ing. Alfredo Rifaldi - ing. Norberto I. Sirabonian
5.1 - DIMENSIONAMIENTO DE LOS CONDUCTORES DE POTENCIA
La unión entre los equipos, las barras de la estación, las uniones de las barras y de las líneas, se realizan con conductores que deben ser adecuadamente dimensionados desde distintos puntos de vista:
- corriente permanente
- sobrecargas de corriente
- cortocircuitos de dada duración
dimensionan la sección del conductor.
En cambio:
- tensión de servicio
- sobretensiones
dimensionan sus diámetros, y sus distancias entre sí y a masa.
- condiciones climáticas, temperaturas, vientos
- condiciones sísmicas
- condiciones de cortocircuito
fijan la capacidad de resistencia mecánica.
LA CAPACIDAD DE TRANSPORTE DE CORRIENTE
Los conductores pueden ser flexibles o rígidos, su sección debe ser capaz de transportar la máxima corriente permanente, con sobreelevación moderada de temperatura, que en particular no afecte las características mecánicas del mismo conductor, ni las características de la aislación en contacto con el.
La corriente permanente se verifica con algún método de cálculo, como el propuesto por Shurig y Frick, que por otra parte es usado por los conductores de las líneas aéreas.
La corriente máxima que el conductor puede transportar esta condicionada por la máxima temperatura aceptada para el conductor, la máxima temperatura ambiente, la mínima condición de viento, la irradiación solar...
Debe analizarse la correlación de presencia de máximas corrientes, temperaturas y mínimos vientos.
EL CAMPO ELÉCTRICO SUPERFICIAL
El diámetro y la distancia entre conductores y al suelo afectan el campo eléctrico en la superficie de los mismos.
El campo eléctrico esta relacionado con el ruido eléctrico, la radiointerferencia, el efecto corona.
Para reducir el campo eléctrico, en alta tensión se pueden utilizar haces de conductores flexibles, pero se trata de limitar el número de conductores del haz para evitar el elevado costo de la morsetería (la morsetería para dos conductores, es menos costosa que aquella correspondiente a cuatro).
La otra posibilidad de reducir el campo eléctrico cuando los conductores son rígidos es realizarlos tubulares, con un diámetro relativamente grande para una dada sección.
El efecto corona depende también de las características de presión y humedad del aire, eventualmente de la lluvia, se puede evaluar el número de horas en que cada condición se presenta y juzgar así su aceptación.
CONSIDERACIONES MECÁNICAS - CONDUCTORES RÍGIDOS
Los conductores rígidos tubulares (generalmente) se instalan sobre aisladores rígidos, y forman con ellos una estructura.
Los conductores en sí pueden considerarse como una viga continua, con apoyos móviles sobre los aisladores, eventuales articulaciones en la viga.
Las variaciones de temperatura producen variaciones de longitud de la viga, se debe verificar que los apoyos móviles sean adecuados y no impidan la libertad de movimiento.
El viento suave es causa de vibraciones debidas a los torbellinos de Von Karman que con cierta velocidad del viento crean condiciones de resonancia mecánica, siendo necesario lograr amortiguar estos efectos.
Se utilizan amortiguadores de vibraciones o se resuelve el problema experimentalmente instalando dentro del tubo horizontal un cable suelto que se apoya simplemente.
Los vientos fuertes producen el estado de máxima tensión mecánica que debe ser considerada.
Por razones estéticas frecuentemente se trata de limitar la flecha máxima sin viento que la barra presenta.
Cuando se hacen las verificaciones de tensión y flecha es necesario considerar el sobrepeso debido a eventuales accesorios, y cables que se conectan a la barra.
Los conductores flexibles se amarran entre pórticos y pueden ser considerados como un vano corto de una línea aérea.
Se realizan conductores sencillos o en haz, generalmente es conveniente no mas de dos. En muy altas tensiones se observan construcciones con tres o cuatro.
