MANUAL PLSCADD
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PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc. 2009
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TABLA DE CONTENIDO
(Fecha de Impresión: Julio de 2009)
1.
2.
3.
PROLOGO ........................................................................................................ ..................12
Exoneracion, Garantia y Licencias...................................................................................... 13
REQUERIMIENTOS DEL HARDWARE E INSTALACION ................................................. 15
3.1
Instalación de Upgrades (Actualizaciones) (via E-Mail) ............................................... 15
3.1.1
Solicitando un Upgrade ...................................................................................... .15
3.1.1.1
Descargando un Upgrade .............................................................................. 15
3.2
Instalación con CD ...................................................................................................... .17
3.3
Solucionando los Problemas del Hardware Key .......................................................... 18
3.4
Manual Electrónico y Ayuda en Línea .......................................................................... 18
4. VISION GENERAL..............................................................................................................19
5. Cargando y viendo un modelo existente............................................................................. 21
5.1
Cargando un Modelo de Línea ..................................................................................... 21
5.2
Preferencias ................................................................................................................ .23
5.3
Guardando, Haciendo copias de Seguridad (Backup) o Moviendo un Modelo...........25
5.3.1
Haciendo una Copia de Seguridad (Backup) de un Modelo ............................... 26
5.3.2
Moviendo un Modelo y sus Bibliotecas Asociadas sin utilizar Copia de Seguridad
“Backup" …………………………………………………………………………………………..26
5.4
Funciones de Visualización ..........................................................................................28
5.4.1
Ventanas y barras de Herramientas....................................................................28
5.4.2
Comandos Gráficos Disponibles en Todas las Vistas......................................... 28
5.4.3
Comandos Gráficos Sólo Disponibles en Vistas de Perfil................................... 30
5.4.4
Comandos Gráficos Sólo Disponibles en Vistas 3D............................................ 30
5.4.5
Opciones Misceláneas de Visualización ............................................................. 32
5.4.6
Opciones de Visualización para Secciones de Línea y Tensión......................... 34
5.4.6.1
Colores para Líneas, Secciones de Tracción, Estructuras y Aisladores........35
5.4.6.2
Fases Visualizadas ........................................................................................36
5.4.6.3
Casos de Clima, Condición de los Cables y Dirección del Viento ................. 37
5.4.6.4
Líneas Múltiples ............................................................................................. 39
5.4.6.5
Efecto del Angulo de la Línea sobre las Flechas ........................................... 41
5.4.7
Opciones de Visualización del Terreno............................................................... 41
5.4.8
Vistas de Secciones Transversales..................................................................... 42
5.4.9
Exportando a Google Earth™ .............................................................................44
5.4.10
Líneas y Textos Adicionales................................................................................ 44
5.5
Línea de Torres Reticuladas ........................................................................................ 45
6. TERRENO...................................................................................................................... .....48
6.1
General – Uso de Códigos de Características ............................................................. 48
6.1.1
Verificación de las Holguras Requeridas ............................................................ 50
6.2
Modelo de Terreno XYZ ...............................................................................................52
6.2.1
Selección de Sistemas de Coordenadas XYZ..................................................... 53
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6.3
Alineación............................................................................................ .........................53
6.3.1
Definiendo o Editando Alineaciones en Terrenos sin Líneas Existentes ............54
6.3.1.1
Definiendo o Editando una Única Alineación ................................................. 54
6.3.1.2
Definiendo o Editando Alineaciones Adicionales ........................................... 57
6.3.2
Desvíos Máximos y Perfil de la Línea Central..................................................... 64
6.3.3
Editando Alineación cuando existe una Línea en el Terreno .............................. 66
6.4
Triangulando el Terreno XYZ - Modelo TIN ................................................................. 69
6.4.1
Red Triangulada Irregular (Triangulated Irregular Network -TIN)........................69
6.4.2
Creando, Grabando, Cargando o Eliminando un Modelo TIN............................. 69
6.4.3
Visualizando un Modelo TIN ............................................................................... 71
6.4.4
Creando Puntos del Suelo Interpolados..............................................................72
6.4.5
Agregando Puntos XYZ....................................................................................... 72
6.5
Líneas de Quiebre ........................................................................................................73
6.5.1
Utilizando Líneas de Quiebre para Mejorar Modelos de Terreno XYZ................74
6.5.2
Utilizando Líneas de Quiebre para Describir Instalaciones Existentes o
Planificadas......................................................................................................................... 76
6.6
Accesorios del Terreno................................................................................................ .77
6.6.1
Dibujos DXF ........................................................................................................78
6.6.2
Imágenes Rasterizadas....................................................................................... 80
6.6.2.1
Cobertura de Imágenes Rasterizadas Sobre un Modelo TIN ........................ 81
6.6.3
Opciones Misceláneas de Accesorios................................................................. 81
6.7
Modelo de Terreno PFL............................................................................................... .83
6.8
Utilizando Dibujos Rasterizados Escaneados para Crear un Modelo de Terreno PFL 84
6.8.1
Abriendo una Vista de Perfil................................................................................ 85
6.8.2
Adjuntando un Dibujo Escaneado al Perfil .......................................................... 86
6.8.3
Ajustando Escala y Orientación de un Dibujo Escaneado .................................. 86
6.8.4
Desplazando un Accesorio Escalado..................................................................86
6.8.5
Creando Puntos PFL........................................................................................... 87
6.8.6
Creando un Modelo de Línea.............................................................................. 87
6.9
¿XYZ o PFL?............................................................................................................... .88
6.9.1
Conversión de XYZ a PFL.................................................................................. .88
6.9.2
Conversión de PFL a XYZ.................................................................................. .88
6.10
Perfiles Laterales, Líneas de Holguras, Zonas Prohibidas y de Costos Especiales.90
6.10.1
Perfiles Laterales.................................................................................................90
6.10.2
Línea de Holguras del Terreno............................................................................ 90
6.10.3
Zonas Prohibidas y de Costo Especial................................................................92
6.11
Estaciones de Ecuación............................................................................................ 92
7. CRITERIOS DE DISEÑO....................................................................................................95
7.1
General............................................................................................................... .95
7.1.1
Modelado del Sistema de Cables........................................................................ 95
7.1.1.1
Modelado de Nivel 1 – Método de la Longitud Reguladora (RS)................... 96
7.1.1.2
Modelado de Nivel 2 – Modelado con Elementos Finitos (FE) Ignorando la
Interacción entre los Cables............................................................................................97
7.1.1.3
Modelado de Nivel 3 – Modelado con Elementos Finitos Considerando la
Interacción entre Cables ................................................................................................ .99
7.1.1.4
Modelado de Nivel 4 – Análisis del Sistema Completo................................ 100
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7.2 Modelos de Viento y de Hielo..................................................................................... 103
7.2.1
Modelo de Viento ..............................................................................................103
7.2.1.1
Viento de Referencia y su Incremento con la Altura .................................... 103
7.2.1.2
Carga de Viento por Unidad de Longitud del Cable.....................................106
7.2.1.3
Carga de Viento sobre la Estructura Soportante ......................................... 110
7.2.2
Modelo de Hielo ................................................................................................ 112
7.2.2.1
Hielo en los Cables ..................................................................................... .112
7.2.2.2
Hielo sobre las Estructuras ..........................................................................112
7.2.3
Carga por Unidad de Longitud del Cable .......................................................... 113
7.2.3.1
Caso de Distrito NESC................................................................................. 113
7.3 Criterios Detallados de Diseño ................................................................................... 115
7.3.1
Notas ................................................................................................................ .115
7.3.2
Casos de Clima ................................................................................................. 116
7.3.3
Parámetros de Viento y Terreno Específicos de Códigos.................................117
7.3.4
Condiciones para Fluencia Lenta y Alargamiento Permanente de los Cables..119
7.3.5
Modelo de Conductor Bimetálico....................................................................... 119
7.3.6
Tracciones en los Cables .................................................................................. 120
7.3.7
Enflechamiento Automático...............................................................................121
7.3.8
Tracción Máxima ............................................................................................... 121
7.3.9
Modelo de Longitud de Peso.............................................................................121
7.3.10
Condiciones para la Verificación de Longitudes de Peso de Estructuras de
Método 1 ………………………………………………………………………………………….121
7.3.11
Condiciones para Verificar Estructuras del Método 2 .......................................123
7.3.12
Árboles de Cargas para Estructuras del Método 3 y del Método 4 ................... 123
7.3.12.1 Ejes de las Estructuras y Orientación Relativa a la Línea............................123
7.3.12.2 Dirección del Viento ..........................................................................................124
7.3.12.3 Reacciones en los Extremos de un Tramo (en el sistema de coordenadas del
tramo) ………………………………………………………………………………………….126
7.3.12.4 Cargas de Diseño en Puntos de Fijación a la Estructura.............................127
7.3.12.5 Presiones de Diseño sobre las Caras de la Estructura................................130
7.3.12.6 Factores de Carga y Resistencia ................................................................. 131
7.3.12.7 Cargas Sin Balancear .................................................................................. 134
7.3.12.8 Tabla de Criterios de Cargas de las Estructuras ......................................... 137
7.3.13
Condiciones para Verificar Holguras de Puntos Topográficos.......................... 141
7.3.14
Condiciones para Verificar Holguras entre Cables............................................ 143
7.3.15
Condiciones para Dibujar Elipses Galopantes ..................................................143
7.3.16 Condiciones para Verificar Balanceos de Aisladores de Suspensión e Inclinaciones de
Cargas en Aisladores de 2 Partes ........................................................................................... .145
7.3.16.1 Estructuras con Aisladores de Suspensión en Ángulos de Línea................147
7.3.17
Informe de Longitudes de Viento y Peso........................................................... 149
7.3.18
Informe de Ángulos de Desplazamiento y Salida..............................................149
7.3.19
Condición y Temperatura por Defecto del Cable .............................................. 149
7.3.20
Datos de Modelado con Elementos Finitos....................................................... 149
8. ESTRUCTURAS .............................................................................................................. .150
8.1 Generalidades ............................................................................................................ 150
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8.2
Geometría Superior de la Estructura.......................................................................... 150
8.2.1
Sets (Conjuntos) de Cables .............................................................................. 151
8.2.2
Grampas y Aisladores ....................................................................................... 152
8.2.3
Secciones de Tracción ...................................................................................... 152
8.3
Resistencia de la Estructura....................................................................................... 153
8.3.1
Método 1 - Método de las Longitudes Admisibles Básicas ............................... 153
8.3.2
Método 2 - Método del Diagrama de Interacción de Longitudes Admisibles ... 155
8.3.3
Método 3 - Método de Componentes Críticos................................................... 156
8.3.4
Método 4 – Método de Análisis Estructural Detallado.......................................157
8.4
Visualización de Estructuras ...................................................................................... 159
8.4.1
Archivos de Estructuras de los Métodos 1, 2 y 3 Generados Directamente .....160
8.4.2
Archivos de Estructuras del Método 1, 2 y 3 Creados por PLS-POLE o TOWER
………………………………………………………………………………………….160
8.4.3
Estructuras del Método 4 ..................................................................................160
8.5
Partes y Montajes de las Estructuras......................................................................... 162
8.5.1
Lista Maestra de Partes .................................................................................... 162
8.5.2
Lista Maestra de Montajes ................................................................................ 164
8.6
Creando, Editando o Personalizando un Archivo de Estructuras...............................164
8.7
Resumen de las Ventajas de Utilizar Estructuras del Método 4................................. 165
9. CABLES A TIERRA Y CONDUCTORES.......................................................................... 168
9.1
Modelo Mecánico ...................................................................................................... .168
9.1.1
Comportamiento Inicial – Elástico vs. No Lineal ..............................................168
9.1.2
Comportamiento Final después de la Fluencia Lenta ....................................... 171
9.1.3
Comportamiento Final después del Estiramiento bajo Carga Severa............... 173
9.1.4
Propiedades Térmicas ...................................................................................... 174
9.2
Creando o Editando Archivos de Cables.................................................................... 174
9.2.1
Cables en Haces ............................................................................................... 180
9.2.1.1
Pares Retorcidos (Fig. 9.2-5a) .....................................................................180
9.2.1.2
Cable Amarrado sobre un Mensajero (Fig. 9.2-5b)......................................181
9.2.1.3
Haces de Conductores (Fig. 9.2-5c y d) ...................................................... 181
9.2.1.4
Conductores Espaciados Soportados por Cable Mensajero (Fig. 9.2-5e)...181
9.2.2
Conductor tipo GAP ..........................................................................................182
9.3
Consideraciones a Altas y Extremadamente Altas Temperaturas ............................. 183
9.3.1
Fluencia Lenta Adicional debida al Uso de Conductores a Temperaturas
Extremadamente Altas..................................................................................................... .183
9.3.2
Aluminio en Compresión ................................................................................... 183
9.3.3
Clasificaciones Térmicas de Estado Contínuo y Momentáneo ......................... 184
10.
Creando o editando un modelo de linea ....................................................................... 185
10.1
Cargando Datos del Terreno y Definiendo la Alineación ........................................185
10.1.1
Cuando está Disponible un Archivo Project.xyz...............................................185
10.1.2
Cuando un Archivo Project.pfl está Disponible ................................................. 186
10.1.3
Cuando No está Disponible el Archivo del Terreno Project.xyz o el Project.pfl 186
10.2
Ubicación Interactiva de Estructuras ...................................................................... 188
10.2.1
Ubicando Estructuras en los Ángulos de Línea................................................189
10.2.1.1 Los Puntos del Terreno en los Ángulos de Línea Poseen Códigos de
Características Únicos ................................................................................................. .189
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10.2.1.2 Posicionando Un Tipo de Estructura en todos Los Ángulos de Línea ......... 189
10.2.1.3 Capturando Una Estructura a la Posición del Ángulo de Línea ................... 189
10.2.2
Ubicando Estructuras Tangentes ..................................................................... 191
10.2.3
Atajos de Ubicación.......................................................................................... .193
10.2.3.1 Copiar/ Pegar Estructuras............................................................................ 193
10.2.3.2 Copiar / Pegar-N Estructuras ...................................................................... 193
10.2.4
Efectos de Ubicar (Agregar) Nuevas Estructuras a un Modelo de Línea Existente
………………………………………………………………………………………….193
10.2.5
Moviendo Estructuras....................................................................................... 194
10.2.5.1 Arrastrando una Estructura con el Mouse.................................................... 194
10.2.5.2 Capturando la Estructura a un Punto Designado.........................................194
10.2.6
Breve Discusión de la Búsqueda Óptima Automática...................................... 197
10.2.7
Personalizando Estructuras .............................................................................. 197
10.3
Instalación de Cables a Tierra y Conductores ........................................................ 198
10.3.1
Tendido de una Sección de Tracción................................................................ 198
10.3.2
Enflechando una Sección de Tracción............................................................ 201
10.3.2.1 Enflechamiento para Tracción Uniforme a lo largo de la Sección de Tracción en
la Condición de Referencia. .....................................................................................202
10.3.2.2 Enflechando para Igualar Tracciones No Uniformes en Tramos de la Sección
de Tracción ................................................................................................................... 207
10.3.2.3 Comentarios Adicionales Relacionados al Efecto de Engrampar Aisladores
……………………………………………………………………………………...208
10.3.3
Visualizando la Sección de Tracción................................................................. 210
10.3.3.1 Visualizando la Sección de Tracción para una Constante Catenaria y un
Ángulo de Balanceo Dados........................................................................................... 210
10.3.3.2 Visualizando la Sección de Tracción para un Caso de Clima y Condición del
Cable Dados ................................................................................................................ .210
10.3.4
Reutilizando los Parámetros de Enflechamiento de la Sección de Tracción ...211
10.3.5
Tabla de Sección...............................................................................................211
10.3.6
Modificando la Sección de Tracción después de Engrampar los Aisladores.... 213
11.
Cálculos de Ingenieria...................................................................................................214
11.1
Estructuras............................................................................................................. .214
11.1.1
Longitudes de Viento y Peso.............................................................................214
11.1.2
Árboles de Cargas............................................................................................ 215
11.1.3
Verificación de Resistencia .............................................................................. 217
11.1.3.1 Informe de Verificación de Resistencia para Estructuras del Método 1.......217
11.1.3.2 Informe de Verificación de Resistencia para Estructuras del Método 2.......219
11.1.3.3 Informe de Verificación de Resistencia para Estructuras del Método 3.......219
11.1.3.4 Informe de Verificación de Resistencia para Estructuras del Método 4.......220
11.1.4
Extensiones de Montantes y Longitudes de Tensores en Terrenos Inclinados 221
11.2
Secciones de Tracción............................................................................................223
11.2.1
Flechas y Tracciones ........................................................................................ 223
11.2.2
Verificación de los Límites de Diseño................................................................226
11.2.3
Holguras ........................................................................................................... .226
11.2.3.1 Holguras desde los Puntos Topográficos a las Fases ................................. 226
11.2.3.2 Holguras entre Cables ................................................................................. 229
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11.2.3.2.3 Holguras entre Elipses Galopantes .......................................................... 234
11.2.3.3 Holguras entre Cables y Estructuras – Ángulos de Salida...........................234
11.2.3.4 Holguras a la TIN y Contornos de Holguras Iguales................................... 238
11.2.4
Cuadros de Tendido de Construcción..............................................................242
11.2.5
Desplazamientos de Construcción................................................................... 243
11.2.6
Clasificaciones Térmicas................................................................................... 245
11.2.6.1 Clasificación Térmica de Estado Contínuo .................................................. 246
11.2.6.2 Clasificación Térmica Momentánea............................................................. 249
11.2.7
Pérdida de Resistencia del Conductor a Altas Temperaturas...........................250
11.2.8
Cálculos de Campos Electromagnéticos........................................................... 251
11.2.9
Holguras a la Vegetación y Árboles Caídos (Administración de la Vegetación)252
12.
tablas de informes y resúmenes ................................................................................... 254
12.1
Informes................................................................................................................. .254
12.1.1
Viendo y Editando Informes .............................................................................. 254
12.1.2
Informe de Marcación de Construcción.............................................................255
12.2
Tablas de Resumen................................................................................................ 256
12.2.1. Tabla de Marcación de Estructuras................................................................... 256
12.2.2
Tabla de Inventario de Materiales ..................................................................... 257
12.2.3
Lista Total de Materiales de la Línea ................................................................ 258
13.
Dibujos en planta y perfil (PLAN & PROFILE) ..............................................................259
13.1
Visión General ....................................................................................................... .259
13.2
Diseño de las Láminas........................................................................................... .264
13.2.1
Tamaño de Página ............................................................................................ 265
13.2.2
Diseño de Página y Lámina .............................................................................. 265
13.2.3
Tipo de Visualización de Escalas y Plantas ..................................................... 266
13.2.4
Apariencia Detallada de Textos y Líneas.......................................................... 268
13.2.5
Grabando Parámetros de Dibujo....................................................................... 268
13.3
Líneas y Anotaciones............................................................................................. .269
13.3.1
Dibujo Interactivo de Flechas, Líneas o Textos.................................................269
13.3.1.1 Agregando Nueva Flecha, Línea o Texto .................................................... 269
13.3.1.2 Editando una Línea o Texto Existente ......................................................... 270
13.3.1.3 Moviendo o Eliminando Líneas o Textos ..................................................... 270
13.3.2
Editando Dibujo de Línea o Texto en una Tabla ............................................... 270
13.3.3
Reutilizando Líneas y Texto en Diferentes Proyectos.......................................271
13.4
Impresión Directa de Láminas P&P o Exportación de Archivos DXF o PDF.......... 272
14.
Búsqueda de la estructura óptima y selector de poste Óptimo..................................... 274
14.1
Búsqueda Automática de la Estructura Óptima ...................................................... 274
14.1.1
Restricciones del Terreno y Criterios de Diseño .............................................. 274
14.1.2
Algoritmo Básico de Búsqueda ......................................................................... 276
14.1.3
Modelo de Línea Simplificado ........................................................................... 277
14.1.4
Edición del Terreno y Restricciones Requeridas de Estructuras ......................278
14.1.5
Editando Estructuras Disponibles para la Optimización....................................280
14.1.6
Ejecutando la Optimización............................................................................... 282
14.1.7
Aceptando la Búsqueda Automatizada ............................................................. 288
14.2
Selector Automático de Poste Óptimo .................................................................... 289
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15.
PLS-CADD/ LITE .........................................................................................................290
15.1
Instalando y Enflechando Cables ........................................................................... 292
15.1.1
Datos Necesarios Independientemente de la Selección de Métodos de
Instalación y Enflechamiento ........................................................................................... .293
15.1.2
Definiendo Fijación a la Estructura................................................................... 295
15.1.2.1 Con Coordenadas Globales de los Puntos de Fijación................................295
15.1.2.2 Importando un Modelo de Estructura con Puntos de Fijación Ya Definidos 295
15.1.3
Definiendo el Extremo de Cada Tramo ............................................................295
15.1.3.1 Con Coordenadas Globales del Punto en el Extremo ................................. 296
15.1.3.2 Con Azimut, Longitud del Tramo y Proyección Vertical ............................... 296
15.1.3.3 Con Longitud de Viento y Longitud de Peso................................................ 296
15.1.4
Enflechando Cables ........................................................................................ .296
15.1.4.1 Especificando Componente Horizontal de Tracción para una Temperatura y
Condición del Cable Dadas.......................................................................................... .297
15.1.4.2 Especificando la Constante Catenaria para una Temperatura y Condición del
Cable Dadas .................................................................................................................297
15.1.4.3 Especificando Flecha a Mitad del Tramo para una Temperatura y Condición
del Cable Dadas................................................................................... .........................297
15.1.4.4 Especificando Coordenadas de un Punto Topográfico a lo Largo del cable para
Temperatura y Condición del Cable Dadas .......................................................... 297
15.1.4.5 Utilizando la Función de Autoflechado......................................................... 297
15.2
Viendo el Modelo de PLS-CADD/ LITE .................................................................. 299
15.3
Cálculos e Informes de Ingeniería .......................................................................... 299
Apéndice A.
Notaciones...................................................................................................... .304
Apéndice B.
Referencias..................................................................................................307
Apéndice C.
ARCHIVO DE CODIGOS DE CARACTERISTICAS.................................... 312
Apéndice D.
ARCHIVO DE TERRENO XYZ .................................................................... 313
D.1 Formato de Archivo XYZ ........................................................................................... .313
D.2 Editor de Terreno XYZ............................................................................................... .315
D.4 Importando y Filtrando............................................................................................... .318
D.5 Desactivando, Reactivando o Eliminando Puntos...................................................... 320
D.6 Formato de Archivos de Líneas de Quiebre............................................................... 321
Apéndice E.
Archivo de terreno PFL ................................................................................ 323
E.1 Formato de Archivo PFL.............................................................................................323
E.2 Editor de Terreno PFL ............................................................................................... .324
Apéndice F.
ARCHIVO DE ESTRUCTURA ..................................................................... 326
F.1 Estructuras de los Métodos 1, 2 o 3 – Edición Directa............................................... 326
F.1.1
Información de la Geometría Superior .............................................................. 328
F.1.2
Datos Necesarios Sólo para Aisladores de Suspensión y de 2 Partes............ 330
F.1.3
Datos Necesarios Solamente para Aisladores de 2 Partes .................................... 331
F.1.4
Creando o Editando la Resistencia de la Estructura .............................................. 333
F.1.4.1 Resistencia por el Método 1..............................................................................333
F.1.4.2 Resistencia por el Método 2..............................................................................334
F.1.4.3
Resistencia por el Método 3......................................................................... 335
F.1.5
Asignando Material a la Estructura ......................................................................... 336
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
9
F.1.6
Grabación en Serie de Estructuras Múltiples .................................................... 337
F.2
Estructuras del Método 1 o 2 – Usando Programas de Estructuras........................... 337
F.3
Estructuras del Método 4............................................................................................338
F.3.1
Análisis Lineal vs. No Lineal............................................................................. 339
Apéndice G.
Archivo de cable a tierra o de conductor......................................................340
G.1 Coeficientes de Esfuerzo-alargamiento y de Fluencia Lenta-alargamiento a partir de
Datos de Prueba ............................................................................................................. ......340
G.2 Ejemplo de Conductor Lineal ..................................................................................... 344
Apéndice H.
Ejemplo de linea de demostración (DEMO)................................................. 346
Apéndice I.
Conceptos de longitudes, reguladora y de viento y peso ................................ 348
I.1 Longitud Reguladora..................................................................................................... 348
I.1.1
Límites de Validez del Concepto de la Longitud Reguladora............................350
I.1.1.1
Situaciones Donde el Concepto de la Longitud Reguladora Funciona Bien 350
I.1.1.2
Situaciones Donde el Concepto de la Longitud Reguladora No Funciona Bien
……………………………………………………………………………………..351
I.2 Longitud de Viento ........................................................................................................ 354
I.3 Longitud de Peso ..................................................................................................... .....355
Apéndice J.
Reacciones en el extremo del tramo............................................................ 358
J.1
Modelado de Nivel 1 - Método de la Longitud Reguladora ........................................ 358
J.1.1
Cable en su Plano .............................................................................................358
J.1.2
Catenaria Balanceada hacia Afuera.................................................................. 360
J.2
Modelado de Niveles 2, 3 y 4 - Método de los Elementos Finitos.............................. 361
Apéndice K.
Visión general de los archivos ..................................................................... 362
K.1 Vista del Proyecto.....................................................................................................362
K.2 Archivos y Directorios............................................................................................... 364
K.3 Back-up del Proyecto ...............................................................................................367
Apéndice L.
PLS-CADD y sus vinculos a los programas de estructuras................... 369
Apéndice M.
Manejo de materiales................................................................................. 370
M.1 Vinculando la Lista de Partes a Bases de Datos Comerciales...................................370
M.1.1
Crear una Tabla de Partes en PLS-CADD.......................................................370
M.1.2
Identificar o Crear una Tabla Correspondiente en la Base de Datos............... 371
M.1.3
Crear una Fuente de Datos ODBC................................................................... 371
M.1.4 Crear el Vínculo Entre la Fuente de Datos ODBC y PLS-CADD ............................ 371
M.2 Vinculando la Lista de Montajes a Bases de Datos Comerciales .............................. 373
M.3 Exportando Tablas de Material y de Inventario a Bases de Datos Comerciales........374
M.4 Para Aprender Más sobre Vínculos entre PLS-CADD, GIS y Bases de Datos.......... 374
Apéndice N.
Análisis por elementos finitos del sistema de cables ................................... 375
N.1 Consideraciones Generales ....................................................................................... 375
N.1.1
Mayores Diferencias entre el supuesto de la Longitud Reguladora y el Análisis
por Elementos Finitos ...................................................................................................... .375
N.1.2
Modelo No Lineal de Cable para Conductores y Cables a Tierra ..................... 377
N.1.2.1
Modelo Linealizado de Cable Usado en Programa SAPS Autónomo................. 377
N.1.2.2 Modelo No Lineal de Cable Cuando SAPS es utilizado como Motor de Análisis
de PLS-CADD...................................................................................................................379
N.1.3
Modelado del Aislador....................................................................................... 380
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PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
N.2
Seleccionando Elementos Finitos para Visualizar y Calcular Cargas de la Estructura
………………………………………………………………………………………………...380
N.3 Selección de Nivel y de Parámetros de Rigidez Por Defecto.....................................381
N.4 Longitudes del Cable No Esforzado ...........................................................................383
N.6 Cálculos de Flecha-Tracción......................................................................................390
N.7 Ejemplo Ilustrativo Mostrando Comportamientos Diferentes con los Niveles 1, 2, 3 o 4
………………………………………………………………………………………………...392
N.7.1
Nivel 1 .............................................................................................................. .392
N.7.2
Nivel 2 con Resortes Infinitamente Rígidos en los Soportes.............................393
N.7.3
Nivel 2 con Resortes Extremadamente Flexibles en los Soportes.................... 393
N.7.4
Nivel 3 .............................................................................................................. .394
N.7.5
Nivel 4 ...............................................................................................................394
N.7.6
Discusión.......................................................................................................... .395
N.8 Flecha Gráfica del Modelo de Elementos Finitos ....................................................... 396
N.8.1
Primera Opción de Flecha Gráfica .................................................................... 397
N.8.2
Segunda Opción de Flecha Gráfica .................................................................. 397
N.8.3
Tercera Opción de Flecha Gráfica .................................................................... 398
N.8.5
Quinta Opción Gráfica.......................................................................................400
N.9
Visualizar modelo de elementos finitos para un caso de carga dado .......................... 400
Apéndice O.
Personalizando menús, diálogos, barras de herramientas, tablas e informes
……………………………………………………………………………………...403
O.1 Personalizando Menús ............................................................................................... 403
O.2 Personalizando Pantallas Interactivas........................................................................ 404
O.3 Personalizando Tablas e Informes ............................................................................. 405
O.3.1
Notación del Formato "C" .................................................................................. 406
O.4 Personalizando Barras de Herramientas....................................................................407
Apéndice P.
modelos de estructuras especificos al sitio.................................................. 408
P.1
Haciendo Modelos de Estructuras Específicos al Sitio ..................................... 408
P.2 Cambio Interactivo de Aislador en una Estructura Específica al Sitio........................ 409
P.3 Ajuste Interactivo de Altura del Aislador o de la Fijación del Brazo al Poste.............. 409
P.4 Ajuste Interactivo de la Geometría del Tensor ........................................................... 409
P.5 Comparando Estructuras Personalizadas con Diseños Estándar Originales.............410
PLS-CADD – Versión 9.23 © Power Line Systems, Inc. 2009
11
1.
PROLOGO
Este manual describe las capacidades de PLS-CADD (Versión 9.3 y más nuevas) y muestra
cómo utilizar el programa.
PLS-CADD es el programa más potente y completo disponible en cualquier parte, para el
diseño estructural y geométrico de líneas aéreas. Integra uniformemente, en un solo medio
ambiente, todos los aspectos de diseño de líneas de transmisión, incluyendo modelado y
representación del terreno, selección de rutas, referenciamiento de costo mínimo manual o
automático, flecha-tracción, revisiones de espacio libre y resistencia, cálculos de campos
eléctricos y magnéticos, generación de listas de materiales, dibujo de planos y perfiles y mucho
más.
Para proyectos de nuevas líneas de transmisión, evaluación o renovación, PLS-CADD
aumentará significativamente sus capacidades y productividad.
Proveemos soporte a nuestro software a través de teléfono, fax, E-mail y/o seminarios de
entrenamiento. Aumentando nuestro personal de desarrollo de software, estamos aliados con
algunos de los mejores profesionales de diseño de líneas de transmisión y firmas de ingeniería,
para ayudarnos a proveer apoyo y entrenamiento en todo el mundo.
Además de PLS-CADD, Power Line Systems ofrece una línea completa de software para el
análisis y diseño de estructuras de transmisión, basadas en Microsoft Windows. Nuestros
programas son utilizados por centenas de fabricantes, organizaciones de servicios públicos e
ingeniería alrededor del mundo.
Si Ud. tiene alguna pregunta sobre PLS-CADD o cualquier otro programa de Power Line
Systems, por favor contáctenos o visite nuestro sitio web.
La distribución y mantenimiento de PLS-CADD, así como su soporte técnico, son suministrados
por:
Power Line Systems, Inc.
610 North Whitney Way, Suite 160
Madison, WI 53705 USA
Tel: 608 238 2171
Fax: 608 238 9241
URL: http://www.powline.com
E-Mail: info@powline.com
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PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
2.
EXONERACION, GARANTIA Y LICENCIAS
Este es el texto del convenio entre Ud., el usuario final, y Power Line Systems. Al utilizar el
software PLS-CADD, Ud. se compromete a las obligaciones bajo los términos de este
convenio.
Power Line Systems otorga la licencia, un derecho no exclusivo para la utilización de esta copia
del software PLS-CADD, a Ud., el Licenciatario, siempre que Ud. cumpla con los términos de
esta licencia.
En el caso de que cualquier provisión de esta Licencia sea determinada como siendo inválida,
ilegal o inejecutable, la validez, legalidad y capacidad de ejecución de cualquiera de las
provisiones restantes no será, de ninguna manera, afectada o disminuida, y una provisión con
propósito e impacto económico similares, válida, legal y ejecutable entrará en vigor en
substitución de la anterior. Este convenio será regido por las leyes vigentes en el Estado de
Wisconsin.
El software de PLS-CADD está protegido por las provisiones de la ley de derecho de marcas
de los Estados Unidos y de tratados internacionales. La organización compradora puede copiar
este software en uno o más de sus computadores, siempre que no sea usado simultáneamente
en número mayor al de las copias licenciadas. La organización compradora también puede
realizar copias de archivo, con el sólo propósito de apoyo (back-up) al Software y para proteger
su inversión contra pérdidas. El usuario del software es responsable por asegurar que el
número de ejecuciones simultáneas del programa no exceda el número de licencias del que es
propietario.
Power Line Systems no garantiza, sea en forma expresa o implícita, que el software PLSCADD está totalmente libre de errores, o que los diseños generados por el mismo serán
aceptables. El software PLS-CADD deberá ser utilizado solamente por un ingeniero
experimentado, quien es responsable por los supuestos y resultados del diseño.
En ningún caso Power Line Systems será responsable por daños especiales, colaterales,
incidentales o como consecuencia de, en conexión con, u originados a partir de la compra o
utilización del software PLS-CADD. La única garantía otorgada es que si el material en el cual
se ha grabado el software es determinado como siendo defectuoso, el software será
reemplazado sin cargo, En todos los casos, la responsabilidad de Power Line Systems estará
limitada a la devolución del monto del precio de compra del software.
Power Line Systems se reserva el derecho de rehusar la transferencia de la licencia del
software PLS-CADD a cualquier parte que no sea el comprador original.
Ud. reconoce y conviene que la estructura, secuencia y organización del software PLS-CADD
son secretos comerciales valiosos de Power Line Systems. Ud. se compromete a mantener
tales secretos confidenciales, y reconoce y concuerda que la propiedad y derecho sobre el
software y todas las copias subsecuentes del mismo, sin tener en cuenta la forma o medio,
pertenecen a Power Line Systems.
PLS-CADD – Versión 9.23 © Power Line Systems, Inc. 2009
13
Power Line Systems puede rescindir la licencia del Licenciatario, si éste no cumple con
cualquiera de los términos y condiciones de este Convenio. Al ocurrir la rescisión, todas las
copias del software PLS-CADD y de todos sus componentes deben ser destruidas.
Al usuario le está prohibida la ingeniería reversa, el desarmado y la descompilación del
software PLS-CADD, excepto en la medida en que tal actividad sea expresamente permitida
por leyes aplicables, a pesar de esta limitación.
El Licenciatario reconoce que no se encuentra desarrollando actualmente un producto
competitivo. El Licenciatario se compromete a no utilizar los binarios ejecutables, sus
algoritmos, formatos de archivo, manuales o cualquier información derivada del software PLSCADD en cualquier producto competitivo.
El apoyo de TIFF para los bitmaps es Marca Registrada © 1988-1997 Sam Leffler y Marca
Registrada © 1991-1997 Silicon Graphics, Inc.
Compresión de datos Zlib por cortesía y Marca Registrada de © 1995-2002 Jean-loup Gailly y
Mark Adler.
Proyecciones de sistemas de coordenadas por cortesía de Evenden y Copyright (c) 2000 Frank
Warmerdam.
14
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
3.
REQUERIMIENTOS DEL HARDWARE E INSTALACION
Ud. necesitará Microsoft Windows (recomendamos la edición x64) trabajando en un
computador con un mínimo de memoria RAM de 512 MB y 100 MB de espacio en el disco duro.
Las características de modelado digital del terreno y del mapa de bits (bitmap) (fotos aéreas y
dibujos digitalizados) requerirán de memoria adicional. Para requerimientos de hardware más
detallados, por favor vea el siguiente documento, disponible
en Internet:
http://powline.com/presales.pdf.
PLS-CADD es enviado inicialmente en un CD, pero las actualizaciones son sólo suministradas
electrónicamente. El programa y los archivos pueden ser instalados en cualquier directorio. El
software puede ser instalado en un servidor de archivo, pero el hardware key driver
(controlador de acceso) necesita ser instalado en cada estación de trabajo individual.
3.1
Instalación de Upgrades (Actualizaciones) (via E-Mail)
3.1.1 Solicitando un Upgrade
Los upgrades de software son
proveídos exclusivamente por medios
electrónicos. Los upgrades pueden ser
descargados manualmente o en forma
directa desde dentro del software. En
cualquier caso, Ud. debe utilizar el
comando Help/ Download Upgrade
(Ayuda/Descargar Upgrade), descrito
en la Sección 3.1.1.1, para solicitar un
upgrade.
3.1.1.1
Descargando un Upgrade
Si Ud. elige Help/ Download
Upgrade (Ayuda/ Descargar un
Upgrade) de PLS-CADD, se abrirá
la pantalla interactiva de la Fig. 3.11. En primer lugar, necesitará
solicitar un código de upgrade,
presionando en el botón de “Send
Email To Request Code (Enviar Email para Solicitar Código)". Se le
enviará un código, via E-mail, en el
plazo de un día hábil. Puede
entonces ingresar el código en la
instrucción "Ihave
an upgrade
code"(Tengo un Código de Upgrade)
y el programa descargará el upgrade
automáticamente. Por favor note que
Fig. 3.1-1 Upgrade via Internet
PLS-CADD – Versión 9.23 © Power Line Systems, Inc. 2009
15
todos los códigos de upgrade expiran dentro de una o dos semanas; por lo tanto Ud.
debe descargar prontamente su upgrade, después de recibir el código.
Si Ud. tuviere cualquier dificultad descargando el upgrade desde el software, puede
descargarlo manualmente siguiendo las instrucciones en el E-Mail de upgrade. En este caso,
debe utilizar la tercera opción “I have an upgrade code and upgrade file” (Tengo un código y un
archivo de upgrade) para instalar el upgrade.
Los upgrades que están siendo solicitados pueden demorar varios minutos en ser
descargados. Una vez que la descarga esté completa, se le mostrará la misma pantalla
interactiva que la de una instalación con CD, como está descrita en la Sección 3.2, con
instrucciones para completar la instalación.
Notas para Administradores de Sistemas y Usuarios Avanzados:
Su upgrade está almacenado en un subdirectorio del directorio temporal de PLS, llamado
“setup” (configuración). El directorio temporal de PLS está definido en File/ Preferences
(Archivo/ Preferencias) y por defecto se dirige a "C:\PLS\TEMP ". Entonces, si Ud, ha
descargado un upgrade de PLS-CADD, éste será almacenado en “C:\PLS\TEMP\SETUP”. Si
necesita instalar el upgrade en múltiples computadoras, puede obviar los pasos citados más
arriba y solamente necesita copiar este directorio al computador de destino y hacer funcionar el
programa “SETUP.EXE”. La característica de Internet Upgrade utiliza ya sea FTP o HTTP, y
usará los proxy settings definidos en Internet Explorer. Ud. puede verificar si tiene acceso a
nuestro servidor utilizando el comando Help/ Check For Updated Manual (Ayuda/ Verificar si
hay Manual Actualizado). Si este comando se ejecuta sin errores, Ud. sabrá que puede
acceder a nuestros servidores, incluso antes de que solicite el código de upgrade. Si, por
alguna razón, no puede acceder a nuestros servidores, Ud. puede descargar manualmente el
upgrade o tratar de modificar su Configuración de Internet (Internet Settings), utilizando el botón
de “Edit Internet Settings” (Editar Configuración de Internet) en el diálogo de Help/ Download
Upgrade (Ayuda/ Descargar Upgrade).
En Windows Vista cada usuario posee actualmente su propio archivo temporal PLS:
C:\Users\<user_name>\Appdata\Roaming\PLS\Temp. El archivo SETUP.EXE localizado en
esta carpeta trabajará de la misma manera que la mencionada más arriba.
Para mayor información sobre como hacer funcionar Software PLS en Windows Vista, vea el
siguiente vínculo: http://www.powline.com/products/vista.html
16
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
3.2
Instalación con CD
Si
Ud.
elige
la
instalación con CD,
tendrá la oportunidad
de instalar no sólo
PLS-CADD,
sino
también las versiones
de demostración de
todos
nuestros
programas
o
las
versiones comerciales
de todos los programas
para los cuales Ud.
posee una licencia
válida.
La
pantalla
interactiva
de
instalación de CD (ver
Fig. 3.2-1) debería
abrirse después de
insertar el CD en su
drive.
Si
no
es
desplegada, presione el
botón de Start (Inicio),
luego el de Run
(Ejecutar). Cuando sea
pedido el nombre del
archivo, seleccione el
Fig. 3.2-1 Diálogo de Configuración del CD
drive del CD y teclee
"setup.exe"
Las siguientes opciones
están disponibles cuando se instala desde un CD:
Instalación Completa o Upgrade: Elija Full Installation (Instalación Completa) si el programa no
ha sido aún instalado o si desea un upgrade del programa y sus archivos de ejemplos.
Seleccione Upgrade si está volviendo a instalar sobre una versión existente. Le será mostrado
"File Already Exists. OK to overwrite?" (Archivo ya existe. ¿Es Correcto sobreescribirlo?), para
cada archivo existente. Responda presionando "Always" (Siempre).
Instalar el hardware key driver (controlador de acceso): Esta opción se activará a sí misma si es
necesaria. A no ser que Ud. sepa que necesita o no el driver, le aconsejamos no usar esta
opción.
Instalar documentación en línea (formato PDF): Esta opción se activará a sí misma si el CD
contiene manuales. Recomendamos que Ud. permita que el programa instale los manuales
electrónicos. Los manuales están en formato PDF (Portable Document Format) de Adobe (R),
los cuales pueden ser vistos utilizando el Adobe Acrobat Reader. Si los manuales están
instalados y no dispone aún del Reader en su sistema, el setup (configuración) le solicitará la
PLS-CADD – Versión 9.23 © Power Line Systems, Inc. 2009
17
instalación del Adobe Acrobat Reader. Suministramos una versión de 32 bits, en idioma Inglés.
Si desea un idioma o una versión diferente, acceda a http://www.adobe.com para descargarla.
Permitir anulación del directorio de aplicación: Esta opción es suministrada para usuarios
avanzados, para personalizar los directorios particulares en los cuales será colocada cada
aplicación. Es útil para aquellos que desean mantener múltiples versiones de nuestras
aplicaciones simultáneamente en una computadora. Durante la instalación, el programa le
permitirá a Ud. teclear un nombre de directorio distinto que aquel por defecto, para cada
aplicación instalada. A no ser que Ud. crea que realmente necesite hacer esto, le sugerimos no
utilizar esta característica.
Una vez que haya seleccionado las opciones de arriba y verificado las aplicaciones y ejemplos
de demostración que desea instalar, Ud. puede presionar el botón de Install (Instalar) y el
programa instalará todo el software.
3.3
Solucionando los Problemas del Hardware Key
Si su programa muestra el mensaje de error "Can’t Find Hardware Key", Ud. debe consultar la
siguiente nota técnica en nuestro sitio web:
http://www.powline.com/products/ntdriver.html
3.4
Manual Electrónico y Ayuda en Línea
Si Ud. ha instalado la versión electrónica del manual (formato PDF), como se describe en la
Sección 4.2, tendrá acceso a ayuda en línea en cualquier página de diálogo. Todo lo que
necesita hacer es presionar el botón “?” en la parte superior derecha de la ventana, y será
dirigido a la sección relevante de la versión electrónica del manual, en donde encontrará la
información apropiada. Los updates (actualizaciones) del manual están disponibles
periódicamente, a través de nuestro sitio de Internet. Ud. debe utilizar el comando Help/Check
for Updated Manual (Ayuda/ Verificar el Manual Actualizado) para verificar si están
disponibles y descargarlos.
18
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
4.
VISION GENERAL
Power Line Systems Computer Aided Design and Drafting (PLS-CADD) es un programa de
MS-WINDOWS para el análisis y diseño de líneas aéreas de transmisión eléctrica. Integra en
un único medio ambiente informático todos los datos y algoritmos necesarios para el diseño
geométrico y estructural de una línea. Permite que topógrafos, diseñadores de trazado de
líneas, ingenieros estructurales/geotécnicos y dibujantes mejoren su trabajo en conjunto y así
aumente la productividad y se reduzcan las posibilidades de errores, desde la selección del
trazado de la línea hasta la producción de documentos y dibujos de la construcción. También
es una herramienta de calificación y gerencia de líneas.
PLS-CADD integra de manera inigualable muchos programas que han sido desarrollados por
Power Line Systems a lo largo de los años. Estos programas han manejado tareas tan diversas
como el diseño y trazado de rutas de líneas, diseño estructural de torres reticuladas, postes y
pórticos de diferentes materiales, cálculo de flechas y tracciones, optimización de estructuras,
generación automática de láminas de vistas en planta y perfil, etc.
La mayor parte de los archivos de datos en PLS-CADD son ASCII. El uso de archivos ASCII
permite fácilmente al usuario escribir programas que integran a PLS-CADD con las bases se
datos de su empresa. Power Line Systems ha desarrollado y seguirá desarrollando módulos de
traductores de archivos, de manera que los usuarios de otros paquetes de diseño de líneas
más antiguos puedan cambiarlos fácilmente a PLS-CADD.
El concepto general
Input
Processing
Output
que es la guía detrás
de PLS-CADD es su
3-D Terrain
Corridor Terrain
uso de un modelo 3D
Survey Data
Ground + Obstacles
Reports
detallado de una línea
Feature Codes
y sus componentes.
Material List
Esto es ilustrado en la
Specification
Etc.
Fig. 4.1-1. El modelo
3-D Model of
Libraries
3D incluye el terreno,
Line in Corridor
Drawings
todas las estructuras,
Design Criteria
todos los aisladores y
Plan & Profile
Loads
exported to
cables.
La
Clearances
CAD system
construcción
y
Structures
modificación
del
Archiving
Calculations
Installation
modelo
se
hace
Geometry
Line
Sag Tension
Spotting
mediante
gráficos
Strength
Management
Clearances
- Automatic
interactivos
y/o
Struct-Strength
- Manual
Future
Cables
algoritmos
de
Swings
Stringing
Modifications
Etc.
Sagging
optimización
de
All Properties
Etc.
búsqueda
o
de
enflechamiento.
El
modelo
de
línea
Fig. 4.1-1 Organización General de PLS-CADD
requiere el manejo
cuidadoso de una considerable cantidad de datos en las bibliotecas de archivos. Estas
bibliotecas de datos de terrenos, estructuras, cables, y criterios de diseño son descritas en su
PLS-CADD – Versión 9.23 © Power Line Systems, Inc. 2009
19
totalidad en este manual. Una vez construído un modelo de línea, todos los cálculos de
ingeniería realizados normalmente para la producción o validación de un diseño están
disponibles al presionar el botón del mouse.
PLS-CADD no sólo es una herramienta invaluable para la ingeniería de nuevas líneas, sino
también una herramienta muy ponderosa para la evaluación de líneas ya existentes (Peyrot,
1991; Kluge, 1994). Las capacidades provistas por PLS-CADD incrementan en gran medida la
productividad de todos los profesionales involucrados en el diseño de una línea. PLS-CADD
permite a los diseñadores evaluar rápidamente soluciones de diseño alternativas. Asimismo es
una “herramienta de enseñanza” ideal, con la cual los conceptos de diseño pueden ser
claramente ilustrados.
Este manual es al mismo tiempo un manual del usuario y un manual teórico. Los supuestos
sobre los que se basan todos los modelos y cálculos están descritos en su totalidad. PLSCADD fue desarrollado para apoyar no solamente las prácticas de diseño preponderantes en
los EEUU, sino también otros métodos internacionales (IEC, 2003; CENELEC, 2001; etc.).
PLS-CADD está disponible en varias versiones:
La versión básica o standard de PLS-CADD, incluye todas las capacidades descritas en este
manual excepto la búsqueda óptima de estructuras. La capacidad opcional de búsqueda óptima
de estructuras es descrita en la Sección 14.
La versión de demostración es idéntica a la versión PLS-CADD con búsqueda óptima, excepto
que sólo puede ser utilizada con los modelos de terreno que son suministrados, como
ejemplos, en el CD de distribución, y que no permite ser grabado.
La versión PLS-CADD/ LITE solamente puede ser usada para realizar cálculos de flechas,
tracción y árbol de cargas de la estructura. No incluye las funciones de modelado del terreno,
materiales y dibujo de la versión básica, y está basado en el concepto de longitud reguladora.
Está descrita en la Sección 15. Las características descritas en la Sección 15 están también
disponibles en la edición standard de PLS-CADD.
La versión PLS-CADD/ SURVEY proporciona capacidades de modelado y dibujo del terreno,
pero no búsqueda de estructuras, cargas, holguras, o flecha-tracción. Es generalmente
utilizado por topógrafos para la verificación de datos del terreno previamente a proporcionar los
mismos a los diseñadores de líneas de transmisión.
Originalmente, todos los cálculos de tensión de cables en PLS-CADD eran realizados
utilizando la suposición de la longitud reguladora. Aunque éste es aún el método elegido para la
gran mayoría de las aplicaciones, en la actualidad PLS-CADD le suministra la opción de
determinar todas las tracciones en los cables mediante un análisis exacto por elementos finitos.
Esto es discutido en la Sección 7.1.1 y en el Apéndice N.
PLS-CADD le permite a Ud. personalizar menús, pantallas interactivas, consejos y un cierto
número de tablas e informes, dándole así completa flexibilidad para traducirlos al lenguaje de
su elección. Esto se describe totalmente en el Apéndice O.
20
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
5.
CARGANDO Y VIENDO UN MODELO EXISTENTE
Esta sección describe cómo cargar, ver y verificar un modelo de líneas ya existente. Se supone
que Ud. está familiarizado con los comandos básicos y terminología de MS-WINDOWS. Inicie
el programa PLS-CADD (por ejemplo, haciendo doble click sobre el icono de PLS-CADD). Será
llevado a la ventana principal del PLS-CADD con el menú de File (Archivo) en la esquina
superior izquierda.
5.1
Cargando un Modelo de Línea
En esta sección, trataremos
principalmente con la línea
Demo (Demostración), un
modelo ficticio con criterios de
diseño
y
propiedades
asimismo ficticios. La línea
Demo inclusive viola algunos
de sus propios criterios de
diseño (ver
detalles en
Apéndice H), pero no se
preocupe por esto, puesto que
el
ejemplo
está
aquí
solamente
con
fines
ilustrativos.
Para cargar un modelo de
línea, presione primero sobre
File/ Open (Archivo/ Abrir).
La pantalla interactiva de la
Fig. 5.1-1 se abrirá. Ésta
muestra los archivos de
Fig. 5.1-1 Pantalla interactiva de Archivos
terrenos de los modelos
existentes en el directorio por defecto
Projects (Proyectos). Como se explica en la
Sección 6, los modelos de terrenos pueden
ser de los tipos *.xyz o *.pfl. Un tipo
simplificado de terreno, *.loa se encuentra
asimismo disponible, si desea ejecutarlo en el
modo PLS-CADD/ LITE, como se muestra en
la Sección 15.
Una vez que se encuentre en la pantalla
interactiva Open PLS-CADD Project (Abrir
Proyecto PLS-CADD), haga doble click
sobre el icono Demo.xyz para cargar la línea
Demo (Demostración). Su pantalla se
parecerá a la de la Fig. 5.1-2, con la línea
Demo totalmente visible en una ventana
Profile (Vista de Perfil), mientras que otras
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
Fig. 5.1-2 Línea de demostración
21
cuatro ventanas son minimizadas y mostradas como iconos, encima de las barras de estado
inferiores. Las ventanas minimizadas incluyen una vista en Planta, una vista 3D, una vista de
Láminas en Planta y Perfil, y una ventana de Proyecto.
Las vistas de Profile, Plan, 3-D, y Sheets (Perfil, en Planta, 3D y Láminas) son solamente
diferentes formas de mostrar el mismo modelo. De hecho, Ud. puede mostrar todas las vistas
simultáneamente, como se muestra en la Fig. 5.1-3. Como verá más adelante, la mayor parte
de las funciones de ingeniería pueden ser llevadas a cabo en cualquiera de las vistas gráficas.
Por ejemplo, Ud. será capaz de modificar o mover una estructura directamente a una hoja P&P
si así lo desea. Con PLS-CADD, las láminas P&P (de vistas en Planta y en Perfil) ya no son el
resultado de un proceso de dibujo adicional, al final de la fase de ingeniería del proyecto. Ellas
muestran, de manera interactiva, el estado actual de la línea. Debido a que PLS-CADD
actualiza automáticamente sus láminas P&P a medida que Ud. diseña, encontrará que puede
ahorrar del 90 al 100 por ciento de sus costos tradicionales de dibujo.
Fig. 5.1-3 Diversas Vistas de la Línea de Demostración
La imagen de la Fig. 5.1-3 fue obtenida al maximizar todas las vistas listadas al pie de la Fig.
5.1-2 y usando el comando Window/ Tile (Ventana/ Mosaico). Se realizó alguna rotación y
acercamiento adicionales a la ventana 3-D (3D), como se describe en la Sección 5.4.4. Ud.
notará que, a medida que mueve el cursor del mouse en cualquiera de las vistas, una esfera
roja aparece simultáneamente en todas ellas, siguiendo el punto del terreno más cercano. La
información sobre ese punto es mostrada en la barra de estado inferior. Se puede mostrar
información similar en la pantalla de Terrain Info (Información del Terreno), la cual Ud. abre
con el comando Terrain/ Info (Terreno/ Información) o cuando hace click sobre un punto del
terreno.
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2009
MANUAL PLSCADD
Si Ud. estuviere construyendo un nuevo modelo de línea en vez de abriendo uno ya existente,
apretará el botón sobre File/ New (Archivo/ Nuevo) en vez de File/ Open (Archivo/ Abrir), y
seguirá los pasos descritos en la Sección 10. Pero no intente construir un modelo nuevo hasta
que este familiarizado con todo el material en las Secciones 5 a 9.
5.2
Preferencias
Fig. 5.2-1 Pantalla interactiva de Preferencias
Si presiona sobre File/ Preferences (Archivo/ Preferencias), será llevado a la pantalla interactiva
de Preferencias (Fig. 5.2-1), donde Ud. puede seleccionar lo siguiente:
Sistema de Unidades:
Aquí Ud. especifica cuál sistema de unidades usará. Con PLS-CADD, puede trabajar con las
unidades norteamericanas habituales; unidades SI (métricas), con fuerzas en Newton (N), o
unidades SI (métricas) con fuerzas en decaNewton (1 daN = 10 N). Puede cambiar unidades a
mitad del trabajo en un proyecto. Todos los archivos de datos en PLS-CADD poseen un
encabezado indicando las unidades de los datos que éstos contienen. PLS-CADD almacena
internamente todos los datos y ejecuta todos los cálculos en el sistema de unidades SI.
Siempre que PLS-CADD lee o llena un archivo de datos, identifica las unidades del archivo y
realiza las conversiones de unidades apropiadas. Los ejemplos que proveemos con el
programa fueron creados con unidades norteamericanas. Sin embargo, Ud. puede ver estos
ejemplos en unidades SI mediante el cambio en la preferencia de unidades.
Flechar con:
En la pantalla interactiva de Sección Modify (Modificar Sección), descrita
en la Sección 10.3.2, Ud. verá que se puede realizar el enflechamiento,
sea al especificar una Constante de Catenaria o una Componente
Horizontal de Tracción a una temperatura dada. La preferencia “Sag
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
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With” (Flechar Con) deja que Ud. especifique cual de los dos métodos es
permitido en la pantalla de Sección Modify (Modificar Sección).
Estaciones
Mostradas:
Como se describe en la Sección 6.11, las estaciones pueden ser
descritas como Estaciones Verdaderas, por ejemplo como estaciones
medidas desde el inicio de la alineación, ó como Estaciones de Ecuación,
o sea las estaciones renumeradas arbitrariamente, desde cualquier punto
a lo largo de la alineación. La preferencia "Estación Mostrada" le deja
seleccionar cual estación es mostrada en la vista Profile (Perfil) o en la
parte del perfil de las vistas Sheets (Láminas)
Fuente de Informes: Fuente a ser utilizada en todas las ventanas de informes
Fuente de tablas:
Fuente a ser usada en todas las tablas de ingreso de datos
Fuente de Gráficos: Fuente a ser usada en todas las vistas de Plan, Profile, 3-D y Sheets.
Fuente de Vistas:
Fuente a ser usada en vistas estructurales individuales, abiertas por los
Programas de Estructuras (TOWER, PLS-POLE, etc.). Solamente se
aplica a estructuras de Método 4 (ver Sección 8.3.4)
Ver color de fondo:
El color de fondo de todas las vistas puede ser seleccionado en la
paleta de colores, la cual se muestra cuando presiona este botón
Siguiendo en la pantalla interactiva de Preferencias de la Fig. 5.2-1, el usuario puede
especificar los directorios y archivos por defecto para nuevos proyectos, en la columna de
Default for New Projects (Por defecto para Nuevos Proyectos) de la tabla al pie de la
pantalla. Estos son los directorios y archivos que serán usados después de elegir el comando
File/ New (Archivo/ Nuevo).
Directorio de Aplicación:
Directorio en donde está instalado el programa PLS-CADD
Directorio Temporal:
Directorio en el cual se escriben todos los archivos temporales:
Nota Importante: el Directorio Temporal debe ser especificado
en su computadora local, incluso si se encuentra trabajando con
archivos en red. Esto evitará la pérdida de tiempo al acceder a la
red y la posibilidad de colisiones con otros que tratan de acceder
al mismo directorio
Directorio de Proyecto:
Directorio en el cual residen su modelo de línea y algunos de sus
archivos asociados
Directorio de Estructuras:
Directorio inicial por defecto para la pantalla interactiva de Open
Structure File (Abrir Archivo de estructuras) (ver Apéndice F)
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Directorio de Cables:
Biblioteca de
Partes/ Montajes:
Directorio inicial por defecto para la pantalla interactiva de Open
Cable File (Abrir Archivos de Cables) (ver Sección 9.2) o
pantalla interactiva Edit Concentrated Load File (Editar Archivo
de Cargas Concentradas) (ver Sección N.5)
Nombre del archivo de Listas de Materiales (lista maestra de
partes, la cual incluye números de pieza, precios, etc. para todos
los componentes estructurales a ser potencialmente utilizados en
la línea) El archivo de lista de materiales es aquel operado bajo
los menús de Structures/ Material (Estructura/ Material) (ver
Sección 8.5)
Esquema/ Personalización..: Nombre del archivo de personalización, el cual controla el texto
de sus diversos menús, pantallas interactivas, etc. (ver Apéndice
O)
Finalmente, Ud. puede especificar los directorios por defecto y el archivo de materiales para el
proyecto actual. Los directorios por defecto de estructuras y cables, así como el archivo de
materiales son usualmente los mismos que aquellos seleccionados para nuevos proyectos,
pero no es necesario que así sea. Están especificados en la columna de Setting for Project
(Configuración para Proyecto). Note que esta columna está disponible solamente cuando Ud.
ha cargado un proyecto.
Cuando Ud. le de OK a la pantalla interactiva de Preferencias, toda la configuración de
preferencias, excepto aquellos en la columna de Setting for Project (Configuración para
Proyecto), son grabados automáticamente en un archivo llamado PLS_CADD.INI, el cual se
encuentra
en
su
directorio
de
WINDOWS
o
en
C:\Users\<user
name>\Appdata\Roaming\PLS\pls_cadd.ini, si Ud. está usando WINDOWS VISTA. El nombre
del archivo puede variar, basado en la instalación de WINDOWS. Estas preferencias
permanecen válidas hasta ser cambiadas. Las preferencias en la columna de Setting for Project
son grabadas junto con la información del proyecto.
5.3
Guardando, Haciendo copias de Seguridad (Backup) o
Moviendo un Modelo
Un modelo de línea (o proyecto) está compuesto de terreno, estructuras, cables, criterios de
diseño así como de parámetros para la creación de informes y láminas P&P (vistas en Planta y
Perfil). También puede incluir mapas y fotografías.
Algunos de los datos del modelo están incluidos en archivos especializados, con estrictas
convenciones de nombramiento. Por ejemplo, si el nombre de un modelo es Project, los
archivos nombrados Project.xyz, Project.fea, Project.brk, Project.num, Project.cri, Project.don,
Project.pps, Project.dbc, y Project.str incluyen información relacionada a las coordenadas de
puntos del terreno, códigos de características del terreno, líneas de quiebre del terreno,
alineación, criterios de diseño, referenciamiento de estructuras y tendido de cables, formatos de
láminas P&P (vistas en Planta y Perfil), base de datos de partes y lista de estructuras
disponibles, respectivamente. El apéndice K describe estos archivos con mayor detalle.
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Cuando seleccione File/ Save (Archivo/ Guardar) después de construir o modificar un modelo,
está almacenando la versión actual de todos los archivos Project.*.
Además de los datos específicos del proyecto, almacenados en los archivos Project.*, un
modelo hace referencia a los archivos en las Bibliotecas de estructuras, cables y partes. Estas
Bibliotecas, las cuales son generalmente compartidas por varios proyectos, no son afectadas
por File/ Save (Archivo/ Grabar). Puesto que los archivos del Project.* hacen referencia a
archivos en las Bibliotecas, por lo tanto el modelo es incompleto sin los archivos de Library
(Biblioteca) relevantes.
5.3.1 Haciendo una Copia de Seguridad (Backup) de un Modelo
Cuando selecciona File/ Save (Archivo/ Guardar), está almacenando el modelo que reside
actualmente en la memoria, a los archivos designados Project.*. File/ Save no tiene efecto
alguno sobre el contenido de las Bibliotecas, a las cuales hace referencia el modelo. Los
archivos en Libraries (Bibliotecas) solamente se almacenan cuando el usuario los edita.
Ocasionalmente Ud puede querer guardar en un archivo único, como Project.bak, el modelo
(por tanto, todos los archivos Project.*) así como los archivos de Bibliotecas relevantes de
estructuras, cables y piezas. Por tanto, Project.bak es un registro completo de la información
disponible al momento en que se elabora una copia de seguridad (backup) del modelo.
Project.bak es creado con File/ Backup (Archivo/ Copia de Seguridad). Puede ser restaurado
en la misma o en otra computadora con File/ Restore Backup (Archivo/ Restaurar Backup).
Project.bak incluye no solamente archivos sino la estructura completa de los directorios de
éstos. La Sección K.3 incluye información adicional en relación al comando backup. La mejor
forma de archivar o transferir un proyecto PLS-CADD de una computadora a otra es mediante
el uso de los comandos File/ Backup y File/ Restore Backup.
Cuando Ud. utiliza File/ Restore Backup, se le da la oportunidad de cambiar el nombre de los
directorios en los cuales guarda los diversos archivos. Note que, cuando lleva a cabo una
restauración, si elige escribir una nueva biblioteca de componentes sobre una similar ya
existente, puede corromper todos los modelos ya existentes que se refieren a esa base de
datos. La función de Restore Backup es una función de disco solamente, la cual no abre el
modelo restaurado de manera automática.
Le recomendamos firmemente que cree un archivo de seguridad (Backup) de su proyecto,
cuando éste sea verificado en forma significativa o terminado.
Cuando solicite ayuda técnica de Power Line Systems en relación a un modelo específico, Ud.
DEBE enviarnos un archivo de seguridad (backup) de ese modelo.
5.3.2 Moviendo un Modelo y sus Bibliotecas Asociadas sin utilizar Copia de Seguridad
“Backup"
Como se ha mencionado previamente, un único modelo PLS-CADD (el proyecto completo) es
almacenado en archivos Project.*, los cuales incluyen indicadores a otros archivos de
Biblioteca. Para mover el proyecto completo y sus archivos de Biblioteca asociados, de una
computadora a otra, o incluso a un directorio diferente en la misma computadora, Ud. puede
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PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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utilizar los comandos File/Backup y File/ Restore Backup como se describen en la Sección
5.3.1.
Sin embargo, existe una manera alternativa más simple para mover uno o más de uno de los
proyectos PLS-CADD y sus Libraries (Bibliotecas) asociadas, con el WINDOWS EXPLORER
siempre que (Y ESTO ES ESENCIAL) todos los archivos compartan un directorio base en
común y hayan sido almacenados en la Versión 4.80 o más reciente. Por ejemplo, supongamos
que sus archivos de su único proyecto (Project.*) o que todos los archivos de varios de sus
proyectos (por ejemplo Project1.*, Project2.*, etc.) son almacenados en un drive de red, como
el directorio F:\engr\pls\pls_cadd o uno de sus subdirectorios y que todos los archivos de la
Biblioteca, a los cuales se refieren estos proyectos están incluidos en el directorio
F:\engr\pls\libraries o en uno de sus subdirectorios. El directorio F:\engr\pls, el cual es la más
extensa línea de datos común a todo los archivos del Project*.* y todos los archivos asociados
de Biblioteca, es llamado el directorio base común. Ahora suponga que desee mover todos sus
proyectos PLS-CADD y sus archivos de Biblioteca asociados a su drive local, para trabajar en
ellos en el directorio C:\models. Todo lo que necesita hacer es simplemente copiar (usando el
WINDOWS EXPLORER) el contenido completo del directorio de base común F:\engr\pls a su
directorio C:\models. Luego Ud. puede ejecutar cualquier modelo PLS-CADD en el directorio
C:\models, y sus indicadores al archivo necesario de Library (Biblioteca) serán
automáticamente cambiados a sus nuevas ubicaciones en el directorio C:\models.
Si los archivos no comparten un directorio base común, por ejemplo, si un modelo PLS-CADD
se encuentra en F:\engr\pls\pls_cadd pero los archivos asociados de estructuras, cables y
partes están almacenados en un drive de red diferente, como G:\components, entonces el
procedimiento de más arriba, el cual mueve, en forma global un modelo y sus archivos
asociados, no puede ser usado.
Para resumir, si los modelos PLS-CADD y todos sus archivos asociados de Library (Biblioteca)
comparten un directorio base común, éstos pueden ser movidos libremente siempre que las
posiciones relativas de los mismos no cambien cuando sean movidos a un nuevo directorio o
drive.
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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5.4
Funciones de Visualización
PLS-CADD posee una capacidad gráfica extremadamente potente. Ud. puede observar una
línea en su totalidad (aunque sea de una longitud de cientos de kilómetros), o puede acercar la
vista hasta un único aislador en posición balanceada.
5.4.1 Ventanas y barras de Herramientas
Como se muestra en la Fig. 5.1-3, varias vistas del modelo pueden ser mostradas
simultáneamente. Estas vistas son mostradas en las ventanas de Profile, Plan, 3-D, y Sheets,
las cuales pueden ser abiertas selectivamente con los comandos Windows/ New Window/
...(Ventanas/ Nueva Ventana…). Las ventanas pueden ser vistas en mosaico, movidas,
dimensionadas o cerradas, siguiendo las convenciones estandard de WINDOWS. Cuando
varias ventanas son abiertas al mismo tiempo, la ventana activa, o sea aquella en la cual las
diversas funciones son aplicadas, es indicada por un encabezado azul. Como se dará cuenta,
algunos comandos gráficos funcionan en todas las ventanas mientras que otros lo hacen sólo
en vistas específicas.
Debajo de la barra de menú, notará una línea de barras de herramientas. Éstas pueden ser
activadas o desactivadas con View/ Toolbars (Ver/ Barras de Herramientas). La Fig. 5.4-1
muestra la mayoría de las barras de herramientas disponibles. Mostradas de izquierda a
derecha, se encuentran la Barra de Herramientas Estandard con 6 botones; la Barra de
Herramientas 3D con 12 botones; la Barra de Herramientas de Alineación, con 4 botones; la
Barra de Herramientas de Estructuras, con 5 botones; la Barra de Herramientas de Secciones,
con 4 botones, y la Barra de Herramientas de Aplicaciones que permite al usuario iniciar la
ejecución de nuestros programas opcionales de estructuras de transmisión. La Barra de
Herramientas de Anotaciones no es mostrada. Al posicionar momentáneamente el cursor del
mouse sobre un icono de la barra de herramientas, se mostrará un pequeño rótulo descriptivo.
Al colocar el cursor sobre un ítem del menú o icono de la barra de herramientas mostrará una
ayuda relacionada en la barra de estado.
5.4.2 Comandos Gráficos Disponibles en Todas las Vistas
La vista en cualquier ventana puede ser modificada mediante el uso de los siguientes
comandos. Estos están disponibles bajo el menú de View (Ver) y/o al presionar la tecla de
función apropiada, y/o al accionar los botones apropiados en la barra de herramientas 3D. A no
ser que prefiera usar teclas de función, le recomendamos el uso de botones. Los comandos
gráficos solamente afectan a la ventana activa actual. También posee la opción de navegar a
través de las diferentes vistas geométricas utilizando un dispositivo 3-D Connexion de ingreso
de datos (Mouse 3D) tal como el SpaceNavigator (R).
Nota importante: Cuando Ud. seleccione un modo particular de gráficos u otra función de
ingeniería, generalmente permanecerá en ese modo o función (por ejemplo, la función de zoom
rectangular), hasta que seleccione otra función o presione el botón derecho del mouse. A
menudo, el cursor del mouse cambiará para hacerle notar en qué modo o función se encuentra
Ud. trabajando. También habrá alguna información en la barra de estado de abajo, en relación
a lo que el usuario debe hacer. Recuerde que la forma más rápida de salir de un modo o
función es presionar el botón derecho del mouse.
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MANUAL PLSCADD
Acercando o Alejando la Imagen
In
Out
Ventana
Haga click sobre el botón + en la barra de herramientas o presione la tecla "+"
en el teclado
Haga click sobre el botón - en la barra de herramientas o presione la tecla "-" en
el teclado
Seleccione View/ Zoom Rect (Ver/ Zoom Rectangular) y arrastre una ventana
sobre la parte de la vista que desee acercar. Esto se hace al colocar el cursor
del mouse sobre el lugar que desee en la esquina superior izquierda de la
ventana, y arrastrando el cursor hasta la esquina inferior derecha. El ícono de
una lupa le recordará que se encuentra en modo zoom. Para salir de ese modo,
o de cualquier otro modo de visualización, presione el botón derecho del mouse.
El botón de Zoom In (Acercar) de la barra de herramientas es un atajo al
comando View/ Zoom Rect.
Paneo
Presione las teclas de flecha Left, Right, Up o Down (Izquierda, Derecha, Arriba o Abajo) en
el teclado o haga click sobre las flechas de las barras de desplazamiento de las ventanas.
Restaurando la Vista Original
Para restaurar la vista original, seleccione View/ Initial (Ver/ Inicial) del menú principal o haga
click sobre el botón Init (Inicial).
Restaurando la Vista Previa
Para redibujar la vista previa, seleccionar View/ Previous (Ver/ Previa).
Misceláneos
View/ Display Options/ Line Width (Ver/ Opciones de Presentación/ Ancho de Línea) del
menú prinicipal le permite cambiar el espesor de todas las líneas al especificar el número de
pixeles usado en su representación. Al presionar el botón de View Background Color (Ver
Color de Fondo) en la pantalla interactiva de Preferencias de la Fig. 5.2-1, le permite elegir el
color de fondo para todas las ventanas de gráficos. View/ Redraw (Ver/ Redibujar) actualiza la
vista cuando los elementos borrados están todavía en pantalla.
Imprimiendo, Guardando o Exportando Vistas en la Ventana de Gráficos
Use el comando File/Print (Archivo/Imprimir) del menú principal para imprimir la vista en la
ventana activa. También puede utilizar la vista previa de File/ Print para visualizar las páginas
individuales antes de que sean impresas. Use el comando File/ Export DXF para exportar la
vista en el formato DXF.
Cuando verifica una estructura de Método 4, el programa de estructuras (TOWER o PLSPOLE), el cual lleva a cabo en forma automática esta verificación (ver Sección 11.1.3.4) puede
abrir una nueva ventana que muestre la geometría deformada de la estructura y los usos
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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porcentuales asociados de la resistencia de sus componentes. Ud. puede almacenar la vista en
esta ventana como un archivo ".plt", al presionar Save as (Guardar como) en el menú, que
aparece cuando presiona el botón derecho del mouse sobre cualquier lugar en la ventana (no
utilice el comando File/ Save (Archivo/ Guardar) del menú principal para este propósito,
puesto que almacenará el proyecto completo en vez de la vista de los gráficos). Una vista
individual de la estructura en un archivo ".plt" puede ser leída por cualquiera de nuestros
programas, usando el comando Window/ New View (Ventana/ Nueva Vista). A diferencia de
las vistas de geometría deformada de la estructura, las vistas de Profile, Plan, 3-D o Sheets
no pueden ser almacenadas como archivos ".plt".
Midiendo Distancias Entre Puntos
En las vistas Plan (En Planta), Profile (Perfil) y P&P sheets (Láminas en Planta y Perfil) Ud
puede medir la distancia entre dos puntos cualesquiera en la pantalla, con el comando View/
Distance Between Points (Ver/ Distancia entre Puntos). Ud. hace click sobre el primer
punto, luego arrastra el mouse (goma elástica), al segundo punto. La distancia y sus
proyecciones son mostradas en la barra de estado al pie de la pantalla. El comando View/
Distance Between Points también trabaja con vistas 3D, siempre que la latitud y longitud de
su línea de visión sean múltiplos de 90 grados.
5.4.3 Comandos Gráficos Sólo Disponibles en Vistas de Perfil
Cambiando la Relación de Aspecto de la Vista de Perfil
El usuario puede cambiar la relación de escalas verticales a las horizontales en una vista de
perfil, al cambiar el Station Scale Factor (Factor de Escala de la Estación) y Elevation Scale
Factor (Factor de Escala de la Elevación) en el menú de View/ Scales, Rotations, Panning/
Profile View Aspect Ratio (Ver/ Escalas, Rotaciones, Paneo/ Relación de Aspecto de
Vista de Perfil). Los valores por defecto de 1 y 10 dan una relación de aspecto de 10. Valores
de 1 y 20 le darán una relación de aspecto de 20.
5.4.4 Comandos Gráficos Sólo Disponibles en Vistas 3D
Cuando Ud. está en una vista 3D, puede ver
toda la línea o cualquier porción de ella y
acercarse a cualquier componente desde
cualquier posición ventajosa. Debe definir,
en primer lugar, una línea de visión (ver Fig.
5.4-1) y luego elegir sus rotaciones de
longitud y latitud.
Z
Y
Origen de la Línea de Visión
LAT.
El origen de su línea de visión, el cual debe
ser un punto existente del terreno, se
determina como sigue. En primer lugar elija
el botón de View Rotation Origin (Ver
Origen de Rotación) en la barra de
herramientas. Ud observará un círculo rojo
saltar al punto de terreno más cercano a
O
LONGIT.
Fig. 5.4-1 Línea de Visión
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X
MANUAL PLSCADD
medida que mueve el mouse en la vista 3D. Una vez que el círculo rojo se encuentre sobre el
punto que Ud. desea seleccionar como el origen de su rotación, presione el botón izquierdo del
mouse. El punto elegido permanecerá como el origen de rotación, hasta que sea cambiado
mediante un nuevo procedimiento de selección del origen de rotación.
Rotaciones de Longitud y Latitud
El cambio de latitud o longitud de su línea de visión se realiza al presionar los botones de Lat+,
Lat-, Long+ y Long- en la barra de herramientas, presionando las teclas de Pg Up, Pg Dn,
End y Home, o ingresando los valores deseados en la pantalla interactiva de 3-D Controls
(Controles 3D), abierta al presionar el botón de Set Rotations and Scales (Ajustar
Rotaciones y Escalas), o usando el comando View/ Scales, Rotations, Panning/ Set
Rotations and Scales (Ver/ Escalas, Rotaciones y Paneos/ Ajustar Rotaciones y Escalas).
La cantidad de cambio efectuado con cada click de los botones de Lat. o Long. es definido en
el campo de Rotation Increment (Incremento de Rotación) de la pantalla de 3-D Controls
(Controles 3D).
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Eliminando Parte de la Línea de la Vista
Cuando está en cualquier vista o en una vista 3D no rotada, Ud. puede ocultar cualquier parte
de la línea que esté fuera de un “área de corte". Para definir tal tipo de área, presione el botón
de View clip (Ver corte) y arrastre el área de corte sobre la región que desee conservar. Haga
click sobre View/ Initial (Vista/ Inicial) para traer de vuelta a la vista al modelo completo.
5.4.5 Opciones Misceláneas de Visualización
Existe una gran cantidad de opciones para exhibir diferentes ítems gráficos o de texto en las
diversas vistas. La mejor forma para que Ud. aprenda los efectos de estas opciones es
experimentar con ellas. La mayor parte de las opciones de visualización están disponibles bajo
los menús de View/ Display Options/ .. (Ver/ Opciones de Visualización/...) y se explican por
sí mismas. A continuación siguen algunos comentarios en relación a las opciones de
visualización menos obvias.
View/ Markers/ Clear markers (Ver/ Marcadores/ Eliminar marcadores) permite eliminar los
marcadores rojos temporales que sirven para identificar los triángulos TIN, seleccionados para
crear puntos en el terreno en posiciones X e Y dadas (Sección 6.4.5) o para mostrar las
posiciones de las distancias más cortas entre cables o entre cables y estructuras, como sean
determinadas por los comandos de distancias libres (holguras) (Secciones 11.2.3.2 y 11.2.3.3).
View/ Display Options/ Structure numbers (Ver/ Opciones de Visualización/ Números de
Estructura) le permiten que muestre como Structure Number (Número de Estructura), sea el
True structure number (Número de Estructura Verdadero) (enteros consecutivos, comenzando
con 1 en el origen de la línea), o el texto contenido en cualquiera de los treinta y dos campos de
comentarios de la pantalla interactiva Structures/ Modify (Estructuras/ Modificar).
View/ Display Options/ Profile View Structure Labels (Ver/ Opciones de Visualización/
Etiquetas de Estructuras en Vistas de Perfil), o un menú similar para vistas en planta o de
láminas, abre
la
pantalla
interactiva de la Fig. 5.4-2, en
donde Ud. puede seleccionar
qué información será mostrada
sobre cada estructura.
La
selección
de
Structure
comments (Comentarios de
Estructuras) permite mostrar u
ocultar selctivamente cualquiera
de los 32 campos de comentario
de
la
pantalla interactiva
Structure/ Modify (Estructura/
Modificar),
asimismo
disponibles en la Structures
Staking
Table
(Tabla
de
Marcación de Estructuras). Los
campos de comentarios pueden
ser usados para notas de
construcción,
etiquetas
de
estructuras, o cualquier otro propósito.
Fig. 5.4-2 Etiquetas de Vistas de Perfil
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View/ Display Options/ Text Size, Line width, Styles ..(Ver/ Opciones de Visualización/
Tamaño de Texto, Espesor de Trazo, Estilos...) es utilizado si Ud. desea controlar las
características del texto y trazo (primordialmente en las láminas de vistas en Planta y Perfil,
P&P), o exportar dibujos de láminas P&P a un sistema CAD, en formato DXF. La Fig. 5.4-3
muestra algunas de las opciones que posee. Puede asignar espesor del trazo, color, estilo y
capas de CAD en los cuales diversos ítems (líneas del suelo, catenarias, estructuras, etc.)
aparecerán en los sistemas CAD.
Fig. 5.4-3 Controlando Estilos de Escritura, Colores y Espesores, etc.
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View/ Display Options/ Text Position, Orientation and Background (Ver/ Opciones de
Visualización/ Posición, Orientación y Fondo del Texto) le proporciona a Ud. un menú de
varias opciones en relación a la forma de impresión de textos, en diversas vistas. Se selecciona
un fondo opaco del texto para resaltarlo sobre una fotografía o mapa digital oscuro.
View/ Display Options/ Show cable attachment points (Ver/ Opciones de Visualización/
Mostrar puntos de fijación de cables) es utilizado para mostrar cada punto de fijación de
cables, como un cuadrado sólido, si se asume que ese punto sea fijo (como un punto sin salida
al final de una sección de tensión) o como un círculo abierto, si se asume que sea un punto de
suspensión o un punto al extremo de un aislador de poste flexible (como un punto en ambos
lados, de los cuales se asume que las tracciones de los cables son iguales.
