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Requisitos Generales para

el Diseño y Construcción

de Sistemas Eléctricos

Soterrados

Por: Ing. Mireya Rodríguez, MSEE, PE

Ing. Camille Ocasio, PE

Requisitos Generales para el Diseño y Construcción

de Sistemas Eléctricos Soterrados

� Criterios de Diseño� Diseños de bancadas considerando requerimientos de ampacidad y limitaciones en la tensión de halado, y la utilización de la tecnología de barrenado direccional.

� Requerimientos de Construcción � Construcción de bancada, instalación de registros, limpieza de conductos, los métodos de alambrado, la seguridad, los equipos y herramientas.

� Criterios de Inspección� Garantizar la calidad y funcionalidad de la construcción.

Criterios de Diseño

� Recopilación de Información� Propósito del Diseño

� Distribución: mejoras al sistema existente, cargas futuras etc. (espaciamiento entre registros)

� Sub-transmisión: línea de transferencia o de carga, ampacidad requerida (determina calibre de conductor, tamaño de la bancada, etc.)

� Ruta� Determina la necesidad de hacer ajustes entre lo requerido y lo factible

� Herramientas de Diseño� Cómputos de Ampacidad (Cymcap)� Barrenado Direccional� Cómputos de Tensión de Halado

Cómputos de Ampacidad

� Ampacidad - cantidad máxima de corriente que un cable puede llevar con las condiciones de uso prevalecientes sin estar sujeto a deterioro inmediato o progresivo. Estas condiciones prevalecientes incluyen consideraciones del ambiente y del tiempo.

� La ampacidad en un sistema soterrado es determinada por la capacidad de la instalación para extraer el calor del cable y disiparlo en el suelo y la atmósfera circundante.


� Cable energizado - fuente de calor que debe mantenerse dentro de ciertos límites que han sido establecidos por experiencia con los años.

� Fuentes de calor en un cable:� pérdidas en el conductor� pérdidas dieléctricas en la aislación� corriente en el shield

� Fuentes de calor externas al cable:� corrientes inducidas en conductos circundantes� circuitos adyacentes� líneas de vapor


� Factores que limitan ampacidad� Cantidad y tamaño de conductos y conductores

� Separación vertical y horizontal entre conductores

� Configuración de los conductos y conductores

� Cantidad de tierra sobre conductores (profundidad)

� Resistividad térmica del terreno y material de relleno

� Factor de carga de los conductores

� Carga actual del diseño

� Conexión a tierra del shield/sheath


� Cantidad y tamaño de conductos� El aire tiene una alta resistividad térmica ~ 4500 C°-cm/W

� Rellenar los conductos con un material térmicamente conductivo mejora la ampacidad (No aprobado por AEE)

� Cantidad y tamaño de conductores� Fuentes de calor adyacentes

� Un conductor más pequeño va a tolerar menos corriente


�Separación vertical y horizontal entre conductores� La distancia afecta la inductancia mutua (Xm) entre los conductores

Xm = 52.92 log10 * S/rm

donde: S = espaciamiento entre cables (en pulgadas)

rm = distancia del centro del conductor al shield


� Configuración de los conductos y conductores� Diferentes configuraciones causan diferentes valores de pérdidas - flujos se suman vectorialmente


� Cantidad de tierra sobre conductores (profundidad)� La resistividad térmica de la tierra aumenta con la profundidad debido a que está más lejos del aire en la superficie

� Típicamente se pierde de 2-3% de ampacidad por cada pie de profundidad adicional.


� Resistividad térmica del terreno y el material de relleno� Resistividad térmica del

terreno es una medida de la resistencia al flujo de calor.

� Depende de la composición y textura del suelo, el contenido de agua y la densidad (compactación).

Descripción Resistividad

(ºC-cm/W)

Quarzo 12

Granito 30

Piedra caliza 40

Arena 60

Hielo 45

Agua 165

Orgánicos 500

Petróleo 800

Aire 4500


Resistividad Térmica = 50 °C-cm/W

Material de Relleno


� Factor de carga de los conductores y Carga actual del diseño� Factor de carga es la razón del promedio de la carga al pico de esta.

� Una carga máxima constante genera mayor calor en el cable, y por consecuencia, en los materiales que lo rodean.

� Factor de carga se utiliza para circuitos con ciclos de carga tales que la carga pico existe por períodos de menos de 2 horas.