Es importante que la flecha sea relativamente reducida, y también sean reducidas las cargas que se transmiten a los pórticos, para ello se trata de limitar el tamaño del vano y se debe preferir el conductor mas liviano, de aluminio o aleación.
Como los vanos son cortos, generalmente la máxima tensión del conductor se dará para las temperaturas mínimas, pero si la tensión de la llamada condición de todos los días (e. d. s. - every day strees) es muy baja, la condición de máxima tensión puede darse con el máximo viento.
Mientras que para los cálculos de líneas la condición es limitar la flecha, para limitar la altura de las torres, en los vanos de las estaciones eléctricas la condición importante es limitar el tiro en las torres para que sus dimensiones y peso sean limitadas.
Desde el punto de vista mecánico el conductor ideal debe ser liviano, lo que justifica elegir aluminio o aleación, que para dado diámetro o sección tienen menor peso por unidad de longitud.
A veces se quiere utilizar el mismo conductor que para la línea, si esta es de aluminio con alma de acero (solución que puede discutirse para la línea), su adopción para la estación se demuestra poco conveniente a partir de un simple cálculo comparativo.
Al profundizar los cálculos se observa que sería ideal que el conductor tuviera mayor elasticidad, de esta forma tiro y flecha variarían menos con las condiciones climáticas, y el tiro podría ser menor.
Esto ocurre con las torres, cuando están amarradas de un solo lado y son suficientemente deformables, pueden ser consideradas como un resorte (que simula la torre) en serie con el conductor.
En algunos casos se instalan resortes en serie al conductor, en especial cuando se necesita limitar las variaciones de flecha del conductor para que los contactos fijos de los seccionadores de apertura vertical (pantógrafo o semipantografo) no varíen su posición en demasía.
Hasta aquí hemos considerado que los conductores de la estación estaban amarrados a las torres y hemos despreciado la influencia de las cadenas de aisladores, esta hipótesis válida para las líneas no lo es tanto para las estaciones, en alta tensión las cadenas de aisladores son parte importante del vano.
Al estudiar el funicular formado por las cadenas de aisladores y cables se pueden suponer tres catenarias, cadena de aisladores, cable y nuevamente cadena de aisladores, también puede aceptarse la hipótesis de suponer que las cadenas de aisladores son rígidas (chapa rígida articulada entre torre y cable) simplificando así el problema.
Pero además del cable están colgados los contactos fijos de los seccionadores (estribos), y o los cables de conexión, que son pesos no despreciables.
Para reducir y simplificar el problema se puede intentar buscar un cable equivalente de mayor peso que el real (para tener en cuenta conexiones y aisladores), y con un módulo elástico que es el resultante de las propias características del cable, las cadenas de aisladores, la deformabilidad de las torres (si corresponde).
Justificar estas simplificaciones y equivalencias no es tan simple e inmediato.
Dentro de la estación hay muchas conexiones cortas entre equipos, y a barras, cuyas longitudes son de pocos metros.
La limitación importante de estas conexiones es no cargar a los equipos (exactamente sus bornes) por encima de sus límites admisibles.
No se debe olvidar que los bornes de algunos equipos son naturalmente débiles; si las cargas son elevadas, habrá que instalar en su proximidad aisladores auxiliares para descargar el borne.
Estas conexiones también se pueden realizar con conductores tubulares, rígidos. Cuando la traza del conductor es recta un borne puede ser rígido, pero el otro deberá ser deslizante para que las variaciones de longitud de la barra (que se presentan con la temperatura), no sobrecarguen los equipos.
El campo de deslizamiento deberá tener en cuenta también tolerancias de montaje, asentamientos de fundaciones, esfuerzos de funcionamiento que pueden variar las distancias entre bornes.
Cuando la traza del conductor es una quebrada, y este no es tan rígido, es admisible utilizar morsetos rígidos.