Cuando View/ Display Options/ Show structure – section check bitmaps (Ver/ Opciones
de Visualización/ Mostrar Estructura – Bitmaps de revisiones de sección es activada, Ud.
verá letras G en verde (Bueno), o N en rojo (Malo), al lado de estructuras y cables. Una “G” al
lado de una estructura indica que su resistencia y el balanceo de su aislador están OK para la
actual posición y criterio de diseño. Una “N” indica que existe una violación de reglas. De forma
similar, una ”G” o “N” al lado de un cable indica que el conductor o cable a tierra en la
correspondiente sección de tensión cumple o no con los criterios de diseño del cable. Cuando
se activa la verificación del bitmap, la verificación de la estructura y secciones es realizada de
forma dinámica, o sea es llevado a cabo continuamente durante los ciclos de reposo del
cálculo, y no interfierere con ninguna cosa que estuviere haciendo. Actualmente, la verificación
dinámica es aplicada solamente a estructuras de Método 1, Método 2 y Método 3 (ver
Sección 8.3 para las definiciones de los Métodos 1, 2 y 3) por razones de desempeño.
Se selecciona el comando View/ Display Options/ Profile View Inset Structure Display (Ver/
Opciones de Visualización/ Vistas de Perfil Insertadas en Vista de Estructura) si Ud.
desea ver los contornos de sus modelos de estructuras en todas las vistas de Perfil, como se
muestra en la Fig. 5.1-2. Estos contornos pueden ser vistos solamente si su geometría ha sido
descrita en el archivo de estructuras: éste es siempre el caso para estructuras del Método 4.
5.4.6 Opciones de Visualización para Secciones de Línea y Tensión
Los colores, número de fases, caso de clima, dirección del viento y condición del cable (inicial,
después de la fluencia o después del alargamiento permanente debido a cargas pesadas), que
son usados para mostrar la línea en cualquier vista, dependen de combinaciones de
parámetros elegidos en tres pantallas interactivas. La panatalla de diálogo de Line Display
Options (Opciones de Visualización de Líneas) (Fig. 5.4-4) es abierta con los comandos
Sections/ Display Options (Secciones/ Opciones de Visualización) o con Lines/Edit/Info
(Líneas/Editar/Información). La pantalla interactiva Section/ Modify (Sección/ Modificar) (Fig.
5.4-5) es abierta con dicho comando, Una tabla de todas las Secciones incluídas en su modelo
y sus condiciones de visualización está también disponible para editar bajo el comando
Sections/Table (Secciones/Tabla). Esto permite la edición de los datos de visualización de la
sección, para muchas secciones al mismo tiempo.
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MANUAL PLSCADD
5.4.6.1
Colores para Líneas, Secciones de Tracción, Estructuras y Aisladores
Los colores usados para mostrar los cables, estructuras y aisladores dependen de la selección
del usuario, en la pantalla interactiva Line Display Options (Opciones de Visualización de
Líneas) (ver Fig. 5.4-4).
Las líneas utilizadas para representar los cables pueden ser continuas, a trazos o punteadas,
Los cables pueden ser representados por curvas catenarias (el equilibrio matemático exacto) o
por parábolas aproximadas. Ud. solamente debe usar las parábolas en los raros casos en
donde compara diseños nuevos con antiguos diseños manuales basados en parábolas.
En todas las vistas, las estructuras metálicas son mostradas en gris y las de madera en marrón,
si Ud. elige Color and texture PLS-POLE and TOWER (Color y Textura PLS-POLE y TOWER).
De otra manera, las estructuras son mostradas en el color seleccionado al presionar el botón
de Structures Color (Color de Estructuras). Todos los aisladores son mostrados en el color
elegido al presionar el botón de Insulators Color (Color de Aisladores).
Si elije Draw all sections … (Dibujar todas las secciones ...) en la parte de Section Colors
(Colores de Sección) del diálogo, todos los cables en la línea completa serán mostrados con
el color elegido por Ud., al hacer click sobre el botón de Sections Color (Colores de
Secciones). De otra forma (como si selecciona Draw each section … (Dibujar cada
Sección...)), los cables de cada sección de tensión serán mostrados con el color especificado
por el usuario en la parte de Display (Visualizar) (tercio inferior) de la pantalla de Section
Modify (Modificar Sección) mostrada en la Fig. 5.4-5, a la cual se llega con Sections/ Modify
(Secciones/ Modificar) o que es mostrada en las últimas columnas de la Section Table
(Tabla de Sección).
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Fig. 5.4-4 Opciones de Visualización de Líneas y de Secciones de Tracción
5.4.6.2
Fases Visualizadas
Si Ud. selecciona Draw all phases … (Dibujar todas las fases ...) en el área de Phases
Displayed (Fases Visualizadas) de la pantalla de Line Display Options (Opciones de
Visualización de Líneas), todas las fases (todos los cables del grupo – los grupos están
definidos en la Sección 8.2.1) serán mostradas. De otra forma, (como si selecciona Draw only
the phase … (Dibujar sólo la fase...)), será mostrada solamente una fase en cada sección de
tensión. La fase mostrada es aquella que se ha seleccionado en la parte inferior derecha de la
pantalla interactiva Section Modify (Modificar Sección) (la Fase 1 es seleccionada en la
pantalla de la Fig. 5.4-5). La opción de mostrar solamente una fase (usualmente la inferior) es
aplicable sólo en casos donde Ud. modela más de un cable por grupo. A veces es usada
cuando se imprimen láminas P&P (de vistas en Planta y Perfil) o para disminuir el desorden.
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MANUAL PLSCADD
5.4.6.3
Casos de Clima, Condición de los Cables y Dirección del Viento
Si Ud. selecciona Draw all sections for
weather case below ...(Dibujar todas las
secciones para el caso de clima más
abajo...) en el área de Display Weather
Case (Mostrar Caso de Clima) de la
pantalla de Line DisplayOptions
(Opciones de Visualización de
Líneas), todos los cables serán
mostrados para la combinación de
Weather Case (Caso de Clima), Cable
Condition (Condiciones de los Cables) y
Wind Direction (Dirección del Viento), la
cual elige a partir de listas de opciones
disponibles. Un viento desde la
izquierda es un viento que sopla hacia
la dirección de desvío positivo de la
línea. Un viento desde
ambas
direcciones
mostrará,
en
forma
simultánea, las posiciones de los
cables, con el viento soplando desde la
izquierda así como desde la derecha.
Esto puede ser usado cuando se
observa a la línea desde arriba (latitud de Fig. 5.4-5 Pantalla Interactiva de Modificar Sección
la línea de visión = 90 grados) en una
ventana 3D para ver la envolvente de los desplazamientos de los cables. La opción de mostrar
todas las secciones para el mismo caso de clima puede ser utilizada si desea observar a toda
la línea bajo condiciones extremas de viento, frío o condiciones diarias, donde todos los cables
están aproximadamente a la misma temperatura y están sujetos a las mismas condiciones de
viento y hielo.
Si Ud.selecciona Display each Sección as selected in Sección/ Modif… (Visualizar cada
Sección como fue seleccionada en Sección/ Modif...), entonces todos los cables (o el único
cable designado por su número de Phase (Fase)) de cada sección de tensión individual será
mostrado para la condición especificada por el usuario, para la sección de tensión en particular,
en el área de Display (Visualizar) al pie de la pantalla de Sección Modify (Modilficar
Sección) (ver Fig. 5.4-5). Los cables son mostrados para la dirección del viento, la cual Ud.
especifica en el campo Wind from (Viento desde), en la parte inferior derecha de la pantalla. Si
Ud. no elige Show selected weather case (Mostrar caso de clima seleccionado) en el área de
Display (Mostrar) de la pantalla de Sección Modify (Modificar Sección), tendrá acceso a los
campos de la constante de Catenary (Catenaria) y Swing angle (Ángulo de balanceo) (éstos
están sombreados en la Fig. 5.4-5). Luego, todos los cables en la sección de tensión serán
mostrados, para la combinación de constante de Catenaria y Ángulo de balanceo elegida por
Ud. De otra forma, si selecciona Show selected weather case (Mostrar caso de clima
seleccionado), será capaz de elegir la combinación de Weather Case and Cable Condition
(Casos de Clima y Condiciones de los Cables) disponibles, según las cuales deben mostrarse
los cables en esta sección. La opción de mostrar cada sección de tensión, para su propio caso
de clima, puede ser usada para visualizar la posición relativa de dos cables; por ejemplo, un
PLS-CADD – Version 9.23 © Power Line Systems, Inc. 2009
37
conductor muy caliente sobre uno de distribución más económico no tan caliente, o un
conductor cubierto de hielo sobre uno sin hielo. Por ejemplo, cuando se dibujan láminas P&P
(de vistas en Planta y Perfil), Ud. puede ver los conductores a la máxima temperatura operativa
de diseño, mientras los cables de tierra son mostrados simultáneamente para una condición
fría. Para mostrar un conductor a muy alta temperatura, necesitará crear un caso de clima
ficticio, el cual contenga esa alta temperatura, como se supone que la temperatura del cable es
la del caso del clima del ambiente (a no ser que se encuentre en un modo de clasificación
dinámico). También puede mostrar sus cables a cualquier temperatura sin crear un caso de
clima, simplemente tecleando la temperatura en el menú desplegable WC (Casos de Climas).
Por ejemplo, si quiere mostrar el conductor a 212ºF, entonces necesita teclear 212 en el menú
desplegable WC.
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MANUAL PLSCADD
5.4.6.4
Líneas Múltiples
Con
PLS-CADD,
generalmente el usuario
trabaja sólo con una línea
ubicada a su perfil del
suelo. Si Ud. utiliza el
comando Lines/ Edit
(Líneas/ Editar), será
llevado a la pantalla
interactiva
de
Line
(Línea) de la Fig. 5.4-6.
En la parte superior de
esta
pantalla
se
encuentra resaltado el
nombre del modelo de
línea (el cual selecciona
en el campo de Name
(Nombre) en la parte
superior de la pantalla de
Fig. 5.4-6 Pantalla interactiva de Línea
Line Display Options
(Opciones de Visualización de Líneas) de la Fig. 5.4-4) así como alguna información
resumida sobre el costo de todas las estructuras, si tal información existiere en la tabla de
Available Structures (Estructuras Disponibles) (ver Sección 14.3), número de estructuras,
etc. Realmente no hay necesidad de ir a la pantalla interactiva de Line (Línea) a no ser que
desee trabajar con diseños de líneas múltiples en el mismo perfil.
PLS-CADD – Version 9.23 © Power Line Systems, Inc. 2009
39
Existen
algunas
situaciones (ver Fig.
5.4-7) en donde Ud.
construirá modelos de
líneas
diferentes
sobre
la
misma
alineación.
Por
ejemplo, utilizando la
técnica
de
optimización descrita
en la Sección 14,
puede
obtener
diseños
completos,
que compiten entre sí,
hechos de postes de
madera,
acero
o
concreto en el mismo
perfil: O Ud puede
comparar el diseño de
una
línea
de
distribución antes y
Fig. 5.4-7 Dos Diseños de Línea sobre el Mismo Perfil
después de agregarle
nuevos cables de comunicación, como parte de un estudio de utilización de nudos. En estos
casos, Ud, puede querer superponer estos diseños para su comparación. Cada diseño
individual es descrito internamente por el tipo y localización de sus estructuras y cables, así
como por las condiciones de enflechamiento de los cables. Esta información, para cada diseño
individual, es guardada en un archivo que tiene la extensión .don. Por ejemplo, si Ud. presiona
el botón de Copy (Copiar) al pie de la Fig. 5.4-6, creará una segunda línea, inicialmente
idéntica a la primera, sobre la misma alineación. Puede modificar esta segunda línea y
observarla sobre el mismo perfil que la primera, como se muestra en la Fig. 5.4-7. Si Ud. tiene
más de una línea sobre una alineación, puede elegir aquella con la cual desea trabajar (la línea
activa) con el botón Select (Elegir) y mostrar u ocultar cualquiera de las líneas. Las
operaciones de Structures and Sections (Estructuras y Secciones) solamente se aplican a
la línea activa en ese momento. Ud. puede borrar cualquier línea elegida con el botón de
Delete (Borrar).
Varios diseños de líneas, por ejemplo, variaciones de la línea actualmente almacenada en el
archivo Project.don, pueden ser guardadas bajo diferentes nombres, como Project1.don,
Project2.don, etc. con el comando Lines/ Save Don File (Líneas / Guardar Archivo Don).
Todos serán mostrados en la pantalla interactiva de Línea de la Fig. 5.4-6.
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MANUAL PLSCADD
5.4.6.5
Efecto del Angulo de la Línea sobre las Flechas
Sin tener acceso al
real modelado 3D de
líneas, como aquel
proveído por PLSCADD, las flechas
han
sido
tradicionalmente
calculadas utilizando,
para la longitud del
tramo, la distancia
entre los centros de
las estructuras. Sin
embargo,
la
diferencia entre las
longitudes de tramos
entre fases en los
diferentes lados de
una
estructura
ubicada en un ángulo
de la línea, puede
llevar a diferencias
visibles
en
las
flechas. Por ejemplo,
los
cables
de
aterramiento (o los
Fig. 5.4-8 Vista en Planta y Perfil de Demostración de Estructura Nº6
conductores)
a
cualquiera de los lados de la Estructura No. 6 de la línea Demo poseen flechas claramente
diferentes (Fig. 5.4-8), aunque están instalados bajo la misma tensión.
5.4.7 Opciones de Visualización del Terreno
Existen muchas opciones que afectan la visualización de algunas características del terreno.
Sólo algunas de estas opciones serán discutidas aquí. Estas opciones están incluidas en los
menús de Terrain/ Survey Data Display Options, Terrain/ Clearance Line (Terreno/
Opciones de Visualización de Datos Topográficos, Terreno/ Línea de Holguras) y
Terrain/ Side Profiles (Terreno/ Perfiles Laterales). Por ejemplo, líneas verticales en cada
punto del terreno (líneas verticales en la vista de Profile (Perfil) en el cuarto inferior derecho de
la Fig. 5.4-9) pueden ser mostradas u ocultadas al marcar o no el comando Display ground
point lines (Mostrar líneas de puntos en tierra). Los perfiles laterales y las líneas de holguras a
tierra necesarias pueden ser mostradas u ocultadas selectivamente. Éstas son mostradas en la
vista de Perfil el el cuarto inferior derecho de la Fig. 5.4-9.
En una vista 3-D (3D) , el terreno puede ser mostrado por: 1) puntos que representan el
relevamiento del terreno (parte inferior izquierda de la Fig. 5.4-9), 2) triángulos TIN,
representando una superficie sobre los puntos del terreno (parte derecha superior de la Fig.
5.4-9), 3) líneas de contorno determinadas de forma automática (parte izquierda superior de la
Fig. 5.4-9), 4) representación en colores, mostrando elevaciones, superficies ocultas e
incidencia de la luz (no mostrada), o 5) envolventes fotograficas (como se muestran en la tapa
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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de este manual). Las opciones de visualización de 2) a 5) son seleccionadas en la pantalla
interactiva TIN Display Options (Opciones de Visualización TIN) marcando: Unrendered
triangle outlines (Contornos de triángulos en blanco) para 2), ingresando Contour line interval
(lntervalo de líneas de contorno) de 5 ft (pies) para 3), seleccionando Render triangle, color by
elevation, intensity by incidence (Representar triángulo, colorear según elevación, intensidad de
acuerdo a la incidencia) para 4) y seleccionando Render triangle, color from bitmap, intensity
from bitmap (Representar triángulo, colorear a partir del bitmap, intensidad conforme al bitmap)
para 5). Debe notar que en la Fig 5.4-9 las tres vistas 3-D han sido abiertas simultáneamente y
que el mismo punto del terreno es rastreado en todas las cuatro vistas.
Fig. 5.4-9 Opciones de Visualización de Terreno para Línea de Demostración
5.4.8 Vistas de Secciones Transversales
Al elegir View/ Scales, Rotations, Panning/ Cross Sección (Ver/ Escalas, Rotaciones,
Paneos/ Sección Transversal) o presionando la tecla C, el usuario puede generar una vista
de la sección transversal (perpendicular o en ángulo al eje de la alineación) de todos los ítems
en el modelo de línea, localizados dentro de una cierta distancia de la estación de referencia de
la vista de la sección transversal. Para la línea Demo y las selecciones en la Fig. 5.4-10, puede
generar la vista de la sección transversal mostrada en la Fig. 5.4-11.
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MANUAL PLSCADD
Fig. 5.4-10 Parámetros para Vista de Sección Transversal de la Fig. 5.4-11
Fig 5.4-11 Vista de la Sección Transversal en la Estructura Nº5
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5.4.9 Exportando a Google Earth™
Ud. puede visualizar su modelo PLS-CADD en Google Earth para aprovechar el popular
entorno gráfico de ese programa. Esto es descrito en detalle en la siguiente nota técnica:
http://www.powline.com/products/ge_tips.html
La Fig. 5.4-12 muestra dos líneas paralelas PLS-CADD exportadas a Google Earth.
Fig. 5.4-12 PLS-CADD Exportado a Google Earth
Además, el usuario puede exportar muchos informes a Google Earth, presionando el botón
derecho del mouse, dentro del reporte, y después seleccionando KML export y eligiendo el
informe en cuestión. Posteriormente se le pedirá almacenar el archivo. Después de nombrar al
archivo y seleccionar Save (Guardar), el programa le solicitará elegir si le gustaría ver el
informe en el visor del sistema KML por defecto, el cual puede ser configurado a Google Earth.
Esto iniciará automáticamente el Google Earth Viewer y mostrará el informe seleccionado en
particular.
5.4.10 Líneas y Textos Adicionales
Además de lo que Ud. puede observar en las diversas vistas de PLS-CADD, las cuales son
derivadas del propio modelo 3D y de sus adjuntos, Ud. puede agregar algunos gráficos y
anotaciones a cualquier vista. Esto es descrito en la Sección 13.3. Un ejemplo de líneas y
anotaciones adicionales puede ver en el bloque de la parte inferior izquierda de la Fig. 13.4-1
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MANUAL PLSCADD
5.5
Línea de Torres Reticuladas
Fig. 5.5-1 Vistas de Perfil, Láminas y 3D de la Línea WPLFULL
La Fig. 5.5-1 muestra las vistas de Profile, 3-D y Sheets (Perfil, 3D y Láminas) de una línea
de torres reticuladas, que Ud. puede cargar, de su CD de distribución de PLS-CADD, como
archivo Wplfullm.xyz. Esta línea de transmisión, originalmente construida en los años 30, ha
tenido sus conductores recientemente cambiados y reacondicionados para alcanzar casi el
doble de su capacidad de carga actual (Kluge et. al., 1994). Incluye a 112 torres de acero
reticuladas, todas modeladas con el programa TOWER.
Si desea verificar una torre en particular a lo largo del perfil, simplemente elija Structures/
Check (Estructuras/ Verificar), haga click sobre la torre, y observe aparecer el mensaje
Strength Percent Usage en la pantalla interactiva de Structure check (Verificación de
Estructura). Haga click sobre el botón de Report (Informe) de la pantalla de Structure check
para obtener información más detallada. Si selecciona Long (Extenso) recibirá un completo
informe del análisis de TOWER. Si elige Geometry (Geometría), encontrará una ventana de
geometría deformada de la torre, la cual Ud. puede manipular para obtener una gran cantidad
de información gráfica (por ejemplo, una vista como aquella en la lámina izquierda de la Fig.
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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45
5.5-2). Sin embargo, para manipular la ventana de geometría deformada e interpretar los
resultados dentro de la misma, debe estar familiarizado con el programa TOWER.
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MANUAL PLSCADD
Fig. 5.5-2 Verificación Interactiva de Torre
Por ejemplo, al hacer click sobre la segunda torre de la línea WPLFULLM en la lámina derecha
de la Fig. 5.5-2, tenemos una imagen del uso porcentual de cada mienbro de la torre, para cada
caso de cargas en la lámina izquierda.
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6.
TERRENO
Un modelo 3D de terreno, de tipo GIS (Geographic Information System – Sistema de
Información Geográfica) ha sido adoptado en PLS-CADD, debido a su flexibilidad y
compatibilidad con los modernos equipos topográficos electrónicos y técnicas de levantamiento
de mapas. Los datos del terreno son normalmente recolectados de manera electrónica
(estación total, fotogrametría, lidar, etc.) y son posteriormente descargados en archivos ASCII
del terreno. En PLS-CADD, un modelo de terreno normalmente incluye información sobre la
posición y tipo de una gran cantidad de puntos en o sobre el terreno. Los puntos sobre el
terreno serán referidos como puntos “obstáculo”. Existen dos maneras de describir un punto
“obstáculo”. Ud. puede: 1) describir el ostáculo por medio de su altitud sobre un punto del suelo
y por las coordenadas de ese punto en el suelo, o 2) localizar la cúspide del obstáculo
directamente con sus propias coordenadas. Con la primera opción (Opción de Obstáculo 1), se
conocen los lugares de la cúspide del obstáculo así como el del punto en el suelo debajo del
mismo. Con la segunda opción (Opción de Obstáculo 2), solamente la posición de la cúspide
del obstáculo es conocida.
6.1
General – Uso de Códigos de Características
Antes de generar un archivo del
terreno, se deben decidir entre
amplias categorías de terreno o
puntos de obstáculos, los cuales
poseen requerimientos únicos.
Éstos incluyen holguras de
código mínimas, a ser cumplidas
encima o a los lados de los
puntos, así como los símbolos a
ser usados para mostrar estos
puntos en la pantalla o en los
dibujos finales. Las holguras de
código dependen del voltaje de
Fig. 6.1-1 Voltajes de los Cables Usados en el Proyecto
ciertos conductores en particular.
Un código de cartacterísticas separado debe ser creado para cada categoría de puntos del
terreno o de obstáculos. Estos códigos de características deben ser definidos en el archivo de
códigos de características del proyecto antes de que puedan ser utilizados en un archivo de
terreno. Los archivos de códigos de características usan la extensión .fea
Aunque los archivos de códigos de características son archivos ASCII, recomendamos que
sean creados/editados con el comando Terrain/ Feature Code Data/ Edit (Terreno/ Datos de
Códigos de Características/ Editar) o cargados desde tablas de códigos de características ya
existentes con el comando Terrain/ Feature Code Data/ Load FEA File (Terreno/ Datos de
Códigos de Características/ Cargar archivo FEA). Por ejemplo, después de cargar el
proyecto demo.xyz, haga click sobre Terrain/ Feature Code Data/ Edit. En primer lugar, será
llevado a la pantalla interactiva de Required Clearance Voltages (Voltajes de Holgura
Requeridos) (Fig. 6.1-1), en donde puede elegir los voltajes (un máximo de veinte), para los
cuales Ud. será capaz de asignar las holguras requeridas, por arriba y a los lados de cualquier
punto del suelo u obstáculo. Cuando salga del diálogo Required Clearance Voltages, será
llevado a la pantalla interactiva Feature Code Data Edit (Editar Datos de Códigos de
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2009
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MANUAL PLSCADD
Características) (Fig. 6.1-2). En la parte superior de la pantalla de diálógo, necesitará elegir
una de las dos opciones de violaciones de holgura: esto se explica con mayor detalle en la
Sección 6.1.1. Entonces, para cada código de característica, debe ingresar: 1) el número del
código de característica, 2) la descripción del código de característica, 3) un símbolo para
representar puntos en las vistas de perfil, 4) un símbolo para representar puntos en las vistas
en planta, 5) en el caso de que un punto que posea el código de característica sea un ostáculo,
descrito por su elevación sobre el nivel del suelo, sea para dibujar una línea entre ese punto y
el suelo (marque "Yes” (sí) bajo la Línea From Feature Top to Bottom (Desde la
Característica de Arriba a Abajo)), 6) en caso de que un punto que sea un obstáculo aéreo
posea un código de característica, debajo del cual se permitan pasar sus cables, sea para
verificar holguras verticales por encima o por debajo de ese punto, como se describe más
extensamente en la Sección 6.1.1 (marque "Yes" bajo Aerial Obstacle (Obstáculo Aéreo), 7)
sea el punto que posea el código de característica un punto del suelo que será usado para
dibujar un perfil del suelo o para crear un modelo TIN (en cuyo caso Ud debe marcar "Yes" bajo
Point is on Ground (El Punto se Encuentra en el Suelo), o un punto que debe ser
sobrepasado cuando se dibuja el perfil del suelo o se crea el modelo TIN (por ejemplo, la
cúspide de un obstáculo), 8) holguras verticales mínimas requeridas por encima (y por debajo,
en el caso de puntos aéreos) para puntos que poseen el código de característica, y las
holguras horizontales mínimas a los lados de estos puntos para los voltajes seleccionados en la
anterior pantalla de diálogo (ver Sección 6.1-1. Para más detalles en relación a cómo esta
información es usada), y 9) ya sea para mostrar en vistas de perfil o en planta, cualquiera de
las nueve etiquetas opcionales (ver la casilla de selección Feature code labeling
(Etiquetamiento de Códigos de Características) de la Fig. C-1, la cual se abre cuando hace
click sobre las columnas "Profile Label" (Etiqueta del Perfil) y "Plan Label" (Etiqueta de la
Planta) de la Tabla en la Fig. 6.1-2). La última columna de la ventana Feature Code Data Edit
(Editar Datos de Códigos de Características) muestra el número de puntos activos
levantados, en su modelo, que poseen el código de características especificado. Nota: Use la
tecla de Tabulación o las Flechas para desplazarse en la tabla de códigos de características.
Fig. 6.1-2 Tabla de Códigos de Características
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49
Cuando haga click sobre las columnas de Profile or Plan Symbol (Símbolos de Perfil o en
Planta), puede elegir de una lista de símbolos predefinidos, o puede crear los suyos propios.
La elección de los números y descripciones de los códigos de características depende
exclusivamente del usuario. Terrain/ Feature Code Data/ Feature Code for Ground
Clearance and Interpolated TIN Points (Terreno/ Datos de Códigos de Características/
Códigos de Características para Holguras del Suelo y Puntos TIN Interpolados) le
permiten designar: 1) un código de características por defecto para suelo que alcance la altura
sobre éste, a la cual es trazada una línea de holgura, como está definido en Terrain/
Clearance Line (Terreno/ Línea de Holgura), y 2) un código de características por defecto
para puntos interpolados a partir de TIN, como se define en Terrain/ TIN/ Interpolated Points
(Terreno/ TIN/ Puntos Interpolados).
Un usuario generalmente mantiene uno o más archivos maestros de códigos de características
(como Master.fea), los cuales son vueltos a utilizar en diferentes proyectos. Cuando se
comienza un nuevo proyecto, el archivo Master.fea puede ser cargado usando el comando
Terrain/ Feature Code Data/ Load FEA File (Terreno/ Datos de Códigos de
Características/ Cargar Archivo FEA). Después de salir del programa PLS-CADD y grabarlo,
el archivo de códigos de características Project.fea será creado.
6.1.1 Verificación de las Holguras Requeridas
Los códigos de características y las correspondientes holguras requeridas permiten que PLSCADD identifique de manera automática las violaciones de holguras entre cables y puntos
levantados, para cualquier número de combinaciones de condiciones de clima y cables
(definidas bajo el comando Criteria/ Survey Point Clearances (Criterios/ Holguras de los
Puntos Levantados). Al realizar sus revisiones, PLS-CADD toma en cuenta el voltaje de los
cables y las holguras requeridas en las columnas de Required Vertical Clearance (Holgura
Vertical Requerida) (RV) y de Required Horizontal Clearance (Holgura Horizontal Requerida)
(RH) de la pantalla interactiva Feature Code Data Edit (Editar Datos de Códigos de
Características). La verificación depende de que RH sea un valor distinto de cero (o no en
blanco).
COK
Si RH es distinto de cero,
PLS-CADD considera una
zona de holgura rectangular
prohibida (A-B-C-D) alrededor
de cada punto levantado P,
como se ilustra en la parte
superior izquierda de la Fig.
6.1-3. A-B-C-D está en el
plano vertical que pasa por P,
y es perpendicular a la
alineación en ese punto. Si el
punto es un obstáculo aéreo,
el
borde
inferior
del
rectángulo (C-D) está ubicado
a una distancia RV por debajo
del punto levantado: de otra
forma se encuentra en el
50
A
CNG
RV
COK
E
COK
P
C??
RVB
CNG
RH = 0 OR UNDEFINED
C
D
RH
F
C??
C??
RV
P
RVB
COK
COK
B
G
RH
COK
H
P = SURVEY POINT
COK = CABLE POSITION WITHOUT ANY CLEARANCE PROBLEM
CNG = CABLE POSITION WITH CLEARANCE VIOLATION
C?? = CABLE POSITION WITH POSSIBLE CLEARANCE PROBLEM
DEPENDING ON HORIZONTAL DISTANCE TO P
RH = REQUIRED HORIZONTAL CLEARANCE
RV = REQUIRED VERTICAL CLEARANCE ABOVE POINT
RVB = REQUIRED VERTICAL CLEARANCE BELOW POINT
RVB = HEIGHT OF P ABOVE GROUND, OR EQUAL TO RV FOR AERIAL OBSTACLE
CROSS SECTION VIEW THROUGH POINT P PERPENDICULAR TO ALIGNMENT
Fig. 6.1-3– Verificando
Holguras
de Puntos
Levantados
PLS-CADD
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suelo. Cualquier cable que pase a través del plano de A-B-C-D dentro del rectángulo es
reportado como una violación de holgura (con texto rojo en los informes y marcadores rojos en
las diversas vistas). Cuando RH es distinto de cero, Ud. normalmente selecciona “Not a
violation“(No es una violación) de la parte superior de la pantalla interactiva de Feature Code
Data Edit (Editar Datos de Códigos de Características) de la Fig. 6.1-2: esto se hace para el
tratamiento de puntos que poseen insuficiente holgura vertical, pero adecuada holgura
horizontal.
Si RH es cero (o en blanco), el ancho de la zona rectangular A-B-C-D ya no está definida.
Ahora, la zona es una banda horizontal limitada por una línea superior (E-F) y por una línea
inferior (G-H), como se muestra en la parte superior derecha de la Fig. 6.1-3. Cualquier cable
que atraviesa la banda es reportado como una potencial violación de holgura (con texto azul en
los reportes, y marcadores azules en las diversas vistas). Una vez que han llamado su atención
hacia la potencial violación, necesitará observar la situación con mayor detalle para determinar
si se trata o no de una violación real. Si RH es cero (o en blanco), normalmente selecciona
“Questionable violation ..” (Violación cuestionable...) al tope de la pantalla interactiva de
Feature Code Data Edit (Editar Datos de Códigos de Características) de la Fig. 6.1-2.
La verificación de las holguras se hace a través de los comandos Terrain/ Clearance (Terreno/
Holgura) o Lines/ Reports/ Survey Point Clearances (Líneas/ Informes/ Hoguras en
Puntos de Levantamiento).
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51
6.2
Modelo de Terreno XYZ
PLS-CADD utiliza dos modelos de
terreno. El modelo XYZ incluye puntos
descritos en sus coordenadas globales
X,Y, y Z. El modelo PFL incluye puntos
descritos por su Estación (distancia
acumulativa desde un punto de referencia
arbitrario a lo largo de la línea central de la
línea de transmisión), Desplazamiento
(distancia lateral desde la línea central) y
elevación Z. El modelo PFL es descrito en
la Sección 6.6. PLS-CADD puede crear
un modelo PFL a partir del ingreso de
datos en formato XYZ, y una alineación
definida o un modelo XYZ a partir del
ingreso de datos en formato PFL. La Fig.
6.2-1 muestra un punto típico del suelo “P”
y la cúspide de un obstáculo "O" en un
modelo XYZ.
Z
Y
O
h
X
P
Z
Y
X
O = OBSTACLE POINT ABOVE GROUND
P = GROUND POINT
Fig. 6.2-1 Modelo de Terreno XYZ
Los datos para un punto del suelo en el modelo XYZ incluyen el código de características, una
etiqueta o descripción opcional del punto, las coordenadas globales X, Y, Z, y una altura de
obstáculo igual a cero (h = 0).
Para un obstáculo descrito por su altura sobre un punto del suelo (Opción de Obstáculo 1), los
datos incluyen el código de características del obstáculo, la etiqueta o descripción opcionales
del mismo, las coordenadas globales X, Y, Z del punto en el suelo directamente debajo del
mismo, y la altura de la cúspide del obstáculo sobre el suelo. Cuando utilice esta opción,
asegúrese de marcar "Yes” (Sí) en la columna Point is on Ground (El Punto se encuentra en
el Suelo) de la tabla de códigos de características en la Fig 6.1-2.
Para un obstáculo descrito por sus propias coordenadas (Opción de Obstáculo 2), los datos
incluyen el código de características, su descripción o etiqueta opcionales, las coordenadas
globales X, Y, Z de la cúspide del obstáculo, y una altura del obstáculo igual a cero. Cuando
use esta opción, asegúrese de marcar "No" en la columna de Point is on Ground (El Punto se
encuentra en el Suelo), de otra forma podría ver la línea central del suelo o algunos perfiles
laterales pasar a través de la cima de sus obstáculos en una vista de perfil.
También se encuentran incluidas, para cada punto del terreno o de obstáculo, notas
topográficas opcionales, a ser mostradas en las vistas de perfil o en planta. Los datos para el
modelo XYZ se encuentran en un archivo ASCII, con un registro para cada punto. El archivo
debe poseer la extensión ".xyz" para ser reconocido en relación a un modelo XYZ. Los detalles
de los registros y campos de un archivo XYZ son descritos en el Apéndice D.
Un archivo XYZ puede ser preparado y editado con un editor o procesador de texto, de acuerdo
con el formato descrito en el Apéndice D. También puede ser editado con el comando Terrain/
Edit/ Edit XYZ (Terreno/ Editar/ Editar XYZ), asimismo descrito en el Apéndice D, o mejor
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MANUAL PLSCADD
aún, puede ser creado al descargar los datos del levantamiento desde un instrumento
automático. Existen muchas herramientas y técnicas disponibles en PLS-CADD para la
importación y el filtrado de datos XYZ de puntos del terreno. Vea las Secciones D.3 y D.4 en el
Apéndice D en busca de deatalles. Con estas herramientas y técnicas, el usuario puede
procesar un gran número de puntos del terreno.
6.2.1 Selección de Sistemas de Coordenadas XYZ
Ud. debe leer la siguiente nota técnica para ver como designar el sistema de coordenadas
usado
en
su
proyecto,
para
su
compatibilidad
con
otros
softwares:
http://www.powline.com/products/coordsys.pdf
6.3
Alineación
La alineación (o alineaciones) de un
proyecto necesita ser definida antes
Y
de realizar cualquier tarea de
ALIGNMENT CORNER
ingeniería. En la vista en planta, las
alineaciones consisten en segmentos
de línea recta entre los puntos PI
(Puntos de Inflexión). Si Ud comienza
con un modelo de terreno XYZ, las
alineaciones son definidas en la vista
en planta, al seleccionar los puntos PI
(esquinas de la alineación en la Fig.
6.3-1). Esto no es necesario cuando
SURVEYED POINTS
se utiliza un modelo de terreno PFL,
DISPLAY WIDTH
puesto que la alineación está implícita
X
(sin embargo, el modelo PFL está
limitado a una sola alineación). Todas
Fig. 6.3-1 Definiendo Alineación
las funciones necesarias para crear o
editar una alineación se encuentran disponibles bajo el menú Terrain/ Alignment (Terreno/
Alineación) o haciendo click sobre los botones apropiados en la barra de herramientas.
En esta Sección ilustraremos numerosos conceptos, usando un simple modelo de terreno XYZ
de 13 puntos, llamado GRID. Este ejemplo tiene la forma de una pirámide simétrica, como se
muestra en la parte derecha de la Fig. 6.3-2. Se encuentra en el archivo Grid.xyz, incluído
como uno de los ejemplos de PLS-CADD. Los Puntos 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8 y 9 se encuentran en la
base de la pirámide y poseen una elevación de 100 pies. El Punto 5 está en la cúspide, con
una elevación de 300 pies. Los Puntos 10, 11, 12, y 13 están a una elevación de 200 pies.
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53
6.3.1 Definiendo o Editando Alineaciones en Terrenos sin Líneas Existentes
Las funciones de alineación operan de manera algo diferente, dependiendo de si ya existe o no
una línea sobre el terreno. En esta sección, mostramos como crear una alineación, o varias
alineaciones incluyendo ramales y curvas cerradas, cuando no existen líneas.
6.3.1.1
Definiendo o Editando una Única Alineación
Por ejemplo, cargue el modelo de terreno GRID. Debido a que no ha sido todavía definida
ninguna alineación sobre el terreno de GRID, la vista de perfil aún no está disponible. Por lo
tanto, la única ventana que incluye información útil es la de la vista en planta, la cual muestra
13 puntos. La información sobre el punto del terreno más cercano al cursor del mouse puede
ser vista en la barra de estado inferior.
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MANUAL PLSCADD
Nuestro objetivo es crear
una sola alineación, que se
inicia en el Punto 1, avanza
en línea recta hasta el
Punto 8 y termina en el
Punto 6. Eventualmente
generaremos un perfil de
línea central y cuatro
perfiles laterales, como se
muestra en
la
parte
izquierda de la Fig. 6.3-2. El
proceso mostrado más
abajo está deliberadamente
lleno de rodeos para ilustrar
los principales comandos
de edición de P.I.
Fig. 6.3-2 Alineación 1-8-6 en el Modelo de Terreno GRID
Fig. 6.3-3 Pantalla Interactiva de Agregar P.I.
Primero haga click sobre el botón de Add P.I. (Agregar P.I.) en la barra de herramientas
(aquella con el signo + rojo), para comenzar a crear una nueva alineación. Después presione
sobre los Puntos 1, 2, 5, y 6, hasta que vea la Alineación del GRID 1-2-5-6 de la Fig. 6.3-4.
Salga del modo Add P.I. presionando el botón derecho del mouse. Ahora Ud. tiene la vista en
planta del corredor entero, con cinco líneas azules siguiéndolo. El par exterior de líneas azules
muestra la Maximum offset for profile view (Máximo desvío para vista de perfil) y el par interior
muestra el Maximum offset for centerline ground profile (Máximo desvío de la línea central del
perfil del terreno). Ambos anchos son seleccionados en el menú de Terrain/ Terrain widths
(Terreno/ Anchos del Terreno) y se discuten en la Sección 6.3.2.
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55
Ud puede modificar su corredor,
mediante
el
movimiento,
inserción o eliminación de
puntos de la alineación. Por
ejemplo, presione el botón de
Move P.I. (Mover P.I.), haga
click y mantenga el botón del
mouse sobre el tercer punto de
la alineación (Punto 5) y
arrástrelo hasta el Punto 8.
Salga del modo Move P.I.,
presionando el botón derecho
del mouse. Ahora presione
sobre el botón Delete P.I.
(Eliminar P.I.) y haga click
sobre el Punto 2 para lograr la
alineación mostrada en la Fig.
6.3-5. Presione el botón derecho
del mouse para salir del modo
Delete P.I.
Fig. 6.3-4 Alineación GRID 1-2-5-6
Presione sobre el botón de Add
P.I. nuevamente. Note que esta
vez, el comando Add P.I. hace
aparecer la pantalla de diálogo
Add/ Insert P.I. (Agregar/
Insertar P.I.), mostrada en la Fig.
6.3-3. Esto es diferente de la vez
que presionamos sobre Add P.I.
por primera vez, debido a que la
existencia de una alineación, nos
provee con algunas opciones que
no teniamos anteriormente. Ud.
puede tratar de agregar o insertar
un punto PI con cada una de las
opciones, para observar el
comportamiento. Puede deshacer
la
adición/
inserción
al
seleccionar el comando Edit/
Fig. 6.3-5 Alineación GRID 1-8-5
Undo Terrain/ Alignment/ Add
P.I. (Editar/ Deshacer Terreno/ Alineación/ Agregar P.I.). Nuevamente presione el botón
derecho del mouse para salir del modo Insert P.I. (Insertar P.I.).
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Cuando termine de trabajar con el Ejemplo GRID, asegúrese de no grabarlo cuando salga del
programa PLS-CADD, porque volveremos a utilizar el terreno virgen (sin ninguna alineación)
con los ejemplos de la Sección 6.3.1.2.
Como alternativa a la definición manual de una alineación, usando las funciones de alineación
definidas más arriba, puede crear, de manera automática, una alineación, a través de puntos
que posean códigos de características específicas, con el comando Terrain/ Alignment/
Automatic Alignment (Terrreno/ Alineación/ Alineación Automática).
Ud. puede invertir la dirección de su alineación, o sea dar vuelta la correspondiente vista de
Profile (Perfil) de izquierda a derecha, con el comando Terrain/ Alignment/ Reverse
Alignment (Terreno/ Alineación/ Invertir Alineación).
Sea que este creando una alineación manualmente o haya generado una de manera
automática a través de una lista de puntos levantados topográficamente, Ud. posee la
capacidad de remover los PI con pequeños valores angulares, usando Terrain/ Alignment/
Delete Small Angle PI (Terreno/ Alineación/ Eliminar PI con Pequeño Ángulo). Ingrese el
máximo valor del ángulo y la máxima distancia permitida para mover una estructura.
6.3.1.2
Definiendo o Editando Alineaciones Adicionales
Una vez que haya definido al menos una alineación, Ud. puede crear: 1) otras alineaciones
independientes (sin conexión), 2) ramales de alineaciones, o 3) alineación en curvas cerradas.
Éstas son discutidas en los siguientes ejemplos. Cuando Ud. tiene alineaciones múltiples,
puede construir líneas sobre todas ellas. Estas líneas serán mostradas al mismo tiempo en las
vistas 3D. Las estructuras en las uniones de varias líneas serán cargadas por todos los cables
adosados a las mismas. Además, las holguras pueden ser medidas entre todos los cables, sin
importar sobre cuál alineación se encuentran. Para crear una alineación inedependiente,
ramales o curvas cerradas, haga click sobre el botón de New Alignment (Nueva Alineación) o
use el comando Terrain/ Alignment/ New Alignment (Terreno/ Alineación/ Nueva
Alineación) para que lo lleve a la pantalla interactiva de New Alignment de la Fig. 6.3-6.
Fig. 6.3-6 Pantalla de Nuevas Alineaciones
Alineación Independiente:
Por ejemplo, cargue nuevamente el modelo de terreno GRID; asegúrese que sea el modelo
original del terreno, sin ninguna alineación en él. Primeramente cree la alineación 1-2-5-9
siguiendo el procedimiento descrito en la Sección 6.3.1.1. Esa alineación será mostrada en la
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ventana de vista en Planta (ver derecha de la Fig. 6.3-7). Luego haga click sobre el botón de
New Alignment (Nueva Alineación) y seleccione Independent (Independiente) y Add to End of
Profile (Agregar al Final del Perfil) en la pantalla interactiva de New Alignment. Posteriormente
cree la alineación 4-12-8 siguiendo el procedimiento descrito en la Sección 6.3.1.1. Esto dará
como resultado la vista a la derecha de la Fig. 6.3-7.
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Una vez que haya sido definida
por lo menos una alineación, el
usuario puede abrir una ventana
de Perfil, con el comando
Windows/ New Window/ Profile
View
(Ventanas/
Ventana
Nueva/ Vista de Perfil). Puede
centrar los perfiles en esa vista
haciendo click sobre el botón Init
(Inicial)
en
la
barra
de
herramientas. Será capaz de ver
ambas ventanas, la de Profile
(Perfil) y la de Plan (en Planta)
como se muestra en la Fig. 6.3-7,
con Windows/ Tile Vertical
(Ventanas/ Mosaico Vertical).
Ud. notará que en la ventana de
Fig. 6.3-7 Segmentos Sin Conectar
Profile (Perfil) el perfil de la
alineación original (1-2-5-9) es mostrado en primer lugar. Después de un breve espacio, es
seguido por el perfil de la segunda alineación independiente (4-12-8). La longitud del intervalo
entre ambos perfiles es el Station Gap to Insert Between Alignments (Intervalo de Estación para
Insertar entre Alineaciones), seleccionado en la pantalla interactiva a la que se llega con el
comando Terrain/ Alignment/ Multiple Alignment Options (Terreno/ Alineación/ Opciones
de Alineaciones Múltiples).
Ramal Abierto:
Para
este
ejemplo, cargue
nuevamente el modelo de terreno
GRID (sin ninguna alineación en el
mismo). En primer lugar, cree la
alineación principal 1-2-5-13-9,
siguiendo
el
procedimiento
descrito en la Sección 6.3.1.1
(esta vez asegúrese de hacer click
sobre el Punto 13). Esa alineación
aparecerá como se muestra en la
ventana en Planta a la derecha de
la Fig. 6.3-8. Luego presione el
botón de New Alignment (Nueva
Alineación) y seleccione Branch
(Ramal) y Add to End of Profile
(Agregar al Final del Perfil) en la
pantalla interactiva de New
Alignment.
Haciendo
click
consecutivamente
sobre
los
puntos 5 y 8 se creará el ramal adicional 5-8.
Fig. 6.3-8 Ramal Abierto
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2009
59
Después de que Ud. abra una ventana de Profile (Perfil), notará que el perfil para el ramal
adicional continúa, después del intervalo especificado, a la alineación original, porque ha
seleccionado Add to End of Profile (Agregar al Final del Perfil) en la pantalla interactiva New
Alignment (Nueva Alineación).
Curva Cerrada:
Continúe ahora con el ejemplo del
ramal abierto; presione sobre el
botón de Add P.I. (Agregar P.I.),
seleccione Insert After (Insertar
Después) en la pantalla de diálogo
Add/ Insert P.I (Agregar/ Insertar
P.I.), haga click secuencialmente
sobre los Puntos 8 y 13, y OK fijando
el P.I. existente al Punto 13. Ud. Ha
cerrado efectivamente el ramal y ha
creado una curva cerrada a partir del
mismo. Esto se muestra en la Fig.
6.3-9.
Notará que la ventana de perfil en la
Fig. 6.3-9 es idéntica a aquella en la
Fig. 6.3-8, excepto que ha agregado
un segmento de línea recta 8-13 al Fig. 6.3-9 Creando una Curva Cerrada a partir del Ramal
de la Fig. 6.3-8
perfil del ramal. En realidad, el perfil
continúa en una línea recta más allá
del Punto 13. Los perfiles son siempre extendidos por alguna distancia más allá del útimo punto
de la alineación, si exisen puntos del terreno en esa región.
Sin embargo, por razones a ser explicadas más adelante en esta Sección, la creación de una
curva cerrada, al cerrar un ramal abierto al final del perfil debe ser evitada, puesto que puede
causar algunos problemas con el tendido. En vez de eso, la curva cerrada completa debe ser
creada, desde su punto de partida, sobre una alineación existente, al punto de reconexión,
utilizando el procedimiento descrito en el siguiente ejemplo.
Cargue nuevamente el modelo de terreno GRID (asegurándose que no existe alineación sobre
el mismo). En primer lugar, cree la alineación principal 1-2-5-13-9 siguiendo el procedimiento
descrito en la Sección 6.3.1.1 (asegúrese también de hacer click sobre el Punto 13 esta vez).
Esa alineación aparecerá como se muestra en la ventana en Planta a la derecha de la Fig. 6.310. Luego presione sobre el botón de New Alignment y seleccione Branch (Ramal) e Insert
After Selected Structure or PI (Insertar Después de Estructura Seleccionada o PI) en la pantalla
interactiva de New Alignment. Al hacer click de manera consecutiva sobre los puntos 5, 8 y 13,
y dándole OK a la captura del PI existente sobre el Punto 13, será creada la curva cerrada 5-813. Esto se muestra en la Fig. 6.3-10.
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Si Ud. compara las ventanas en
Planta de las Figs. 6.3-9 y 6.3-10,
éstas son idénticas. Sin embargo,
las ventanas de Perfil son
bastante diferentes. En la Fig. 6.39, el perfil de la Curva Cerrada 58-13 es mostrado en su totalidad
después del intervalo que sigue al
perfil de la alineación principal. En
la Fig. 6.3-10, el perfil de la Curva
Cerrada 5-8-13, llevado sobre la
posición del perfil de la alineación
principal entre los Puntos 5 y 13, y
el perfil de la alineación principal
después del Punto 5 ha sido
movido hacia el final de la ventana
de Perfil. Esto se debe a una regla
imperativa que deberá obedecer
Fig. 6.3-10 Creando una Curva Cerrada Completa
para las curvas cerradas, debido a
la forma que serán tendidos los cables a las estructuras en la ventana de Perfil (el tendido es
discutido en la Sección 10.3).
La regla es: Cuando una curva cerrada se vuelve a unir con una alinación existente, en un P.I.
en particular, los perfiles de todas las rutas que llevan a ese P.I. deben ser mostrados antes de
continuar mostrando cualquier perfil más allá del P.I. (recuerde que las alineaciones son
direccionales; o sea, tienen estaciones que se incrementan en la dirección en la cual el usuario
las ha creado). Por ejemplo, en la Fig. 6.3-9, el perfil del Segmento 13-9 es mostrado antes del
perfil de la Curva Cerrada 5-8-13, lo cual es inaceptable y más adelante causará problemas con
el tendido. Sin embargo, en la Fig. 6.3-10, el perfil del Segmento 13-9 es mostrado al final de la
ventana de Perfil, siguiendo a todos los ramales que llevan al P.I. 13, lo cual es necesario para
evitar problemas futuros de tendido.
Ud. entenderá la necesidad de la regla una vez que haya aprendido que las estructuras son
ubicadas en la Ventana de Profile (Perfil) y entonces los cables son adosados (tendidos) a las
estructuras apropiadas en esa ventana de Perfil. Siempre se puede tender una sección de
tensión comenzando a partir de una estructura de extremo y luego se avanza progresivamente
hacia la derecha (no se puede avanzar hacia la izquierda) en la ventana de Perfil, en busca de
soportes intermedios, eventualmente terminando el tendido en otra estructura de extremo.
Cuando tiene una sola alineación, el perfil mostrado en la ventana de Perfil es aquel de la
alineación. Cuando tiene más de una alineación, los perfiles de todas las alineaciones creadas
son mostrados en la ventana de Perfil como el perfil de una única alineación virtual, la cual es
utilizada para el referenciamiento y tendido de estructuras. En la Fig. 6.3-7, la alineación virtual
es 1-2-5-9-intervalo-4-12-8 (la porción 9-4 no es real y está representada por un intervalo). En
la Fig. 6.3-8, la alineación virtual es 1-2-5-13-9-intervalo-5-8 (con un intervalo entre los puntos 9
y 5). En la Fig. 6.3-9, la alineación virtual es 1-2-5-13-9-intervalo-5-8-13. Finalmente, en la Fig.
6.3-10, la alineación virtual es 1-2-5-8-13-intervalo-5-13-9.
Para resumir lo que hemos aprendido sobre ramales y curvas cerradas, trataremos tres
ejemplos más, en la Fig. 6.3-11. Los cuadrados (o pares de cuadrados) en la figura representan
estructuras al final de secciones de tracción (los extremos) y los círculos abiertos representan
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61
estructuras intermedias (que no son extremos). Los números exhibidos (ignore los números
entre paréntesis por esta vez) son los números internos de la estructura, asignados
automáticamente por PLS-CADD en el orden en el cual las estructuras aparecen en la ventana
de Perfil, o sea en el perfil de la alineación virtual.
62
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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MANUAL PLSCADD
El dibujo en la parte
superior de la Fig. 6.3-11
representa una línea
principal
con
dos
derivaciones.
La
alineación de la línea
principal fue creada en
primer lugar (alineación
inicial), y después fueron
agregados dos ramales
abiertos (y mostrados al
final del perfil de la línea
principal),
como
fue
hecho en el ejemplo de la
Fig. 6.3-8.
12
11
1
2
3
4
INITIAL
ALIGNMENT
BRANCH OR
LOOP
2
1
DEAD END
9
10
3
8
7
6
5
PROFILES OF TWO OPEN BRANCHES ARE
DISPLAYED AT END OF MAIN PROFILE
(4)8
(5)9
4
5
( 6 ) 10 ( 7 ) 11
( 8 ) 12
6
( 9 ) 13 ( 10 ) 14
7
LOOP INSERTED AFTER STUCTURE # 3
NOT DEAD END
1
2
( ) STRUCTURE NUMBER
BEFORE STRUCTURES
(3)5
(4)6
(5)7
3
4
El dibujo del medio de la
ARE ADDED IN LOOP
Fig. 6.3-11 representa
LOOP INSERTED AFTER STRUCTURE # 2
una línea de doble
circuito, con los mismos
dispuestos
en
Fig. 6.3-11 Estructuras Ubicadas sobre Diversas Alineaciones
alineaciones separadas
sobre la Estructura Nº 3, y luego vueltas a unir en la Estructura Nº 12 (en lo siguiente usaremos
la notación Nº i para significar Estructura Nº i). Una alineación prinicipal fue creada en primer
lugar (siguiendo el ramal superior). En este ejemplo, diez estructuras (Nº 1, 2, 3, (4), (5), (6),
(7), (8), (9), y (10) ) fueron ubicadas en primer lugar sobre esa alineación principal, antes que
se agregue la curva cerrada inferior. Luego fue creada la alineación para la curva cerrada
inferior, como fue ilustrado en el ejemplo de la Fig. 6.3-10. Esta curva cerrada inferior fue
insertada automáticamente, antes que el ramal superior, en la alineación virtual. Por lo tanto, a
medida que se adicionaban estructuras a la curva cerrada inferior, su sistema de numeración
se inició con el número 4. Cada vez que una estructura fue agregada a esa curva cerrada
inferior, el número interno de las estructuras en el ramal superior y todas las estructuras hasta
el final de la línea fue incrementado en uno, de forma automática. Una vez que todas las cuatro
estructuras han sido ubicadas en la curva cerrada inferior, el esquema de numeración para
todas las estructuras en las secciones de tracción se tornan en aquellas mostradas sin
paréntesis en la figura. Entonces fue posible tender cada circuito en forma separada. Por
ejemplo, el circuito superior fue tendido desde el Nº 1, adjuntándose al Nº 2 y Nº 3, pasando
por encima del Nº 4 hasta el Nº 7, adjuntándose desde el Nº 8 al Nº 13, y fnalizando en el Nº
14. Note que la secuencia de las estructuras agregadas o sobrepasadas está completa y en
orden ascendente.
El dibujo al pie de la Fig. 6.3-11 representa una sección de tensión en una línea principal,
inicialmente definida a lo largo de la alineación siguiendo los números 1, 2, (3), (4) y (5). Una
sección de tensión de distribución que se inicia sobre una alineación diferente en algún lugar a
la izquierda del número (3) y se une a la línea principal como estando en construcción en el
número (3) necesita ser tendida. Si los circuitos de distribución terminaban en el número (3),
entonces podríamos simplemente crear un ramal abierto a la izquierda del número (3) y tender
una sección de tensión a lo largo de ese ramal, a través de estructuras que serían numeradas 6 y
7. Otra sección de tensión será tendida del número 3 al (5). Sin embargo, debido a que la
distribución no termina en el Nº (3), es necesario hacer que el ramal de distribución sea parte
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
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de una curva cerrada, que se inicia en algún lugar antes que el Nº (3). Hemos comenzado
arbitrariamente la curva cerrada en el Nº 2 y la hemos cerrado en el Nº (3). A medida que se
suman las dos estructuras de distribución Nº 3 y 4, las estructuras en la línea principal fueron
renumeradas 5 a 7, como se muestra. Luego la distribución puede ser tendida a partir del Nº 3,
uniéndose al Nº 4, 6 y 7, y finalizando en el último.
Opciones de Visualización de Alineaciones Múltiples:
El usuario tiene varias opciones para visualizar alineaciones múltiples, que pueden ser
seleccionadas en la pantalla interactiva de Multiple Alignment Options (Opciones de
Alineaciones Múltiples), a la que se llega con el comando Terrain/ Alignment/ Multiple
Alignment Options (Terreno/ Alineación/ Opciones de Alineaciones Múltiples).
6.3.2 Desvíos Máximos y Perfil de la Línea Central
Los valores para el Maximum Offset for Profile View (MOPV) (Máximo Desvío para Vista de
Perfil (MOPV)) y el Maximum Offset for Centerline Ground Profile (MOCGP) (Máximo desvío
para el Perfil de Suelo de la Línea Central (MOCGP)) son seleccionados con el comando
Terrain/ Terrain widths (Terreno/ Anchos del Terreno).
Todos los puntos en el suelo o de
obstáculos, dentro delMOPV
(medidos a partir de la línea
central) son mostrados con los
símbolos apropiados en las
diversas vistas de perfil, sea en la
pantalla o en una hoja de papel.
Los puntos que están fuera del
MOPV no son mostrados en las
vistasde
Perfil.
Además,
cualquier estructura o cable con
una desviación mayor que el
MOPV no será mostrado en la
vista de perfil. Una vez que Ud.
tenga una alineación definida en
PLAN VIEW OF THEORETICAL GROUND PROFILE LINE
GROUND
PROFILE
WIDTH
SMALL
PLAN VIEW OF SELECTED GROUND PROFILE LINE
LARGE
un modelo de terreno XYZ, Fig. 6.3-12 Definición del Perfil de Suelo de la Línea Central
puede crear
un
modelo
equivalente PFL, usando como comando File/ Save (Archivo/ Grabar) y especificando una
extensión .pfl que indica al programa que el modelo debe ser grabado como un archivo PFL. Si
Ud. crea un modelo PFL de esta manera, los puntos que no pueden ser proyectados sobre la
alineación se perderán. Estos puntos están ubicados fuera del ángulo formado por las dos
líneas perpendiculares a la alineación en un P.I. y a un lado de la alineación. Generalmente no
recomendamos que grabe un archivo XYZ con su alineación, como un archivo PFL.
La línea central se define en la vista en planta como el conjunto de los segmentos de recta que
conectan las esquinas de la alineación. El perfil de suelo de la línea central es teoricamente la
intersección de planos verticales que pasan a través de la línea central y el suelo. Sin embargo,
debido a que los datos del terreno están definidos solamente en puntos discretos dentro del
corredor de la línea, existe la necesidad de reglas para definir la forma de visualizar el perfil, en
64
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la pantalla y en los dibujos. La línea de perfil del suelo mostrada por PLS-CADD es una línea
que une todos los puntos del suelo dentro de un rango de desvío especificado de la línea
central. Ese desvío (MOCGP) es mostrado en la Fig. 6.3-12 para dos anchos. Los puntos se
unen en un orden ascendente de estaciones. Por ejemplo, si uno elige un MOCGP de 10 pies,
entonces la línea del perfil pasará a través de todos los puntos que están a menos de 10 pies
de la línea central. Si hubiere una pendiente lateral significativa (perpendicular a la línea), el
perfil de línea puede parecer aserrado cuando une puntos de elevaciones significativamente
diferentes, en lados alternados de la línea central. Si el perfil aserrado de la línea es objetable,
el usuario puede dibujar perfiles laterales separados, como se describe más adelante en esta
Sección. O mejor aún, puede generar una linea central interpolada y puntos de perfil laterales
adicionales, usando el modelo de terreno de Red Triangulada Irregular (TIN), como se describe
en la Sección 6.4.
Para ilustrar el efecto de seleccionar diversos valores de MOPV y MOCGP sobre la línea del
perfil correspondiente a la alineación en la Fig. 6.3-5, abra una vista de perfil con el comando
Window/ New Window/
Fig. 6.3-13 Pequeños Anchos de MOGCP y MOPV
Profile View (Ventana/ Nueva Ventana/ Vista de Perfil) y preséntelas a ambas ventanas en
mosaico, la de vista en planta y la de perfil usando Window/ Tile Vertical (Ventana/ Mosaico
Vertical). Su pantalla debe aparecer como la de la Fig. 6.3-13, para un MOPV de 50 pies y un
MOCGP de 10 pies (valores por defecto). El perfil a la izquierda de la Fig. 6.3-13 es para una
relación de aspecto de 10. La relación de aspecto de una vista de perfil activa puede ser
cambiada con el comando View/ Scales ../ Profile View Aspect Ratio (Ver/ Escalas.../
Relación de Aspecto de la Vista de Perfil). Note que este comando está disponible
solamente si la vista del Perfil es su ventana activa. Notará que el perfil es plano entre los
Puntos 1 y 8, porque no hay punto intermedio dentro del rango de desvío de MOPV entre estos
dos puntos. El perfil es obviamente incorrecto, pero es consistente con la escasez de puntos
del suelo en el modelo XYZ. También notará que los puntos cercanos (Puntos 10 y 12) no son
visibles en la vista del perfil, porque se encuentran fuera del MOPV.
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Para obtener las vistas de la Fig.
6.3-14, cambie el MOPV a 300
pies, y el MOCGP a 200 pies en
Terrain/
Terrain
Widths
(Terreno/ Anchos del Terreno).
La línea del perfil ya no es plana
entre los puntos 1 y 8 y algunos
puntos distantes (Puntos 4 y 5)
son ahora visibles. Sin embargo,
la línea del perfil está todavía
muy lejos de ser correcta. Como
se mostrará en la Sección 6.4, se
utilizará un modelo TIN para
producir el mejor perfil posible,
para los datos dados, como se
muestra en la parte izquierda de
la Fig. 6.3-2.
Fig. 6.3-14 Grandes Anchos de MOGCP y MOPV
6.3.3 Editando Alineación cuando existe una Línea en el Terreno
Si el modelo de una línea ya
existe, debe tener cuidado cuando
NEW POSITION FOR
STRUCTURE # 4
Inserta un punto de alineación
fuera de la línea central actual,
puesto que ya no tendrá una
estructura en ese punto de
#4
alineación y no tendrá las mismas
longitudes de luz entre los dos
#6
puntos de la alineación en
#3
#5
cualquiera de los lados de aquel
que ha insertado. Sin embargo,
TANGENT STRUCTURE
puede elegir cualquier estructura,
#1
moverla y determinar un punto de
alineación a partir de ella.
#2
AFTER STRUCTURE MOVE
También puede agregar un punto
de alineación al final de la línea.
BEFORE STRUCTURE MOVE
Sea que inserte un nuevo punto
de alineación o que cree un punto
Fig. 6.3-15 Moviendo un P.I.
de alineación a partir de una
estructura desplazada, la conectividad entre los cables y estructuras del diseño actual se
conservan, pero no las longitudes de luz. La conectividad solamente puede ser cambiada con
el comando Sections/ Modify (Secciones/ Modificar). Con el comando Move P.I. (Mover
P.I.), Ud. puede seleccionar una estructura existente y desplazarla a una nueva posición, que
se torna un nuevo punto de alineación. Por ejemplo, en la Fig. 6.3-15, la Estructura Nº 4 fue
elegida y desplazada a una nueva posición. La línea central, entre el inicio de la línea y la
Estructura Nº 2, y entre la Estructura Nº 5 y el final de la línea, no son afectadas por el
desplazamiento. Sin embargo, la línea central entre la Estructura Nº 2 y la Estructura Nº 5 es
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MANUAL PLSCADD
cambiada. La Estructura Nº 3 (una estructura tangente) sigue el desplazamiento de la
Estructura Nº 4, de tal forma que las distancias de la misma a los puntos de alineación en las
Estructuras Nº 2 y Nº 4 permanecen en la misma proporción antes y después de la movida.
Despues de mover una estructura, Ud. debe verificar su diseño, en una vista de perfil.
Con el comando Delete P.I. (Eliminar P.I.), se puede hacer click sobre una estructura en un
punto existente de la alineación y removerlo de la misma, o sea convertirlo en una estructura
tangente sobre una línea recta entre las esquinas previa y próxima de la lineación.
Por ejemplo, cargue la línea Demo al elegir el archivo Demo.xyz. Vea en mosaico las vistas de
planta y perfil como se muestra en la Fig. 6.3-16. Los cuadrados pequeños muestran en donde
están localizadas las estructuras existentes. Los cuadrados más grandes indican puntos de
alineación actuales. Ud. debe ser capaz de ver seis puntos de la cuadrícula en el cuadrante a la
derecha y arriba de la Estructura Nº 6. A cualquiera de estos seis puntos se pueden mover
rápidamente los existentes, para reubicar la línea en el cuadrante.
Si Ud. desea re-rutear la línea de manera que la alineación pase a través del punto FICT6
(punto superior derecho), elija Move P.I., haga click sobre la Estructura Nº 6 y arrástrela hasta
el punto del suelo FICT6 (Fig. 6.3-17) y luego suelte el botón del mouse. Debido a que el
terreno de demo.xyz no posee ningún punto dentro del MOCGP a lo largo del nuevo corredor
entre las estructuras Nº 3 y Nº 10, el perfil a lo largo del nuevo corredor está compuesto de
largos segmentos de recta.
Notará que el número de estructuras y luces se mantiene, entre la Estructura Nº 3 y la
Estructura Nº 10. Si usara File/ Save (Archivo/ Grabar) (no haga esto o necesitará volver a
instalar los ejemplos), el diseño de la línea Demo sería actualizado en tal forma que el terreno y
el diseño no sufren cambios antes de la Estructura Nº 3, pero el terreno y las luces entre las
estructuras Nº 3 y 10 serán nuevos. Recuerde: No grabe ninguno de los cambios que realice al
ejemplo Demo o a cualquier otro ejemplo, o necesitará re-instalarlos si tienen que aparecer
como son descritos en este manual.
Puede utilizar Edit/ Undo Terrain Alignment/ Move P.I. (Editar/ Deshacer Alineación del
Terreno/ Mover P.I.) para recuperar la línea Demo, de su estado en la Fig. 6.3-17, a aquel en
la Fig. 6.3-16.
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Fig. 6.3-16 Línea DEMO antes del Re-ruteo
Fig. 6.3-17 Línea DEMO después del Re-ruteo
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MANUAL PLSCADD
6.4
Triangulando el Terreno XYZ - Modelo TIN
6.4.1 Red Triangulada Irregular (Triangulated Irregular Network -TIN)
El modelo de terreno XYZ
utilizado por PLS-CADD
consiste
en
puntos
individuales,
con
sus
coordenadas y códigos de
características. El modelo
de
Red
Triangulada
Irregular (o TIN) del
terreno XYZ es una
superficie compuesta de
triángulos, que tienen los
puntos del terreno en sus
vértices.
PLS-CADD
puede
crear
automáticamente
el
modelo TIN de un terreno
XYZ, usando triángulos
Delauney. Por ejemplo, la
Fig. 6.4-1 muestra el
modelo TIN de un terreno
XYZ de la línea Demo, Fig. 6.4-1 Modelo TIN de la Línea Demo Cerca de las Torres Nº5 y 6
cerca de las Estructuras
Nº 5 y 6. La ventaja primaria de un modelo TIN, comparado con el modelo básico XYZ, es que
el primero es una superficie y no una colección de puntos. Esa superficie puede ser utilizada
para generar perfiles precisos de la línea central y laterales, para calcular la elevación de
puntos arbitrarios, o para localizar puntos en la intersección de los montantes o tensores de
torres reticuladas con el suelo. La superficie TIN puede ser representada en diferentes colores
para dar una visión más realista del suelo, incluyendo elevaciones y la incidencia de la luz (Fig.
6.4-3). Bitmaps (fotografías aéreas) pueden ser proyectadas sobre la misma para dar una
apariencia aún más real al terreno (Fig. 6.4-3).
6.4.2 Creando, Grabando, Cargando o Eliminando un Modelo TIN
El modelo TIN mostrado en la Fig. 6.4-1 fue creado al abrir, en primer lugar, el archivo
demo.xyz, maximizando una vista en Planta o una 3D, para poder ver el proceso de
triangulación, y yendo a la pantalla de diálogo Create TIN Model (Crear Modelo TIN) con el
comando Terrain/ TIN/ Create TIN (Terreno/ TIN/ Crear TIN). En esa pantalla seleccionamos
visualizar el proceso de triangulación y excluir los puntos con elevación cero, y elegimos 300
pies para el máximo ancho de desvío así como para el máximo ancho de borde de triángulo. La
triangulación se realiza tan pronto presiona el botón OK, al pie de la pantalla de Create TIN
Model. Para ver el resultado final de la triangulación, el usuario debe ubicarse en una ventana
de vista en Planta o 3D, y marcar la opción de Unrendered triangle outline (Contornos de
triángulos no Renderizados), bajo el comando Terrain/ TIN/ Display options (Terreno/ TIN/
Opciones de Visualización). La visualización de triángulos TIN o la renderización del modelo
TIN, son específicas para una ventana en particular. Por ejemplo, los triángulos TIN pueden ser
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visualizados en una ventana (ver derecha de la Fig. 6.4-2) y no visualizados en otra (izquierda
de la Fig. 6.4-2).
Fig. 6.4-2 Vistas en Planta CON/SIN Visualización de Triángulos de terreno TIN
Una vez que ha creado un modelo TIN, puede opcionalmente grabarlo en el archivo Project.tin
usando el comando Terrain/ TIN/ Save TIN (Terreno/ TIN/ Grabar TIN) y recargarlo en la
memoria, en una ocasión posterior, con Terrain/ TIN/ Load TIN (Terreno/ TIN/ Cargar TIN).
Ud. puede utilizar el comando Terrain/ TIN/ Delete TIN (Terreno/ TIN/ Eliminar TIN) para
borrar el modelo TIN de la memoria. Cuando trabaja en una computadora lenta, con memoria
insuficiente, puede ser ventajoso eliminar el modelo TIN (cuando la visualización y los cortes de
nuevos perfiles mediante el TIN ya no son necesarios).
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MANUAL PLSCADD
6.4.3 Visualizando un Modelo TIN
Fig. 6.4-3 Renderizaciones Diversas de un Modelo TIN
Utilizando el menú de Terrain/ TIN/ Display options (Terreno/ TIN/ Opciones de
visualización), Ud. puede seleccionar varias opciones para visualizar el modelo TIN. Estas
opciones podrían no funcionar, si su tarjeta de video no posee la capacidad de mostrar 256
colores en forma simultánea. Se recomienda colores de 16 bits (65536 colores simultáneos) si
se cubre el terreno con bitmaps.
La Fig. 6.4-3 muestra el efecto de elegir ciertas opciones en la pantalla de TIN Display
Options (Opciones de Visualización de TIN):
1)
2)
3)
4)
Contornos de tríángulos no renderizados (esquina superior izquierda)
Intervalo de 5 pies entre curvas de nivel (esquina superior derecha)
Triángulos renderizados – Color según elevación, intensidad según incidencia (esquina
inferior izquierda – el original está en colores aunque la FIG. 6.4-3 está en blanco y
negro)
Triángulos renderizados – Color e intensidad de acuerdo al Bitmap (esquina inferior
derecha – esto requiere que un bitmap se adjunte a la vista en planta, como se describe
en la Sección 6.5)
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6.4.4 Creando Puntos del Suelo Interpolados
Uno de los usos más potentes de un modelo TIN es la generación de puntos del terreno, los
cuales están localizados sobre la línea central y los perfiles laterales: Como ejemplo, abra el
archivo grid.xyz, defina una alineación 1-8-6, como se describe en la Fig. 6.3-5, y cree un
modelo TIN, excluyendo los puntos con rango de desvío mayores a 1000 pies, y eliminando los
triángulos con lados mayores que 1000 pies. Si elige ver los triángulos no renderizados, éstos
aparecerán como 16 triángulos verdes, como son vistos en el lado derecho de la Fig. 6.3-2.
Hasta aquí, su terreno XYZ consta solamente de 13 puntos del terreno y el modelo TIN
asociado consta de 16 triángulos.
Ahora haga click sobre Terrain/ TIN/ Create interpolated points (Terreno/ TIN/ Crear puntos
interpolados), seleccione 200 (punto del suelo típico) para el código de características de los
nuevos puntos interpolados, solicite crear estos puntos interpolados en las ordenadas de -40
pies, -20 pies, 0 pie, 20 pies y 40 pies, y pida crear estos puntos interpolados solamente sobre
lados de triángulos que sean más cortos que 1000 pies y con un cambio de elevación de
menos de 1000 pies. Ud. notará que se han agregado 57 puntos nuevos al modelo XYZ. Puede
hacer el seguimiento de estos puntos con el mouse o verlos con Terrain/ Edit/ Edit XYZ
(Terreno/ Editar/ Editar XYZ). Estos así llamados puntos TIN, con la descripción TINPT, están
ubicados en las intersecciones de los lados de los triángulos con los planos verticales que
pasan por la línea central, y con ordenadas de -40, -20, +20 y +40 pies desde la línea central.
Ahora su terreno XYZ consta de 70 puntos, los 13 originales más los 57 adicionales localizados
dentro de los 40 pies de la línea central.
Ahora diríjase al diálogo de Terrain/
Terrain Widths (Terreno/ Ancho del
Terreno) y ajuste MOCGP a 1 pie y MOPV
a 50 pies. Vaya a la tabla de Terrain/ Side
Profiles (Terreno/ Perfiles Laterales) y
ajuste los valores como se muestra en la
Fig. 6.4-4.
Si Ud. abre una ventana de Perfil usando
Window/ New window/ Profile (Ventana/
Nueva Ventana/ Perfil), verá la línea
central y los perfiles laterales coloreados de
acuerdo a códigos, como se muestra en el
lado izquierdo de la Fig. 6.3-2. Estas son
líneas centrales y perfiles laterales exactos,
Fig. 6.4-4 Tabla de Perfiles Laterales
para el terreno grid.xyz. Son ciertamente
mejores que aquellos mostrados en las Figs. 6.3-13 y 6.3-14.
6.4.5 Agregando Puntos XYZ
El modelo TIN puede ser usado para crear puntos del terreno XYZ, con selectas combinaciones
de coordenadas X e Y. Por ejemplo, seleccione Terrain/ TIN/ Add point at X, Y (Terreno/ TIN/
Agregar punto en X, Y) y haga click sobre la posición en la vista en planta, donde Ud. desea
crear el punto. Una pantalla interactiva le permitirá editar las coordenadas X e Y del punto que
ha elegido, su código de característica y la altura del obstáculo (si hay alguno ubicado en el
72
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punto). El punto creado estará en la superficie del modelo TIN, o sea su elevación será
calculada en la intersección de la línea vertical, en la posición X, Y, con el triángulo TIN
(mostrado en rojo), en esa posición. Si no hubiere TIN disponible, se le solicitará un valor para
Z. Puede eliminar la marca roja de resaltado del triángulo con View/ Markers/ Clear Markers
(Ver/ Marcadores/ Eliminar Marcadores) o con la tecla F5.
6.5
Líneas de Quiebre
Las líneas de quiebre (o segmentos de línea de quiebre) pueden ser usados para mejorar los
modelos de terreno XYZ. Mientras que las líneas de quiebre pueden ser definidas y
visualizadas totalmente por sí mismas, son mucho más útiles en conjunto con los puntos del
terreno XYZ y los modelos TIN.
Una línea de quiebre o una serie de líneas de quiebre consta de segmentos de línea de
quiebre. Cada segmento es una línea recta, con puntos de origen y fin conocidos. La posición
de cada segmento en 3 dimensiones es totalmente conocido, a partir de las coordenadas
globales X, Y y Z de sus dos puntos extremos. Todos los datos de la línea de quiebre
asociados con un proyecto dado son incluidos en un archivo ASCII, con un registro para cada
segmento de línea de quiebre, como es descrito en el Apéndice D. El archivo debe poseer la
extensión ".brk", para ser reconocido como uno que contiene información sobre líneas de
quiebre. Un archivo de línea de quiebre será referido de ahora en más como archivo BRK. Se
dice que los segmentos de línea de quiebre que poseen un extremo en común son parte de la
misma serie de líneas de quiebre. Al grabar un modelo de proyecto, todas las líneas de quiebre
asociadas al mismo son grabadas en el archivo llamado Project.brk.
Están disponibles diversas opciones para definir/editar líneas de quiebre:
1)
Use Terrain/ Break Lines/ Import Break Lines from DXF Attachment (Terreno/
Líneas de Quiebre/ Importar Líneas de Quiebre del Adjunto DXF) para crear líneas
de quiebre a partir de entidades de línea y polilíneas, en un archivo DXF adjunto.
Puesto que la mayoría de los paquetes comerciales de programas de modelado de
terreno pueden exportar sus líneas de quiebre a archivos DXF, ésta es una manera muy
rápida y fácil de importar sus líneas de quiebre.
2)
Use Terrain/ Break Lines/ Import Break Lines from SiteWorks File (Terreno/ Líneas
de Quiebre/ Importar Líneas de Quiebre de Archivo SiteWorks) para ingresar los
puntos leídos de un archivo SiteWorks®. El formato de este archivo es descrito en la
pantalla interactiva, la cual aparece cuando se elige esta opción del menú.
3)
Use Terrain/ Break Lines/ Load BRK File (Terreno/ Líneas de Quiebre/ Cargar
Archivo BRK), para cargar un archivo de línea de quiebre creado externamente. Ver
Apéndice D para más detalles del formato del archivo.
4)
Use los comandos de Add (Agregar) o Delete Break Line (Eliminar Línea de
Quiebre), bajo el menu de Terrain/ Break Lines (Terreno/ Líneas de Quiebre), para
agregar o eliminar, de manera interactiva, líneas de quiebre. El comando Add Break
Line (Agregar Línea de Quiebre) se moverá automáticamente al punto XYZ más
cercano, de manera que Ud. necesitará crear puntos XYZ para los extremos de su línea
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de quiebre si es que ya no existen. Para crear una serie de líneas de quiebre, sólo
necesita hacer click sobre los puntos XYZ en el orden en que desee conectarlos. Para
finalizar una serie y comenzar una nueva, simplemente presione la tecla Enter. Por
ejemplo, para crear dos series, utilice Add como sigue. Haga click sobre el origen de la
primera línea de quiebre de la serie, luego sucesivamente sobre cada extremo de sus
segmentos adyacentes, y finalice la secuencia presionando la tecla Enter. Luego haga
click sobre el origen de la segunda serie, y haga lo mismo sucesivamente sobre los
extremos de cada segmento adyacente, y presione Enter. Después presione el botón
derecho del mouse para salir de la función de Add Break Line.
6.5.1 Utilizando Líneas de Quiebre para Mejorar Modelos de Terreno XYZ
Para ilustrar el uso interactivo de
las líneas de quiebre para mejorar
un modelo de terreno XYZ,
trabajaremos con el terreno simple
de
14
puntos
(llamado
BREAK.XYZ) suministrado en el
diskette de Ejemplos. El modelo
describe un terraplén de autopista
construído sobre el suelo original.
Los puntos A, B, E, F, AM, AT, BT,
ET y FT están sobre el suelo
original y los puntos C, D, CM, CT,
y DT son puntos del levantamiento
topográfico a lo largo de los bordes
del terraplén de autopista.
Usando las funciones descritas en
la Sección 6.4.2, y eliminando sólo
los triángulos con lados mayores
que 10.000 pies, obtenemos el
modelo TIN mostrado en la Fig.
6.5-1. Las curvas de nivel
visualizadas a intervalos de 2 pies
muestran
que
los
diversos
triángulos TIN no dan una
representación
realista
del
terraplén de la autopista. Esto es
debido a que no existen suficientes
puntos
levantados
topográficamente a lo largo de la
base y bordes superiores del
terraplén. Un corte del perfil a
través de los triángulos de la Fig.
6.5-1 no será correcto.
Pero si creamos ahora: 1) un
segmento de línea de quiebre entre
74
Fig. 6.5-1 Modelo TIN Original sin Líneas de Quiebre
Fig. 6.5-2 TIN Mejorado con Líneas de Quiebre
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B y BT, 2) una serie de líneas de quiebre entre C, CM y CT, 3) un segmento de línea de
quiebre entre D y DT, y 4) un segmento de línea de quiebre entre E y ET, entonces se mejora
el modelo como se exhibe en la Fig. 6-19, con curvas de nivel separadas por 2 pies,
visualizadas en paralelo a los bordes del terraplén. Los cortes de los perfiles a través de los
triángulos de la Fig. 6.5-2, serán correctos.
Una vez que definimos las líneas de quiebre, PLS-CADD puede volver a triangular el terreno
en la cercanía, de tal forma que los bordes de los triángulos siempre coincidan con las líneas
de quiebre. Esto se hace como si se hubieran agregado nuevos puntos XYZ, en posiciones
seleccionadas, a lo largo de las líneas de quiebre.
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6.5.2 Utilizando Líneas de Quiebre para Describir Instalaciones Existentes o
Planificadas
La
Fig.
6.5-3
muestra una parte
de una extensión de
terreno
mayor,
descrita por más de
80.000 segmentos
de líneas de quiebre,
y por un número aún
mayor de puntos
XYZ. Algunas de las
líneas de quiebre
coresponden
a
mejoras
viales
planificadas
pero
aún no construidas.
Fig. 6.5-3 Líneas de Quiebre y Puntos del Terreno
La
Fig.
6.5-4
muestra el modelo
de terreno TIN de la
Fig. 6-20, a partir del
cual
fueron
generados la línea
central y los perfiles
laterales detallados.