� Conexión a Tierra del Shield/Sheath� Single-Point Grounding (Bonding)

� Ventajas: mayor ampacidad, menos pérdidas� Desventajas: se requieren uniones de aislación para el sheath, voltaje inducido en el sheath(seguridad)

� Multi-Point Grounding

� Ventajas: no se requieren uniones de aislación para el sheath, no hay voltaje en el shield, no se requieren pruebas periodicamente, no preocupaciones al hacer pruebas o buscar fallas

� Desventajas: menos ampacidad, más pérdidas


� Cymcap como herramienta de diseño� Plano debe incluir un detalle de la bancada que muestre el alambrado propuesto para cumplir con la ampacidad


Configuración Horizontal

Separación entre conductos = 3”

Factor de carga = 100%

1010 Amperes

Dos juegos de 3 conductores800kcmil – 46kV, CU,aislamiento TRXLPE,cubierta PE 90°C

Conductos de 8”

SPARE SPARE

0.65 °C-m/W

Concreto 3000psi = 0.50 °C-m/W



Conductos de 8”




1047 Amperes

SPARE SPARE

0.65 °C-m/W



Configuración Vertical



1026 Amperes


Conductos de 8”

SPARE

SPARE

0.65 °C-m/W




Conductos de 8”




1038 Amperes

SPARE SPARE

0.65 °C-m/W






1033 Amperes


Conductos de 8”

SPARE SPARE

0.80 °C-m/W






1103 Amperes


Conductos de 8”

SPARE SPARE

0.65 °C-m/W


Barrenado DireccionalActualmente la más moderna tecnología

� Ventajas� Rapidez

� Limpieza

� Seguridad

� Mínimo impacto ambiental

� Mínima interrupción al tráfico vehicular y peatonal

� Ahorro en el costo de tener que cortar expresos y calles

� Evita la restauración de pavimento

� Técnica viable para cruces de ríos

� Desventajas� Generalmente se requiere un área grande en los puntos de entrada y salida

� La posibilidad de colapso de la pared lateral en suelos granulares y grava

� El uso de ciertos materiales de conductos puede limitar el radio de curvatura, la fuerza de ampliado en retroceso, y la resistencia de ranurar la superficie

� Hacer explotarorias es crítico para evitar golpear otras facilidades

� Instalar un material de relleno que controle la resistividad térmica del terreno no es tan sencillo

Barrenado Direccional


� Información para el diseño� Reconocimiento del terreno

� Las características que son de interés incluyen:� la presencia de instalaciones en la superficie o debajo de la superficie

� la presencia de escombros o formaciones rocosas

� características hidrológicas y/o del cauce del cuerpo de agua que se está cruzando

� Características de potenciales deslizamientos de terreno


� Información para el diseño� Perforaciones de muestreo en el campo

� Condiciones del subsuelo puede determinar el tipo de herramienta de corte

� Documentar niveles freáticos

� Otras condiciones tales como:� sedimento o cualquier otro material no cohesivo

� profundidad y naturaleza de formaciones rocosas

� discontinuidades, juntas, fracturas


� Selección de Fluido de Perforación� Funciones

� Limpia los recortes de la faz de la broca� Transporta los recortes a la superficie de la tierra� Provee la refrigeración necesaria a la broca y a la sonda direccionable

� Lubrica la broca y las barras� Aumenta la estabilidad del túnel� Facilita la libertad movimiento de los conductos� Reduce el desgaste y la corrosión de los equipos de perforación

� La mezcla� Agua � Bentonita� Aditivos


� Selección de conducto� El material debe ser capaz de resistir:

� Tensiones de ampliado en retroceso

� Cargas externas

� La AEE utiliza HDPE SDR-11


� Selección del Ampliador� Arreglo de conductos

� Requerimientos del diseño

� Cálculo de diámetro total del arreglo de conductos

Número de Conductos (igual

diámetro)

Factor (para multiplicar

diámetro)

2 2

3 2.155

4 2.414

6 3

8 3.31


� Selección del Ampliador

Razón de Ampliado sobre Diámetro Total del Arreglo de Conductos

Tipo de Terreno/Largo del

Barrenado

0-200 ft 200-500 ft 500-1000 ft 1000+ ft

Gravilla 35 40 45 50

Arcilla Expansiva 30 35 40 45

Arena 25 30 35 40

Sedimento 20 25 30 35


� Selección del Ampliador (gráficamente)


� El diseño debe incluir:� Zona de No Barrenado

� Condiciones esperadas de entrada y salida

� Consideraciones de barrenado anticipadas� posibles áreas de ruptura o formaciones rocosas del subsuelo

� Trazo de la ruta propuesta

� Detalle del arreglo de conductos


� Resultados� gráficamente, donde muestra una vista de tope y de lado

� numéricamente, un reporte que incluye la profundidad y los grados de cada barra


� Detalle arreglo de conductos

Cables en Conductos SoterradosTensión de Halado

� La tensión viene de la fuerza de halado requerida para vencer la resistencia friccional del cable al movimiento.

