Electropaz.

La distancia de seguridad de los conductores y partes energizadas a edificios, letreros, antenas, etc, no deberá ser menor a la distancia vertical (V) y horizontal (HW) (Ver fig. 1) que las indicadas en el cuadro No. 4.

LIMITE DE DISTANCIAS DE SEGURIDAD

V T

CONDUCTOR

HR HW DESPLAZAMIENTO DE VIENTO

DISTANCIAS DE SEGURIDAD MINIMAS A EDIFICIOS VISTA FRONTAL V

=

DISTANCIA DE SEGURIDAD VERTICAL REQUERIDA CUANDO EL CONDUCTOR ESTA EN REPOSO

T

=

DISTANCIA MINIMA TRANSVERSAL REQUERIDA CUANDO EL CONDUCTOR ESTA EN REPOSO

HR =

DISTANCIA DE SEGURIDAD MINIMA HORIZONTAL REQUERIDA CUANDO EL CONDUCTOR ESTA EN REPOSO

HW = DISTANCIA DE SEGURIDAD MINIMA HORIZONTAL REQUERIDA CUANDO EL CONDUCTOR ES DESPLAZADO, HACIA EL EDIFICIO, POR EL VIENTO

FIGURA 1

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En la figura 1, para vanos menores o iguales a 50 metros se asume que la distancia horizontal (HR) será igual a la distancia (HW). La distancia de seguridad horizontal predomina por encima del nivel del tejado hasta el punto donde la diagonal (T) iguala con la distancia de seguridad vertical. A partir de este punto la distancia de seguridad diagonal (T) deberá ser igual al requisito de la distancia de seguridad vertical (V). Cuadro No. 4

Cable o conductor Horizontal A una superficie Inaccesible Tirantes, Cables de comunicación y cables de suministro Conductor de suministro

Distancia mínima en metros del cable a: Letreros, Anuncios, señales de trafico, chimeneas, antenas de radio Edificios (1) y/o televisión, tanques y otra instalaciones Horizontal Vertical Horizontal al Vertical al a una superficie al techo objeto objeto accesible

0

0

0.08

0

0.08

0

1

2.5 (2)

0

0.5

0

0

0

0

0.08

0.3

1

2.5 (2)

0.3

0.5

Conductores en línea abierta

0.6

1.5

3 (3)

0.6

2.5

Conductores cubiertos dentro de una pantalla metálica con conexión a tierra efectiva

0

0

0

0

0.08

24.9 KV (5)

1.03

1.83

3.63 (3)(4)

1.03

3.63

69 KV (5)

1.96

3.00

4.5 (3)(4)

1.96

4.5

115 KV (5)

3.32

4.36

4.9 (3)(4)

3.36

4.9

de 400 a 12000 V

0 a 400 V

Aislado o a tierra Conductores cubiertos dentro de una pantalla metálica con conexión a tierra efectiva Conductores en línea abierta

(1) La tabla es aplicable a edificios y estructuras no metálicas, o de tener partes metálicas, éstas, están conectadas efectivamente a tierra. (2) Esta distancia puede reducirse a 1 metro en partes de la edificación que sean consideradas normalmente inaccesibles. (3) Mientras sea posible, deberá evitarse ésta forma de llevar un conductor. (4) Este valor de distancia de seguridad fue adoptada de la recomendación de la Superintendencia de Electricidad a través de la Resolución SSDE No. 160/2001 del 29 de octubre de 2001. (5) Distancias de seguridad están incrementadas de acuerdo con los criterios de las notas 1 y 2 del punto 8.1.

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8.2.3

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Incremento de las distancias de seguridad de conductores a edificios.

En los tramos donde la longitud del vano es mayor a 50 m, las distancias de seguridad de la tabla No. 4 serán incrementadas 3 cm por cada 3 metros de exceso de longitud del vano Asimismo, dependiendo de las características de la zona de instalación, en vanos mayores a 50 m. se deberá incrementar la distancia Horizontal HR considerando el desplazamiento del conductor debido al viento, con una presión de 29 kg/m2. El desplazamiento del conductor debido a la presión del viento podrá ser calculado de acuerdo con las gráficas que se muestran en la figura 2, tomando en cuenta las siguientes consideraciones: a) Si el vano esta ubicado en una zona de campo abierto y expuesto al viento (vano no resguardado). b) Si el vano esta ubicado en una zona donde los efectos del viento son mitigados por construcciones, edificios comerciales ó áreas residenciales (vano parcialmente resguardado) c) Si el vano está ubicado en una zona completamente protegida del viento transversal al conductor, tales como calles o avenidas urbanas y entre edificios de mayor o igual altura al de los cables por ambos lados, no se necesita calcular el desplazamiento del conducto por viento.

Figura 2: Desplazamiento del conductor debido al viento

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En la figura 2 tenemos: •

Desviación horizontal = factor x flecha del conductor Donde:

d = diámetro del conductor en mm w = masa por unidad de longitud en kg/m

•

Un vano parcialmente resguardado es considerado protegido de la acción transversal del viento por objetos tales como edificios cuya altura es igual o mayor a la altura de instalación del conductor y su distancia es menor a 30 m. Los árboles no deberán ser considerados como objetos que proveen resguardo.

8.2.4

Conductores de alimentación protegidos.

Conductores de alimentación de 230 voltios o más, deberán ser apropiadamente protegidos por canalización conectada a tierra, barreras, ú otras formas, bajo las siguientes condiciones: a) En lugares donde no puedan obtenerse, las distancias de seguridad indicadas en el cuadro No. 4. b) En lugares donde los conductores de alimentación se encuentran bastante cerca a las ventanas, pórticos, ú otros lugares ordinariamente accesibles, expuestos al contacto de personas. Nota: Los Cables con pantalla metálica conectada eficazmente a tierra son considerados conductores de alimentación protegidos.