Fig. 6.5-4 Modelo de Terreno TIN en la Fig 6-20
76
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MANUAL PLSCADD
6.6
Accesorios del Terreno
Los dibujos CAD en
formato DXF (AutoCAD
Drawing eXchange Format)
e imágenes rasterizadas en
formato BMP (WINDOWS
bitmap), TIFF
(Tagged
Image
File
Format),
JPEG2000 (JP2), o ECW
(Enhanced
Compressed
Wavelet)
pueden
ser
superpuestos sobre las
vistas de PLS-CADD. Estas
superposiciones
pueden
ser fijadas a una vista en
Planta (Fig. 6.6-1), una
vista de Perfil (Fig. 6.10-1)
o a vistas de láminas en
Planta y Perfil (P&P) (Fig.
13.1-4). Los adjuntos a una
vista en Planta o en Perfil
Fig. 6.6-1 Accesorios DXF y Bitmap de la Planta
también aparecen en las
secciones correspondientes, de las láminas en planta y perfil, P&P.
Esta Sección discute primordialmente los accesorios a las vistas en Planta. Los accesorios a
las vistas de Perfil y de láminas de vistas P&P (en Planta y Perfil) son discutidos con más
detalle en las Secciones 6.8 y 13.2.2.
Los usos típicos de los accesorios son:
Accesorios en Planta:
Fotografías aéreas, mapas planimétricos
Accesorios de Perfil:
Diagramas de fase, dibujos escaneados de líneas existentes
Accesorios de láminas P&P: Bordes del dibujo, bloque del título, logotipo de la compañía
representaciones escaneadas de dibujos antiguos
Debido a que generalmente no incluyen información sobre la elevación, las superposiciones de
imágenes DXF o rasterizadas no aparecen en forma correcta en las imágenes tridimensionales.
Por ejemplo, el dibujo DXF en la Fig. 6.6-2 es mostrado a una elevación cero, mientras que la
línea en sí misma es mostrada a la elevación correcta. Si el archivo DXF tuviera información
sobre la elevación, entonces ésta sería mostrada a la elevación correcta.
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Fig. 6.6-2 Cobertura DXF con elevación cero
6.6.1 Dibujos DXF
Los dibujos DXF, con la extensión de archivo .dxf,
normalmente son generados en un sistema CAD o de
levantamiento de mapas. Pueden ser adjuntados y
superpuestos a vistas en planta o perfil utilizando Drafting/
Attachments/ Attachment manager (Dibujo/ Accesorios/
Administrador de Accesorios), la cual abre la pantalla de
File Attachments (Accesorios de Archivos), mostrada en la
Fig. 6.6-3. Cuando se adjunta a una vista en planta, el sistema
de coordenadas X, Y (Z es la elevación) utilizado para
describir el dibujo DXF debe ser el mismo usado para
describir los puntos del terreno XYZ de PLS-CADD. Cuando
se adjunta a una vista de perfil, las coordenadas X e Y del
dibujo DXF deben ser las mismas que las de las estaciones y
elevaciones de la alineación de PLS-CADD. Cuando se
Fig. 6.6-3 Superposiciones
adjunta a una vista de láminas P&P, las coordenadas X, Y del
DXF deben coincidir con las coordenadas locales x e y de una sola página (cero en la esquina
adjuntado, puede mostrarlo u ocultarlo al hacer click sobre el botón adecuado al pie de la
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inferior izquierda de la página, x a la dercha e y hacia arriba). Una vez que el dibujo es
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pantalla de File Attachments. Cuando Ud. Graba un proyecto, toda la información del
accesorio es guardada en el archivo Project.don. Por lo tanto, cuando vuelve a abrir un
proyecto existente, éste aparece con todos sus accesorios.
Una vez que el dibujo DXF es adjuntado por primera vez, será llevado directamente a la
pantalla interactiva de DXF Overlay Options (Opciones de Superposición de DXF) (no
mostrada en este manual). Si un DXF ya ha sido adjuntado, puede llegar a la pantalla de DXF
Overlay Options al presionar sobre el botón de Options al pie de la pantalla de File
Attachments (Accesorios de Archivos) (Fig. 6.6-3).
La pantalla interactiva de DXF Overlay Options le permite elejir: 1) si el accesorio del mismo
debe ser superpuesto sobre las vistas en Planta o de Perfil o Láminas, 2) que unidades han
sido usadas para generar los datos DXF y, 3) que capas del dibujo DXF deben ser mostradas.
Si cuando Ud. le dá OK a la pantalla de DXF Overlay Options, la ventana de verificación de
Advanced transformation (Transformación avanzada) es marcada, será llevado a la tabla
de DXF Advanced Transformations (Transformaciones Avanzadas DXF), mostrada en la
Fig. 6.6-4.
Fig. 6.6-4 Tabla de Transformaciones Avanzadas DXF
En la mayoría de los casos, Ud. simplemente debe salir de la tabla DXF Advanced
Transformations, al presionar OK. En algunos casos, podría tener Ia necesidad de
transformar el dibujo DXF paralelo a las direcciones X, Y o Z, rotarlo alrededor de los ejes X, Y,
o Z , o expandirlo o contraerlo en cualquiera de las tres direcciones. Puede ingresar una serie
de translaciones, rotaciones y escalados en la tabla.
Sin embargo, en vez de usar la tabla DXF Advanced Transformations, el ajuste más común a
un DXF puede ser logrado fácilmente con los siguientes dos comandos.
Drafting/ Attachments/ Move (Dibujo/ Accesorios/ Mover) le permite deslizar el dibujo DXF
completo, sin rotación alguna, de tal forma que el primer punto que Ud. elija sobre el DXF
coincida con un segundo punto, el cual seleccionará sobre la vista en planta.
Drafting/ Attachments/ Stretch (Dibujo/ Accesorios/ Estirar) le permite ajustar el dibujo DXF
completo, para que dos puntos seleccionados sobre el mismo coincidan con dos puntos
correspondientes sobre la vista en planta. Esto se debe hacer solamente para pequeños
ajustes de estiramiento.
adjuntado, puede mostrarlo u ocultarlo al hacer click sobre el botón adecuado al pie de la
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6.6.2 Imágenes Rasterizadas
Como los archivos DXF, las imágenes rasterizadas o bitmaps en formatos BMP, TIFF, JP2 o
ECW también pueden ser adjuntados a una vista en planta, perfil o en lámina. Las imágenes
rasterizadas en otros formatos, tales como SID u otros pueden ser convertidas a alguno de los
formatos que soporta el software, usando programas de pintura baratos tales como Paint Shop
Pro. Se puede encontrar información adicional sobre el trabajo con accesorios para imagen en
nuestra nota técnica:
http://www.powline.com/products/photos.html
El formato bitmap (BMP) es la representación WINDOWS estándar de una imagen rasterizada.
Puede soportar solamente compresión mínima (sin pérdida) y dará como resultado tamaños de
archivos muy grandes. Sin embargo, casi todos los programas de WINDOWS pueden leer y
escribir archivos BMP. TIFF (Tagged Image File Format) es un formato rasterizado alternativo
que tiene amplia aceptación y considerablemente mejor compresión (típicamente sin pérdidas)
que los archivos BMP así como mayor flexibilidad en términos de profundidad de bit en la que
se pueden grabar las imágenes. Por tanto, los archivos TIFF pueden ser mucho más pequeños
que los archivos BMP equivalentes. PLS-CADD también soporta la variante GeoTIFF del
formato TIFF. ECW es un formato de archivo de imágenes desarrollado por ERMapper y marca
propiedad de ésta (http://www.ermapper.com). Este formato ofrece compresión extraordinaria,
a menudo alcanzando relaciones de 25:1 o aún mayores. Esta compresión es propensa a
pérdidas; sin embargo, la degradación de las imágenes puede ser controlada por el usuario y
es normalmente insignificante. El formato JP2 es discutido en la nota técnica mencionada más
arriba. PLS-CADD puede convertir un archivo TIFF, BMP o JP2 a un archivo ECW, usando el
botón de ECW en el Attachment Manager (Administrador de Accesorios) en la Fig. 6.6-3.
Recomendamos el uso de archivos ECW
para fotografías aéreas, y de archivos
de vistas P&P
TIFF paraláminas
escaneadas. Sin importar cual formato es
utilizado, PLS-CADD tendrá la necesidad
de convertir internamente la imagen a un
bitmap, para poder dibujarla; entonces su
computadora debe tener tanta capacidad
de memoria RAM como le sea posible. Si
posee una gran cantidad de imágenes de
fotografías aéreas, PLS-CADD será más
eficiente si estas
imágenes son
almacenadas en archivos ECW.
Cuando se adjuntan a vistas en Planta,
las imágenes rasterizadas lo están de la
misma forma que los archivos DXF,
excepto que será llevado a la pantalla
interactiva
de
Bitmap
Options
(Opciones de Bitmap) (Fig. 6.6-5). La
pantalla de Bitmap Options le permite
elegir: 1) si desea superponer la imagen
Fig. 6.6-5 Parámetros de Imágenes Rasterizadas
rasterizada sobre las vistas en Planta,
Perfil o de láminas P&P, 2) las coordenadas X, Y y Z de la esquina superior izquierda de la
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imagen, 3) el ancho y altura de la imagen en unidades planimétricas, y el ángulo de rotación
alrededor de la esquina superior izquierda de la imagen.
En algunos casos los valores de las coordenadas de la esquina superior izquierda del bitmap,
la altura y ancho de éste, así como el ángulo de su rotación, pueden ser determinados de
manera automática. Uno de tales casos es cuando Ud está adjuntando una lámina de vistas en
Planta y Perfil escaneada, para su digitalización, como se describe en la Sección 6.8. En tal
caso los valores requeridos son calculados automáticamente como parte del proceso de
calibración. Otro de los casos en donde PLS-CADD completa los valores en forma automática
es cuando Ud. está trabajando con fotografías aéreas y posee un archivo de referencias
mundiales, tal como el TIFF World File. Estos archivos contienen informaciones de referencia
geográfica, tales como la resolución y lugar de la imagen. PLS-CADD identifica un World File
por su extensión de archivo. El World File debe tener el mismo nombre de base que la imagen
y una de las siguientes extensiones: ".TFW", ".BFW", ".JDW" o ".SDW". Donde quiera que se
adjunte una imagen, PLS-CADD buscará un World File con el mismo nombre de base y en el
mismo directorio donde está la imagen. Si PLS-CADD encuentra un World File, intentará leerlo
y completar los valores automáticamente. PLS-CADD soporta el estándar GeoTIFF y leerá la
información de referencia geográfica directamente de un archivo GeoTIFF.
Por defecto (el cual puede ser anulado en el menú de la tecla F1) las imágenes rasterizadas no
son mostradas en vistas 3D, debido a que son inherentemente bidimensionales, con la
coordenada Z de cada pixel desconocida.
Si la opción de Hide (Ocultar) en la Fig. 6.6-3 es seleccionada para un bitmap, cuando el
proyecto es grabado, ese bitmap oculto no será cargado en la memoria cuando el proyecto se
vuelva a abrir, no obstante, aún estará en la lista del la pantalla interactiva de Attachment
Manager (Administrador de Accesorios). El bitmap sólo será cargado en la memoria una vez
que se cambie la opción a Show (Mostrar).
Nota Importante: Debido a que los bitmaps ocupan una gran cantidad de memoria, el uso
inteligente de las opciones de Hide (Ocultar) y Show (Mostrar) le permiten manejar casos
donde no es posible tener todos los bitmaps residentes en la memoria al mismo tiempo.
Ud. puede usar Drafting/ Attachments/ Image Drawing Options (Dibujo/ Accesorios/
Opciones de Dibujo de Imágenes) para controlar la apariencia de sus imágenes.
6.6.2.1
Cobertura de Imágenes Rasterizadas Sobre un Modelo TIN
Si se encuentra disponible un modelo digital de terreno (TIN), el programa puede calcular la
coordenada Z de cada pixel y cubrir con la imagen el terreno, como se muestra en la esquina
inferior derecha de la Fig. 6.4-3.
6.6.3 Opciones Misceláneas de Accesorios
Existen varias opciones bajo el menú de Drafting/ Attachments (Dibujo/ Accesorios) que
permiten descargar imágenes de otras fuentes y controlar la apariencia de las imágenes
adjuntadas. Debe consultar nuestras notas técnicas, en nuestro sitio web, en busca de
información útil adicional. Por ejemplo, para importar imágenes a PLS-CADD, el usuario puede
consultar las siguientes notas técnicas:
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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http://www.powline.com/products/usgs2.html
http://www.powline.com/products/coordsys.pdf - Esta nota describe el comando para Bajar las
Imágenes TerraServer que bajará automáticamente las fotografías aéreas y mapas
topográficos si se define el sistema de coordenadas.
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6.7
Modelo de Terreno PFL
El modelo de terreno PFL requiere que la
línea central de la línea de transmisión
sea definida en primer lugar. Las
posiciones de los puntos del terreno o de
obstáculos son entonces descritas, en
relación a esa línea central. Esto se
muestra en la Fig. 6.7-1. La estación de
un punto es la distancia acumulativa
desde un punto arbitrario de referencia
sobre la línea central a la proyección del
punto en la línea central, y su ordenada es
su distancia lateral a la línea central. En
PLS-CADD, las ordenadas positivas y los
ángulos de línea positivos son definidos
como sigue. Si uno se desplaza sobre la
línea en la dirección del incremento de las
estaciones, las ordenadas positivas se
encuentran a la derecha y los ángulos de
línea positivos tienen el sentido de las
agujas del reloj. Esto se ilustra en la Fig.
Y
PI2
LINE ANGLE
LA +
Station
PI3
P
PI1
X
Z
O
h
P
Z
X
PI1
PI2
P[Desc., Sta., Off., Z, Angle, Feature Code, h]
6.7-1. En épocas anteriores a los
Fig. 6.7-1 Modelo de Terreno PFL
levantamientos topográficos electrónicos y
a las computadoras, la representación de terreno PFL era usada casi en forma exclusiva, en
trabajos de líneas de transmisión. Por lo tanto, por tradición muchos de los primeros programas
de diseño de líneas utilizaron esa representación. Sin embargo, el modelo XYZ es más potente,
ya que permite al diseñador cambiar fácilmente la ruta de una línea y mover una estructura en
la vista en planta, sin ser limitado por la línea central existente. Por lo tanto, no estimulamos el
uso de la representación PFL. Está incluida en PLS-CADD con el único objeto de apoyar datos
históricos, incluyendo la conversión a digital de antiguas láminas de vistas en planta y perfil.
Los datos para un punto en tierra en un modelo PFL incluyen el código de características, una
etiqueta o descripción opcional, la estación del punto, su ordenada y elevación, el ángulo de
línea en la ubicación del punto (si éste está en la línea central) y una altura de obstáculo igual a
cero.
Para un obstáculo descrito por su altura sobre un punto del suelo (Opción de Obstáculo 1), los
datos incluyen el código de caraterística del obstáculo, una etiqueta o descripción opcionales,
la estación, ordenada y elevación del punto en el suelo directamente debajo del obstáculo, el
ángulo de línea en el punto del suelo (si estuviera sobre la línea central), y la altura del
obstáculo sobre el suelo. Cuando utilice esta opción, asegúrese que se marca "Yes" en la
columna de Point is on Ground (El Punto está en el Suelo) de la tabla de códigos de
características en la Fig 6.1-2.
Para un obstáculo descrito por sus propias coordenadas (Opción de Obstáculo 2), los datos
incluyen el código de características del obstáculo, una etiqueta o descripción opcional, la
estación, ordenada y elevación del tope del obstáculo, un ángulo de línea de cero y una altura
del obstáculo de cero. Cuando utilice esta opción, asegúrese de marcar "No" en la columna de
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Point is on Ground (El Punto está en el Suelo) de la tabla de códigos de características en la
Fig. 6.1-2, de otra forma podría ver que la línea central del suelo y algunos perfiles laterales
pasen por el tope de sus obstáculos en las vistas de perfil.
También se encuentran incluídas, para cada punto del suelo u obstáculo, notas opcionales del
topógrafo, a ser mostradas en las vistas de perfil o en planta. Los datos para el modelo PFL
están contenidos en un archivo ASCII, con un registro para cada punto. Este archivo debe tener
la extensión ".pfl" para ser reconocido en relación a un modelo PFL. Los detalles de los
registros y campos de un archivo PFL son descritos en el Apéndice E. Los registros en un
archivo XYZ pueden ser ingresados en orden aleatorio. Sin embargo, en un archivo PFL, los
registros deben estar dispuestos según el orden ascendente de las estaciones.
Un archivo PFL puede ser preparado con un procesador de texto, de acuerdo al formato
descrito en el Apéndice E, editado con el comando Terrain/ Edit/ Edit PFL (Terreno/ Editar/
Editar PFL), también descrito en el Apéndice E, o creado automáticamente después de definir
una alineación, como se describe en la Sección 6.3.2.
Las estaciones en un archivo PFL deben ser "estaciones verdaderas". Las mismas no pueden
ser “estaciones de ecuación”, como se define en la Sección 6.10.
6.8
Utilizando Dibujos Rasterizados Escaneados para Crear un
Modelo de Terreno PFL
Existen dos enfoques básicos para la construcción de modelos de líneas existentes en PLSCADD. El mejor enfoque es el de volver a hacer un levantamiento del terreno, las posiciones de
las estructuras y las posiciones de los conductores, con equipos modernos, como para crear un
modelo de terreno XYZ. Una alternativa limitada y menos exacta es tomar las posiciones de los
puntos del terreno, puntos de las estructuras y conductores, a partir de dibujos existentes o de
imágenes escaneadas de estos dibujos. Estos dibujos pueden ser mostrados en el fondo de la
vista de perfil. Una vez que los dibujos hayan sido adecuadamente posicionados en la vista de
perfil, Ud. sólo necesita hacer click con el mouse en las posiciones en donde desee crear
puntos PFL.
Generalmente no se recomienda el uso de dibujos existentes como plantillas para construir
modelos de líneas más antiguas, debido a la potencial acumulación de errores en cada paso
del proceso. El levantamiento original pudo haber sido inexacto. La naturaleza del terreno
debajo y en la vecindad de la línea pudo haber cambiado a través de los años. Las posiciones
reales de construcción, de los puntos de fijación de los conductores, pueden no reflejarse de
manera correcta en los dibujos. Las curvas catenarias que muestran las posiciones de los
conductores a algunas temperaturas pueden haberse basado en burdos supuestos, que no
reflejan las condiciones de flecha y los efectos de fluencia plástica. Estas curvas pueden haber
sido dibujadas con plantillas no ajustadas a la verdadera longitud reguladora en las líneas. El
proceso de digitalización en sí mismo, a través de ajustes de escalas y hacer click sobre líneas
de espesores finitos, también añadirán errores.
Sin embargo, existen casos en donde uno desea construir rápidamente un modelo de línea
sobre un dibujo rasterizado. Esto se puede hacer siguiendo los pasos descritos en las
Secciones 6.8.3 a 6.8.5. Debe asegurarse que el dibujo escaneado muestre claramente los
ejes de estación y elevación, ambos etiquetados, con los primeros idealmente etiquetados con
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estaciones verdaderas (las estaciones verdaderas y de ecuación son tratadas en la Sección
6.11), así como las posiciones de los ángulos de línea. Esto puede hacerse, antes del escaneo,
escribiendo sobre los ejes con tinta oscura. Las estaciones verdaderas, o sea las estaciones
medidas desde un punto cerca del origen de la línea, pueden ser fácilmente calculadas y
marcadas con tinta, si no estuviesen ya mostradas.
Cuando escanea sus imágenes para uso con PLS-CADD, recomendamos que utilice la
resolución más baja que dé como resultado una imagen legible. Mientras más baja sea la
resolución, de menor tamaño y más manejables serán sus dibujos escaneados. Los dibujos
pueden ser grabados ya sea como bitmaps de Windows (archivos .bmp) o como TIFF (archivos
.tif). Típicamente los archivos TIFF usan compresión y serán significativamente más pequeños
que un bitmap de Windows equivalente. Sin embargo, aparte del tamaño, ambos son
equivalentes en funcionalidad, y a partir de aquí nos referiremos a imágenes de bitmaps como
significando un bitmap o un TIFF. A no ser que sus imágenes contengan color, recomendamos
que las grabe como imagenes en blanco y negro de 1bpp (bit por pixel). Si necesita editar la
imagen después del escaneo, puede hacerlo con cualquier editor de imagen que prefiera; sin
embargo, toda edición debe ser llevada a cabo antes de adjuntar la imagen a PLS-CADD. El
cambio de la imagen después de que haya sido adjuntada a su perfil puede resultar en el
“movimiento” de la imagen sobre el perfil y en una digitalización incorrecta. Note que mientras
que Ud. puede cortar la porción de la vista en planta de la lámina, muchos clientes prefieren no
tocarla, de manera que tengan acceso al ángulo de línea y a otra información que pueda estar
dentro de ella. Un ejemplo completo del proceso de digitalización está disponible en:
http://www.powline.com/products/ppdigitizing.html
Por favor preste especial atención a la Nota 14 en las Notas Técnicas, que proporciona
información para la calibración de las hojas que poseen estaciones progresando de derecha a
izquierda.
6.8.1 Abriendo una Vista de Perfil
La importación y visualización de un dibujo
escaneado de perfil debe ser hecha en
una vista de Perfil. Si éste es un nuevo
proyecto, use File/ New (Archivo/ Nuevo)
para nombrar el archivo de proyecto, como
A
y muestre la vista de Perfil.
ser Project.pfl, crear o importar algunos
códigos de características existentes, con
el comando Terrain/ Feature Code Data/
Load FEA File (Terreno/ Datos de
Códigos de
Caracteristicas/
Cargar Archivo FEA), abrir una vista de
perfil con
Window/ New Window/ Profile (Ventana/
Nueva Ventana/ Perfil). Ud. obtendrá una
vista de Perfil en blanco. Si ya existiese
algún dato en el archivo Project.pfl, ábralo
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BITMAP WIDTH , BW
Fig. 6.8-1 Dibujo Escaneado
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6.8.2 Adjuntando un Dibujo Escaneado al Perfil
Esto se hace con Drafting/ Attachments/ Attachment manager (Dibujo/ Accesorios/
Administrador de accesorios), en donde el usuario especifica que el bitmap debe ser
adjuntado a la vista de perfil (no a la vista en planta), y selecciona la elevación y estación
aproximadas de la esquina superior izquierda del bitmap (Punto A en la Fig. 6.8-1), el ancho
aproximado del bitmap, “BW”, en unidades de estación, y la altura aproximada del bitmap, “BH”,
en unidades de elevación. En esta etapa (Fig. 6.8-1), el eje horizontal del dibujo del perfil puede
no coincidir con el borde horizontal del bitmap, debido a un mal posicionamiento del dibujo
cuando fue escaneado. Asimismo, en esta etapa no necesita preocuparse en hacer coincidir
exactamente las escalas del dibujo con aquellas inherentes a la actual vista de perfil. Si no
puede ver el bitmap, puede que éste se encuentre fuera de su área de visión actual. Haga click
sobre View/ Initial (Vista/ Inicial) para tener una vista completa de su proyecto, a partir de la
cual Ud. puede hacer zoom sobre un bitmap en particular.
6.8.3 Ajustando Escala y Orientación de un Dibujo Escaneado
Esto se lleva a cabo con el menú de Drafting/ Attachments/ Calibrate Sheet (Dibujo/
Accesorios/ Calibrar Lámina).
Primero se le solicitará hacer click a la izquierda y derecha de una línea de estaciones (Puntos
B y C en la Fig. 6.8-1) e ingresar las estaciones verdaderas de estos dos puntos, si se elige
True Stations (Estaciones Verdaderas) en la parte de Stations Displayed (Estaciones
Visualizadas) de la pantalla interactiva de Preferences (Preferencias) de la Fig. 5-4. Ud.
puede ingresar las estaciones de ecuación de los dos puntos si: 1) Elige Estaciones de
Ecuación en la pantalla interactiva de Preferences, y 2) ya han sido definidas relaciones
inequívocas entre las estaciones verdaderas y de ecuación, en la tabla de Station Equations
(Ecuaciones de Estación) (ver Sección 6.11). Una línea de estación es cualquier línea
paralela al eje de estación del dibujo, o sea que los puntos B y C deben poseer la misma
elevación. La línea de estación no necesita coincidir físicamente con la línea etiquetada con
estaciones. Para mejorar la exactitud, los puntos B y C deben ser seleccionados lo más
alejados uno del otro como sea posible. El programa utilizará la información que Ud. ingrese,
sobre los puntos B y C para: 1) rotar el dibujo de tal forma que la línea BC sea paralela al eje
de estación en la vista de perfil y 2) ajustar la escala del dibujo para hacerla coincidir con
aquella usada para mostrar los puntos del terreno en la vista de perfil. Si la rotación requerida
es pequeña, se le dará la opción de ignorarla para reducir el tiempo del re-dibujado.
Luego le será pedido hacer click sobre el extremo más bajo y el más alto de una línea de
elevación (Puntos D y E en la Fig 6.8-1) e ingresar las elevaciones de estos dos puntos. Una
línea de elevación es cualquier línea paralela al eje de elevación del dibujo, o sea los puntos D
y E deben poseer la misma estación. Para mejorar la exactitud, seleccione los puntos D y E lo
más lejanos uno del otro como sea posible. La información de la elevación en los puntos D y E
será usada para igualar las escalas verticales del dibujo escaneado y de la vista de perfil.
6.8.4 Desplazando un Accesorio Escalado
Una vez que el dibujo se encuentra correctamente escalado, siempre lo puede deslizar con el
comando Drafting/ Attachments/ Move (Dibujo/ Accesorios/ Mover). Se le pedirá hacer click
sobre cualquier punto de referencia en el dibujo adjunto y luego hacer click sobre el lugar en la
vista de perfil en donde debe ser ubicado este punto. Por ejemplo, Ud. puede deslizar el dibujo
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de manera que un punto en especial, cerca del borde izquierdo de ese dibujo concuerde con un
punto seleccionado en la vista de perfil, por ejemplo, el mismo punto cerca del borde derecho
del dibujo escaneado previamente adjuntado.
6.8.5 Creando Puntos PFL
Una vez que un dibujo se encuentre a escala y exactamente posicionado en la vista de perfil,
Ud. puede hacer click sobre el terreno, estructura y puntos de conductores deseados para crear
puntos del terreno PFL en estas posiciones. Esto se hace con el comando Terrain/ Edit/ Add
PFL Points (Terreno/ Editar/ Agregar Puntos PFL). Aparecerá una pequeña ventana en la
parte superior izquierda de la pantalla (ver Fig. 6.8-2), en donde selecciona un código de
características, descripción, desplazamiento, ángulo de la línea y un comentario del perfil para
el punto que se está creando. Si comete un error, siempre puede eliminar un punto con el
comando Terrain/ Edit/ Delete PFL Points (Terreno/ Editar/ Eliminar Puntos PFL).
6.8.6 Creando un Modelo de Línea
Una vez que tenga
puntos PFL del suelo,
estructura o puntos de
conductores
en
la
pantalla
(visibles
mediante los símbolos
apropiados de códigos
de características, en
las
posiciones
indicadas por las líneas
verticales en la Fig. 6.82, Ud. puede utilizar los
comandos estándar de
PLS-CADD
para
construir la línea al
añadir
estructuras,
tendido y flechado de
los cables (ver Sección
10).
Ud.
puede
ubicar
Fig. 6.8-2 Puntos PFL Creados sobre un Dibujo Escaneado
estructuras de forma
automática y capturar los puntos de fijación de sus conductores a puntos PFL designados,
como se describe en la Sección 10.2.5.2.
Ud. puede flechar las secciones para que coincidan con las curvas catenarias de los dibujos
escaneados o para pasar a través de puntos PFL designados, como se describe en la Sección
10.3.2.4.
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6.9
¿XYZ o PFL?
Dada la opción de trabajar con un modelo de terreno XYZ o uno PFL, el modelo XYZ es mucho
mejor. La alineación sobre un modelo de terreno XYZ puede ser cambiada fácilmente. Todo lo
que necesita hacer es arrastrar un punto P.I. a su nueva posición y usar el comando Terrain/
TIN/ Create Interpolated Points (Terreno/ TIN/ Crear Puntos Interpolados) para crear una
nueva línea central y puntos del perfil lateral. Su diseño será automáticamente movido a la
línea central corregida, mostrando la nueva línea central y perfiles laterales. No existe una
forma simple de cambiar la alineación con un modelo de terreno PFL, porque no tiene la
capacidad de trabajar en la vista en planta.
Con un modelo XYZ se puede tener una mejor imagen del terreno. La superficie TIN de un
terreno puede ser desarrollada y usada para renderizar con colores y para la visualización
automática de curvas de nivel. Los mapas y las imágenes rasterizadas pueden ser fácilmente
superpuestas sobre la vista en planta. Las imágenes rasterizadas pueden ser proyectadas
sobre la superficie TIN para dar renderizaciones fotográficas en 3D realistas del terreno.
Con un modelo XYZ, Ud. puede ubicar las posiciones de sus estructuras en relación al mismo
sistema de coordenadas utilizado para el manejo de su línea (GIS, bases de datos, etc.). Puede
integrar el modelo PLS-CADD con otras herramientas de administración usadas por su
compañía.
Aunque recomendamos el uso del modelo XYZ sobre el de PFL, debe entender que ambos
modelos son sólo maneras alternativas de observar el mismo terreno tridimensional e
información de la alineación. De hecho, puede convertir un modelo XYZ en uno PFL, o
viceversa, como se describe más abajo.
6.9.1 Conversión de XYZ a PFL
Suponiendo que haya definido una alineación
sobre el terreno de Project.xyz. Ud. puede crear el
modelo PFL equivalente dirigiéndose, en primer
lugar, a la pantalla interactiva Terrain Origin
(Origen del Terreno) (Fig. 6.9-1) con el comando
Terrain/ Edit/ Edit Origin (Terreno/ Editar/ Editar
Origen), en donde seleccionará la estación
verdadera del primer punto de la alineación. Luego
utilice File/ Save As (Archivo/ Grabar Como)
para grabar el proyecto con el nombre Project.pfl.
El programa entenderá, a partir de la extensión
.pfl, que el terreno debe ser guardado como un
modelo PFL.
Fig. 6.9-1 Ventana de Origen del Terreno
6.9.2 Conversión de PFL a XYZ
Ahora suponemos que Ud. posee un modelo PFL del terreno, Project.pfl y que desea crear el
modelo XYZ equivalente. En primer lugar, debe suministrar el Azimuth of first point (Azimut del
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primer punto) más las coordenadas X e Y del punto con estación cero en la ventana de Terrain
Origin (Origen del Terreno). El azimut (rumbo) es el ángulo en sentido horario, del primer
segmento de la alineación, medido desde el eje Y. Luego use el comando File/ Save As
(Archivo/ Grabar Como) para guardar el proyecto con el nombre de Project.xyz. El programa
comprenderá, a partir de la extensión .xyz, que el terreno debe ser guardado como un modelo
XYZ.
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6.10 Perfiles Laterales, Líneas de Holguras, Zonas Prohibidas y de
Costos Especiales
El conjunto de segmentos de recta que componen el perfil del terreno de la línea central fue
definido en la Sección 6.3.2 y mostrado en la Fig. 6.3-12.
6.10.1 Perfiles Laterales
Similares al perfil del terreno de la línea central, los perfiles laterales están definidos por un
Offset (desplazamiento) de la línea central y por un Offset Tolerance (Tolerancia de
Desplazamiento), como se muestra en la Fig. 6.4-4 o en la Fig. 6.10-1. Todos los puntos
adyacentes (en orden creciente de estaciones) dentro de la distancia de Offset Tolerance
desde la línea de Offset, los cuales se encuentran dentro de la Maximum Separation (Máxima
Separación) estarán conectados para formar un perfil lateral.
Los perfiles laterales son vistos
solamente donde existen puntos
del terreno que se hallen dentro del
Offset Tolerance especificado. Por
ejemplo, el terreno de la línea
Demo mostrada en la 6.10-1 posee
puntos de levantamiento dentro del
rango de los perfiles laterales entre
las Estructuras Nº 5 y Nº 6. Existen
pendientes laterales significativas
en esa región. Los perfiles laterales
no son visibles en otros lugares
porque o: 1) no existen puntos de
levantamiento dentro de los
desplazamientos designados, o 2)
los
puntos
dentro
de
los
desplazamientos
están
muy
separados (sus distancias superan
la Maximum Separation).
Fig. 6.10-1 Perfiles Laterales de la Línea Demo
6.10.2 Línea de Holguras del Terreno
Una línea de holgura requerida (o varias del mismo tipo, si existen perfiles laterales) puede ser
visualizada como una línea punteada y picos punteados por encima del perfil (ver Fig. 6.10-1).
La línea y las puntas son mostradas, para el voltaje especificado en la pantalla de Terrain/
Clearance Line (Terreno/ Línea de Holgura). Los voltajes disponibles para su elección son
aquellos que han sido establecidos previamente en la ventana de códigos de características de
la Fig. 6.1-1. La línea de holguras consta de dos partes. La primera de ellas es la holgura
básica del terreno, que está formada por copias de la línea central y perfiles laterales,
desplazados hacia arriba por un valor específico. Este valor es la holgura vertical requerida,
para el código de características elegido en Terrain/ Clearance Line (Terreno/ Línea de
Holgura). La segunda parte de la línea de holguras consiste en puntas verticales indicando las
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holguras verticales requeridas por arriba (o por debajo) de puntos u objetos específicos del
terreno, dentro del Maximum Offset for Profile View (Máximo Desplazamiento para la Vista de
Perfil) (definido en la Sección 6.3.2). Estas puntas son visibles sólo si las holguras requeridas
son mayores que la holgura básica del terreno.
Si un obstáculo es designado como "Obstáculo Aéreo" en la tabla de Feature Codes (Códigos
de Características) de la Fig. 6.1-2, la holgura vertical requerida es mostrada en dos puntas,
una por encima y otra por debajo del obstáculo.
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6.10.3 Zonas Prohibidas y de Costo Especial
Las zonas prohibidas
y las de costo
especial pueden ser
definidas a lo largo
de una alineación,
con el comando
Structures/
Automatic Spotting/
Spotting
Constraints/
Edit
(table
based)
(Estructuras/
Ubicación
Automática/
Ubicación
de
Restricciones/
Editar (Basado en
Tabla). Estas zonas
son
solamente
consideradas cuando
se
optimiza
la
ubicación de una
Fig. 6.10-2 Zonas Prohibidas cerca del Fin de la Línea Demo
línea con Structures/
Automatic Spotting/ Optimum Spotting (Estructuras/ Ubicación Automática/ Ubicación
Optima) (ver Sección 14). Una vez que se encuentre en la ventana de Spotting Constraints
(Ubicación de Restricciones), Ud. puede agregar, editar o eliminar zonas prohibidas o de
costo especial, basado en sus estaciones de inicio y parada. La Fig. 6.10-2 muestra tres zonas
prohibidas o de costo extra cerca del fin de la línea Demo. Una zona prohibida es indicada por
un área roja llena, al pie de la vista de perfil y por un rectángulo rojo en una vista 3D. Una zona
de costo extra es indicada en verde. Su visualización puede ser activada o desactivada con el
interruptor Structures/ Automatic Spotting/ Spotting Constraints/ Display (Estructuras/
Ubicación Automática/ Ubicación de Restricciones/ Visualizar).
También puede definir o remover gráficamente zonas prohibidas o de costo especial con los
comandos Structures/ Automatic Spotting/ Spotting Constraints/ Add (graphical) or
Delete (graphical) (Estructuras/ Ubicación Automática/ Ubicación de Restricciones/
Agregar (Gráficamente) o Eliminar (Gráficamente)).
Después de grabar un proyecto, la ubicación de las restricciones y sus estaciones son
grabadas en el archivo Project.con.
6.11 Estaciones de Ecuación
Una vez que se ha definido una alineación, cualquier punto del terreno posee una estación
(distancia a lo largo de la alineación) y una ordenada (distancia desde la línea central).
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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Una "Estación Verdadera" se define como la distancia total, medida desde el primer P.I. en la
alineación, a la cual se suma la estación designada de ese primer P.I. La estación del primer
punto de la alineación puede ser cambiada, del valor por defecto de cero a cualquier valor, con
el comando Terrain/ Edit/ Edit Origin (Terreno/ Editar/ Editar Origen).
Fig. 6.11-1 Primera Lámina de Vistas P&P de la Línea Demo con Estaciones de Ecuación
Se define “Estación de Ecuación” como la distancia relativa, medida hacia adelante o hacia
atrás, a lo largo de la alineación, desde un punto arbitrario a lo largo de la misma. A diferencia
de las “Estaciones Verdaderas”, las “Estaciones de Ecuación” no son contínuas. Por ejemplo, al
abrir la línea Demo e ingresar los datos mostrados en la ventana de insertar de la Fig. 6.11-1,
con el comando Terrain/ Station Equations (Terreno/ Estaciones de Ecuación). Las
“Estaciones de Ecuación” de los puntos con “Estaciones Verdaderas”, entre 1000 y 2000,
disminuirán de 5000 a 4000 a lo largo de la alineación, y las “Estaciones de Ecuación” de los
puntos con “Estaciones Verdaderas” mayores que 2000 aumentarán desde 15000. El cambio
se realizará instantáneamente en todas las vistas de Perfil y en la parte de perfil de las láminas
de vistas P&P (ver Fig. 6.11-1). Las posiciones de las estaciones de ecuación son indicadas
por líneas verticales rojas que se extienden desde el pie de la pantalla hasta la línea del
terreno.
Las estaciones que son mostradas en la barra de estado, las láminas de vistas P&P, la ventana
de Terrain Info (Información del Terreno) o cualquier informe, pueden ser “Estaciones
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Verdaderas” o “Estaciones de Ecuación”, dependiendo de su elección en el menú de File/
Preferences (Archivo/ Preferencias).
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7.
CRITERIOS DE DISEÑO
7.1
General
Los criterios de diseño para líneas de transmisión eléctrica a menudo no son los mismos para
diversos países y en compañías diferentes dentro del mismo país. Estos criterios también
cambian con el tiempo. Sin embargo, a pesar de las diferencias en valores numéricos
particulares, existen muchas similitudes. Cuando desarrollamos PLS-CADD, hemos
incorporado al programa funciones de verificación de diseño muy generales, que pueden ser
fácilmente aplicadas a una amplia variedad de prácticas de diseño, desde requerimientos muy
simples para líneas de distribución hasta los procesos ingenieriles más complejos para líneas
de muy alto voltaje. También hemos proveído un marco dentro del cual se implemantan, en
PLS-CADD y en nuestros programas de estructuras PLS-POLE y TOWER, de manera
automática, algunas técnicas internacionales de diseño recientemente publicadas (NESC,
2007; ASCE 74, 1991 o más recientes; IEC 60826, 2003; CENELEC EN 50341-1, 2001; UK
NNA, 2001; REE, 2001; Portugal NNA, 2001; especificaciones francesas de la RTE-EDF; y
mucho más, como se describe en “http://www.powline.com/products/version7_loads.pdf“). En
este documento se ha hecho un esfuerzo para describir por completo los supuestos detrás de
los cálculos de diseño, de manera que el usuario pueda determinar si éstas se aplican a una
situación en particular. En PLS-CADD, el criterio de diseño debe ser definido antes de proceder
con el diseño de un proyecto. Esto se hace mediante la creación/edición del archivo de criterios
del proyecto Project.cri con los diversos diálogos de criterios bajo Criterios, o cargando un
archivo maestro de criterios ya existente, como Master1.cri, con el comando Criteria/ Load CRI
(Criterios/ Cargar CRI). Siempre que se grabe un proyecto PLS-CADD, los criterios del mismo
son grabados en el archivo Project.cri (inclusive si los criterios provienen inicialmente de algún
otro archivo de criterios cargado, como Master1.cri). Los archivos de criterios poseen la
extensión ".cri".
7.1.1 Modelado del Sistema de Cables
Una de las partes más complejas de una línea de transmisión es el sistema de cables
(conductores y cables a tierra) en una sección de tracción (de una estructura de extremo a la
siguiente estructura de extremo). Se originan preguntas en relación a: 1) el manejo de la carga
de viento, la cual puede no ser uniforme sobre toda la longitud de la sección (el viento sobre los
tramos individuales puede ser mayor que el promedio del viento sobre la sección debido a los
cambiantes factores de respuesta de ráfaga y a diferentes incidencias del viento), 2) el manejo
de cargas de hielo no uniformes, 3) el manejo de muchos fenómenos que generan las cargas
longitudinales (cables rotos, redistribución floja, etc.), y 4) la posibilidad de interacción entre las
estructuras flexibles y todos los cables en la sección de tracción. Por lo tanto, debido a razones
de diseño práctico, se deben hacer aproximaciones y supuestos. En PLS-CADD están
disponibles cuatro niveles de modelado, para determinar la respuesta del sistema de cables a
algunos criterios de carga. Estos cuatro niveles están resumidos en la Fig. 7.1-1.
El nivel de modelado más simple (Nivel 1) se basa en el concepto de la Ruling Span
(Longitud Reguladora) (RS) y es suficiente en la mayoría de los casos. El nivel de modelado
más avanzado (Nivel 4) está basado en un análisis estructural completo de la sección de
tracción completa, incluyendo modelos detallados de todas las estructuras de soporte y de
todos los cables. Debido a su gran uso de tiempo de procesamiento por computadora y a que
no se justifica en la mayoría de las situaciones, el Nivel 4 debe ser utilizado solamente en
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MANUAL PLSCADD
casos especiales en donde se necesita considerar una representación muy exacta de la
interacción entre las estructuras y los cables. Lo más probable es que el usuario nunca tendrá
necesidad de esta capacidad de modelado avanzada (Nivel 4). Entre el Nivel 1 y el Nivel 4,
existen dos niveles intermedios de modelado (Nivel 2 y Nivel 3). Los Niveles 2, 3 y 4 son
definidos de aquí en más como Real Span (Luz Real) (debido a que trabaja con longitudes
reales de cables en cada luz) o modelado con Finite Element (FE) (Elementos Finitos (FE)).
Las suposiciones generales usadas en estos diferentes niveles son discutidas en esta Sección.
Para utilizar los Niveles
2, 3 o 4, el usuario debe
poseer una licencia de
nuestro programa SAPS
además del PLS-CADD.
Debe familiarizarse con
el
material
del
Apéndice
N.
Los
Niveles 2, 3 y 4 no han
sido
ampliamente
usados debido a su
conocida
complejidad.
Sin
embargo,
si
selecciona uno de estos
métodos en PLS-CADD,
dicha complejidad está
oculta y raras veces Ud.
se da cuenta que se
relizan
cálculos
complejos en segundo
plano.
7.1.1.1
WIRE SYSTEM MODELING LEVELS
RULING
SPAN
FINITE
ELEMENT
NO INTERACTION
BETWEEN WIRES
LEVEL 1
LEVEL 2
LEVEL 2
ATTACHMENT
POINTS
INFINITELY
STIFF
SPRINGS AT
ATTACHMENT
POINTS
( DEFAULT )
INTERACTION BETWEEN WIRES
( REQUIRES METHOD 4 STRUCTURES )
LEVEL 4
LEVEL 3
STRUCTURES
CONDENSED TO
FLEXIBILITY MATRIX
AT ATTACHMENT
POINTS
( EFFICIENT LINEAR
FULL METHOD 4
STRUCTURE MODELS
BECOME PIECES OF
HUGE MODEL OF
TENSION SECTION
( TIME CONSUMING )
APPROXIMATION )
STRUCT. ATTACHMENT POINT ( INFINITELY STIFF )
TOP SUSP. INSUL. OR TIP OF POST INSULATOR
Fig. 7.1-1 Niveles de Modelado de Cables
Modelado de Nivel 1 – Método de la Longitud Reguladora (RS)
Utilidad y practicidad del método:
Éste es por mucho el método más práctico y es aplicable a la abrumadora mayoría de
situaciones de diseño de líneas. Debe ser usado en todas las situaciones preliminares de
diseño. Este método es el que Ud. usará la mayor parte de las veces. Funciona bien con
cargas de diseño reglamentarias, las cuales generalmente son aplicadas uniformemente sobre
una sección de tracción. Siempre debe ser utilizada en la etapa preliminar del diseño.
Suposiciones:
1) El análisis comprende un único cabo (cable), en uno o más tramos, entre extremos, o sea se
asume que no hay interacción entre el cable y otras fases del mismo circuito eléctrico, o con
cables en otros circuitos.
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97
2) La componente horizontal de tracción a lo largo del cable en todos los tramos de la sección
de tracción entre los extremos es constante, o sea que se supone que todos los soportes
intermedios son perfectamente flexibles en la dirección longitudinal. Esto puede no ser muy
exacto, en el caso de aisladores de poste rígidos y de aisladores de suspensión cortos, sujetos
a grandes cargas verticales. Usualmente se considera suficientemente exacto, en vista de
todas las demás incertidumbres y aproximaciones asociadas con el diseño de líneas. Un
reciente informe de la IEEE, titulado Limitaciones de los Métodos de la Longitud Reguladora
para Conductores Aéreos a Altas Temperaturas, provee algunas discusiones sobre este tópico
(IEEE, 1997). La Guía de la IEEE para Determinar los Efectos de Operación a Altas
Temperaturas sobre los Conductores (IEEE, 2002) también menciona los problemas
potenciales con el supuesto de la longitud reguladora, cuando se calculan las flechas a muy
altas temperaturas.
3) La geometría de cada tramo es determinada como se discute en el Apéndice J, basada en la
componente horizontal de su tracción, y las cargas de diseño son calculadas como se discute
en la Sección 7.3.12.
Limitaciones:
1) Todos los tramos necesitan estar sometidos a la misma carga, o sea que este nivel de
modelado no es capaz de analizar situaciones con diferentes espesores de hielo en diversos
tramos.
2) No hay manera de estudiar el efecto de la reubicación floja debido al movimiento del punto
de fijación de un conductor o del corte/adición de alguna longitud de cable en un tramo.
3) No hay forma de considerar los desplazamientos de soportes en un sistema en donde existe
una longitud fija de cable; por ejemplo insertando o elevando una estructura para arreglar un
problema de holgura sin volver a generar flechas en los cables.
4) Este nivel de modelado no puede ser utilizado para modelar una línea ya existente, en donde
han sido medidas tracciones desiguales en varios tramos de una sección de tracción dada.
7.1.1.2
Modelado de Nivel 2 – Modelado con Elementos Finitos (FE) Ignorando la
Interacción entre los Cables
Utilidad y practicidad del método:
Con este método, se asume que todos los soportes (torres, postes y pórticos) son infinitamente
rígidos a no ser que elija insertar resortes ficiticios entre los soportes y los aisladores.
Para conductores sostenidos por torres reticuladas con aisladores de suspensión, el Nivel 2
debe proporcionar mejores flechas a muy altas temperaturas que el Nivel 1, y muy buenas
aproximaciones de situaciones de cargas no balanceadas.
Suposiciones:
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MANUAL PLSCADD
1) Como con el Nivel 1, el análisis comprende un solo cable entre extremos por vez, o sea que
se asume que no hay interacción entre los diferentes cables (otras fases).
2) Se utiliza un modelo exacto de elementos finitos del cable en todos los tramos entre los
extremos. Se asume que este modelo se encuentra en equilibrio longitudinal (o sea que la
componente horizontal de tracción es igual en todos los tramos) para la condición de
enflechamiento, o sea para un caso de clima y condición del cable específicos, o de longitudes
no
traccionadas
pueden
ser
POLE
especificadas. Los aisladores de anclaje,
ARM
suspensión y de 2 partes son modelados
como elementos estructurales. Se asume
TOP VIEW
TOP VIEW
que los puntos de fijación en los extremos
AO
PO
TD
de los aisladores de poste y en los
TD
extremos de las estructuras, de los
PD
AD
LD
LD
aisladores de anclaje, suspensión y de 2
partes son fijos en la dirección vertical,
AD
pero opcionalmente se les puede permitir
PD
movimiento en las direcciones transversal
ELEVATION
y longitudinal, como se muestra en la Fig.
7.1-2. Los movimientos transversales y
longitudinales de los puntos de fijación
ELEVATION
(TD y LD en la Fig. 7.1-2) dependen de
Fig. 7.1-2 Resortes Opcionales para Modelado
sus flexibilidades asumidas (o rigideces)
de Nivel 2
transversales y longitudinales.
Con flexibilidad cero, los soportes son fijos. Con relación a este asunto, se provee más
información en el Apéndice N.
3) Una vez que las tracciones en todos los tramos de la sección de tracción han sido
determinadas (a diferencia del Nivel 1, Ud. tendrá diferentes tracciones en diferentes tramos),
las correspondientes cargas de diseño son calculadas utilizando los mismos procedimientos
que en el Nivel 1.
Limitaciones:
Con el Nivel 2, el usuario puede aplicar diferentes cargas sobre diferentes tramos (hielo no
balanceado, conductor roto, etc.); puede redistribuir las zonas flojas entre tramos y mover
puntos de fijación.
Sin embargo:
1) Todavía no existe la consideración del posible acople mecánico entre los cables en
diferentes fases.
2) En el caso de los aisladores de poste, es difícil saber cual valor de rigidez longitudinal debe
ser usado.
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7.1.1.3
Modelado de Nivel 3 – Modelado con Elementos Finitos Considerando la
Interacción entre Cables
El modelado del Nivel 3 es similar al del Nivel 2, excepto que todos los cables entre dos
estructuras de extremo limitantes e infinitamente rígidas (los extremos del modelo) son
analizadas simultáneamente, considerando entonces la posibilidad de alguna interacción
longitudinal entre las fases. Si una estructura de extremo está siendo verificada por resistencia,
con cargas potencialmente diferentes en cada lado, las estructuras de extremo limitantes se
encuentran en los extremos de las secciones de tracción, a la izquierda y a la derecha de la
estructura que está siendo verificada. Si no se trata de un extremo limitante, una estructura en
un extremo es tratada como cualquier otra en lo concerniente a su flexibilidad. La interacción
entre los cables es tomada en cuenta por medio de las matrices de flexibilidad de las
estructuras soportantes entre los extremos limitantes. Con el Nivel 2, Ud. no considera la
flexibilidad de la estructura (a no ser que especifique dos números de flexibilidad en cada uno
de los soportes, como se describe en la Sección 7.1.1.2). Con el Nivel 3, PLS-CADD determina
una matriz de flexibilidad en cada estructura. Esta matriz es sólo un dispositivo para
representar el comportamiento de una estructura flexible sin tener que modelarla por completo,
cuando la conecte a cables soportados (Peyrot y Goulois, 1978).
Las matrices de flexibilidad de la
estructura son determinadas en
forma automática por nuestros
programas PLS-POLE y TOWER,
para estructuras de Método 4
(éstas son tratadas en la Sección
8.3.4). Por lo tanto no existe
complejidad adicional requerida si
Ud. ya está utilizando estructuras
de Método 4. Las matrices de
flexibilidad incluyen coeficientes
de flexibilidad. Considere dos
puntos de fijación de aisladores, I
y J, como se muestra en la Fig.
7.1-3. Estos puntos pueden ser
ubicados en el espacio de manera
arbitraria; por ejemplo, "I" puede
ser la fijación de un cable de
G
G
F
1
F
I,I
I,J
I
I
F
J,I
J
F
1
J,J
J
BASE
BASE
LONGITUDINAL DISPLACEMENTS
OF INSULATOR ATTACHMENT POINTS
NOT NECESSARILY IN SAME VERTICAL PLANE
aterramiento y “J" el punto de
Fig. 7.1-3 Coeficientes de Flexibilidad de la Estructura
fijación a la estructura de un
aislador que soporta la fase inferior izquierda de una torre de doble circuito. Si una carga
longitudinal de valor unitario es aplicada al punto I, el desplazamiento longitudinal
correspondiente, en el punto J, es el coeficiente de flexibilidad FJ,I. Para una estructura de
transmisión con N puntos de fijación, la matriz simétrica NxN que incluye todos los coeficientes
FI,J es llamada la matriz de flexibilidad longitudinal de la estructura. Si en vez de limitarse a
cargas y desplazamientos longitudinales, como se muestra en la Fig. 7.1-3, Ud. considera las
cargas unitarias longitudinales y transversales y sus correspondientes desplazamientos,
obtendrá una matriz de flexibilidad de tamaño 2N x 2N. De hecho, ésta es la matriz de
flexibilidad utilizada por PLS-CADD, en el lugar de cada estructura, cuando se modela el
sistema de cables en el Nivel 3.
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MANUAL PLSCADD
Utilidad y practicidad del método:
Este método solamente funciona con estructuras de Método 4, mientras que las matrices de
flexibilidad para todas las estructuras son recalculadas automáticamente por nuestros
programas PLS-POLE y TOWER, cuando sean necesarias. Excepto por algún tiempo de
procesamiento adicional, el Nivel 3 posee todas las ventajas del Nivel 2, sin las limitaciones de
éste: toma en cuenta la interacción entre los cables y lo libera de tener que asumir un valor
para la flexibilidad. Sin embargo, tenga por anticipado que usará más tiempo de procesamiento
cuando use el Nivel 3, en comparación al Nivel 2. El Nivel 3 es el método recomendado
cuando existen casos de cargas longitudinales en líneas soportadas por postes y pórticos
flexibles.
Suposiciones y limitaciones:
Si una estructura de extremo está siendo verificada para cargas, o es parte de una sección de
tracción, para la cual son calculadas las tracciones, su matriz de flexibilidad, si estuviere
disponible, será tomada en cuenta.
1) La interacción entre los cables es modelada a través de matrices de flexibilidad, las cuales
son inherentemente lineales. Por tanto, los efectos no lineales de postes y pórticos
extremadamente flexibles (los cuales pueden representar del 10 al 20 por ciento de los
esfuerzos), no pueden ser considerados. Las estructuras tensadas, las cuales son asimismo
altamente no lineales, pueden no mostrar el comportamiento correcto.
2) El efecto de las cargas de viento aplicadas directamente a las estructuras, sobre el equilibrio
del sistema, no puede ser considerado.
7.1.1.4
Modelado de Nivel 4 – Análisis del Sistema Completo
En el Nivel 4, PLS-CADD modela todos los cables y estructuras de soporte de una gama
completa de secciones de tracción, como una única estructura gigantesca. Se crea
automáticamente un modelo de elementos finitos gigante, a partir de los modelos de elementos
finitos individuales de los soportes individuales y de los cables interconectados. Este método
requiere que Ud. use estructuras de Método 4. Por ejemplo, un único modelo de los primeros
seis tramos de la línea mostrada en la Fig. 7.1.-4 incluyeron cinco modelos exactos flexibles de
pórticos en H de madera. Ese modelo fue usado para el estudio del sistema bajo altas
temperaturas y condiciones de hielo no balanceadas.
Utilidad y practicidad del método:
Debido al gran número de nudos y de elementos en el gigantesco modelo de elementos finitos
que es utilizado internamente, este método puede ser prohibitivo en términos de uso de
procesos por computadora, ya que requiere de mayores magnitudes en tiempo de
procesamiento y memoria que el Nivel 3. Sin embargo, Ud puede ser capaz de trabajar
evitando las prohibitivas exigencias de tiempo de proceso y memoria al especificar que el Nivel
4 puede ser usado solamente para estructuras tensadas o flexibles, mientras que todas las
torres reticuladas sean modeladas al Nivel 3.
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10
1
Fig. 7.1-4 Análisis Completo del Sistema
Suposiciones:
Un modelo de Nivel 4 incluye pocos supuestos limitantes, a no ser que el viento sea
considerado. El modelo de elementos finitos es tan exacto como modelo de su línea física tanto
como Ud. pueda pretender. Existe una completa interacción entre los cables, a través del
comportamiento exacto de las estructuras de soporte, incluyendo sus comportamientos no
lineales.
Limitaciones:
Aunque la idea de modelar exactamente, por elementos finitos, un segmento de línea completo,
es teóricamente atractiva, su practicidad es limitada.
1) Ud. raramente será capaz de justificar la gran cantidad de tiempo necesario para operar un
modelo de sistema completo. Tomará un largo tiempo para analizar sólo un caso de carga.
2) Algunos códigos requieren que aplique factores de carga entre las reacciones en los
extremos de los tramos y las estructuras de soporte (ver Sección 7.3.12.3). Ésta es una
situación imposible de modelar con el Nivel 4 (e incluso con el Nivel 3, si vamos al caso),
puesto que las estructuras siempre reaccionarán a las cargas no mayoradas, provistas por los
cables a los cuales están conectadas, mientras que su código puede dictar que Ud analice y
verifique la resistencia de estas estructuras bajo cargas mayoradas.
102
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MANUAL PLSCADD
3) Aunque podemos aplicar viento uniforme sobre un modelo completo (misma velocidad y
dirección global soplando sobre todos y cada uno de los tramos de un modelo de tramos
múltiples), esto no es realista. De hecho, nunca sabremos cual podría ser un viento adecuado o
incluso reglamentario, con factores de respuesta de ráfaga para ser aplicados simultáneamente
a todos los cables y estructuras.
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10
3
7.2
Modelos de Viento y de Hielo
Las cargas de viento y de hielo son las cargas de diseño principales sobre una línea de
transmisión. Estas secciones describen conceptos generales, que son utilizados por PLSCADD para el cálculo de cargas de viento y de hielo sobre el sistema de cables (conductores y
cables de aterramiento) y sobre las estructuras de soporte.
7.2.1 Modelo de Viento
7.2.1.1
Viento de Referencia y su Incremento con la Altura
Una condición de viento en PLS-CADD es descrita por un "viento de referencia" y diversos
ajustes, los cuales pueden ser hechos para la altura sobre el terreno (inclusive la elevación
sobre el nivel del mar de acuerdo con algunos códigos) y ráfagas. La velocidad de referencia (o
básica) del viento, W, es descrita ya sea al teclearla directamente en la tabla de Weather
Cases (Casos de Clima), a la que Ud. accede con el comando Criteria/ Weather (Criterios/
Clima), o ingresando la presión de referencia correspondiente. Es la velocidad del viento a la
altura de referencia, usualmente tomada como 10 m (33 pies) sobre el suelo. Dependiendo del
código que rige su diseño, el viento de referencia puede ser un valor de ráfaga (por ejemplo
una ráfaga de 3 segundos), o un valor con un promedio mayor (promedio de 1 minuto,
promedio de 10 minutos, milla más rápida, etc.). La velocidad del viento de referencia está
relacionada con la correspondiente presión de referencia por la siguiente fórmula:
Presión de referencia a altura de referencia = Q x W
2
(7-1)
donde el Factor de Densidad del Aire Q es también ingresado en la tabla de Weather Cases.
Los valores comunes para Q son:
Unidades E.E.U.U.:
Unidades SI:
Q = .00256
Q = .6125
El Factor de Densidad del Aire Q
puede ser cambiado para condiciones
extremas de temperatura y elevación
sobre el nivel del mar. Mientras que el
usuario puede especificar, sea un
viento de referencia o una presión de
referencia (el otro es calculado
automáticamente con la Ec. 7-1), debe
estar consciente que, en todos los
casos, es la presión de referencia
mostrada la que es utilizada como
punto inicial de todos los cálculos de
cargas de viento.
Presión está en "psf"
Presión está en "Pa"
W está en "mph"
W está en "m/s"
Z REF 10 m
HEIGHT
Z
33 FT
HEIGHT
Z
ASCE
WIND
STAIR
WIND
Z REF
Z REF
W
W
W
Z
W
Fig. 7.2-1 Perfiles de Viento
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Z
MANUAL PLSCADD
Muchos códigos y criterios requieren que la velocidad de diseño del viento aumente con la
altura.
Por lo tanto, a la altura "z" sobre el suelo, la velocidad de diseño del viento, W Z, puede ser
mayor que el valor de referencia W. El aumento puede ser especificado por una ecuación (por
ejemplo, el perfil mostrado en la parte izquierda de la Fig. 7.2-1) o en una tabla (por ejemplo, la
escalera mostrada en la parte derecha de la Fig. 7.2-1).
El incremento de la velocidad del viento con la altura, cuando sea requerido por un código,
puede ser manejado en PLS-CADD, de dos maneras diferentes.
Aumento manual de la velocidad del viento con la altura: Si el aumento no está disponible
como parte de una opción de código incorporada en PLS-CADD, Ud. puede encargarse del
mismo manualmente y en forma aproximada, incrementado el valor del dato ingresado para el
viento de referencia. Esto funciona bien para líneas con una altura relativamente uniforme; por
ejemplo, líneas en un terreno plano con estructuras y tramos semejantes a lo largo de todas
ellas. Como ejemplo, puede usar una serie de criterios para una línea de 69 KV con postes de
madera y poca altura, con una velocidad de viento de referencia de 70 mph, y otra serie para
una de 138 KV y postes de acero más altos, con un viento de referencia de 90 mph.
Aumento automático de la velocidad del viento con la altura: Con cada nueva versión de
PLS-CADD (y los programas de estructuras asociados TOWER y PLS-POLE) estamos
aumentando el número de códigos y especificaciones para los cuales estamos automatizando
el incremento de la velocidad del viento con la altura, con el fin de calcular cargas en los cables
y cargas de viento sobre las estructuras. Para cargas en los cables, seleccione el código en la
columna de Wire Wind Height Adjust (Ajustar Altura del viento sobre Cables), de la tabla de
Weather Cases (Casos de Clima). Para cargas de viento sobre estructuras, seleccione el
código en la columna de Structure Wind Load Model (Modelo de Carga de Viento sobre la
Fig. 7.2-1a Kz y Factor de Respuesta de Ráfaga del Cable para NESC 2007
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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10
5
Estructura), de la tabla de Structure Loads Criteria (Criterios de Cargas en Estructuras).
Vea “http://www.powline.com/products/version7_loads.pdf“ para más información relativa a
estos códigos y su implementación. Para las opciones automáticas, tal vez deba suministrar
algunos parámetros de viento y terreno, como se indica en la pantalla interactiva de Criteria/
Code Specific Wind and Terrain Parameters (Criterios/ Parámetros de Viento y Terreno
Específicos de Códigos). Si hace click al pie de la pantalla interactiva de Code Specific Wind
and Terrain Parameters, puede visualizar las diferentes funciones de escalado y factores de
respuesta de ráfagas que son usados para el código elegido (por ejemplo NESC 2007 en la
Fig. 7.2-1a).
La presión debida a la velocidad del viento a la altura z es calculada como sigue:
Presión a la altura z = Q x (W Z)
2
o KZ x Q x W
2
(7-2)
donde KZ es a menudo referida como el coeficiente de exposición a la presión del viento. Por
ejemplo, la parte izquierda de la Fig. 7.2-1a muestra KZ para el código NESC 2002.
Para el ajuste automático de la velocidad del viento con la altura, se debe asumir la altura
efectiva z. Los supuestos descritos en las Secciones 7.2.1.1.1 a la 7.2.1.1.3 son utilizados en
PLS-CADD.
7.2.1.1.1
Alturas Efectivas para Estructuras o Partes de éstas
Previamente a la Versión 7, cuando un código requería el aumento de la velocidad del viento
con la altura, para el cálculo de las presiones del viento sobre las estructuras, PLS-CADD
determinaba la presión a los 2/3 de la altura total de la estructura, la multiplicaba por el Factor
de Respuesta de Ráfaga de la Estructura si se requería, y pasaba ese valor a TOWER y a
PLS-POLE como una presión uniforme a ser aplicada sobre todo el modelo de la estructura.
Por lo tanto, antes de la Versión 7, las presiones de diseño de estructuras reportadas por PLSCADD incluían el efecto del aumento de la velocidad del viento con la altura y los factores de
respuesta de ráfaga de la estructura, cuando eran requeridos por los códigos.Para hacerlos
compatibles, en la Versión 7 hemos proveído modelos de cargas de viento sobre estructuras
“Pre V7" que continuarán trabajando de esta manera.
Comenzando con la Versión 7, cuando se utilizan otros modelos de carga de viento sobre
estructuras que no son “Pre V7“, PLS-CADD solamente determina la presión a la altura de
referencia (usualmente 33 pies o 10 m sobre el suelo) y pasa ese valor a TOWER y a PLSPOLE. Desde la Versión 7, cuando se usan otros modelos de carga de viento sobre las
estructuras que no son “Pre V7“, TOWER y PLS-POLE aceptan como dato la presión a la
altura de referencia y automáticamente la aumentan con la altura, sobre varias partes de las
estructuras, y aplican factores de respuesta de ráfagas de la estructura, cuando se lo requiere.
Por lo tanto, comenzando con la Versión 7, las presiones de diseño de la estructura informadas
por PLS-CADD son presiones a la altura de referencia y no incluyen los factores de respuesta
de ráfaga de la estructura.
7.2.1.1.2
106
Altura Efectiva para todos los Cables de una Sección de Tracción (con el
propósito de mostrar sección de tracción y realizar cálculos de holguras)
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2009
MANUAL PLSCADD
Con el modelado del Nivel 1, se supone como uniforme a la velocidad del viento, a lo largo de
toda la longitud de la sección de tracción, y es usada para determinar la respuesta de una
sección de tracción completa (juego de cables entre ambos extremos) y se basa en la altura
promedio sobre el suelo de todos los apuntos de fijación a la estructura en la sección de
tracción. Por lo tanto, para una serie con tres fases y veinte tramos, la altura efectiva es la
altura promedio de sesenta y tres puntos de fijación. Esta velocidad del viento se usa para
determinar la posición tridimensional de los cables, bajo condiciones de viento, y todos los
cálculos de flechas y tracciones.
Con el modelado del Nivel 2, Nivel 3 o Nivel 4, la velocidad del viento, que es usada para
determinar la respuesta de una sección de tracción completa (serie de cables entre extremos)
es calculada separadamente para cada cable de cada tramo, y se basa en la altura promedio
de sus dos puntos extremos de fijación a las estructuras.
7.2.1.1.3
Altura Efectiva para un Solo Cable en un Solo Tramo (con el propósito de
determinar las reacciones a vientos de diseño en los extremos del tramo)
Para todos los niveles de modelado, la velocidad del viento que sopla sobre un solo cable en
un tramo, está basada en la altura promedio sobre el suelo de sus dos puntos de fijación a la
estructura en su extremos (Algunas especificaciones reducen esa altura por una fracción de la
flecha y longitud de un aislador de suspensión, pero PLS-CADD, de forma conservadora, deja
de lado esa complicación innecesaria). Esta velocidad del viento es utilizada en la
determinación de las cargas en los puntos de fijación a la estructura, y la oscilación de los
aisladores. Esto se discute en más detalle, en las siguientes Secciones.
7.2.1.2
Carga de Viento por Unidad de Longitud del Cable
La fórmula usada en PLS-CADD para calcular la carga de viento de diseño por unidad de
longitud del cable, UH, es:
UH
2
2
= WLF Q (W Z) GRFC CDC (cos[WA]) (D + 2tZ)
(7-3)
donde Q y W Z fueron definidos previamente y:
WLF = Factor de Carga del Clima
GRFC = Factor de Respuesta de Ráfaga del Cable
CDC = Coeficiente de Arrastre del Cable
WA
= Ángulo de incidencia entre la dirección del viento y la perpendicular al tramo
D
= Diámetro del cable
= Espesor del hielo a la altura z
TZ
El Factor de Carga del Clima WLF es ingresado en la tabla de Weather Cases (Casos de
Clima) y normalmente es igual a uno.
El Factor de Respuesta de Ráfaga del Cable GRFC depende usualmente de la altura efectiva
del viento, la longitud del tramo y el promedio del período usado en la definición del viento de
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
10
7
referencia. En PLS-CADD, se puede ingresar manualmente GRFC, o puede ser determinado en
forma automática.
Ingreso manual del factor de respuesta de ráfaga del cable: Si no es requerido a usar un
código que especifica cómo debe ser calculado el factor de respuesta de ráfaga, puede
ingresar el valor del mismo de forma manual, en la columna de Wire Gust Response Factor
(Factor de Respuesta de Ráfaga del Cable) de la tabla de Weather Cases. Si lo hace así, ese
valor será aplicado al cálculo de UH en todos los cables en su línea, sin considerar la longitud
ni la altura efectiva de los tramos. Por ejemplo, para una línea sobre un terreno plano, con
tramos y estructuras similares a través de toda la misma, Ud podría especificar un único valor
de GRFC = 1, si su viento de referencia es de la milla más rápida o del viento promedio de 1
minuto. Ud. puede especificar un menor valor, digamos GRFC = 0.8, si su viento de referencia
es el de una ráfaga de 3 segundos. La opción manual es también la que debe usar si su
especificación de diseño pide valores nominales simples de las presiones de viento, como 20
psf o 800 Pa, para ser aplicados a todos los conductores. En estos casos, se ingresa la presión
y el factor de respuesta de ráfaga es ajustado a uno.
Cálculo automático del factor de respuesta de ráfaga del cable: Si desea que PLS-CADD
calcule automáticamente el factor de respuesta de ráfaga, para un código de diseño incluído,
seleccione el código en la columna de Wire Gust Response Factor (Factor de Respuesta de
Ráfaga
del
Cable)
de
la
tabla
de
Weather
Cases.
Vea
http://www.powline.com/products/version7_loads.pdf para más infoprmación en relación a estos
códigos de diseño incluídos y la implementación de los mismos. Para la opción automática,
puede tener que suministrar algunos parámetros de viento y terreno, como se indica en el
menú de Criteria/ Code Specific Wind and Terrain Parameters (Criterios/ Parámetros de
Viento y Terreno Específicos de Códigos). Puede observar la variación del factor de
respuesta de ráfaga del cable, al hacer click al pie del diálogo de Code Specific Wind and
Terrain Parameters (por ejemplo, vea la parte derecha de la Fig. 7.2-1a para el NESC 2002).
Por defecto, el Coeficiente de Arrastre del Cable CDC se asume igual a uno para todos los
cables. Sin embargo, si elige uno de los códigos de diseño incluídos (en la columna de Wire
Gust Response Factor (Factor de Respuesta de Ráfaga del Cable) de la tabla de Weather
Cases), el coeficiente de arrastre adecuado será utilizado de manera automática. Este
coeficiente puede ser una función del diámetro del conductor, del depósito de hielo o del
número de Reynolds. Si no está usando un código de diseño soportado y desea utilizar un
coeficiente de arrastre diferente de uno, Ud. puede incluir el efecto del mismo en su valor
ingresado del factor de respuesta de ráfaga del cable, GRFC.
El Wind Incidence Angle (Ángulo de Incidencia del Viento) WA es calculado automáticamente,
basado en su selección de dirección del viento, en la columna de Wind Direction (Dirección del
Viento) de la tabla de Structure Loads Criteria (Criterios de Cargas de las Estructuras).
7.2.1.2.1
Suposiciones para Calcular la Carga de Viento sobre todos los Tramos de
un cable, en una sola sección de tracción, UHTS, con el propósito de
mostrar la sección de tracción y realizar cálculos de holguras
Con el modelado del Nivel 1, cuando una sección de tracción es mostrada en forma
tridimensional, para un caso de clima en particular, o cuando se realizan cálculos básicos de
holguras geométricas, se asume que la carga por unidad de longitud UHTS es la misma sobre
todos los cables de todos los tramos que componen la sección de tracción, sin tener en cuenta
108
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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MANUAL PLSCADD
sus longitudes y orientaciones. Para el cálculo de UHTS, se asume que el viento es
perpendicular a cada tramo (o sea WA = 0 o 180 grados) y se usa un solo valor de GRFC.
GRFC se basa en la altura efectiva, descrita en la Sección 7.2.1.1.2 y en la longitud reguladora
de la sección de tracción (vea la Sección I.1 en busca de la definición de longitud reguladora).
Mientras que no hay una razón teórica para elegir la longitud reguladora para el cálculo de
GRFC, ya que el efecto promedio del viento tiene lugar sobre la longitud total de la sección de
tracción, se debe asumir una suposición consistente y conservadora.
Con modelados del Nivel 2, Nivel 3 o Nivel 4, una carga única por unidad de longitud, UHi, es
aplicada a cada cable de cada tramo. Para el cálculo de UHi, se supone que el viento es
perpendicular al tramo (o sea, WA = 0 o 180 grados, a no ser que se especifique de otra forma,
en un caso de carga que está a la vista), y el factor de respuesta de ráfaga se basa en la altura
efectiva descrita en la Sección 7.2.1.1.3 y en la longitud del tramo.
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9
7.2.1.2.2
Suposiciones para Calcular la Carga de Viento sobre un Cable, con el Fin
de Determinar la Contribución a la Carga sobre la Estructura Soportante
Considere por ejemplo el cable A-B-C-D-E-F-G, mostrado en la vista en planta en la parte
superior de la Fig. 7.2-2. A y G representan estructuras de extremos. B, C, E, y F representan
estructuras de suspensión o estructuras con aisladores de poste flexibles. Cuando son
expuestos a vientos reales (no suposiciones de diseño), cada tramo del cable A-B-C-D-E-F-G
puede estar sujeto a su propia velocidad de viento, dirección de viento, WA*, y factor de
respuesta de ráfaga, GF*. Esto se ilustra esquematicamente en la parte (a) de la Fig. 7.2-2.
Obviamente, nunca seremos capaces de predecir qué combinaciones de velocidad, dirección y
factores de respuesta de ráfagas son las apropiadas para la aplicación simultánea a cada
tramo de un sistema de tramos múltiples. Por lo tanto, se necesitan algunos supuestos para el
diseño práctico. Nuestro interés aquí está en el cálculo de las cargas de diseño de la estructura
en el punto D. Esta Sección describe los supuestos de viento detrás de los cálculos.
La carga transversal en el punto D depende de la carga de viento unitaria UHL sobre el tramo a
su izquierda, de la carga unitaria UHR sobre el tramo a su derecha, y de las tracciones
horizontales en estos dos tramos, HL y HR.
UHL es calculada con la
WA
D
Ec. 7-3, con el factor de
BC
( a ) COMPLETE
respuesta de ráfaga GFL
SYSTEM
GF
y el ángulo de incidencia
C GF L
R
E
F GFFG G
B
del viento WAL para el
GF
tramo izquierdo, como
AB
A
WA
se muestra en la parte
RRS
WA
LRS
(c) de la Fig. 7.2-2. En la
H
J
K
I
gran mayoría de las
( b ) RULING SPANS
GF
GF
aplicaciones,
su
LRS
RRS
especificación requerirá
LEFT
RIGHT
que Ud. utilice un viento
normal aI cable, o sea
WA L
WA
R
WAL = 0 o 180 grados.
D
(
c
)
LEFT AND RIGHT SPANS
Se calcula UHR con el
factor de respuesta de
GF
GF
R
B
L
C
E
ráfaga GFR y con el
F
G
A
ángulo de incidencia del
viento para el tramo
WIND LOADING ASSUMPTIONS WHEN " NORMAL ALL " IS NOT SELECTED
derecho, WAR. Como
será
WAL,
WAR
Fig. 7.2.2 Suposiciones de Viento en los Casos más Generales
solicitada por la mayor
parte de las especificaciones, que sea igual a 0 o 180 grados. UHL y UHR también dependen de
las correspondientes alturas promedio de fijación de los tramos, según se describe en la
Sección 7.2.1.1.3.
Si el punto D no se encuentra en un ángulo de línea, las tracciones horizontales HL y HR no
tienen efectos sobre la carga transversal. Si el punto D está localizado en un ángulo de linea,
estas tracciones son importantes, y son calculadas como se describe más abajo.
110
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Supuestos para el Nivel 1
En el Nivel 1, las tracciones horizontales en los tramos izquierdo y derecho se asumen a
aquellas de sus longitudes reguladoras.
Si el punto D es un extremo, una Longitud Reguladora Izquierda (Left Ruling Span - LRS)
representa todos los tramos a la izquierda de la Estructura D (H-I en la parte media de la Fig.
7.2-2) y una Longitud Reguladora Derecha (Right Ruling Span - RRS) representa todos los
tramos a la derecha de la Estructura D (J-K en la parte media de la Fig. 7.2-2). Las Longitudes
Reguladoras son definidas en la Sección I-1. Se asume que el ángulo de incidencia del viento
sobre la LRS, WALRS, es el mismo que WAL, y que el ángulo de incidencia del viento sobre la
RRS, WARRS , es el mismo que WAR . El factor de respuesta de ráfaga para la LRS, GFLRS, está
basado en la altura promedio de todos los puntos de fijación de los tramos a la izquierda de D y
en la longitud de la LRS. El factor de respuesta de ráfaga para la RRS, GFRRS, está basado en
la altura promedio de todos los puntos de fijación de los tramos a la derecha de D y en la
longitud de la RRS.
Si el punto D no es un extremo, existe sólo una longitud reguladora, RS = LRS = RRS. Se
asume que el ángulo de incidencia del viento sobre la longitud reguladora es el promedio de
WAL y WAR. El factor de respuesta de ráfaga de la misma se basa en la altura promedio de
todos los puntos de fijación de los tramos entre los puntos A y G.
Supuestos para los Niveles 2, 3 y 4
En los Niveles 2, 3 o 4, se modela el sistema completo entre A y G para determinar las
tracciones. Se asume que la dirección del viento sobre cada tramo es o normal al tramo (si
selecciona NA+ o NA- en la tabla de Structure Loads Criteria (Criterios de Cargas de las
Estructuras) de la Fig. 7.3-10a), o es la misma sobre todos los tramos, o sea que existe una
dirección global del viento, como se muestra en la parte superior de la Fig. 7.2-2. La dirección
global del viento es determinada a partir de su elección de Wind Direction (Dirección del Viento)
(otra que no sea NA+ o NA-) en la tabla de Structure Loads Criteria. La carga unitaria de
viento sobre cada tramo se basa en el factor de respuesta de ráfaga de la misma, la cual
depende de la longitud del tramo y de la elevación promedio.
7.2.1.3
Carga de Viento sobre la Estructura Soportante
Las cargas de viento recomendadas por PLS-CADD sólo pueden ser aplicadas a estructuras
soportantes si éstas son modeladas por TOWER o por PLS-POLE (estructuras de Método 4).
La siguiente fórmula, la cual es modificada aún más por el efecto de la dirección del viento
(como se muestra en las Ecs. 7-13 y 7-14), es usada para la determinación de la fuerza de
diseño del viento, WF, aplicada directamente a una parte de una estructura soportante,
localizada a una altura z:
WF
2
= LFW WLF Q (W Z) GRFS CDS A
(7-4)
donde WLF, Q y W Z fueron definidos previamente (Ecs. 7-1, 7-2 y 7-3) y:
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1
LFW = Factor de Carga para Viento
GRFS = Factor de Respuesta de Ráfaga para la estructura
CDS = Coeficiente de arrastre de la estructura
A
= Área expuesta de parte de la estructura
Una forma alternativa de la Ec. 7-4 es:
WF
= LFW WLF Q (W)2 KZ GRFS CDS A
(7-5)
donde KZ es el factor de ajuste de altura.
El Factor de Carga para Viento LFW es ingresado en la columna de Wire and Structure Wind
Load Factor (Factor de Carga de Viento para Cables y Estructura) de la tabla de Structure
Loads Criteria (Criterios de Carga de la Estructura) (Nota: para usuarios del modelo de
viento EN 50341-3-9: UK-NNA, el número ingresado para LFW tiene un propósito
completamente diferente – éste es usado para ingresar el factor K-COM de ese modelo).
El Factor de Ajuste de Altura KZ es considerado automáticamente en TOWER o PLS-POLE
El Factor de Respuesta de Ráfaga de la Estructura GRFS puede ser ingresado de forma
manual en PLS-CADD o puede ser determinado automáticamente en TOWER o PLS-POLE.
Ingreso manual del factor de respuesta de ráfaga de la estructura: Si no le es requerido el
uso de un código que especifique cómo se debe calcular el factor de respuesta de ráfaga de la
estructura, puede ingresar este valor manualmente, en la columna de Structure Wind Area
Factor (Factor de Área de Viento de la Estructura) de la tabla de Structure Loads Criteria.
Cálculo automático del factor de respuesta de ráfaga de la estructura: Si desea que PLSCADD, en conjunto con TOWER o PLS-POLE calculen automáticamente el factor de respuesta
de ráfaga de la estructura, para un código de diseño proveído, elija el código en la columna de
Structure Wind Load Model (Modelo de Carga de Viento sobre la Estructura) de la tabla de
Structure Loads Criteria.