� Una fuerza contínua debe ser aplicada al bloque para mantenerlo en movimiento a una velocidad constante.

Cables en Conductos Soterrados

� Tensión excesiva es la causa primordial de daño en el cable durante el halado:� Cable que se parte� Cubierta raspada� Aislamiento raspado� Separación y desplazamiento de los componentes del cable (ojo de halar, aguarre de canasta, etc)

� Otros problemas causados por tensiones excesivas:� Desgaste por calentamiento en la curvas� Conducto roto� Desgaste excesivo en equipo de halar� Operaciones inseguras� Accidentes y heridas


� La clave para tener un cable con una vida útil larga es llevar a cabo una instalación que no permita tensiones de halado y presión de pared lateral excesivas.

� Esto comienza con un diseño que permite que el cable sea instalado sin aplicarle tensiones excesivas.


� Al diseñar� Los ingenieros y diseñadores deben tener en

cuenta:1. Seleccionar el tamaño de condutos correcto

2. Proveer registros espaciados correctamente

3. Limitar el número de curvas

4. Predecir la tensión

5. Predecir la presión de pared lateral


� La distancia máxima a la que los cables pueden ser halados sin ser sometidos a daño depende de los siguientes factores:� Presión de pared lateral máxima permitida por la construcción del cable

� Fortaleza del conductor o cubierta� Coeficiente de fricción entre la cubierta del cable y la superficie del conducto

� Peso del cable� Número, localización, ángulo y radio de las curvas� Pendiente� Lubricación� Método de halado (ojo de halar, aguarre de canasta, etc)


� Bajo ninguna circunstancia la tensión de halado puede exceder el más pequeño de estos valores:� Capacidad máxima permitida por el método de halado

� Tensión de halado máxima que soporta el conductor

� Presión de pared lateral

� 10,000 libras

Método de Halado

� Agarre de Canasta� Cuando es aplicado sobre cables con cubierta no metálica, la tensión de halado debe ser limitada a 1,000 libras.

� Cuando es aplicado sobre cables “lead-sheathed”, la tensión de halado debe ser limitada a 1,500 libras.

Método de Halado

� Ojo de Halar� Como se aplica directamente al conductor, se escoge el menor de estos valores como el límite de halado:

� 10,000 libras� Tensión de halado máxima que soporta el conductor (Tc = N • S • A)

� El metal en el conductor es el miembro fuerte y debe soportar todas las fuerzas de halado. Por tal razón, cuando utilizamos ojo de halar las tensiones máximas de halado son proporcionales al area seccional del conductor.

Para tres conductores o menos:

Tc = N • S • A lbs

Para más de tres conductores:

Tc = (0.8)N • S • A lbs

donde : N = número de conductoresS = estrés permitido (lbs/cmil)A = area de cada conductor (cmil)

Tensión Máxima en Conductores (Tc)

Tensión Máxima en Conductores (Tc)

Estrés Máximo Permitido en Conductor (S)

Metal Lb/cmil

Cobre 0.008

Aluminio 1350 Alloy 0.008

Aluminio 8000 Serie Alloy 0.006

Tensión Máxima en Condutores (Tc)

� Halado de Conjunto de Cables� “While General Cable does not recommend the practice, we recognize that some users pull a combination of conductor sizes simultaneously, observing the maximum pulling tension of the largest conductors. During such a pull, the smaller cables may get crushed at bends or may have the pulling forces transferred to them momentarily, which greatly exceeds their tensile strength.” General

Cable - Cable Installation Manual for Power and Control Cables,

Eighth Edition, October 2007

Tensión Máxima en Condutores (Tc)

� Esta tabla se puede usar como guía si no hay información precisa del fabricante del cable.

