Resolución en base al documento IEC 73 secretariat 16 abril 83, y norma VDE 0103 / din 50103 de 1982.

Valor eficaz de la corriente simétrica de falla trifásica 6 kA, valor de pico Ip3 = 2.5*6 = 15 kA, valor de falla bifásica 0.866*6 = 5.2 kA, pico Ip2 = 2.5*5.2 = 13 kA.

Valor de cresta de la fuerza de cortocircuito bifásico:

Fm2 = 0.2*Ip2^2 * l/as = 0.2*13^2*5/2.5 = 67.7 Newton

Valor de cresta de la fuerza de cortocircuito trifásico:

Fm3 = 0.2*Ip2^2 * l/as * 0.87 = 0.2*15^2*5/2.5 * 0.87 = 78.3 Newton

El factor 0.87 tiene en cuenta que los picos máximos no son simultáneos. El cálculo continúa utilizando la fuerza que corresponde a la falla trifásica, que es la mayor.

En este punto del cálculo se determinan las fuerzas entre subconductores, cuando el conductor está formado por un haz.

CONDUCTOR

En este ejemplo se trata de un conductor tubular único de 70 mm de diámetro y de 5 mm de espesor.

A continuación se determinan las características que dependen de la geometría del conductor.

Sección = (70-5)*5*PI = 1021 mm2 = 10.21 cm2

J = momento de inercia = PI/4 * ((70/2)^4 - (60/2)^4) = 54.24 cm4

Z = momento resistente = 15.49 cm3

Se puede determinar la tensión (mecánica) del conductor máxima que se presenta debido a la flexión, que es:

sigmam = nusigma*nur*beta*Fm*l/(8*Z)

beta depende del número de apoyos que tiene la barra, de su esquematización como viga, máximo 1, y el valor adecuado se obtiene de la tabla II.

Para asignar los valores correctos es necesario determinar la frecuencia propia de la barra.

fn = gamma / l^2 * Raíz(E*J/m)

donde: gamma es un coeficiente que depende de la disposición de los apoyos del conductor, vale 0.157 para viga simplemente apoyada, 0.356 para viga continua (empotrada en ambos extremos).

E es el módulo elástico del material de la viga en Newton/mm2, m es la masa por unidad de longitud de la viga en kg/m en nuestro caso siendo el material aluminio 2.7*1.021 = 2.7 kg/m.

fn = 0.157/5^2 * raíz(75000*54.24/2.7) = 7.63 hertz

Siendo el sistema de 50 hz, el valor relativo de la frecuencia que se utiliza para entrar a las figuras es 7.63/50 = 0.15

Para el conductor resulta nusigma = 0.6

Por el recierre, con un tiempo tu = 0.3 seg., se tiene nur = 1.5

Considerando el conductor simplemente apoyado, beta = 1

La tensión en el conductor resulta:

sigmam = 0.6*1.5*1*78.3*5/(8*15.5) = 2.84 N/mm2

Este factor q toma en cuenta que pueden aceptarse pequeñas deformaciones sin afectar la seguridad de la construcción.

APOYOS

La fuerza que el conductor ejerce sobre los aisladores (apoyos) es:

Fd = nuF * nur * alfa * Fm

donde: nuF es un factor que tiene en cuenta los fenómenos dinámicos relacionados con la frecuencia de resonancia mecánica del conductor, y cuyo máximo valor es 2.7, el valor adecuado en función de la frecuencia propia relativa se obtiene de la figura 4.

Debe notarse que el producto nuF*nur tampoco puede pasar de 2.7

Para el caso resulta:

nuF = 0.7

Fd = 0.7 * 1.5 * 1.0 * 78.3 = 82.2 Newton

Esta fuerza no debe ser superior a la resistencia (sin rotura) que el fabricante asigna a la flexión debida a carga en la cabeza del aislador, en rigor como estos cálculos son aproximados es conveniente disponer de cierto margen.