El Coeficiente de Arrastre de la Estructura CDS o es especificado o determinado
automáticamente en TOWER y PLS-POLE, dependiendo de su elección de código de diseño
en la columna de Modelo de Carga de Viento sobre la Estructura de la tabla de Structure
Loads Criteria.
El Área Expuesta A de la estructura es determinada por TOWER o PLS-POLE. El área de la
parte en el modelo de TOWER o PLS-POLE puede ser ajustada a partir de PLS-CADD, por un
factor que Ud. ingresa en la columna de Structure Wind Area Factor (Factor de Área de Viento
de la Estructura) de la tabla de Structure Loads Criteria.
Cuando un código de diseño proveído es especificado en PLS-CADD, es importante que Ud.
entienda los cambios que fueron hechos a la presión de diseño reportada por PLS-CADD y
pasada a TOWER y PLS-POLE cuando actualizamos estos programas a la Versión 7.
112
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MANUAL PLSCADD
Antes de la versión 7, la presión de diseño reportada fue LFW WLF Q (W Z)
WZ fue una única velocidad calculada a 2/3 de la altura de la estructura.
2
GRFS , donde
2
Comenzando con la Versión 7, la presión de diseño reportada es LFW WLF Q (W) . La
última parte de la Ecuación 7-5, KZ GRFS CDS A , es automatizada completamente en
TOWER y PLS-POLE.
7.2.2 Modelo de Hielo
7.2.2.1
Hielo en los Cables
El hielo en los cables puede ser especificado en PLS-CADD como: 1) una combinación de
espesor y densidad del hielo, 2) una carga nominal por unidad de longitud del cable, o 3)
cualquier combinación de los dos anteriores. Para cubrir todas las combinaciones posibles, se
calcula la carga vertical del hielo por unidad de longitud del cable, UI, según la fórmula:
UI
=
WLF 3.1416 ( D + tZ ) tZ DENS + W ICE
(7-6)
donde:
WLF
D
TZ
DENS
W ICE
= Factor de Carga del Clima
= Diámetro del cable
= Espesor del hielo a una altura z
= Densidad del hielo
= Carga de hielo por unidad de longitud
Los efectos de W ICE y tZ son acumulativos, o sea si ambos son distintos de cero; la carga de
hielo incluirá la suma de ambos.
Algunos códigos de diseño requieren que el espesor tZ sea aumentado con la altura z sobre el
suelo, a partir del valor de referencia “t“ (usualmente a 10 m – 33 pies sobre el suelo). Esto es
controlado automáticamente por PLS-CADD para los códigos proveídos. La altura efectiva es
la misma que aquella usada para el viento (ver Secciones 7.2.1.1.1 a 7.2.1.1.3). El factor de
carga del clima WLF, el espesor de referencia “t“, la densidad del hielo DENS y la carga de
hielo por unidad de longitud W ICE son ingresadas en la tabla de Weather Cases (Casos de
Clima).
7.2.2.2
Hielo sobre las Estructuras
Cuando se especifica hielo sobre los cables, la mayor parte de los códigos de diseño no
requieren que Ud. aplique ese hielo sobre los miembros de las estructuras de soporte. Sin
embargo si su código de diseño requiere que aplique hielo sobre los miembros de la estructura,
esto es realizado de forma automática por los programas TOWER y PLS-POLE a partir de los
datos de hielo que ha especificado en las columnas de Structure Ice Thickness (Espesor de
Hielo sobre la Estructura) y de Structure Ice Density (Densidad del Hielo sobre la Estructura)
de la tabla de Structure Loads Criteria (Criterios de Cargas de la Estructura).
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3
7.2.3 Carga por Unidad de Longitud del Cable
La respuesta del sistema de cables al
viento, hielo, o a una combinación de
ambos depende de la resultante de la
carga del clima por unidad de longitud,
UR (en N/m o lbs/pie). UR es la
resultante de la carga horizontal de
viento, UH en la Ec. 7-3, el peso
unitario del cable, UW, y la carga
vertical del hielo, UI en la Ec. 7-6. UR
es mostrada a la derecha de la Fig.
7.2-3.
t
UH
D
UH
UW
UW
UI
UI
UR
NESC
CONSTANT
Bajo el viento, el tramo tiene un
UR NESC
desplazamiento hacia afuera con el
ángulo β (ver Fig. J-2), la tangente del
Fig. 7.2-3 Cargas por Unidad de Longitud del Cable
cual es UH / (UW + UI). Por lo tanto,
cuando se exhibe una sección de tracción para una condición climática dada, el ángulo de
desplazamiento por viento de cada tramo de la sección de tracción es el mismo porque la carga
del viento sobre cada tramo (UHTS , descrita en la Sección 7.2.1.2.1) es la misma.
7.2.3.1
Caso de Distrito NESC
Los diseñadores de líneas de transmisión en los Estados Unidos, que se rigen por el National
Electric Safety Code-NESC (Código Nacional de Seguridad Eléctrica) han tenido que soportar
un sistema arcaico de cargas y resistencias que no ha visto grandes mejoras a lo largo de los
últimos 50 años. Además de usar factores de carga y de resistencia arbitrarios, la Regla 250B
de la NESC aún recomienda un método que no satisface los principios básicos de la estática.
Bajo la Regla 250B de la NESC 2007 (el así llamado Caso del Distrito): 1) la velocidad del
viento (y la presión) es un valor nominal fijo, el cual no depende de la altura y longitud del
tramo, 2) el viento es siempre aplicado en la dirección normal al tramo (o sea no existe
posibilidad de considerar incidencias de viento variables – ángulo WA en la Ec. 7-3), y 3) la
carga resultante por unidad de longitud del cable es incrementada por una constante arbitraria
(la así llamada “Constante NESC” o constante “K”), con el propósito de cálcular tracciones en
los cables. No existe una razón física ni racional para la existencia de la constante “K”. La carga
resultante mayorada, URNESC, es mostrada a la izquierda de la Fig. 7.2-3. Por lo tanto, cualquier
carga en la estructura basada en la tracción del cable (carga del ángulo de línea transversal o
carga vertical, en el caso de un tramo no nivelado), debería basarse en la tracción causada por
URNESC. Sin embargo, ha sido siempre la intención de la NESC que la carga del viento en una
estructura debe basarse solamente en la carga horizontal por unidad de longitud del cable, UH,
multiplicada por la longitud promedio del cable en los dos tramos adyacentes. Los
requerimientos de Distrito NESC no satisfacen a la estática, porque UH y URNESC no pueden
ocurrir al mismo tiempo. No existe físicamente un cable, o un modelo general analítico
tridimensional de cable (tal como los usados por nuestro modelado de Nivel 2, 3 o 4 o por
cualquier programa comercial para computadora de elementos finitos), que pueda
posiblemente ser cargado con el caso de carga del Distrito NESC cuando “K” es diferente de
114
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cero. Por lo tanto, se deben seguir procedimientos complejos para implementar el Caso de
Distrito NESC en PLS-CADD.
Método de la Longitud Reguladora (Modelado de Nivel 1)
Con el objetivo de determinar tracciones, flechas y la geometría tridimensional general de todos
los cables en una sección de tracción, se asume que todos los cables estan sujetos a URNESC.
Luego, con el propósito de determinar las reacciones de soporte y los balanceos de los
aisladores en los extremos de un tramo en particular, algunas de las componentes de la fuerza
resultante tienen su escala reducida en la proporción UR / URNESC como está descrito en la
Sección 7.3.12.4. Esta es la forma de PLS-CADD de asegurar que todas las cargas basadas
en tracción mecánica incluyen el efecto de "K", mientras que todas las cargas que no dependen
de la tracción (tal como el efecto directo del viento) están basadas en UR.
Modelado con Elementos Finitos (Modelado de Niveles 2, 3 y 4)
Con el objetivo de determinar las tracciones, flechas y la geometría tridimensional general de
todos los cables, el análisis estructural de la sección de tracción se basa en los valores de UH,
UW y UI, los cuales tienen la escala ampliada en la proporción URNESC / UR. Luego, con el
propósito de determinar las cargas sobre una estructura en particular, se usa el mismo proceso
que en el Método de la Longitud Reguladora, descrito más arriba.
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11
5
7.3
Criterios Detallados de Diseño
Esta sección describe los diversos criterios de
diseño que pueden ser usados y verificados
con PLS-CADD. Los criterios de diseño son
selccionados en los menús de Criterios (Fig.
7.3-1). Estos menús serán descritos en su
orden de aparición.
Una serie de criterios puede ser grabada en
un solo archivo que posee la extensión .cri.
Los archivosde criterios
pueden
ser
desarrollados en bibliotecas estándar, a ser
proyectos (por
compartidas entrevarios
ejemplo, criterios de diseño para postes de
madera de 69kv pueden estar en el archivo
Wpoles69kv.cri), o pueden ser desarrollados
solamente para un proyectoespecífico.
Cuando graba un proyecto, los criterios en
uso al momento de grabar, son grabados en
al archivo Project.cri.
Si ya existiesen los criterios estándar, en un
archivo Standard.cri, todo lo que Ud. necesita
hacer para usarlos en un nuevo proyecto es
cargar Standard.cri con el comando Criteria/
Load CRI (Criterios/ Cargar CRI). Esta
acción copiará todos los datos en Standard.cri
dentro del nuevo archivo de criterios del
proyecto Project.cri. Si después de haber
desarrollado algún criterio, desea grabarlo
para que sea parte de una biblioteca
Fig. 7.3-1 Menús de Criterios de Diseño
con el
permanente, puede hacerloasí
comando Criteria/ Save CRI (Criterios/ Guardar CRI), en donde se puede especificar el
nombre del archivo de biblioteca.
7.3.1 Notas
El menú de Criteria/ Notes (Criterios/ Notas) le permite a Ud. ingresar hasta 50 líneas de
notas describiendo los diversos estándares, supuestos, autores, fechas, etc., relacionados al
conjunto de criterios en un archivo .cri en particular. Una compañía puede trabajar con
diferentes series de criterios en cualquier momento, y es muy importante documentar el origen
y los límites de validez de una serie de criterios en particular.
Nota Importante: En cualquier línea de la tabla de Notas de Criterios, Ud. puede incluir la ruta
completa y nombre de archivo de una serie de criterios que puede ser usada como alternativa a
la actual serie. Por ejemplo, puede tener la línea de texto “C:\PLS\Wpoles138kv.cri“ en la tabla
de Criteria Notes (Notas de Criterios) para el archivo Wpoles69kv.cri. Si hace esto, el archivo
116
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(o archivos) de criterios alternativo(s) será incluido en una copia backup de su mopdelo, creada
con el comando File/ Backup (Archivo/ Backup).
7.3.2 Casos de Clima
Muchos criterios de
resistencia y servicio
(holguras) suponen
que la línea está
sujeta
a
una
combinación dada
de viento, hielo (o
nieve)
y
temperatura.
Tal
combinación
es
definida de aquí en
más como un “caso
de clima”. En PLSCADD, todos los
cálculos de flechas y
tracciones, y en
consecuencia todos
los
cálculos
de
cargas y holguras,
son llevados a cabo
Fig. 7.3-2 Casos de Clima
para casos de clima
escogidos. Todos los
casos de clima que serán usados en un diseño en particular deben ser descritos en la tabla de
Weather Cases (Casos de Clima) (ver Fig. 7.3-2), a la cual se accede con el comando
Criteria/ Weather (Criterios/ Clima). Una tabla de casos de clima típicamente incluye un grupo
de casos de clima para la verificación de la resistencia de las estructuras, un grupo para la
verificación de varias holguras geométricas (al suelo, fusible quemado, entre fases, balanceos,
etc.) y un grupo para verificar las tracciones de los cables a tierra y de los conductores.
También incluye el caso de clima que se supone causaría Creep (fluencia lenta), el caso de
carga pesada que potencialmente causaría alargamiento permanente de los diversos cables, y
diversos casos de clima necesarios para mostrar los cables a diversas temperaturas. Por
ejemplo, las condiciones para la verificación de estructuras (las primeras cuatro líneas en la
Fig. 7.3-2) pueden incluir: 1) una combinación NESC (ver Sección 7.2.3.1), 2) una condición de
viento extrema, 3) una condición de hielo extrema con algún viento reducido, y 4) una condición
de frío extrema. Existen usualmente una cantidad de condiciones para la verificación de las
holguras verticales, laterales y galopantes (líneas 5 a 13 en la Fig. 7.3-2). Para la verificación
de los cables, las condiciones pueden incluir: 1) la combinación NESC, 2) nada de hielo ni de
viento a una temperatura cotidiana, etc. Por lo tanto, para un proyecto dado, el archivo
Project.cri puede contener un número considerable de casos de clima. Nota: Los casos de
clima en la Fig. 7.3-2, los cuales provienen del archivo Demo.cri, son suministrados solamente
a modo de ejemplo y no deben ser utilizados en conexión con proyectos reales.
Los Criterios NESC de ejemplo pueden ser descargados de nuestro sitio web en
http://www.powline.com/files/criteria.html Estos ejemplos son sólo para muestra y no deben ser
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11
7
usados a no ser que sean verificados y modificados, si es necesario, por un ingeniero
responsable a cargo.
Los datos en la tabla de Weather Cases (Casos de Clima) incluyen:
Factor de densidad del aire:
Factor Q en la Ec. 7-1
Velocidad o Presión del Viento:
Velocidad o presión básica (o de referencia). Se ingresa
una y la otra es calculada automáticamente, con la Ec. 7-1
Espesor del Hielo sobre el Cable, t: Espesor del hielo que se supone depositado
uniformemente sobre el cable – usado en Ecs. 7-3 y 7-6
Densidad del Hielo sobre el Cable, DENS:
Densidad usada en la Ec. 7-6
Carga del Hielo sobre el Cable, WICE :
Carga del Hielo por unidad de longitud del Cable usada en la Ec. 7-6
Temperatura del Cable:
Temperatura del conductor o cable a tierra
Factor de Carga del Clima:
Factor aplicado a las cargas de viento y hielo en las Ecs.
7-3 a 7-6. Por defecto = 1
Constante NESC, K:
Constante K usada sólo para el Caso de Distrito NESC –
vea Sección 7.2.3.1
Modelo de Ajuste de la
Altura del Viento sobre el Cable:
Seleccione None (Ninguno), si desea que los valores
ingresados de velocidad y presión del viento sean usados
en todos los cables y estructuras, sin importar su altura
sobre el suelo
Seleccione ASCE 1991, ASCE 2002, NESC 2007,
EN50341-1, IEC 60826, etc. si desea que la velocidad del
viento sea incrementada automáticamente con la altura,
de acuerdo a uno de los códigos de diseño disponibles
(ver Sección 7.2.1.1)
Factor de Respuesta de
Ráfaga del Cable, GRFC :
Factor de respuesta de ráfaga para todos los cables
(GRFC en la Ec. 7-3). Ud. puede teclear un único valor o
hacer que el factor de respuesta de ráfaga para todos los
cables sea calculado automáticamente si selecciona uno
de los códigos de diseño disponibles.
7.3.3 Parámetros de Viento y Terreno Específicos de Códigos
Después de seleccionar Criteria/ Code Specific Wind and Terrain Parameters (Criterios/
Parámetros de Viento y Terreno Específicos de Códigos), será dirigido a una serie de
118
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submenús, en donde tendrá que ingresar información específica del código, considerando
parámetros de viento y/o terreno. Asegúrese de completar toda la información pedida para el
código de diseño que pretende utilizar.
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9
MANUAL PLSCADD
7.3.4 Condiciones para Fluencia Lenta y Alargamiento Permanente de los Cables
El
modelo
mecánico
de
cable usado por
PLS-CADD para
cables a tierra y
conductores
es
descrito en detalle
en la Sección 9.1.
Este
modelo
permite que el
programa realice
cálculos de flecha
y tracción para un
cable
en
sus
condiciones
"Initial"(Inicial),
final después del
"Creep" (Fluencia
Lenta), y final
Fig. 7.3-3 Casos de Clima de Creep y Carga Pesada
después
de
"Load" (Cargas). La condición del cable ("Initial", "Creep" o "Load") es un ítem especificado en
muchas funciones de PLS-CADD. Se asume que el cable se encuentra en su condición "Inicial"
por unas pocas horas siguientes a su instalación. Se encuentra en su condición final después
de "Creep", luego de la cual se supone que ha estado expuesto a una condición de clima por
un largo período de tiempo, digamos 10 años. Se asume normalmente que el caso de clima
que causa creep consiste en una condición sin viento ni hielo a alguna temperatura promedio.
La temperatura promedio de 60 grados F es a menudo usada en América del Norte, a no ser
que la línea pase muchos meses en clima muy frío; en tal caso, un valor más frío es adecuado,
digamos 30º F o menos. La condición final después de “Load” (también llamada como “final
después del punto en común”) asume que el cable ha sido permanentemente estirado por una
condición de clima especificada (digamos el Caso de Distrito NESC o cualquier otro caso
causante de grandes tracciones). El Weather case for final after creep (Caso de Clima para
Condición Final Después de Creep) o final after load conditions (final después de condiciones
de carga) son elegidos de la lista de todos los casos de clima disponibles en el menú de
Criteria/ Creep-Stretch (Criterios/ Creep-Estirar) (ver Fig. 7.3-3).
7.3.5 Modelo de Conductor Bimetálico
Debido a que, a temperaturas elevadas, la porción de aluminio de un conductor ACSR se
expande a un ritmo mayor que la porción de acero del núcleo, existe una temperatura más allá
de la cual el aluminio entra en compresión. En el menú de Criteria/ Bimetallic Conductor
Model (Criterios/ Modelo de Conductor Bimetálico), Ud. posee la opción de asumir que, o
no es posible que el aluminio entre en compresión (o sea que se vuelva “una jaula de pájaros”
o pandee lateralmente), o que puede entrar en compresión. Si asume que el aluminio puede
comprimirse, puede ingresar un valor de esfuerzo máximo de compresión (modificado en
realidad por la proporción de aluminio en relación al área total de la sección transversal). El
valor de esfuerzo máximo, que es ridículamente elevado, es usado por defecto y es equivalente
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2009
119
a suponer que el aluminio está soldado al acero y no puede pandear hacia afuera. Para más
detalles, vea la Sección 9.3.2.
7.3.6 Tracciones en los Cables
Los límites del diseño
para cables a tierra o
conductores
son
especificados
normalmente
como
tracciones máximas o
máximas
constantes
de catenarias, bajo
condiciones de clima
específicas.
Estos
límites
son
especificados en la
tabla
de
Cable
Tension
Criteria
(Criterios de Tracción
de los Cables) (Fig.
7.3-4), la cual Ud. abre
con
el
comando
Criteria/
Cable
Tensions
(Criterios/
Fig. 7.3-4 Límites de Tracción de Diseño para Cables
Tracción
de
los
Cables). Para cada límite, el usuario debe: 1) elegir un Weather case (Caso de Clima), 2) elegir
una condición del Cable ( "Initial" (Inicial), "Creep" (Fluencia Lenta), or "Load" (Carga)), 3)
ingresar una tracción máxima como un % de la Última (de Rotura), y/o una Tracción Máxima,
y/o una constante de Catenaria Máxima, y 4) especificar si los límites se aplican a todos los
cables o solamente a ciertos cables (columna de Applicable cables (Cables a aplicar)). Por
ejemplo, la práctica estadounidense puede especificar tres límites de diseño: 1) 60 % cuando
está cargado con la condición de clima de Distrito NESC (Initial), 2) 35 % de Rotura o menos a
una temperatura cotidiana (Initial), y 3) 25 % o menos a una temperatura cotidiana (after Creep)
(después de la Fluencia Lenta). Además, puede requerir que siempre que se use un conductor
Drake, su máxima tracción no exceda de 15.000 lbs bajo algún caso de Hielo Extremo (línea 4
en la Fig. 7.3-4). La limitación del uso de los conductores mediante la especificación de una
constante de catenaría máxima (Tracción horizontal sobre peso unitario, o H/w) se esta
volviendo la forma científica preferida para especificar las tracciones máximas con respecto a
las vibraciones eólicas (CIGRE, 2001).
Los límites de diseño ingresados en la tabla de Cable Tension Criteria son verificados en
busca de una sección de tracción con una flecha real, con la función de Sections/ Check
(Secciones/ Verificar), como se describe en la Sección 11.2.2, o con Lines/ Reports/ Section
Usage (Líneas/ Informes/ Uso de Sección) o Structure & Section Usage + Survey Point
Clearances (Uso de Estructura y Sección + Holguras de Puntos de Planimetría).
120
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7.3.7 Enflechamiento Automático
Uno de los métodos de enflechamiento usados en PLS-CADD es dejar que el programa fleche
los cables tan estirados como sea posible, sin violar un cierto número de límites. Los límites
pueden ser los mismos que los descritos en la Sección 7.3.6, o pueden ser más restrictivos. El
menú de Criteria/ Automatic Sagging (Criterios/ Enflechamiento Automático), le deja a Ud.
definir los límites para el enflechamiento automático, en la tabla de Automatic Sagging
Criteria (Criterios de Enflechamiento Automático), la cual es similar a la mostrada en la Fig.
7.3-4.
Los límites de diseño que Ud. ingresa en la tabla de Automatic Sagging Criteria (Criterios de
Enflechamiento Automático) son usados para determinar la tracción de enflechamiento en
una sección de tracción, cuando hace click sobre el botón de Automatic Sagging
(Enflechamiento Automático) de la ventana de Section Modify (Modificar Sección), la cual
está disponible con el comando Sections/ Modify (Secciones/ Modificar). Esto está descrito
en la Sección 10.3.2.
7.3.8 Tracción Máxima
Las tracciones máximas de los cables son calculadas y reportadas por PLS-CADD, en varios
lugares. Ud. necesita decirle al programa que una tracción máxima es, ya sea: 1) la tracción
máxima en la longitud reguladora, un solo tramo ficticio, con elevaciones iguales en los
extremos, equivalentes a los varios tramos que componen la sección de tracción, o 2) la
verdadera tracción máxima en la sección de tracción, considerando ambos extremos de cada
uno de los diversos tramos en la sección de tracción y cambios en las elevaciones. Vea el
Apéndice I para la definición de longitud reguladora.
7.3.9 Modelo de Longitud de Peso
Dependiendo del método usado en la verificación de resistencia de sus estructuras, Ud. puede
necesitar calcular una longitud de peso (o vertical). Como se ha discutido en el Apéndice I.3,
existen diferentes maneras de hacerlo, desde las muy aproximadas a las exactas. El menú de
Criteria/ Weight Span Model (Criterios/ Modelo de Longitud de Peso) deja que Ud. elija
cuál método de cálculo desea usar para las longitudes de peso.
7.3.10 Condiciones para la Verificación de Longitudes de Peso de Estructuras de
Método 1
Cuando se verifican
estructuras por el método de
“longitudes admisibles
básicas de viento y peso”
(ver Método 1 en la Sección
8.3.1), las longitudes de peso
reales (definidas en el
Apéndice I.3) de su cable
Fig. 7.3-5 Condiciones para el Cálculo de Longitudes de Peso
adjuntado más pesado, son
comparadas con los correspondientes valores admisibles, para tres condiciones del clima.
Estas condiciones normalmente incluyen una de “viento”, una de “frío” y una de “hielo”. Debe
haber una correspondencia recíproca entre las condiciones del clima, las cuales fueron
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121
utilizadas para desarrollar las longitudes de peso admisibles en los archivos de estructuras del
Método 1, y las condiciones del clima usadas por PLS-CADD, para calcular las longitudes de
peso reales, para verificar estas estructuras. Este levantamiento de mapas es realizado en la
pantalla interactiva de Weight Span Criteria (Criterios de Longitudes de Peso) (ver Fig. 7.35), a la cual se accede con el comando Criteria/ Weight Spans (Method 1) (Criterios/
Longitudes de Peso (Método 1)).
122
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7.3.11 Condiciones para Verificar Estructuras del Método 2
Cuando se verifican estructuras
por el método de “digramas de
interacción de longitudes de
viento y peso” (ver Método 2 en
la Sección 8.3.2), existe un
diagrama
de
interacción
admisible para cada una de la
cantidad de combinaciones de
casos de clima y rango de
ángulos. Los diagramas son
definidos en los archivos de
estructuras del Método 2. Debe
existir una correspondencia de
uno a uno entre las condiciones
de clima que fueron usadas para
desarrollar los diagramas de
interacción admisibles, y las
Fig. 7.3-6 Condiciones para Diagramas de Interacción
condiciones de clima usadas por
PLS-CADD para el cálculo de las longitudes de viento y peso reales para verificar las
estructuras con el Método 2. Este levantamiento de mapas es realizado en la tabla de
Interaction Diagram Criteria (Criterios de Diagramas de Interacción) (ver Fig. 7.3-6) a la
cual accede con Criteria/ Interaction Diagram (Method 2) (Criterios/ Diagramas de
Interacción (Método 2)). Si sus diagramas de interacción son generados de manera
automática por los programas TOWER o PLS-POLE, para los casos de carga descritos en la
tabla de Structure Loads Criteria (Criterios de Carga de las Estructuras) (ver Fig. 7.3-10),
entonces los casos de clima en la Fig. 7.3-6 deberían coincidir con aquellos en la Fig. 7.3-10.
7.3.12 Árboles de Cargas para Estructuras del Método 3 y del Método 4
Cuando se verifican las resistencias de las estructuras del Método 3 o Método 4 (ver
Secciones 8.3.3 y 8.3.4 para las definiciones de Estructuras del Método 3 o Método 4), los
árboles de cargas son establecidos para una cierta cantidad de “casos de carga”, y son
utilizados para el análisis de las estructuras. Existen muchas suposiciones que pueden ser
usadas para la determinación de un árbol de cargas. Por lo tanto, es importante que sean
claramente detallados. Este es el propósito de las siguientes subsecciones.
7.3.12.1
Ejes de las
Estructuras y Orientación
Relativa a la Línea
LS
LS
W
LA +
LS
LINE
Cualquier estructura usada por
PLS-CADD tiene su geometría
descrita en relación a los ejes
locales de la estructura. Cada
estructura posee su eje local
transversal, TS, y su eje local
longitudinal, LS, girado 90 grados
en sentido horario a partir del eje
WB
W
TS
TS
LA -
W
SO
SO
WB
TS
SO
Fig. 7.3-7 Orientación de la Estructura y el Viento (Vista
desde Arriba)
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123
transversal, cuando se observa a la estructura desde arriba (ver Fig. 7.3-7). El árbol de cargas
de la estructura debe tener componentes en las direcciones de los ejes locales de la estructura.
Cuando una estructura está ubicada a lo largo de una línea, su orientación está definida por su
ángulo de orientación, SO. SO es positivo en dirección horaria, visto desde arriba. En un ángulo
de línea, SO es medido desde la bisectriz del ángulo de línea en el lado de los desplazamientos
positivos, o sea a la derecha cuando Ud. se mueve a lo largo de la línea en la dirección de
estaciones crecientes. Esto se ilustra en el centro de la Fig. 7.3-7, en un ángulo de línea
positivo (LA+) y a la derecha de la figura con un ángulo de línea negativo (LA-). En una
posición donde no existe ángulo de línea, SO es medida a partir de la perpendicular a la línea,
como se muestra a la izquierda de la Fig. 7.3-7.
Cuando un viento sopla sobre una estructura y sus dos tramos adyacentes, una opción tratada
en la próxima Sección, es la de describir la dirección del viento, WB, relativa a la bisectriz o a
una dirección global (ver Fig. 7.3-7).
7.3.12.2
Dirección del Viento
Existen nueve opciones disponibles de dirección del viento cuando se desarrolla un árbol de
cargas en PLS-CADD. Estas opciones son expuestas en la Fig. 7.3-8 y son discutidas con más
detalle abajo. El tramo anterior o izquierdo es el que corresponde a los números de estación
más pequeños. El tramo siguiente o derecho está al otro lado de la estructura.
Con la opción "NA+" (la cual significa
Normal Todo Positivo), el viento sopla
perpendicular a los tramos (tramo
izquierdo, tramo derecho y tramos de
desvío, si hubiere). Sopla sobre una
estructura ubicada en una parte recta
de la línea, en la dirección
perpendicular a la misma. Sobre una
estructura ubicada en un ángulo de
línea, sopla en la dirección de la
bisectriz del ángulo de línea. La
dirección general del viento es
siempre en la dirección de los
desplazamientos positivos, como se
muestra en los tres bocetos de la
esquina superior izquierda de la Fig.
7.3-8. Con esta opción, todos los
NORMAL ALL +
WB
BISECTOR +
WB IS INPUT
WB
BISECTOR WB IS INPUT
NORMAL LEFT (OR RIGHT) + (OR - ) IS
NORMAL ALL -
SAME AS BISECTOR + (OR - ) WHERE
ANGLE WB IS CALCULATED SO THAT WIND
IS PERPENDICULAR TO LEFT (OR RIGHT) SPAN
ángulos de incidencia en la Fig. 7.2-2
Fig. 7.3-8 Opciones Disponibles de Dirección del Viento
(WAL, WAR, WALRS, WARRS, etc.) son
(Vista Superior)
ajustados a cero. En un ángulo de
línea, esta situación no puede describir un viento real, pero es a menudo usada como una
suposición conservadora, especialmente cuando son especificadas presiones de viento
nominales.
124
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La opción "NA-" (que significa Normal Todo Negativo) es idéntica a la opción de "NA+", excepto
que el viento sopla en la dirección opuesta a aquella de "NA+", como es ilustrado por los tres
bocetos en la parte inferior izquierda de la Fig. 7.3-8.
Con la opción "BI+" (la cual quiere decir BIsector Positiva), el viento sopla en la dirección
general de los desplazamientos positivos, y en la dirección definida por el ángulo del viento,
WB, el cual es medido a partir de la perpendicular a la línea o de la bisectriz del ángulo de línea
en el lado de los desplazamientos positivos. Esta situación es ilustrada por los tres bocetos en
el centro de la Fig. 7.3-8. El valor de WB debe estar entre -90 y +90 grados. Con esta opción,
los ángulos de incidencia del viento para los tramos izquierdos y derechos (WAL y WAR en la
Fig. 7.2-2) son calculados internamente, de manera tal que los vectores de la velocidad del
viento sobre los tramos y sobre la estructura son todos paralelos entre sí.
Con la opción "BI-", el viento sopla en la dirección general de los desplazamientos negativos y
en la dirección opuesta a aquella definida por el ángulo WB. La situación es expuesta por los
tres dibujos en la parte superior derecha de la Fig. 7.3-8. Así como con la opción de "BI+", el
valor de WB aún debe situarse entre -90 y +90 grados.
La opcíón "NL+" (la cual significa Normal Izquierda Más) es similar a "BI+", excepto que no hay
necesidad de ingresar el valor de WB. Éste es calculado internamente, de manera que el viento
es perpendicular al tramo izquierdo.
La opción "NL-" es similar a "BI-". WB es calculada internamente de manera que el viento es
perpendicular al tramo izquierdo.
La opción "NR+" es similar a "BI+". WB es calculada internamente de manera que el viento es
perpendicular al tramo derecho.
The option "NR-" is similar to "BI-". WB es calculada internamente de manera que el viento es
perpendicular al tramo derecho.
La opción "GLB" permite al usuario hacer soplar el viento en una dirección global (relativa al
norte).
Nota: Las opciones NL+, NL-, NR+ y NR- no deben ser usadas con modelos de PLS-CADD/
LITE, puesto que tales modelos no incluyen el concepto de tramos izquierdo (anterior) y
derecho (siguiente).
Para asegurar que las estructuras asimétricas son verificadas en relación al viento, en ambas
direcciones, positivas y negativas, se recomienda que cada situación de carga que incluya algo
de viento sea descrita por dos casos de carga: uno con el viento en dirección positiva y el otro
con el viento en direción negativa. Por lo tanto, en general, los casos de carga de viento
deberían aparecer en pares; por ejemplo, un caso de cargas con "NA+" y el caso de carga
asociado con "NA-". El programa emitirá una advertencia si detecta casos de carga sin
emparejar.
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125
7.3.12.3
Reacciones en los Extremos de un Tramo (en el sistema de coordenadas
del tramo)
Cuando se determina el árbol de
cargas, PLS-CADD calcula en
primer lugar las reacciones en
los extremos de todos los cables
adjuntados a la estructura.
Normalmente éstos incluyen los
cables en los tramos izquierdo y
derecho, pero pueden también
incluir los cables en tendidos de
derivación, como se muestra en
la Fig 7.3-9. En ésta, las flechas
en los extremos de los trazos
que representan los tramos son
las reacciones en los extremos
de estos tramos, mientras que
las flechas opuestas sobre el
TA
LA
TL
TL
TR
TA
LR
LL
LB
TR
TB
TB
cuadrado pequeño en el centro
Fig. 7.3-9 Cargas en el Sistema de Coordenadas del Tramo
de la figura, representan las
acciones iguales y opuestas (cargas) sobre la estructura.
Las reacciones en el extremo derecho de un cable en el tramo izquierdo son: 1) una fuerza
vertical VL, 2) una fuerza horizontal transversal TL perpendicular al tramo y opuesta a la
dirección del viento, y 3) una fuerza longitudinal LL , igual a la componente horizontal de la
tracción del cable (ver Fig. 7.3-9).
Las reacciones en el extremo izquierdo de un cable en el tramo derecho son: 1) una fuerza
vertical VR, 2) una fuerza horizontal transversal TR perpendicular al tramo y opuesta a la
dirección del viento, y 3) una fuerza longitudinal LR , igual a la componente horizontal de la
tracción en el cable.
Se pueden definir reacciones similares en los extremos de los tramos de derivación.
La convención de signos relacionada a las fuerzas verticales y transversales en el sistema de
coordenadas del tramo es la siguiente: 1) las fuerzas verticales son positivas si estiran la
estructura hacia abajo, y 2) las fuerzas transversales son positivas si sus acciones sobre la
estructura tienen proyecciones positivas en la dirección de la bisectriz positiva (ver Fig. 7.3-9), o
la dirección del desplazamiento positivo si no existiere ángulo de línea. Las fuerzas
longitudinales en el sistema de coordenadas del tramo son siempre positivas.
El procedimiento usado en PLS-CADD para el cálculo de las reacciones en los extremos del
cable es un proceso de tres pasos. Primero, la tracción horizontal, H, y la carga de viento
unitaria del cable, UH, son determinados basados en los supuestos de factores de respuesta
de ráfaga y dirección del viento, descritos en la Sección 7.2.1.2.2. A partir de UH, se determina
la carga resultante por unidad de longitud del cable, UR, como se describe en la Sección 7.2.3.
Luego, se utilizan H y UR en las ecuaciones de la Sección J.1.1. Finalmente, las reacciones en
126
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los extremos de los tramos son obtenidas con las Ecs. J-11 a J-13, en la Sección J.1.2. Con
elevaciones desiguales en los extremos, el procedimiento produce fuerzas en los extremos de
tramos que pueden ser un poco diferentes de aquellas que serían obtenidas por medio de los
conceptos más simples de longitudes de viento y de peso.
Reacciones mayoradas en los extremos del haz en el tramo
Algunas veces, los factores de carga (o de seguridad) son aplicados a las reacciones V, T y L
de los tramos. El tramo también puede consistir de un haz de cables en vez de un cable único.
Por lo tanto las reacciones mayoradas de haces de los tramos son determinadas como sigue,
para los tramos izquierdo y derecho respectivamente:
VL*
TL*
LL*
= LFV { NCL VL }
= LFW { NCL TL }
= LFT { NCL LL }
(7-7)
(7-8)
(7-9)
VR*
TR*
LR *
= LFV { NCR VR }
= LFW { NCR TR }
= LFT { NCR LR }
(7-10)
(7-11)
(7-12)
LFV
LFW
LFT
NCL
NCR
= Factor de carga para carga vertical
= Factor de carga para viento
= Factor de carga para tracción
= Número de subconductores en haz izquierdo
= Número de subconductores en haz derecho
Donde:
Se utilizan ecuaciones similares para tramos de derivación.
Por ejemplo, ediciones recientes del NESC han especificado LFV = 1,5; LFW = 2,5 y LFT =
1,65 para Cargas de Distrito aplicadas a estructuras de acero.
7.3.12.4
Cargas de Diseño en Puntos de Fijación a la Estructura
Las reacciones mayoradas en los extremos de todos los haces que se reúnen en un punto de
fijación de una estructura o de un aislador se combinan con los pesos (si hubiere) del aislador,
W INS, y del contrapeso, WCW , para formar las cargas de diseño en los puntos de fijación de la
estructura. Las cargas de diseño constituyen el árbol de cargas de la estructura. Estas cargas
de diseño son definidas por sus componentes en las direcciones de los ejes locales de la
estructura. Los ejes transversales y longitudinales, TS y LS, son ilustrados en la Fig. 7.3-7.
Cargas provenientes del Tramo Izquierdo
Las cargas de diseño transversales y longitudinales contribuídas por el tramo izquierdo, son las
proyecciones de las cargas de tramo TL* y LL* en las Ecs. 7-8 y 7-9 en las direcciones de los
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127
ejes de la estructura TS y LS mostrados en la Fig. 7.3-7. Las cargas de diseño verticales son la
suma de VL* en la Ec. 7-7 más los pesos de los aisladores y de los contrapesos adjuntos
multiplicados por el Factor de Carga para Peso de la Estructura, LFS.
Cargas provenientes del Tramo Derecho
Las cargas de diseño transversales y longitudinales contribuídas por el tramo derecho son las
proyecciones de las cargas de los tramos TR* y LR* en las Ecs. 7-11 y 7-12, en las direcciones
de los ejes de la estructura TS y LS mostrados en la Fig. 7.3-7. Las cargas de diseño verticales
son la suma de VR* en la Ec. 7-10 más los pesos de los aisladores y contrapesos adjuntos,
multiplicados por el Factor de Carga para Peso de la Estructura, LFS.
Cargas provenientes de los Tramos de Derivación
Las cargas provenientes de los tramos de derivación, los cuales no forman parte de los tramos
izquierdo y derecho, son calculadas de la misma manera que aquellas en estos tramos
izquierdo y derecho. Los extremos de los tramos de derivación son modelados por estructuras,
las cuales están desplazadas de la alineación principal, o se encuentran sobre un ramal,
derivación o alineación paralela.
Ud. puede utilizar el comando Structures/ Loads/ Report (Estructuras/ Cargas/ Informe)
para generar el informe completo del árbol de cargas de la estructura, así como las reacciones
mayoradas de los tramos de las Ecs. 7-7 a 7-12.
Caso de Carga de Distrito NESC
La singularidad del Caso de Carga del Distrito NESC fue descrita por primera vez en la Sección
7.2.3.1.
El manejo de "K" nunca fue un problema cuando era usada en conjunto con el método
tradicional de Longitudes de Viento y Peso, para el cálculo de cargas de las estructuras. Tales
cálculos eran realizados usualmente como sigue. Primero, la tracción mecánica del cable, H,
era determinada, sea manualmente o utilizando un programa de flecha-tracción. H era luego
usada para cortar una plantilla con la cual se dibujaban las curvas catenarias en los dos tramos
adyacentes a la estructura. Estas curvas eran trazadas como si se encontraran en un plano
vertical, aunque solamente pueden existir en el plano desplazado (hacia afuera por el viento),
definido por la dirección de URNESC. La distancia horizontal entre los puntos bajos en las
catenarias adyacentes, era generalmente utilizada como Longitud de Peso. La carga vertical
era entonces calculada, como el producto de UV multiplicada por la Longitud de Peso. Debido a
que la posición real de los puntos bajos de los cables desplazados, con elevaciones de
extremos desiguales puede diferir de aquellas determinadas con la plantilla vertical, ese cálculo
tradicional de carga vertical puede conducir a errores substanciales. La componente de viento
de la carga transversal fue calculada como el producto de UH multiplicado por la Longitud de
Viento. Finalmente, la componente de tracción de la carga transversal fue calculada sobre
estructuras angulares, al proyectar las tracciones mecánicas del cable en la dirección
transversal de la estructura. La descomposición de la carga transversal en componentes de
viento y tracción permitió que NESC especifique factores de cargas diferentes para cada uno.
128
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El método tradicional de longitudes de Viento y Peso funciona bien para desarrollar cargas para
una nueva familia de estructuras, diseñadas para soportar combinaciones predeterminadas de
longitudes de viento y peso. En tales casos, Ud. debe usar PLS-CADD/ LITE con la opción de
Wind + Weight Spans Design Mode (Modo de Diseño de Longitudes de Viento + Peso), como
está descrita en la Sección 15. Con esa opción, PLS-CADD proporcionará resultados idénticos
al método tradicional, sin importar si se usa o no una “Constante K” diferente de cero.
El método tradicional no funciona bien para la determinación de las cargas reales sobre las
estructuras ya ubicadas sobre un terreno irregular, a no ser que el efecto del desplazamiento
del tramo en una longitud de peso sea tenida en consideración. Ésta es una de las razones por
las cuales los modelos descritos en el Apéndice J han sido adoptados. Sin embargo, debido a
que PLS-CADD usa URNESC y su dirección para determinar las fuerzas en los extremos de los
cables, se necesitan ciertos ajustes. Sin éstos, sería como si UH y UV han sido ampliados para
igualar a URNESC, y las cargas transversales y verticales serían mayores con "K" que sin él; un
resultado que creemos no es la intención del NESC. El ajuste que hemos puesto en práctica en
PLS-CADD en el caso de "K" diferente de cero, sería para reducir VL, VR, TL y TR en la Sección
7.3.12.3, en la proporción de UR / URNESC.
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7.3.12.5
Presiones de Diseño sobre las Caras de la Estructura
Un árbol de cargas completo para una estructura incluye no sólo las cargas de diseño en los
puntos de fijación a la estructura, pero también las presiones de diseño a ser aplicadas al
cuerpo de la estructura propiamente, en sus direcciones transversales y longitudinales. Estas
presiones de diseño dependen de la orientación relativa del viento y de la estructura.
Comenzando con la Versión 7, las siguientes fórmulas son usadas por PLS-CADD para
determinar las Presiones de diseño de referencia de las estructuras (SPR), SPRT y SPRL a ser
usadas en las direcciones transversales y longitudinales de la estructura, respectivamente:
2
SPRT = LFW WLF Q (W) cos[WB - SO]
2
SPRL = LFW WLF Q (W) sen[WB - SO]
(7-13)
(7-14)
donde (ver Ec. 7-5):
LFW
WLF
Q
W
WB
SO
= Factor de Carga de Viento (ingresado en la tabla de Structure Loads Criteria)
= Factor de Carga del Clima (ingresado en la tabla de Weather Cases)
= Factor de Densidad del Aire (ingresado en la tabla de Weather Cases)
= Velocidad de Referencia del Viento (ingresada en la tabla de Weather Cases)
= Ángulo de Dirección del Viento, como se define en la Fig. 7.3-7
= Ángulo de Orientación de la Estructura, como se define en la Fig. 7.3-7
Las presiones de la estructura SPRT y SPRL están disponibles en el informe del árbol de
cargas, el cual es generado por el usuario con el comando Structures/ Loads/ Report
(Estructuras/ Cargas/ Informe).
Cuando es utilizado en conjunto con TOWER y PLS-POLE, PLS-CADD transmite estas
presiones a estos programas a través de sus archivos de casos de carga (archivos “*.lca“ o
“*.lic“). Estas presiones después aparecerán en las columnas de presiones transversales y
longitudinales de los archivos de casos de cargas. Luego TOWER o PLS-POLE las ajustarán
de forma automática, por los factores KZ , GRFS y CDS , descritos en la Ecuación 7-5 como
requeridos por un código de diseño en especial, y las multiplican por el área expuesta
adecuada A para obtener las fuerzas finales de viento sobre la estructura.
130
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7.3.12.6
Factores de Carga y Resistencia
Para hacer posible una implementación flexible del Load & Resistance Factored Design – (LRF
D) (Diseño por Factores de Carga y Resistencia), o el sistema similar de factores de “capacidad
de sobrecarga” requerido por el NESC, cuando se usa PLS-CADD junto con nuestros
programas de estructuras PLS-POLE y TOWER, es necesario coordinar los valores de los
Factores de Carga (desarrollado en PLS-CADD) con aquellos de los Factores de Resistencia
finalmente utilizado en los programas de estructuras.
La típica ecuación LRFD para un caso de carga puede ser escrita como:
Factor de Carga x Cargas Nominales de Diseño < Factor de Resistencia x Resistencia
Nominal de Diseño
(7-15)
En la Ec. 7-15, el lado de resistencia puede tener una multitud de combinaciones. Por ejemplo,
para una estructura aporticada de madera con una cruceta de acero, se puede asignar un
factor de resistencia de 0,65 a los postes de madera y un factor de resistencia de 1,0 puede ser
asignado a la cruceta.
Los Factores de Carga disponibles en PLS-CADD son:
LFV
LFW
LFT
LFS
=
=
=
=
Factor de carga para Carga Vertical (ver Ecs. 7-7 y 7-10)
Factor de carga para Viento (ver Ecs. 7-8 y 7-11)
Factor de carga para Tracción (ver Ecs. 7-9 y 7-12)
Factor de carga para el Peso de la Estructura
Las Cargas de Diseño Nominales en PLS-CADD son todas las cargas mostradas en las
secciones previas, antes de la aplicación de los factores de cargas.
PLS-CADD puede suministrar diez Factores de Resistencia a los programas de estructura por
cada caso de cargas mayoradas. Estos factores son:
Factor de Resistencia para postes de acero, brazos tubulares o torres:
Factor de resistencia aplicado por PLS-POLE a la resistencia calculada de todos los postes,
brazos y crucetas de acero tubular en el modelo, y por TOWER a las resistencias de los perfiles
de acero y conexiones abulonadas. No se aplica a cables y tensores de acero.
Factor de Resistencia para postes de madera:
Factor de resistencia aplicado por PLS-POLE a la resistencia calculada de todos los postes de
madera.
Factor de Resistencia para postes de concreto - Rotura:
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2009
131
Factor de Resistencia aplicado por PLS-POLE a la capacidad de flexión a la rotura de todos los
segmentos de postes de concreto.
Factor de Resistencia para postes de concreto – Primera fisura:
Factor de Resistencia aplicado por PLS-POLE al instante en que se produce la primera fisura
en un segmento de poste de concreto.
Factor de Resistencia para postes de concreto - Tracción cero:
Factor de Resistencia aplicado por PLS-POLE al momento en que no se produce tracción en
un segmento de poste de concreto. Es el momento que causaría la reapertura de una fisura
existente en el concreto.
Factor de Resistencia para tensores y cables:
Factor de Resistencia aplicado por PLS-POLE y TOWER a la capacidad de tracción de todos
los cables y tensores
Factor de Resistencia para brazos no tubulares:
Factor de Resistencia aplicado por PLS-POLE a la resistencia de todos los brazos y crucetas
que no están hechos con acero tubular
Factor de Resistencia para Arriostramientos:
Factor de Resistencia aplicado por PLS-POLE a la resistencia de todos los arriostramientos
Factor de Resistencia para Aisladores:
Factor de Resistencia aplicado por PLS-POLE y TOWER a la resistencia de todos los
aisladores
Factor de Resistencia para las Fundaciones:
Factor de Resistencia aplicado por PLS-POLE y TOWER a la resistencia de todas las
fundaciones
Un factor de resistencia ingresado como cero en la Ec. 7-15 indica que el caso especial de
carga mayorado no debe ser utilizado para la verificación de los componentes asociados con el
factor de resistencia particular. Por ejemplo, para poner en práctica el método alternativo para
madera de la versión 2002 del Caso de Distrito NESC, para un pórtico de madera con una
cruceta de acero (no de acero tubular), se usarían dos combinaciones mayoradas:
Caso de Carga Nº 1 (para verificar los postes de madera solamente):
LFV = 2,2; LFW = 4; LFT = 2; LFS = 2,2
132
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MANUAL PLSCADD
Factor de resistencia para brazos no tubulares = 0
Factor de resistencia para postes de madera = 1
Caso de Carga Nº 2 (para verificar la cruceta de acero solamente):
LFV = 1,5; LFW = 2,5; LFT = 1,65; LFS = 1,5
Factor de Resistencia para brazos no tubulares = 1
Factor de Resistencia para postes de madera = 0
Las cargas mayoradas desarrolladas por PLS-CADD pueden ser exportadas como archivos de
carga estándar (en los formatos estándar ".lca" y ".lic" discutidos en los manuales de Structure
Program (Programas de Estructuras)), usando el comando Structures/ Loads/ Write LCA
(or LIC) File (Estructuras/ Cargas/ Escribir Archivo LCA (o LIC)). Estos archivos incluyen
información sobre el factor de resistencia para cada caso de carga. También puede escribir
archivos LCA múltiples, para uso en los programas de estructuras PLS, para una gama de
estructuras en PLS-CADD, accediendo a Lines/ Reports/ Structure Loads Report (Líneas/
Informes/ Informe de Cargas de la Estructura) y seleccionando la casilla al pie de la ventana
de diálogo.
Los Factores de Carga y Resistencia son solamente usados por PLS-POLE o TOWER para la
verificación de estructuras del Método 4. Ellos no son usados y no son necesarios cuando
Ud. verifica la resistencia de estructuras del Método 1 (Longitudes Básicas Admisibles) o de
estructuras del Método 2 (Diagramas de Interacción entre Longitudes Admisibles). La
información de los Factores de Carga es utilizada, pero la información de los Factores de
Resistencia no es utilizada ni es necesaria cuando verifica la resistencia de las estructuras
del Método 3 (Componentes Críticos).
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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133
7.3.12.7
Cargas Sin Balancear
PLS-CADD tiene la capacidad de desarrollar árboles de cargas para situaciones en donde las
cargas no son las mismas a ambos lados de la estructura. Esta situación es definida de ahora
en más como “carga sin balancear”. Existen algunos comandos que le permiten a Ud. modificar
las cargas en cualquiera de los tramos “previos” o en los “siguientes”. Por lo tanto, es esencial
que entienda qué son los tramos previos y los siguientes. La Fig. 7.3-9a ayudará a dejar en
claro las definiciones.
Los bocetos en la Fig.
7.3-9a
son
vistas
superiores
de
una
estructura principal S
(representada por un
cuadrado) y los tramos
que irradian a partir de
ella. Las estructuras en
los extremos de los
tramos
irradiados
(estructuras
de
extremos de tramos)
son
ilustradas
por
pequeños círculos.
2
2
3
3
TOP VIEWS
S
S
4
1
B
A
1
A
4
B
5
STRUCTURES
MAIN STRUCTURE , S
STRUCTURES IN FULL PLS - CADD
STRUCTURES IN PLS - CADD / LITE
A - S - B IS ALIGNMENT
A - S - B IS FICTITIOUS ALIGNMENT
La parte izquierda de la
IN LONGITUDINAL DIR. OF STRUCTURE
Fig. 7.3-9a representa
estructuras y tramos
SPAN # - S IS A BACK SPAN FOR STRUCT. S IF ITS PROJECTION ON ALIGNMENT
que son parte de un
IS TO THE LEFT OF S - OTHERWISE IT IS AN AHEAD SPAN
modelo completo de
PLS-CADD.
Las
Fig. 7.3-9a Definiciones de Tramos Previos y Siguientes
estructuras
están
posicionadas por sus proyecciones (estaciones) sobre la alineación, y por su desplazamiento
de esa alineación. En este ejemplo, la alineación A-S-B posee un ángulo de línea en S. Los
tramos previos para la Estructura S (1-S, 2-S y 5-S) son aquellos para los cuales las estaciones
de las estructuras de extremo de los tramos son menores que la estación de S. Los demás son
los tramos siguientes (S-3 y S-4).
La parte derecha de la Fig. 7.3-9a representa estructuras y tramos que son parte de un modelo
PLS-CADD/ LITE (PLS-CADD/ LITE es descrito en la Sección 15). En tales modelos, las
estructuras en los extremos de los tramos son ubicadas por su azimut (relativo al eje
transversal de la estructura principal S) y longitudes de los tramos. Por lo tanto, en este caso,
no existe una alineación definida. Sin embargo, para poder usar las mismas definiciones de
tramos previos y siguientes, como las utilizadas en un modelo completo de PLS-CADD, hemos
definido una alineación ficticia en línea recta que es perpendicular al eje transversal de la
estructura.
Para simular cargas sin balancear, PLS-CADD le permite modificar la cantidad de carga en los
cables, hasta en (o desde) diez (10) cables individuales adjuntados a la estructura. Esto se
hace permitiendo que Ud. modifique, para cada caso de carga, la carga original sobre el cable,
134
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MANUAL PLSCADD
o la carga transmitida por el cable a la estructura. Por cada carga de cable modificada (existen
10 de tales modificaciones posibles, etiquetadas de Nº1 a Nº10, en el tope de las columnas a la
extrema derecha de la tabla de Structure Loads Criteria (Criterios de Cargas de las
Estructuras), Ud. necesitará ingresar tres datos: 1) sobre cuál cable (o cables) se actuará, en
la columna “Wire (s) - Set - Phase – Span” (Cable (s) – Serie – Fase – Tramo) , 2) qué está
siendo modificado en las columnas de “Command” (Comando), y 3) la magnitud o extensión de
la modificación en la columna de “Value - % - # Subconductors“ (Valor – Porcentaje - Número
de Subconductores).
En las Secciones 7.3.12.7.1 a 7.3.12.7.7 más abajo se describe qué puede ser modificado en
las columnas de “Command“.
7.3.12.7.1
Ajustar Porcentaje de Tracción Horizontal
Si Ud. especifica “Percent Horizontal Tracción“ (Porcentaje de Tracción Horizontal) para un
tramo en particular, las reacciones verticales, transversales y longitudinales en el extremo del
tramo (mostradas en la Fig. 7.3-9 y calculadas como se describe en la Sección J.1.2) se
basarán en cargas H de tracción horizontal reducidas, la cual es la tracción original sin
reducción, ajustada por el valor porcentual que Ud. ingresa en la columna adyacente “Value - %
- # Subconductors“. Esta opción sólo está disponible con el modelado de longitud reguladora
(Nivel 1).
Por ejemplo, puede modelar una situación de conductor roto, en donde espera que la Carga
Estática Residual sea el 70% de la tracción original, al especificar un 0 % de tracción en el
tramo previo y un 70% de tracción en el tramo siguiente.
7.3.12.7.2
Especificar Número de Subconductores Rotos
Si Ud. especifica “# Broken Subconductors” (Nº de Subconductores Rotos), deberá ingresar el
número de los mismos, en la columna adyacente de “Value - % - # Subconductors” (Valor - % Nº de Subconductores). Si el tramo afectado tiene sólo un cable, puede ingresar solamente un
subconductor roto. Si el tramo afectado tiene varios subconductores, puede ingresar uno o más
subconductores rotos.
Con el modelado de cargas del Nivel 1, esta opción simplemente retira la carga transmitida por
el cable roto sobre la estructura, pero no cambia las cargas de los cables aún intactos en el
tramo (haz) o de los cables en el otro lado de la estructura. Con el modelado de Nivel 2, 3 o 4,
el cable(s) roto es retirado físicamente del modelo, pero el análisis de elementos finitos
determina nuevas tracciones en el sistema, después de la remoción.
Esta opción puede ser usada con el modelado del Nivel 1, para determinar las cargas en solo
uno de los lados de una estructura rígida de extremo: un caso de carga en donde Ud. rompería
todos los subconductores en los tramos previos y otro en donde rompería todos los
subconductores en los tramos siguientes.
Esta opción también puede ser usada con el modelado de los Niveles 2, 3 o 4, para determinar
la carga proveniente de un conductor roto al lado de un aislador de suspensión. El análisis
tomará en cuenta la reducción de la tracción debida al balanceo longitudinal de aislador.
7.3.12.7.3
Agregar una Carga Vertical Concentrada.
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135
Si Ud. especifica “Add Vertical Load“ (Agregar Carga Vertical), tendrá que ingresar el valor de
esa carga en la columna adyacente de “Value - % - # Subconductors“. Esta carga será sumada
a la carga vertical que proviene del tramo seleccionado. Antes de ser adicionada, es
multiplicada por el Factor de Carga para Cargas Verticales (ver Sección 7.3.12.6). Las
componentes transversales y longitudinales no son afectadas. Ésta y las dos siguientes
opciones, pueden ser usadas para todos los niveles de modelado de cables (Niveles 1 a 4).
7.3.12.7.4
Agregar una Carga Transversal Concentrada
Si especifica “Add Transverse Load (Agregar Carga Transversal), tendrá que ingresar el valor
de esa carga en la columna adyacente de “Value - % - # Subconductors“. Esta carga será
adicionada a la carga transversal proveniente del tramo seleccionado (o sea que es
perpendicular al tramo). Es multiplicada por el Factor de Carga para Viento antes de ser
adicionada. Las componentes verticales y longitudinales no son afectadas.
7.3.12.7.5
Agregar una Carga Longitudinal Concentrada
Si Ud. especifica “Add Longitudinal Load” (Agregar Carga Longitudinal), tendrá que ingresar el
valor de esa carga en la columna adyacente de “Value - % - # Subconductors”. Esta carga será
adicionada a la carga longitudinal load proveniente del tramo seleccionado, o sea que se
encuentra en la dirección del mismo. Es multiplicada por el Factor de Carga para Tracción
antes de ser adicionada. Las componentes verticales y transversales no son afectadas.
7.3.12.7.6
Ajustar Espesor del Hielo
Si Ud. especifica “% Ice Thickness (“% de Espesor de Hielo”), el espesor de hielo sobre el (los)
cable(s) especificado(s) será ajustado por el porcentaje que ingrese en la columna adyacente
de “Value - % - # Subconductors”. Esta opción solamente puede ser utilizada con el modelado
de cables de Niveles 2, 3 o 4. Con este método, se consideran el balanceo longitudinal de los
aisladores en todas las estructuras de suspensión, y los desvíos longitudinales en todos los
puntos de fijación con rigidez longitudinal distinta de cero. Esta opción no debe ser usada con
modelado de Nivel 1 porque éste no es capaz de manejar balanceos longitudinales de
aisladores. Si Ud. utiliza esta opción con el Nivel 1, obtendrá valores de cargas longitudinales
muy conservadores.
7.3.12.7.7
Ajustar Carga Vertical (o Transversal o Longitudinal)
Si especifica “Percent Vertical (or Transverse or Longitudinal) Load” (Porcentaje de Carga
Vertical (o Transversal o Longitudinal) para un tramo en particular, las reacciones verticales (o
transversales o longitudinales) en el extremo del tramo seleccionado (ver Fig. 7.3-9) serán
ajustadas por el porcentaje que es ingresado en la columna adyacente de “Value - % - #
Subconductors” antes de transformarse en una carga sobre la estructura soportante.
Mientras que la carga “sin balancear", tal como se describe más arriba, está disponible, no hay
una forma fácil para que PLS-CADD genere cargas a partir de cargas “patrón”, por ejemplo una
carga de hielo sobre tramos alternos. Para cargas “patrón”, puede cargar selectivamente con
hielo tramos individuales, como es discutido en la Sección N.5.
136
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MANUAL PLSCADD
7.3.12.8
Tabla de Criterios de Cargas de las Estructuras
Todos los datos
necesarios para la
determinación
del
árbol de cargas de
una estructura están
incluídos en la tabla
de
Structures
Loads
Criteria
(Criterios
de
Cargas
de
las
Estructuras)
(vea
Figs. 7.3-10a, 7.310b y 7.3-10c), las
cuales pueden ser
abiertas
con
el
comando
Criteria/
Structure
Loads
(Meth.
3,4)
(Criterios/ Cargas
de la Estructura
(Métodos 3,4) Existe
Fig. 7.3-10a Casos de Cargas para Estructuras de los Métodos 3 y 4
una línea en la tabla
para cada caso de carga. Los datos de cargas son:
Descripción:
Se explica por sí mismo
Caso de Clima:
Caso de clima de la lista de combinaciones disponibles de viento, hielo y
temperatura (de datos en la tabla de Weather Cases de la Fig. 7.3-2)
Condición del Cable: Estado del cable cuando se calcula la carga. RS Inicial, después del
Creep RS o después de una Carga RS pesada, si los cáculos son
hechos con el método de la longitud reguladora (Nivel 1). FE Inicial,
después del Creep FE o después de Carga FE pesada, si los cálculos
deben ser hechos con análisis por elementos finitos (Niveles 2, 3 y 4). La
elección más común es RS Inicial.
Dirección del viento:
Lista de opciones de ocho direcciones disponibles, descrita en la
Sección 7.3.12.2
Dirección del Viento Bisectriz, WB:
Dirección del viento definida en las Figs. 7.3-7 y 7.38. Sólo necesaria si se elige Dirección del Viento
como "BI+" o "BI-"
Factor de Carga Vertical del Cable, LFV; Factor de Carga de Viento del Cable, LFW; Factor de
Carga de Tracción del Cable, LFT; Factor de Carga de Peso de la Estructura, LFS:
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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137
Factores de cargas usados en varias ecuaciones de las Secciones 7.3.12.3, 7.3.12.4 y
7.3.12.5. Las cargas de los cables listadas en el informe que se obtiene con el comando
Structures/ Loads/ Report (Estructuras/ Cargas/ Informe) incluyen estos factores de carga.
Factor de Área de Viento de la Estructura:
Este factor no es usado por PLS-CADD, pero es
transferido a TOWER o PLS-POLE cuando es
necesario ajustar el área expuesta del modelo.
Cuando Ud. importa modelos más antiguos de
PLS-CADD (previos a la Versión 7), este factor es
usado para mostrar el factor de respuesta de
ráfaga de la estructura ingresado manualmente.
Para usuarios del modelo de viento “EN 50341-39: 2003 UK-NNA“, este factor es utilizado para
ingresar el factor K-COM.
Modelo de Carga de Viento de la Estructura: Nombre del procedimiento o código de diseño
para el cálculo de la carga de viento sobre el área
expuesta de una estructura. Esta información no
es utilizada por PLS-CADD, pero es pasada a
TOWER o PLS-POLE, cuando es requerida por
estos programas de estructuras para determinar
los factores KZ , GRFS y CDS descritos en la
Sección 7.2.1.3. Para más información en relación
a códigos de diseño soportados, ingrese a:
http://www.powline.com/products/version7_loads.pdf
Espesor y Densidad del Hielo
sobre la Estructura:
Espesor uniforme del hielo
depositado
sobre
los
miembros de la estructura de
los modelos de TOWER y
PLS-POLE, y la densidad
correspondiente del mismo.
Muy pocos códigos de diseño
requieren que se aplique la
carga de hielo a los miembros
de la estructura.
Factores de Resistencia:
Diez factores de resistencia, a
ser utilizados en la Sección Fig. 7.3-10b Casos de Cargas para Estructuras de los Métodos 3
y4
7.3.12.6. Estos factores no
son usados por PLS-CADD, pero son pasados a TOWER y PLS-POLE.
138
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
El resto de los datos (ver Fig. 7.3-10c) son aplicados a la carga sin balancear, como se
describe en la Sección 7.3.12.7.
Tipos de Estructuras sobre las cuales Aplicar:
Ud. puede seleccionar
aplicar
los
ajustes
descritos
en
las
siguientes columnas a
Todas las estructuras, o a
estructuras De extremo
solamente, o sólo a
estructuras Tangentes (o
a estructuras modeladas
sólo con TOWER o sólo
con
PLS-POLE).
Se
asume
que
las
estructuras de Extremo
son aquellas que poseen
por
lo
menos
un
dispositivo de fijación en
un extremo. La opción por
defecto es Todas.
Fig. 7.3-10c Casos de Cargas para Estructuras de los Métodos 3 y 4
Ajustar Cargas de los Cables:
Ud. elige N (por No) si no quiere aplicar ningún ajuste de cargas a las cargas de los cables.
Ésta es la opción por defecto, la cual sombreará en gris todas las siguientes columnas, las
cuales no necesitan ser consideradas.
Ud. elige Y (por Sí) si desea realizar cualquier ajuste a las cargas de los cables intactos. En
este caso, será capaz de acceder hasta a diez grupos de tres columnas, en los cuales
especifica los ajustes descritos en la Sección 7.3.12.7. Ud. debe ingresar los siguientes datos,
en uno o más grupos de tres columnas:
Cable(s), Set, Fase, Tramo:
Seleccione “Back Spans” (Tramos Previos) para aplicar el ajuste a todos los cables en los
tramos previos (ver definición de tramo previo en la Fig. 7.3-9a de la Sección 7.3.12.7).
Seleccione “Ahead Spans” (Tramos Siguientes) para aplicar el ajuste a todos los cables en los
tramos siguientes. Elija “i : j : Back” ( i : j : Previo) o "i : j : Ahead” ( i : j : Siguiente) para aplicar
el ajuste solamente al cable j del set i en el tramo previo o siguiente. Puede aplicar el ajuste a
cualquiera de las 3 fases de 60 sets diferentes.
Comando:
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139
Seleccione “% Horizontal Tension” (% de Tracción Horizontal), ”# Broken Subconductors” (Nº
de Subconductores Rotos), “Add Vertical Load” (Agregar Carga Vertical), “Add Transverse
Load” (Agregar Carga Transversal), “Add Longitudinal Load” (Agregar Carga Longitudinal), “%
Ice Thickness” (Porcentaje de Espesor de Hielo), “% Vertical Load” (Porcentaje de Carga
Vertical), “% Transverse Load” (Porcentaje de Carga Transversal) o “% Longitudinal Load”
(Porcentaje de Carga Longitudinal) para implementar uno de los métodos de ajuste descritos
en las Secciones 7.3.12.7.1 a 7.3.12.7.7.
Valor, %, o Nº de subconductores:
Éste es el valor de la carga adicional que Ud. especifica (ver Secciones 7.3.12.7.3 a
7.3.12.7.5). O es el porcentaje de ajuste que quiere aplicar a una cantidad en especial (ver
Secciones 7.3.12.7.1, 7.3.12.7.6 y 7.3.12.7.7): % de Tracción sólo disponible con el Nivel 1 y %
de Espesor de Hielo sólo disponible con los Niveles 2, 3 o 4. O es el número de
subconductores rotos (ver Sección 7.3.12.72).
140
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MANUAL PLSCADD
7.3.13 Condiciones para Verificar Holguras de Puntos Topográficos
Las holguras a partir de la línea central, perfiles laterales o desde los puntos de planimetría
pueden ser verificadas gráficamente, y éste es el método más directo. Se muestran las fases
para los casos de clima y condiciones de cable deseados (ver Sección 5.4.6.3) y se muestran
las líneas de holguras para el voltaje deseado (ver Sección 6.10.2). Cualquier violación puede
ser observada visualmente.
Sin embargo, existe un método más riguroso para la verificación de holguras de puntos
topográficos, como se decribe en la Sección 11.2.3.1. Las verificaciones son hechas cuando
Ud. usa, ya sea la función Terrain/ Clearance (Terreno/ Holgura) o solicita un informe
completo con el comando Lines/ Reports/ Survey Point Clearances (Líneas/ Informes/
Holguras de Puntos Topográficos). El programa determina la posición de los cables en
relación a los puntos topográficos, para las combinaciones de Weather Cases (Casos de Clima)
y Cable Conditions (Condiciones del Cable) especificadas en la pantalla interactiva de Criteria/
Survey Point Clearances (Criterios/ Holguras de Puntos Topográficos) mostrada en la Fig.
7.3-11, y luego reporta cualquier violación de holgura. Las violaciones de holgura se basan en
los voltajes de los cables y en los requerimientos de holguras establecidos en la tabla de
Feature Codes (Códigos de Características) (ver Sección 6.1.1).
Fig 7.3-11 Condiciones para Verificar Holguras de Puntos Topográficos
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
141
Para casos de clima que incluyen viento, PLS-CADD siempre verificará las holguras para la
velocidad del viento elegida, soplando primero desde la izquierda y luego desde la derecha. Sin
embargo, también puede verificar las holguras para todas las posiciones de un cable a medida
que se balancea entre las posiciones desplazadas debido a los vientos de la izquierda y de la
derecha. Esta opción puede ser usada en los raros casos en donde un viento, que es menor
que aquel especificado en sus criterios de holgura, es crítico.
El satisfacer las holguras de los puntos topográficos es una de las limitaciones usadas en el
proceso de búsqueda óptimo automático descrito en la Sección 14.
Las combinaciones de casos de clima y condiciones de cable ingresadas en el diálogo de
Survey Point Clearance Criteria (Criterios de Holguras de Puntos Topográficos) de la Fig.
7.3.11, también son utilizadas por las funciones de Clearance to TIN (Holguras a TIN) y
Isoclearance Lines (Líneas de Holguras Iguales), descritas en la Sección 11.2.3.4 y por la
función del Danger Tree Locator (Localizador del Árbol de Peligro), descrita en la Sección
11.2.9.
142
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
7.3.14 Condiciones para Verificar Holguras entre Cables
Las dos combinaciones de
1
3
condiciones de clima y de cable
SET A
especificadas en el menú de
2
WEATHER CASE X
3
Criteria/ Phase Clearances
CABLE CONDITION J
(Criterios/ Holguras de Fase)
3
son utilizadas como valores por
1
1
defecto para el cálculo de las
distancias mínimas entre los
2
2
cables de cualesquiera dos
sets, dentro de un tramo
seleccionado, o dentro de dos
MARKERS
1
tramos entrecruzados. Por
ejemplo, la Fig. 7.3-12 muestra
SET B
dos sets de cables, cada uno
2
WEATHER CASE Y
con tres fases, dentro de
3
CABLE CONDITION K
tramos que se entrecruzan. La
selección de los dos sets, de los
Fig. 7.3-12 Distancias Mínimas Entre Cables
casos de clima y de la condición
del cable se hace con el comando Sections/ Clearances/ Between Sections (Secciones/
Holguras/ Entre Secciones). Las distancias mínimas son reportadas y sus posiciones
indicadas por marcadores como los mostrados en la Fig. 7.3-12. También son comparados con
los valores admisibles mínimos ingresados en el menú de Sections/ Clearances (Secciones/
Holguras).
Es permisible elegir los Sets A y B en la Fig. 7.3-12 como el mismo set. Esto puede ser usado
para calcular holguras entre cables del mismo set para dos condiciones de clima separadas;
por ejemplo, una fase cargada con hielo y la inmediatamente inferior sin carga.
7.3.15 Condiciones para Dibujar Elipses
Galopantes
PLS-CADD puede dibujar elipses galopantes de
curva única y de curva doble que simulan las
envolventes empíricas de un conductor galopante,
de acuerdo con el Boletín REA 1724E-200 (REA,
1992) o el Reporte Cigre 322 (Cigre Task Force
B2.11.06, Junio del 2007). Puede también
determinar las distancias más cercanas entre estas
elipses, si se entrecruzan y si así lo hacen, qué
porcentaje de sus áreas se superponen. Los
parámetros que determinan la localización y
geometría de una elipse (ver Fig. 7.3-13) son: la
longitud de la "FLECHA", el ángulo de balanceo del
tramo "SSW", la distancia "B", los ejes de la elipse
"MAYOR" y "MENOR", la inclinación del balanceo
de la elipse "ESW" desde la vertical y el diámetro
del (sub)conductor "DIA".
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
ESW
SSW
Fig. 7.3-13 Elipse Galopante
143
Para elipses de curva única, PLS-CADD usa las siguientes ecuaciones del Boletín REA para
determinar los valores numéricos de los parámetros de la elipse (las longitudes están en
metros):
ESW
MAYOR
MENOR
B
=
=
=
=
SSW / 2
1,25 X FLECHA + 0,3048
0,4 X MAYOR
0,25 X FLECHA
(7-22)
(7-23)
(7-24)
(7-25)
Para elipses de curva doble, se usan las siguientes ecuaciones:
MAYOR
MENOR
B
donde
=
=
=
2
SQRT[ {3 A / 8} {L + 8 FLECHA / (3 L) - 2 A} ] + 0,3048
1,104 X SQRT[ MAYOR – 0,3048 ]
0,2 X MAYOR
(7-26)
(7-27)
(7-28)
2
2
L = Longitud del Tramo y A = SQRT [ (L / 2) + FLECHA ]
Con el método Cigre para un sólo cable (no en haz), las siguientes ecuaciones son usadas:
MAYOR
MENOR
B
ESW
=
=
=
=
DIA X 80 X ln(8 FLECHA / (50 DIA))
0,4 X MAYOR
0,3 X MAYOR
0
(7-29)
(7-30)
(7-31)
(7-32)
Con el método Cigre para cables en haces se usan las siguientes ecuaciones:
MAYOR
MENOR
B
ESW
=
=
=
=
DIA X 170 X ln(8 FLECHA / (500 DIA))
0,4 X MAYOR
0,3 X MAYOR
0
(7-33)
(7-34)
(7-35)
(7-36)
Para todos los métodos, Ud., puede ingresar opcionalmente un Galloping Safety Factor (GSF)
(Factor de Seguridad Galopante) en Criteria/ Galloping (Criterios/ Galopantes), el cual
multiplica MAYOR en la Ec. 7-22 a la 7-36. Finalmente, Criteria/ Galloping también le permite
colocar ESW en cero (invalida Ec. 7-22)
El dibujo de elipses galopantes y la determinación de distancias entre las mismas es realizado
con el comando Sections/Clearances/Galloping Ellipses (Secciones/Holguras/Elipses
Galopantes). Los cálculos se hacen para la combinación de casos de clima y condiciones del
cable especificadas en el menú de Criteria/ Galloping. De acuerdo con el Boletín REA, una
combinación de 1,27 cm de hielo (0,5 pulgada); presión de viento de 95,8 Pa (2 psf) y
144
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temperatura de 0º C (32º F) debe ser especificada para el cálculo de la posición del aislador y
del ángulo de balanceo del tramo SSW. Otra combinación de 1,27 cm de hielo (0,5 pulgada),
sin viento y 0º C (32º F) es especificada para la “FLECHA” del tramo.
7.3.16 Condiciones para Verificar Balanceos de Aisladores de Suspensión e Inclinaciones de
Cargas en Aisladores de 2 Partes
Los balanceos laterales en aisladores de
suspensión (SA en la Fig. 7.3-14) o inclinaciones
de la carga (LA en la Fig. 7.3-15) en el punto en
común de los aisladores de 2 partes pueden ser
calculados para hasta cuatro combinaciones
diferentes de condiciones de clima y cables. Esto
es hecho como parte de la función Structures/
Check (Estructuras/ Verificar). La función
también compara los resultados con valores
admisibles, los cuales son descritos en el archivo
correspondiente de la estructura. Los límites de
balanceo de los aisladores o de los ángulos de
carga son parte de las restricciones usadas en el
proceso automático de búsqueda óptima,
descrito en la Sección 14.
TRANSVERSE AXIS
+
L INS
SA
T INS
V INS
T
V
V CW
Para cada circuito soportado por un aislador de
Fig. 7.3-14 Balanceo de Aislador
suspensión, el archivo de la estructura incluye
balanceos admisibles para cuatro condiciones. Para aisladores de 2 partes, el archivo incluye
ángulos de carga admisibles. Existe un máximo y un mínimo balanceo admisible o ángulo de
carga para cada condición. El ángulo de balanceo, SA (o el ángulo de carga LA), es medido
desde la vertical y es positivo si el aislador (carga) se mueve en la dirección transversal de la
estructura, como es mostrado en las Figs. 7.3-14 y 7.3-15. Los valores admisibles son
algebraicos y deben obedecer la convención de los signos (ver Figs. 7.3-14, 7.3-15 y 7.3-16).
Note que el máximo balanceo es definido como aquel que traslada el punto más bajo del
aislador lo más lejos en la dirección transversal de la estructura.
Ud. necesita especificar las condiciones para las cuales se aplican los balanceos o ángulos de
carga admisibles. Una posible configuración es:
Condición 1: Condición de día a día, sin viento y con temperatura promedio. Ésta es una
condición bajo la cual la línea pasará la mayor parte de su vida útil, y por lo tanto es la
condición más probable que ocurra cuando se produzca un serio aumento de voltaje. Para
evitar un salto de tensión bajo esa condición, uno puede especificar los valores más
restrictivos de balanceos admisibles.
Condición 2: Condición fría con viento promedio. Debido a las temperaturas frías, ésta es una
condición bajo la cual la carga vertical puede ser muy pequeña para prevenir un balanceo
significativo del aislador, incluso bajo viento promedio. Debido a que la probabilidad de la
ocurrencia de un serio aumento del voltaje bajo la condición fría no es tan alta como en
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145
cualquier momento aleatorio, uno puede especificar valores de balanceo admisibles menos
restrictivos que bajo la Condición 1.
Condición 3: Condición de viento fuerte. Los vientos fuertes son eventos raros. La probabilidad
combinada de su ocurrencia junto con un aumento serio de voltaje es aún menor, así que
puede ser apropiado relajar aún más los requerimientos de balanceo.
Condition 4: Condición de día a día o un poco más fría, con viento promedio bajo tracción Final,
tal como la propuesta en el Manual REA 1724e-200 para estructuras de ángulos medios y
grandes. Este valor puede ser algo menos restrictivo que la Condición 1.
El menú de Criteria/ Insulator Swing (Criterios/ Balanceo del Aislador) es utilizado para
describir las combinaciones de condiciones de clima y del cable que corresponden a las cuatro
condiciones que fueron usadas para desarrollar los valores admisibles en el modelo de
estructura.
B
BL
A
AL
C
LA
LA
C
LA
MAX
MIN
B
UP
B
A
C
C
DOWN
C RIGHT
LEFT
A
Fig. 7.3-15 Aisladores de 2 Partes
El procedimiento usado por la función de Structures/ Check (Estructuras/ Verificar) para
comparar un balanceo (o ángulo de inclinación) real con el valor admisible correspondiente
sopla sistemáticamente el viento perpendicular a cada uno de los tramos adyacentes a la
estructura y en ambas direcciones, o sea que el cálculo del balanceo es realizado dos veces
para cada condición de clima especificada. De estos cálculos, se guardan, el mayor y el menor
valor, para comparar con los valores admisibles máximo y mínimo.
El ángulo de balanceo real SA, para un aislador de suspensión (ver Fig. 7.3-14) es determinado
por la siguiente ecuación:
-1
SA = TANGENTE [ ( T + TINS / 2 ) / (V + VCW + VINS / 2 ) ]
146
(7-379)
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donde T = carga transversal del conductor, V = carga vertical del conductor, VCW = peso del
contrapeso opcional, VINS = peso del aislador y TINS = carga del viento sobre el aislador,
calculada como el producto de la presión a la altura del aislador (presión de la Ec. 7-2)
multiplicada por el área de viento del aislador (ver Sección F.1.1.3). Para cálculos de balanceo,
todos los factores de cargas en las Ecs. 7-7 a 7-9 son iguales a uno.
Para aisladores de 2 partes, el ángulo de carga (ver Fig. 7.3-14) es determinado por la
siguiente ecuación:
-1
LA = TANGENTE [ ( T + TINS ) / (V + VCW + VINS ) ]
(7-38)
donde VINS = peso total de ambos lados y TINS = carga total del viento sobre ambos lados de un
aislador de 2 partes (ver Ec. 7-37 para más detalles).
Note que la cantidad de condiciones de balanceo admisibles asociadas con un archivo de
estructura debe igualar el número definido en el Criterio de Balanceo del Aislador, o aparecerá
un mensaje de error cuando verifique la resistencia de la estructura.
7.3.16.1
Estructuras con Aisladores de Suspensión en Ángulos de Línea
Existen dos métodos para el manejo de estructuras asimétricas con aisladores de suspensión
en ángulos de línea. Con el primer método, Ud. necesita tener dos modelos de estructuras
separados (o sea que necesita dos archivos de estructuras separados): una estructura de giro
a la derecha para uso en ángulos de línea positivos, y una estructura de giro a la izquierda para
uso en ángulos de línea negativos. Un ejemplo de dos de tales estructuras es mostrado en la
parte izquierda de la Fig. 7.3-16. Con el segundo método, solamente necesita modelar la
estructura de giro a la derecha (o la de giro a la izquierda) (o sea que sólo es necesario un
archivo de estructuras). Puede utilizar ese modelo único (el de estructura de giro a la derecha)
sin rotación en ángulos de línea positivos, y rotarlo 180 grados alrededor de su eje vertical en
ángulos de línea negativos. La
orientación de la estructura
1
2
3
alrededor de su eje vertical es
definida en la Fig. 7.3-7.
+
Recomendamos ampliamente
el segundo método, aunque
pueda requerir que el usuario
transponga
manualmente
algunas fases. Las diferencias
entre los dos métodos son
discutidas más abajo.