Aislamiento Calibre Tc* (lbs)

600 V

2 530.88

1/0 844.80

2/0 1064.80

3/0 1342.40

4/0 1692.80

15 kV

2 530.88

1/0 844.80

2/0 1064.80

3/0 1342.40

4/0 1692.80

500 4000.00

750 6000.00

46 kV800 6400.00

2000 16000.00* Tc = N • S • A, cuando N = 1 y S = 0.008

Ecuaciones para Tensión de Halado

Donde:

Tin = tensión en sección (lbs)Tout = tensión fuera de sección (lbs)w = factor de corrección de peso

(adimensional)µ = coeficiente de fricción dinámica

(adimensional)W = peso total del conjunto de cables

(lbs/ft)L = largo de sección recta (ft)θ = ángulo de sección recta desde

horizontal (radianes)Φ = ángulo de curvatura (radianes)e = 2.718 base de logaritmo natural

Sección Horizontal RectaTout = wµWL + Tin

Sección Inclinada y VerticalTout = WL (sin θ + wµ cos θ) + Tin

Aproximación para CurvasTout = Tin · ewµΦ

Factor de Corrección de Peso (w )

� 1 cable (sencillo)

� 3 cables (triangular)

� 3 cables (cuña)

� 4 cables o más (complejo)

D = diámetro interno del conducto

d = diámetro externo del cable

Diámetros de Conductos más Usados

Tamaño Conducto Diámetro Interno (in.) Diámetro Externo (in.)

2 2.047 2.375

3 3.042 3.500

4 3.998 4.500

6 6.031 6.625

8 7.981 8.625

Diámetro Externo de Cables más Usados

Aislamiento Calibre d (in.)

600 V

2 0.423

1/0 0.531

2/0 0.571

3/0 0.620

4/0 0.675

15 kV

2 0.939

1/0 1.014

2/0 1.059

3/0 1.108

4/0 1.163

500 1.457

750 1.638

46 kV800 2.301

2000 2.961

Coeficiente de Fricción Dinámica (µ)

� El coeficiente de friccion dinámica es una medida de la fricción entre un cable en movimiento y el conducto. Usualmente se representa con la letra griega µ.

� Este es característico de cada par de materiales, y no una propiedad intrínseca de un material. Varía con el tipo de cubierta, el tipo y condición del conducto, el tipo y cantidad de lubricante utilizado para el halado, temperaura del conductor, ytemperatura del ambiente.

Aislamiento Calibre Peso (lb/ft.)

600 V

2 0.244

1/0 0.385

2/0 0.478

3/0 0.593

4/0 0.735

15 kV

2 0.523

1/0 0.684

2/0 0.797

3/0 0.931

4/0 1.096

500 2.171

750 3.070

46 kV800 4.217

2000 8.767

Peso Total del Cable (W)� Esta tabla se puede usar como guía si no hay información precisa del fabricante

del cable.

Nota: Recuerda que para calcular la tensión de halado hay

que multiplicar el peso (W) por la

cantidad de cables.

Determinando el ángulo de curvatura (φ) en

radianes

� El origen del ángulo es el radio del círculo que se formaría a partir de esa curva.

rφφφφ

Presión de Pared Lateral (SP)

� La presión de pared lateral es el vector fuerza que existe en el cable al ser halado en una curva

Configuración SencillaSP = T/R

Configuración TriangularSP = w • T/2R

Configuración Tipo Cuña o ComplejaSP = (3w – 2) • T/3R

donde:SP = presión de pared lateral (lbs/ft.)T = tensión saliendo de la curva (lbs)R = radio de curvatura (ft.)

Presión de Pared Lateral (SP)

� Nota: Muchos fabricantes de cables recomiendan una presión de pared lateral máxima de 500 lbs/ft.

Cuando consideramos el uso de las presiones de pared lateral en la tabla, el estrés en el conductor no debe exceder los estos valores:16,000 psi para cobre (annealed)14,000 psi para aluminio “stranded” (1/2 thru Full Hard)10,000 psi for aluminio sólido (3/4 & Full Hard)Para tres cables en paralelo, el estrés permitido en el conductor debe ser basado en dos cables compartiendo la carga.

Para un halado de tres cables, se recomienda un máximo de pared lateral de 750 lb/ft

Cuando la cubierta no está apretada a el núcleo del cable el límite recomendado debe ser reducidfo a 1500 lb/ft.

Radio Mínimo de Curvatura

� El radio mínimo al que podemos doblar un cable sin dañarlo o acortar su vida útil.

Diámetro del Conjunto de Cables

� Para calcular el diámetro total de un conjunto de cables con diámetro uniforme, multiplica el diámetro externo de un cable individual por el factor que aplica.

Cantidad de Conductores Factor

1 1.000

2 2.000

3 2.155

4 2.414

5 2.700

6 3.000

7 3.000

8 3.310

9 3.610

� Calcular el área seccional de los cables a instalarse en un mismo conducto.

d2 • cmil

donde: d = diámetro externo del cablecmil = unidad de área igual a π/4 = 0.7854 mil2

� Verificar que el área seccional total del conjunto de cables no sobrepase el porciento adecuado del área seccional del conducto.