Muchas veces se prefiere (por economía) hacer estas conexiones con cables, que lógicamente no pueden tener una traza recta como las barras rígidas.
El cable flexible no es tan flexible, si se fija al equipo con un morseto rígido, en su traza observaremos un punto de inflexión, entre el equipo y el punto de inflexión el cable se comporta como una viga empotrada, mas allá como un cable tendido.
La viga "empotrada" somete al borne del equipo a un momento flector, que puede ser una carga crítica. Si el equipo no soporta esta carga el morseto deberá ser articulado, y no se presentará el tramo de cable que se comporta como viga empotrada. Pero aún así, según donde esté la articulación podrá presentarse en el morseto cierto momento flector.
Es necesario para todos estos cálculos conocer las condiciones extremas que se presentan.
La temperatura mínima y máxima de los conductores son necesarias para los cálculos, y determinar esfuerzos de dilatación, la temperatura máxima del conductor debe incluir la sobretemperatura debida a la corriente que se transmite.
También debe tenerse en cuenta la sobretemperatura debida a corrientes de cortocircuito, simultánea a la temperatura máxima.
Sin embargo debe pensarse si efectivamente se presenta la máxima corriente permanente, con la máxima temperatura ambiente, efectivamente el pico de carga normalmente se produce en las primeras horas de la noche, cuando la temperatura ya ha bajado de su valor máximo.
Análogamente la máxima corriente de cortocircuito se presenta con la evolución de la red, además la red debe estar en una dada condición, y es poco probable que todas las condiciones peores se den simultáneamente.
Los vientos someten al conductor, y a las estructuras a una carga debida a la presión, proporcional al cuadrado de la velocidad del viento.
La correlación viento temperatura es importante, los vientos elevados se dan con temperaturas modestas.
Como la temperatura el viento también es un fenómeno estadístico, la probabilidad de que un anemómetro sea embestido por una ráfaga de cierta velocidad aumenta con el tiempo de exposición (al viento).
La obra que se proyecta tiene cierta vida útil, el viento de proyecto debe ser probable en esa vida útil.
Por otra parte la estación es una obra "puntual", o relativamente pequeña, por lo que en principio es aceptable pensar que la máxima ráfaga la embista toda.
En rigor para aceptar esta hipótesis se debe pensar en una ráfaga del tamaño comparable a la estación.
El tornado, la caída de aviones, el impacto de misiles son eventos que se considera no ocurrirán, no se los considera probables.
Por otra parte si ocurrieran eventos catastróficos, es mucho mejor plantearse el problema de la reconstrucción rápida basada en componentes normalizados, a intentar realizar una construcción que soporte semejantes solicitaciones.
La formación de hielo sobre los conductores, el depósito de nieve, también son fenómenos que ocurren y deben ser tenidos en cuenta en el dimensionamiento.
Otro fenómeno natural que afecta estas construcciones es el terremoto, o sismo, se acepta que si este evento ocurre en la estación se produzcan daños, pero desea evitarse la catástrofe.
Durante el terremoto se supone que el servicio puede interrumpirse, pero la estación sin daños graves debe quedar en condiciones de retomar el servicio en un tiempo razonablemente breve. Se debe asegurar la continuidad de los servicios vitales.
Se considera que el terremoto no puede ser simultáneo con solicitaciones de viento importante.
Se trata de minimizar la probabilidad de daño a las personas, evitar el colapso en caso de sismo de gran intensidad (baja probabilidad), evitar el daño cuando la intensidad es baja.
Pueden asimilarse los efectos de los sismos a una aceleración vertical de una fracción de g a la que se superpone un desplazamiento de gran amplitud, en el dominio de frecuencias 0.1 a 0.2 Hz, un movimiento de velocidad en la banda 1 a 1.5 Hz, y la aceleración entre 15 y 20 Hz. Este espectro se representa en un diagrama desplazamiento, velocidad y aceleración en función de la frecuencia (0.1 a 100 Hz).