SA MAX
1
+
SA MIN
2
T
FRAME AT POSITIVE LINE ANGLE
+
1
2
3
SA MAX
SA
MIN
T
SA
T
MIN
SYMMETRICAL STRUCTURE
-
FRAME AT NEGATIVE LINE ANGLE
SA
MAX
Fig. 7.3-16 Pórticos Asimétricos
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147
Usando dos estructuras asimétricas diferentes
Si una estructura está ubicada a lo largo de una línea sin rotación alguna (SO = 0 en la Fig. 7.37), su eje transversal está siempre orientado en la dirección de los desplazamientos de línea
positivos (éstos están a la derecha a medida que marcha a lo largo de la línea en la dirección
de estaciones crecientes). Por lo tanto, sin rotación, la estructura en la parte superior izquierda
de la Fig. 7.3-16 (estructura de giro a la derecha) sería utilizada en un punto de la alineación
con ángulo de línea positivo, mientras que aquel en la parte inferior izquierda de la Fig. 7.3-16
(estructura de giro a la izquierda) sería utilizada en un punto de la alineación con ángulo de
línea negativo.
Si los balanceos admisibles (en grados) para la estructura de giro a la derecha fueran:
Condición 1:
Condición 2:
Condición 3:
SAmin = 20
SAmin = 15
SAmin = 10
SAmax = 40
SAmax = 50
SAmax = 60
Aquellos para la estructura de giro a la izquierda serían:
Condición 1:
Condición 2:
Condición 3:
SAmin = -40
SAmin = -50
SAmin = -60
SAmax = -20
SAmax = -15
SAmax = -10
Usando solamente una estructura asimétrica
Cuando Ud. observa detalladamente las dos estructuras a la izquierda de la Fig. 7.3-16, notará
que son casi idénticas. Si rotase el pórtico de giro a la derecha en 180 grados en torno de su
línea central, se parecerá al pórtico de giro a la izquierda, excepto que las fases (números en el
tope de los pórticos) están revertidas. Por lo tanto, si rotase el pórtico de giro a la derecha,
necesitará transponer los puntos de fijación de las fases 1 y 3; de otra manera las fases
exteriores se entrecruzarán en los tramos adyacentes. La transposición de las fases es
discutida en la Sección 10.3.1.
Si Ud. tiene sólo un modelo de estructura asimétrica (giro a la derecha o a la izquierda) y usa la
ubicación óptima como está descrita en la Sección 14, el siguiente algoritmo es utilizado: 1) La
estructura es declarada de giro a la derecha si el valor absoluto de SAMAX (ver Fig. 7.3-16) es
mayor que el valor absoluto de SAMIN. De otra manera, es declarada de giro a la izquierda, 2)
Las estructuras de giro a la derecha son usadas en ángulos de línea positivos. En ángulos de
línea negativos, ellas rotan 180 grados, con -SAMAX convirtiéndose en SAMIN y -SAMIN en SAMAX,
3) Las estructuras de giro a la izquierda son usadas en ángulos de línea negativos. En ángulos
de línea positivos, ellas son giradas y los ángulos de balanceo admisibles son cambiados,
como en 2) de más arriba. Una vez que la optimización se completa, puede necesitar trasponer
manualmente las fases para evitar entrecruzamientos.
148
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7.3.17 Informe de Longitudes de Viento y Peso
Con el comando Lines/ Reports/ Wind & Weight Spans (Líneas/ Informes/ Longitudes de
Viento y Peso) puede ser generado un informe que contenga las longitudes de peso de
estructuras específicas para tantas combinaciones de casos de clima y condiciones de los
cables como Ud. ingrese en la tabla de Criteria/ Wind & Weight Span Report (Criterios/
Informe de Longitudes de Viento y Peso).
7.3.18 Informe de Ángulos de Desplazamiento y Salida
La función Lines/ Reports/ Blowout and Departure Angle Report (Líneas/ Informes/
Informe de Ángulo de Desplazamiento y Salida) descrita en la Sección 11.2.3.3.1 es
utilizada para la verificación de ángulos de salida y desplazamientos máximos del cable
(medidos como ordenadas) para una gama de estructuras, para las combinaciones de
condiciones de clima y de cable especificadas en la tabla de Criteria/ Blowout and Departure
Angles (Criterios/ Ángulos de Desplazamiento y Salida). Para estas combinaciones, PLSCADD aplica sistemáticamente el viento perpendicularmente al tramo afectado y en ambas
direcciones, o sea que el tramo es desplazado en dos direcciones opuestas.
7.3.19 Condición y Temperatura por Defecto del Cable
Los datos en la pantalla interactiva de Default Wire Temperature and Condition (Condición
y Temperatura por Defecto del Cable) son explicadas en la misma. Ud accede a ella con el
comando Criteria/ Default Wire Temperature and Condition (Criterios/ Condición y
Temperatura por Defecto del Cable).
7.3.20 Datos de Modelado con Elementos Finitos
Ud. sólo necesitará ingresar los datos en la pantalla interactiva de SAPS Finite Element
Sagging-Tension (Tracción-Enflechamiento de los Elementos Finitos SAPS) (ver Fig. N-5),
a la cual accede con el comando Criteria/ SAPS Finite Element Sagging-Tension (Criterios/
Tracción-Enflechamiento de los Elementos Finitos SAPS), si usa modelado de los Niveles
2, 3 o 4, como es descrito en la Sección N.3.
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149
8.
ESTRUCTURAS
8.1
Generalidades
Una de las características muy potentes y únicas de PLS-CADD es su capacidad de tratar
estructuras como "objetos", los cuales pueden ser ubicados, eliminados o movidos sobre el
terreno con el click del mouse. El “objeto estructura” contiene no solamente la información
necesaria para ubicar en tres dimensiones todos los puntos de fijación del cable, sino también
ciertas indicaciones para los algoritmos o programas que verificarán la resistencia de la
estructura en esa posición en particular. En la actualidad, PLS-CADD soporta cuatro métodos
para verificar la resistencia de la estructura. El “objeto estructura” es descrito en un archivo de
estructuras. Por lo tanto, el archivo de estructuras concentra en un sólo lugar toda la
información de diseño geométrico y mecánico que concierne a un tipo y altura dados de
estructura. El archivo de estructuras también contiene datos sobre los aisladores y sus
diferentes partes y submontajes.
8.2
Geometría Superior de la Estructura
Para que sean conocidas las posiciones
en 3 dimensiones, de cualquier punto
sobre cualquier cable en cualquier tramo, a
medida que una estructura es agregada o
removida, es necesario que las longitudes
de los dispositivos que conectan los cables
a la estructura en el extremo de cada
tramo (grampas y aisladores) y las
posiciones de los puntos de fijación de
estos dispositivos a las estructuras sean
bien definidos.
Para modelos de estructuras del Método
4, desarrollados con los programas
TOWER o PLS-POLE, los puntos de
fijación de la estructura y los aisladores
son identificados como partes de la
construcción de los modelos. Por lo tanto,
sus posiciones relativas a la base del
modelo
son
determinadas
automáticamente.
1
z
TOP
2
ATTACHMENT SETS
x
1
SET # 1
1L
SET # 2
1R
y
SET # 3
2
2R
3
HT
3L
THIS EXAMPLE SHOWS
SEVERAL PHASES PER SET
3R
IT IS MUCH BETTER TO
ONLY HAVE ONE PHASE
BS
PER SET
T
L
Fig. 8.2-1 Geometría Superior de la Estructura
Para estructuras de los Métodos 1, 2 o 3, Ud. necesita describir las posiciones de los puntos
de fijación de la estructura y las propiedades geométricas de los dispositivos adjuntados
(grampas y aisladores), relativas a la base de la estructura. Estos puntos de fijación y los
dispositivos adjuntos forman en conjunto la geometría superior de la estructura. Por ejemplo, la
geometría superior de la torre en la Fig. 8.2-1 incluye los puntos de fijación de la estructura
(cuadrados, triángulos y círculos de un sólo color) y los dispositivos asociados (grampas para
los cables a tierra, aisladores de suspensión para el circuito a la izquierda y aisladores en forma
de V para el circuito de la derecha).
150
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8.2.1 Sets (Conjuntos) de Cables
Un “set” de cables (también referido como una sección de tracción) es definido en PLS-CADD
como un grupo o conjunto de uno a tres cables (también llamados fases) con idénticas
propiedades mecánicas y tracciones. Por ejemplo, un circuito eléctrico entre extremos es a
menudo modelado como un set. Correspondientes a los sets de cables, están los sets de los
puntos de sujeción a la estructura y aisladores (o dispositivos de sujeción). Para la torre de la
Fig. 8.2-1, los dos puntos de sujeción del cable a tierra y dispositivos de sujeción, formaron
parte del Set Nº 1, los tres conductores en el circuito de la izquierda y sus aisladores de
suspensión formaron parte del Set Nº 2 y los tres conductores en el circuito de la derecha y sus
aisladores de cadena en forma de V, formaron parte del Set Nº 3. Si dos cables distintos del
mismo circuito no son enflechados bajo la misma tracción, entonces deben ser miembros de
sets diferentes. La única razón para agrupar los cables en un set es que cuando sean sujetos al
tendido y al enflechamiento Ud puede tender los cables a través de todos los puntos de fijación
dentro del set y enflechar estos cables simultáneamente. Si por el contrario Ud. coloca cada
cable independientemente (3 sets de un cable), entonces necesitará repetir la operación de
tendido y enflechamiento tres veces, una para cada set. Sin embargo, inclusive con la pérdida
de tiempo asociada con el modelado de un sólo cable por set, existe la ventaja de ser capaz de
enflechar cada fase por separado. Le recomendamos modelar solamente un cable por set,
como se ilustra con los cables de la línea Demo.
Cuando un set posee más de un cable (como es ilustrado con el ejemplo WPLFULLM o en el
modelo de torre de la Fig. 8.2-1), cada cable es identificado por un número de “fase”, y su
fijación a la estructura es identificada por un número de “fijación”. Pueden existir solamente
una, dos o tres fases por set; por lo tanto los números de “fase” o de “fijación” pueden ser
solamente 1, 2 o 3. Cuando Ud. tiende un circuito, tiene la capacidad de tomar cualquier “fase”
y adjuntarla a cualquier punto de “sujeción” de la estructura. Esto permite que el usuario
transponga las fases a intervalos a lo largo de su línea (ver Sección 10.3.1 para más detalles).
Para estructuras del Método 1, 2 y 3, las posiciones de los puntos de fijación de la estructura
son descritas en un sistema de coordenadas local (x,y,z) ubicado sobre el eje vertical de la
estructura, tal que el eje local x está en la dirección general del eje transversal de la estructura,
el eje local y es vertical y orientado hacia abajo, y el eje local z se encuentra en la dirección
general del eje longitudinal de la estructura (ver Fig. 8.2-1). El origen del sistema (x,y,z) se
encuentra en un punto llamdo TOP. El punto TOP debe estar localizado sobre el eje vertical de
la estructura, a una distancia HT (definida como la altura de la estructura) sobre el punto BS,
definido como el punto base de la estructura. Es conveniente, pero no necesario, localizar TOP
a la misma elevación que el punto más alto en la estructura. La localización de la estructura
sobre el terreno implica colocar el punto BS sobre un punto del terreno P, o en una estación
especificada a lo largo del perfil. La estructura también puede ser girada sobre su eje vertical
por su ángulo de orientación SO, como se muestra en la Fig. 7.3-7.
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8.2.2 Grampas y Aisladores
En cada uno de los puntos de fijación a la estructura de un Set, se debe definir un tipo de
conector o aislador. Los dispositivos de fijación disponibles son: 1) grampas, 2) aisladores de
anclaje, 3) aisladores de suspensión, 4) aisladores de 2 partes o en V, y 5) aisladores de poste.
Cuando los dispositivos tienen especificadas áreas de viento, la carga de viento sobre ellos es
calculada como la presión de diseño multiplicada por el área de viento.
Las grampas no tienen dimensiones geométricas, o sea que un cable adjuntado a una
estructura con una grampa, pasa exactamente a través del punto de fijación a la estructura.
Los aisladores de anclaje y de suspensión poseen longitud, peso y área de viento. Además los
aisladores de suspensión tienen balanceos admisibles máximos y mínimos, como está descrito
en la Sección 7.3.17.
Los aisladores de 2 partes y en V incluyen dos lados, cada uno tiene longitud, peso, área de
viento y la capacidad de soportar o no compresión. Además, tales aisladores poseen ángulos
de carga admisibles mínimos y máximos, como está descrito en la Sección 7.3.17.
Los aisladores de poste son tratados de forma diferente cuando están adjuntados a estructuras
de los Métodos 1, 2 o 3, en oposición a las estructuras del Método 4. Con las estructuras de
los Métodos 1, 2 y 3, los aisladores de poste poseen peso pero no dimensiones geométricas.
En vez de eso, Ud. necesita definir la posición de cada extremo del aislador donde se fija el
conductor. Con estructuras del Método 4, los aisladores de poste poseen dimensiones
geométricas, puesto que están sujetos en voladizo a puntos de fijación de la estructura.
Una de las razones por las que hemos elegido incluir los aisladores como parte de la geometría
superior de una estructura en PLS-CADD, es que sus balanceos admisibles o ángulos de carga
(ver Sección 7.3.17) son específicos para la geometría real de la estructura a la cual están
sujetos los aisladores.
8.2.3 Secciones de Tracción
Se define una “sección de tracción” en PLS-CADD, como un set de cables, en uno o más
tramos entre extremos. Una sección siempre se inicia en un extremo (un punto que no puede
moverse), puede ser soportada en puntos intermedios por aisladores de suspensión, de dos
partes o de poste, que pueden moverse en la dirección longitudinal, y siempre termina en su
otro extremo. Cada sección de tracción posee su propia longitud reguladora (ver Apéndice I), la
cual depende de la geometría de todos los tramos entre extremos.
Con el Método de la Longitud Reguladora (Nivel 1), la componente horizontal de la tracción
es asumida constante sobre cada tramo de la sección de tracción. Con el más exacto
Modelado de Elementos Finitos (Niveles 2, 3 y 4), las tracciones horizontales en cada tramo
pueden ser diferentes y son calculadas por análisis. Pero con cualquiera de los métodos, cada
sección de tracción se comporta independientemente de cualquier otra sección de tracción.
Por lo tanto, PLS-CADD necesita ser capaz de identificar el inicio y el fin de cada sección de
tracción, a partir de la información en los archivos de estructuras. Esto es suministrado por una
simple verificación ("Section End” (Extremo de Sección), en las pantallas interactivas de
152
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Insulator Data (Datos de Aisladores) de la Sección F.1.1) en relación a un punto de fijación
en particular, si es o no un punto extremo (extremo de sección). Los puntos de fijación de los
aisladores de Suspensión, cadenas en V, y de 2 partes, obviamente no son extremos de
sección. Los puntos de fijación de aisladores de anclaje son extremos de sección, a no ser que
la estructura sea muy flexible. Los puntos de fijación de grampas y aisladores de poste pueden
o no ser extremos de sección. Esto requiere de buen criterio ingenieril. Por ejemplo, las
tracciones a cada lado de un aislador de poste flexible (o a cada lado de una grampa en el tope
de un poste de madera) pueden ser asumidas iguales (Nivel 1) o relacionadas (Niveles 2, 3 o
4) y por lo tanto no son extremos de sección. Sin embargo, si el aislador de poste (o la grampa)
y la estructura portante son rígidas, las tracciones en cada lado son de alguna manera
independientes, y Ud. puede asumir que es un extremo de sección cuando usa el modelado de
Nivel 1. La capacidad de modelado del Nivel 2, 3 o 4 que tienen en cuenta la rigidez del punto
de fijación, permite un mejor modelado que el de Nivel 1, que solamente maneja situaciones en
donde un punto de fijación es o totalmente libre para moverse o totalmente rígido.
En resumen, cualquier modelo de estructura utilizado en PLS-CADD debe incluir un mínimo de
información geométrica superior, esto es, para cada serie de cables: 1) las propiedades de
grampas y aisladores, 2) las posiciones sobre la estructura, con relación a la base, en donde se
fijan las grampas y aisladores, y 3) si los puntos de fijación de los cables a las grampas y
aisladores son extremos de secciones de tracción. Con esa información, la estructura puede
ser tratada como un objeto tridimensional el cual, una vez ubicado sobre el terreno, definirá por
completo las posiciones tridimensionales y la naturaleza de los puntos de soporte de cada
cable en cada tramo.
8.3
Resistencia de la Estructura
Existen cuatro métodos distintos para describir la resistencia de una estructura en PLS-CADD.
El método en particular que debe ser usado es especificado en el archivo de la estructura. Por
lo tanto, cuando se elige una estructura de la biblioteca de estructuras disponibles, ya está
definido el método con el cual se analizará si la resistencia de la estructura es la adecuada.
8.3.1 Método 1 - Método de las Longitudes Admisibles Básicas
El Método 1 es el más simple. Es usado en el cálculo manual tradicional, y en la mayor parte
de los programas de cálculo automáticos. Depende del concepto más elemental de las
longitudes de viento y peso, reales y admisibles. La longitud real de viento (u Horizontal) en una
estructura, HS, es el promedio de las longitudes de las cuerdas de los tramos a izquierda y
derecha de la estructura. La longitud de peso (o Vertical) real, VS, es aproximadamente igual a
la distancia horizontal entre el punto más bajo en el tramo izquierdo y el más bajo en el
derecho, como se ha discutido en la Sección I.3. Los puntos bajos pueden encontrarse dentro
de los tramos o fuera de ellos. Debido a que las posiciones de los puntos bajos se mueven bajo
diferentes condiciones de clima y de cable, la longitud vertical debe ser definida en referencia a
una combinación de condiciones de clima y de cable. Para cada una de las muchas
condiciones de clima y de cable, como 1) conductor desnudo bajo viento extremo, 2) conductor
desnudo frío, y 3) conductor aislado con hielo, hay valores admisibles máximos o mínimos de
longitudes de viento y peso que deben ser satisfechos, para evitar violar algún criterio de
resistencia o de servicio de la estructura.
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153
Método 1 en PLS-CADD es
resumida en la Fig. 8.3-1. Para
un rango de ángulos de línea, los
valores
admisibles
HSMAX,
son prescritos en el archivo de la
estructura, respectivamente para:
1) la máxima longitud de viento,
2) la máxima longitud de peso
para la Condición 1, 3) la máxima
longitud de peso para la
Condición 2, 4) la máxima longitud
de peso para la Condición 3, y 5)
la mínima longitud de peso, sin
importar la condición.
VS
VS
VS MAX1
VS
VS MAX2
VS
(2)
(1)
MAX3
(3)
ICE
VS MIN
HS
HS MAX
HS
HS
HS MAX
HS MAX
VALID FOR GIVEN RANGE OF LINE ANGLES
Fig. 8.3-1 Regiones Admisibles para Longitudes de Viento y
Peso (Método 1)
Las selecciones típicas para las Condiciones 1, 2 y 3 han sido:
Viento extremo sin hielo, frío extremo sin viento ni hielo, y hielo extremo (la más común)
o
Viento extremo sin hielo, frío extremo sin viento ni hielo y condición Pesada de NESC
o
Condición Media de NESC, viento extremo sin hielo, hielo pesado con poco viento
etc.
En realidad, Ud. puede usar la misma condición varias veces (dos o tres veces), por ejemplo:
Condición Pesada de NESC, condición Pesada de NESC, frío extremo sin viento ni hielo
La resistencia de la estructura es adecuada si las combinaciones de las longitudes reales de
viento y de peso para las tres condiciones se encuentran dentro de las correspondientes
regiones sombreadas de la Fig. 8.3-1. Las longitudes reales de viento y peso calculadas por
PLS-CADD, para las comparaciones con valores admisibles, están basadas en los cables del
set de cables más pesado, o en los cables de un set escogido, en caso de la búsqueda óptima.
En general, las máximas longitudes de peso admisibles, para condiciones con algo de hielo,
son más cortas que los valores admisibles para conductores desnudos (viento extremo sobre
conductores desnudos, o hielo). Además, las longitudes de peso reales para condiciones con
hielo son generalmente más cortas que aquellas bajo casos de conductores desnudos. Ésta es
una de las razones por las que permitimos que utilice tres valores separados de longitudes de
peso admisibles en vez de sólo uno válido, para todos los casos de carga posibles.
Existen varios defectos en el Método 1, el más serio de ellos siendo el hecho que las
longitudes admisibles de viento y peso no son propiedades intrínsecas de la estructura por sí
mismas: dependen de los criterios de diseño, condiciones del cable, y la cantidad, tipo y
tracción mecánica de todos los cables adjuntos (para estructuras de ángulos). Si un diseñador
mejora un conductor a un tamaño diferente o cambia un criterio climático de diseño, los valores
154
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de las longitudes admisibles ya no son válidos. Por lo tanto, en proyectos de actualización o
evaluación, el método de las longitudes admisibles no es conveniente. El otro problema con el
método de las longitudes básicas de viento y peso es que ignora posibles interacciones entre
las longitudes admisibles. Por ejemplo, un solo poste soportando una longitud de peso corta,
posee una mayor longitud admisible de viento que cuando soporta la máxima longitud de peso
de diseño. La diferencia, causada mayormente por el efecto P-Delta, puede exceder el diez por
ciento, haciendo que sea pasada por alto alguna capacidad inherente a la misma. Para
aprovechar la interacción de las longitudes admisibles, se puede usar el Método 2.
8.3.2 Método 2 - Método del Diagrama de Interacción de Longitudes Admisibles
Con el Método 2, se define un
diagrama de interacción entre las
longitudes admisibles de viento y
peso, para ciertas combinaciones de
condiciones de clima y de los cables.
Por ejemplo, la Fig. 8.3-2 muestra un
diagrama de interacción admisible
(Línea 1-2-3- ..) para una combinación
dada de condiciones de clima y de
cables. Se calculan las longitudes de
viento y peso reales correspondientes
a la condición. Si la combinación de
las mismas se sitúa dentro del
diagrama de interacción, entonces la
resistencia de la estructura es
adecuada para la condición.
1
2
INTERACTION DIAGRAM BETWEEN
MAXIMUM ALLOWABLE WIND
AND WEIGHT SPANS FOR
3
A
GIVEN LOAD CASE AND
4
GIVEN MAXIMUM LINE ANGLE
B
VS
ACTUAL
5
HORIZONTAL OR WIND SPAN , HS
0
6
HS
7
9
8
El uso de estructuras de Método 2
Fig. 8.3-2 Interacción de Longitudes de Viento y Peso
puede
producir
líneas
más
económicas que con estructuras del Método 1, especialmente cuando son usadas en conjunto
con la búsqueda automática. El establecer diagramas de interacción puede ser difícil, a no ser
que tenga acceso a programas tales como TOWER y PLS-POLE, los cuales pueden
determinar los diagramas de forma automática. Actualmente para la búsqueda automática,
óptima, con PLS-CADD, sólo las estructuras de Método 1 o Método 2 pueden ser utilizadas.
Esto fue hecho porque sólo estos métodos proveen una verificación de resistencia de la
estructura lo suficientemente rápida. Los algoritmos de optimización requieren de verificaciones
de resistencia para posiblemente miles de millones de combinaciones de posiciones de las
estructuras. Sin embargo, para proyectos de evaluación y actualización, el Método 3 (no
recomendado) y el Método 4 (recomendado) son mucho más convenientes.
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
155
8.3.3 Método 3 - Método de Componentes Críticos
Las estructuras de Método 3 eran completamente admitidas en las versiones más antiguas de
PLS-CADD y aún las admitimos, para mantener la compatibilidad con versiones anteriores. Sin
embargo, para proyectos nuevos, recomendamos no usar estructuras de Método 3. Para
buscar información detallada relacionada al Método 3, debe consultar una versión más antigua
del manual de PLS-CADD.
Las estructuras de Método 3 fueron utilizadas como substitutos de estructuras del Método 4,
cuando un análisis estructural completo era prohibitivo en términos de tiempo y requerimientos
de memoria. El modelo simplificado del Método 3 usaba una matriz de coeficientes de
influencia, relacionando fuerzas y momentos en los “componentes críticos” a cargas unitarias
en los puntos de fijación de la estructura, y necesitaba que el usuario ingrese las resistencias
de diseño de estos componentes. El método fue válido solamente para estructuras lineales.
Sin embargo, con la disponibilidad de programas eficientes, tales como TOWER o PLS-POLE,
los cuales ahora pueden realizar un análisis estructural y verificación de diseño precisos, en
una fracción de segundo (o en unos segundos para una torre no lineal muy grande, con miles
de miembros), ya no existe la necesidad de estructuras de Método 3. Con las estructuras de
Método 3, Ud. no podía: 1) usar cadenas en V o aisladores de 2 partes, de forma competente,
2) modelar estructuras no lineales, tales como postes flexibles, para los cuales el efecto P-Delta
es significativo, o cualquier estructura con cabos, 3) modificar fácilmente las propiedades de los
miembros o intuir en relación al modelo original de la estructura, 4) obtener la deformada de la
estructura, y 5) mostrar la estructura con sus componentes coloreados de acuerdo con el
porcentaje de utilización de la resistencia de los mismos. Por lo tanto, las estructuras de
Método 3 son obsoletas, por estas y otras razones.
156
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
8.3.4 Método 4 – Método de Análisis Estructural Detallado
Fig. 8.3-3 Verificación de Estructuras del Método 4
Se utiliza el Método 4 si Ud. quiere que PLS-CADD verifique la resistencia de su estructura
usando nuestros programas TOWER o PLS-POLE. Cuando se elige una estructura para su
verificación, PLS-CADD determina sus cargas de diseño y las pasa al programa apropiado. El
programa luego analiza la estructura, verifica su diseño y devuelve a PLS-CADD informes
detallados y resúmenes gráficos (tales como las formas deformadas coloreadas por códigos).
El proceso entero es automatizado y no debe tomar más de un segundo o dos. El Método 4 es
con mucho el mejor método para verificar una línea ya existente. Es el método más general y
exacto de todos. Por ejemplo, los pórticos de madera en la Fig. 8.3-3 fueron modelados como
estructuras del Método 4 con el programa PLS-POLE. Los resultados del análisis mostrados
como uso porcentual (en la ventana derecha) fueron obtenidos automáticamente para todos los
casos de carga, dentro del segundo de haber hecho click sobre el pórtico en la línea (en la
ventana izquierda). La ventana más pequeña de abajo muestra la forma deformada exagerada
por un factor de 5.
Como se ha mencionado más arriba, cuando se usa una estructura del Método 4, su árbol de
cargas es primeramente determinado por PLS-CADD, el cual lo pasa al programa TOWER o
PLS-POLE, para el análisis y verificación de la estructura. El árbol de cargas es determinado
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
157
para un cierto número de condiciones de clima y de cable, junto con el factor de carga
apropiado, como es discutido en la Sección 7.3.12.
Los
árboles
de
cargas,
incluyen
convencionalmente componentes de fuerzas,
los cuales son determinados: 1) en los puntos
de sujeción de los cables a los aisladores (por
ejemplo, en los extremos inferiores de los
aisladores de suspensión o cadenas en V
mostrados en la Fig. 8.2-1), o 2) en los puntos
de sujeción de los aisladores a la estructura
(como se ilustra en la Fig. 8.3-4, para la torre
de la Fig. 8.2-1). Para los aisladores de
suspensión, los árboles son idénticos, excepto
por el peso de los aisladores y las fuerzas del
viento sobre los mismos. Para los aisladores de
poste, los momentos son generados en los
puntos de fijación a la estructura, de manera
que los dos árboles son bastante diferentes.
Para los aisladores de 2 partes o en V, las
cargas de diseño V, T y L en los extremos del
conductor de los aisladores, tienen que ser
T
L
V
AX(K)
BS
T
L
resueltas como cargas en los puntos de fijación Fig. 8.3-4 Cargas de Fijación a la Estructura
a la estructura. Esta es una tarea compleja, que
involucra cálculos no lineales, los cuales son manejados en forma automática por nuestros
programas TOWER y PLS-POLE. Los árboles de cargas también incluyen las presiones
transversales y longitudinales actuando sobre la estructura en sí misma.
Debido a las dos maneras posibles de definir los árboles de carga, es importante que entienda
lo que hace el programa PLS-CADD.
Cuando PLS-CADD exporta un árbol de cargas a TOWER o PLS-POLE, para la verificación de
una estructura del Método 4, o para crear un archivo de árbol de cargas con el comando
Structures/ Loads/ Write LCA file (Estructuras/ Cargas/ Escribir Archivo LCA), el árbol
incluye las cargas mayoradas en las conexiones de los cables con los aisladores, a los cuales
se suman el peso mayorado de los aisladores de conexión y las cargas de viento de los
mismos. Esto significa que, para un aislador de 2 partes o en V, el árbol incluye las cargas
mayoradas en el empalme entre el conductor y los dos lados del aislador, al cual se le agrega
el peso total de ambos lados y las cargas de viento respectivas. Por lo tanto, para los
aisladores de 2 partes o en V, no existe solución por medio de PLS-CADD, para las cargas
entre los dos puntos de fijación a la estructura, o sea que las cargas que Ud. ha visto
mostradas para el circuito derecho de la torre en la Fig. 8.3-4 son automáticamente calculadas
por TOWER o PLS-POLE, a partir de las cargas en la parte inferior de las cadenas en V
generados por PLS-CADD.
Cuando usa el comando Structures/ Loads/ Report (Estructuras/ Cargas/ Informe) en PLSCADD, el informe que es generado incluye cargas mayoradas en el sistema de coordenadas
del tramo, y cargas en el sistema de coordenadas de la estructura. Las cargas en el sistema de
158
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MANUAL PLSCADD
coordenadas de la estructura incluyen los pesos y cargas de viento mayoradas de los
aisladores.
Una de las muy especiales y potentes capacidades de nuestros programas TOWER y PLSPOLE es que pueden determinar, en forma automática, las longitudes admisibles de viento y
peso, dados algunos criterios de carga y conductores adjuntos. Con esta capacidad, pueden
generar archivos de estructuras del Método 1 o 2 automáticamente. La única razón para hacer
esto, puesto que ya ha desarrollado el superior modelo del Método 4, es si Ud. va a realizar
alguna búsqueda de optimización, la cual requiere del modelo de longitudes admisibles, o si
desea crear bibliotecas de estructuras estándar, clasificadas por sus longitudes admisibles.
Una nota técnica detallada describiendo el proceso de optimización y la creación de estructuras
del Método 1 puede ser encontrada en http://www.powline.com/products/optimization.html.
8.4
Visualización de Estructuras
La apariencia de una estructura
en el informe de Available
structures
(Estructuras
Disponibles) o en una vista 3D
depende de cómo fue generado
el modelo de la estructura.
La Fig. 8.4-1 muestra parte del
informe
de
Estructuras
Disponibles para la línea Demo,
que Ud. puede generar al hacer
click
sobre
Structures/
Available
Structures
list/
Report (Estructuras/ Lista de
Estructuras
Disponibles/
Informe).
Fig. 8.4-1 Informe de Estructuras Disponibles
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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8.4.1 Archivos de Estructuras de los Métodos 1, 2 y 3 Generados Directamente
Si Ud. crea o edita un archivo de estructuras de los Métodos 1, 2 o 3 directamente con los
menús de Structures/ Create New Structure (Estructuras/ Crear Nuevas Estructuras) o
Structures/ Edit Structures (Estructuras/ Editar Estructuras), como están descritas en el
Apéndice F, no hay información en relación a la geometría detallada de la estructura aparte de
la geometría superior mínima descrita por los puntos de fijación del cable. Por lo tanto Ud. no
verá un contorno gráfico de estas estructuras en el informe de Estructuras Disponibles, y verá a
estas estructuras visualizadas a trazos mínimos en vistas en 3D. Una estructura de trazos
incluye una línea vertical a lo largo de su eje vertical y líneas horizontales, yendo desde el eje
vertical a cualquier punto de fijación de un cable que realmente soporte un cable. Si no se ha
tendido aún ningún cable, Ud. no verá la línea horizontal.
Por ejemplo, el lado derecho
de la Fig. 8.4-2 muestra el
contorno de una estructura
mínima de doble circuito del
Método 1 en una vista 3D.
Fig. 8.4-2 Visualizaciones Detalladas y Mínimas
8.4.2 Archivos de Estructuras del Método 1, 2 y 3 Creados por PLS-POLE o TOWER
Si eI usuario crea en primer lugar un modelo de estructura con PLS-POLE o TOWER y lo usa
para generar un archivo de estructura de los Métodos 1, 2, o 3, luego se reconoce una
representación de trazos detallados de la geometría de la estructura y es añadida al archivo
para ser visualizada. Esta representación de trazos es también mostrada en el informe de la
Fig. 8.4-1 o en las pantallas interactivas de Structure File Open (Abrir Archivo de
Estructuras) y File Selection (Selección de Archivos).
8.4.3 Estructuras del Método 4
Las estructuras del Método 4 son siempre visualizadas en detalle, incluyendo sus tensores, si
los hubiere. Para ejemplo, vea el poste de acero a la izquierda de la Fig. 8.4-2 y la torre en el
centro de esa figura. Ud. puede mostrar estructuras del Método 4 en forma realista, con el
color de sus materiales, si selecciona Color and Texture PLS-POLE and TOWER Structures…
(Color y Textura de las Estructuras PLS-POLE y TOWER…) en la ventana de diálogo de Line
160
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MANUAL PLSCADD
Display Options (Opciones de Visualización de Líneas) de la Fig. 5.4-4. Si no, son
visualizados como "lines” (líneas), o como "wire frame” (esquema alámbrico) o "rendered"
(renderizado) (la terminología es descrita en los manuales de TOWER y PLS-POLE) si elige
"Unrendered triangle outlines” (Contornos de Triángulos sin Renderizar) o "Render triangles”
(Triángulos Renderizados) bajo las opciones de Terrain/ TIN/ Display (Terreno/ TIN/
Visualizar).
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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161
8.5
Partes y Montajes de las Estructuras
PLS-CADD incluye potentes funciones para administrar bases de datos de materiales y
generar una variedad de listas de partes o de montajes. Estas capacidades de manejar
materiales son un factor importante en la mejora de la productividad del usuario. Las partes y
montajes son definidas en bases de datos maestras de las mismas, que son mantenidas
normalmente por una compañía independientemente de PLS-CADD. Si estas bases de datos
incluyen drivers ODBC, tales como la mayor parte de las bases de datos comerciales
(Mircrosoft Access, Oracle, IBM DB2, Informix, Sybase, etc.), ellas pueden ser vinculadas
directamente a PLS-CADD, como se describe en el Apéndice M.
Para poder usar las capacidades de PLS-CADD relativas a partes y montajes, primero debe
llenar las bases de datos, como se decribe en esta Sección. Luego necesita describir, en los
archivos de estructuras, cuáles partes y montajes forman la estructura. Este proceso es
descrito en el Apéndice F. Finalmente, si algunas partes y montajes no siempre están
asociados con una estructura específica, pero serán utilizados en el sitio de una estructura en
especial (por ejemplo, material especial para fundaciones, cercas, tensores, amortiguadores,
jornadas de trabajo extra, etc.), tal material de “instancias estructurales” es especificado en la
pantalla interactiva de Structure Modify (Modificar Estructura), descrita en la Sección 10.2.2.
Si las partes y montajes descritos en el lugar de las estructuras y/o en archivos de estructuras,
entonces la lista completa del material del proyecto es generada automáticamente, en forma de
un informe o de una tabla de materiales de inventario (ver Sección 12.3.2). Esta tabla de
materiales puede ser vinculada de manera automática a bases de datos comerciales y
sistemas de órdenes de trabajo (ver Apéndice M).
8.5.1 Lista Maestra de Partes
Las partes y montajes
son incluídas juntas
en el archivo de Parts/
Assembly
Library
(Partes/ Biblioteca de
Montajes) nombrado
en el menú de File/
Preferences (Archivo/
Preferencias).
Los
archivos de listas de
partes
poseen
la
extensión ".prt". Ud.
puede ver y editar la
tabla de partes con
Structures/ Material/
Edit
Part
List
(Estructuras/
Material/ Editar Lista
de Partes) (ver Fig.
8.5-1). Una tabla de
Fig. 8.5-1 Tabla Maestra de Partes
partes incluye como mínimo tres columnas para Stock Number (Número de Inventario),
162
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Description (Descripción) y Unit Price (Precio Unitario). Además, con el menú de Structures/
Material/ Setup (Estructuras/ Material/ Configuración), Ud. puede agregar cualquier
cantidad de columnas a la tabla de partes. Por ejemplo, en la Fig. 8.5-1, se agregaron
columnas para listar los nombres de Proveedores, etc. Para cada parte existe un único Stock
Number (Número de Inventario) ASCII y su descripción asociada. Las partes pueden ser
unidades de trabajo, por ejemplo, no capacitado, semi-capacitado y profesional.
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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163
8.5.2 Lista Maestra de Montajes
Fig.8.5-2 Tabla Maestra de Montajes
Cada montaje tiene un número de montaje de inventario único, y una lista de partes y/o
montajes necesarios para contruirlo. La tabla de montaje es editada con el menú de
Structures/ Material/ Edit Assembly List (Estructuras/ Material/ Editar Lista de Montaje).
Ud. selecciona un montaje en especial en la tabla de Assembly (Montaje) al hacer click sobre
el mismo (por ejemplo Assembly TP34-4 (MontajeTP34-4) en la Fig. 8.5-2). Luego presione
sobre el botón de EDIT (Editar) al pie de la tabla para abrir la pantalla interactiva de Assembly
Editor (Editor de Montaje), donde selecciona la cantidad de qué piezas de sub-montajes ya
existentes forman parte del montaje. El Montaje de cruceta TP-34-4 en la Fig. 8.5-2 está
compuesto de 2 vigas de madera, 4 riostras, 2 ménsulas, etc.
8.6
Creando, Editando o Personalizando un Archivo de Estructuras
La creación y edición de archivos de estructuras es descrito en el Apéndice F. La
personalización de los mismos es descrita en el Apéndice P.
164
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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MANUAL PLSCADD
8.7
Resumen de las Ventajas de Utilizar Estructuras del Método 4
Por más de una década muchos usuarios de PLS-CADD han aprovechado las avanzadas
soluciones del análisis estructural de Power Line Systems. El modelado completo de
estructuras en nuestros programas TOWER y PLS-POLE (o sea utilizando modelos reales de
estructuras del Método 4) brinda muchos beneficios más que las tradicionales aproximaciones
con longitudes de viento y peso (o sea, usando estructuras de los Métodos 1 o 2). Estos
beneficios se acumulan, porque las propiedades físicas intrínsecas de las estructuras del
Método 4 son modeladas por separado de los cables, los cuales son fijados a la estructura, y el
código de seguridad, que es usado para determinar su resistencia admisible. Con una
estructura del Método 4, se aplica una carga a la estructura y entonces se usa un código de
seguridad para verificarla. Con las estructuras del Método 1 o 2, la resistencia es definida por
las longitudes de viento y de peso admisibles, las cuales tienen incorporados dentro de las
mismas, el número, tipo, tracción y ángulo de línea de los conductores soportados, así como el
código de seguridad aplicable. El modelado por separado de las propiedades intrínsecas de
una estructura, en contraste con combinar estas propiedades con los cables adjuntados a la
estructura y el código utilizado para verificarla, posee enormes ventajas en las siguientes
situaciones de diseño comunes:
Retendido: Cuando usa estructuras del Método 4, simplemente cambia el cable o la tracción y
usa el comando Structure/ Check (Estructura/ Verificar). Con las estructuras del Método 1 o
2, necesita calcular las longitudes admisibles de viento y peso (una tarea nada fácil) y crear
nuevos archivos de estructuras para cada combinación de conductor, tracción y del código que
quiera considerar, antes de que pueda verificar las estructuras.
Mejoras de la estructura: Cuando verifique una estructura del Método 4, el programa en
realidad verifica cada pieza de la estructura. Le informará cuáles, si hubiere, de las partes en la
estructura están fallando. Una verificación de longitudes de viento y peso de una estructura del
Método 1 o 2 le informará si está fallando, pero no le da una idea de la causa o de qué puede
hacer para arreglar el problema. Por ejemplo: una vez realizamos un estudio de mejoramiento
que incluía el retendido de las torres reticuladas de la línea mostrada en la Fig. 5.4-9. Estas
estructuras no poseían la resistencia suficiente para el conductor más pesado. PLS-CADD
(automáticamente conectándose internamente con TOWER) rápidamente generó graficos en
colores codificados mostrando los miembros con sobreesfuerzo. Muchas de las estructuras
fueron arregladas para soportar la carga simplemente al reemplazar cuatro miembros tipo barra
de suspensión. La identificación de los miembros que necesitaban refuerzo no es posible con
un análisis de longitudes de viento y peso, y en este caso se hicieron importantes ahorros en
vez de reemplazar la estructura completa.
Cambiando la longitud reguladora: Algunas veces, debido a inusuales requerimientos de
terreno o de holguras, se llega a un diseño que no corresponde adecuadamente con la longitud
reguladora. Una vez más, ésto no es problema para estructuras del Método 4, porque sólo
necesita usar el comando Structure/ Check (Estructuras/ Verificar). Para las estructuras del
Método 1 o 2 es necesario que Ud. vuelva a derivar sus longitudes admisibles si realmente
quiere sacar el máximo provecho de sus estructuras.
En construcción /Uso de Nudos: Con las estructuras del Método 4, simplemente adicione
puntos de fijación a las estructuras, si ya no los hubiere, tienda los cables adicionales que
necesite, a las tracciones adecuadas y use el comando Structure/ Check. Para las estructuras
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
165
del Método 1 o 2, necesita volver a calcular diferentes conjuntos de longitudes admisibles de
viento y peso, para cada situación diferente de estado de construcción.
Hielo sin balancear, conductores rotos, remoción/ cambio de flojos para holguras extras:
Todas estas situaciones traen un desequilibrio longitudinal. Con las estructuras del Método 4
es muy fácil resolver si las estructuras pueden soportar este desequilibrio, incluso considerando
la interacción entre los cables y el efecto de flexibilidad de la estructura. Las estructuras del
Método 1 o 2 son inútiles en estos casos.
Cambios en los códigos de seguridad: Simples cambios en los códigos pueden invalidar
todos sus modelos de estructuras del Método 1 o 2, mientras que no afectan a las estructuras
del Método 4. Por ejemplo:
La revisión del NESC en 2002 redefinió las presiones de viento como una función de la longitud
del tramo y elevación del accesorio. Aquellos que usaban estructuras del Método 4
simplemente cambiaron a los ajustes de viento del NESC 2002 en la tabla de PLS-CADD de
Criteria/ Weather (Criterios/ Clima) y realizaron una verificación de la estructura. Aquellos que
usaban estructuras del Método 1 o 2 tuvieron que volver a derivar todas sus longitudes de
viento y peso admisibles y volver a determinar sus estándares. De hecho, el propio concepto de
ser capaz de calcular una longitud de viento admisible para una estructura parece ser contrario
al nuevo NESC, en donde no se puede siquiera calcular el viento a no ser que sepa las alturas
de las estructuras anterior y siguiente.
Tres meses después de la entrada en vigencia del nuevo NESC, ANSI O5.1-2002 fue
publicada, ordenando una reducción en el esfuerzo admisible de las fibras para postes de
madera. Una vez más, los estándares existentes con las estructuras del Método 1 o 2 se
volvieron inútiles, pero los usuarios de postes del Método 4 simplemente cambiaron a la
verificación de resistencia del ANSI O5.1-2002 e inmediatamente obtuvieron resultados
actualizados.
Estos dos cambios en los códigos, ambos en el 2002, muestran porqué es tan importante
modelar las propiedades intrínsecas de la estructura separadamente del código usado para
verificarla.
Modificación de la estructura: PLS-CADD le permite personalizar estructuras del Método 4
al arrastrar anclajes de tensores alrededor de las mismas. También le permite mover fijaciones
y/o brazos hacia arriba o hacia abajo, en postes del Método 4. Cuando ha terminado con estas
operaciones de arrastrar/soltar, puede verificar la estructura con un simple Structure/ Check.
Cuando use estructuras del Método 1 o 2, debe volver una vez más a derivar los valores de
las longitudes admisibles, basándose en los cambios a la geometría.
Gráficos mejorados: Cuando usa estructuras del Método 4, PLS-CADD puede insertar
imágenes renderizadas de las estructuras en sus propias vistas. Estos gráficos son de gran
ayuda para descubrir errores en el modelado de estructuras. Con las estructuras del Método 1
o 2 no están disponibles las dobles verificaciones gráficas.
Holguras a estructuras/ tensores: Los gráficos de estructuras del Método 4 son mucho más
que imágenes bonitas. Estos gráficos contienen toda la información que PLS-CADD necesita
166
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
para realizar verificaciones de holguras desde los cables a la estructura y sus tensores. Las
estructuras del Método 1 o 2 no contienen esta información (de hecho ni siquiera especifican si
la estructura es una torre reticulada o un poste de madera o incluso si tiene tensores).
Mantenimiento: PLS-CADD le permite rastrear los cambios a las estructuras del Método 4 y
tener en cuenta el deterioro de las mismas. Por ejemplo, si su cuadrilla de mantenimiento le
informa que un poste de madera tiene algo descompuesto en la corteza, puede modelar la
condición y verificar inmediatamente la estructura para ver si necesita ser reemplazada. Con
una estructura del Método 1 o 2, Ud. no tiene forma de determinar la aptitud de la estructura.
Transposición de Fases: Cuando cambia de una configuración horizontal a una vertical, cada
cable en un circuito posee su propia longitud de viento y peso, así como su propio ángulo de
línea inducido. Ud. necesita tenerlo presente y considerarlo, de manera manual, cuando usa
estructuras del Método 1 o 2, pero es manejado en forma automática si utiliza estructuras del
Método 4.
Generación de longitudes admisibles de viento y peso: Los valores de longitudes de viento
y peso, o una interacción de éstos (a las cuales llamamos diagramas de interacción) son
todavía necesarios, en la actualidad, para la búsqueda óptima de una línea, por medio de PLSCADD. Por lo tanto, la búsqueda óptima todavía requiere del uso de estructuras del Método 1
o 2. Sin embargo, TOWER y PLS-POLE pueden utilizar modelos del Método 4 para generar
modelos correspondientes del Método 1 o 2, al click de un mouse, de este modo dándole la
libertad de experimentar rápidamente con muchas configuraciones diferentes de estructuras y
conductores.
Las situaciones precedentes ilustran las muchas ventajas del uso de modelos reales de
estructuras, en vez de modelos de longitudes de viento y peso. Estos últimos eran populares en
los tiempos del diseño en papel con lápices y plantillas físicas, porque hacían posible el
“análisis estructural” midiendo simplemente unas pocas distancias en un dibujo. Todavía son
útiles en el diseño de líneas de distribución de bajo voltaje, en donde la estandarización es
esencial. Sin embargo, los modelos de longitudes de viento y peso no se adecuan bien a las
exigencias modernas de la ingeniería.
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
167
9.
CABLES A TIERRA Y CONDUCTORES
9.1
Modelo Mecánico
El modelo mecánico adoptado en PLS-CADD para cables (cables a tierra y conductores) puede
ser utilizado para calcular flechas y tracciones de acuerdo con la mayoría de las prácticas del
mundo. En muchos países europeos, ha sido tradicional el asumir que los cables son elásticos,
con la fluencia lenta (creep) tenida en cuenta por un equivalente aumento de la temperatura. En
América del Norte, los modelos no lineales son la norma, iniciada por la Aluminum Company of
America (Batterman, 1967) y la Bonneville Power Administration (Reding, 1976). El modelo
usado en PLS-CADD puede ser aplicado a ambas situaciones. Está basado en algoritmos
originales (McDonald, 1990; FLECHA-TRACCIÓN, 1990), los cuales usan relaciones
polinómicas de esfuerzo-deformación similares a aquellas usadas por la industria del aluminio
en los EEUU y Canadá (Batterman, 1967; Aluminum Association, 1971; EPRI, 1988, Thrash,
1994).
La condición de un cable dentro de unas pocas horas de haber sido instalado en una línea de
transmisión es llamada su condición "Inicial". Debido a que se encuentra siempre bajo tracción,
a menudo el cable está sometido a fluencia lenta (creep) con el tiempo. Si uno asume que el
cable permanece bajo tracción constante a la temperatura de fluencia lenta TEMPC a lo largo
de un período de 10 años, la condición del cable después de tal período es llamada final
después de la Fluencia lenta. Si el cable es estirado permanentemente bajo alguna severa
carga de clima, su condición después de haber estado sujeto a la carga severa es llamada final
después de la Carga. PLS-CADD realiza cálculos separados de flechas y tracciones para
cables a tierra y conductores en sus condiciones Inicial, final después de Fluencia lenta, y final
después de la Carga. Por lo tanto, se deben asumir dos casos de clima en los criterios de
diseño, antes de que se lleve a cabo cualquier cálculo de flecha-tracción (ver Sección 7.3.4).
Éstas son: 1) el caso de clima bajo el cual se asume que ocurre el creep, o sea, en general una
combinación sin hielo, sin viento y temperatura promedio, y 2) un severo caso de clima, el cual
se asume es el que crea el estiramiento permanente del comportamiento final después de la
“Carga”. El caso severo de clima seleccionado es a menudo llamado como “la carga del punto
común”. Los conceptos del comportamiento final después de fluencia lenta o carga son
descritos con más detalle abajo.
9.1.1 Comportamiento Inicial – Elástico vs. No Lineal
Considere un cable homogéneo (cable a tierra o conductor compuesto por sólo un material) en
su condición inicial. Su longitud sin esforzar, a una temperatura de referencia arbitraria
TEMPREF, a partir de ahora será referida como LREF. Si el cable es perfectamente elástico, su
diagrama de esfuerzo-alargamiento (alargamiento medido como una fracción de la longitud no
esforzada, o sea deformación) a la temperatura TEMPREF es una línea recta con una pendiente
constante E, como se muestra en la línea O-A en la Fig. 9.1-1. E es el módulo de elasticidad
del cable.
168
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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MANUAL PLSCADD
P
Sin embargo, la mayoría de los
cables se comporta en una
STRESS σ
1
forma no lineal. Como resultado
A
I
E or EF
de esto, su relación esfuerzoalargamiento puede parecerse a
2
la curva O-I en la Fig. 9.1-1. En σ 2
INITIAL BEHAVIOR
realidad, una curva como O-I es
1
obtenida al encajar una función σ 1
entre
pares
de
puntos
experimentales
(esfuerzoEF
deformación).
Cada
punto
1
experimental es obtenido al
EF
mantener la tracción o la
1
deformación constante del cable
ELONGATION g
por algunos minutos, como es
descrito por el estándar de
0
g
g
P1
P2
1
2
control. Cuando se aumenta por
primera vez el esfuerzo a σ 1 el
Fig. 9.1-1 Comportamiento Inicial Esfuerzo-Deformación
alargamiento es ε 1 (estado del
cable representado por el punto 1). Si el esfuerzo se aumenta aún más, a σ 2, el alargamiento
aumenta a ε 2 (punto 2 sobre la curva O-I). Sin embargo, si se libera la tracción del cable,
después de haber sido cargado por primera vez hasta el punto 1, la curva esfuerzoalargamiento de descarga sigue la trayectoria 1-P1, la cual es una línea recta con pendiente EF.
Para un cable no lineal, EF es llamado el módulo final de elasticidad. El valor de EF puede
estar cercano al valor de la pendiente de la curva OI en el origen. Con esfuerzo cero el cable
que fue descargado desde el punto 1, posee un alargamiento permanente P1. Si el cable es
cargado nuevamente, su relación esfuerzo-deformación seguirá la trayectoria P1-1 hasta que el
esfuerzo alcance el nivel σ 1, y entonces seguirá nuevamente la curva inicial original O-I hasta
que ocurra la próxima descarga. Si la carga lleva al cable hasta el punto 2, su descarga tendrá
lugar a lo largo de la trayectoria 2-P2 y entonces se producirá un estiramiento permanente P2.
El descargar desde cualquier punto sobre la curva O-I, siempre se llevará a cabo a lo largo de
una línea con pendiente constante EF, como se muestra en la Fig. 9.1-1.
Las tracciones y flechas del cable en la condición Inicial asumen que la relación esfuerzoalargamiento para el cable es aquella de la curva inicial O-I. En PLS-CADD, la curva O-I es
descrita por un polinomio de cuarto grado, con el alargamiento expresado en un porcentaje de
la longitud no esforzada de referencia del cable LREF:
σ
=
k0 + k1 ε + k2 ε
2
+ k3 ε
3
+ k4 ε
4
(9-1)
en donde los cinco coeficientes k0 a k4 pueden ser determinados por el ajuste a una curva de
datos experimentales. Para un cable elástico, la Ec. 9-1 aún puede ser usada, con todos los
coeficientes iguales a cero, excepto k1, el cual es igual al módulo de elasticidad, o sea k1 = E
(ver ejemplo en la Sección G.3).
Para un cable fabricado con dos materiales diferentes (conductores ACSR-, ACAR-, SSAC-,
etc.), cada material tiene una curva individual de esfuerzo-alargamiento, tal como la curva O-I
en la Fig. 9.1-1. Por lo tanto, la curva combinada de tracción-alargamiento para el cable
compuesto se obtiene multiplicando la curva de esfuerzo-alargamiento para el material 1
(llamado a partir de ahora como el material “exterior”) por el área de la sección transversal de
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
169
2009
ese material, ARO, y sumándola a la curva esfuerzo-alargamiento para el material 2 (llamado el
material del “núcleo”), multiplicado por el área de la sección transversal del mismo ARC. Para
un conductor ACSR, el material exterior es aluminio y el del núcleo es acero galvanizado o
aluminizado. La curva combinada tracción-alargamiento puede ser normalizada a una curva
esfuerzo-alargamiento, dividiéndola por el área total del cable AT = ARO + ARC. Por lo tanto, la
curva combinada esfuerzo-alargamiento, para un cable compuesto, puede ser obtenida al
sumar simplemente dos esfuerzos virtuales, como:
σ
σ O (ARO/AT) + σ C (ARC/AT)
=
(9-2)
donde los esfuerzos virtuales son dados por los polinomios:
σ O (ARO/AT)
=
a0 + a1 ε + a 2 ε
σ C (ARC/AT)
=
b0 + b1 ε + b 2 ε
2
2
+ a3 ε
+ b3 ε
3
3
+ a4 ε
+ b4 ε
4
(9-3)
4
(9-4)
en los cuales las a corresponden al material “exterior” y las b al material del “núcleo”. Note que
la Ec. 9-2 es también aplicable a cables homogéneos, pero en tal caso ARO = AT, ARC = 0 y
todas las b son cero. Es importante notar que los coeficientes polinómicos en las Ecs. 9-3 y 9-4
no modelan esfuerzos verdaderos, sino virtuales en cada material, los cuales son esfuerzos
verdaderos ajustados por la proporción del área de ese material en relación al área total de la
sección transversal.
Descargando
después
de
deformar a los 2 materiales a
una deformación común ε (ver
Fig. 9.1-2) tendría lugar a lo
largo de una trayectoria A-B-P,
la cual es la superposición de
las trayectorias de descarga
para cada material. El Punto B
es generalmente llamado el
“Punto rodilla”. Por la misma
razón que los esfuerzos en las
Ecs. 9-3 y 9-4 tuvieron que ser
ajustados por las proporciones
(ARO/AT) y (ARC/AT), para que
se
pueda
aplicar
la
superposición, las pendientes
de las curvas de descarga en la
Fig. 9.1-2 deberían ser:
170
STRESS σ
A
COMBINED
B = KNEE POINT
OUTER
EF
O
1
EF
B
CORE
C
1
0
P
ELONGATION g
g
Fig. 9.1-2 Comportamiento del Cable Compuesto
EFO
=
(ARO/AT) x Módulo de elasticidad final para material “exterior”
(9-5)
EFC
=
(ARC/AT) x Módulo de elasticidad final para material del “núcleo" (9-6)
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MANUAL PLSCADD
9.1.2 Comportamiento Final después de la Fluencia Lenta
La fluencia lenta es el aumento del alargamiento bajo esfuerzo constante, con el tiempo. Se
pueden encontrar informaciones extensas sobre la fluencia lenta en el informe CIGRE (CIGRE,
1977). La mayor parte de la fluencia lenta (creep) en una línea de transmisión ocurre durante
los primeros días después del tendido, pero continúa a lo largo de la vida útil de una línea,
aunque a un ritmo decreciente. La estimativa del alargamiento debido a la fluencia lenta es
probablemente una de las más grandes incertidumbres en los cálculos de flecha-tracción. El
acero no es muy afectado, pero el aluminio sí lo es, significativamente.
Considere la Fig. 9.1-3, en
la cual la curva O-I es la
STRESS σ
misma que la curva inicial
I
en la Fig. 9-1. Si el cable
es
mantenido
bajo
esfuerzo
de
tracción
constante σ C por un
3
σ 3
período
de
tiempo,
C
digamos de diez años, se
alarga aún más que su
FINAL BEHAVIOR
1
valor
de
alargamiento
σ
2
inicial y alcanza el valor
C
AFTER CREEP
final de alargamiento ε C. El
estado del cable, que fue
EF
representado por el punto
1 antes de la fluencia lenta,
1
ELONGATION g
es representado después
0
gC
P
de la misma por el punto 2.
C
La distancia 1-2 en la Fig.
9-3
representa
el
Fig. 9.1-3 Comportamiento después de la Fluencia Lenta
alargamiento
adicional
debido a la fluencia lenta, a lo largo del período de 10 años. Si el esfuerzo ha sido mantenido a
un valor constante menor que σ C, el alargamiento debido a la fluencia lenta sería menor que la
distancia 1-2. Por otro lado, si el esfuerzo hubiera sido mantenido a un valor mayor que σ C, el
alargamiento debido a la fluencia lenta sería mayor que 1-2. Estos resultados son
representados por la curva O-C en la Fig. 9.1-3. La curva O-C representa la relación entre un
esfuerzo aplicado que se asume es mantenido constante (a una temperatura dada y durante un
período de 10 años) y el alargamiento total resultante (a corto plazo + fluencia lenta) del cable.
O-C es llamada la curva de fluencia lenta a largo plazo. No está definida para grandes
esfuerzos, porque los cables son usualmente tendidos de tal manera que esas tensiones no
permanecen por largos períodos de tiempo.
Ahora, si se descarga el cable y se lo vuelve a cargar, después de haberse producido la
fluencia lenta hasta el estado representado por el punto 2 en la Fig. 9.1-3, su relación esfuerzoalargamiento sigue la trayectoria O-PC-2-3-I. Si está completamente descargado, tendrá un
estiramiento permanente representado por PC. La porción O-PC de la trayectoria indica que un
cable no puede ser forzado a la compresión. Si el cable es cargado a partir de su condición no
esforzada, permanece sobre la línea recta PC-3 a no ser que el esfuerzo exceda el nivel σ 3. Si
el esfuerzo excede σ 3, la curva inicial 3-I controla nuevamente la relación esfuerzoPLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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171
alargamiento. La pendiente de la línea PC-3 es el módulo de elasticidad final EF, el mismo valor
que se aplica a cualquier curva de descarga en la Fig. 9.1-1.
Por lo tanto, para describir completamente el comportamiento del cable después de la fluencia
lenta, se necesita conocer la posición del alargamiento permanente después de la misma
(punto PC en la Fig. 9.1-3). Una vez que se encuentra el punto PC,, la trayectoria completa OPC-3-I puede ser establecida. Esa trayectoria describe el comportamiento final del cable
después de la Fluencia Lenta (Creep). Si está disponible la curva O-C, la posición del punto PC
puede ser encontrada para cualquier supuesto nivel de esfuerzo permanente σ C. En PLSCADD, σ C es calculado automáticamente como el esfuerzo del cable para el “Weather case for
final after creep” (Caso de Clima para final después de la fluencia lenta) especificada en la
ventana de diálogo de Creep-Stretch (Creep-Estirar) de la Fig. 7.3-3 (ver Sección 7.3.4).
La curva de fluencia lenta O-C puede ser determinada, de manera experimental, comenzando
con el punto 1 sobre la curva inicial y sumando un alargamiento estimado por fluencia lenta 1-2.
La curva O-C, como la curva inicial O-I, puede ser representada por un polinomio de cuarto
grado. En el caso de dos materiales, la curva combinada O-C puede ser descrita por sus dos
componentes, de la siguiente forma:
=
σ O (ARO/AT) + σ C (ARC/AT)
σ O (ARO/AT)
=
c0 + c1 ε + c2 ε
2
+ c3 ε
3
+ c4 ε
4
σ C (ARC/AT)
=
d0 + d1 ε + d 2 ε
2
+ d3 ε
3
+ d4 ε
4
σ
donde:
(9-7)
(9-8)
(9-9)
donde las diversas variables son similares a aquellas definidas en las Ecs. 9-2, 9-3 y 9-4. Debe
notarse que para un material “exterior” que no le afecta la fluencia lenta, los cinco coeficientes c
en la Ec. 9-8 son idénticos a las a en la Ec. 9-3. Para un núcleo al cual no le afecta la fluencia
lenta, las d en la Ec. 9-9 son idénticas a las b en la Ec. 9-4.
Para un cable elástico (de un sólo material) que se supone homogéneo, y un supuesto valor de
alargamiento por fluencia lenta PC (el mismo para todos los niveles de esfuerzo), las Ecs. 9-2 a
9-9 colapsan en dos simples ecuaciones:
Curva Inicial σ
Curva de fluencia lenta σ
=
=
Eε
- E PC + E ε
(9-10)
(9-11)
esto es, todas las a, b, c y d en las Ecuaciones 9-3, 9-4, 9-8 y 9-9 son iguales a cero, excepto
a1 = E, c0 = -E PC y c1 = E. Inclusive si se utilizan dos materiales, algunos diseñadores asumen
que el cable se compone de un único material elástico equivalente, para el cual se pueden usar
las Ecs. 9-10 y 9-11.
Además de tratar al cable compuesto entero como un sólo cable elástico y homogéneo, con
módulo de elasticidad E, algunos diseñadores (práctica común europea) simplifican aún más el
problema al asumir que el alargamiento por fluencia lenta PC es igual al alargamiento producido
por un aumento específico de la temperatura.
172
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2009
MANUAL PLSCADD
9.1.3 Comportamiento Final después del Estiramiento bajo Carga Severa
El punto CP sobre la curva
inicial O-I en la Fig. 9.1-4
describe
los
elevados
esfuerzos del cable bajo una
condición de clima severo. CP
σ
ha sido referido como el “punto
en común” puesto que es
común a la curva inicial O-I y a
la línea final PCP-CP. En PLSCADD, σ CP es calculada
automáticamente
como
el
esfuerzo del cable para el
“Weather case for final after
load” (Caso de clima para final
después
de
la
carga)
especificado en la ventana de
STRESS σ
I
CP
FINAL BEHAVIOR
CP
AFTER
COMMON POINT LOAD
EF
1
ELONGATION g
0
P CP
g CP
diálogo
de
Creep-Stretch
Fig. 9.1-4 Comportamiento después de la Carga Pesada
(Creep-Estirar) de la Fig. 7.3-3
(ver Sección 7.3.4). Si el cable ha sido descargado después de haber sido cargado hasta el
punto en común, cualquier carga posterior estará sobre la trayectoria O-PCP-CP-I en la Fig. 9.14. Tal trayectoria representa el comportamiento final del cable después de la Carga. O-PCP es el
estiramiento permanente del cable, después de que ha sido cargado con la carga del punto en
común. En su condición final después del punto en común, la flecha final del cable para
cualquier caso de carga es mayor o igual a la correspondiente flecha inicial, en la condición
inicial. Esto es debido al estiramiento permanente O-PCP. Si PCP se encuentra a la derecha del
punto de alargamiento por fluencia lenta PC en la Fig. 9.1-3, las flechas finales después de la
Carga excederán a las flechas finales después de la Fluencia lenta. Si PCP se encuentra a la
izquierda de PC, las flechas finales después de la Fluencia Lenta excederán a las flechas
finales después de la Carga. Esta última situación es a menudo referida como los “controles de
fluencia lenta".
Un diseñador podría querer evaluar las flechas a alta temperatura después de que alguna
condición de clima severa (designada como la condición del punto común) haya afectado la
línea. Por ejemplo, el diseñador puede especificar dos casos de hielo: el primero consiste de
una pequeña adición de hielo, digamos media pulgada, y el segundo considera una mayor
cantidad, digamos dos pulgadas. Se puede requerir que las flechas a altas temperaturas,
después del evento de la helada menor, estén dentro de alguna limitación de código, pero
puede ser aceptable que las flechas que ocurren luego de la helada mayor violen
temporalmente las limitaciones. La helada mayor es un evento mucho más raro y el propietario
de la línea puede estar dispuesto a volver a tensar la línea después de tal ocasión. En la
situación hipotética descrita más arriba, el caso de la menor carga de hielo sería definido como
el caso de clima del punto común. El caso de la carga mayor sería incluído en el orden de
cargas, solamente para asegurar la integridad estructural del cable y sus soportes, pero no
como una condición limitante de la flecha.
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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173
9.1.4 Propiedades Térmicas
STRESS σ
A medida que cambia la
temperatura del cable, desde su
valor de referencia TEMPREF a
una nueva temperatura TEMP,
los alargamientos unitarios de
cada uno de los materiales
componentes del cable cambian
según la cantidad
I
I
ELONGATION
g
0
ET ( TEMP - TREF )
ET ( TEMP - TREF )
Fig. 9.1-5 Efecto del Cambio de Temperatura
( ∆L/LREF)MAT = ETMAT (TEMP - TEMPREF)
(9-12)
Donde ETMAT = coeficiente de expansión térmica del material MAT. Los cambios de
temperatura pueden ser fácilmente considerados al deslizar por separado, la trayectoria de
esfuerzo-alargamiento de cada material, en la cantidad de ETMAT (TEMP - TEMPREF), como se
muestra en la Fig. 9.1-5.
9.2
Creando o Editando Archivos de Cables
En PLS-CADD, los cables a tierra y conductores son referenciados por sus nombres. Las
propiedades de un cable en particular necesitan ser ingresadas sólo una vez en la biblioteca de
cables a tierra y conductores. Esto se hace en la ventana de diálogo de Cable Data (Datos del
Cable) (ver Figs. 9.2-1 y 9.2-1), a la cual Ud. accede con el comando Sections/ Cable and
concentrated loads files/ Edit (or Create) Cable File (Secciones/ Archivos de Cables y
Cargas Concentradas/ Editar (o Crear) Archivo de Cable). Por ejemplo, los datos para un
conductor Drake están almacenados permanentemente en el archivo llamado Drake.
Un archivo de cables incluye algunos datos esenciales (en los dos tercios superiores de las
pantallas interactivas de Cable Data de las Figs. 9.2-1 o 9.2-2) y datos opcionales, los cuales
sólo son utilizados en cálculos de clasificación térmica (tercio inferior de pantallas interactivas
de Cable Data). Los datos de cables para un gran número de conductores y cables a tierra
usados en América del Norte pueden ser descargados de nuestro sitio web.
En la parte superior izquierda de la pantalla interactiva de Cable Data, puede elegir usar el
modelo completo no lineal monometálico o bimetálico con fluencia lenta (mostrado en la Fig.
9.2-1) o el modelo lineal simplificado sin fluencia lenta (mostrado en la Fig. 9.2-2) al hacer click
en la casilla de Use simplified elastic cable model (no creep, no coefficients) (Usar modelo de
cable elástico simplificado (sin fluencia lenta ni coeficientes)). Este es descrito en la Sección
G.2.
174
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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MANUAL PLSCADD
Fig. 9.2-1 Datos de Ingreso Completos para el Conductor Drake
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175
Los datos del cable incluyen:
Descripción:
Descripción alfanumérica del cable
Área de la sección transversal, AT: Área total de la sección transversal, incluyendo núcleo y
filamentos exteriores
Diámetro exterior, D:
Diámetro exterior usado para cálculos de cargas de viento
Peso unitario, UW:
Peso por unidad de longitud del cable desnudo
Tracción de rotura, ULT:
Tracción mecánica de rotura (clasificada) del cable
Núm. de cables independientes:
Número de cables individuales en un grupo de ellos
soportados por un mensajero (ver Sección 9.2.1)
El conductor es del Tipo Gap:
(ver Sección 9.2.2)
Temperatura a la cual se obtuvieron los datos:
Temperatura a la cual fueron obtenidos los datos experimentales de los cuales se obtuvieron
los coeficientes polinómicos listados más abajo (no necesario para modelo simplificado)
Luego, para los Filamentos Exteriores (o todos los filamentos, si el cable está hecho de sólo
un material):
Módulo final de elasticidad, EFO:
Módulo final de elasticidad del material exterior, como se
define en la Ec. 9-5
Fig. 9.2-2 Datos de Ingreso para Modelo Lineal Simplificado
176
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MANUAL PLSCADD
Coeficiente de expansión térmica, ETO:
Coeficiente de expansión térmica del material
exterior, como está definido en la Ec. 9-12
Nada más es necesario si usa el método simplificado. De lo contrario:
Coeficientes polinómicos esfuerzo-deformación, a: Cinco coeficientes en la Ec. 9-3 –Esfuerzo-alargamiento exterior
Coeficientes polinómicos de fluencia lenta, c:
Cinco coeficientes en la Ec. 9-8 – Fluencia
lenta exterior
Luego, para los Filamentos del Núcleo (datos necesarios sólo para cables bimetálicos):
Módulo final de elasticidad, EFC:
Módulo final de elasticidad del material del núcleo,
como se define en la Ec. 9-6
Coeficiente de expansión térmica, ETC:
Coeficiente de expansión térmica del material del
núcleo, como se define en la Ec. 9-12
Coeficientes polinómicos esfuerzo-deformación, b: Cinco coeficientes en la Ec. 9-4 – Esfuerzoalargamiento del núcleo
Coeficientes polinómicos de fluencia lenta, d:
Cinco coeficientes en la Ec. 9-9 – Fluencia
lenta del núcleo
Propiedades de Clasificación Térmica opcionales (necesarias sólo si usa alguna de las
funciones de clasificación térmica de la IEEE Standard 738, descritas en la Sección 11.2.6 –
Ud. necesita consultar el IEEE Standard 738 para las definiciones de las propiedades listadas
abajo):
Resistencias a dos temperaturas:
PLS-CADD asume que la resistencia de un
conductor, en el rango en el cual se realizan los
cálculos, es una función lineal de su temperatura.
Por lo tanto, se necesitan datos de dos puntos para
definir esa función.
Coeficiente de emisividad, Coeficiente de absorción solar, Capacidad de calor de los filamentos
exteriores, Capacidad de calor del núcleo:
Ver IEEE Standard 738
Si hace click sobre el botón de Generate Coefficients from points on stress-strain curve
(Generar Coeficientes a partir de puntos sobre la curva esfuerzo-deformación) al pie de la
pantalla interactiva de Cable Data (Datos del Cable), será llevado a la tabla de Cable Data
Points (Puntos de Datos del Cable), en donde puede ingresar datos de prueba, a partir de los
cuales se pueden determinar los coeficientes polinómicos. Esta opción funciona sólo para
cables fabricados con un sólo metal o que se asumen homogéneos. Esto es discutido en el
Apéndice G.
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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177
Una vez que haya ingresado o modificado datos de los cables, es siempre una buena idea
generar un gráfico de estos datos y asegurarse de que no existen errores gruesos. Esto se
lleva a cabo con el comando Sections/ Cable and Concentrated Loads Files/ Graph Cable
Data (Secciones/ Archivos de Cables y Cargas Concentradas/ Graficar Datos del Cable).
Por ejemplo, los datos para el conductor Drake mostrado en la Fig. 9.1-2 (de Batterman, 1967)
pueden ser exhibidos como se muestra en la Fig. 9.2-3. Para el conductor Drake, los filamentos
exteriores de aluminio componen hasta alrededor del 86 % del total del área de la sección
transversal, y el núcleo de acero galvanizado es el 14% restante. El valor utilizado para el
módulo final del aluminio, EFO = 64.000, fue obtenido experimentalmente y refleja varios
ajustes de disminución del módulo estándar de elasticidad para una barra recta de aluminio
(10.000.000 psi). El primer ajuste es una división por 100, puesto que las deformaciones son
reportadas en porcentaje, en PLS-CADD. El segundo ajuste es para la proporción del área,
como se muestra en la Ec. 9-5 (Proporción del área = 0,86). Finalmente, un ajuste adicional de
disminución es causado por el hecho de que el cable está compuesto de capas de filamentos
helicoidales enrollados, contrariamente a una sola barra sólida y recta.
9.2-3 Tracción-alargamiento para Drake
178
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MANUAL PLSCADD
Fig. 9.2-4 Tracción-alargamiento para Drake a Altas Temperaturas
Mientras que los gráficos de la Fig. 9.2-3 representan el comportamiento de un conductor
Drake a su temperatura de prueba (Temperature at which data were obtained (Temperatura a
la cual se obtuvieron los datos) en la Fig. 9.2-2), Ud. puede ver cómo se desplazan las curvas
para diferentes temperaturas, al hacer click sobre el botón de Graph Tension vs. Elongation
(Gráfico de Tracción vs. Alargamiento) en la pantalla interactiva de Section Modify de la
Fig. 10.3-3. Esto creará graficos para la temperatura del Caso de Clima seleccionado en la
parte de Display (Visualizar) de la ventana de diálogo de Section Modify (Modificar
Sección). Los gráficos en la Fig. 9.2-4 fueron obtenidos a 240ºF para el Drake. Notará tres
puntos rodilla a altas temperaturas: uno para la curva inicial a un alargamiento de alrededor de
0,25%, uno para el comportamiento después de la fluencia lenta a un alargamiento de
alrededor de 0,35% y finalmente uno para el comportamiento después de la carga a un
alargamiento mayor.
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179
9.2.1 Cables en Haces
La Fig. 9.2-5 muestra varias maneras en
que losconductores
o cables de
comunicación pueden ser dispuestos en
haces. Dos conductores idénticos pueden
ser retorcidos en pares para evitar el
galope (a). Uno o más portadores pueden
ser amarrados a un cable mensajero (b).
Dos o más conductores pueden ser
usados en haz. Para haces de dos
conductores, una configuración horizontal
(c) o una vertical (d) puede ser usada. Los
conductores
aislados
pueden
ser
soportados por un cable mensajero y
mantenidos separados a una cierta
distancia (e).
HORIZONTAL
BUNDLE
TWISTED
PAIR
(a)
MESSENGER
(c)
MESSENGER
CONDUCTORS
LASHED
CABLE
(b)
VERTICAL
BUNDLE
(e)
(d)
Fig. 9.2-5 Cables en Haces
En las varias aplicaciones descritas en la Fig. 9.2-5, los cables bajo esfuerzo (los cuales
determinan flechas y transmiten cargas a las estructuras soportantes) son mostrados como
círculos sombreados. Los cables soportados que solamente contribuyen con peso y cargas de
viento y de hielo al sistema, pero no están sometidos a tracción, son mostrados como círculos
abiertos.
Para que PLS-CADD pueda modelar correctamente las cargas unitarias de los conductores
(peso, viento y hielo), y predecir correctamente las flechas y cargas de las estructuras en
situaciones de haces, es importante que Ud. comprenda qué propiedades ingresadas deben
ser usadas en la ventana de diálogo de Cable Data (Datos del Cable) de la Fig. 9.2-1 y qué
Number of Conductors Per Phase (Número de Conductores Por Fase) debe ser usado en la
ventana de diálogo de Section Modify (Modificar Sección) de la Fig. 10.3-3.
9.2.1.1
Pares Retorcidos (Fig. 9.2-5a)
Área de la sección transversal, AT: El doble del área de la sección transversal de un sólo
subconductor
Diámetro exterior, D:
Debido a que el diámetro expuesto al viento cambia
contínuamente a lo largo del conductor, se puede usar un
diámetro circular promedio equivalente a 1,64 veces el
diámetro del subconductor (Roche, J.B. et al., "T2 Wind
Motion Resistant Conductor" (Conductor T2 Resistente a
Movimientos del Viento), IEEE Transactions on Power
Apparatus and Systems (Operaciones con Maquinaria y
Sistemas Eléctricos), Vol. PAS-104, No. 10, Oct. 1985). De
acuerdo a la referencia, el diámetro equivalente también
proveerá una buena estimativa de la carga del hielo
basada en el espesor del mismo.
Peso unitario, UW:
El doble del peso unitario de un sólo subconductor
Tracción de rotura, ULT:
El doble de la tracción de rotura de un sólo subconductor
180
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Número de cables independientes, N:
Uno
Esfuerzo-deformación y otras propiedades: Iguales a aquellas de un sólo subconductor
Número de conductores por fase:
Uno
9.2.1.2
Cable Amarrado sobre un Mensajero (Fig. 9.2-5b)
Área de la sección transversal, AT: Área de la sección transversal del cable mensajero
Diámetro exterior, D:
Debido a que el diámetro expuesto al viento cambia
constantemente a lo largo del conductor, un diámetro
circular promedio equivalente debe ser usado. Ese
diámetro equivalente será utilizado para determinar la
carga de hielo, basado en el espesor de éste.
Peso unitario, UW:
Peso total unitario del mensajero más el cable soportado
Tracción de rotura, ULT:
Tracción de rotura del cable mensajero
Núm. de cables independientes, N: Uno
Esfuerzo-deformación y otras propiedades: Propiedades del cable mensajero
Número de conductores por fase:
Uno
9.2.1.3
Haces de Conductores (Fig. 9.2-5c y d)
Área de la sección transversal, AT: Área de la sección transversal de un sólo subconductor.
Diámetro exterior, D:
Diámetro de un sólo subconductor Peso
unitario, UW:
Peso unitario de un sólo subconductor
Tracción de rotura, ULT:
Tracción de rotura de un sólo subconductor
Núm. de cables independientes, N: Uno
Esfuerzo-deformación y otras propiedades: Propiedades de un sólo subconductor
Número de conductores por fase:
Cantidad real de subconductores (2 para los ejemplos en
las Fig. 9.2-5c y d)
Consideración especial para la profundidad del haz:
Debe considerar la dimensión vertical del haz (DEPTH en la Fig. 9.2-5d) cuando verifica la
holgura vertical. Esto se puede hacer al bajar el punto de fijación del haz en la longitud DEPTH
(Profundidad) (por ejemplo usando aisladores de suspensión más largos) o aumentando la
holgura vertical requerida por esa cantidad.
9.2.1.4
Conductores Espaciados Soportados por Cable Mensajero (Fig. 9.2-5e)
Área de la sección transversal, AT: Área de la sección transversal del cable mensajero
Diámetro exterior, D:
Diámetro equivalente igual a la suma de los diámetros de
todos los cables en el haz (diámetro del cable mensajero
más el diámetro de los conductores multiplicados por 3,
para la situación de la Fig. 9.2-5e).
Peso unitario, UW:
Peso total unitario del cable mensajero más los
conductores sostenidos
Tracción de rotura, ULT:
Tracción de rotura del cable mensajero
Núm. de cables independientes, N:
Número de cables espaciados en el haz (4 para la
situación en la Fig. 9.2-5e). Este número es usado
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2009
181
internamente para el cálculo de las cargas de hielo y
de viento sobre hielo, las cuales consideran el hecho
de que cada cable en el haz está sujeto a una capa
de hielo de espesor uniforme
Esfuerzo-deformación y otras propiedades: Propiedades del cable mensajero
Número de conductores por fase:
Uno
Consideraciones especiales por la profundidad del haz:
Debe considerar la dimensión vertical del haz (DEPTH en la Fig. 9.2-5d) cuando verifica la
holgura vertical. Esto se puede hacer al bajar el punto de fijación del haz en la longitud DEPTH
(Profundidad) (por ejemplo usando aisladores de suspensión más largos) o aumentando la
holgura vertical requerida por esa cantidad.
9.2.2 Conductor tipo GAP
En conductores bimetálicos ordinarios, el material exterior se encuentra bajo tracción al
momento de la instalación (condición de enflechamiento). Sin embargo, en conductores tipo
GAP, el material exterior puede deslizarse alrededor del núcleo en tal forma que es posible
que, en el momento en que el conductor es sujetado, fuerce una tracción cero en el material
exterior. Básicamente, esto fuerza que el material exterior se comporte como uno no estructural
(solamente peso muerto) para temperaturas mayores que la de instalación, y elimina toda
incertidumbre en relación a la fluencia lenta y las flechas a altas temperaturas. Si selecciona
Conductor is a GAP-type conductor (El conductor es del tipo GAP) en la pantalla interactiva de
Cable Data (Datos del Cable), PLS-CADD asumirá que la instalación fue realizada de manera
tal que el esfuerzo en el material exterior es cero, y que todos los cálculos de flechas y
tracciones serán hechos como si la curva inicial esfuerzo-deformación del material exterior
haya sido desplazada hacia la derecha en la distancia O - A, como se muestra en la Fig. 9.2-5.