Porciento de Llenado

Conducto Diámetro Interno

Área Total 2 cables Más de 2 cables

1 cable

in. in. 100% in2 31% in2 40% in2 53% in2

2 2.047 3.291 1.020 1.316 1.744

3 3.042 7.268 2.253 2.907 3.852

4 3.998 12.554 3.892 5.022 6.654

6 6.031 28.567 8.856 11.427 15.141

8 7.981 50.027 15.508 20.011 26.514

� Atascamiento es el acuñamiento de tres o más cables al instalarse en un conducto. Esto ocurre generalmente como consecuencia del cruce de cables al torcerse o ser halados en curvas.

Razón de atascamiento = D/d

donde: D = diámetro interno del conductod = diámetro externo del conductor

Razón de Atascamiento

Determinar Tout

Tout = wµWL + Tin

Tout = Tin · ewµΦ

Tout ≥ 1000SíRestringir método

de halado a Ojo de Halar

No Cualquier método de halado

Evaluar tensión máxima de halado del conductor Tc

Tout > TcSí NoReevaluar

Diseño Tout > 10K

Sí

No Calcular Presión de Pared Lateral

SP > 500Sí

Verificar Radio

Mínimo de Curvatura

No

Escoger accesorios de

halado adecuados

TRAMO LISTO

PARA HALAR

Ejemplo

� Determinar si el alambrado de T-15 a T-14 cumple con la condiciones de tensión permitidas.

T-15

T-14

Ejemplo

� Seleccionar el tamaño del conducto PVC Schedule 40 para 3/C 800 kcmil cobre @ 46kV y 1/C 4/0 AWG @ 600 V.

� Área seccional del conjunto de cablesA = d2 • cmil

A = [(2.301)2 • 0.7854 • 3] + [(0.675)2 • 0.7854 • 1]

A = 12.833 in2

Conducto Diámetro Interno

Área Total 2 cables Más de 2 cables 1 cable

in. in. 100% in2 31% in2 40% in2 53% in2

2 2.047 3.291 1.020 1.316 1.744

3 3.042 7.268 2.253 2.907 3.852

4 3.998 12.554 3.892 5.022 6.654

6 6.031 28.567 8.856 11.427 15.141

8 7.981 50.027 15.508 20.011 26.514

Ejemplo

� Verificar la razón de atascamiento� Atascamiento = D/d

Atascamiento = 7.981/2.301

Atascamiento = 3.468

Ejemplo

� Determinar Tout:� Tramo T-15 a T-14

� Tout = wµWL + Tin

Tout = (1.4)(0.35)[(3 • 4.217)+(1 • 0.735)](450’) + 0Tout = 2,951.61 lbs

� Tout = Tin • ewµΦ

Φ = 111°(π/180°) = 1.937 radTout = (2951.61) e(1.4•0.35•1.937)

Tout = 7,625.38 lbs


Tout = (1.4)(0.35)[(3 • 4.217)+(1 • 0.735)](27’) + 7625.38Tout = 7,802.47 lbs

Ejemplo

� Tout ≥ 1000� Sí, entonces restringimos el método de halado a ojo de

halar.

� Evaluar TC

� TC = (0.8)N • S • ATC = (0.8)4 • 0.008 • 800,000TC = 20,480 lbs

� Tout > TC

� No

� Tout > 10,000� No

Ejemplo

� Presión de Pared Lateral� SP = (3w – 2) • T/3R

SP = ((3•1.4) - 2) • 7,625.38/(3•45’)SP = 124.27 lbs/ft

� SP > 500� No

� Radio Mínimo de Curvatura� Rmin = factor x d

Rmin = 12 x 2.301”Rmin = 27.61” = 2.3’

� Diámetro del conjunto de cables� diámetro = d x factor

diámetro = 2.301” x 2.155diámetro = 4.96”

Ejemplo

� Determinar Tout:� Tramo T-14 a T-15


Tout = (1.4)(0.35)[(3 • 4.217)+(1 • 0.735)](27’) + 0Tout = 177.10 lbs

� Tout = Tin • ewµΦ

Φ = 111°(π/180°) = 1.937 radTout = (177.10) e(1.4•0.35•1.937)

Tout = 457.52 lbs


Tout = (1.4)(0.35)[(3 • 4.217)+(1 • 0.735)](450’) + 457.52Tout = 3,409.14 lbs

Tablas de Longitud Máxima de Tiro para

Cables Soterrados (curvas de 90°)

Método de Ojo de Halar (Pulling Eye)

Sección

Recta

(ft)

Sección

Curva

1 Curva

(ft)

Sección

Curva

2 Curvas

(ft)