Las condiciones que se presentan durante el sismo son aceleración horizontal, velocidad, desplazamiento, aceleración vertical, con valores típicos que dependen de condiciones del sitio, los valores del terremoto de El Centro fueron respectivamente 0.33 g, 34 cm/seg., 21 cm, 0.22 g; a continuación se indica una envolvente de todos los valores posibles 0.5 g, 60 cm/seg., 50 cm, 0.2 g.
Los diseños preferibles deben ser de baja altura (mayor frecuencia propia), y las estructuras altas, si no pueden evitarse, deben ser livianas, cables tendidos con vanos de longitud reducida.
Los pórticos de anclaje deben verificarse, evitar pórticos intermedios en los que se presentan tracciones diferenciales difíciles de evaluar.
Es bueno minimizar la cantidad de aisladores, y utilizar fijaciones elásticas amortiguantes, resortes y gomas con histéresis.
El equipo debe soportar solicitaciones verticales y horizontales, que se amplifican por resonancia.
Deben limitarse los esfuerzos dinámicos transmitidos a aparatos por las conexiones, esto justifica la preferencia de conexiones en cables.
La otra forma de técnica de adaptación al sismo posible es rigidización, se trata de alcanzar una frecuencia propia superior a la del sismo y evitar así la resonancia.
Las únicas fuerzas son las aceleraciones transmitidas por el suelo, caso típico que se aplica a los transformadores, los accesorios deben estar rígidamente fijados.
Los soportes si bastante rígidos no entran en resonancia, transmitiendo al aparato la aceleración del suelo.
Se puede considerar que hay equipos sólidos, se les hace una fundación rígida, capaz de soportar el 50 % del peso con 0.5 mm de desplazamiento, equipos esbeltos en los que se busca la sencillez del diseño para lograr sencillez de cálculo.
Estudios de diseño apropiados sugieren aisladores fuertes, y un buen conocimiento dinámico de la estructura.
Se hacen ensayos estáticos, de frecuencia propia y amortiguamiento, útiles para estudios dinámicos numéricos.
Los ensayos dinámicos se deben hacer sobre mesa vibrante, a frecuencia variable definen modos de vibración y amortiguamiento de partes, a amplitudes definidas por la frecuencia, calculadas para los modos de vibración, definidos por el ensayo a frecuencia variable, y simulando sismos conocidos.
5.3 - ESFUERZOS DE CORTOCIRCUITO
Las distancias entre conductores dentro de la estación, son menores que las que presentan las líneas, los esfuerzos de cortocircuito son entonces mayores.
Las formas de los conductores, que están bastante lejos de presentar una traza recta, y la presencia de algunas bobinas (reactores) complican localmente el problema de la determinación de esfuerzos.
Ya hemos comentado que la máxima corriente de cortocircuito evoluciona durante la vida de la instalación, a veces varía durante las horas del día.
El valor de la corriente de cortocircuito depende también del punto donde se produce la falla, y de la sincronización de la falla respecto de la tensión, y del tipo de falla (trifásica, bifásica).
Generalmente las fallas a tierra no producen los máximos esfuerzos en los componentes aunque la corriente de falla monofásica puede superar la trifásica.
Se trata de fijar hipótesis adecuadas para establecer los valores de estas solicitaciones y como ellos deben afectar al diseño.
Por otra parte el cortocircuito que puede ocurrir en cualquier momento, se considera que no es posible (probabilisticamente hablando) que sea simultáneo al viento máximo.
Tampoco se considera posible la simultaneidad con solicitaciones sísmicas.
Las fuerzas de cortocircuito varían con la corriente (alterna), y entre fuerzas, deformaciones, y estados de tensión de los elementos solicitados, se presentan ciertos defasajes, por lo que en principio estos fenómenos se estudian en modo muy simplificado.