STRESS σ
COMBINED
OUTER
CORE
INITIAL σ
ELONGATION
0
A
g
g
Fig. 9.2-6 Comportamiento del Conductor GAP
182
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MANUAL PLSCADD
9.3
Consideraciones a Altas y Extremadamente Altas Temperaturas
A temperaturas altas, pero no extremadamente altas (generalmente consideradas menores a
90ºC), los conductores ACSR transfieren normalmente algo de la carga de tracción en sus
filamentos externos de aluminio sobre el núcleo de acero, debido al mayor coeficiente de
expansión térmica del aluminio en contraste con el del acero. Este comportamiento es
manejado por PLS-CADD automáticamente. La normal redistribución de la tracción entre los
filamentos externos y los del núcleo, debido a la fluencia lenta de los primeros, en el supuesto
Weather case for final after creep (Caso de clima para final después de la fluencia lenta) (ver
Sección 7.3.4) es asimismo manejado de forma automática por PLS-CADD. Por lo tanto, las
flechas a alta temperatura para cualquier conductor deben ser bien pronosticadas, a no ser que
tenga lugar la fluencia lenta adicional acelerada a temperaturas excepcionalmente elevadas
(además de la fluencia lenta causada por la tracción diaria a lo largo de 10 años). La fluencia
lenta adicional acelerada sólo debe ser causa de preocupación si hace funcionar sus
conductores por períodos limitados de tiempo, a temperaturas extremadamente elevadas
(generalmente consideradas sobre los 90ºC). A estas temperaturas extremadamente altas,
también debe preocuparse por el potencial de pérdida de resistencia. Los efectos del uso de
conductores a temperaturas excepcionalmente elevadas son discutidos en la IEEE Guide for
Determining the Effects of High Temperature Operation on Conductors, Connectors, and
Accessories (Guía de la IEEE para la Determinación de los Efectos de la Operación a Elevadas
Temperaturas sobre Conductores, Conectores y Accesorios) (IEEE 1283, 2002).
9.3.1 Fluencia Lenta Adicional debida al Uso de Conductores a Temperaturas
Extremadamente Altas
Como se ha tratado más arriba, las flechas generadas después de la Fluencia Lenta,
calculadas normalmente por PLS-CADD, se basan en el supuesto de que los conductores
están sujetos a un caso de clima diario durante de un largo período de tiempo, tomado
típicamente de diez años. Sin embargo, una fluencia lenta adicional (fluencia lenta acelerada)
puede resultar de la utilización de conductores a temperaturas extremadamente altas (por
encima de los 90º C) por períodos limitados de tiempo. El efecto de esta fluencia lenta adicional
a altas temperaturas puede ser tomada en cuenta al aumentar artificialmente la temperatura del
conductor, por sobre su temperatura real, digamos por ∆T, cuando hacemos cálculos de
flechas (Harvey, 1979). ∆T es una función del tiempo acumulado para cada incremento de
temperaturas ya elevadas, por ejemplo a 100, 125, 150, .. grados Celsius. La Guía del IEEE
(IEEE 1283, 2002) posee un ejemplo mostrando cómo realizar el cálculo.
9.3.2 Aluminio en Compresión
A medida que aumenta la temperatura de un conductor ACSR, una parte proporcionalmente
mayor de la carga de tracción del conductor es soportada por el núcleo de acero, porque el
coeficiente de expansión térmica del aluminio es mayor que el del acero. De hecho, más allá de
cierta temperatura de transición elevada, el aluminio puede perder toda su tracción o incluso
puede entrar en compresión. Se ha debatido en los últimos 20 años (Barrett, 1983; Rawlins,
1999) si se debe asumir que 1) el aluminio no puede físicamente entrar en compresión porque
se transformará en una "jaula de pájaro", 2) el aluminio entra en alguna compresión, o 3) los
esfuerzos incorporados al aluminio en la fabricación todavía lo mantienen bajo tracción a
temperaturas elevadas. El uso de uno u otro supuesto puede resultar en diferencias
significativas en las flechas a altas temperaturas. Si Ud. asume que el aluminio no puede entrar
en compresión, está asumiendo que la relación esfuerzo-deformación final es bilineal, con un
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183
punto rodilla (de alguna forma similar a la línea P-B-A en la Fig. 9.1-2). Si asume que el
aluminio puede entrar en compresión o ser pretensado, Ud. asume que la relación esfuerzodeformación es lineal (como si la línea B-A en la Fig. 9.1-2 fue extendida hasta su intersección
con el eje de los alargamientos).
PLS-CADD (Sección 7.3.5) le permite hacer su propia suposición en relación al
comportamiento del aluminio a alta temperatura. Puede asumir que el aluminio es incapaz de
soportar compresión o que puede soportar alguna compresión, limitada por un límite superior
del esfuerzo virtual en la Ec. 9-5. Ud. describre sus supuestos en la pantalla interactiva de
Bimetallic Conductor Model (Modelo de Conductor Bimetálico), a la que accede con
Criteria/ Bimetallic Conductor Model (Criterios/ Modelo de Conductor Bimetálico). Para
conductores bimetálicos, los informes de flecha-tracción muestran qué fracción de la tracción
total es soportada por los filamentos externos y qué fracción por el núcleo.
9.3.3 Clasificaciones Térmicas de Estado Contínuo y Momentáneo
Las propiedades de los conductores y otros datos necesarios para realizar las clasificaciones
térmicas de estado contínuo y momentáneo de una línea son tratadas en la Sección 11.2.6.
184
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MANUAL PLSCADD
10.
CREANDO O EDITANDO UN MODELO DE LINEA
Iniciar un nuevo proyecto con PLS-CADD es diferente de cargar, ver, y verificar uno ya
existente, como fue discutido en la Sección 5. En esta sección describiremos los pasos
necesarios para crear un nuevo modelo de línea llamado Project. La cantidad de trabajo
requerida para la construcción de un modelo depende de si es capaz de reutilizar ítems de
bibliotecas existentes o si necesita crearlos a partir de la nada.
Los ítems normalmente guardados en los archivos de bibliotecas para su uso en los proyectos
incluyen:
Códigos de características:
Asuma que un archivo de códigos de características
Features.fea ya ha sido preparado, como se describe en la
Sección 6.1
Criterios de diseño:
Asuma que un archivo de criterios de diseño Criteria.cri ya ha sido
preparado, como se describe en la Sección 7.3.
Estructuras:
Asuma que algunos archivos de estructuras de extremos (StructDead.*),
algunos de ángulos (StructAng.*) y algunos de tangentes (StructTang.*)
ya han sido preparados, como se describe en la Sección 8.6.
Cables:
Asuma que algunos archivos de conductores y cables a tierra (Cables.*)
ya han sido preparados, como se describe en la Sección 9.2.
Parámetros de dibujo de láminas en Planta y Perfil:
No necesita estos parámetros de
dibujo (ver Sección 13.2.5) en este
punto.
La construcción de un modelo de línea involucra tres pasos básicos: 1) cargar un modelo de
terreno y definir la alineación, 2) situar las estructuras, y 3) tender y flechar los cables.
10.1 Cargando Datos del Terreno y Definiendo la Alineación
Los pasos a seguir en la preparación del terreno y en la definición de la alineación dependen de
qué datos del terreno tiene disponibles.
10.1.1
Cuando está Disponible un Archivo Project.xyz
Ud. debe:
*
*
Cargar el archivo de terreno Project.xyz (formato definido en el Apéndice D) con
File/ Open (Archivo/ Abrir). Recibirá una advertencia que los códigos de
características están sin definir. Ignórela.
Use Terrain/ Feature Code Data/ Load FEA (Terreno/ Datos de Códigos de
Características/ Cargar FEA) para importar el archivo de códigos de
características existente Features.fea en Project.fea o use Terrain/ Feature
Code Data/ Edit (Terreno/ Datos de Códigos de Características/ Editar) para
crear Project.fea desde cero o editarlo.
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*
*
*
*
*
Seleccione los criterios de anchos del terreno y perfil lateral con Terrain/ Terrain
Widths (Terreno/ Anchos del Terreno) y Terrain/ Side Profiles (Terreno/
Perfiles Laterales).
Defina la alineación con Add, Insert, Delete o Move P.I. (Agregar, Insertar,
Eliminar o Mover P.I.), como se describe en la Sección 6.3.1.
Seleccione la estación del primer punto P.I. con Terrain/ Edit/ Edit Origin
(Terreno/ Editar/ Editar Origen) si no es cero
Editar el terreno, si lo desea, con Terrain/ Edit/ Edit XYZ (Terreno/ Editar/
Editar XYZ) o haciendo click sobre el botón de Edit XYZ (Editar XYZ) de la
pantalla interactiva de Terrain Info (Información del Terreno), la cual se abrirá
después de hacer click sobre un punto del terreno.
Grabe su trabajo usando File/ Save (Archivo/ Grabar) o File/ Save As
(Archivo/ Grabar Como). File/ Save no sólo grabará el archivo de proyecto
actualizado Project.xyz, sino también la información de alineación en el archivo
Project.num y el archivo de códigos de características Project.fea en el mismo
directorio del cual Project.xyz fue importado. File/ Save As le permitirá no sólo
cambiar el nombre del proyecto sino también archivar su trabajo en un directorio
diferente.
10.1.2 Cuando un Archivo Project.pfl está Disponible
Ud. debe:
*
*
*
*
*
*
*
Cargar el archivo de terreno Project.pfl (formato definido en el Apéndice E) con
File/ Open. Recibirá una advertencia que los códigos de características están
sin definir. Ignórela.
Use Terrain/ Feature Code Data/ Load FEA para importar el archivo de códigos
de características existente Features.fea en Project.fea o use Terrain/ Feature
Code Data/ Edit para crear Project.fea de cero o editarlo.
Seleccione los criterios de anchos del terreno y perfil lateral con Terrain/ Terrain
Widths y Terrain/ Side Profiles.
A diferencia del terreno XYZ, no hay necesidad de definir la alineación debido a
que la información es parte del archivo del terreno.
Edite el terreno, si lo desea, con Terrain/ Edit/ Edit PFL o haciendo click sobre
el botón de Edit PFL en la pantalla interactiva de Terrain Info, la cual se abre
después de hacer click sobre un punto del terreno
Defina las coordenadas x e y del primer punto P.I. y el rumbo inicial con Terrain/
Edit/ Edit Origin si desea cambiar los valores por defecto
Grabe su trabajo, como se describe en el último paso de la Sección 10.1.1.
10.1.3 Cuando No está Disponible el Archivo del Terreno Project.xyz o el Project.pfl
Si desea crear un archivo de terreno desde cero, Ud. debe:
*
Seleccionar File/ New (Archivo/ Nuevo) e ingresar el nombre propuesto del
archivo de terreno Project.xyz o Project.pfl
*
Proceder como se muestra en 10.1.1 o 10.1.2 para el archivo de códigos de
características y los anchos del terreno.
*
Usar Terrain/ Edit/ Edit XYZ (Terreno/ Editar/ Editar XYZ) o Terrain/ Edit/ Edit
PFL (Terreno/ Editar/ Editar PFL) para crear puntos del terreno
*
Proceder como se muestra en 10.1.1 o 10.1.2
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Puede importar, filtrar y/o fusionar puntos XYZ de diferentes archivos XYZ, usando Terrain/
Edit/ Merge Points from External File/ Merge Points from XYZ file (Terreno/ Editar/
Fusionar Puntos desde Archivo Externo/ Fusionar Puntos desde Archivo XYZ), como está
descrito en la Sección D.3 y D.4.
Puede importar, filtrar y/o fusionar puntos XYZ de archivos que no tienen los formatos ASCII
XYZ o PFL requeridos por PLS-CADD, utilizando el comando Terrain/ Edit/ Merge Points
from External File/ Merge Points from User Defined XYZ file (Terreno/ Editar/ Fusionar
Puntos desde Archivo Externo/ Fusionar Puntos desde Archivo XYZ Definido por el
Usuario), como se describe en la Sección D.3.
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10.2 Ubicación Interactiva de Estructuras
Una vez que haya definido una alineación para un nuevo proyecto, debe utilizar el comando
Windows/ New Window/ Profile View (Ventanas/ Nueva Ventana/ Vista de Perfil) para abrir
una vista de Perfil, en donde realizará la ubicación de la estructura. Con PLS-CADD, existen
dos formas de ubicar las estructuras, interactivo o automático, basado en el costo mínimo (la
opción de optimización). La optimización de la ubicación es una opción avanzada que es
discutida en la Sección 14. No debe intentar la optimización de la ubicación antes de que se
familiarice completamente con la ubicación interactiva. Excepto por una breve introducción a la
optimización, en la subsección 10.2.6, esta sección sólo cubre la ubicación interactiva.
La ubicación interactiva es el método más comúnmente usado para ubicar estructuras sobre
una alineación. Es utilizado casi exclusivamente para modelar líneas ya existentes. Para
nuevas líneas a ser construídas en ambientes altamente desarrollados, en donde existen
muchas restricciones debidas a la infraestructura existente, la ubicación interactiva es todavía
el método elegido, aunque la ubicación automática puede ser de utilidad si todas las
restricciones son identificadas. En campo abierto, con pocas restricciones, la ubicación
automática es generalmente la más rentable.
Sea que Ud. seleccione una
nueva estructura o modifique una
ya existente, será llevado a la
pantalla de Structure Selection
(Selección
de Estructura),
mostrada en la Fig. 10.2-1. Para
estructuras del Método 4 (u otros
archivos de estructuras generados
por nuestros programas PLSPOLE o TOWER) un bosquejo de
la geometría de la estructura
aparece en la esquina inferior
derecha de la pantalla.
Sin embargo, antes de añadir o
modificar
estructuras,
debe
asegurarse que los criterios de
diseño están disponibles, sea
usando el comando Criteria/
Load CRI (Criterios/ Cargar CRI)
para importar un archivode
biblioteca Citeria.cri en Project.cri
o yendo a través de los menús de
Criteria (Criterios) para crear
nuevos criterios.
Fig. 10.2-1 Pantalla de Selección de Archivo de Estructura
También debe utilizar Terrain/ Feature Code Data/ Feature Code for Ground Clearance and
Interpolated TIN Points (Terreno/ Datos de Códigos de Características/ Códigos de
Características para Holguras del Suelo y Puntos TIN Interpolados) para seleccionar el
código de características que dictará la altura de la línea de holguras del terreno. Luego debe
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usar Terrain/ Clearance Line (Terreno/ Línea de Holguras) y Terrain/ Side Profiles
(Terreno/ Perfiles Laterales) para visualizar las líneas de holguras adecuadas.
En primer lugar, debe ubicar las estructuras en los extremos de su línea y en todos los ángulos
de línea. Existen diversas formas de hacerlo, tres de las cuales son descritas más abajo.
10.2.1
Ubicando Estructuras en los Ángulos de Línea
10.2.1.1
Los Puntos del Terreno en los Ángulos de Línea Poseen Códigos de
Características Únicos
Cuando vuelve a realizar un levantamiento de
una línea existente o escaneando los dibujos
existentes de la misma, se recomienda que
asigne uno o más códigos de características
distintivos a todos los P.I. (ángulos de línea).
En las posiciones de los P.I., Ud. puede
asimismo usar como comentario de punto del
terreno el nombre del archivo de estructura
para la estructura P.I. Si éste fuera el caso,
puede utilizar el comando Structures/
Automatic Spotting/ Spot at Feature Code
(Estructuras/ Ubicación Automática/ Ubicar
en el Código de Características) para
localizar
automáticamente
estructuras
especificadas en los ángulos de línea
adecuados. Por ejemplo, con los ajustes en la
Fig. 10.2-2, PLS-CADD posicionará la
estructura wpldeadb.45 en todos los
Fig. 10.2-2 Ubicando un Código de Características
puntos de ángulos de línea que tengan el
código de característica 333. El tipo de estructura a ser elegido puede ser definido como un
comentario de vista en planta o de perfil.
10.2.1.2
Posicionando Un Tipo de Estructura en todos Los Ángulos de Línea
Una manera de asegurarse que existe una estructura en cada ángulo de línea y en su primer y
último punto de la alineación, es ubicar una estructura arbitraria en todas esas posiciones, y
más tarde utilizar el comando Structures/ Modify (Estructuras/ Modificar) para cambiarla por
el tipo y altura adecuados. La estructura arbitraria es ubicada en todos los ángulos de línea con
el comando Structures/ Automatic Spotting/ Angle Structures (Estructuras/ Ubicación
Automática/ Estructuras de Ángulo.
10.2.1.3
Capturando Una Estructura a la Posición del Ángulo de Línea
Con este método, Ud. ubica la estructura deseada cerca del ángulo, usando el mismo
procedimiento que el descrito más abajo para estructuras tangentes. Entonces puede utilizar el
comando Structures/ Move On (Snap) (Estructuras/ Mover Sobre (Capturar)) para capturar
la estructura al punto P.I. exacto del terreno o puede ingresar la estación exacta del punto P.I.
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en la ventana de diálogo de Structure Modify, la cual se abre cuando selecciona la estructura
con el comando Structures/ Modify.
Una vez que haya posicionado las estructuras en todos los ángulos de línea, debería ubicar sus
estructuras tangentes.
190
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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10.2.2
Ubicando Estructuras Tangentes
Para
ubicar
una
estructura en el perfil,
seleccione Structures/
Add
(Estructuras/
Agregar) y luego haga
click donde Ud. desea
localizar la estructura. Un
trazo negro siguiendo al
cursor
del
mouse
Fig. 10.2-3 Pantalla Interactiva de Modificar Estructura
muestra la posición de
la ubicación, con la correspondiente estación exhibida en la barra de estado más abajo. No
trate de elegir una estación exacta con el mouse, puesto que existe una forma más precisa y
fácil de hacerlo en la pantalla interactiva de Structure Modify. Una vez que haya seleccionado
una estructura en la pantalla de Structure File Selection (Selección de Archivo de
Estructura), de la Fig. 10.2-1, será llevado a la pantalla interactiva de Structure Modify (Fig.
10.2-3). También puede acceder a la misma pantalla interactiva en cualquier momento usando
el comando Structures/ Modify (Estructuras/ Modificar).
Una vez en la pantalla interactiva de Structure Modify Ud. puede:
1) Cambiar el tipo de su estructura al hacer click sobre el Botón que muestra el nombre de la
estructura actual cerca de la parte superior izquierda de la pantalla y la ruta a una estructura
diferente.
2) Ajustar la estación de la estructura al teclear en el campo de Station (Estación). También
puede realizar funciones aritméticas básicas dentro de cualquiera de estas casillas, al colocar
un signo de igual delante de una ecuación. Entonces, como ejemplo, desearía restar 25 pies de
la estación 10792. Puede hacerlo dentro de la ventana de diálogo, simplemente ingresando
=10792 - 25. Esto dará como resultado 10767.
3) Elevar o bajar la estructura, en la cantidad tecleada en el campo de Height adjustment
(Ajuste de Altura). Puede utilizar el calculador de ecuaciones dentro de esta pantalla interactiva.
4) Ajustar su desplazamiento (distancia desde la línea central) ingresando un valor en el campo
de Offset adjustment (Ajuste del desplazamiento). Puede utilizar el calculador de ecuaciones
dentro de esta pantalla interactiva.
Nota: A diferencia de versiones más antiguas de PLS-CADD (anteriores a la Versión
4.65), las versiones más recientes toman en cuenta el desplazamiento para el cálculo
de las cargas de la estructura y los balanceos del aislador para cada cable individual.
Este desplazamiento incluye no sólo el Offset adjustment (Ajuste del desplazamiento),
sino también el desplazamiento natural que puede existir entre el eje central de la
estructura y cada punto de fijación individual. Para fines de cálculo, cada cable es
tratado como si tuviera su propia alineación. Sin embargo, la misma longitud reguladora
es utilizada para todos los cables en un set. La longitud reguladora de un set se basa en
la longitud de los tramos entre centros de gravedad de los puntos de fijación del set a
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cada estructura. La motivación para el cambio fue la necesidad de mejorar la exactitud,
así como la capacidad de determinar holguras entre tramos cruzados, con el
procedimiento descrito en la Sección 11.2.3.2.
5) Cambie su ángulo de orientación (Ángulo SO en la Fig. 7.3-7) en el campo de Orientation
(Orientación). Puede utilizar el calculador de ecuaciones dentro de esta pantalla interactiva.
6) Redacte un informe de hasta treinta y dos líneas de comentarios en los campos de Structure
Comments (Comentarios de Estructuras). Estas líneas de comentarios pueden ser mostradas
opcionalmente, al lado de cada estructura, en todas las vistas de Perfil y en las porciones de
perfil de las láminas P&P (ver Sección 13). Pueden ser selectivamente activadas o
desactivadas en View/ Display Options/ Profile View Structure Labels (Vista/ Opciones de
Visualización/ Etiquetas de Estructura de Vistas de Perfil).
Las líneas de comentario también pueden ser usadas para almacenar archivos DXF o bitmap
que representen imágenes. Para incluir un nombre de archivo en una línea de comentario,
haga click con el botón derecho del mouse sobre la última y elija Pick File (Elegir Archivo).
Por ejemplo, el tercer comentario en la Fig. 10.2-3 es el nombre de un archivo bitmap asociado
con la ubicación de la estructura.
7) Adjunte pesos debajo de los aisladores de suspensión, al ingresar los valores de los
primeros en el campo de Set Counter Weight (Contrapeso del Set). El mismo peso es
adjuntado a todos los aisladores de un set. Los contrapesos pueden ser usados para tratar
cualquier problema menor de balanceo de aisladores.
8) Vea el contorno de la estructura (si está disponible, como se describe en las Secciones 8.4.2
y 8.4.3) o cualquiera de los archivos DXF o bitmap almacenados en las líneas de comentarios,
al hacer click sobre el botón de View (Vista) al pie del diálogo. La vista del contorno de la
estructura puede ser rotada y renderizada con los 3 controles descritos en los programas
TOWER o PLS-POLE. Los archivos bitmap serán mostrados en su visualizador activo, por
ejemplo Windows Picture and Fax Viewer (Visualizador de Imágenes y Fax de Windows).
9) Edite el modelo de estructura al presionar el botón de Edit. Será llevado al módulo de
edición de estructuras adecuado, como es descrito en el Apéndice F.
10) Edite la lista de materiales, la cual debe estar disponible en la ubicación de la estructura
(para agregar o retirar material ya incluído en el archivo de la estructura de la Sección F.1.3 o
F.4), al hacer click sobre el botón de Material. Será llevado a un diálogo similar al de la Fig. F14, excepto que el material será específico para el sitio, basado en la información ingresada en
PLS-CADD. No cambiará el material asociado con el modelo de estructura.
11) Acepte todos los datos en el diálogo al presionar el botón de OK.
12) El botón de Google Earth permitirá que el usuario vea la posición de la estructura en
Google Earth siempre que el sistema de coordenadas del proyecto haya sido identificado
dentro del proyecto bajo el Terrain/Coordinate System (Terreno/ Sistema de Coordenadas).
Se puede encontrar más información sobre como exportar a Google Earth en:
http://www.powline.com/products/ge_tips.html
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Una vez que haya salido del diálogo de Structure Modify, todavía se encuentra en el modo de
Add (Agregar) de la estructura. Puede agregar otra estructura o salir del modo Add al
presionar el botón derecho del mouse.
Ud. puede eliminar una
estructura ubicada con el comando Structures/ Remove
(Estructuras/ Remover) o Structures/ Remove Range (Estructuras/ Remover Rango). La
remoción de una estructura conectada a tramos en donde las longitudes no esforzadas han
sido bloqueadas (modelados de Niveles 2, 3 y 4 solamente) mostrará el verdadero
comportamiento del sistema, en donde la longitud total de los cables en dos tramos se vuelve la
longitud de los cables en un único tramo. Esto se discute en la Sección N.4.
10.2.3 Atajos de Ubicación
Una vez que una estructura ha sido ubicada, Ud. puede acelerar la ubicación de estructuras
idénticas usando los comandos de Structure/Copy (Estructura/ Copiar) y Structure/Paste
(Estructura/ Pegar) o Structure/ Automatic Spotting/ N-Paste (Estructura/ Ubicación
Automática/ Pegar-N).
10.2.3.1
Copiar/ Pegar Estructuras
Al hacer click sobre una estructura previamente ubicada, después de elegir Structures/ Copy
almacena toda la información desarrollada para esa estructura en la pantalla de Structure
Modify (Fig. 10.2-3) en un buffer. Luego, seleccionando Structure/ Paste permite que ubique
la misma idéntica estructura con los mismos parámetros de la pantalla de Structure Modify en
cualquier parte del perfil donde haga click.
10.2.3.2
Copiar / Pegar-N Estructuras
Después de copiar una estructura en el buffer, como se discute en la Sección 10.2.3.1, Ud.
puede ubicar copias múltiples de esa estructura a intervalos fijos, entre una estación de inicio y
una de parada. Esto se hace con el comando Structure/ Automatic Spotting/ N-Paste
(Estructura/ Ubicación Automática/ Pegar-N).
10.2.4 Efectos de Ubicar (Agregar) Nuevas Estructuras a un Modelo de Línea Existente
Si no existiesen cables (secciones) instaladas en la parte de la línea en donde está agregando
una estructura, o si responde No a la pregunta de OK To Connect? (OK para conectar), no
existen restricciones en las cantidades, tipos o posiciones de las estructuras que puede ubicar.
Si ya existieren cables aéreos presentes en el tramo en el que desea agregar una estructura
nueva, debería comprender que existen algunos límites a lo que puede hacer.
Si todos los sets de fijación de la estructura que esta agregando son compatibles con los cables
aéreos ya existentes, entonces estos cables serán adjuntados automáticamente. Si un set de
fijación es el de un extremo, entonces la correspondiente sección de tracción se parte en dos
secciones.
Si los sets de fijaciones de la estructura que está agregando no son compatibles con los cables,
entonces solo serán intentadas conexiones parciales. Los cables conectados al Set Nº i de la
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estructura que está a la izquierda de la estructura agregada son conectados al Set Nº i de la
estructura agregada.
Cuando adicione una estructura en donde los cables hayan sido modelados con el Nivel 1 (o
Niveles 2, 3 o 4 sin bloquear las longitudes no esforzadas), es como si estuviese aplicando las
secciones de tracción completas, soportadas por la nueva estructura, sobre poleas, y volviendo
a enflecharlas hasta la condición de enflechamiento de la ventana de diálogo de Section
Modify. Si las longitudes no esforzadas están bloqueadas con el modelado de Niveles 2, 3 o
4, el comportamiento es descrito en la Sección N.4.
10.2.5
Moviendo Estructuras
10.2.5.1
Arrastrando una Estructura con el Mouse
Structures/ Move (Estructuras/ Mover) le permite mover una estructura sobre el eje central.
Ud. elige con el mouse la estructura a ser movida, y la arrastra a su nueva posición. A medida
que mueve la estructura, la longitud de viento de la estructura inmediatamente a la izquierda de
la estructura que está moviendo, y la de la estructura inmediatamente a la derecha, son
indicadas en la barra de estado inferior. Si la estructura es una del Método 1, entonces el
porcentaje de longitud de viento utilizado, o sea la relación de longitud de viento real a la
longitud admisible, es también ilustrada. Ésta es una característica muy útil para la ubicación
interactiva. Presione el botón derecho del mouse para salir de modo de Move (Mover). Puede
mejorar su capacidad para ubicar con exactitud la posición de una estructura en particular al
acercar la imagen, antes de mover la estructura. Como se ha mencionado antes, Ud. puede
hacer un ajuste fino a la estación de la estructura en cualquier momento, en la pantalla
interactiva de Structure Modify (Modificar Estructura). Si desea mover una estructura a la
posición exacta de un punto del terreno, debe utilizar el comando Structures/ Move On (snap)
(Estructuras/ Mover Sobre (Capturar)). Ésta es la mejor opción para posicionar estructuras
en los ángulos de línea.
Cuando Ud. mueve una estructura en donde los cables han sido modelados con el Nivel 1 (o
Niveles 2, 3 o 4 sin bloquear las longitudes no esforzadas), es como si estuviese colocando las
secciones de tracción enteras soportadas por la estructura que fue movida, sobre poleas y las
volviese a enflechar hasta la condición de enflechamiento de la pantalla interactiva de Section
Modify. Si las longitudes no esforzadas están bloqueadas con el modelado de los Niveles 2, 3
o 4, el comportamiento es descrito en la Sección N.7.
10.2.5.2
Capturando la Estructura a un Punto Designado
Ud. puede capturar automáticamente una o varias estructuras al lugar exacto de uno o más
puntos del terreno XYZ o PFL.
Capturando a un cierto punto del terreno, para una sola estructura, se puede hacer con el
comando Structures/ Move on (Snap), o para un grupo de estructuras con el comando
Structures/ Automatic Spotting/ Snap Station-Height to Feature Code (Estructuras/
Ubicación Automática/ Capturar Estación-Altura a Código de Características).
194
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Structures/ Move on (Snap) le llevará a la pantalla interactiva de Structure Snap (Captura de
Estructura) (ver Fig. 10.2-4), en donde Ud. puede designar cuál punto de la estructura debe
ser capturado a un punto topográfico del suelo en particular.
Fig. 10.2-4 Parámetros de Captura de Estructuras
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195
Por ejemplo, con la
configuración en la Fig.
10.2-4, la estación, el
desplazamiento y la
altura de
la torre
mostrada en la Fig.
10.2-5
será
automáticamente
ajustada de manera que
la fase inferior (fase 3)
de su circuito derecho
(set 3) corresponderá
exactamente con el
punto
topográfico
seleccionado con el
mouse (círculo lleno en
la Fig. 10.2-5).
Fig. 10.2-5 Fase 3 del Circuito Derecho Capturada al Punto Topográfico
La característica de captura ilustrada en
la Fig. 10.2-4, para una sola estructura,
puede ser aplicada a un grupo completo
de las mismas con el comando
Structures/ Automatic Spotting/ Snap
Station-Height to Feature Code, el
cual lo llevará a la pantalla interactiva
de Snap to Feature Code (Capturar a
Código de Características) mostrada en
la Fig. 10.2-6. Por ejemplo, con los
datos en la Fig. 10.2-6, todas las 113
torres del proyecto Wplfullm.xyz tuvieron
sus alturas de fundación ajustadas
automáticamente de manera que los
puntos de fijación de la fase inferior
derecha
se
correspondiesen
exactamente con las respectivas
posiciones topográficas XYZ, a las
cuales fue asignado el código de
características 303.
Fig. 10.2-6 Captura a Código de Características
196
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10.2.6
Breve Discusión de la Búsqueda Óptima Automática
Para un criterio dado de diseño y una lista de estructuras disponibles y sus costos, la
búsqueda óptima automática le permite encontrar una combinación de estructuras y posiciones
de las mismas que resultarán en el mínimo costo total de todas las estructuras utilizadas. La
búsqueda óptima (u optimización global) es una tecnología bien desarrollada (Olbrycht, 1982;
Ranero, 1990; Senouci, 1991; Peyrot, 1993). Debido a que la búsqueda óptima es una
capacidad avanzada, no requerida por todos los usuarios de PLS-CADD, es ofrecida como una
opción, la cual es descrita en su totalidad en la Sección 14.
10.2.7 Personalizando Estructuras
PLS-CADD le provee con varias funciones de personalización, que le permiten crear y
modificar rápidamente estructuras específicas a un sitio para reflejar los cambios que han sido
realizados en el campo, o para ajustar la resistencia de componentes deteriorados. Esto es
discutido en detalle en el Apéndice P.
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10.3 Instalación de Cables a Tierra y Conductores
Una vez que las estructuras han sido ubicadas sobre la alineación, potencialmente pueden ser
utilizadas para soportar tantos cables (o haces de cables) como se tengan puntos de fijación de
los mismos (ver discusión sobre puntos de fijación de cables en la Sección 8.2). Puesto que el
modelo de línea incluye generalmente todos los cables en todos los tramos, PLS-CADD ofrece
una serie de comandos para tender y enflechar eficientemente los cables. Debido a que todos
los cables dentro de un set de cables tienen propiedades y tracciones idénticas, el set como un
todo, no los cables individuales son tendidos y enflechados. Los sets de cables son parte de las
secciones de tracción. Cada una de éstas es estirada y enflechada por separado. Una sección
de tracción debe tener un comienzo (en un punto de fijación a una estructura de extremo), un
fin (en un punto de fijación a otra estructura de extremo siguiendo la línea), y puede ser
soportada por estructuras intermedias en puntos de fijación que no son de extremos. Una
sección de tracción puede pasar sobre una estructura intermedia, por ejemplo, un circuito de
alto voltaje puede pasar sobre un poste de distribución de poca altura, a mitad del tramo. El
tendido es la operación que establece las conexiones de la estructura para todos los cables en
un set, desde el comienzo al fin de la sección de tracción. El enflechamiento es la operación de
traccionar la sección hasta un valor recomendado. Ambas operaciones son ampliamente
descritas más abajo.
10.3.1 Tendido de una Sección de Tracción
Demostraremos con un ejemplo el proceso de tendido y enflechamiento.
En primer lugar,
cargue el proyecto
Demo.xyz,
haga
zoom en la porción
de la línea entre las
Estructuras Nº6 y
Nº10, y use el
comando Section/
Remove (Sección/
Remover),
para
retirar todos los
cables entre estas
dos
estructuras.
Ahora Ud. tiene dos
estructuras
de
extremo (Nº6
y
Nº10)
y
tres
Fig. 10.3-1 Tendido de Sección
estructuras
intermedias (Nº7, Nº8 y Nº9) listas para el tendido.
Haga click sobre Sections/ Add (Secciones/ Agregar) para iniciar el tendido. Luego haga click
sobre la estructura del extremo izquierdo (Estructura Nº6) de la nueva sección que desee crear.
La pantalla interactiva de Section Stringing (Tendido de Sección) aparecerá (ver Fig. 10.3-1).
Al comienzo será mostrada en tamaño pequeño, pero puede aumentar su tamaño haciendo
click repetidamente sobre el botón de maximización, en la parte superior derecha de la pantalla
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interactiva o dentro de la vista de la estructura. Si la estructura en la que Ud. esta comenzado a
tender fuese del Método 4 (u otros tipos con modelos preparados inicialmente por nuestros
programas PLS-POLE o TOWER), un boceto de esa estructura aparecerá en la parte derecha
de la ventana de Section Stringing (ver Fig. 10.3-1), con cada punto de fijación mostrado con
sus números de set y de fase. Entonces el usuario tiene que elegir, de la lista de Attachment
Fig. 10.3-2 Tendido de Conductor Entre las Estructuras Nº 6 y Nº10
sets (Sets de fijación) a la estructura todavía disponibles desde el cual desee tender. Por
ejemplo, elija Attachment Set No. 5 para comenzar el tendido de la fase más baja del circuito
derecho (un conductor “kiwi”). Puesto que la silueta de la Estructura Nº6 en la casilla de la Fig.
10.3-1 es mostrada como aparece a un observador a medida que éste camina línea abajo
antes de llegar a la estructura,
Ud. será capaz de elegir los puntos de fijación
inequívocamente, incluso si la estructura es rotada, como es el caso de la Estructura Nº6.
Luego haga click sobre el botón Next (Siguiente) al pie de la ventana para traer los
conductores kiwi a la Estructura Nº7. El seleccionar Set de Fijación No. 8 mientras se
encuentra sobre la Estructura Nº7 tiene el efecto de conectar el conductor al punto de fijación
inferior derecho en esa estructura. Si Ud. hubiese elegido "None" (Ninguno) en el campo de
Sets de Fijación, los conductores no serían conectados a la Estructura Nº7. Ésta es la forma de
eludir una estructura intermedia a lo largo de la alineación.
Posteriormente haga click sobre el botón de Next tres veces más y elija Set de Fijación Nº8
para conectar a las Estructuras Nº8, 9 y 10. Mientras hace click sobre Next cuando se
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199
encuentra en la Estructura Nº10, el programa detecta que ha conectado el conductor a un
punto de fijación de extremo, indicando el final de la sección de tracción.
Una pequeña casilla de
Create (Crear) aparece
donde Ud. hace click
sobre
Yes,
para
completar el tendido. Es
llevado a la biblioteca
por defecto de cables,
donde selecciona el tipo,
aquí el “kiwi". Una vez
que selecciona el tipo de
cable, su sección recién
tendida aparece, como
se muestra en la Fig.
10.3-2, y es llevado
directamente
a
la
ventana de diálogo de
Section
Modify
(Modificar
Sección)
(Fig. 10.3-3), en donde
puede flechar la sección
y seleccionar parámetros
para su exhibición. Por
defecto, cuando tiende
una nueva sección y
antes de enflecharla, es
visualizada
arbitrariamente en color
rojo, para una constante
catenaria de 1000 pies.
Fig. 10.3-3 Ventana de Diálogo de Modificar Sección
Después de dar OK a la ventana de diálogo de la Fig. 10.3-3, será capaz de tender y enflechar
otras secciones. Sin embargo, después de este ejercicio, asegúrese de no grabar el proyecto
Demo, puesto que necesita mantenerlo intacto (como lo ha recibido en el CD de distribución),
porque nos referiremos al mismo en muchos lugares en este manual.
Los cables en el ejemplo Demo fueron modelados con una fase por set. Sin embargo, si Ud.
estuviera tendiendo y enflechando un set, el cual contenga tres fases, el procedimiento descrito
arriba sería casi idéntico excepto que las tres fases serían conectadas a las estructuras en el
orden elegido en la lista de selección de Transposition (Transposición) en la parte superior
izquierda de la pantalla interactiva de Section Stringing (Tendido de Sección) de la Fig. 10.31. Usando el orden por defecto 123 se conectan las tres fases 1, 2 y 3 a los puntos de fijación
de la estructura 1, 2 y 3 del set. Usando 321 conecta la primera fase al punto de fijación Nº3, la
segunda fase al punto de fijación Nº2 y la tercera fase al punto de fijación Nº1. Existen casos,
tal como la situación de necesidad de rotación de una estructura no simétrica en un ángulo de
línea (ver Sección 7.3.17.1), en donde la transposición de 123 a 321 (o algo más) es necesaria.
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Si desea cambiar una cualquiera de sus decisiones de tendido, por ejemplo, realizar un cambio
por transposición en una o más estructuras, Ud. puede volver a seguir todos los pasos
discutidos en esta sección, al hacer click sobre el botón de Edit Stringing (Editar Tendido) al
pie de la pantalla de Section Modify.
La ventana de diálogo de Section Modify (Fig. 10.3-3) incluye cuatro áreas básicas: la de
Type (Tipo), la de Sagging (Enflechamiento), la de Display (Visualizar) y la de SAPS Finite
Element Sagging-Tension Options (Opciones de Enflechamiento-Tracción de los
Elementos Finitos de SAPS). Los items en el área de Sagging son discutidos en la Sección
10.3.2. Aquellos en el área de Display son discutidos en la Sección 10.3.3. Solamente tratará
con los items en SAPS Finite Element Sagging-Tension Options si utiliza el modelado de los
Niveles 2, 3 o 4. Estos ítems son discutidos en el Apéndice N.
El área de Type (Tipo) incluye un Botón que le permite cambiar el tipo de cable, un campo de
Voltaje en donde ingresa el voltaje del cable y un campo de Conductors per phase
(Conductores por Fase) en donde ingresa la cantidad de subconductores en el haz de fase.
Puesto que las holguras requeridas a los puntos del terreno dependen del voltaje, éste es una
cantidad requerida. La cantidad de subconductores por haz es necesaria para calcular la carga
total de la fase en el punto de fijación.
10.3.2
Enflechando una Sección de Tracción
El área de Sagging (Enflechamiento) incluye los parámetros necesarios para realizar el
flechado de la sección. El enflechamiento es la especificación de una cantidad suficiente de
condiciones de manera que la computadora pueda determinar cuál es la longitud del cable no
esforzada en cada tramo, a cero grados Celsius, justo después de la construcción (cable en su
condición inicial). A partir de este punto inicial, PLS-CADD usa el modelo de esfuerzodeformación del cable descrito en la Sección 9, las ecuaciones de carga de las Secciones
7.2.1, 7.2.2 y 7.2.3 y uno de los siguientes 1) el concepto de la longitud reguladora descrito en
el Apéndice I para el modelado del Nivel 1 o 2) los conceptos descritos en el Apéndice N para
el modelado con elementos finitos (Niveles 2, 3 y 4) para determinar las geometrías del cable y
fuerzas en los extremos para cualquier combinación de casos de clima y condiciones del cable.
Todos estos cálculos complejos son llevados a cabo, de manera automática y casi
instantáneamente, dejando que el usuario cambie y observe los efectos de cambiar parámetros
de diseño interactivamente.
Si no selecciona Override calculated ruling span (Invalidar longitud reguladora calculada) en la
parte superior izquierda del área de Sagging (Enflechamiento), se muestra la longitud
reguladora calculada para la sección de tracción que acaba de tender (1093 pies en la Fig.
10.3-3). Todos los subsiguientes cálculos de enflechamiento, tracción y carga, que involucren la
longitud reguladora de la sección de tracción serán basados en este valor. Si selecciona
Override calculated ruling span, será capaz de ingresar su propio valor de longitud reguladora.
Por ejemplo, esta característica es usada cuando modela un solo tramo de una línea que cruza
(ver Sección 11.2.3.2.1) o una línea de desvío, la cual posee una longitud reguladora diferente
a la longitud de ese tramo.
Existen dos opciones generales para enflechar un modelo: 1) para forzar una tracción uniforme
a lo largo de la sección de tracción en la condición de enflechamiento de Referencia, y 2) para
forzar el flechado de cada tramo para igualar al valor medido en una condición de Field (de
Campo), no necesariamente la condición de Referencia. La condición de Referencia es la
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201
combinación de Cable Condition (Condición del Cable), Temperature (Temperatura) y
Horizontal Tension (Tracción Horizontal) mostrada en el área de Sagging de la pantalla
interactiva de Section Modify. Opción 1) es casi universalmente utilizada cuando se modelan
nuevas líneas, pero también puede suponerse en algunos casos de líneas ya existentes,
aunque las tracciones medidas en el Campo en cada tramo individual no son exactamente las
mismas a lo largo de la sección de tracción. Opción 2) es usada en líneas ya existentes donde,
sea por diseño o por algún cambio accidental de longitud de cables o posición de la estructura,
las tracciones en los tramos de la sección de tracción no son uniformes y no existe una
condición de Referencia para la cual serían iguales.
10.3.2.1
Enflechamiento para Tracción Uniforme a lo largo de la Sección de
Tracción en la Condición de Referencia.
Si Ud.está usando el modelado de longitud reguladora (modelado de Nivel 1), éste es siempre
el caso. Si está utilizando el modelado de elementos finitos (Niveles 2, 3 o 4 como se describe
en el Apéndice N), éste es el caso para una línea ya existente, cuando quiera asumir que, en la
condición de enflechamiento de Referencia, los aisladores estuvieron a plomo (o sea, las
tracciones eran las mismas en todos los tramos), pero desea utilizar la posición de la condición
de Campo para enflechamiento gráfico, a ser determinado por el método de los elementos
finitos (porque piensa que la longitud reguladora no daría buenos resultados para esa condición
de Campo en especial).
Las siguientes son las cuatro opciones para enflechar una sección de tracción, hasta una
tracción uniforme a lo largo de la sección de tracción, en la condición de Referencia. Las
primeras tres opciones están disponibles en el área de Sagging (Enflechamiento) de la
pantalla de Section Modify (Modificar Sección). Las tablas de enflechamiento a ser usadas
durante la construcción, es otro asunto discutido en la Sección 11.2.4. Las flechas de
construcción son cantidades derivadas, totalmente dependientes de las decisiones sobre
enflechamiento que Ud. toma en la pantalla interactiva de Section Modify.
10.3.2.1.1
Enflechamiento por Tracción
Si elige Sag With Tension (Flechado con Tracción) en el menú de File/ Preferences (Archivo/
Preferencias), el enflechamiento es realizado al seleccionar una Condición del cable (Inicial,
después de la Fluencia Lenta, o después de la Carga), especificando una Temperatura y un
Componente Horizontal de Tracción. La constante Catenaria en el campo sombreado, al cual
no puede acceder, es simplemente el componente horizontal de tracción dividido por el peso
del cable por unidad de longitud.
10.3.2.1.2
Enflechamiento por Constante Catenaria
Si selecciona Sag With Catenary Constant (Flechado con Constante Catenaria) en el menú de
File/ Preferences, el enflechamiento es realizado al elegir una Condición del Cable, especificar
una Temperatura y una Constante Catenaria. El Componente Horizontal de Tracción en el
campo sombreado al cual Ud. no puede acceder, es simplemente la constante catenaria
multiplicada por el peso del cable por unidad de longitud.
10.3.2.1.3
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Enflechamiento Automático
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Con este método, Ud. elige una Condición del cable, especifica una Temperatura y hace click
sobre el botón de Enflechamiento Automático. La computadora busca el criterio de
enflechamiento automático de la Sección 7.3.7 y estira la sección de tracción lo más tirante que
sea posible, sin violar ninguno de estos criterios. Un breve informe le muestra cuáles criterios
controlan. Después de cerrar el informe, notará que la Constante Catenaria y la Componente
Horizontal de Tracción para la Condición y Temperatura especificadas del cable han sido
automáticamente calculadas para cumplir con los criterios del autoflechado. Éstos permanecen
activos como la condición de Referencia de enflechamiento de la sección de tracción, incluso si
más tarde se mueven estructuras, hasta que se presione nuevamente el botón de
Enflechamiento Automático.
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10.3.2.1.4
Enflechamiento Gráfico
Una vez que una sección de
tracción sea tendida entre dos
extremos, el enflechamiento
gráfico le permite seleccionar
cualquier fase de cualquier
set (línea guesa inferior en la
Fig. 10.3-4) y opcionalmente:
1) arrastrarla (al mantener el
botón izquierdo del mouse
presionado a medida que lo
mueve) hasta que coincida
con la posición deseada (esto
solamente
funciona
si
selecciona
Ruling
Span
(Longitud Reguladora) en la
Fig. 10.3-6), o 2)
ser
capturada a la posición del
cursor del mouse, o 3) ser
capturada al punto topográfico
más cercano al cursor del
mouse.
CABLE POSITION
TO MATCH
A
B
POINT TO
SNAP TO
C
D
SELECTED PHASE IN TENSION SECTION CAN BE DRAGGED
UP AND DOWN TO MATCH DISPLAYED CABLE POSITION OR IT
CAN BE MADE TO SNAP AUTOMATICALLY TO SELECTED POINT
Fig. 10.3-4 Enflechamiento Gráfico de una Sección de Tracción
Con la primera opción, verá la sección de tracción entera moverse para arriba y para abajo
interactivamente, a medida que Ud. la arrastra con el mouse. Esta opción es muy útil cuando
desea igualar el enflechamiento del modelo a aquel de una línea existente, como la mostrada
en un dibujo escaneado en la vista de perfil (ver Secciones 6.8.5 y 6.8.6) o cuando desea
proveer la holgura adecuada a cualquier obstáculo mostrado.
Con la segunda o tercera opción, PLS-CADD exhibe automáticamente la sección, de manera
que la fase designada pasa por un punto seleccionado (por ejemplo D en la Fig. 10.3-4). Esta
opción puede ser usada si desea flechar una sección para igualar a una posición topográfica
del cable.
Fig. 10.3-5 Pantalla Interactiva de Flechas Gráficas
Para el enflechamiento gráfico, primero debe salir de la casilla de Section Modify, si se
encuentra en la misma, y después hacer click sobre Sections/ Graphical Sag (Secciones/
Flecha Gráfica). Aparecerá la pantalla interactiva de Graphical Sag de la Fig. 10.3-5. Ud elige
el cable apropiado al hacer click sobre el botón de Prev. (Previo) o el de Next (Próximo).
Después selecciona una Cable Condition (Condición del Cable) y un Weather Case (Caso de
Clima) en las dos listas de selección a la izquierda de la casilla de Graphical Sag, que
204
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corresponderá a la posición visualizada de su cable (NOTA IMPORTANTE: es imprescindible
que haga estas selecciones antes de llevar a cabo la flecha gráfica con el mouse). Si teclea un
número en el campo de Weather Case, ese número crea temporalmente un nuevo caso de
clima, sin viento ni hielo a esa temperatura. Puede elegir ese nuevo caso de clima. Después
Ud. presiona el botón de Options (Opciones) para seleccionar varias opciones de modelado
de cables y de enflechamientos, en la pantalla de Graphical Sag Options (Opciones de
Flechas Gráficas) de la Fig. 10.3-6.
Fig. 10.3-6 Opciones de Flechas Gráficas
Si elige Fit to survey point closest to mouse (Ajustar al punto topográfico más cercano al
mouse) en la pantalla de Graphical Sag Options (Opciones de Flechas Gráficas), Ud. podrá
hacer que el cable pase por el punto topográfico más cercano al cursor del mouse. Si
selecciona Fit to mouse coordinates (Ajustar a las coordenadas del mouse), podrá arrastrar el
cable elegido con el mouse.
Para poder flechar con tracción uniforme a lo largo de la sección de tracción, en la condición de
referencia, el usuario debe seleccionar una de las dos primeras opciones, Opción 1) u Opción
2), en el área de Fit Mode (Modo de Ajuste) de la pantalla de Graphical Sag Options.
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205
Si elige 1) Ruling Span (Longitud Reguladora), todos los cálculos internos necesarios para
determinar la tracción de la condición de Referencia, a partir de la posición gráficamente
flechada de Field (Campo), será realizada por el método de la longitud reguladora (Nivel 1).
Si elige 2) Finite Element Insulators Plumb at Sagging Condition (Aisladores de Elementos
Finitos Aplomados en Condición de Enflechamiento), todos los cálculos internos necesarios
para determinar la tracción de la condición de Referencia, a partir de la posición gráficamente
flechada de Field (Campo), será realizada por el método de los elementos finitos (Niveles 2, 3
o 4). Ver Sección N.8.1 para más información en relación a esta alternativa.
Después de salir de Graphical Sag Options, podrá flechar gráficamente su sección de tracción
(asegúrese de marcar la Condición del Cable y Caso de Clima correctos en la casilla de la Fig.
10.3-5).
Si elige 1) Ruling Span (Longitud Reguladora), las Tracciones (en realidad los componentes
horizontales de las tracciones) o las Constantes Catenarias correspondientes a ambas, la
condición de Referencia (Sagging Tension (Tracción de Enflechamiento)) y la condición de
Field (Campo) a la que se está capturando actualmente (Display Tension (Tracción
Visualizada)), son calculadas y exhibidas en tiempo real en la pantalla de la Fig. 10.3-5. La
Tracción es visualizada si ha elegido Sag with tensión (Flecha con tracción) en la pantalla de
File/ Preferences (Archivo/ Preferencias). De otra forma, la Catenary constant (Constante
Catenaria) es mostrada. Si hace click sobre el botón de Apply (Aplicar), a la derecha de la
casilla de Graphical Sag de la Fig. 10.3-5, dos cosas ocurren:
a) la Tracción de
Enflechamiento calculada, así como la Condición del Cable y el Caso de Clima, los cuales ha
ingresado en la parte izquierda de la pantalla, son copiados automáticamente en el área de
Enflechamiento de la pantalla de Section Modify y, b) la Condición del Cable y el Caso de
Clima, que ha ingresado en la parte izquierda de la pantalla, son copiados automáticamente en
el área de Display (Visualizar) de la pantalla de Section Modify.
Si elige 2) Finite Element Insulators Plumb at Sagging Condition, la Tracción (o Constante
Catenaria) correspondiente a la condición de Referencia (Tracción de Enflechamiento) y la
Tracción en el tramo sobre el que Ud acaba de hacer click, en la condición de Campo (Display
Tension (Tracción Visualizada)), son calculadas y exhibidas en el diálogo de la Fig. 10.3-5 (esto
ocurre un corto tiempo después de que seleccione un punto con el mouse). Si hace click sobre
el botón de Apply, a la derecha de Graphical Sag, ocurren dos cosas: a) la Tracción de
Enflechamiento calculada es copiada automáticamente en el área de Sagging
(Enflechamiento) de la pantalla de Section Modify, pero la Condición del Cable y el Caso de
Clima permanecen iguales a los que había seleccionado en esa área antes de hacer el
flechado gráfico, b) la Condición del Cable y el Caso de Clima, que ha ingresado en la parte
izquierda de la pantalla, son copiados automáticamente en el área de Display de la pantalla de
Section Modify.
Si cancela la pantalla de la Fig. 10.3-5 sin haber hecho click sobre el botón de Apply, la
sección no es flechada hasta igualar el enflechamiento de la pantalla. Permanece flechada para
cualquier conjunto de parámetros que haya estado activo antes de que haya seleccionado el
menú de Sections/ Graphical Sag.
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MANUAL PLSCADD
Para información adicional en relación a la opción de Graphical Sag, debe leer el siguiente
documento:
http://www.powline.com/products/fe_sagten/fe_graphsag.html
10.3.2.2
Enflechando para Igualar Tracciones No Uniformes en Tramos de la
Sección de Tracción
Esta opción solamente es usada en líneas existentes donde la tracciones en los tramos
individuales de la sección de tracción no son los mismos, sea debido a alguna modificación en
la línea (adición o sustracción de una longitud de cable en algunos tramos, movimiento de
algunas estructuras, etc.) o debido a algún estiramiento accidental no uniforme o a fluencia
lenta en algunos tramos (resbalamiento de grampas, mucho hielo sobre un tramo solamente,
etc.). Tales líneas solamente pueden ser modeladas por el método de elementos finitos
(Niveles 2, 3 y 4), basadas en las longitudes reales del cable en cada tramo, como se trata en
el Apéndice N. Ellos solamente pueden ser flechados con las opciones de flechas gráficas 3) a
6) de la ventana Graphical Sag Options (Opciones Gráficas de Flechas) de la Fig. 10.3–6.
En tales casos, la condición de enflechamiento de Referencia (combinación de Cable
Condition, Temperature & Tension/ Catenary (Condición del Cable, Temperatura y Tracción/
Catenaria) en la ventana de Sections/ Modify) es una condición arbitraria, de la cual son
determinadas las longitudes de cables no esforzadas de Referencia, para todos los tramos
(columna de Ahead Span Unstressed Length (Longitud No Esforzada del Tramo Siguiente), en
la tabla de Wire Lengths and Attachment Stiffness (Longitudes del Cable y Rigidez de la
Fijación) de la Fig. N-6). Sin embargo, una vez que se completa la flecha gráfica, todos los
cálculos utilizarán las longitudes no esforzadas Reales. Éstas son determinadas como valores
de Referencia y una corrección en más o en menos (Ahead Span Unstressed Length Change
(Cambio de Longitud No Esforzada del Tramo Siguiente), en la tabla de Wire Lengths and
Attachment Stiffness de la Fig. N-6), para que el cable iguale exactamente la condición de
Field (Campo) definida en Graphical Sag.
Las opciones 3) a 6) de la ventana de Graphical Sag Options de la Fig. 10.3–6 son descritas
en detalle en la Sección N.8 y en el siguiente documento:
http://www.powline.com/products/fe_pandeoten/fe_graphpandeo.html
El uso de las Opciones 3) a 6) de la ventana de Graphical Sag Options resultará en lo
siguiente:
a) sombreado de los parámetros de enflechamiento de Referencia en el área de Sagging de la
pantalla interactiva de Section Modify, o sea remover el acceso a los mismos, puesto que las
longitudes no esforzadas de Referencia se basan en ellos.
b) usando el Caso de Clima y la Condición del Cable seleccionados en la pantalla de Graphical
Sag del área de Display de la pantalla interactiva de Section Modify
c) clipping the insulators (engrampando los aisladores) en la pantalla de Section Modify, o sea
forzando al usuario a entrar al mundo de los elementos finitos.
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207
PRECAUCION: Una vez que haya flechado gráficamente su modelo y engrampado los
aisladores, no debe desengramparlos, o perderá todo el trabajo que ha llevado a cabo para
igualar el modelo a las condiciones de Campo.
10.3.2.3
Comentarios Adicionales Relacionados al Efecto de Engrampar
Aisladores
Si NO SE MARCA Clipping Insulators (Engrampando Aisladores) en la pantalla de Section
Modify y Ud. selecciona una Condición del Cable que incluye el sufijo RS (Initial (Inicial) RS,
Creep (Fluencia Lenta) RS, Load (Carga) RS o Max Sag (Máxima Flecha) RS) en una pantalla
interactiva o tabla en especial, que especifica como realizar un cálculo de flecha/ tracción,
cómo visualizar los cables o cómo determinar las cargas en la estructura, luego todas las
flechas, tracciones y cargas para la sección de tracción serán calculados con el método de la
longitud reguladora (Ver Apéndice I). Con este método, la longitud real del cable en cada tramo
no es usada en los cálculos, puesto que las tracciones se basan en aquellas de la longitud
reguladora. Éste es el método más eficiente que será utilizado probablemente en la gran
mayoría de sus aplicaciones.
Si NO SE MARCA Clipping Insulators en la pantalla de Section Modify y Ud. selecciona una
Condición del Cable que incluye el sufijo FE (Initial (Inicial) FE, Creep (Fluencia Lenta) FE,
Load (Carga) FE o Max Sag (Máxima Flecha) FE) en una pantalla interactiva o tabla en
especial, que especifica como realizar un cálculo de flecha/ tracción, cómo visualizar los cables
o cómo determinar las cargas en la estructura, el cálculo correspondiente será basado en el
método de los elementos finitos, como si haya temporalmente engrampado los aisladores de la
sección de tracción (o sea, haya marcado temporalmente Clip Insulators (Engrampar
Aisladores) en la pantalla de Section Modify), como se describe en los párrafos de más abajo.
Sin embargo, el clipping (engrampado) es solamente temporal: está vigente sólo durante el
tiempo del cálculo y siempre es verdad que las tracciones horizontales en todos los tramos en
la sección de tracción son las mismas para la Condición del Cable y Temperatura de referencia
(en el área de Sagging (Enflechamiento) de la pantalla de Sections/ Modify), y estas
tracciones son iguales a la Tracción Horizontal o Catenaria de referencia (también ingresadas
en el área de Sagging de la pantalla de Sections/ Modify). Esto da como resultado que los
aisladores de suspensión se encuentren a plomo en la condición de enflechamiento de
Referencia.
Si SE MARCA Clipping Insulators en la pantalla de Section Modify (sea manualmente o como
resultado de usar Graphical Sag, descrita en la Sección 10.3.2.2), todas las flechas, tracciones
y cálculos de cargas para la sección de tracción serán basadas en el método de los elementos
finitos (Ver Apéndice N). En un caso así, todos los cálculos se basan en longitudes no
esforzadas fijas para cada cable en cada tramo.
En el momento en que Ud. marca POR PRIMERA VEZ Clip Insulators en la pantalla de
Section Modify (o cuando el Graphical Sag lo hace por Ud.), el programa asume que las
tracciones horizontales en todos los tramos de la sección de tracción son los mismos que en la
Horizontal Traction (Tracción Horizontal) para las Cable Condition (Condición del Cable) y
Temperature (Temperatura) definidos en el área de Sagging (Enflechamiento) de la pantalla
de Sections/ Modify. Esto da como resultado que los aisladores de suspensión estén a plomo
para esta condición de enflechamiento de Referencia. Luego, para esta condición de
Referencia, el programa determina las longitudes no esforzadas de Referencia del cable, de
todos los tramos (columna de Ahead Span Unstressed Length (Longitud No Esforzada del
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MANUAL PLSCADD
Tramo Siguiente) en la tabla de Wire Lengths and Attachment Stiffness de la Fig. N-6). A
partir de este punto, las longitudes de los cables permanecen fijas, a no ser que sean
cambiadas por el incremento especificado en la columna de Ahead Span Unstressed Length
Change (Cambio de Longitud No Esforzada del Tramo Siguiente) de la tabla de Wire Lengths
and Attachment Stiffness de la Fig. N-6. Mover una estructura o cambiar su geometría sin
desengrampar los cables no afectará a las longitudes no esforzadas, pero impactará las
geometrías del tramo, y por tanto probablemente resultará en: 1) los aisladores desviándose de
su posición a plomo cuando son visualizados en la condición de Referencia y 2) la introducción
de cargas longitudinales en las estructuras de soporte. Agregar o borrar una estructura sin
desengrampar los cables no afectará la longitud no esforzada total del cable en la sección de
tracción, pero tendrá un impacto sobre ambas, las geometrías del tramo y la longitud del cable
en los tramos adyacentes a la estructura agregada o borrada: esto también dará como
resultado que los aisladores se desvíen de su aplomo y se produzcan cargas longitudinales.
Otra forma de entender las diferencias en el comportamiento de su modelo de línea cuando los
aisladores están o no engrampados es pensar sobre las varias etapas de diseño y construcción
de su línea.
Cuando Ud. diseña una nueva línea (antes de su construcción), Ud. todavía quiere la
flexibilidad para cambiar y mover estructuras y ajustar tracciones, de manera que los aisladores
no deben nunca estar engrampados, o sea NO debe marcar Clip Insulators en la pantalla de
Section Modify. En tales casos, la longitud no esforzada del cable en cada tramo, no se
encuentra fija por adelantado. Tampoco lo está la longitud total del cable. Esto permite que
mueva estructuras y cambie las tracciones de los cables como si éstos no estuvieran
adjuntados a las estructuras, aunque las posiciones mostradas de los mismos son aquellas que
existirían si los cables hubieran sido flechados de acuerdo a las condiciones de enflechamiento
de la pantalla de Section/ Modify. Si está satisfecho con el método de la Longitud
Reguladora, las longitudes no esforzadas del cable nunca serán necesarias. Ellas sólo serán
necesitadas internamente por el programa si el usuario elige el método de los Elementos
Finitos para algunos cálculos (al elegir Initial FE, Creep FE, Load FE o Max Sag FE para
algunas Condiciones del Cable). En tales casos, y sólo durante los cálculos, los aisladores son
engrampados como si lo hubiera hecho manualmente en la pantalla de Section Modify.
Cuando modela una línea existente, puede que sea necesario considerar el hecho de que tiene
una longitud fija de cable en algunos tramos. Por ejemplo, si tiene la intención de modificar la
línea mediante 1) mover o elevar algunas de las estructuras sin desprender los cables en una
sección de tracción en especial, 2) cortar y empalmar algún cable o, 3) deslizar algún cable en
una grampa; entonces todos los cálculos de tracciones en las secciones de tracción afectadas
deben ser hechos por el método de los Elementos Finitos, basado en las longitudes de los
cables que existían antes de las modificaciones. Además, si su planimetría indica grandes
diferencias en las tracciones horizontales en el tramo de una sección de tracción, el supuesto
de la Longitud reguladora obviamente ha sido quebrado, y necesita usar el método de los
Elementos Finitos. En estos casos, los aisladores en las secciones de tracción afectadas
deben ser engrampados, o sea que Clip Insulators DEBE SER MARCADA en la pantalla de
Section Modify. El método de los Elementos Finitos puede ser muy exigente en términos de
tiempo y memoria de procesamiento, por lo tanto no lo utilice a no ser que tenga que hacerlo, o
sea no engrampe los aisladores a no ser que tenga una situación que lo requiera y limite el
engrampado a las secciones que lo necesiten.
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El que los aisladores hayan sido desengrampados (sin longitud fija del cable) no es lo mismo
que tener al cable en bloques (soportado por poleas). Estando en bloques, la tracción
horizontal puede variar en los tramos de la misma sección de tracción, debido a algunos
cambios en las elevaciones de soporte (terreno accidentado). Sin embargo, si quiere ver qué le
ocurre a una línea previamente engrampada cuando desprende un cable de una estructura en
particular y lo soporta temporalmente con una polea, Ud. necesita usar el comando de
Structures/ Equalize Traction (Estructuras/ Igualar Tracción) con la opción seleccionada de
"Actual tension (wire in blocks)” (Tracción real (cable en bloques).
10.3.3 Visualizando la Sección de Tracción
El área de visualización de la pantalla interactiva de Section Modify le permite seleccionar dos
de las varias maneras de visualizar la sección de tracción. Esto fue discutido por primera vez
en la Sección 5.4.6, con la cual debe estar familiarizado.
10.3.3.1
Visualizando la Sección de Tracción para una Constante Catenaria y un
Ángulo de Balanceo Dados
Si elige Display each section at weather case or Tension selected in Sección Modify (Visualizar
cada sección en el caso de clima o Tracción elegida en Section Modify) en la casilla de Line
Display Options (Opciones de Visualización de Línea) de la Fig. 5.4-4 y si no elige Show
selected weather case in the Display area (Mostrar caso de clima seleccionado en el área de
Visualización) de la pantalla de Section Modify de la Fig. 10.3-3, luego la sección de tracción
será exhibida para la Constante Catenaria, el Ángulo de Balanceo y la Dirección del Viento
(Wind from- Viento desde) especificadas en el lado derecho del área de Display (Visualizar).
10.3.3.2
Visualizando la Sección de Tracción para un Caso de Clima y Condición
del Cable Dados
Si Ud. elige Display each section at weather case or tension selected in Sección Modify en la
casilla de Line Display Options de la Fig. 5.4-4 y elige Show selected weather case (Mostrar
caso de clima seleccionado) en el área de Display de la pantalla interactiva de Section Modify
de la Fig. 10.3-3, luego la sección de tracción será exhibida para el Caso de Clima y Condición
del Cable seleccionados en las casillas de selección de la esquina inferior izuierda del área de
Display y la dirección del viento especificada en el campo Wind from (Viento desde).
Si selecciona una de las Cable conditions (Condiciones del Cable) que termina con RS, el
supuesto de la Longitud Reguladora (Nivel 1) será usado para visualizar la sección. Si elige
una de la Condiciones del Cable que termina con FE, será utilizado el supuesto de los
Elementos Finitos (Niveles 2, 3 o 4).
Nota: Como se ha mencionado antes, cuando se crea o modifica por primera vez una sección,
los cables en la sección recientemente creada o modificada pueden ser visualizados con la
constante catenaria por defecto, de 1000 pies, o sea que los cables parecen estar muy bajos
(ver por ejemplo la Fig. 10.3-2). Si esto ocurre, Ud. probablemente no tiene la configuración
adecuada en la pantalla interactiva de Section Modify.
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10.3.4
Reutilizando los Parámetros de Enflechamiento de la Sección de Tracción
Ud. puede utilizar el comando Sections/ Copy (Secciones/ Copiar) para grabar todos los
parámetros de instalación de una sección de tracción (tipo, enflechamiento y datos de
visualización en la pantalla de Section Modify) en un buffer temporario. Estos serán usados
como los valores por defecto la próxima vez que tienda y fleche una sección. Esta
característica es muy útil cuando tiende una serie de secciones, las cuales poseen las mismas
propiedades; por ejemplo, conductores del mismo circuito a lo largo de numerosas secciones
de tracción contínuas.
10.3.5 Tabla de Sección
La mayor parte de la información tratada en las Secciones 10.3.1 y 10.3.2 está disponible y
editable en la Section Table (Tabla de Sección) (ver Fig. 10.3-7), a la que accede con el
comando Sections/ Table (Secciones/ Tabla).
Las columnas en el extremo izquierdo de la tabla, las cuales están sombreadas, incluyen
información resultante de algunas operaciones de tendido y enflechamiento, que no pueden ser
editadas dentro de la tabla. Excepto por la columna en el extremo derecho, la información en
cualquier otra de las columnas es idéntica a aquella en la pantalla interactiva de Section/
Modify y puede ser editada. Esto tendrá algún efecto sobre su modelo cuando Ud. le dé OK a
la tabla.
La última columna, “Command To Apply” (Comando a Aplicar), le permite emitir los siguientes
comandos, que también serán implementados cuando le dé OK a la tabla:
Clip (engrampar):
Unclip (Desengrampar)
Esto tendrá el mismo efecto que marcar “Clip insulators”
(Engrampar aisladores) al pie de la pantalla interactiva de
Section Modify. Nota Importante: Si utiliza este comando en
una sección que ya está engrampada, deshacerá temporalmente
el engrampado de la sección antes de volver a engramparlo, o
sea que Ud. perderá todas las modificaciones previas a sus
longitudes sin esforzar (“Ahead Span Unstressed Length Change”
(Cambio de Longitud No Esforzada del Tramo Siguiente) en la
tabla de Wire Lengths and Attachment Stiffness (Longitudes
del Cable y Rigidez de la Fijación), descrita en el Apéndice N4).
Si estos cambios en las longitudes son los resultados de algunos
ajustes a flechas medidas, no desearía usar el comando.
Esto tendrá el mismo efecto que desmarcar “Clip insulators”
(Engrampar Aisladores) al pie de la pantalla de Section Modify.
La sección es vuelta a flechar, con la misma tracción en todos los
tramos que aquella de la longitud reguladora.
Delete (Eliminar):
Esto tendrá el mismo efecto que Section/ Remove (Sección/ Remover)
Autoflechado:
Esto tendrá el mismo efecto que marcar “Automatic sagging”
(Enflechamiento Automático) y dar OK a la pantalla de Section Modify
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Auto R.S.:
Esto tendrá el mismo efecto que no marcar “Override calculated ruling
span“ (Invalidar longitud reguladora calculada) en la pantalla interactiva
de Section Modify
Manual R.S.: Esto tendrá el mismo efecto que marcar “Override calculated ruling span“
(Invalidar longitud reguladora calculada) en la pantalla interactiva de
Section Modify. Se le pedirá un valor numérico de la longitud
reguladora.
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Fig. 10.3-7 Tabla de Sección
La selección de una de estas opciones de clasificación en la parte superior de la tabla facilitará
la edición de Secciones de la misma clase, por ejemplo, aquellas con el mismo voltaje o el
mismo conductor, etc.
10.3.6 Modificando la Sección de Tracción después de Engrampar los Aisladores
Si engrampa los aisladores de una sección de tracción, el comportamiento de la misma se
basará en un modelo de elementos finitos de la sección (y no en la longitud reguladora). Ese
modelo trabaja con las longitudes no esforzadas de los cables en los tramos, o sea las
longitudes físicas de los cables entre los puntos de engrampado (fijaciones al aislador o
grampa). Todo esto se explica en el Apéndice N. Existen diferentes formas de modificar las
longitudes no esforzadas: 1) cambio manual, como se describe en la Sección N.4, 2) flecha
gráfica, como se describe en la Sección N.8, o 3) usando el comando Structures/ Equalize
Tension (Estructuras/ Igualar Tracciones). Con este comando, Ud selecciona un punto de
engrampado y el programa moverá automáticamente ese punto, de manera que las tracciones
en cualquiera de sus lados se igualan. Esto se logra modificando las longitudes no esforzadas
en los dos tramos inmediatamente a la izquierda y a la derecha del punto de engrampado, de
tal forma que la suma de estas longitudes permanece constante.
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213
11.
CALCULOS DE INGENIERIA
El modelo de línea usado por PLS-CADD provee al usuario con el acceso a potentes cálculos
de ingeniería, lo cual no sería posible si el modelo de terreno y el de línea no son
completamente tridimensionales. Complejos cálculos de ingeniería están disponibles al hacer
click con el mouse o pueden ser realizados globalmente para la línea completa.
11.1 Estructuras
Fig. 11.1-1 Informe de Longitudes de Viento y Peso para la Estructura Nº8 de la Línea Demo
11.1.1 Longitudes de Viento y Peso
Las longitudes de viento y peso son definidas en el Apéndice I. Las longitudes de peso pueden
ser calculadas por uno de dos métodos, dependiendo de su elección en la pantalla interactiva
de Criteria/ Weight Span Model (Criterios/ Modelo de Longitud de Peso).
Los informes de longitudes de Viento y de Peso pueden ser generados para una estructura o
cualquier grupo secuencial de las mismas, con el comando Line/ Reports/ Wind + Weight
Spans (Línea/ Informes/ Longitudes de Viento y Peso) (Fig. 11.1-1). Las longitudes de peso
son reportadas para todos los sets de cables, para la combinación de casos de clima y
condiciones del cable descritos en la pantalla interactiva de Criteria/ Wind-Weight Span
Report (Criterios/ Informe de Longitud de Viento y Peso).
La longitudes de viento y de peso son también mostradas en el informe de verificación de
resistencia de estructuras del Método 1 y 2, como se trata en las Secciones 11.1.3.1 y
11.1.3.2.
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Las longitudes de viento son también exhibidas interactivamente en la barra de estado inferior
cuando mueve una estructura con los comandos Structures/ Move (Estructuras/ Mover) o
Structures/ Move on (Estructuras/ Mover sobre).
11.1.2
Árboles de Cargas
Fig. 11.1-2 Parte del Árbol de Cargas para una Típica Estructura de PLS-CADD
Ud. usará el comando Structures/ Loads/ Report (Estructuras/ Cargas/ Informe) para
determinar los árboles de cargas de diseño, en una estructura designada, para las
combinaciones de casos de clima y factores de cargas descrita en Criteria/ Structure Loads
(Method 3, 4) (Criterios/ Cargas de la Estructura (Método 3, 4) (ver Sección 7.3.12). Existen
dos versiones levemente diferentes del informe del árbol de cargas, dependiendo si está
trabajando con un modelo regular de PLS-CADD o con un modelo de PLS-CADD/ LITE.
La Fig. 11.1-2 muestra un ejemplo de una parte de un árbol de cargas para una estructura en
un modelo regular de PLS-CADD. Muestra las cargas para el caso de Carga Pesada del
NESC, sobre la Estructura Nº6 de la línea Demo.
Las cargas de los cables en el sistema de coordenadas del tramo son aquellas de las Ecs. 7-7
a 7-12.
Las cargas de los cables en el sistema de coordenadas de la estructura son aquellas descritas
en la Sección 7.3.12.4.
Las presiones básicas factoreadas del viento sobre la estructura son aquellas definidas en las
Ecs. 7-13 y 7-14.
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Fig. 11.1-3 Parte de un Árbol de Cargas para una Estructura de PLS-CADD/ LITE
La Fig. 11.1-3 muestra un ejemplo de una parte del árbol de cargas para la estructura, en un
modelo PLS-CADD/ LITE. La principal diferencia entre el formato de ese árbol y aquel de la
Fig. 11.1-2 es que, con PLS-CADD/ LITE, no existe el concepto de tramos previos y siguientes,
puesto que todas las cargas son descritas para cada cable adjuntado individualmente. Las
presiones de diseño mostradas en la Fig. 11.1-3 han sido ajustadas para arriba, para
considerar los coeficientes de arrastre de los miembros y algunas peculiaridades de los
modelos de torres a los cuales deben ser aplicados.
Los árboles de carga de diseño descritos en esta sección son aquellos usados para verificar
estructuras del Método 4, como se trata en la Sección 11.1.3.4. Para estructuras del Método 3,
las cargas sobre cada punto de fijación de fase individual en un set son promediadas antes de
ser aplicadas a la estructura. Este promedio, el cual sólo es necesario cuando existe más de
una fase por set, es necesario debido a la restricción de que las cargas sobre cada fase de un
set de una estructura del Método 3 deberían ser idénticas.
Si desea exportar los árboles de carga como archivos de carga estándar, utilizables por
nuestros programas PLS-POLE o TOWER, use el comando Structures/ Loads/ Write LCA file
(Estructuras/ Cargas/ Escribir Archivo LCA) o Structures/ Loads/ Write LIC file
(Estructuras/ Cargas/ Escribir Archivo LIC).
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11.1.3
Verificación de Resistencia
La función de Structures/
Check
(Estructuras/
Verificar) es usada para
verificar la resistencia de una
Fig. 11.1-4 Ventana de Verificación de Resistencia
estructura y la adecuación de
los balanceos de los aisladores. Inmediatamente después de hacer click sobre la estructura
deseada, recibe el diagnóstico breve del diálogo de Structure Check (Verificación de
Estructura) (Fig. 11.1-4). Por ejemplo, los datos en la Fig. 11.1-4 indican que, para su posición
actual en la línea, la estructura verificada tiene su resistencia utilizada al 93,3% de su
capacidad, y los balanceos de sus aisladores están todos OK. Al hacer click sobre el botón de
Report (Informe), será llevado a los informes más detallados de las Secciones 11.1.3.1 a
11.1.3.4, y haciendo click sobre el botón de Edit (Editar), hace que Ud. edite el archivo de
estructura, como está descrito en el Apéndice F. Al hacer click sobre los botones de Previous
(Previo) o Next (Próximo) le permite verificar la estructura previa o la próxima en la línea.
Como fue explicado en la Sección 8.3, la resistencia de una estructura puede ser verificada por
cualquiera de cuatro métodos diferentes. El método a ser usado, junto con los datos
estructurales necesarios, es especificado en el archivo de la estructura. La verificación de la
resistencia de una estructura del Método 1, 2 o 3 es casi instantánea. Con el Método 4, PLSCADD transfiere el control a uno de nuestros Programas de Estructuras y espera los
resultados del análisis. Esto puede demorar unos segundos. El informe del uso de la
resistencia depende del método utilizado para modelar la estructura.
11.1.3.1
Informe de Verificación de Resistencia para Estructuras del Método 1
Si verifica la Estructura Nº8 en la línea Demo, obtendrá los resultados mostrados en la Fig.
11.1-4 y el informe mostrado en la Fig. 11.1-5. El porcentaje de resistencia utilizado, 93,0%, es
controlado por la longitud de viento real, 1116,1 pies, siendo 93,0% de la longitud de viento
admisible de 1200 pies. Las longitudes de peso reales para los tres casos especificados de
carga (906, 898 y 988 pies, respectivamente) son menores que sus valores admisibles (1500,
1600 y 1400 pies, respectivamente) por márgenes mayores, y por lo tanto no controlan el
porcentaje de resistencia en uso.
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Fig. 11.1-5 Informe de Verificación de Resistencia para Estructura del Método 1
218
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11.1.3.2
Informe de Verificación de Resistencia para Estructuras del Método 2
La Fig. 11.1-6 muestra un típico informe de verificación de resistencia para una estructura del
Método 2.
Fig. 11.1-6 Informe de Verificación de Resistencia para Estructuras del Método 2
11.1.3.3
Informe de Verificación de Resistencia para Estructuras del Método 3
No mostramos un informe de verificación de resistencia para estructuras del Método 3 porque:
1) las estructuras del Método 3 han sido muy poco utilizadas en el pasado, 2) ya no
recomendamos su uso y probablemente dejaremos de proporcionarles apoyo en el futuro, 3)
actualmente existe cierta incompatibilidad entre la nueva capacidad de PLS-CADD para
asignar factores de reducción de resistencia por tipo de componente (miembro de acero, poste
de madera, poste de hormigón, fundación, etc.) y la falta de información sobre el tipo, adjuntada a
cada componente crítico en un modelo.
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11.1.3.4
Informe de Verificación de Resistencia para Estructuras del Método 4
Si Ud. verifica una estructura del Método 4, PLS-CADD determina las
tracciones de los cables, calcula las cargas de diseño, selecciona el
factor de resistencia y los pasa al programa PLS-POLE o TOWER.
Estos programas realizan el análisis y las verificaciones de diseño y
devuelven los resultados a PLS-CADD, todo dentro de uno o unos
pocos segundos. Si hace click sobre el botón de Report (Informe) de
la casilla Structure Check (Verificación de la Estructura) de la Fig.
11.1-4, abrirá la pantalla de selección de informes de la Fig. 11.1-7.
Por ejemplo, al verificar la Estructura Nº9 en la línea Demo y
seleccionando el informe Long (Extenso) y la ventana de Geometry
(Geometría) le permite examinar ambas, como se muestra en la Fig.
11.1-8.
Fig. 11.1-7
El informe Long (Extenso) incluye resultados detallados del análisis.
La ventana Geometry (Geometría) incluye las configuraciones flexionadas de la estructura,
para cualquier caso de cargas seleccionado, así como la utilización porcentual de la resistencia
de sus componentes individuales.