Sección

Curva

3 Curvas

(ft)

800 1524 706 327 151

750 2052 950 440 203

500 2815 1304 604 279

4/0 2747 1272 589 273

3/0 2589 1199 555 257

2/0 2423 1122 519 240

1/0 2263 1048 485 224

2 1912 885 410 189

Método de Aguarre de Canasta (Basket Grip)

Sección Recta

(ft)

Sección Curva

1 Curva

(ft)

750 205 95

500 281 130

4/0 507 234

3/0 602 279

2/0 711 329

1/0 837 387

2 1125 521


� Previo a la Instalación� Inspeccionar todos los cables antes de la instalación por defectos de manufactura o daño físico durante la entrega

� Verificar los conductos, tamaños de los cables y diámetros actuales para verificar que no se exceda el por ciento de llenado adecuado (40% del diámetro interior del tubo) NEC Cap. 9 Tabla 1

� Antes de halar el cable, limpiar el conducto de cualquier obstrucción utilizando un mandril y una esponja.


� Durante la instalación� No exceder el radio mínimo de curvatura del cable

� Evitar halar sobre orillas agudas del conducto

� Utilizar la cantidad adecuada de lubricante

� No exceder las tensiones de halado máximas recomendadas

� No exceder las presiones de pared lateral máximas

� Utilizar equipo de halado aprobado y monitorear las tensiones

Requerimientos de Construcción

� Trazo:

� Evitar interferencias con utilitades existentes

� Coordinar con diseñador

� Exploratorias

� Aplica también a barrenado direccional

Requerimientos de Construcción

� Señalización de Seguridad:DTOP y Autoridad de Carretaras

� Seguridad del PersonalOSHA

Trinchera Abierta

Instalación de Conductos:

� Materiales limpios y libres de daños� Terminación � Espaciadores material termoplástico� Protección de hormigón (concreto 3000 psi)

Trinchera Abierta

� Encabezamiento registro y pase de bancada principal alrededor del mismo.

� Tabla estacado.

Trinchera Abierta

� Relleno, Compactado y nivelado� Material producto de la excavación

� Reemplazo de material (material selecto compactable al 95%)

� La compactación y nivelado se lleva a cabo según lo requerido por ACT para área de rodaje

Trinchera Abierta

� Vista de sección bancada, empotrando en hormigón.

� Recubrimiento de “lean concrete”.

� Colocación cinta de peligro.

� Tapar los ductos


Para optimizar el proceso debemos tomar en cuenta las siguientes consideraciones:

� Usar el tipo y cantidad apropiados de fluido de perforación para las condiciones del suelo encontradas.

� En el proceso de ampliación, controlar la velocidad de halado

� Usar un tamaño adecuado de ampliador, entre 1.3 a 1.5 veces el tamaño del arreglo de los tubos.


Para optimizar el proceso debemos tomar en cuenta las siguientes consideraciones (cont.):

� Realizar la instalación de los conductos evitando al máximo el rompimiento de la capa de terreno.

� La herramienta barrenadora debe ser electrónicamente rastreable y dirigible.

� La herramienta barrenadora debe girar en un radio aproximadamente de 20 metros y debe ser detectable a una profundidad de hasta 5 metros.


� Los conductos deben instalarse a una profundidad mínima de 48” para voltaje primario, con una diferencia de no más de 20” hacia abajo.

� En el sentido logitudinal, se tomará en consideración los mismos criterios para separación entre registros que se utilizan en trinchera abierta.


PERFORACIÓN:

� El proceso de perforación se logra maniobrando una cabeza de perforación con una herramienta de corte en la punta que puede direccionarse en cualquier sentido.


PERFORACIÓN:

� Ángulo y profundidad- se captan electrónicamente en la superficie y las provee una sonda alojada dentro de la cabeza.


PERFORACIÓN:

� Ampliado en retroceso- mejor conocido como halado, está determinado por la habilidad de escoger el ampliador adecuado y la cantidad de fluido que cree un lodo que se pueda desplazar.


PERFORACIÓN:

� Velocidad de halado- está determinada por la capacidad del tanque de lodos, la potencia de la máquina, el tipo de terreno y el diámetro del túnel.

� El fluido de perforación debe generar un lodo con una suspensión de sólidos adecuada. Para crear el fluido se considera:� Tamaño del ampliador, largo del barrenado, tipo de terreno, razón de bombeo, viscosidad

estimada.

Es importante no apresurar el proceso de halado ya que la ampliación necesita tiempo para forjar el túnel y crear una mezcla adecuada de lodos.


� En caso de requerirse uniones, estas deben efectuarse por medio del método de electrofusión.