Un elemento más complica el problema, las corrientes de cortocircuito aportadas por las distintas líneas llegan a la barra, en ella la corriente en los distintos tramos es distinta (y no es en general la máxima).
BARRAS Y CONEXIONES DE LA ESTACIÓN
Las barras y conexiones de una estación eléctrica de alta tensión deben tener una elevada fiabilidad en relación a las solicitaciones a las cuales están expuestas en las usuales condiciones de servicio normales y en condiciones accidentales.
Los eventos que causan solicitaciones de tipo excepcional son las fallas de cortocircuito, el corte (interrupción) de conductores de una fase o de diferentes fases, causados ya sea viento, nieve o fenómenos sísmicos.
Estas solicitaciones excepcionales raramente coexisten. Las normas en vigencia imponen diferentes criterios ya para fijar las hipotéticas peores condiciones, que los componentes de la instalación eléctrica deben resistir, como también para verificar su estabilidad.
No deben olvidarse las vibraciones causadas por el viento, que se pueden aparecer especialmente con vientos modestos, y que estan relacionadas con el diametro de las barras.
Generalmente para cada estación en examen se propone:
- analizar en forma crítica las normas vigentes.
- definir un modelo y un sistema de cálculo para las solicitaciones de tipo normal (solicitaciones térmicas, solicitaciones mecánicas causadas por vibraciones y para las solicitaciones de tipo accidental (solicitaciones térmicas y mecánicas causadas por corrientes de cortocircuito, solicitaciones mecánicas causadas por fenómenos sísmicos).
- realizar un proyecto ejecutivo.
- construir a modo de modelo un elemento de barra para efectuar los ensayos y controles de tipo mecánico.
- preparar especificaciones descriptivas para efectuar, si necesario, pruebas de simulación de fenómenos sísmicos sobre mesas vibrantes.
En consecuencia los documentos que se deben preparar para estos estudios son:
- planos constructivos de las barras y de las conexiones.
- especificaciones de las soldaduras, de los elementos, de las barras.
- especificaciones constructivas de tramos lineales y curvos de las barras.
- dibujos constructivos de las bases de los aisladores de soporte de barras.
El proyecto se ejemplifica con detalles que para la solucion tubular, en forma tipica, se observan en la
Figura 11-13.5.4 - AISLACIONES AUTO-REGENERATIVAS EN UNA ESTACIÓN
El dimensionamiento y la coordinación de las aislaciones de una instalación se basan:
- en el conocimiento de las solicitaciones dieléctricas a las cuales están expuestos sus elementos.
- en la verificación del comportamiento que la aislación de cada elemento (en las condiciones ambientes propias de la instalación) tendrá frente a tales solicitaciones.
Estos estudios pueden esquematizarse con un diagrama a bloques,
figura 1, y deben efectuarse en la fase preliminar de proyecto de las instalaciones. Los resultados a los cuales se llega permiten elegir las tensiones de ensayo que soportan el impulso de maniobra e impulso atmosférico, tensiones que deberán ser atribuidas al sistema.Tales valores imponen a su vez una precisa elección de los equipos entre los de las series comerciales.
No se pueden hacer lo mismo en relación a las aislaciones en aire relativas a los grandes espacios entre electrodos metálicos, o a lo largo de las superficies aislantes (contaminables) expuestas al aire.
Para estas aislaciones deben efectuarse dimensionamientos, que son objeto de condiciones particulares ambientes propias de cada caso particular y que en consecuencia condicionan el lay-out de la instalación.
Generalmente se propone conducir los estudios y las verificaciones que se indican a continuación:
a) Control del lay-out de ubicación de las estructuras metálicas de los equipos, de los transformadores, de las barras y de las conexiones con el objeto de efectuar:
- el dimensionamiento de los conductores tubulares o de cable para las conexiones de los distintos aparatos, las bajadas de las barras, las líneas aéreas y los hilos de guardia.
- elección del tipo de morsetería de conexión entre equipos, entre estos y barras.
