4 - CÁLCULOS DE DISEÑO (continuación)

4.4 - CONDUCTORES FLEXIBLES

Es de interés determinar el estado de tensión que se presenta en los conductores tendidos y los esfuerzos que estos transmiten a las estructuras.

El caso más simple es considerar que el cable tendido adopta la forma de la parábola.

HIPÓTESIS SIMPLIFICATIVAS

No se tiene en cuenta la influencia de las cadenas de aisladores.

No se tiene en cuenta la influencia de los cables de conexión.

Se supone que la presión es uniforme a lo largo de todo el vano.

VALORES DE INTERÉS

Para cada condición climática se determina el estado de tensión del conductor, las reacciones en los amarres y la flecha.

De estos valores se extraen las combinaciones de cargas que sirven particularmente para el diseño de las estructuras.

CONSECUENCIA DE LAS HIPÓTESIS SIMPLIFICATIVAS

Para no complicar el cálculo, los cables de conexión pueden considerarse como una carga adicional uniformemente repartida sobre el conductor.

Si no se los considera, se presentará luego una sobrecarga y se transmitirán mayores esfuerzos en los apoyos.

Para calcular con seguridad es entonces conveniente considerar los cables de conexión, ya distribuyéndolos, como se sugirió antes, o más correctamente considerándolos como cargas concentradas.

Las cadenas de aisladores influyen disminuyendo el vano de tendido del cable.

Se puede hacer la hipótesis simplificativa de que las mismas son rígidas y con estas condiciones los cálculos de esfuerzos y flechas no resultan demasiado complicados.

Cuando por la disminución de temperatura el cable se acorta y aumenta su estado de tensión, las cadenas de aisladores permiten la movilidad de los puntos de amarre y en consecuencia el estado de tensión resultante es menor del que se habría producido de no haber existido las cadenas.

El calcular sin cadenas, nos pone en la situación de seguridad, ya que obtendremos cargas en situación real inferiores.

COMPENSADORES DE TIRO CONSTANTE

En ciertas instalaciones es necesario mantener la flecha constante, independientemente de la temperatura, para que, por ejemplo, los seccionadores de apertura vertical logren alcanzar correctamente el estribo o contracontacto.

Los compensadores de tiro, manteniendo constante el tiro del conductor, logran mantener la flecha constante. Lógicamente deben poder absorber las variaciones de longitud del conductor.

Si no pueden absorber las variaciones de longitud del conductor, en los extremos de su carrera se producirá saturación, y a partir de ese momento el comportamiento del cable será como si no hubiera compensador.

COMPENSADORES ELÁSTICOS

Si suponemos que en serie al cable instalamos un resorte, el conjunto se comportará como si el cable fuera más elástico.

Las variaciones de flecha con la temperatura serán menores, y en consecuencia ésta es una solución de alternativa al compensador de tiro constante (figura 4.5).

4.5 - CONDUCTORES FLEXIBLES CORTOS

La conexión eléctrica entre equipos próximos puede realizarse con conductores flexibles.

Las cargas que aparecen sobre los bornes de los equipos dependen de características particulares de la morsetería (figura 4.6).

Si la morsetería se considera como una articulación (morsetería flexible), el cable entre equipos se comportará de manera tal que su traza desarrollará una catenaria (parábola).

Si en cambio la morsetería es rígida, entonces el cable debe considerarse empotrado en el equipo. El conductor así tendido presenta tres tramos bien definidos.

El tramo central se comportara al igual que en el caso anterior, siguiendo la traza de una catenaria, limitada por dos puntos de inflexión. Los tramos extremos se comportan como vigas empotradas con una carga uniformemente repartida, y en su extremo, punto de inflexión, una carga concentrada correspondiente a las reacciones del tramo central (ver figura 4.7).

Es importante destacar que la acción del cable sobre el equipo incluye un momento flector, que no se presenta si la moseteria asegura suficiente flexibilidad.

FÓRMULAS APLICABLES

Conocido el tiro que se aplica a un conductor flexible y la carga resultante, con la fórmula (4.17) se determina la flecha.

De esta fórmula se desprende que la flecha depende del tiro cuando no varían las otras condiciones.

La longitud del cable está relacionada con la flecha por la fórmula (4.18).

La variación de longitud del cable debida a la tensión se obtiene con la fórmula (4.19) y por la temperatura con la formula (4.20).

Es estas expresiones se deriva la ecuación de estado del cable que permite determinar el tiro y la flecha en distintos estados de carga.

MODULO DE ELASTICIDAD EQUIVALENTE

El conjunto de cable resorte, se comporta como si se tratara de un cable de módulo de elasticidad aparente distinta a la del cable.

Para un determinado estado de carga (tiro) las variaciones de longitud del resorte, del cable y del conjunto cable resorte se determinan con las fórmulas (4.21), (4.22), y (4.23).

El módulo de elasticidad equivalente debe satisfacer la expresión (4.24) de la que se obtiene la formula (4.25).