Tensiones Mecánicas en Líneas Aéreas de Alta Tensión y sus Causas

¿Qué tipo de tensiones mecánicas aparecen y a qué eventos se deben?

En el diseño y cálculo de infraestructuras eléctricas, es fundamental identificar las fuerzas que actúan sobre los sistemas. A continuación, se detallan los principales eventos y tipos de tensiones:

1. Cargas permanentes

Se refieren a las cargas verticales debidas al peso propio de los distintos elementos que componen la instalación:

• Conductores.
• Aisladores.
• Herrajes.
• Cable de tierra.
• Apoyos y cimentaciones.

2. Fuerzas del viento sobre los componentes de las líneas aéreas

Se considera un viento mínimo de referencia de 120 km/h, mientras que en categoría especial este valor asciende a 140 km/h. Se supondrá un viento horizontal, actuando perpendicularmente sobre las superficies sobre las que incide.

3. Sobrecargas motivadas por el hielo

La clasificación se divide en tres zonas geográficas según la altitud:

• ZONA A: Situada a menos de 500 m de altitud; no se tendrá en cuenta la sobrecarga por hielo.
• ZONA B: Entre 500 y 1000 m; se consideran sometidos los conductores y cables a la sobrecarga de un manguito de hielo de valor 0.18 · π · d daN por metro lineal (siendo d el diámetro en mm).
• ZONA C: Más de 1000 m; se consideran sometidos a la sobrecarga de un manguito de hielo de valor 0.36 · π · d daN por metro lineal (en mm).

Para altitudes superiores a 1500 m, se deberá establecer la sobrecarga de hielo mediante estudios pertinentes.

4. Desequilibrio de tracciones

Este fenómeno se analiza según el tipo de apoyo y la tensión nominal:

• Desequilibrio en apoyos de alineación y de ángulo con cadenas de aislamiento de suspensión:
  • En líneas de tensión nominal (U) superior a 66 kV: se considera un esfuerzo longitudinal equivalente al 15% de las tracciones unilaterales de todos los conductores.
  • En líneas con U inferior a 66 kV: se considera un 8%.
• Desequilibrio en apoyos de anclaje: Se considerará un esfuerzo equivalente al 50% de las tracciones unilaterales de los conductores.
• Desequilibrio en apoyos de fin de línea: Se considera un esfuerzo al 100%.
• Desequilibrios muy pronunciados en apoyos: En apoyos de cualquier tipo que tengan un fuerte desequilibrio de los vanos contiguos, deberá analizarse el desequilibrio de tensiones de los conductores.
• Desequilibrio en apoyos especiales.

5. Esfuerzos longitudinales por rotura de conductores

Se considerará la rotura de conductores de una sola fase o del cable de tierra de apoyo. Este esfuerzo se considerará aplicado en el punto que produzca la solicitación más desfavorable para cualquier elemento del apoyo.

6. Esfuerzos resultantes de ángulo

En los apoyos situados en un punto en el que el trazado de la línea ofrezca un cambio de dirección, se tendrá en cuenta, además, el esfuerzo resultante de ángulo de las tracciones de los conductores y cables de tierra.