- elección de los tipos de morsetería de conductores en general y la de los hilos de guardia y conexiones de puesta a tierra.
- elección de los elementos para uniformar el campo eléctrico (los anillos de guardia por ejemplo) y espinterómetros.
- elección de anillos para los aisladores de columna y cadenas de amarre de las líneas aéreas.
b) Verificación de las dimensiones reales de los espacios en aire y clasificación de su aptitud para soportar:
- el riesgo de descarga de sobretensiones de maniobra, atmosféricas, para las aislaciones auto-regenerativas obtenidas instalando, de acuerdo al lay-out, el material seleccionado y control de que el riesgo no supere los límites prácticamente admitidos.
- para soportar los efectos del fenómeno corona producido por los conductores, por la morsetería y por los aisladores y verificación que los niveles permanezcan en las bandas admitidas por las normas vigentes.
Para integrar los estudios indicados se preparan los documentos siguientes:
- esquema de la instalación.
- especificaciones técnicas de los materiales.
- informe correspondiente al examen de los ensayos de tipo y de aceptación de los materiales.
- descripciones y especificaciones de ensayos especiales o complementarios, a los que desarrollan los fabricantes.
- informes de soporte, para los inspectores de los ensayos y para la interpretación de los resultados.
- descripciones y especificaciones para la ejecución de controles y pruebas de puesta en marcha de la planta.
Las características de aislación que debe tener la estación, fijan las características de los aisladores, y su capacidad de soportar las distintas solicitaciones (representadas en particular por los distintos ensayos que se hacen para comprobar la aislación).
Además los aisladores deben soportar las fuerzas que les transmiten los conductores, barras o cables.
Se tienen cadenas de aisladores, con los herrajes adecuados, que tensan los cables entre los pórticos.
El sobredimensionamiento de estas cadenas trata de evitar que sobre ellas se produzca un arco, la rotura de la cadena de barras es catastrófica para la estación.
La rotura de una cadena de una derivación que cruza las barras produce un cortocircuito en barras, catástrofe inadmisible.
En algunos casos las cadenas son dobles, para reducir las solicitaciones de los aisladores.
Las barras casi nunca están sostenidas por cadenas de suspensión, en general solo hay retenciones.
Las cadenas de suspensión se utilizan (en los cuellos muertos) para fijar los conductores flojos que podrían balancearse y causar falla.
Las barras rígidas son soportadas por aisladores de columna, que deben absorber esfuerzos.
Las mayores limitaciones de los aisladores de columna son su limitada resistencia al momento flector en la cabeza, razón que obliga a que haya una articulación entre barra y aislador (morsetería no rígida), en cambio tienen enorme resistencia a la compresión.
En algunos diseños los aisladores de columna se utilizan para suspender conductores.
A veces los aisladores de columna se utilizan para sostener barras hechas de conductores flexibles, aunque este diseño no aprovecha las ventajas que presentaría el conductor rígido.
Cuando se hace un diseño con aisladores de columna es lógico tratar de utilizar el mismo tipo que tienen los seccionadores, para unificarlos si presentan conveniencia.
CONTAMINACIÓN DE LOS AISLADORES
Dependiendo de condiciones ambientes (proximidad de industrias, del mar), sobre las superficies y en particular de los aisladores se producen depósitos llamados genéricamente contaminación.
La lluvia limpia los aisladores, pero si esta no es suficiente, o con ciertos contaminantes (cemento) la suciedad se acumula.
La superficie aislante, contaminada, sucia, cuando se humedece presenta una corriente superficial, que produce evaporación quedando zonas de alta resistividad, la distribución de tensión no es la que corresponde al diseño y se producen arcos sobre las partes secas.
La raíz del arco se desplaza y expande, la corriente de fuga es representativa del estado de contaminación, se alcanza una corriente critica y se presenta perdida de la aislación (independientemente del método de contaminación).