� Es responsabilidad del contratista el recogido y disposición adecuada de los lodos.

� Es responsabilidad del contratista evitar los asentamientos de terreno y daños en la superficie sobre las trayectorias

� El plano final del proyecto según construído tiene que incluir un reporte con los datos sobre la profundidad y trayectoria (recomendado cada 20’).

Registros de Hormigón Pre-Moldeados

� Se acepta el uso de registros pre-moldeados aprobados por la AEE

� Estos deben instalarse sobre una cama de 6”de agregado compactado

� Una vez instalados los registros se debe cuidar la conexión con los conductos.

� Resanar las campanas instaladas en sitio para evitar daños al cable

� Seguir las recomendaciones del manufacturero


� El contratista tiene que asegurarse de que los registros pre-moldeados se construyan con las campanas instaladas de acuerdo a las especificaciones dadas en el plano para cada registro.

� Se permitirá utilizar registros sin las campanas pre-instaladas para barrenado direccional.

Sección inferior de un registro para

líneas de 38kV soterradas


� Cama de 6” de agregado compactado

Acarreamiento de Registro

Equipo Utilizado para Instalar Registro

Instalación de Registro

� al lado utilidad de AAA (Separación y profundidad)

Instalación Registro

� Seguridad en terreno propenso a deslizamiento



� Instalación inapropiada de junta asfáltica

Junta Asfáltica en la Unión del Registro

� Utilizar la dimensión recomendada por el manufacturero

� Limpiar el área de polvo y suciedad

� Ubicación de la junta asfáltica

� Aplicar a vuelta redonda sin dejar hueco

� Asegurar que se remueve todo el papel protector

Instalación de registro

� Alineamiento de esquinas

� Nivelado y acoplamiento deseado

� Resanado

� Verificación de defectos tales como varillas por fuera

Pruebas de Conductos

� Mandrel y Cepillo3/8” menor que el diámetro del conducto.Cepillo para asegurar que se elimine cualquier residuo de tierra, arena o gravilla dentro del conducto.

� Tapones tipo conduit plugs� Soga

Se instalará una soga de halar de polipropileno de 1/8” de diámetro en los ductos.

Manejo del Cable

� Verificar que el carrete esté en buenas condiciones antes de quitarle la protección externa del mismo.

� Conservar su empaque original y cuidar la forma de almacenarlos.

� Las puntas deben estar perfectamente selladas.

� Los carretes se deben colocar verticalmente.

� Si es necesario mover el carrete dándole vueltas es importante verificar que se haga según las indicaciones en el mismo.

� Se debe almacenar en lugares techados con suelo de concreto.

� Evitarse que se ubiquen cerca del tránsito de vehículos que pudieran golpearlos.

Manejo del Cable

Equipo y Herramientas de Halado

� Esponja� Soguilla� Compresora de aire � Barreras de seguridad, señalizaciones de transito y avisos � Rodamientos, curvas y poleas � Tubos flexibles � Lubricante � Ojo de Halar� Dinamómetro de escala 0 – 6,600 lbs. (por lo menos)� Grúa con capacidad mínima de 4,000 lbs. � Devanadora (reel trailer) con capacidad mínima de 4,000 lbs. � Malacate (puller) de capacidad mínima de 6,600 lbs.

Equipos y Herramientas de Halado

Devanadora- Reel Trailers

� Se debe tener cuidado en la selección de la devanadora para que esta sea segura y funcional, y con la capacidad adecuada para eltamaño y peso de los carretes de cable.

� Toda devanadora debe estar equipada con una caja de bolas en el eje para prevenir fricción y tensión adicional solo por girar el carrete.

Devanadora manual

� se utiliza usualmente para construcción soterrada, la cual permite controlar manualmente la velocidad a la que el cable sale del carrete.

Devanadora hidráulica

� permite que el operador ajuste hidráulicamente la velocidad y tensión a la cual el cable deja el carrete.

Equipo y Herramientas de Halado

� Malacate - Puller

� Drum type - Según se va llenando, la velocidad aumenta y la fuerza disminuye, esto implica que su capacidad va disminuyendo.

� Bullwheel (polea) type – mantiene una velocidad y tensión constantes.

� Malacate para soterrado- normalmente tienen dinamómetro y contador de medida del cable

Accesorios de Alambrado

� Accesorios instalados adecuadamente garantizan una instalación del cable segura y eficiente, y minimiza la posibilidad de daño al conductor.

� El diámetro de las rondanas se debe seleccionar para asegurar un radio de curvatura apropiado que no dañe el conductor.