Fig. 11.1-8 1 Informe de Verificación de Resistencia y Geometría para Poste del Método 4
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11.1.4
Extensiones de Montantes y Longitudes de Tensores en Terrenos
Inclinados
Si Ud, tiene un modelo TIN y una estructura del Método 4, PLS-CADD es capaz de localizar el
punto de intersección de los montantes, o de los tensores de su estructura, con el suelo,
asumiendo que estos montantes o tensores pueden ser extendidos indefinidamente a lo largo
de sus pendientes originales, en el modelo de la estructura. El programa usa esa información
para reportar las extensiones de montantes necesarios, así como las longitudes de los
tensores. Además, la vista en 3 dimensiones mostrará las extensiones y los reveals con
marcadores rojos y azules (ver Fig. 11.1-10). Para borrar los marcadores, necesitará utilizar el
comando View/ Markers/ Clear Markers (Vista/ Marcadores/ Borrar Marcadores) (F5).
La función está disponible desde Terrain/ TIN/ Leg and Guy Extensions Report (Terreno/
TIN/ Informe de Extensiones de Montantes y Tensores), el cual abrirá la ventana de diálogo
de Leg Extensions and Guy Lengths (Extensiones de Montantes y Longitudes de
Tensores) de la Fig. 11.1-9. Los datos en esa pantalla son:
Start & End (Inicio y Fin):
Números
de las estructuras con los cuales desea
iniciar y terminar su informe
Include Guys or Legs (Incluir Tensores
o Montantes):
Marque aquí para incluirlos en el
informe
Min. (Máx.) Reveal (Revelar Mínimo
(Máximo)):
El programa exhibirá un mensaje de
error si el revelar es menor que el
mínimo o mayor que el máximo valor.
Se define Revelar como la distancia
vertical entre la TIN y el extremo inferior
de un miembro montante o tensor en su
modelo, medido en las coordenadas XY del extremo de ese miembro. Los
Reveals son mostrados como líneas Fig. 11.1-9 Extensiones de Montantes y Longitudes de
azules en la vista de 3 dimensiones, y
Tensores
son positivos si el suelo se encuentra
debajo del extremo del montante o tensor.
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Min. (Max.) slope intersect length (Mín. (Máx.) longitud de intersección con la pendiente):
Aparecerá un mensaje de error si la longitud de intersección de la pendiente es menor que el
mínimo o mayor que el máximo. Para un miembro de una torre reticulada, esta es la longitud
original del miembro más la longitud hasta su intersección con la TIN. Para un tensor, es la
longitud total del mismo, necesaria para intersectar la TIN.
Por cada miembro montante o tensor, el programa
generará una línea en el reporte indicando las
coordenadas X,Y y Z del suelo debajo del extremo
inferior del miembro o tensor, y las coordenadas
donde ese miembro o tensor intersectaría el suelo,
si fuera extendido hasta el infinito. El reporte
también contiene las longitudes de los reveals, así
como las longitudes originales, adicionales y totales
de los miembros y tensores.
La Fig. 11.1-10 muestra la extensión del montante y
los reveals para la Estructura Nº5 de la línea Demo,
después de haber sido elevada temporalmente en
15 pies (para estar significativamente sobre el
suelo) para los datos en la Fig. 11.1-9.
Fig. 11.1-10 Extensiones de Montantes y
Reveals
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11.2 Secciones de Tracción
11.2.1 Flechas y Tracciones
Fig. 11.2-1a Cálculos de Tracción del Nivel 1 para una Sección Seleccionada
La función de Sections/ Sag-tension (Secciones/ Flecha-tracción) deja que Ud. seleccione
una sección de tracción (o un elemento de cable individual) y determina su tracción mecánica,
para cualquier combinación de condiciones del clima y del cable. También le proporciona la
flecha en la longitud reguladora correspondiente (Nivel 1), o en cualquier elemento de cable
individual (Niveles 2, 3 o 4). Obtiene cálculos instantáneos de tracción en la pantalla interactiva
de Sag Tension (Tracción de Flecha) después de elegir un Weather case (Caso de Clima) y
una Cable condition (Condición del Cable).
Si elige Initial RS (Inicial RS), Creep RS (Fluencia Lenta RS) o Load RS (Carga RS) como la
condición del cable (modelado del Nivel 1), la pantalla interactiva de Sag Tension mostrará
flechas y tracciones horizontales para la longitud reguladora de la sección de tracción elegida,
como se muestra en la Fig. 11.2-1a, para la fase derecha inferior en el extremo de la línea
Demo. Si elige Initial FE (Inicial FE), Creep FE (Fluencia Lenta FE) o Load FE (Carga FE)
(modelado del Nivel 2, 3 o 4), la pantalla interactiva mostrará flechas y tracciones calculadas
por elementos finitos, para el único cable seleccionado, como se muestra en la Fig. 11.2-1b
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Fig. 11.2-1b Cálculos de Tracción del Nivel 2, 3, o 4 para un Solo Cable
Al hacer click sobre el botón de Previous (Anterior) o Next (Próximo) en la pantalla interactiva
de Sag Tension (Tracción de Flecha) para moverse a través de las secciones de tracción
(Nivel 1) o de los elementos de cable individuales (Nivel 2, 3 o 4) que cruzan la línea vertical
en donde Ud. hizo click con el mouse. En la Fig. 11.2-1a, se pone énfasis en la sección de
tracción para la cual se llevaron a cabo los cálculos de Nivel 1 (el cable más bajo a lo largo de
4 tramos). La máxima tracción reportada es la mayor sobre los extremos de todos los tramos
reales en la sección de tracción, si elige "using actual geometry of the tension section” (usando
la geometría real de la sección de tracción) en la pantalla interactiva de Criteria/ Maximum
tension (Criterios/ Tracción Máxima) (Sección 7.3.8). En la Fig. 11.2-1b, se enfatiza el
elemento de cable individual, para el cual se realizaron los cálculos de tracción del Nivel 2, 3 o
4 (cable inferior en el tercer tramo a la derecha de la estructura más alta).
Haga click sobre Report (Informe) para obtener un reporte completo de flecha-tracción, para
todos los casos de clima que ha definido bajo Criteria/ Weather (Criterios/ Clima). Con el
modelado del Nivel 1 obtendrá el reporte compacto mostrado en la Fig. 11.2-2. Con el
modelado del Nivel 2, 3 o 4, obtendrá un reporte más complejo, como se trata en la Sección
N.6.
224
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2009
MANUAL PLSCADD
Fig. 11.2-2 Informe de Flecha-Tracción del Nivel 1 para Sección Elegida
La primera parte del informe de flecha-tracción del Nivel 1 proporciona las tracciones y las
flechas de la longitud reguladora para cada caso de clima y cada condición del cable (Inicial
RS, después de Fluencia Lenta RS y después de Carga RS). La segunda parte muestra cómo
cada tracción es compartida entre los filamentos exteriores (aluminio en el caso de un
conductor ACSR) y los filamentos del núcleo (acero en el caso del conductor ACSR). En
algunos casos a muy alta temperatura, será capaz de observar que los filamentos exteriores de
aluminio tienen tracción cero (si no permite compresión en el aluminio) o entra en compresión,
si lo permite (ver Sección 7.3.5). En general, mientras más elevada sea la temperatura, mayor
será la fracción de la tracción total soportada por el núcleo.
Con el Nivel 1, Sections/ Sag-tension (Secciones/ Flecha-Tracción) solamente calcula la
flecha en la longitud reguladora de la sección de tracción elegida. Sin embargo, las flechas
pueden ser obtenidas tramo por tramo para varias condiciones de temperatura y cables,
usando la función Sections/ Stringing charts (Secciones/ Tablas de Tendido) descrita en la
Sección 11.2.4.
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225
11.2.2 Verificación de los Límites de Diseño
Fig. 11.2-3 Verificación de Diseño para Sección Elegida en la Fig. 11.2-1a
La función Sections/ Check (Secciones/ Verificar) le permite elegir una sección de tracción y
verificar los requerimientos de diseño especificados bajo Criteria/ Cable Tensions (Criterios/
Tracciones de los Cables). Las líneas con violaciones son mostradas en rojo con una NG (No
Buena) al final de la línea.
11.2.3 Holguras
11.2.3.1
Holguras desde los Puntos Topográficos a las Fases
Las funciones bajo Sections/ Clearances/ To
Ground (Secciones/ Holguras/ Al Suelo)
muestra una línea vertical en la posición del
cursor del mouse y muestra interactivamente la
distancia mínima o vertical desde el suelo a la
fase más cercana al cursor. La distancia se
muestra en la barra de estado inferior.
La función Terrain/ Clearance (Terreno/
Holgura) le permite al usuario hacer click
sobre un punto del terreno u obstáculo, para
determinar las distancias verticales y
horizontales desde el punto a todas las fases
cercanas. El exceso de holguras, o sea las
diferencias entre las distancias reales y las
mínimas requeridas de la tabla de Feature
Codes (Códigos de Características) (ver
Sección 6.1), son calculadas en primer lugar.
Luego sus valores mínimos son mostrados en
el diálogo de Terrain Clearance (Holgura al
Terreno) (Fig. 11.2-4a). Las holguras son
calculadas para cada una de las condiciones
226
Fig. 11.2-4a Ventana de Holguras del Terreno
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MANUAL PLSCADD
descritas en Criteria/ Survey Point Clearances (Criterios/ Holguras de Puntos
Topográficos) (Sección 7.3.13). Para cualquier condición que incluya viento, los cálculos son
hechos para vientos desde la izquierda y desde la derecha. Las violaciones de holguras son
reportadas cuando los cables se encuentran demasiado cerca del punto topográfico, como se
describe en la Sección 6.1.1.
Fig. 11.2-4b Opciones de Holguras para Puntos Topográficos
En vez de verificar un punto topográfico individual, puede solicitar una verificación completa de
holguras, para todos o para un subgrupo de los puntos topográficos, usando el comando Lines/
Reports/ Survey Point Clearances (Líneas/ Informes/ Holguras de Puntos Topográficos).
Será llevado a la ventana de diálogo de la Fig. 11.2-4b, en donde se encuentran disponibles
muchas opciones.
Por ejemplo, puede solicitar las vistas en planta, de perfil y de sección transversal en su
reporte, como se muestra en la Fig. 11.2-4c.
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227
La Fig. 11.2-4c muestra un
solo punto topográfico
(círculo de un solo color),
identificado como
una
violación. Debido a esto,
será mostrado el texto en
rojo en los reportes, y con
círculos rojos en los
gráficos. En el ejemplo
simple de la figura, existían
solamente dos condiciones
para la verificación de las
holguras en los criterios de
diseño: una condición de
alta temperatura sin viento,
y una con viento. Cuando
el viento está presente, el
tramo
entero
rota
alrededor de la línea que
Fig. 11.2-4c Porción Gráfica del Informe de Holguras
une sus puntos de fijación
y se identifica el punto de intersección de esa línea recta con el plano vertical que pasa por el
punto topográfico (punto de rotación). El punto de rotación es mostrado en la porción de la
Sección Transversal de la Fig. 11.2-4c, como el punto en común de las tres líneas punteadas.
Además, la vista de la Sección Transversal muestra donde el cable atraviesa el plano vertical,
en la posición del punto topográfico para todas las holguras de casos de clima (dos puntos
cuando hay viento). El punto más bajo de la línea vertical punteada en la vista de la Sección
Transversal es la posición del cable en la condición de alta temperatura. Las dos líneas
punteadas inclinadas muestran las vistas longitudinales desplazadas del cable bajo el viento,
con sus puntos extremos marcando las posiciones del cable en el plano vertical del punto
topográfico. Puesto que el rectángulo dibujado alrededor del punto topográfico representa la
zona de holgura requerida (ver Sección 6.1.1), la Fig. 11.2-4c muestra que existe una violación
de holgura para el viento soplando hacia la izquierda, pero no para el viento soplando a la
derecha o para el caso de alta temperatura.
Cualquier marcador gráfico que sea mostrado después de que Ud. solicite una verificación de
holguras puede ser borrado con View/ Markers/ Clear Markers (Vista/ Marcadores/ Eliminar
Marcadores).
228
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MANUAL PLSCADD
11.2.3.2
Holguras entre Cables
Existen muchas funciones disponibles en PLS-CADD, para determinar las holguras entre
cualquier combinación de cables a tierra y conductores. Estas funciones pueden también ser
utilizadas para la comparación de las holguras calculadas con valores admisibles, que Ud. debe
proveer. Las funciones de holguras entre cables son descritas en esta sección.
11.2.3.2.1
Verificación Básica de Holguras
Para un tramo seleccionado,
la
función
Sections/
Clearances/
Between
Sections
(Secciones/
Holguras/
Entre
Secciones) determina las
distancias más cortas entre
todos los cables de un set,
bajo una combinación dada
Fig. 11.2-5 Ventana de Holguras entre Cables
de condiciones de clima y del
cable, y todos los cables de otro set (o del mismo), bajo la misma o una diferente combinación
de condiciones de clima y del cable. Las combinaciones por defecto de condicones de clima y
del cable son definidas en Criteria/ Phase Clearances (Criterios/ Holguras de Fase). Por
ejemplo, usando los datos en la Fig. 11.2-5, en la línea demo obtendrá las distancias más
cortas entre la fase intermedia kiwi, cargada con el caso de clima de Extreme Ice (Hielo
Extremo) y la fase kiwi inferior, sin el hielo en el tramo entre las estructuras Nº5 y Nº6. La
función es extremadamente potente, ya que calcula las distancias en 3D para casos de clima
arbitrarios, incluyendo condiciones de viento que desvían los cables lateralmente. Las
distancias más cortas entre fases son impresas en un reporte, y también pueden ser vistas al
lado de marcas de color rojo, localizadas entre los pares de puntos que se encuentran más
cercanos entre sí. Si los cables son mostrados para las mismas combinaciones de condiciones
de clima y de cable, como aquellos usados en el cálculo de las holguras, los extremos de los
marcadores terminarán sobre los cables visualizados. Use View/ Markers/ Clear Markers
(Vista/ Marcadores/ Eliminar Marcadores) para eliminar los marcadores.
Como verificar la holgura a una línea cruzada
La función Sections/ Clearances (Secciones/ Holguras) puede también ser usada para
verificar distancias entre cables de líneas cruzadas, para cualquier combinación de condiciones
de casos de clima y de cable. Esto se describe mejor refiriéndose al cruce de cables KIWI entre
las Estructuras Nº4 y Nº5 de la línea Demo y el cable de distribución entre los puntos
etiquetados "Distribution Attachment” (Accesorio de Distribución) (ver Fig. 11.2-6). Ese tramo
cruzado fue modelado con los siguientes pasos:
1) Cree una estructura de extremo ficticia, con sólo un set y una fase en el tope de la estructura
("attachment” (fijación) de la Estructura en la línea Demo). Asígnele una altura artificial,
digamos 0 pie, y una resistencia ficticia, digamos con longitudes de viento y peso = 100.000
pies.
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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229
Fig. 11.2-6 Tramo Cruzado Creado en la Línea Demo
2) Ubique una estructura
ficticia en cada lado de la
línea,
con
sus
topes
ubicados en
la fijación
izquierda y derechadel
cable
cruzado.
Utilice
Structures/
Add
(Estructuras/
Agregar),
haga click en la cercanía de
Fig. 11.2-7 Ubicando Estructura Cruzada Ficticia
la
estación
deseada,
asegúrese que no está conectando las estructuras ficticias a los cables que pasan sobre las
mismas e ingrese la estación requerida, ajuste de altura y de desplazamiento para igualar al
punto de soporte (ver Fig. 11.2-7). Si existieren puntos topográficos en las posiciones de las
estructuras, puede usar el comando Structures/ Move on (Estructuras/ Mover Sobre), para
capturar el tope de sus estructuras ficticias a los puntos topográficos.
3) Tienda y fleche el cable que cruza entre las dos estructuras ficticias. Esto creará otra sección
de tracción entre las dos estructuras originales. Si hay un punto topográfico sobre el cable
cruzado, use Graphical Sag (Flechado Gráfico) (ver Sección 10.3.2.4) para capturar el cable
a ese punto.
4) Luego puede usar la función Sections/ Clearances /Between Sections (Secciones/
Holguras/ Entre Secciones) para verificar la holgura entre los cables cruzados. Esto fue
hecho para el ejemplo en la Fig. 11.2-6, al hacer click en la vista de perfil entre los dos postes
230
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MANUAL PLSCADD
de distribución, y seleccionando los cables y condiciones para las cuales era deseada la
holgura, en la ventana de Section Clearances (Holguras de Sección) (ver recuadro dentro de
la Fig. 11.2-6).
Cuando termine, observará los marcadores de holguras mínimas.
Si en vez de un sólo cable, Ud. desea verificar el cruce de un tramo de cables múltiples, sus
estructuras ficticias deberían incluir el número necesario de sets y fases.
No puede usar el procedimiento de arriba si la línea cruzada es exactamente perpendicular a la
alineación de la línea original, porque los ejes verticales de las dos estructuras ficticias estarían
exactamente en la misma estación. Sin embargo, puede crear estructuras ficticias con puntos
de fijación desplazados para evitar este problema.
11.2.3.2.2
Verificaciones de Holguras de Tramos Múltiples
Si necesita verificar sistemáticamente múltiples holguras entre cables, obtendrá muchas
opciones al acceder a la ventana de diálogo de Wire Clearances (Holguras de los Cables)
(ver Fig. 11.2-8) con el comando Lines/ Reports/ Wire Clearances (Líneas/ Informes/
Holguras de los Cables).
Las múltiples verificaciones de holguras serán realizadas para todas las combinaciones de
cables fuente y cables objetivo designados, entre la Start Structure (Estructura Inicial) y la End
Structure (Estructura Final).
Un cable fuente designado es cualquier cable que tenga su Voltage (Voltaje) seleccionado en la
parte de Source Wire (Cable Fuente) de la ventana de diálogo de Wire Clearances. Los
cálculos de holguras serán realizados para las posiciones de los cables fuente, bajo los
parámetros seleccionados de Caso de Clima, Condición del Cable y Dirección del Viento.
Un cable designado como objetivo es cualquiera que tiene el Voltaje elegido en la parte de
Target Wire (Cable Objetivo) de la ventana de diálogo de Wire Clearances. Los cálculos de
holguras serán realizados para las posiciones de los cables objetivo, bajo los parámetros de
Caso de Clima, Condición del Cable y Dirección del Viento seleccionados.
Las holguras requeridas para los voltajes elegidos son ingresadas en la porción de Required
Separation (Separación Requerida) de la ventana de diálogo de Wire Clearances. Si las
holguras reales calculadas son menores que los valores requeridos, la información será
identificada en color rojo, en el informe opcional, o con un marcador en las vistas de perfil y 3D.
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231
La Regla 235B NESC 2002 (regla norteamericana) y la RTE (regla francesa) Increases in
Required Separation due to Asynchronous Wind (Aumentos de Separación Requerida debido a
Viento Asincrónico) son aumentos en las holguras requeridas, dependientes de la flecha, con el
fin de considerar la falta de sincronización
completa entre la posiciones desplazadas de
los varios cables afectados por el viento.
Muchas Output Options (Opciones de
Salida) están disponibles al pie de la pantalla
interactiva de Wire Clearances (Holguras de
los Cables).
Si elige Draw markers along source wires
(Dibuje marcadores a lo Largo de los cables
fuente), todos los cables fuente serán
dibujados de acuerdo a la combinación
elegida de caso de clima, condición del cable
y dirección del viento, independientemente de
cualquier condición de visualización que haya
seleccionado en Sections/ Display Options
(Secciones/ Opciones de Visualización).
Por ejemplo, la más gruesa de las dos
posiciones de cada cable en la Fig. 11.2-9
representa las posiciones más altas asumidas
de los cables, durante el moviento dinámico
de los mismos causado por la súbita caída
del hielo impuesto en el caso de clima. Las
posiciones seleccionadas de los cables
Fig. 11.2-8 Ventana de Diálogo de Holguras de los
son tratadas como marcadores, los
Cables
cuales,
como
todos
los
demás
marcadores, pueden ser borrados con el comando View/ Display Options/ Clear Markers
(Vista/ Opciones de Visualización/ Eliminar Marcadores).
Si selecciona Consider Ice Jumping (Considere Salto del Hielo) en la porción de Source Wire
de la ventana de diálogo de Wire Clearances, la posición asumida de cualquier cable fuente, a
partir del cual se realizan los cálculos de holguras, es determinada de la siguiente manera.
Cada punto del cable en la posición de salto hacia arriba es determinado a partir de la posición
del mismo cuando el tramo entero está cubierto de hielo, por simetría, alrededor de la posición
estática del punto, a la misma temperatura que cuando no existe hielo, o sea que con una
súbita caída del hielo del tramo entero, el cable salta sobre su posición de sin hielo en la misma
medida que el hielo lo flechó por debajo de su condición de sin hielo. Este es un supuesto
conservador y sirve para establecer una envolvente de posibles posiciones de los conductores.
232
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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MANUAL PLSCADD
La Fig. 11.2-9 muestra marcadores de holguras y cables para los datos en la Fig. 11.2-8, en un
circuito modelado como un set con tres fases. Los trazos gruesos (marcadores) representan las
posiciones superiores de los cables fuente después de la caída del hielo. Los trazos finos
representan los cables objetivo (los mismos cables todavía bajo hielo). Los dos marcadores en
la mitad del tramo muestran las holguras más cortas entre los cables fuente y los cables
objetivos, a los cuales se puede aplicar un requerimiento de código.
Fig. 11.2-9 Holgura de Salto del Conductor después de la Caída del Hielo
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233
11.2.3.2.3
Holguras entre Elipses Galopantes
Uno de los métodos
usados
en
la
determinación
de
holguras entre cables
galopantes es el de
dibujar
elipses
galopantes.
Las
elipses
galopantes
son las envolventes
aproximadas
del
movimiento de los
cables
bajo
condiciones
de
galope. La función
Sections/Clearances
Galloping Ellipses
(Secciones/
Holguras a Elipses
Galopantes) puede
ser
usada
para
seleccionar un tramo
y
dibujar
elipses
Fig. 11.2-10 Elipses Galopantes
galopantes de curva
cerrada única o doble, de acuerdo con los procedimientos del Boletín REA 1724E-200 o el
Reporte Cigre 322 (ver Sección 7.3.16). También se puede utilizar para calcular las distancias
más cortas entre cualquier par de elipses. Si el archivo de estructura de la misma, al inicio del
tramo galopante incluye información geométrica detallada, entonces la estructura y las elipses
son dibujadas a escala, encima una de otra, como se muestra en la Fig. 11.2-10. Las elipses
son dibujadas para las combinaciones de casos de clima y condiciones del cable especificadas
en Criteria/ Galloping (Criterios/ Galopantes). La Fig. 11.2-10 muestra elipses galopantes en
el tramo a la derecha de la Estructura Nº4 en la línea Demo. También exhibe una parte del
reporte galopante (Ignore la información parásita proveniente del tramo cruzado).
11.2.3.3
Holguras entre Cables y Estructuras – Ángulos de Salida
Ud. puede realizar verificaciones de holguras entre las partes energizadas del sistema de
cables y los modelos de estructuras de soporte con el comando Lines/ Reports/ Structure
Clearances (Líneas/ Informes/ Holguras de la Estructura). Esta función trabaja solamente si
sus estructuras han sido modeladas con nuestros programas PLS-POLE o TOWER
(estructuras del Método 4). Las verificaciones de holguras se harán sólo para la condición de
visualización elegida en Sections/ Display Options, y para el rango de estructuras y los
parámetros descritos en la pantalla interactiva de Structure to Wire Clearances (Holguras de
la Estructura a los Cables), mostrada en la Fig. 11.2-11 (note que la opción de la Flecha del
Cable Puente está disponible sólo si elige “Enable Clearance to Jumper” (Activar Holgura a
Cable Puente) en el menú Custom Under Development/ RTE (Personalizado En Desarrollo/
RTE), el cual está disponible después de que presione la tecla F1 mientras está en la vista de
Perfil).
234
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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MANUAL PLSCADD
PLS-CADD identificará todos los voltajes de
todos los circuitos presentes en su modelo. En
la pantalla interactiva de Structure to Wire
Clearances; Ud, deberá ingresar las holguras
requeridas para estos voltajes.
Dependiendo de
las Output
Options
(Opciones de Salida) elegidas, será capaz de
ver las distancias más cortas entre los cables (o
haces, si ingresa un Bundle Diameter (Diámetro
del Haz)) y las estructuras, como las mostradas
para torres reticuladas en la Fig. 11.2-13. Las
distancias menores que sus Required
Distances (Distancias Requeridas) serán
mostradas en rojo. Para postes y pórticos de
acero, los cálculos de holguras serán
ejecutados correctamente, a las caras de los
postes u otros componentes. Para estructuras
con cabos, las holguras entre los cables y los
tensores también pueden ser calculadas.
Fig. 11.2-11 Holguras de la Estructura a los
Cables
Los modelos de PLS-POLE y
TOWER le permiten a Ud. definir
zonas energizadas opcionales
para aisladores de anclaje, en
esas bibliotecas de aisladores
(Esta característica no está
disponible en todas las versiones
de estos programas). Estas
zonas son definidas por cilindros
de diámetro CD y longitud CL,
como se muestra en la Fig. 11.212. Los cilindros energizados
poseen extremos semiesféricos,
como se observa. Las distancias
A-C y B-D son las longitudes de
los aisladores
de
anclaje.
C ’ AND D ’ ARE DISPLACED
POSITIONS OF POINTS C AND D
BD
UNDER SPECIFIED WEATHER CASE
CL
D
CD
B
ENERGIZED
CYLINDER WITH
SPHERICAL ENDS
E
C’ - D’
A
JS
JS
JD
C
BD
F
JA
F’
VIEW IN PLANE PERPENDICULAR
TO LINE C ’ - D ’
Además
de
los
cilindros Fig. 11.2-12 Propiedades de Aisladores de Anclaje y Cables
energizados, puede definir las
Puente
dimensiones de un cable puente
energizado, adjuntado entre los extremos de los aisladores de anclaje. El cable puente posee el
mismo diámetro JD que el Bundle Diameter (Diámetro del Haz) BD opcional que es ingresado
en la pantalla interactiva de Structure to Wire Clearances (Holguras de la Estructura a los
Cables) de la Fig. 11.2-11. La flecha JS a la mitad de la longitud del cable puente es también
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235
definida en la misma pantalla interactiva. Con las dimensiones opcionales de los aisladores de
anclaje y del cable puente obtendrá tres verificaciones de holguras en las conexiones de los
extremos: 1) las distancias más cortas desde los cables (haces) a la estructura. 2) las
distancias más cortas desde los cilindros energizados a la estructura, y 3) la distancia más
corta desde el cable puente a la estructura. Esto se muestra en la lámina izquierda de la Fig.
11.2-13. Se asume que el cable puente se balancea con un ángulo JA (ver Fig. 11.2-12), el cual
es el promedio de los ángulos de balanceo de los tramos, a los cuales está conectado para el
caso de clima expuesto. Los cables puente no son ingresados manualmente, pero se asume su
existencia entre cualquier par de aisladores de anclaje que: 1) son parte del mismo set y fase,
2) se encuentran a la misma elevación y desplazamiento desde la estructura (por ejemplo,
aisladores de anclaje adjuntados en las esquinas de un brazo en bastidor en una torre
reticulada), o 3) están adjuntados al mismo punto en la estructura.
Fig. 11.2-13 Holguras para los Datos en la Fig. 11.2-11
236
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11.2.3.3.1
Ángulos de Salida
La Fig. 11.2-14 define los ángulos
de salida
que
pueden ser
calculados usando los comandos
Lines/ Reports/ Blowout and
Departure Angle Report (Líneas/
Informes/ informe de Ángulo de
Desplazamiento y Salida). Ud.
puede comparar los ángulos de
salida calculados en relación a
límites de diseño que no debe
exceder, basado en la geometría de
su instalación.
F
B , C , E , F , AND S ARE IN
SAME HORIZONTAL PLANE
S
E
VAA
HAB
CA
C
B
VAB
D
CA
HAB y HAA son los ángulos de
salida horizontales, en los tramos
previo y siguiente, respectivamente.
HAA
( 180 DEG. - WIRE ANGLE TURNED )
A
Fig. 11.2-1 Ángulos de Salida
VAB y VAA son los ángulos de
salida verticales.
El Wire Angle Turned (Ángulo de Cable Girado) reportado es igual a 180 grados menos el
ángulo CA en la Fig. 11.2-14.
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237
11.2.3.4
Holguras a la TIN y Contornos de Holguras Iguales
Una de las funciones más potentes de PLS-CADD es su habilidad para encontrar la distancia
más corta entre cualquier cable (para cualquier combinación de caso de clima y condición del
cable) y la superficie de un modelo TIN. Por ejemplo, recorriendo a lo largo de la fase inferior
del circuito izquierdo en la línea de la Fig. 11.2-15a, podríamos estar interesados en conocer la
distancia más corta entre esa fase y el suelo, bajo algún desplazamiento producido por el
viento. Estas distancias más cortas han sido encontradas por el programa y son indicadas a
intervalos de 5 pies, a lo largo de la fase, por líneas que conectan la fase al suelo. Se dibuja
una línea contínua en el suelo para indicar donde las holguras tridimensionales son mínimas.
Existe la opción de mostrar las distancias reales al lado de cada línea inclinada, pero no fue
utilizada en la Fig. 11.2-15a para reducir el desorden. El ejemplo muestra que en situaciones
ventosas con colinas laterales, las holguras críticas al suelo pueden ser oblícuas antes que
verticales.
El problema de las holguras a las colinas laterales es resuelto al usar la función de holguras, a
la cual se accede con Terrain/ TIN/ Clearance to TIN (Terreno/ TIN/ Holguras a la TIN). Será
llevado a la pantalla interactiva de Clearance to TIN (Holguras a la TIN) de la Fig. 11.2-15b,
en donde puede elegir entre combinaciones de opciones.
238
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Fig. 11.2-15a Holguras al Modelo TIN
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239
Otra manera de mostrar las
holguras de un modelo TIN a los
cables es el de usar la función
Terrain/ TIN/ Isoclearance Lines/
Create Clearance TIN (Terreno/
TIN/ Líneas de Holguras Iguales/
Crear Holguras a TIN). Esta
función crea un modelo TIN
separado, en donde la coordenada
Z ahora representa la distancia
más corta entre puntos sobre la
TIN original y el cable más
cercano. Mientras queel
TIN
Original representa la superficie del
suelo (basada en las coordenadas
X, Y y Z de los puntos
topográficos), la Clearance TIN
(Holguras a
TIN)
usa las
coordenadas X e Y del TIN
Original, pero la coordenada Z
ahora representa la distancia más
corta a los cables. Existen varias
opciones para la función Create
Clearance TIN (Crear Holguras a
TIN), como se describe en la
pantalla interactiva de la misma.
Fig. 11.2-15a Contornos de Holguras Iguales
240
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Una vez que haya creadouna
Clearance TIN (Holguras a TIN), puede
mostrarla con las mismas opciones que
las de TIN Original, con el comando
Terrain/ TIN/ Isoclearance Lines/
Clearance TIN Display Options
(Terreno/ TIN/ Líneas de Holguras
Iguales/ Opciones de Visualización
de Holguras a TIN). Si elige mostrar
curvas de nivel, éstas serán en realidad
líneas de holguras iguales, como se
muestra en la Fig. 11.2.16a. Cada curva
de nivel corresponde a puntos del
terreno que tienen una distancia mínima
dada al cable más cercano.
Fig. 11.2-16a Contornos de Holguras Iguales
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241
11.2.4
Cuadros de Tendido de Construcción
La función Sections/ Stringing Chart/ Single
Section (Secciones/ Cuadro de Tendido/
Sección Única) le permite seleccionar un tramo
para el cual se pueden calcular las flechas o
tracciones del tendido, para un rango de
temperaturas y condición del cable dados. Los
valores de las flechas son a mitad del tramo,
como se define en la Fig. J-1. Los números que
representan flechas o tracciones pueden ser
usados por las cuadrillas de construcción para
igualar la condición de una sección de tracción en
el campo, a la asumida en los cálculos de diseño.
La función Sections/ Stringing Chart/ Multiple
Sections (Secciones/ Cuadro de Tendido/
Secciones Múltiples) provee información similar
para todos los tramos. Si marca String Bare
Messenger Wire (Tender Cable Mensajero
Desnudo), se le pedirá el peso de los cables
soportados.
Fig. 11.2-17 Ventana del Cuadro de Tendido
La Fig. 11.2-18 muestra el cuadro de
tendido para la sección seleccionada
en la Fig. 11.2-1a, dados los
parámetros en la Fig. 11.2-17.
Fig. 11.2-18 Cuadro de Tendido para una sola Sección de
Tracción
242
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11.2.5
Desplazamientos de Construcción
PLS-CADD puede realizar cálculos de desplazamientos de aisladores y correcciones de
flechas, necesarios para la instalación de cables en terrenos accidentados. Estos cálculos se
basan en el método de la “Forma Larga”, descrito por Winkelman (Winkelman, 1959). Éste es
un método aproximado comúnmente usado en América del Norte. Se basa en los supuestos de
que las formas parabólicas son suficientemente exactas para describir cables suspendidos y
que estos cables se comportan de manera elástica durante la construcción. Para la instalación
en terrenos muy escabrosos, se deben utilizar métodos de computadora más exactos
(McDonald y Peyrot, 1990).
Cuando los soportes no están a la misma elevación, un conductor colgando en poleas
acanaladas de tendido (“en poleas acanaladas”) tiende a deslizarse colina abajo, desde los
tramos superiores hacia los tramos inferiores, como se muestra en la Fig. 11.2-19. En tales
situaciones de tendido, el componente horizontal de tracción del conductor es mayor en los
tramos superiores (por ejemplo, el tramo AB en la Fig. 11.2-19) que en los tramos inferiores
(tramo CD). Sin embargo, cuando se encuentra finalmente enflechado y adjuntado a los
aisladores de suspensión, el componente horizontal de tracción del conductor debe ser
aproximadamente el mismo en todos los tramos y todos los aisladores deben estar
verticalmente a plomo, para una condición de diseño especificada. Esto se ilustra como la
configuración final suspendida ("en grampas"), en la Fig. 11.2-19.
Cuando PLS-CADD determina los
B
desplazamientos de los aisladores y A
CLAMP IS ATTACHED AT
las correcciones de las flechas, el
CLIP POINT
mayor componente horizontal de
tracción a alcanzar, H0 en la
configuración de "en grampas" es la
C
tracción inicial calculada para la VERTICAL
LINE
temperatura específica T en la
S
pantalla de
Offset
Clipping
CABLE IN SHEAVES
(Engrampado Desplazado). Esa
AHEAD SPAN
FINAL SUSPENDED
tracción horizontal es la misma que
CONFIGURATION
la reportada en elinforme
de
Stringing Chart (Cuadro de
D
Tendido), a la temperatura T. Para
OFFSET
la temperatura T, el programa
determina las diferentes flechas "en
poleas acanaladas" y "en grampas".
Fig. 11.2-19 Configuración de Tendido y Final del
También ubica los puntos sobre los
Conductor
conductores en donde los aisladores
deben ser adjuntados o sujetados. Las flechas “en poleas acanaladas” (o corregidas) son
aquellas usadas durante el tendido. Son iguales a las flechas “en grampas” de los cuadros de
tendido, más una corrección a la flecha. Por ejemplo, en la Fig. 11.2-19, la corrección de flecha
en el tramo AB debe ser claramente una cantidad negativa, mientras que la misma en el tramo
CD debe ser positiva.
El punto en donde el extremo inferior de un aislador de suspensión es adjuntado al conductor
es definido como un punto de engrampado, mostrado como un punto negro en la Fig. 11.2-19.
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243
La posición del punto de engrampado en cada soporte es definida por el desplazamiento del
engrampado, el cual es la distancia desde la línea vertical que pasa por el punto de fijación a la
estructura del aislador, S. Esa distancia es medida a lo largo del conductor y es negativa si está
en la dirección de las estaciones crecientes (en la dirección del tramo siguiente). La convención
de signos está relacionada al hecho de que un desplazamiento negativo del engrampado
elimina la flojedad en el tramo siguiente.
Los desplazamientos de construcción y las correcciones de flechas son llevadas a cabo, para
todas las secciones de tracción, al hacer click sobre el ítem del menú Sections/ Offset
Clipping Report (Secciones/ Informe de Engrampados Desplazados). La Fig. 11.2-20
muestra una porción de un típico informe de engrampados desplazados.
Fig. 11.2-10 Típico Informe de Engrampados Desplazados
244
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11.2.6 Clasificaciones Térmicas
Todos los cálculos de clasificación térmica realizados por PLS-CADD se basan en el Estándar
IEEE 738 para el Cálculo de la Relación Corriente-Temperatura de Conductores Aéreos
Desnudos (IEEE, 1993). Debe referirse a ese Estándar para todos los supuestos subyacentes.
Los cálculos de clasificación térmica le permiten a Ud. determinar las relaciones de estado
contínuo o momentáneo entre la temperatura del conductor y la corriente eléctrica, basadas en
el clima ambiente. Estos cálculos, junto con la capacidad de PLS-CADD para exhibir y verificar
las holguras de la línea a diversas temperaturas, le proveen con todas las herramientas
necesarias para clasificar sus líneas. Se accede a los cálculos de clasificación térmica a través
de los menús de Sections/ IEEE Std 738-2006 ..(Secciones/ Estándar IEEE 738-2006..).
Antes de solicitar cualquier cálculo de clasificación, debe asegurarse de que los conductores
para los cuales calculará su clasificación posean las propiedades térmicas definidas en el tercio
inferior de la pantalla interactiva Cable Data (Datos de Cables) (ver Fig. 9.2-1 en la Sección
9.2). Necesitará una copia del Estándar IEEE y posiblemente otras referencias para la
obtención de los datos necesarios.
Estamos constantemente mejorando PLS-CADD así como nuestros otros programas, y
trabajamos con varias organizaciones en el desarrollo en conjunto de productos que se
vinculan a PLS-CADD. Visite nuestro sitio Web en busca de noticias relacionadas a estos
desarrollos. Por ejemplo, hemos desarrollado conjuntamente un nuevo enfoque a la
clasificación térmica y monitoreo de una línea en tiempo real (Forbes et al., 2002). Las
funciones de clasificación térmica en tiempo real de PLS-CADD están disponibles pero no son
descritas en este manual.
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245
11.2.6.1
Clasificación Térmica de Estado Contínuo
Relación Temperatura-Corriente
Para las propiedades
del conductor y las
condiciones del clima
ambiente dadas (Fig.
11.2-21), Ud. puede: 1)
determinar
la
temperatura
del
conductor para una
corriente
eléctrica
dada, 2) determinar la
corriente que causa
una temperatura dada
a un conductor, o 3)
mostrar la relación
entre las dos (Fig. 11.2Fig.11.2-21 Propiedades del Clima
22). Si conoce la
temperatura máxima que un conductor puede alcanzar sin violar los requerimientos de holguras
verticales en un tramo, estos cálculos le permiten determinar la máxima corriente que el
conductor limitante puede soportar. La determinación de la máxima temperatura que un
conductor puede soportar en un tramo en particular es automatizada por PLS-CADD, en la
manera descrita a continuación.
Fig. 11.2-22 Temperatura vs. Corriente del Conductor
246
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Máxima temperatura admisible del conductor en un tramo
Ud. puede utilizar Lines/ Reports/ Thermal Rating Report (Líneas/ Informes/ Informe de
Clasificación Térmica) para determinar la temperatura máxima que todos los conductores
pueden tener en un tramo. Primero será llevado a la pantalla interactiva de Line Rating
(Clasificación de Línea) mostrada en la Fig. 11.2-23, donde le serán presentadas muchas
opciones.
Fig. 11.2-23 Pantalla Interactiva de Clasificación de Línea
La temperatura máxima es aquella a la cual la holgura vertical requerida bajo un cable se
vuelve insuficiente. La holgura vertical es aquella al modelo TIN del suelo, si tal modelo TIN
estuviese disponible, y/o a los puntos topográficos dentro de un cierto desplazamiento
horizontal de los cables. Si el TIN no está disponible, el programa genera internamente un perfil
de suelo bajo cada cable, al conectar los puntos de manera similar a aquella usada para
generar el perfil del suelo de la línea central y los perfiles laterales, como fue explicado en las
Secciones 6.3.2 y 6.4.4. La parte izquierda de la Fig. 11.2-24 muestra perfiles generados bajo
las fases inferiores de los circuitos izquierdo y derecho.
La línea que conecta puntos sobre un TIN y bajo un cable, es coloreada en púrpura. Los puntos
topográficos sobre los cuales se verifica dicha holgura son de color azul. Los perfiles que son
generados bajo los cables son mostrados en amarillo. La holgura vertical más corta a todos
estos ítems es la que determina la máxima temperatura admisible del conductor.
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Fig. 11.2-24 Marcador de Clasificación Térmica para Tramo Seleccionado
Los perfiles generados bajo los cables pueden ser eliminados con el comando View/ Markers/
Clear Markers (Vista/ Marcadores/ Eliminar Marcadores). Las temperaturas máximas de los
conductores son incluídas en un reporte de texto, y son mostradas con un marcador en la
posición de control, como se exhibe en la lámina derecha de la Fig. 11.2-24. Si hubiere
mostrado el conductor a la temperatura de control exacta, hubiera tocado el tope del marcador.
248
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11.2.6.2
Clasificación Térmica Momentánea
Temperatura Momentánea del Conductor
El cambio en la temperatura del conductor que sigue a un aumento escalonado de la corriente
puede ser determinado, como se muestra en la Fig. 11.2-25, con el comando Sections/ IEEE
Std 738-2006/ Conductor Temp. for Current Change (Secciones/ Estándar IEEE 738-2006/
Temperatura del Conductor para Cambio de Corriente). Por ejemplo, puede usar esta
información para descubrir cuánto tiempo tendría en una situación de emergencia hasta que la
holgura requerida sea sobrepasada.
Fig. 11.2-25 Temperatura Momentánea Después de un Aumento Escalonado de la Corriente
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249
Aumento escalonado de la corriente causando que la temperatura del conductor alcance
un nivel especificado en un período de tiempo especificado
Ud puede determinar el aumento escalonado de la corriente eléctrica que causará que el
conductor alcance una determinada temperatura en una cantidad de tiempo especificada
usando el comando Sections/ IEEE Std 738-2006/ Transient Thermal or Fault Rating
(Secciones/ Estándar IEEE 738-2006/ Clasificación Térmica Momentánea o de Falla). Se
muestra un ejemplo en la Fig. 11.2-26. Esto es útil para determinar la capacidad máxima de
corriente de emergencia de una línea.
Fig. 11.2-26 Informe de Clasificación Térmica Momentánea
11.2.7 Pérdida de Resistencia del Conductor a Altas Temperaturas
Cuando un conductor es operado a muy elevadas temperaturas (digamos que sobre 90º C,
para conductores de aluminio), puede perder resistencia. Esto es discutido en la Guía de la
IEEE para Determinar los Efectos de la Operación a Altas Termperaturas sobre Conductores,
Conectores y Accesorios (IEEE 1283, 2002).
250
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11.2.8
Cálculos de Campos Electromagnéticos
Todos los cálculos de EMF (Electro-Magnetic Fields – Campos Electromagnéticos) en PLSCADD están basados en la metodología del Libro Rojo del EPRI (EPRI Red Book, EPRI, 1982).
Puede usar Sections/EMF Calculator (Secciones/ Calculador de EMF) para generar gráficos
de los campos eléctricos y magnéticos para una sección transversal de la línea definida por el
usuario. Las contribuciones de múltiples circuitos al campo pueden ser consideradas.
Por ejemplo, use Sections/
EMF Calculator, seleccione la
Estructura Nº9 de la línea
Demo e ingrese los ángulos de
fase y corrientes mostradas en
la Fig. 11.2-27. Ud. generará
los
gráficos de campos
eléctricos
y
magnéticos
mostrados en la Fig. 11.2-28.
Las líneas verticales en la Fig.
11.2-28 (verdes en la pantalla)
muestran la posición de los
cables incluídos en el modelo.
Los cables protegidos no
fueron incluídos porque tienen
voltaje cero y ninguna corriente
Fig. 11.2-27 Datos de Entrada para el Cálculo de EMF
(Ud.
puede
calcular
manualmente e ingresar una corriente inducida para que contribuya al campo magnético). La
línea vertical interior muestra la posición de las fases superior e inferior, mientras que la línea
vertical exterior muestra la posición de la fase intermedia. Además de los gráficos, el calculador
provee un extenso informe que detalla los datos de entrada y salida, así como los máximos
valores de campo encontrados.
Los cálculos se basan en la metodología descrita en el Capítulo 8 del Libro Rojo del EPRI
(EPRI, 1982). Debe referirse a ese libro, para obtener una lista completa de las aproximaciones
y suposiciones utilizadas, pero una breve lista se dá aquí:
1) Los cables son infinitamente largos y rectos.
2) Los haces son modelados con un diámetro de conductor equivalente, deq = D * (nd / D) ^ 1/n
donde n es la cantidad de subconductores, d es el diámetro de cada subconductor y D es el
diámetro del haz.
3) Los efectos de las corrientes de retorno de la tierra (resistividad de la tierra) son ignorados
cuando se calcula el campo magnético.
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251
4) El suelo es plano y todos los puntos reportados sobre el mismo, poseen la misma altura que
aquella de la línea central.
5) La tierra es un conductor perfecto.
6) La permitividad del aire es independiente del caso de clima e igual a la permitividad del
espacio libre.
7) Los efectos protectores de las estructuras al potencial del suelo son ignorados.
Fig. 11.2-28 Campos Eléctrico y Magnético en el Último Tramo de la Línea Demo
11.2.9
Holguras a la Vegetación y Árboles Caídos (Administración de la
Vegetación)
PLS-CADD puede ser utilizado para verificar potenciales problemas de holguras de la
vegetación. Los procedimientos son usados normalmente junto con los levantamientos
planimétricos con LIDAR del derecho de servidumbre de paso, en donde las coordenadas
globales de los puntos de vegetación y del suelo han sido identificadas. Estas características
pueden ser utilizadas para apoyar su programa de administración de la vegetación (Hooper,
2003: http://www.powline.com/vegetation.pdf). Para más información sobre el tema, debería
leer la siguiente nota técnica:
http://www.powline.com/vegetation/dangertree.html
252
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La Fig. 11.2-29 muestra dos vistas de secciones transversales de una línea en la misma
posición, donde la superficie del suelo es conocida en la forma de un modelo TIN (ver Sección
6.4 sobre TIN) y han sido localizados tres puntos de vegetación (A, B y C). PLS-CADD puede
llevar a cabo dos verificaciones de holguras de vegetación, que son accesibles a través de
Lines/ Reports/ Danger Tree Locator (Líneas/ Informes/ Localizador de Árbol de Peligro).
Ambas verificaciones son realizadas para los casos de clima descritos en la pantalla interactiva
de Criteria/ Survey Point Clearances (Criterios/ Holguras de Puntos Topográficos). Los
problemas son identificados de ambas maneras, gráficamente y en los informes de holguras.
La parte izquierda de la Fig.
11.2-29 ilustra como se
verifica la holgura de la
RV
C
W
vegetación crecida. Todo lo
W
DISPLAYED
que necesita hacer es asignar DISPLAYED
T
WIRE
B
B
los códigos
de
a
WIRE
características
que
U
RH
representan los valores de los
puntos con vegetación para
GROW - IN CHECK
FALLING TREE CHECK
las
holguras
requeridas,
horizontal RH y vertical RV.
A
A
P-C = Q-T
Éstas son iguales a las
R-B = S-U
holguras
eléctricas
Q
P-Q = R-S =
requeridas,
más
una
S
ROOT BALL RADIUS
R
tolerancia por el crecimiento
de la vegetación y cualquier
GROUND
GROUND
margen
adicional
de
SURVEYED VEGETATION POINT
seguridad. Serán marcados
los puntos en donde el cable
Fig. 11.2-29 Holguras de Vegetación y Árboles Caídos
cae
dentro
del
recinto
rectangular de ancho igual a 2 RH, centrado en el punto de vegetación (ver Sección 6.1.1).
C
P
El lado derecho de la Fig. 11.2-29 ilustra cómo se verifica la holgura de un cable en relación a
un árbol caído. Se asume que cada punto de la vegetación es potencialmente la copa de un
árbol. PLS-CADD ubica automáticamente la base del árbol supuesto sobre la superficie TIN (P
para el punto C y R para el punto B). Aún más, asume que un árbol caído rota como un cuerpo
rígido alrededor del borde de su cepellón (Q para el Árbol P-C y S para el Árbol R-B). Ud
ingresa el radio del cepellón y la holgura requerida entre la posición del cable y la trayectoria
circular de la copa del árbol caído. El centro del círculo de la holgura (Q para el Árbol P-C y S
para el Árbol R-B) se ubica a una distancia horizontal igual al radio del cepellón, desde la base
del árbol. Serán marcados los puntos para los cuales el cable se encuentra más cercano a su
círculo asociado que la holgura requerida.
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253
12.
TABLAS DE INFORMES Y RESÚMENES
12.1 Informes
PLS-CADD puede generar muchos informes. Todos ellos son enviados en el formato
WINDOWS ".TXT" a ventanas de Informes estándar, en donde pueden ser vistas, editadas,
grabadas e impresas. Estas ventanas soportan Rich Text Format (".rtf") y OLE object
embedding (OLE enlace y empotramiento de objetos).
En la Sección 11, Ud. ha visto partes de unos pocos informes (Figs. 11.1-1 a 11.1-3, etc.). Pero
existen muchos más, incluyendo varios informes resumidos de proyecto disponibles con Lines/
Reports (Líneas/ Informes). El contenido de todos los informes debe explicarse por sí mismo.
12.1.1 Viendo y Editando Informes
La visualización y edición de informes se hace mediante las siguientes funciones,
seleccionadas de un pequeño menú contextual, el cual se abre cuando presiona el botón
derecho del mouse sobre cualquier parte de la ventana del informe. Ud. puede insertar un salto
de página al presionar Ctrl-Enter.
Save as (Guardar como) le permite grabar el informe como un archivo en formato rich text
(".rtf") o como un archivo de texto ASCII. Ese archivo puede ser editado e impreso más tarde
con un procesador de texto.
Append to (Añadir a) le permite añadir el informe al final de un archivo existente.
Font (Fuente) le permite cambiar el tipo y tamaño de la fuente en la ventana del informe.
Autosize Fonts (Autoajustar el tamaño de las Fuentes) es usado para seleccionar la mayor
fuente para la cual ninguna de las líneas en el reporte se solape. Con informes de gran tamaño,
esto puede tomar algún tiempo en ser realizado.
Copy (Copiar) permite copiar el informe, o una parte elegida del mismo, al clipboard de
WINDOWS, a partir del cual puede ser adjuntado a cualquier otro informe. Copy está
disponible solamente en el menú de contexto, después de que haya seleccionado el informe
completo, con Edit/ Select all (Editar/ Seleccionar Todo) o haya elegido una parte del mismo
al arrastrar el mouse sobre el texto.
Cut (Cortar) y Paste (Pegar) pueden ser usados de la misma forma que con cualquier
procesador de texto, una vez que haya seleccionado el informe o una parte del mismo.
Print (Imprimir) le permite imprimir el informe directamente en cualquier impresora soportada
por WINDOWS.
Open (Abrir) le permite cargar cualquier archivo de texto en la ventana del informe.
254
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Close (Cerrar) cierra la ventana del informe (todos los datos contenidos en el mismo se
pierden).
Table View (Vista en Tabla) permite ver ciertos datos del informe en un formato tabular, el cual
es fácilmente copiado a un programa de hoja de cálculo.
XML Export (Exportar XML) le permite exportar ciertos datos del informe a un archivo .xml.
12.1.2 Informe de Marcación de Construcción
El contenido de la mayoría de
los informes se explica por sí
mismo. Sin embargo, algunas
definiciones usadas en el de
marcación que obtiene con el
comando Lines/ Reports/
Construction Staking Report
(Líneas/ Informes/ Informes
de
Marcación
de
Construcción) necesitan de
alguna explicación (ver Fig.
12.1-1).
CLH - SH = CENTERLINE OFFSET ( + AS SHOWN)
PI - SH = BISECTOR OFFSET ( - AS SHOWN)
LOCATION OF G1 IS DEFINED BY ITS BACKTANGENT
STATION ( STATION OF POINT PG1 ) AND BACKTANGENT
OFFSET ( PG1 - G1 )
SH - G* = LEAD LENGTH TO
STRUCTURE HUB
A* = RIGHT BISECTOR ANGLE
PG1
G4
G7
A7
En cualquier estación de
G5
CLH = CENTERLINE HUB
G6
estructura, puede definir una
Y
SH = STRUCT. HUB : SHOWN HERE FOR
Left Reference Stake (LRS)
2-POLE GUYED H-FRAME : IT IS ALSO THE
X
(Estaca
de
Referencia
ORIGIN AT BASE OF STRUCT. MODEL
Izquierda (LRS)) y una Right
Reference
Stake
(RRS)
Fig. 12.1-1 Algunos Términos Usados en el Informe de
(Estaca
de
Referencia
Marcación de Construcción
Derecha
(RRS)).
Estas
estacas son definidas por sus desplazamientos con respecto a la línea central. El punto en el
centro de la base de la estructura (BS en la Fig. 8.2-1), también definido como el Structure Hub
(Eje de la Estructura) (SH en la Fig. 12.1-1), es definido por su desplazamiento regular
(distancia desde el Centerline Hub, CLH), o por sus coordenadas globales X, Y, Z, o por su
Longitud Principal a la Estaca de Referencia Izquierda o su Longitud Principal a la Estaca de
Referencia Derecha. En un ángulo de línea, la estructura es ubicada por el desplazamiento de
su bisectriz (etiquetada como “BI“ en el informe) (por ejemplo PI-SH en la Fig. 12.1-1).
Un punto de fundación en la base de una torre o un punto de anclaje para estructuras tensadas
puede ser definido por sus coordenadas globales, o por la combinación (ver Fig. 12.1-1) de la
distancia a SH (Longitud Principal al Eje de la Estructura) con el ángulo de azimut en sentido
horario, a partir del eje transversal de la estructura (Ángulo de la Bisectriz Derecha). Para una
estructura en un ángulo de línea, es posible que algunos puntos en la base de la misma o
puntos de anclaje al suelo no posean proyecciones sobre la alineación regular (por ejemplo el
punto G1 en la Fig. 12.1-1). Tal punto es ubicado por la combinación de estación y
desplazamiento de su tangente previa (etiquetada “BT“ en el informe) (por ejemplo, la estación
de tangente previa de G1 es la estación del punto PG1, el cual es su proyección sobre una
continuación de la alineación previa, más allá del punto del ángulo y el desplazamiento de la
tangente previa es PG1-G1).
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255
12.2 Tablas de Resumen
Además de los informes de resúmenes, PLS-CADD le provee con tablas de resumen, las
cuales pueden ser exportadas a hojas de cálculo o bases de datos. Ud. puede hacer click sobre
la esquina superior izquierda de la tabla para acceder a un menú con muchos comandos útiles.
Entre éstos se encuentra Export XML, el cual grabará la tabla como un archivo XML. Vea el
Apéndice M en busca de instrucciones para exportar a bases de datos. Vea nuestro sitio web
para una descripción de cómo esto puede ser usado para integrarlo con un GIS (Sistema de
Información Geográfico) o un sistema de órdenes de trabajo material.
12.2.1.
Tabla de Marcación de Estructuras
Fig. 12.2-1 Tabla de Marcación de Estructuras
Para cada estructura en la línea, una tabla de marcación de estructuras (ver Fig. 12.2-1) puede
ser generada, incluyendo una columna para sus: 1) estación, 2) ajuste de altura, 3)
desplazamiento, 4) orientación, 5) coordenadas globales X, Y y Z, 6) tramos siguientes, 7)
ángulo de línea, 8) nombre completo del archivo incluyendo ruta, 9) descripción, y 10) todas las
treinta y dos líneas de comentarios, como se han completado en la pantalla interactiva de
Structure/ Modify. La tabla de marcación de estructuras es mostrada con los comandos Lines/
Reports/ Staking Table (Líneas/ Informes/ Tabla de Marcación) o Structure/ Staking Table
(Estructura/ Tabla de Marcación). Algunas columnas en la tabla son sombreadas, indicando
que incluyen datos derivados que no pueden ser editados dentro de la tabla del informe.
256
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12.2.2 Tabla de Inventario de Materiales
Para la ubicación de cada estructura en la línea, la tabla de inventario de materiales (Fig. 12.22) incluye una o más líneas de datos describiendo el material a ser utilizado en ese lugar. Los
datos de materiales incluyen no solamente las piezas que componen la estructura (material
descrito en el archivo de la estructura), sino también cualquier material específico al sitio de la
estructura, tales como fundaciones, señales, amortiguadores, etc. (materiales descritos en la
pantalla interactiva de Structure Modify (Modificar Estructura). Existe una línea en la tabla
para cada tipo de parte diferente (número de inventario). La lista detallada de inventario de
materiales es generada con el comando Lines/ Reports/ Staking Material Report (Líneas/
Informes/ Informe de Inventario de Materiales). Para poder obtener la tabla de la Fig. 12.2-2,
necesita hacer click con el botón derecho del mouse dentro del Staking Material Report y
elegir Table View/ Staking Material Report (Vista de la Tabla/ Informe de Inventario de
Materiales). Si selecciona XML Export/ Staking Material Report (Exportar XML/ Informe de
Inventario de Materiales), será capaz de crear un archivo XML que contenga la misma
información.
Fig.12.2-2 Lista Detallada de Inventario de Materiales
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12.2.3 Lista Total de Materiales de la Línea
Una vez que su modelo esté completo, puede generar una lista completa de partes y montajes
usando el comando Structures/ Material/ List (Multiple Structures) (Estructuras/
Materiales/ Lista (Estructuras Múltiples)). Será generada la tabla que se muestra en la Fig.
12.2-3.
Fig. 12.2-3 Lista de Materiales del Proyecto
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13.
DIBUJOS EN PLANTA Y PERFIL (PLAN & PROFILE)
13.1 Visión General
Las láminas de vistas en Planta y Perfil (P&P) son producidas automáticamente por PLSCADD, de acuerdo con parámetros especificados por el usuario. Ud. tiene completa flexibilidad
en la elección de escalas y apariencia de las páginas, como se demuestra en las Figs. 13-1.1 a
13.1-4. Los dibujos pueden ser enviados directamente a una impresora WINDOWS, o pueden
ser exportados como archivos DXF, legibles por la mayoría de los sistemas CAD (AutoCad (R),
MicroStation (R), etc.) para mejoras posteriores, o (junto con otros documentos del proyecto),
pueden ser convertidos automáticamente en documentos PDF en su sitio web, como una forma
genuinamente universal de compartirlos con todas las partes interesadas.
Fig. 13.1-1 Tres Ventanas Mostrando la Paginación Global de la Línea Wplfullm
Por ejemplo, cargue el proyecto Wplfullm.xyz y presente en mosaico las ventanas de las vistas
en Planta, Perfil y Láminas. Tendrá una vista similar a la mostrada en la Fig. 13.1-1. Las
láminas de vistas P&P son dibujadas casi instantáneamente. La cantidad de textos a ser
mostrados en cada ventana seleccionada (en Planta, de Perfil, o láminas P&P) es
especificada bajo el comando View/ Display Options/ Plan (or Profile) (or Sheet) View
Structure Labels (Vista/ Opciones de Visualización/ Etiquetas de Estructura de Vistas en
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Planta (o Perfil) (o Láminas)) y otros menús de View/ Display Options. Seleccionando la
opción de Drafting/ Show Page Rectangles (Dibujo/ Mostrar Rectángulos de Páginas)
mostrará los rectángulos definiendo cada lámina P&P en todas las vistas (ver Fig. 13.1-1).
Fig. 13.1-2 14ª Lámina P&P para la línea, en la línea Wplfullm
Si hace zoom sobre la 14ª lámina P&P de la Fig. 13.1-1, ésta se parecerá a aquella de la Fig.
13.1-2. Las opciones de dibujo para la línea Wplfullm pueden ser vistas en los menus de
Drafting/..(Dibujos/..). Éstos fueron leídos del archivo Wplfullm.pps.
Entre algunas de las opciones de dibujo de la línea Wplfullm, las cuales fueron usadas para
dibujar la página de la Fig. 13.1-2, se encuentran: 1) mostrando la porción en planta del dibujo
en el tope de la página, 2) sin cortar la alineación en cada ángulo de línea, o sea mostrarlo
como aparecería desde una vista aérea, y 3) mostrando líneas verticales en cada punto del
terreno en la vista de perfil.
Las escalas elegidas para las láminas P&P en las Figs. 13.1-1 y 13.1-2 se basaron en su
destino final de impresión, el cual era una impresora pequeña.
260
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La Fig. 13.1-3 muestra una parte de otro ejemplo de láminas P&P, con un juego diferente de
escalas, prevista para un gran plotter. Los mapas adjuntos como dibujos DXF fueron cortados
automáticamente por PLS-CADD en la porción de vistas en planta de las láminas.
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261
La alineación fue interrumpida en cada ángulo de línea en la porción en planta de la lámina,
usando las opciones de Long Axis Plot (Trazado del Eje Largo) y Standard (Estándar), a la
derecha del menú Drafting/ Scales (Dibujo/ Escalas), junto con un Intervalo en los ángulos de
línea de 200 pies.
Fig. 13.1-3 Parte de Lámina P&P Dibujada Usando la Opción del Eje Largo
Notará en la parte superior de la porción de perfil de la lámina en la Fig.13.1-3 la impresión
opcional de las listas de partes y montajes en la posición de cada estructura. El bloque de texto
entero, que incluye el número de estructura, partes, montajes, etc. puede ser movido con el
mouse usando Drafting/ Structure Text Position/ Move (Dibujo/ Posición del Texto de la
Estructura/ Mover).
La Fig. 13.1-4 muestra nuestro cuarto ejemplo de Lámina P&P. El mapa DXF y la fotografía
bitmap mostradas en la porción de vista en planta del dibujo fueron cortados automáticamente
y mostrados sobre la alineación. El DXF y el bitmap fueron previamente adjuntados a la vista
en Planta del modelo, con el comando Drafting/ Attachments/ Attachment Manager (Dibujo/
Accesorios/ Administrador de Accesorios) (ver Sección 6.6).
El texto y los cuadros mostrados bajo la vista en planta de la Fig. 13.1-4 fueron dibujados como
accesorios DXF adicionales a las Láminas, (no para la vista en Planta). El logotipo de Power
Line Systems fue dibujado como un accesorio bitmap a todas las Láminas.
262
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Fig. 13.1-4 Lámina P&P Dibujada Automáticamente por PLS-CADD
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263
Los DXF o bitmaps adjuntados a las Laminas son ubicados en referencia al sistema de
coordenadas X,Y de la página. Éste tiene su orígen en la esquina inferior izquierda de la
página, con X positiva hacia la derecha e Y positiva hacia arriba. Z es siempre igual a cero.
13.2 Diseño de las Láminas
Posee completa flexibilidad en relación a sus preferencias para el diseño de las láminas P&P,
la apariencia y contenido de las mismas. Y recuerde que, como se ha tratado en la Sección 5.1,
la generación de láminas P&P no es un proceso adicional al final de la etapa de diseño. Las
láminas P&P son simplemente otra vista de su diseño, instantáneamente redibujadas a medida
que realiza cambios a ese diseño. Encontrará en ésta una característica única de PLS-CADD.
264
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13.2.1 Tamaño de Página
Las láminas P&P pueden ser dibujadas en un plotter o
impresora de cualquier tamaño soportado por MS-WINDOWS,
desde impresoras de pequeño tamaño hasta grandes plotters
de alimentación a rollo de papel. La primera cosa que necesita
hacer es seleccionar un tamaño de página utilizando Drafting/
Page Size (Dibujo/ Tamaño de Página). Asegúrese que su
Page Height and Width (Altura y Ancho de Página)
seleccionados (ver Fig. 13.2-1) son iguales o menores que los
mayores tamaños admisibles de la impresora.
13.2.2 Diseño de Página y Lámina
Una vez que tenga la página, debe seleccionar el diseño de la Fig. 13.2-1 Tamaño de Página
lámina. Piense en la lámina como un rectángulo con sus
propios límites. La lámina puede ser menor que la página, como se ilustra en la Fig. 13.2-3.
Una lámina se compone de 6 áreas básicas dentro
de las cuales se dibujan automáticamente ítems
estándar. La posición relativa de cada área dentro
de la lámina es definida por su: 1) Xmin = posición
del lado izquierdo del área como un porcentaje del
ancho de la lámina (medida a partir de la
izquierda), 2) Xmax = posición del lado derecho del
área como un porcentaje del ancho de la lámina,
3) Ymin = posición del lado superior del área como
un porcentaje de la altura de la lámina (medida
desde arriba), y 4) Ymax = posición del lado
inferior del área como un porcentaje de la altura de
la lámina. Ud. define las posiciones relativas de
todas estas áreas con el comando Drafting/ Page
Layout (Dibujo/ Diseño de Página).
Por ejemplo, el dibujo de P&P en la Fig. 13.1-2 fue
generado con los parámetros de diseño de página
en la Fig. 13.2-2. La vista en planta es dibujada en
el 30 por ciento superior de la lámina y el perfil
Fig. 13.2-2 Diseño para la Fig. 13.1-2
entre el 40 y 94 por ciento de la altura. El 6 por
ciento inferior se reserva para la impresión de las estaciones.
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265
El dibujo de P&P de la Fig. 13.1-4 fue
generado para un tamaño de página de 25,4 x
20,1 cm con los parámetros de diseño de la
Fig. 13.2-3. El rectángulo de la lámina
solamente ocupa el 93 por ciento de la altura
de la página. Las áreas de escalas y título son
dibujadas debajo del mismo. Allí también son
dibujados las líneas y el texto definidos en un
adjunto DXF, así como el logotipo de la
compañía Power Line Systems, definido en un
bitmap adjunto.
La posición de las varias líneas y del texto de
un archivo DXF adjunto es definida en el
sistema de coordenadas de la página. Éste
tiene su origen en la esquina inferior izquierda
de la página, con su eje X a la derecha y el
eje Y hacia arriba.
La
posición
del
bitmap
adjunto
es
determinada al fijar su esquina superior
Fig. 13.2-3 Diseño para la Fig. 13.1-4
izquierda a la página, o sea proporcionando
las coordenadas de la página de la esquina superior izquierda del bitmap. Por ejemplo, el
logotipo de 1 x 4 cm en la Fig. 13-4 fue fijado en X = 18,2 cm e Y = 1,14 cm.
La obtención de los conjuntos de parámetros de página adecuados y de adjuntos con el
tamaño correcto puede demorar mucho tiempo la primera vez que trabaje con dibujos. Sin
embargo, se trata de una inversión que vale la pena, puesto que, una vez que haya decidido
las combinaciones adecuadas, éstas pueden ser grabadas para su uso automático en cualquier
proyecto, como se ha tratado en la Sección 13.2.5.
13.2.3
Tipo de Visualización de Escalas y Plantas
Luego, debe definir las escalas de dibujo, en la pantalla interactiva de Scales (Escalas) (Fig.
13.2-4), a la que accede con el comando Drafting/ Scales (Dibujo/ Escalas). Los parámetros
de escalas son:
Horizontal and Vertical Scales (Escalas Horizontales y Verticales) representan las distancias
reales en pies (m), correspondientes a una pulgada (cm) en el papel.
Profile Station (Estaciones de Perfil) y Profile Elevation Label Intervals (Intervalos de Etiquetas
de Elevación del Perfil) establecen los intervalos horizontales y verticales, a los cuales se
visualizan las estaciones y números de elevación. Asimismo, posee la opción de visualizar las
etiquetas de elevación, a intervalos en el perfil.
266
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Fig. 13.2-4 Escalas y Tipo de Diseño de Planta
Los datos en los campos de Profile View Station and Elevation Grid (Estación de Vista de Perfil
y Cuadrícula de Elevación) son usados para definir los intervalos horizontales y verticales, a los
cuales son vistas las líneas de la cuadrícula verticales y horizontales, en la porción del perfil de
la lámina.
Los datos en las Plan View Station Labels and Tick Marks (Etiquetas de Estación de Vista en
Planta y Marcas de Visto Bueno) son usados para establecer los intervalos a los cuales son
visualizadas las estaciones y marcas de visto bueno en la porción de vista en planta de la
lámina.
Los datos en Margins and Overlaps (Márgenes y Superposiciones) le proveen con controles
adicionales en relación a saltos de página automáticos. Por ejemplo, Allowable Overlap for
Common Tower (Superposición Admisible para Torre Común) es el número máximo de pies (o
m) de superposición de perfil, permitido de una página a la próxima para lograr que la última
estructura en una página sea repetida en la siguiente. Con suelo abrupto, puede ser necesario
partir la vista de perfil en varias partes para lograr que encaje dentro de una página. En tales
casos, Profile Elevation Break Abort Margin (Margen para Abortar la Partición de Elevación del
Perfil) controla la distancia mínima desde el final de la página a la cual se permite una partición
del perfil. Profile Bottom Margin (Margen Inferior del Perfil) es el margen deseado (en pies o m)
al pie de la vista de perfil. Puede ser usado para reservar espacio para accesorios DXF o
bitmaps adicionales.
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267
A veces, cuando sus cables cruzan un valle, es imposible mostrar el perfil del suelo y los cables
simultáneamente, y el dibujo es interrumpido. En tales casos. Ud. puede especificar que,
siempre que la distancia entre el cable a menor altura y el perfil del suelo exceda el número
especificado por Cut profile if distance to wires excedes (Cortar perfil si la distancia a los cables
se excede), el perfil del suelo se desvanecerá en el borde del dibujo.
Si marca Long Axis Plot, la línea central en la vista en planta es visualizada en paralelo al lado
horizontal de la página, al cortar la línea en cada punto P.I. Esto permite que las estructuras
sean visualizadas en la misma estación (misma línea vertical) en ambas porciones, en planta y
perfil del dibujo. Ud. puede especificar un ancho de intervalo en cada ángulo de línea. El dibujo
de la Fig. 13.1-3 fue producido con la opción del Long Axis Plot (Trazado del Eje Largo) y un
intervalo distinto de cero. Sin la opción mencionada (Figs. 13.1-2 y 13.1-4), el programa ubica
las páginas para el uso óptimo del papel de dibujo, dadas las escalas y parámetros de diseño.
Existen realmente muchas variaciones de la opción Long Axis Plot. La opción Standard dibujará
la zona del perfil con líneas de cuadrícula estándar, como se muestra en las Figs. 13.1-2 y
13.1-4. Las opciones EDF (Francia), CFE (México) y REN (Portugal) son visualizaciones
personalizadas al pie de la zona del perfil.
13.2.4 Apariencia Detallada de Textos y Líneas
Con el comando View/ Display Options/ Sheet View Structure and Section Labels (Vista/
Opciones de Visualización/ Etiquetas de Estructura y Sección de Vista de Lámina) se
especifica qué texto en especial, incluyendo listas de partes y montajes, es mostrado al lado de
cada estructura, en las partes de vistas en planta y perfil de la lámina. Otros parámetros que
afectan la apariencia del texto y de las líneas son seleccionados en la tabla de Text
Orientation, Position and Background (Orientación, Posición y Fondo del Texto), a la que
accede con el comando View/ Display Options / Text Position, Orientation and Background
(Vista/ Opciones de Visualización/ Posición, Orientación y Fondo del Texto), y en la tabla
de Layers, Colors, Pen Style and Pen Thicknesses (Capas, Colores, Estilo y Espesor del
Trazo), a la que ingresa sea con los comandos View/ Display Options/ Size, Line width,
Style, Color and Layers (Vista/ Opciones de Visualización/ Tamaño, Ancho de Línea,
Estilo, Color y Capas) o Drafting/ Text Size, Line width, Styles, Color, and Layers (Dibujo/
Tamaño del Texto, Ancho de Línea, Estilos, Color y Capas). El usuario puede arrastrar el
texto de la estructura que aparece inicialmente al tope de la zona del perfil, a otro lugar más
cercano a la estructura, con el comando Drafting/ Structure Text Position/ Move (Dibujo/
Posición del Texto de la Estructura/ Mover).
13.2.5 Grabando Parámetros de Dibujo
Los parámetros de dibujo elegidos en las Secciones 13.2.1 a 13.2.4, para un proyecto llamado
Project, son almacenados automáticamente en un archivo denominado Project.pps al grabar el
proyecto. Estos parámetros también pueden ser grabados bajo un nombre diferente, y luego
ser incorporados usando Drafting/ Save PPS or Load PPS (Dibujo/ Grabar PPS o Cargar PPS).
Los parámetros de dibujo que han sido hallados adecuados son generalmente grabados en un
archivo maestro, de donde pueden ser importados para cada nuevo proyecto.
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13.3 Líneas y Anotaciones
PLS-CADD incluye algunas funciones de dibujo de líneas y texto las cuales eliminan la
necesidad de exportar láminas de vistas P&P a un sistema CAD para la edición final de las
mismas. Ud. puede dibujar líneas o escribir texto en cualquier lugar sobre cualquier vista en
Planta, de Perfil, láminas individuales de vistas P&P o todas ellas. Esto se puede hacer
interactivamente o al describir las entidades de los dibujos en una tabla.
13.3.1 Dibujo Interactivo de Flechas, Líneas o Textos
Las anotaciones de flechas, líneas o textos pueden ser realizadas interactivamente usando las
funciones Add (Agregar), Edit (Editar), Delete (Eliminar) y Move (Mover) bajo el menú de
Drafting/ Lines and Annotations (Dibujo/ Líneas y Anotaciones).
13.3.1.1
Agregando Nueva Flecha, Línea o Texto
Ud. puede dibujar flechas, líneas y textos en cualquier parte
usando el comando Add. Será capaz de dibujar el ítem
selecionado en la ventana activa con los parámetros que
seleccione en la pequeña casilla en la esquina superior
izquierda de su pantalla, en donde debe presionar el botón
izquierdo del mouse. Presione la tecla Enter o el botón medio
del mouse para finalizar el dibujo de una entidad en particular.
Por lo tanto, debe llenar los datos en la casilla antes de hacer
click. Cuando haya terminado con la adición de flecha, línea o
texto, presione el botón derecho del mouse para salir del modo
Add. Ingrese sus notas de texto en el campo Text, su tamaño
en el campo Text Height (Altura del Texto) y su orientación en
el campo Text Angle (Ángulo de Texto). El tamaño del texto Fig. 13.3-1 Casilla de Agregar
por defecto es el de la Graphics Font (Fuente Gráfica) por
defecto, seleccionada en el menú de File/ Preferences (Archivo/ Preferencias).
Si elige Add/ General (Agregar/ General), todos los comandos de dibujo están disponibles en
una sola casilla (ver Fig. 13.3-1), en donde selecciona la vista (Plan, Profile, Sheet or all
Sheets) (En Planta, Perfil, Lámina o de todas las Láminas) donde desea que sea dibujada la
flecha, línea o el texto. Esa vista debe ser la ventana actualmente activa. Sin embargo, es más
fácil utilizar los comandos Add/ Line (Agregar/ Línea), Add/ Arrow to (Agregar/ Flecha a),
Add/ Arrow from (Agregar/ Flecha desde), Add/ Polygon (Agregar/ Polígono), Add
dimension (Agregar dimensión) o Add/ Text (Agregar/ Texto) en vez de Add/ General
(Agregar/ General).
Si se encuentra en la vista en planta y ha seleccionado el botón de Snap to Survey Point
(Capturar al Punto Topográfico) en el menú de Drafting/ Lines and Annotations, puede
dibujar una línea que pasará por el punto topográfico más cercano a donde ha presionado el
botón de su mouse.
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13.3.1.2
Editando una Línea o Texto Existente
Después de elegir Edit (Editar), el cursor de su mouse capturará a
la línea o ítem de texto más cercano en su pantalla. La posición del
ítem seleccionado es realzada con una esfera roja. Los datos para el
ítem elegido pueden ser editados en la pantalla interactiva de la Fig.
13.3-2, la cual se abre al presionar el botón izquierdo del mouse.
En la pantalla interactiva de Edit, Ud. es capaz de especificar la
posición exacta de su ítem. Si éste se encuentra en una vista en
Planta, X e Y son las coordenadas globales del mismo (Z no es
usada). Si el ítem está en una vista de Perfil, X es su estación, Z su
elevación (Y no es usada). Si el ítem se encuentra en una vista de
lámina, X es su distancia horizontal desde la izquierda de la página,
medida como una fracción del ancho de la página, e Y es su
distancia vertical desde el tope de la página, medida como una
fracción de la altura de la página.
13.3.1.3
Moviendo o Eliminando Líneas o Textos
Fig. 13.3-2 Casilla de
Después de elegir un ítem con Move (Mover) o Delete (Eliminar),
Edición
puede arrastrarlo (manteniendo apretado el botón izquierdo del
mouse) a otro lugar en la pantalla, o eliminarlo al presionar el mismo botón. Al presionar el
botón derecho del mouse, saldrá del modo de Move o Delete.
13.3.2 Editando Dibujo de Línea o Texto en una Tabla
Todos los datos que describen el dibujo de líneas o escritura de texto son en realidad
resumidos en la tabla de Annotation (Anotación), la cual abre con el comando Drafting/
Lines and Annotation/ Table Edit (Dibujo/ Líneas y Anotaciones/ Editar Tabla). Estos datos
se corresponden respectivamente con los datos listados en la casilla de Edit Annotation
(Editar Anotación) de la Fig. 13.3-2 y pueden ser editados directamente en la tabla. Por
ejemplo, los datos mostrados en la tabla de la Fig. 13.3-3 provienen del ejemplo de la línea
Demo. Ellos dan como resultado algo del texto mostrado dentro del bloque del título de la
lámina P&P de la Fig. 13.3-4. Cada celda en la columna de Text (Texto) puede tener muchas
líneas de texto. El fin de una línea (retorno de impresora) es indicado por el código "\n". Las
líneas que dividen el bloque del título en la Fig. 13.3-4 son descritas en un archivo DXF,
preparado inicialmente en AutoCad. Ese archivo DXF, "plsborder.dxf", fue adjuntado al
proyecto, en la manera descrita en la Sección 6.6.1. Esas líneas pudieron haber sido trazadas
como líneas de anotación.
Los códigos especiales (en el siguiente texto entre comillas) pueden ser usados para la
inserción automática de los siguientes ítems: " %p " para el Nº de lámina de vista P&P, " %q "
para el número total de láminas, " %n " para el nombre del proyecto, " %m " para el directorio
del proyecto, " %d " para la fecha, y " %t " para la hora, “ %L ” para el nombre de la línea, “ s1 “
para la estación de inicio, “ s2 “ para la estación de parada, “ s3 “ para la estructura de inicio, “
s4 “ para la estructura de parada, “ %C1...%C50 “ para las notas de criterios, “ %dim “ distancia
entre los puntos extremos de la línea de dimensión (opcionalmente seguida por los dígitos
deseados después del punto decimal, por ejemplo “ %dimin0 " o “ %dim2 “ .
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13.3.3 Reutilizando Líneas y Texto en Diferentes Proyectos
A diferencia de los parámetros de dibujo que pueden ser grabados y reutilizados en diferentes
proyectos, como se decribe en la Sección 13.2.5, los datos de líneas y texto en la tabla de la
Fig. 13.3-3 no son almacenados en el archivo Project.pps. Sin embargo, debido a que la tabla
en la Fig. 13.3-3 es una tabla estándar de hoja de cálculo, puede seleccionar elementos de la
misma o toda la tabla, copiarlos y pegarlos en la tabla de un nuevo proyecto para duplicar las
líneas y anotaciones de un proyecto ya existente. O puede utilizar Drafting/ Lines and
Annotations/ Merge in Annotation from Another Project (Dibujo/ Líneas y Anotaciones/
Fusionar Anotación desde Otro Proyecto) para hacer prácticamente la misma cosa.
Fig. 13.3-3 Datos de Dibujo para la Lámina del Bloque del Título en la Fig. 13.3-4
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13.4 Impresión Directa de Láminas P&P o Exportación de Archivos
DXF o PDF
Las láminas P&P pueden ser impresas directamente, enviadas a un sistema CAD para
posterior trabajo, o enviadas a un sitio web, junto con otros documentos de diseño, para
compartirlos inmediatamente con otros en su equipo de diseño/ construcción.
Para imprimir los dibujos directamente, seleccione File/ Print (Archivo/ Imprimir). Entonces
tendrá dos opciones. Una impresión de la imagen actual en pantalla puede ser obtenida al
elegir Yes en la pantalla interactiva de Screen Dump (Volcar Pantalla). O puede imprimir
cualquier cantidad de láminas a escala de vistas en planta y de perfil, al elegir No y seleccionar
los parámetros adecuados en los diálogos subsiguientes.