Las pruebas de contaminación se hacen definiendo un grado de contaminación, aplicando la tensión fase tierra, hasta que se observa el contorneo del aislador.
El campo eléctrico en la superficie de los conductores esta determinado por el tamaño del conductor, o del haz, y la calidad (superficial) del conductor.
También la forma de las partes que están bajo tensión, de los equipos, debe diseñarse para que el campo eléctrico sea controlado.
Los conductores se unen a los equipos con morsetos (de conexión) y estos afectan el campo eléctrico local, en muchos casos se hacen necesarios anillos equipotenciales para controlar el campo.
Análoga situación se presenta cuando el conductor se amarra o apoya sobre el aislador.
La buloneria de la morseteria debe estar "disimulada" para que no genere puntas en las que se presenta elevado campo.
La importancia del campo eléctrico lógicamente depende de la tensión, sin embargo este detalle, que es muy cuidado en las tensiones mas elevadas, también debe ser controlado en las tensiones mas bajas.
Campos eléctricos intensos son causa de radiointerferencia y otros disturbios que contaminan el espacio y deben controlarse.
La morsetería puede cumplir funciones mecánicas, de fijación, también realizar la conexión eléctrica, y frecuentemente transportar corriente.
Los materiales de los terminales, o elementos, que los morsetos unen deben ser compatibles, los equipos en general han tenido bornes de cobre o bronce (a veces plateado), sólo mas recientemente se ha difundido el aluminio, los conductores en cambio desde hace mucho tiempo se hacen de aluminio, la morsetería debe ser adecuada para no generar pares electrolíticos (bimetálicos).
A veces se utiliza en la separación de los dos metales una chapa de material bimetálico (cobre aluminio con penetración molecular) y algunos fabricantes de morsetería tienen la técnica del llamado ánodo masivo, el morseto debe ser de tamaño importante.
La morsetería debe unir bornes de distinta forma, con conductores.
Los bornes frecuentemente son cilíndricos, también los hay planos, a veces al borne plano se le agrega el cilíndrico, pero el criterio a respetar es minimizar el número de superficies de contacto en serie.
Deben evitarse soluciones constructivas que con objeto de unificar los morsetos obligan a que los bornes de los equipos sean todos del mismo tipo, es preferible que el borne sea el "natural" del equipo, sin aditamentos, aunque esto conduzca a cierta variedad de los morsetos.
La especificación del morseto debe definir que elementos une, borne cilíndrico, zapata plana, cable, barra, indicando en cada caso tamaño, material, eventuales perforaciones (que quizás pueden dejarse para obra), eventuales bulones (tornillos, tuercas, arandelas, arandelas elasticas y de bloqueo).
La unión del morseto al elemento unido puede ser de presión, abulonado con tornillos (de acero inoxidable, o material resistente y que no es agredido), pero también sobre cables puede ser de compresión.
La
Figura 11-14 muestra las combinaciones de conexiones que pueden darse entre aparatos y conductores, y las soluciones necesarias de morseteria que se plantean. Un campo tipico con las necesidades de morseteria, y como se clasifican, es mostrado por la Figura 11-15 que desarrolla tambien la planilla de materiales, y la especificacion de los morsetos.La morseteria de barras puede observarse en los esquemas tipicos de la
Figura 11-13, esta morseteria tambien frecuentemente puede ser evitada, prefabricando los tramos de barras con soldadura.Frecuentemente los tramos largos deberán soldarse. Dos tubos soldados se refuerzan introduciendo debajo de la soldadura otro tubo que calza forzado de manera de garantizar un elevado momento de inercia local (momento resistente).
Los accesorios que complementan el tubo son: soportes deslizantes, soportes fijos, juntas de dilatacion, tapa extremo del tubo, cable amortiguador (que se pone dentro del tubo como solucion posible a las vibraciones).