� Los rodamientos de tubo (conduit rollers) ayudan a dirigir el conductor hacia la entrada del tubo o hacia afuera de éste.


� Rodamientos de borde (Lip Rollers) se utilizan para guiar el conductor sobre el borde de la tapa del registro sin que se dañe.


� Soportes para rondanas (Jamb Skids) y rondanas grandes se utilizan normalmente en instalación de conductores de alto calibre.

� Los tubos guías ayudan al conductor a acomodarse en un ángulo apropiado para entrar en el conducto sin que haya alguien asistiendo esta entrada.

Instalación de Cable

� Verificar alguna seña de daño

� Devanadora o soporte de modo que se

hale de la parte de arriba

� Soporte hasta la entrada del conducto

� Velocidad de halado constante

Instalación de Cable

Halado de Cable con Registro Intermedio

MID-PULL ASSIST

� Ensamblaje especial que incluya accesorios que sirvan de guía para la entrada y salida del cable en el registro intermedio.

� Este ensamblaje requiere una buena comunicación entre todos los trabajadores envueltos en el halado.

� Velocidad de halado constante que permita re-alimentar el cable libre de tensión al registro.

Soportes para Cables

� Los soportes se utilizan para mantener los cables levantados del suelo, organizados, y protegidos en lo posible de la contaminación, humedad y calor presente en los registros.

� En el caso de los cables de alto voltaje, el sistema de soporte considera y protege el cable de las fuerzas termo-mecánicas que se generar durante su operación.

� Los soportes de los cables deben ser capaces de sobrellevar tanto frío como calor en un gran rango de temperaturas y niveles de humedaden diferentes combinaciones.

� Muchos soportes de cable son fabricados de acero galvanizado. Al instalarse es necesario tomar las precauciones para prevenir corrosión galvánica, la cual tiende a ocurrir eventualmente, pudiendo dejar loscables sin soporte. No permitido por AEE.

� Los soportes de fibra de vidrio y los de acero inoxidable sobrellevan mejor los daños causados por el medioambiente.

Soportes para cables HV


Soportes de fibra de vidrio


� Para sistemas trifásicos que se alambran por el mismo conducto, se soportan las tres fases de la misma palometa.

Rotulación de Registros

� La rotulación del registro se hará en material plástico, color negro, de un grosor de 1/16”con letras blancas, grabadas en un tamaño de una pulgada.

� La rotulación debe indicar la procedencia y el destino de todos los conductos dentro del registro.

� Estos rótulos estarán fijados a la pared del registro con tornillos y expansiones de acero inoxidable, con un diámetro de ¼’ y 1.5” de largo.

Rotulación de Registros

Instalación de Vaccum Switch

� Se instala a una altura aproximada de 12”desde el tope del registro.

� Se fija a la pared con expansiones y tornillos de acero inoxidable.


� La tapa de operadores tiene que estar colocada hacia la pared contraria a la pared donde se instalóel Vaccum Switch

Inspección

� Bancada: � uso de materiales adecuados e instalación correcta de éstos

� Instalación de Registros� Campanas pre-moldeadas según planos� Campanas en sitio alineadas y resanadas� Nivelados, sellados y resanados

� Limpieza de conductos� Pruebas con tamaño de mandrel adecuado� Tubos que no esté alambrados, permanecer tapados

� Alambrado� Manejo adecuado del cable antes y durante alambrado� Uso de equipo y herramientas adecuadas� Cumplir recomendaciones específicas del diseñador para tensiones de

halado� Vestiduras de registros y rotulación

� Materiales adecuados e instalación correcta

Referencias

� Thue, William (Ed.) (2003) Electrical Power Cable Engineering. 2nd Ed. New York: Marcel Dekker, Inc.

� Estudios de Geotherm Inc.� Lane, Keith (2008) Heating calculations for electrical duct bank.

http://www.csemag.com/article/179361-Heating_calculations_for_electrical_duct_bank.php [visto 04/13/2009]

� Arnold, T. & Mercier, D. (Eds.) (1997) Power Cable Manual. 2nd Ed. Carrollton: Southwire Company

� Parmar, D & Cooper J. (2002) Underground Power Cable Ampacity Course. Albuquerque: Power Delivery Consultants, Inc.

� www.vermeer.com� POWER CABLE INSTALLATION GUIDE, 2005 Southwire Company� Catálogo ELECON Electroconductores, C.A.� Underground Electrical Distribution Systems, University of Wisconsin

Seminar 2008� National Electrical Code 2008� Trenchless Technology Online http://www.ttmag.com/

requisitos generales para el diseño y construcción de...

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