La morseteria especialmente de aluminio, exige cuidadosa limpieza de las superficies a unir, se utilizan grasas neutras para retardar la oxidación de la unión.
La morsetería de las cadenas de aisladores, requiere poder ajustar la flecha, es necesario medir cuidadosamente el conductor, un tensor (con roscas derecha e inversa) permite el ajuste fino, a veces se utiliza una chapa con varias perforaciones que facilita el ajuste pero grueso.
Algunos componentes de la morsetería, como los compensadores de tiro por ejemplo, pueden tener elementos aislantes, bujes de teflon por ejemplo, y deben ser cortocircuitados para evitar diferencias de potencial entre partes, solo los aisladores (reales) deben soportar diferencias de potencial.
La función es unir la fundación con el equipo, el soporte está entonces condicionado a la forma del equipo.
Los soportes pueden ser columnas simples, pueden ser también pares de columnas unidas por uno o mas travesaños, o un grupo de tres o cuatro columnas formando una "mesa" que sostiene el equipo.
Los materiales con que se hacen los soportes pueden ser:
- hormigón armado, pretensado, centrifugado, o hecho en obra...
- acero reticulado.
- acero tubular.
La fijación del equipo al soporte se hace con bulones cuando el soporte termina en una chapa de acero o perfiles, cuando es hormigón se empotran algunos bulones, la nivelación se hace con arandelas o chapas U.
Todo el material de hierro generalmente es galvanizado por inmersión en caliente para asegurar inmunidad al ataque de la atmósfera, y en particular el agua.
El soporte se empotra, o se fija con bulones de anclaje (cuando metálico).
Algunos equipos incluyen el soporte (frecuentemente los interruptores), y estos se anclan directamente a la fundación.
Estas son bloques de hormigón macizo, por cada soporte simple un bloque, si el soporte es doble es conveniente un único bloque para que no se presenten movimientos relativos entre patas que sostienen un mismo equipo.
Algunos aparatos tripolares tienen transmisión mecánica entre polos (seccionadores, interruptores), también para estos, aún con independencia de columnas soporte debe preferirse la fundación única para el aparato tripolar.
Cuando en cambio los aparatos solo están unidos por cables (conexiones de potencia) puede admitirse desplazamiento relativo entre ellos, debidos a deformaciones o asentamientos del suelo.
Un estudio de suelos cuidadoso, y un cálculo de fundaciones estudiado, serán justificados por la economía de hormigón.
Las estructuras terminales de las líneas, y de amarre de las barras (de cables), requieren construcciones relativamente altas y sólidas.
Los amarres de barras pueden realizarse con un pórtico con un travesaño que solo sirve a un campo, o a veces una viga continua, y columnas de soporte.
Estas estructuras frecuentemente son reticuladas, en algunos casos de acero de alma llena, también se realizan de hormigón (pero resultan estructuras muy pesadas).
Las fundaciones son de tamaños muy grandes, a veces están realizadas con bloques independientes (uno por cada pata).
En la estación se presentan problemas de circulación que deben ser contemplados en el proyecto.
Durante el montaje, el mantenimiento, es necesario circular en la estación, y prever algunos caminos que faciliten el acceso a determinados puntos (de frecuentes acciones).
El transporte de los transformadores es un problema que debe resolverse bien para el primer momento, los grandes carretones exigen un estudio particular, en algunos casos, pero muy poco frecuentes, se repite la necesidad de transporte durante la vida de la instalación, ya por fallas, o por necesidad de cambiar el equipo.
El resto de equipos no presentan dificultades particulares, con camión y grúa es suficiente para ellos.
El acceso a la estación también debe ser resuelto, hay un gran esfuerzo de transportes y movimiento durante el montaje, y necesidades del personal y de mantenimiento a lo largo de la vida de la instalación.
Un elemento que frecuentemente se integra con los caminos son las canalizaciones, de las que deben definirse formas y trazados, y que recorren el área desde los equipos a los kioscos y el edificio.