Nuestra conexión con sistemas CAD es exclusivamente a través del formato DXF. Seleccione
File/ Export/ DXF (Archivo/ Exportar/ DXF) para exportar su dibujo a un sistema CAD.
Después de especificar un nombre de archivo, se le preguntará si desea exportar un archivo
bidimensional o uno tridimensional. La exportación de un archivo tridimensional se aplica sólo a
una vista 3D o a una vista de estructura. Por lo tanto debería seleccionar 2-dimensional
(Bidimensional). También se le preguntará si desea incluir todas las láminas en un solo dibujo
CAD o tener una lámina separada para cada dibujo, si se encuentra en la Vista de Láminas.
272
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Fig. 13.4-1 Parte de la Segunda Lámina P&P para la Línea DEMO
Previamente a la exportación, el usuario puede asignar diferentes capas a diferentes entidades,
en la tabla de Layers, Colors, Pen Style and Pen Thicknesses (Capas, Colores, Estilo y
Espesor del Trazo), descrita en la Sección 13.2.4. Sin embargo, como nuestras capacidades
de dibujo han mejorado y hemos hecho posible la distribución de estos dibujos en la web (ver
abajo), notamos que más y más usuarios ya no siguen el paso extra de exportarlos a CAD.
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273
14.
BÚSQUEDA DE LA ESTRUCTURA ÓPTIMA Y SELECTOR DE
POSTE ÓPTIMO
14.1 Búsqueda Automática de la Estructura Óptima
La búsqueda óptima automática (costo mínimo) es una opción de costo extra de PLS-CADD.
Los algoritmos actuales requieren que la resistencia de las estructuras sea descrita por
longitudes admisibles de viento y de peso, o sea que las estructuras deben ser modeladas
como del Método 1 o 2. Sin embargo, puede crear fácilmente estructuras del Método 1 o 2 a
partir de estructuras del Método 4, si posee nuestros programas estructurales TOWER o PLSPOLE. Por lo tanto, la limitación no es tan seria como parece.
Después de leer la información en esta sección, puede desear leer nuestra nota técnica,
disponible en http://www.powline.com/products/optimization.htmlpara más orientaciones.
La búsqueda óptima es uno de los problemas más exigentes en el diseño de líneas de
transmisión. La búsqueda de la optimización se encuentra dentro de la categoría general de
problemas que son referidos como de programación dinámica (Bellman, 1957). Se han
publicado muchos estudios sobre el tema (Olbrycht, 1982; Ranero, 1990; Senouci, 1991;
Peyrot, 1993). La formulación matemática del problema es la siguiente. Dado un conjunto de
restricciones de diseño y criterios, encuentre un grupo de ubicaciones estructurales discretas
(Xi, i = 1 a n) y las correspondientes estructuras (Ti, i = 1 a n) para minimizar el costo total de la
línea. "n" es la cantidad total de estructuras en la línea. Puesto que el costo de los cables a
tierra y de los conductores no es afectado por la búsqueda, el costo total a minimizar es:
C(Ti,qi)
(14-1)
en donde el parámetro especial de costo qi indica que el costo de erigir la estructura i en su
posición en particular puede ser afectado por condiciones del suelo u otras consideraciones en
el sitio. Las posiciones discretas posibles de las estructuras Xi solamente existen en posiciones
fijas sobre la línea central, por ejemplo, a intervalos de 10 m y en todos los puntos altos en
esos intervalos. El intervalo posee un efecto significativo sobre el tiempo y exactitud de la
resolución (Ranero, 1990; Peyrot, 1993). Las estructuras deben ser tomadas de una biblioteca
de estructuras disponibles. Ésta normalmente incluye estructuras de diferentes tipos (postes,
pórticos en H, etc.), resistencias (tangente, ángulo pequeño, de extremo, etc.), materiales
(madera, hormigón, acero, etc.) y alturas.
14.1.1
Restricciones del Terreno y Criterios de Diseño
Las siguientes restricciones del terreno y criterios de diseño deben ser satisfechos después que
las estructuras hayan sido ubicadas y los cables tendidos en una línea:
1)
274
La posición de cada estructura debe ser permisible, o sea que no debe encontrarse
dentro de una de las zonas prohibidas que pueden ser definidas en el terreno. Estas
zonas son definidas como tales, o se les puede asignar un parámetro especial de costo
qi que resulta en una estructura muy costosa en el sitio. Las zonas prohibidas pueden
ser cursos de agua, caminos, propiedades especiales, zonas rocosas o pantanosas,
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etc. Todavía puede ser posible erigir una estructura en un lugar difícil, pero el costo
resultante debe ser reflejado mediante el uso del parámetro especial de costo qi.
Pueden existir posiciones del terreno en donde se necesitan estructuras (por ejemplo,
en todos los ángulos de línea), pero sus tipos y alturas no son especificados. También
puede haber posiciones en donde sean requeridas estructuras específicas (tipo y altura
dados). El ingreso de las restricciones del terreno es tratado en la Sección 14.1.4.
2)
La resistencia de las estructuras no debe ser excedida. En un modelo de línea
existente, PLS-CADD soporta cuatro métodos de verificación de resistencia estructural
(Sección 8.3). Debido a que los algoritmos de optimización de búsqueda normalmente
procesan grandes cantidades de combinaciones de pruebas de posiciones de la
estructura y verificaciones de resistencia, es esencial que las verificaciones de
resistencia sean ejecutadas en forma extremadamente eficiente. Por lo tanto, solamente
el Método 1 (longitudes básicas admisibles), el Método 2 (interacción de longitudes
admisibles) pueden ser consideradas en la práctica. Actualmente, sólo las estructuras
del Método 1 y del Método 2 pueden ser manejadas, con PLS-CADD, en la búsqueda
óptima. Si se optimiza una línea para una familia de estructuras del Método 1, y luego
se la optimiza nuevamente para la misma familia de estructuras, pero con resistencias
descritas con el Método 2; generalmente se obtendrá un diseño más económico con el
Método 2. Sin embargo, debido a que los datos de resistencia para el Método 2 son
generalmente más difíciles de obtener que aquellos del Método 1, este último es el más
frecuentemente usado. La selección de estructuras a ser consideradas en la
optimización e ingreso de costos estructurales es discutida en la Sección 14.1.5.
3)
Las holguras verticales mínimas al suelo o a los obstáculos deben ser mantenidas para
el conductor a menor altura, para condiciones especificadas de clima y del cable (ver
Sección 7.3.13).
4)
Deben ser respetados los valores máximo y mínimo de balanceo de aisladores, bajo
condiciones de clima especificadas (ver Sección 7.3.17).
5)
Se debe mantener una carga vertical mínima en ciertas estructuras. Esta restricción se
hace cumplir en PLS-CADD, al especificar una longitud de peso mínima admisible bajo
la condición de cable desnudo más tensa, o sea una condición de frío. Esta condición
es siempre definida cuando se describe la resistencia estructural mediante el Método 1
(ver Secciones 7.3.10 y 8.3.1). Se debe definir un diagrama de interacción para la
condición de frío, si se utiliza el Método 2 (ver Secciones 7.3.11 y 8.3.2).
6)
Las holguras laterales mínimas a los obstáculos en el suelo deben ser mantenidas, bajo
condiciones de clima especificadas (ver Sección 7.3.14). Porque 1) este criterio rara
vez controla la búsqueda de estructuras a no ser que exista una estrecha franja de
derecho de servidumbre, y, 2) los cálculos de holguras laterales suelen ser
relativamente lentos; las restricciones de holguras laterales no son actualmente
soportadas por el módulo de búsqueda automática de PLS-CADD.
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275
14.1.2 Algoritmo Básico de Búsqueda
En la búsqueda automática, la limitación práctica que debe ser superada es el número
potencialmente grande de combinaciones de posiciones, tipos y alturas de estructuras, que
deben ser probadas. Con “m” diferentes posibles posiciones y “n” tipos de estructuras
diferentes de los cuales elegir en cada posición, el número de combinaciones posibles tiene un
orden de magnitud de mn. El tipo de estructura es definido, a partir de aquí, como una altura
particular de un tipo dado de estructura. Considere una línea de 9,14 km (30.000 pies), cuyo
terreno ha sido discretizado cada 3,05 m (10 pies) y para el cual están disponibles 48
combinaciones de tipos de estructuras. Estos parámetros de línea corresponden a una línea
real que ha sido investigada a fondo con PLS-CADD. La cantidad de diferentes combinaciones
de posiciones y alturas se encuentra en el orden de (30.000/10)48. La verificación de la
viabilidad de esta cantidad de combinaciones se encuentra mucho más allá de la capacidad de
los computadores actuales. Por esta razón, la búsqueda óptima debe ser formulada como un
problema de programación dinámica. La formulación básica es la de encontrar el camino del
menor costo a través de un gráfico de nodos. Cada nodo Ni,j representa la solución del costo
más bajo, para una solución de línea válida, entre el inicio de la línea y la estructura "j" en la
posición "i". El costo en un nodo es definido por la siguiente función de costo recursiva:
Ci,j = Pj + min { min [ Ck,l + F(Nk,l,i,j ) ] }
k desde 0 a i-1
(14-2)
l desde 0 a Nº de tipos de estructuras
donde
Ci,
Pj
k
l
= costo en el nodo Ni,j
= costo de la estructura j
= función de viabilidad. Posee valor 0 si la línea formada al
F(Nk,l,i,j )
añadir estructura j a la posición i satisface todas las siete restricciones
definidas más arriba. De otra forma, tiene valor infinito.
= índice de posición
= índice de tipo de estructura
El objetivo es hallar Nm,j teniendo el menor costo de línea entre el inicio y fin de la línea, o sea
cuyo costo es el mínimo (Cm,j). El algoritmo básico de búsqueda es como sigue:
Comience al inicio de la línea
Inicie loop sobre posible posición de estructura "i"
Inicie loop sobre posible tipo de estructura "j"
Encuentre la estructura previa y posición (o sea, el nodo)
que resultará en la solución del menor costo que satisfaga todas
las restricciones hasta este punto. Grabe para futura información
de referencia sobre solución hasta este punto, incluyendo tipos de
estructuras y posiciones involucradas (Ci,j, Ni,j).
Finalice el loop sobre posible tipo de estructura "j"
Finalice el loop sobre posible posición de estructura "i"
Luego busque a través de todas las soluciones que llegaron al final de la línea y elija la solución
de menor costo.
El algoritmo de arriba es utilizado en la mayoría de los programas de búsqueda automática
junto con una cantidad de técnicas de aceleración. Solamente verifica combinaciones de m2 x
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n2 /2, comparado con una posible cantidad del orden de mn, resultando en un problema que
puede ser resuelto en los computadores actuales. El ejemplo de la línea de 30.000 pies ahora
se compone de solamente 30002 x 482 / 2 = 1 x 1010 combinaciones. Este número puede ser
fácilmente manejado por los computadores actuales, los cuales son capaces de millones de
operaciones por segundo. Al refinar aún más el algoritmo en PLS-CADD, fue posible resolver el
mismo problema al considerar sólo 106 millones de combinaciones.
Cuando puede ser usada, la búsqueda óptima automática puede resultar en importantes
ahorros. Estudios recientes en Europa (Ranero, 1990) y en Estados Unidos han mostrado que
la búsqueda óptima puede economizar costos de una o más estructuras por cada 10 km de
línea. Mientras que la teoría y los algoritmos de computadora detrás de la búsqueda óptima son
complejos, su implementación práctica en PLS-CADD es tan sencilla como se describe más
abajo.
14.1.3 Modelo de Línea Simplificado
Mientras que PLS-CADD utiliza normalmente un modelo tridimensional completo de la línea,
con todos los cables, cuando realiza la búsqueda óptima de las estructuras reduce
temporalmente ese modelo. Este modelo reducido incluye las estructuras, y solamente el
conductor más bajo de un set de cables designado. Esto se hace para acelerar el tiempo de
resolución, puesto que: 1) la posición del conductor a menor altura en un set es aquella que
normalmente controla la verificación de las holguras verticales y, 2) la longitud de peso de ese
conductor es la utilizada normalmente en comparaciones con longitudes de peso admisibles,
cuando se verifica la resistencia de estructuras del Método 1 o 2.
Por lo tanto, las formas de un solo conductor (en un set designado), bajo los casos de clima
especificados para el cálculo de; 1) holguras verticales (el peor de los casos listados en la
Sección 7.3.13), 2) tres condiciones de balanceo del aislador (ver Sección 7.3.17), y 3) tres
longitudes de peso (ver Sección 7.3.10) o cualquier cantidad de las últimas (ver Sección
7.3.11), son los parámetros clave que son usados para determinar si una combinación
particular de búsqueda es aceptable. Cada forma es totalmente definida por su ángulo de
desplazamiento y constante catenaria C, la cual en sí depende de las correspondientes
condiciones de clima, cable y enflechamiento, así como en la longitud reguladora de la sección
de tracción. Porque 1) la longitud reguladora no es conocida antes de intentar una búsqueda, y
2) la longitud reguladora puede ser cambiada por la búsqueda óptima de prueba, el algoritmo
básico de búsqueda óptima descrito en la Sección 14.1.2 tiene que ser el loop interno de un
procedimiento iterativo que compara longitudes reguladoras asumidas con las longitudes
reguladoras reales resultantes de la búsqueda óptima. Esto será ilustrado más adelante. Uno
debe distinguir entre la primera búsqueda de prueba y cualquier búsqueda subsiguiente. Antes
de la primera búsqueda de prueba, las secciones de tracción deben ser definidas junto con
algunas longitudes reguladoras asumidas. Los resultados de la primera búsqueda de prueba
definirán completamente las secciones de tracción y las longitudes reguladoras para la
segunda búsqueda (primera re-búsqueda). Las secciones de tracción y longitudes reguladoras
para la "i-ésima" re-búsqueda son usadas para calcular las constantes catenarias de ingreso
para la búsqueda "(i+1)-ésima". El procedimiento es detenido cuando las secciones de tracción
y longitudes reguladoras asumidas y derivadas se igualan con un suficiente grado de exactitud,
digamos del orden del cinco por ciento de las longitudes reguladoras.
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14.1.4 Edición del Terreno y Restricciones Requeridas de Estructuras
Vamos a usar el perfil de terreno Spotdemo.pfl para ilustrar las capacidades de optimización de
PLS-CADD. Con una relación de aspecto de 20 (usando View/ Scales, Rotation../ Profile
View Aspect Ratio) (Vista/ Escalas, Rotación../ Relación de Aspecto de Vista de Perfil),
Ud debería obtener una vista de Perfil similar a la mostrada en la parte inferior de la Fig.14.1-1.
Es una buena idea el
mostrar la línea de
holguras
al
suelo
requerida,
para
el
voltaje del circuito que
será utilizado para la
optimización, 345 kv en
nuestro ejemplo. Esto
se hace con Terrain/
Clearance
Line
(Terreno/ Línea de
Holguras).
Las
holguras
verticales
reales
requeridas
usadas
en
la
optimización
son
aquellas
para
el
Voltage
(Voltaje)
especificado
en
la
pantalla interactiva de
Optimum
Spotting
Fig. 14.1-1 Terreno para la Línea Spotdemo
(Búsqueda
Óptima)
descrita más adelante en la Fig. 14.1-7.
Una vez que posea una línea y un perfil sobre el cual
ubicar estructuras, la primera cosa que necesita hacer
es definir sus restricciones de terreno y de estructuras.
Esto se hace con el comando Structures/ Automatic
Spotting/ Spotting Constraints/ Edit (Table Based)
(Estructuras/ Búsqueda Automática/ Restricciones
de Búsqueda/ Editar (Basado en Tabla)), el cual abre
el diálogo de Spotting Constraints de la Fig. 14.1-2. Si
hace click sobre el botón de Add (Agregar) o sobre el
de Edit (Editar), después de haber elegido una
restricción existente (realzada en azul), Ud. será
llevado a la pantalla interactiva de Edit Spotting
Constraint (Editar Restricción de Búsqueda) de la
Fig. 14.1-3. Puede hacer click sobre el botón de Delete
(Eliminar) para eliminar una restricción seleccionada.
También puede utilizar con los comandos gráficos
Structures/
Automatic
Spotting/
Spotting
278
Fig. 14.1-2 Restricciones del Terreno
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Constraints/ Add (Graphical) (Estructuras/ Búsqueda Automática/ Restricciones de
Búsqueda/ Agregar (Gráficamente)) o Delete (Graphical) (Eliminar (Gráficamente)) para
acelerar la edición de las restricciones.
Las restricciones son especificadas para puntos o zonas, que son descritos por sus “estaciones
verdaderas” sobre la línea central. Debe estar consciente que si cambia el corredor de la línea,
las estaciones que son utilizadas para describir las restricciones de la estructura y del terreno
pueden no ser ya válidas. Una vez dentro de la pantalla interactiva de Edit Terrain Constraint
(Editar Restricción del Terreno), haga click sobre la flecha al lado del campo Type (Tipo) para
elegir un tipo de restricción de una lista de cuatro disponibles, e ingrese los datos solicitados.
Los tipos de restricciones disponibles y datos relacionados a ellas son:
Required
Position
(Posición
Requerida) le permite forzar a una
estructura
(sin
ningún
tipo
impuesto en particular) a ubicarse
en una Estación dada y le permite
asignar, opcionalmente, un Extra
Cost (Costo Extra) a esa posición.
PLS-CADD
genera
automáticamente una restricción
de posición requerida en cada
ángulo de línea.
Fig. 14.1-3 Editando Restricciones del Terreno
Required Structure (Estructura Requerida) le permite a Ud. colocar, a la fuerza, una estructura
en particular, en una Station (Estación) dada.
Prohibited Zone (Zona Prohibida) le permite definir un rango de estaciones en donde ninguna
estructura será ubicada. Las zonas prohibidas son mostradas como rectángulos rojos llenos, al
pie de las vistas de perfil y como rectángulos de bordes rojos en las vistas en planta y 3D.
Extra Cost Zone (Zona de Costo Extra) le permite definir un rango de estaciones y un costo
para las zonas de costo extra. El costo será agregado a cada estructura ubicada en la zona de
costo extra. Éstas son mostradas como rectángulos llenos de color verde al pie de las vistas de
perfil y como rectángulos de bordes verdes en las vistas en planta y 3D.
Cuando graba un proyecto, todas las restricciones asociadas al terreno son almacenadas en el
archivo Project.con. Cuando carga un proyecto, todas las restricciones aplicables son leídas.
Por ejemplo, las restricciones para la línea Spotdemo fueron leídas de manera automática, del
archivo Spotdemo.con, cuando cargaba Spotdemo.pfl. Si desea grabar las restricciones a (o las
restricciones de carga de) un archivo, el cual no tiene el nombre de su proyecto, puede usar el
comando Structures/ Automatic Spotting/ Spotting Constraints/ Save CON (or Load CON)
(Estructuras/ Búsqueda Automática/ Restricciones de Búsqueda/ Grabar CON (o Cargar
CON)).
Ud. puede obtener un reporte de restricciones con el comando Structures/ Automatic
Spotting / Spotting Constraints/ Report (Estructuras/ Búsqueda Automática/
Restricciones de Búsqueda/ Informe).
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14.1.5 Editando Estructuras Disponibles para la Optimización
Una vez que haya especificado las restricciones del terreno, debe definir cuáles estructuras
deben ser consideradas para la optimización. Éste es un proceso de 2 pasos.
Primero,
una
lista
preliminar de estructuras
candidatas es generada, al
elegirlas a partir de su
directorio
original,
y
traerlas dentro de, o
removerlas de la lista de
estructuras
disponibles
(Fig. 14.1-4). Esto se hace
con
el
comando
Structures/
Available
Structures List/ Add-Del
Structure (Estructuras/
Lista de Estructuras
Disponibles/
AgregarEliminar Estructura).
Luego, la selección final de
Fig. 14.1-4 Estableciendo una Lista de Estructuras Candidatas
estructuras
que
serán
consideradas en la optimización de la búsqueda se lleva a cabo en la tabla a la que se accede
con Structures/ Available Structures List/ Edit (Estructuras/ Lista de Estructuras
Disponibles/ Editar) (Fig. 14.1-5). Las columnas sombreadas en gris en la Fig. 14.1-5 muestra
información útil en la tabla, que no puede ser cambiada. Todas las estructuras elegidas en la
parte derecha de la pantalla interactiva de la Fig. 14.1-4 son listadas en la tabla de la Fig. 14-5.
Los datos de estructuras en la tabla de la Fig. 14.1-5 incluyen:
Structure Name (Nombre de la Estructura) (Sombreado):
la lista de la Fig. 14.1-4
Nombre de archivo de estructura de
Structure Description (Descripción de la Estructura) (Sombreado): Descripción como se
encuentra incluída en el archivo de estructura
Cost from Parts List (Costo de la Lista de Partes) (Sombreado):
Esto muestra el costo total de la estructura como la suma de los costos de sus partes/ submontajes, si éstas han sido definidas en el archivo de la estructura y si los costos han sido
asignados a las listas maestras de partes/ sub-montajes (ver Secciones 8.5 y 8.6.1.3). Este
costo puede ser usado como una guía para el ingreso del costo real de la estructura en la
columna de Cost for Optimization.
Cost for Optimization (Costo para Optimización):
280
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Éste es el costo real de la estructura, a ser utilizado para la optimización de la búsqueda. Debe
incluir el costo total de lo construído, o sea no solamente los costos de los materiales sino
también aquellos de las fundaciones y erección.
Use for Automatic Spotting (Uso para Búsqueda Automática):
Ajuste este dato a
"Yes" si su decisión
final es de permitir
que la estructura sea
considerada para la
optimización de la
búsqueda.
Set for Automatic
Spotting (Set para
Búsqueda
Automática:
Éste es el número de
set del conductor que
será
usado
para
verificar las holguras
verticales
y
los
balanceos
de
los
Fig. 14.1-5 Datos de Estructuras Disponibles
aisladores (si hubiere),
y para calcular las longitudes de peso reales, para compararlas con valores admisibles (ver
Sección 14.1.3).
Auto spot. Minimum Line Angle (Auto búsqueda, Ángulo de Línea Mínimo):
Al ingresar un número distinto de cero en esta columna, Ud. puede acelerar el proceso de
búsqueda, al prevenir que la estructura sea probada a cualquier ángulo de línea menor que
ese número ingresado. No ingrese un número distinto de cero, a no ser que esté seguro que la
eliminación del potencial uso de la estructura a ángulos de líneas menores no afectará la
optimización. Solamente debe usar esta característica para estructuras diseñadas para grandes
ángulos de línea, que no desea que sean probadas en posiciones tangentes o de ángulos
pequeños.
Auto spot. maximum line angle (Auto búsqueda, Ángulo de Línea Máximo) (Sombreado):
Éste es el máximo ángulo de línea permitido para la estructura. Este númro proviene del
máximo ángulo de línea en la última línea de la tabla de Structure Allowable Spans
(Longitudes Admisibles de la Estructura) (Fig. 8.5-1).
Number in Selected Line (Número en Línea Seleccionada) (Sombreado):
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Una vez que una línea ha sido ubicada, este número indica cuántas estructuras de un tipo dado
son usadas.
Structure Strength Model (Modelo de Resistencia de la Estructura) (Sombreado):
S para método de Longitudes admisibles (Method1)
I para diagrama de Interacción (Método 2)
C para método de Componentes Críticos (Método 3)
A para vínculo directo al Análisis (Método 4)
Structure File Name and Path (Nombre de Archivo de Estructura y Ruta) (Sombreado): Se
explica por sí mismo.
Lowest Cable Heigh (Altura Mínima del Cable) (Sombreada): Altura sobre el suelo del punto de
fijación al aislador del conductor a menor altura, en
el set que controla la optimización de la búsqueda.
Structure Strength Data (Datos de Resistencia de la Estructura) (Sombreado): Para estructuras
del Método 1, la copia de la última línea de la tabla
de Structure Allowable Spans (Fig. 8.5-1).
14.1.6 Ejecutando la Optimización
Una vez que han sido seleccionados el
terreno, las
restricciones y las
estructuras disponibles, se puede iniciar
la optimización, con el comando
Structures/
Automatic
Spotting/
Optimum
Spotting
(Estructuras/
Búsqueda Automática/ Búsqueda
Óptima). Se le pide hacer click sobre la
Start Station (Estación Inicial), donde
comienza la búsqueda, y luego sobre la
Stop Station (Estación Final) donde
acabará la misma. Esto se hace al
ingresar la estación o capturarla a la
estructura existente más cercana, o PI,
o Restricción a la Búsqueda. Por
Fig. 14.1-6 Selección del Conductor
ejemplo, inicie la optimización al hacer
click cerca del PI situado más a la izquierda sobre el terreno de Spotdemo.pfl y luego haga click
sobre el PI situado más a la derecha, donde quiere terminar la optimización.
Será llevado a la pantalla interactiva de Open Cable File (Archivo de Cable Abierto) (Fig.
14.1-6), donde elige al conductor a menor altura (aquel que controla todos los cálculos de
holguras verticales y de longitudes de peso). Seleccione el conductor Rail (Riel) para el ejemplo
Spotdemo. Luego Ud. será guiado a la pantalla interactiva de Optimum Spotting (Búsqueda
Óptima) (Fig. 14.1-7).
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Los datos necesarios en la pantalla interactiva de Optimum Spotting incluyen:
Voltage (Voltaje):
Este voltaje del conductor (345 kV en
el ejemplo Spotdemo) es usado para
verificar holguras verticales
Conductors/
Fase):
Phase
(Conductores/
Cantidad de subconductores en haz,
si la fase a menor altura, que
controla la optimización de la
búsqueda es un haz.
Ruling Span (Longitud Reguladora):
Su
longitud reguladora activa
asumida (1000 pies en el ejemplo
Spotdemo).
Este
valor
será
cambiado por el programa, de
manera automática, a aquel de la
búsqueda real, si elige la opción de
“Respot if ruling span more than 5%
off“(Reubicar si longitud reguladora
está desplazada en más de 5%).
Fig. 14.1-7 Parámetros de Búsqueda Óptima
Sagging Information (Información de Enflechamiento):
Ud. puede flechar el conductor al marcar “Automatic Sagging” (Enflechamiento Automático), o
al ingresar el componente Initial (Inicial) horizontal de tracción de enflechado “Sag Tension”
(Tracción de Flechado) o la constante de catenaria de enflechado Inicial “Sag Catenary“
(Catenaria de Flechado), a la correspondiente temperatura de enflechado “Sag Temp”
(Temperatura de Flechado). El campo de “Sag Tension” (Tracción de Flechado) es visible si ha
elegido “Sag With Tension” (Flechado Con Tracción) en la pantalla interactiva de Preferences
(Preferencias), disponible con File/ Preferences (Archivo/ Preferencias). El enflechamiento
con tracción es discutido en la Sección 10.3.2.1. El campo de “Sag Catenary” (Catenaria de
Flechado) es visible si ha seleccionado “Sag With Catenary” (Flechado con Catenaria) en la
pantalla interactiva de Preferences. El enflechamiento con la constante catenaria es discutido
en la Sección 10.3.2.2. El enflechamiento automático es tratado en la Sección 10.3.2.3.
En el ejemplo, elegimos “Automatic Sagging“. Dadas las condiciones de enflechamiento
automático descritas en Criteria/ Automatic Sagging (Criterios/ Enflechamiento
Automático), esperamos encontrar al conductor, en el diseño de búsqueda final, en, o cerca
del 20% de la condición última después de la fluencia lenta a 60º F (cada día)
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283
Minimum and Maximum spans (Tramos Máximos y Mínimos):
Existen
restricciones
adicionales sobre la búsqueda de estructuras (Con los
datos en la Fig. 14.1-7, no existirá ningún tramo más corto
que 350 pies y ninguno más extenso que 1200 pies). Por
ejemplo, se puede especificar un tramo máximo para
evitar problemas de holguras galopantes.
Station spacing (Espaciamiento de Estaciones):
Cuando realiza la optimización, PLS-CADD prueba todas las combinaciones posibles de
estructuras disponibles, a intervalos que no excedan el Espaciamiento de estación máximo, y
en cualquier punto elevado dentro de los intervalos. Para el ejemplo Spotdemo, hemos elegido
Espaciamiento de estación = 20 pies. Los espaciamientos de estaciones en el rango de 5 a 20
pies (2 a 8 m) son generalmente adecuados. Sin embargo, se pueden usar números mayores
en la etapa preliminar de diseño, digamos 100 pies, para poder obtener rápidamente una
solución aproximada. Como verá, el tiempo en hallar una solución aumenta rápidamente con
menores espaciamientos de estación.
Allow conductor data override (Permitir Invalidar Datos del Conductor):
Este ítem es marcado si desea ingresar sus propias constantes catenarias, para las
condiciones de las Secciones 7.3.10, 7.3.11, 7.3.13 y 7.3.17. Esta opción no es utilizada
normalmente, pero puede ser conveniente para comparar una resolución de PLS-CADD con
soluciones de otros programas de optimización, que requieren que ingrese contantes
catenarias en vez de definir criterios de diseño por referencias a casos de clima.
Suboptimal or spot interval loop (Loop Subóptimo o de Intervalo de Búsqueda):
Este ítem opcional le permite seleccionar rangos de intervalos y subóptimos de búsqueda, para
explorar el efecto de estas variables sobre la solución. Esta opción es utilizada sólo como una
herramienta de debugging (depuración) o de investigación.
Merge solution with current line (Fusionar Solución con Línea Actual):
Este ítem debe ser marcado si Ud. desea fusionar la solución de la búsqueda óptima con
cualquier parte de la línea que ya exista, a la izquierda de la Estación Inicial (o la estructura
situada más lejos a la izquierda), y a la derecha de la Estación Final (o la estructura situada
más lejos a la derecha). Las porciones existentes y el segmento recién buscado serán
fusionados en una única línea.
Si no se marca este ítem, el segmento recién buscado será considerado como una nueva línea
por sí mismo, o sea otra línea en la misma alineación (ver Sección 5.4.6.4 para una discusión
de líneas múltiples).
Existing structure locations only (Solamente posiciones de estructuras existentes):
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Si ya dispone de una línea existente, puede usar esta opción para forzar a la optimización a
que utilice solamente las posiciones de estructuras existentes. Esta opción es similar a la de
hacer que todas las posiciones de estructuras existentes, sean posiciones requeridas.
Respot if ruling span more than 5% off (Reubicar si longitud reguladora está desplazada en
más de 5%):
Esta opción permitirá que el programa reubique automáticamente porciones de la línea si la
longitud reguladora tal como fue ubicada, difiere en más del 5% de la asumida. Esta opción
puede consumir mucho tiempo, de manera que tal vez no desee utilizarla en su primer intento.
Sin embargo, una vez que todos los parámetros de un diseño han sido depurados, ésta es la
opción recomendada. Le garantizará que el diseño final satisfaga todos sus criterios de diseño.
H-frame base height adjust (Ajuste de la Altura de Base de Pórtico en H):
Cuando busca pórticos en H de madera en terrenos con pendientes laterales, el pórtico
seleccionado puede requerir ser rebajado, de manera que el poste en el lado del terreno más
bajo tenga suficiente longitud de empotramiento; el otro poste es cortado o empotrado más
profundamente. Por lo tanto, el programa necesita conocer el desplazamiento de los postes
(distancia desde el centro del pórtico). Esta opción sólo funciona si Ud. tiene un modelo TIN.
Éste ajustará automáticamente las alturas de sus pórticos, de manera que la línea del suelo de
los postes se encuentra con el perfil lateral más bajo en el desplazamiento especificado.
Forward, Reverse or Both (Adelante, Reversa o Ambos):
Si elige la dirección Forward (Adelante), la optimización procederá en la dirección de aumento
de las estaciones, entre las estaciones seleccionadas Inicial y Final. Si selecciona la dirección
Reverse (Reversa), la optimización será conducida en la dirección decreciente de estaciones,
comenzando en la estación Final. Para un espaciado pequeño de estación, la optimización en
dirección para adelante o para atrás obtendría diseños con costos muy similares, pero
posiblemente ubicaciones diferentes de estructuras.
Parabola or Catenary (Parábola o Catenaria):
Si selecciona Parábola en vez de Catenaria como modelo de cable, acelerará el tiempo de
solución. Puede desear utilizar la opción parabólica en la etapa preliminar de diseño, pero
cambiar al modelo de catenaria para el diseño final. Ambas opciones deberían proporcionar
resultados casi idénticos si las relaciones de flecha a tramo no exceden del cinco por ciento.
Una vez que marque OK al pie de la pantalla interactiva Optimum Spotting (Búsqueda
Óptima), comienza el proceso de optimización. Ud. observará que se dibujan líneas cortas
verticales sobre el perfil desde la izquierda de la pantalla. Estas líneas indican el progreso de la
optimización a lo largo de la línea, junto con la información en la casilla de estado de
Optimization (Optimización) en la parte superior izquierda de la pantalla. En cada línea, se
prueba cada estructura posible (36 tipos diferentes en el ejemplo Spotdemo), con todas las
posibles combinaciones previas de estructuras y posiciones.
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Para los parámetros de optimización seleccionados, la búsqueda completa de Spotdemo toma
menos de un minuto, en una lenta máquina Pentium de 200 MHz. Una vez que finaliza la
optimización, se abre el informe de avance de la Fig. 14.1-8. Este muestra que el diseño final
consiste en 3 secciones de tracción, con longitudes reguladoras de 921 pies, 1186 pies y 934
pies, respectivamente. El diseño final requirió varios intentos, porque la longitud reguladora
inicialmente asumida (1000 pies) era demasiado diferente a las longitudes reguladoras reales.
Cuando los cálculos de holguras o longitudes de peso son llevados a cabo con la longitud
reguladora incorrecta, el diseño puede no ser válido.
Después de cerrar el
reporte de la Fig.
14.1-8,
verá
la
ubicación real de la
línea,
con
el
conductor a menor
altura en el set, que
Ud. ha elegido, como
aquel que controla la
optimización de la
búsqueda. Esto se
muestra
en
los
perfiles de la Fig.
Fig. 14.1-8 Informe de Avance
14.1-9.
La
mejor
manera de obtener información en relación a las tres secciones de tracción y sus longitudes
reguladoras es abrir un resumen de informe de línea con Line/ Reports/ Summary (Línea/
Informes/ Resumen), o simplemente usar Sections/ Modify (Secciones/ Modificar).
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Fig. 14.1-9 Búsqueda Óptima de la Línea Demo con Parámetros de la Fig. 14.1-7
Ud. encontrará que el diseño en la Fig. 14.1-9 incluye 35 estructuras, con un costo total de $
569.560. La mayor parte de las estructuras son usadas cerca del 100% y el conductor, en su
posición más baja, está muy cerca de la línea de holguras (la cual puede visualizar al elegir
“Hot 212“ y “Max Sag RS“ (Flecha Máxima RS) en los campos de “Display all Sections for
weather case below” (Visualizar todas las Secciones para el caso de clima de abajo) de
Sections/ Display Options (Secciones/ Opciones de Visualización). Puede verificar con
Sections/ Sag Tensions (Secciones/ Tracción de Flechas) que todas las tres secciones de
tracción se encuentran casi al 20% de la última, a 60 grados después de la fluencia lenta (uno
de sus criterios de diseño).
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14.1.7 Aceptando la Búsqueda Automatizada
A medida que aprenda rápidamente cuando pruebe la optimización en proyectos reales, no
existe tal cosa como una optimización "Black Box" (Caja Negra). En la práctica, a menudo se
requieren algunos ajustes manuales antes que un diseño buscado por computadora pueda ser
enviado al sitio de obras. También existen algunos casos donde sólo partes de una línea
pueden ser optimizadas, el resto teniendo que ser diseñada interactivamente, con estructuras
fabricadas con diseño particular. La capacidad de PLS-CADD para integrar las búsquedas
automáticas y las interactivas es una de sus características especialmente potentes.
Después de la optimización, siempre debe realizar una verificación visual de las holguras
verticales. En raras ocasiones, observará la anomalía ilustrada en la Fig. 14.1-10, donde
parece que la búsqueda automática permitió que la fase más baja, a la elevada temperatura de
control, invada la línea de holguras al suelo (linea punteada sobre línea recta CD). Esto ocurre
porque el algoritmo que verifica las holguras a los puntos del suelo verifica las mismas en cada
punto topográfico y también verifica la holgura del punto inferior de la flecha (Punto A en la Fig.
14.1-10) por encima de la línea de holguras al suelo (línea punteada paralela al perfil). Para la
eficiencia computacional, el algoritmo no busca la posible intersección entre la curva catenaria
y la línea inclinada punteada, excepto en los puntos topográficos. Por lo tanto, si se encuentra
en la situación ilustrada en la Fig. 14.1-10, existe un arreglo muy simple para remediar esa
situación. Todo lo que necesita hacer es añadir un punto del suelo (digamos, el punto D en la
Fig. 14.1-10) sobre el perfil, en la región de la invasión, al hacer click con el mouse sobre la
línea recta entre B y C, después de utilizar el comando Terrain/ Edit/ Add PFL Points
(Terreno/ Editar/ Agregar Puntos PFL). Después de que vuelva a ejecutar la optimización de
la búsqueda con el punto nuevo, el problema de holgura desaparecerá.
Incluso después de volver a buscar
no se puede estar seguro de que su
línea es la adecuada hasta que
haya tendido todos los circuitos y
llevado a cabo las verificaciones
tridimensionales de
ingeniería.
Recuerde
que
el
modelo
simplificado de optimización sólo
incluye la fase a menor altura de un
set de conductores designado.
Fig. 14.1-10 Invasión de Holgura
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14.2 Selector Automático de Poste Óptimo
Mientras la Sección 14.1 trataba sobre la búsqueda óptima automática de una familia de
estructuras, esta sección cubre la selección óptima automática de una familia de postes con
alturas y geometría superior dadas, en posiciones predeterminadas a lo largo del perfil. La
selección automática de poste óptimo solamente está disponible si Ud. tiene la opción de
búsqueda óptima de PLS-CADD -a un costo extra-. La ventaja primaria de esta opción es que
trabaja directamente con una estructura del Método 4.
Se alcanza la pantalla del selector con el comando Structures/ Automatic Spotting/
Automatic Pole Selector (Estructuras/ Búsqueda Automática/ Selector Automático de
Poste) (ver Fig. 14.2-1).
Con las diversas opciones, será capaz de reemplazar automáticamente el fuste de postes
insuficientes, con unidades más resistentes, o reemplazar fustes de postes
sobredimensionados por otros más económicos. Esto se puede hacer con postes del mismo
material que aquellos de su modelo, o con algún material de reemplazo (los materiales
actualmente disponibles para fustes de postes son acero, madera, madera laminada y
hormigón). Por ejemplo, si tiene una línea de postes de madera sobre la que está volviendo a
colocar conductores, puede usar la opción del selector de postes para reemplazar, de manera
automática, todos los postes de madera insuficientes, por los postes de acero más económicos
disponibles en su biblioteca de componentes de postes de acero.
Para una completa discusión de esta muy potente opción, debería mirar el siguiente
documento:
http://www.powline.com/products/automaticpoleselector.html
Fig. 14.2-1 Ventana del Selector de Poste Óptimo
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15.
PLS-CADD/ LITE
PLS-CADD/ LITE es una versión limitada de PLS-CADD, restringida a cálculos de flechas,
tracciones, árboles de cargas, holguras entre cables, tablas de tendido y relaciones de corriente
vs. temperatura de los conductores, para los cables que son irradiados desde una sola
estructura. Sus capacidades también están disponibles en la versión completa de PLS-CADD.
Los puntos de fijación a las estructuras pueden ser puntos designados en el espacio, o puntos
de fijación de un modelo estructural desarrollado en el programa TOWER o PLS-POLE. Con
PLS-CADD/ LITE, el usuario es capaz de crear rápidamente un modelo sin tener que manejar
la información completa del terreno de PLS-CADD. Debido a que un modelo de PLS-CADD/
LITE solamente incluye tramos unitarios irradiándose desde una estructura, los cálculos de
flechas y cargas para el modelo se basan en el método de la Longitud Reguladora (modelado
de cables de Nivel 1).
Fig. 15.1-1 Poste de Madera Tendido en PLS-CADD/ LITE
Si el modelo de una estructura ha sido desarrollado en el programa TOWER o PLS-POLE, ese
modelo puede ser tendido rápidamente con cables en cualquier dirección, al ingresar los datos
en una sola tabla (ver Fig. 15.1-2). Luego puede ser calculado el árbol de cargas
correspondiente para esa estructura, y la misma ser verificada haciendo click con el mouse. La
estructura mostrada en la Fig. 15.1-1 en realidad consiste en un poste de madera tensado en
varias direcciones mediante postes de refuerzo y tensores de tramo. El poste, crucetas,
aisladores, postes asociados y todos los tensores son parte de un único modelo PLS-POLE.
290
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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MANUAL PLSCADD
Fig. 15.1-2 Una Posible Configuración del Modelo
Mientras que PLS-POLE y PLS-CADD/ LITE trabajando en conjunto forman la combinación
ideal para llevar a cabo estudios de uso conjunto de postes de madera u otro tipo, cualquiera
de estos programas puede ser usado en modo independiente.
Un proyecto desarrollado por PLS-CADD/ LITE es grabado en un archivo llamado Project.loa.
La extensión ".loa" es requerida para distinguir los archivos de PLS-CADD/ LITE de los de
PLS-CADD, los cuales poseen la extensión ".xyz" o ".pfl". Por lo tanto, cuando crea un nuevo
proyecto PLS-CADD/ LITE, es esencial que nombre al archivo del proyecto con la extensión
".loa", puesto que ésta es la única pieza de información que permite que PLS-CADD reconozca
que debe ejecutarlo en el modo PLS-CADD/ LITE.
Para utilizar PLS-CADD/ LITE, el usuario primero necesita desarrollar criterios de diseño, en el
menú de Criteria (Criterios) (esto fue descrito en la Sección 7) y necesita tener los modelos
adecuados de cables a tierra y conductores (estos modelos fueron descritos en la Sección 9).
Posteriormente instalará los cables que se originan en su estructura como se describe más
abajo y los flechará. Cuando comienza un nuevo proyecto el usuario puede configurar
rápidamente su trabajo, como está descrito en la Sección 15.1.5.
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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15.1 Instalando y Enflechando Cables
En PLS-CADD/ LITE, si Ud. no elige “Use an Existing Structure File” (Use un Archivo de
Estructura Existente) en la parte superior izquierda de la pantalla interactiva de Model Setup
(Configuración del Modelo) de la Fig. 15.1-2, no existe un concepto de sets de cables y fases.
En tal caso, la columna de Origin Label (Etiqueta de Origen) (tercera columna en la tabla de la
pantalla interactiva de Model Setup) no aparecerá, pero será reemplazada por tres columnas
para las coordenadas X, Y y Z de los puntos de fijación de la estructura.
Si selecciona “Use an Existing Structure File“ en la parte superior izquierda de la pantalla
interactiva de Model Setup, la columna de Origin Label mostrará los sets y fases (set: fase)
que deben ser definidos en el modelo TOWER o PLS-POLE de la estructura; las coordenadas
X, Y y Z de los correspondientes puntos de fijación a la estructura no son mostrados, aunque
son conocidos por el programa.
En cualquiera de los casos, todo lo que necesita hacer es describir como los cables
individuales son irradiados desde los puntos de fijación de la estructura (un cable en cada línea
de la Tabla de Configuración del Modelo). Mientras decimos que los cables son irradiados
desde la estructura, no necesariamente todos terminan en el mismo eje vertical. En realidad,
una de las características más poderosas de PLS-CADD/ LITE es que los diversos puntos de
fijación sobre la estructura pueden tener desplazamientos arbitrarios, desde cualquier eje de
referencia vertical que este asociado a la estructura. En la lámina derecha de la Fig. 15.1-1
puede ver cables con diferentes desplazamientos irradiados desde crucetas perpendiculares
entre sí. Ignorar los desplazamientos, como es hecho comúnmente por otros programas de
carga, puede tener como resultado serios errores en el cálculo de cargas de diseño,
especialmente con tramos cortos.
Cada cable posee dos puntos
extremos, el origen siendo el
punto de fijación a la estructura
y el extremo localizado en la
TA
otra terminación del tramo.
Internamente, estos puntos en
los extremos son localizados en
LA
un
sistema
global
de
TC
TD
coordenadas X,Y, Z, donde Y es
TA
TC
TD
el Norte, X es el Este y Z es
LD
LC
hacia arriba. Sin embargo, las
TB
LB
cargas sobre la estructura son
TB
definidas por sus componentes
en las direcciones transversal y
longitudinal de la estructura. Por
lo tanto, Ud. necesitará definir la
dirección transversal de la
estructura (dirección mostrada
Fig. 15.1-3 Vista Superior de Cables Irradiados
en la vista en planta de la Fig.
15.1-3), relativa al eje global Y. Esto se hace al ingresar Bearing of Transverse Axis (Rumbo del
Eje Transversal) (ángulo desde el eje Y a la dirección transversal de la estructura entre -180 y
+180 grados, positivo si es en sentido horario) en la parte superior izquierda de la pantalla
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PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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MANUAL PLSCADD
interactiva de Model Setup (ver Fig. 15.1-2). Las flechas identificadas como TA, TB, TC y TD
en la Fig. 15.1-3 muestran las reacciones del viento en los extremos de los cables y las
correspondientes cargas sobre la estructura (en el sistema de coordenadas del tramo). Estas
cargas de viento son reportadas por PLS-CADD/ LITE como cantidades positivas, si sus
acciones sobre la estructura poseen proyecciones positivas en la dirección del eje transversal
de la estructura; éste es el caso para todas las flechas de cargas de viento mostradas en la Fig.
15.1-3.
Mientras que la única estructura de PLS-CADD/ LITE no está ubicada sobre una alineación,
como cualquier estructura en un modelo completo de PLS-CADD, los tramos pueden ser
categorizados como previos y siguientes, cuando se necesita la definición, como es descrito en
la Fig. 7.3-9a de la Sección 7.3.12.7.
Todos los datos necesarios para la instalación y el flechado de cables son ingresados en la
pantalla interactiva de Model Setup, a la cual accede con el comando Line/ Setup (Línea/
Configuración). Las columnas que componen la tabla en la pantalla de Model Setup dependen
de su elección del método para la instalación y enflechamiento de los cables. En esa tabla,
necesitará ingresar los siguientes datos para cada cable:
15.1.1
Datos Necesarios Independientemente de la Selección de Métodos de
Instalación y Enflechamiento
Description (Descripción):
Descripción alfanumérica del cable
Cable File Name (Nombre de Archivo del Cable): Al hacer click sobre este botón, es
llevado a la biblioteca de cables, donde elige un tipo de
éstos
Wires in Bundle (Cables en Haz):
En caso de que adjunte un haz de cables a la
estructura, éste es el número de cables (subconductores)
en el haz
Ruling Span (Longitud Reguladora): Medida de la longitud reguladora, usada para los
cálculos de flecha-tracción (por defecto es la proyección
horizontal del tramo)
Display weather case (Visualizar Caso de Clima): Ud. puede seleccionar un “Weather
Case“ de la lista de casos de clima disponibles (definida
en Criteria/ Weather (Criterios/ Clima)) o puede ingresar
una “Temperature“. El caso de clima o la temperatura (sin
viento) será usado para exhibir el cable. Si el caso de
clima incluye viento, los cables serán presentados dos
veces, una para el viento soplando perpendicularmente al
cable en una dirección y la otra para el viento soplando en
la dirección opuesta
Display Condition (Condición de Presentación):
Condición del cable (Inicial, después
de Fluencia Lenta o después de Carga) utilizada para
visualizar el cable
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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Display Color (Color de Presentación):
Color utilizado para visualizar el cable
Insul. Counter Weight (Contrapeso del Aislador): Peso que es agregado a la carga
vertical de diseño producida por el cable, en el punto de
fijación a la estructura. Esto puede ser usado para incluir
el peso del aislador en su árbol de cargas, si su programa
de estructuras no se encarga de eso automáticamente
(TOWER y PLS-POLE pueden sumar pesos de aisladores
a árboles de cargas) o para manejar el contrapeso que
puede ser colgado en la punta de un aislador de
suspensión para disminuir el balanceo del mismo.
294
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MANUAL PLSCADD
15.1.2
Definiendo Fijación a la Estructura
15.1.2.1
Con Coordenadas Globales de los Puntos de Fijación
Esta opción se activa si no se selecciona “Use Existing Structure File“(Use Archivo de
Estructura Existente) en el área superior izquierda de la pantalla interactiva.
Datos fuera de la tabla de cables:
Z de la Base:
Elevación en la base de la estructura, usada para dibujar línea
horizontal que representa el suelo
Datos necesarios para cada cable:
X, Y y Z de Origen:
15.1.2.2
Coordenadas globales del punto de fijación a la estructura
Importando un Modelo de Estructura con Puntos de Fijación Ya Definidos
Esta opción se activa si el usuario elige “Use Existing Structure File” en el área superior
izquierda de la pantalla interactiva. Con esta opción, se puede importar un modelo TOWER o
PLS-POLE con puntos de fijación predefinidos para sets y fases.
Datos fuera de la tabla de cables:
X, Y y Z de la Base: Coordenadas globales del punto en la base de la estructura, el
cual posee coordenadas locales de 0; 0; 0 en el programa de
estructuras. PLS-CADD/ LITE usará esta información para la
obtención de todos los puntos de fijación a la estructura, como se
define en el modelo TOWER o PLS-POLE y mostrará nombres de
identificación para estos puntos, en la columna etiquetada Orig.
Label (Etiqueta de Origen). El nombre de identificación es "i : j",
donde "i" representa el número de set y "j" el de fase, en la tabla
de Vínculo a PLS-CADD de TOWER o PLS-POLE.
15.1.3
Definiendo el Extremo de Cada Tramo
Para cada cable, la posición del extremo del tramo necesita ser definida (siendo el origen el
punto de fijación a la estructura). Hay tres opciones disponibles. Las columnas mostradas en la
tabla de cables dependen de su elección en el área de Span End Attachment Point (Punto
de Fijación al Extremo del Tramo) de la pantalla interactiva de Model Setup (Configuración
del Modelo).Si elige más de una opción en esa área, activará la columna de End Mode (Modo
de Extremo) en la tabla de cables, en donde le será posible seleccionar una opción en especial
para cada cable individual. Si elige Ground elevation (Elevación del Suelo), una columna
llamada End Ground Elevation Z (Elevación del Suelo Z del Extremo) aparecerá en la tabla
de abajo, en la cual debe ingresar la Z del suelo al extremo de cada tramo. Este valor se usa en
la determinación de la altura sobre el suelo del extremo de cada tramo, con el propósito de
establecer la carga de viento para aquellos códigos que hacen a la velocidad del viento
dependiente de la altura sobre el el suelo.
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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295
15.1.3.1
Con Coordenadas Globales del Punto en el Extremo
Si elige XYZ Coordinates (Coordenadas X, Y y Z) (o Coordinates (Coordenadas), en la columna
de End Mode), activará las columnas de End X (X del Extremo), End Y (Y del Extremo) y
End Z (Z del Extremo), en las cuales ingresará las coordenadas globales del extremo del
tramo, para cada cable.
15.1.3.2
Con Azimut, Longitud del Tramo y Proyección Vertical
Si elige Azimuth and Span Length (Azimut y Longitud del Tramo) (o Projections (Proyecciones)
en la columna de End Mode), Ud. activará las columnas de Span Azimuth (Azimut del
Tramo), Span Horizontal Projection (Proyección Horizontal del Tramo) y Span Vertical
Projection (Proyección Vertical del Tramo). En la vista en planta, el azimut es el ángulo, en
dirección horaria, entre -180 grados y +180 grados, medido desde el eje transversal de la
estructura a la dirección del tramo (ver Fig. 15.1-3). La Span Vertical Projection (Proyección
Vertical del Tramo) es positiva si el extremo de la estructura del tramo se encuentra a menor
altura.
15.1.3.3
Con Longitud de Viento y Longitud de Peso
Si elige Wind and Weight Span (Longitud de Viento y de Peso) (o Wind Span (Longitud de
Viento) en la columna de End Mode), activará las columnas de Wind Span (Longitud de
Viento) y de Weight Span (Longitud de Peso). El programa mostrará el tramo como si éste
tuviera una longitud igual al doble de la longitud de viento y elevaciones iguales en los
extremos. Esta opción no es usada cuando Ud. conoce la geometría real del tramo. Solamente
la utilizará cuando necesite cargas de diseño basadas en longitudes máximas asumidas de
viento y peso; por ejemplo, en el caso del diseño de una estructura para uso futuro. Con esta
opción, el programa calculará las cargas en los extremos de cada cable, como sigue:
15.1.4
Carga Transversal =
Carga Transversal por unidad de longitud del cable
multiplicada por Longitud de Viento
Carga Vertical =
Carga Vertical por unidad de
multiplicada por Longitud de Peso
longitud
del
cable
Enflechando Cables
Debido a la diversidad de situaciones en donde se puede usar PLS-CADD/ LITE, para la
determinación de las cargas sobre una estructura existente o planeada, le proporcionamos
cinco métodos diferentes de enflechar un cable. Las columnas apropiadas, las cuales son
desplegadas en la tabla de cables, dependen de su elección en el área de Sagging Options
(Opciones de Enflechamiento) de la pantalla interactiva de Model Setup. Si selecciona más
de una opción en el área de Sagging Options, activará la columna de Sagging Mode (Modo
de Enflechamiento) en la tabla de cables, en donde le será posible elegir una opción en
especial para cada cable individual.
296
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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MANUAL PLSCADD
15.1.4.1
Especificando Componente Horizontal de Tracción para una
Temperatura y Condición del Cable Dadas
Si elige Tension (Tracción) (o Horizontal Tension (Tracción Horizontal) en la columna de
Sagging Mode) activará las columnas de Sagging Condition, Wire Temperature y
Horizontal Tension, en las cuales ingresará la condición del cable (Inicial, después de
Fluencia Lenta o después de Carga), la temperatura del cable y la componente horizontal de
tracción en el enflechamiento, respectivamente.
15.1.4.2
Especificando la Constante Catenaria para una Temperatura y Condición
del Cable Dadas
Si selecciona Catenary Constant (Constante Catenaria) (or Catenary (Catenaria) en la columna
de SaggingMode),
activarála columnas de SaggingCondition (Condición
de
Enflechamiento), Wire Temperature (Temperatura del Cable) y Catenary Constant, en las
cuales debe ingresar la condición del cable (Initial, después de Fluencia Lenta o después de
Carga), la temperatura del cable y la constante catenaria en el enflechamiento,
respectivamente.
15.1.4.3
Especificando Flecha a Mitad del Tramo para una Temperatura y
Condición del Cable Dadas
Si elige Mid Span Sag (Flecha a Mitad del Tramo) (o Mid Span Sag en la columna de Sagging
Mode) activará las columnas de Sagging Condition, Wire Temperature y Mid Span Sag, en
las cuales ingresará la condición del cable (Inicial, después de Fluencia Lenta o después de
Carga), la temperatura del cable y la flecha a mitad del tramo en el enflechamiento,
respectivamente.
15.1.4.4
Especificando Coordenadas de un Punto Topográfico a lo Largo del cable
para Temperatura y Condición del Cable Dadas
Si elige Surveyed Point on Cable (Punto Topográfico sobre el Cable) (o Pt. on Cable (Punto
sobre el Cable) en la columna de Sagging Mode), activará las columnas de Sagging
Condition, Wire Temperature, Cable X, Cable Y y Cable Z, en las cuales ingresará la
condición del cable (Inicial, después de Fluencia Lenta o después de Carga), la temperatura del
cable y las coordenadas globales de un punto topográfico dentro del tramo, respectivamente.
Este método es normalmente utilizado cuando las coordenadas globales de ambos extremos
del tramo y del punto intermedio son levantadas al mismo tiempo.
15.1.4.5
Utilizando la Función de Autoflechado
Si selecciona Tension from Automatic Sagging Criteria (Tracción según Criterios de
Enflechamiento Automático) (o Autosag (Autoflechado) en la columna de Sagging Mode), el
cable será flechado automáticamente, tan tenso como puede ser, sin violar ninguno de los
criterios de enflechamiento automático definidos para su proyecto (ver Sección 7.3.7).
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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15.1.5
Iniciando un Nuevo Proyecto
Fig. 15.1-4 Iniciando un Nuevo Proyecto PLS-CADD/ LITE
Si ha elegido PLS-CADD/ LITE después de haber hecho click sobre File/ New (Archivo/
Nuevo), aparecerá la pantalla interactiva de la Fig. 15.1-4. Con las selecciones adecuadas en
esa pantalla, será llevado directamente a la pantalla interactiva de Model Setup de la Fig. 15.12, la cual ya ha sido personalizada para Ud., para ingresar datos de los tramos, sin posteriores
consideraciones.
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PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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MANUAL PLSCADD
15.2 Viendo el Modelo de PLS-CADD/ LITE
Cuando Ud. carga un
proyecto ya existente de
PLS-CADD/ LITE o cuando
hace click sobre OK al pie
de la pantalla interactiva de
Model
Setup
(Configuración
del
Modelo),
por
defecto
obtendrá dos vistas de su
modelo, como se exhibe en
la Fig. 15.2-1. La lámina
izquierda mostrará una
vista de perfil (proyectada
perpendicular
al
eje
transversal de la estructura)
y la
lámina
derecha
mostrará
una
vista
tridimensional.
Puede
manipular estas vistas o
abrir ventanas adicionales,
Fig. 15.1-1 Torre Importada en PLS-CADD/ LITE
exactamente como lo haría
con el programa completo de PLS-CADD. Si no importa un modelo estructural, verá los cables
y sus puntos de fijación, pero no la estructura. Por ejemplo, la Fig. 15.2-2 muestra la vista de
perfil (ventana inferior derecha), vista 3D (ventana superior derecha) y el informe de cargas
para un sistema simple de dos cables, que representa a un conductor drake adjuntado a una
estructura ubicada en un ángulo de línea de 10 grados. Se necesitaron dos líneas de datos en
la tabla de cables de Model Setup para generar el modelo. El sistema está sometido a dos
casos de carga, la condición de Carga Pesada del NESC, con el viento soplando en ambas
direcciones transversales de la estructura, positiva y negativa.
15.3 Cálculos e Informes de Ingeniería
Una vez que su modelo PLS-CADD/ LITE haya sido desarrollado, Ud. puede usar las
siguientes funciones de estructuras:
Structures/ Loads/ Report (Estructuras/ Cargas/ Informe):
Esta función determina la información de la carga de diseño sobre la estructura. Como se
puede ver en la Fig. 15.2-2, el informe de cargas incluye primero para cada caso de carga y
para cada cable:
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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299
Fig. 15.2-2 Cargas de Diseño para un Modelo Simple de Dos Cables
1) Las Wire Loads (Cargas en los Cables) en el sistema de coordenadas del tramo. Estas
cargas son las flechas mostradas en la Fig. 15.1-3 y son estrictamente iguales a las reacciones
en los extremos de cada cable multiplicadas por los factores de carga adecuados, como es
discutido en la Sección 7.3.12.3. Las cargas verticales no incluyen los pesos de los aisladores o
contrapesos.
2) Las Structure Loads (Cargas en la Estructura) aplicadas por cada cable, en forma
individual, a la estructura, en las direcciones vertical, transversal y longitudinal de la
misma. Las cargas verticales ahora incluyen los pesos factoreados de los aisladores o
contrapesos.
Luego el informe muestra las sums (sumas) de las cargas del Item 2) de arriba para todos los
cables que llegan al mismo punto de fijación de la estructura. Estas cargas son las cargas
finales de diseño en los puntos de fijación de la estructura.
300
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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MANUAL PLSCADD
Finalmente, el informe lista el diseño factoreado calculado como se describe en la Sección
7.3.12.5.
NOTA IMPORTANTE:
Debe ser consciente de los dos métodos diferentes que son usados para calcular las
cargas de diseño de la estructura a un punto de fijación del cable, dependiendo de si el
cable es modelado por su geometría real (Secciones 15.1.3.1 o 15.1.3.2) o por sus
longitudes de viento/ peso (Sección 15.1.3.3).
Cuando un modelo es modelado por su geometría real, las cargas siempre son
calculadas en la forma descrita en la Sección 7.3.12. Pueden haber leves diferencias
entre estas cargas y aquellas que podría obtener por métodos tradicionales más
simples, los cuales no consideran la longitud del cable en el tramo ni el desplazamiento
lateral del tramo debido al viento.
Cuando se describe un modelo por sus longitudes de viento y de peso, las cargas no
factoreadas, en el sistema de coordenadas del tramo (aquellas mostradas en la Fig.
15.1-3), se basan en el tradicional supuesto que: 1) la carga de viento transversal, T, en
el extremo del cable, es igual a UH (ver Fig. 7.2-3) multiplicada por su longitud de
viento, 2) la carga vertical, V, es igual a ( UW + UI ) multiplicada por su longitud de peso,
y 3) la carga longitudinal, L, es la componente horizontal de tracción en la longitud
reguladora, causado por la resultante UR.
Structures/ Loads/ Write LCA file (Estructuras/ Cargas/ Escribir Archivo LCA):
Esta función escribe el árbol de cargas y las presiones de diseño de la estructura en un archivo
estándar de cargas vectoriales (formato *.lca), el cual puede ser utilizado directamente por
nuestros programas TOWER y PLS-POLE.
Structures/ Loads/ Write LIC file (Estructuras/ Cargas/ Escribir Archivo LIC):
Esta función escribe un archivo de cargas de cables (formato *.lic) que puede ser usado por
nuestros programas TOWER y PLS-POLE para determinar longitudes admisibles.
Structures/ Check (Estructuras/ Verificar):
Si Ud. ha adjuntado cables a una estructura de Método 4 (después de haber seleccionado Use
Existing Structure File en la pantalla interactiva de Model Setup), puede utilizar esta función
para aplicar el árbol de cargas a la estructura y que el programa de estructura aplicable
(TOWER o PLS-POLE) analice automáticamente la estructura bajo ese árbol de cargas e
informe los resultados, ambos en forma gráfica o de texto. Por ejemplo, la torre en la Fig. 15.21 fue analizada y verificada automáticamente por el programa TOWER, a los dos segundos de
haber hecho click sobre éste en PLS-CADD/ LITE.
Nota: La función Structures/ Check no es aplicable a estructuras del Método 1 y Método 2 en
PLS-CADD/ LITE
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
301
Structures/ New (Estructuras/ Nuevo):
Este comando le permite crear una estructura del Método 1 o 2. No puede ser utilizado para
crear estructuras del Método 4. Tales estructuras son creadas en los programas TOWER o
PLS-POLE.
Structures/ Modify (Estructuras/ Modificar):
Este comando le permite editar la estructura seleccionada en el área superior izquierda de la
pantalla interactiva de Model Setup. Para estructuras del Método 4, Ud. será llevado
automáticamente al programa TOWER o PLS-POLE.
Además de las funciones estructurales descritas arriba, PLS-CADD/ LITE le permite acceder a
la mayor parte de las funciones de sección del programa completo de PLS-CADD (ver Sección
11.2).
Sections/ Check (Secciones/ Verificar), Sections/ Sag-Tension (Secciones/ FlechaTracción), Sections / Wire Clearances (Secciones/ Holguras al Cable), Sections/ Structure
Clearances (Secciones/ Holguras a la Estructura), Sections/ Stringing Charts (Secciones/
Tablas de Tendido), Sections/ Galloping (Secciones/ Galopantes) y Sections/ IEEE Std.
738 (Secciones/ Estándar IEEE 738).
Sections/ Galloping (Secciones/ Galopantes) solamente funciona si Ud. importa una
estructura existente.
Como ejemplo del uso potencial de Sections/ Wire Clearances (Secciones/ Holguras al
Cable), considere los dos cables cruzados mostrados en la Fig. 15.2-3, un conductor de alto
voltaje (paralelo al eje X) cruzando por encima de una línea de teléfono. El modelo (archivo
"litex4.loa” ) fue creado en pocos minutos, al ingresar las coordenadas globales de los cuatro
puntos de fijación y las tracciones de enflechamiento de los cables. El enflechamiento podría
haber sido hecho forzando a los cables a pasar por puntos topográficos intermedios; en tal
caso, la creación del modelo hubiera requerido el ingreso de coordenadas de un total de sólo
seis puntos topográficos, en dos líneas de la tabla de cables. La lámina izquierda, en la Fig. 157, es una vista de perfil paralela al eje X (con las escalas verticales exageradas por un factor de
10). La lámina derecha es una vista tridimensional de los dos cables.
Usando la función de Sections/ Wire Clearances, podemos determinar la holgura
tridimensional mínima entre el conductor a 240 grados y el cable telefónico debajo, a 120
grados (ver Fig. 15.2-3). La solución de este complejo problema fue inmediata en PLS-CADD/
LITE. El valor de la holgura mínima y su posición son mostrados por marcadores en las
diversas vistas de la Fig. 15.2-3.
Finalmente, Ud. puede obtener un informe completo considerando a todos los criterios de
diseño, cargas, flechas y tracciones, usando Line/ Report (Línea/ Informe).
302
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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MANUAL PLSCADD
Fig. 15.2-3 Cables Cruzados del Modelo Litex4.loa
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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303
APÉNDICE A.
NOTACIONES
ABS(*)
ARC
AR0
AT
BS
C
=
=
=
=
=
=
Ci
D
DENS
E
=
=
=
=
EF
EFCOMP
ETCOMP
=
=
=
ETMAT
GRFc
GRFs
h
H
h’
HS
HSMAX
HT
HTADJ
L
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
LA
LINS
LL
=
=
=
LR
=
LREF
=
LFT
LFV
LFW
NCL
NCR
O
=
=
=
=
=
=
valor absoluto de la cantidad entre paréntesis
área de sección transversal del material conductor del núcleo (mm2 o pl2)
área de sección transversal del material conductor externo (mm2 o pl2)
área total de la sección transversal del conductor (mm2 o pl2)
punto en el centro de la base de una estructura
constante catenaria del cable = componente horizontal de la tracción del
cable dividida por la carga del cable por unidad de longitud (m o pies)
longitud de la cuerda del tramo (m o pies)
diámetro del cable (mm o pulgadas)
densidad del hielo (peso por unidad de volumen) (daN/dm3 o lbs/pie3)
módulo de elasticidad del cable (cable a tierra o conductor)
(daN/mm2/100 o psi/100)
módulo de elasticidad final del cable (daN/mm2/100 o psi/100)
módulo de elasticidad compuesto linearizado (daN/mm2/100 o psi/100)
coeficiente combinado de expansión térmica del cable compuesto (/100
grados)
coeficiente de expansión térmica del material MAT (/100 grados)
factor de respuesta de ráfaga para cables a tierra y conductores
factor de respuesta de ráfaga para estructuras
altura del obstáculo sobre el suelo (m o pies)
componente horizontal de tracción en el cable (daN o lbs)
diferencia de elevación entre extremos del tramo (m o pies)
longitud de viento real (horizontal) (m o pies)
máxima longitud admisible de viento (horizontal) (m o pies)
altura de la estructura – desde el suelo hasta el punto TOPE (m o pies)
ajuste de altura de la base de la estructura (m o pies)
carga de diseño longitudinal en el punto de fijación a la estructura (daN o
lbs)
ángulo de línea o ángulo de carga (grados)
longitud de aislador de cadena (m o pies)
reacción longitudinal (tracción) en el extremo derecho de un cable en el
tramo izquierdo (daN o lbs)
reacción longitudinal (tracción) en el extremo izquierdo de un cable en el
tramo derecho (daN o lbs)
longitud de referencia no esforzada del cable (usada internamente) (m o
pies)
factor de carga para cargas debidas a tracciones en los cables
factor de carga para cargas verticales
factor de carga para cargas de viento
número de subconductores en haz izquierdo
número de subconductores en haz derecho
desplazamiento del punto en el suelo – medido desde la línea central (m
o pies)
304
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MANUAL PLSCADD
P
PC
PCP
Q
=
=
=
=
RS
S
=
=
SA
=
S
=
PFL
=
SPRL
SPRT
SQRT(*)
t
T
=
=
=
=
=
TEMP
TEMPC
=
=
TEMPREF
=
TEMPTEST
=
TL
=
TOP
TR
=
=
TS
UH
=
=
UI
ULT
UR
UV
UW
V
=
=
=
=
=
=
v’
VS
VSMAX
=
=
=
punto en el suelo
alargamiento permanente del cable debido a la fluencia lenta
alargamiento permanente del cable debido a carga del punto en común
factor de densidad del aire usado para relacionar la velocidad del viento
con la presión
longitud reguladora (m o pies)
estación del punto sobre el suelo – medido a lo largo de la línea central
(m o pies)
ángulo de balanceo del aislador – positivo si es en la dirección del eje
transversal (grados)
ángulo de orientación de la estructura (relativo a la bisectriz o
perpendicular a la línea) (grados)
tipo de modelo del terreno – basado en Estación, Desplazamiento y
Elevación Z
presión de diseño de la estructura en la dirección longitudinal (Pa o psf)
presión de diseño de la estructura en la dirección transversal (Pa o psf)
raíz cuadrada de la cantidad entre paréntesis
espesor del hielo o nieve (cm o pulgadas)
carga transversal de diseño en el punto de fijación de la estructura (daN
o lbs)
temperatura del cable (grados)
temperatura a la cual se asume que ocurre fluencia lenta en el cable
(grados)
temperatura de referencia a la cual se ha definido la longitud sin esforzar
LREF (grados)
temperatura a la cual fueron obtenidos datos experimentales del cable
(grados)
reacción transversal en el extremo derecho de un cable en el tramo
izquierdo (daN o lbs)
punto de referencia en el tope de la estructura
reacción transversal en el extremo izquierdo de un cable en el tramo
derecho (daN o lbs)
eje transversal de la estructura
fuerza horizontal (transversal) por unidad de longitud del cable (daN o
lbs)
peso del hielo (o nieve) por unidad de longitud del cable (daN/m o lbs/pie)
resistencia nominal de rotura (tracción) del cable (daN o lbs)
fuerza resultante por unidad de longitud del cable (daN/m o lbs/pie)
fuerza vertical por unidad de longitud del cable (daN/m o lbs/pie)
peso del cable por unidad de longitud del mismo (daN/m o lbs/pie)
carga vertical de diseño en el punto de fijación de la estructura (daN o
lbs)
longitud del tramo en el plano de la catenaria (m o pies)
longitud de peso real (vertical) (m o pies)
máxima longitud de peso admisible (vertical) bajo alguna condición (m o
pies)
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305
VSMIN
=
W
WA
VINS
W ICE
WCW
WLF
=
=
=
=
=
=
Wz
(x,y,z)
=
=
XYZ
=
(X,Y,Z)
ZE
=
=
=
=
=
α
β
ε
φ
=
=
σ
306
mínima longitud de peso (vertical) admisible bajo alguna condición (m o
pies)
velocidad del viento de referencia (km/h o mph) a altura de referencia
ángulo entre la dirección del viento y la normal al tramo (grados)
peso muerto del aislador (daN o lbs)
peso del hielo por unidad de longitud del cable (daN/m o lbs/pie)
peso del contrapeso para reducir balanceo del aislador (daN o lbs)
factor de carga de clima, el cual multiplica todas las cargas de viento y de
hielo
velocidad del viento a altura z sobre el suelo (m/s o mph)
sistema de coordenadas local de la estructura para definir geometría
superior
tipo de modelo de terreno - basado en el sistema de coordenadas
globales
sistema de coordenadas global para definir posición de punto del terreno
fuerza al extremo de catenaria en dirección opuesta a UR (daN o lbs)
ángulo usado en el cálculo de las reacciones de tramos de extremo
ángulo de balanceo del tramo entero
deformación del cable (alargamiento por unidad de longitud en
porcentaje)
factor de resistencia del componente (usualmente <=1)
esfuerzo del cable (daN/mm2 o psi)
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MANUAL PLSCADD
APÉNDICE B.
REFERENCIAS
Este Apéndice incluye algún material que es referido en el manual de PLS-CADD. Sin
embargo, las referencias a codigos y estándares pueden estar desactualizadas. Para los
códigos y estándares usados en nuestro software, recomendamos que consulte nuestra lista
más actualizada, la cual está disponible en:
http://www.powline.com/products/designcodes/html
Asociación del Aluminio (1971), Curvas de Esfuerzo-Deformación-Creep para Conductores
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311
APÉNDICE C.
ARCHIVO DE CODIGOS DE CARACTERISTICAS
Toda la información que necesita para describir los códigos de características asociados a los
puntos del terreno y su aparición en la pantalla, o en dibujos sobre papel, está contenida en un
solo archivo. El archivo del código de características que es usado para un proyecto en
particular tiene el mismo nombre que el proyecto, con la extensión ".fea". Incluso si los archivos
de códigos de características son archivos ASCII (archivos de TEXTO), su formato detallado no
es descrito en este manual. En cambio, estos archivos deben ser preparados mediante el
ingreso o edición de datos, con el comando Terrain/ Feature Code Data/ Edit (Terreno/ Datos
de Códigos de Características/ Editar) como fue descrito en la Sección 6.1.
Código de Etiqueta de la vista en Perfil
El código de control de etiqueta de la vista de
perfil consiste en una secuencia de nueve dígitos
binarios (0 o 1), cada uno de ellos controlando la
visualización de un ítem de texto al lado de cada
aparición del código de características sobre
todas las vistas de perfil. El dígito es igual a 1, si
el ítem debe ser exhibido, de otra forma es 0. La
secuencia binaria es definida al marcar los ítems
adecuados en la casilla de la Fig. C-1. Ésta se
abre cuando Ud. hace doble click sobre la
secuencia binaria, en la tabla de Feature Codes
(Códigos de Características). La secuencia
binaria correspondiente a los datos en la Fig. C-1
es 000000001.
Por ejemplo, con el código de control de perfil
010000000, asociado con el código de
características 401, el texto “Marsh" (Pantano)
aparece en la línea Demo en cada punto del
terreno que tenga el código de características
401.
Fig. C-1 Etiquetado del Código de
Características
Código de Etiqueta de la Vista en Planta
Este código de control es similar a aquel de las vistas de perfil, excepto que es aplicado a todas
las vistas en planta.
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APÉNDICE D.
ARCHIVO
DE TERRENO XYZ
Toda la información necesaria
para describir un modelo de
terreno XYZ está incluída en un
archivo de terreno, el cual debe
ser llamado Project.xyz, si el
nombre del proyecto es Project.
El archivo de terreno es un
archivo ASCII (archivo de
TEXTO), el cual puede ser
creado o editado con una variedad de métodos: 1) con cualquier editor de textos, usando los
formatos mostrados en la Sección D.1, 2) usando nuestro editor de terreno XYZ especializado,
como es mostrado en la Sección D.2, 3) importando de otros archivos ASCII, con o sin
traducción (Sección D.3), 4) importando (con filtros) de otros archivos ASCII, etc. Ud.
encontrará una gran cantidad de información útil relacionada con archivos XYZ y posibles
fuentes de datos, en notas técnicas listadas bajo el título de Technical Notes / PLS-CADD/
Terrain and Other Data (Notas Técnicas/ PLS-CADD/ Terreno y Otros Datos) en:
http://www.powline.com/news.html
La Fig. D-1 muestra una vista
general
de
las
diversas
opciones que posee para
cargar datos XYZ en la
memoria y grabar un archivo
XYZ. Estas opciones son
discutidas en detalle, en este
Apéndice.
PROJECT XYZ FILE
ACTIVE POINTS
INACTIVE POINTS
REACTIVATE
FILTER
FILTER
DEACTIVATE
XYZ POINTS IN MEMORY
TEMPORARY FILE OF INACTIVE POINTS
INCOMING
FILTER
POINTS
TRANSLATOR
FILTER
POINTS THAT
ADDITIONAL
XYZ FILE
USER-DEFINED
XYZ FILE
XYZ ASCII FORMAT
ARBITRARY FORMAT
PASS THROUGH
Fig. D-1 Opciones para Cargar y Grabar Datos XYZ
D.1
Formato de Archivo XYZ
PLS-CADD puede grabar archivos XYZ, ya sea en formato binario o en ASCII. El formato por
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defecto es el binario, y esto resulta en archivos mucho más pequeños y en operaciones más
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rápidas de apertura y grabado de los mismos. La desventaja del binario es que no es legible
por las personas, ni tampoco lo es por programas que no sean PLS-CADD. Para grabar en
formato ASCII use File/ Save As (Archivo/ Grabar Como) y cambie el Save as type (Tipo de
Grabar Como) a "ASCII XYZ Files" (Archivos ASCII XYZ).
El formato ASCII, para un archivo XYZ, consta de un registro por línea, formateado como se
muestra más abajo. Un registro de ese archivo, designado como R.* más abajo, incluye uno o
más datos, los cuales deben ser separados por espacios en blanco.
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Registros
R.0
Encabezado que incluye:
TYPE= ’ XYZ FILE ’, VERSION= ’ 4 ’ u otro, UNITS= ’ US ’ o ’ SI ’
SOURCE= ’ PLS-CADD Version *** ’, USER= ’ Username ’, FILENAME= ’ ’
Luego, para cada punto del terreno, un registro que incluye:
R.i
Descripción de un punto del terreno (línea de texto limitada a 256 caracteres incluidos
dentro de comillas simples)
Coordenada x ( m o pies ), coordenada y ( m o pies ), coordenada z ( m o pies )
Código de Características (Número Entero)
Altura del obstáculo, h ( m o pies) – debe ingresar valor cero si no existe obstáculo
Nota opcional del topógrafo, que aparece en todas las vistas de perfil (ésta es una línea
de texto limitada a 256 caracteres que deben ser incluídos dentro de comillas simples,
por ejemplo ‘ suelo pobre ’)
Nota opcional del topógrafo, que aparece en todas las vistas en planta (ésta es una
línea de texto limitada a 256 caracteres que deben ser incluídos dentro de comillas
simples)
Por ejemplo, el registro {’12345’ 1000. 500. 100. 200 0 ’ ’ ’ Hydrant ’} hará que la palabra
"Hydrant" (Hidrante) se dibuje en todas las vistas en planta, en la posición del punto del suelo
12345.
D.2 Editor de Terreno XYZ
Fig. D-2 Editor de Datos del Terreno XYZ (1 de 2)
Ud. puede crear un nuevo archivo XYZ manualmente, siguiendo los pasos: 1) acceda a la
pantalla interactiva de Open PLS-CADD Project (Abrir Proyecto PLS-CADD) con el comando
File/ New (Archivo/ Nuevo) y teclee el nombre del archivo XYZ para su nuevo proyecto, por
ejemplo Newproj.xyz, 2) asocie una tabla de códigos de características al proyecto, al cargar
una lista existente de códigos de características, con Terrain/ Feature Code Data/ Load FEA
File (Terreno/ Datos de Códigos de Características/ Cargar Archivo FEA) o ingrese su
propia lista con Terrain/ Feature Code Data/ Edit (Terreno/ Datos de Códigos de
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MANUAL PLSCADD
Características/ Editar) y 3) vaya a la pantalla interactiva de Edit XYZ Data (Editar Datos
XYZ), mostrada en la Fig. D-2, con el comando Terrain/ Edit/ Edit XYZ (Terreno/ Editar/
Editar XYZ).
Puede editar los datos XYZ de un proyecto existente, accediendo directamente a la pantalla
interactiva de Edit XYZ Data.
Los datos mostrados en esta pantalla muestran puntos actualmente en la memoria. Cuando
carga un proyecto existente con File/ Open, los puntos activos (los puntos activos e inactivos
son tratados en la Sección D.5) son cargados en la memoria (bloque etiquetado XYZ POINTS
IN MEMORY (PUNTOS XYZ EN LA MEMORIA) en la Fig. D-1) y los puntos inactivos (si los
hubiere) son copiados en un archivo temporal (bloque etiquetado TEMPORARY FILE OF
INACTIVE POINTS (ARCHIVO TEMPORAL DE PUNTOS INACTIVOS) en la Fig. D-1). En
cambio, cuando graba un proyecto con File/ Save (Archivo/ Grabar), los datos XYZ en la
memoria son grabados en la parte activa del archivo de terreno XYZ, y aquellos datos en el
archivo temporal de puntos inactivos son grabados en la parte inactiva del mismo archivo de
terreno XYZ. Cuando edite datos en la pantalla interactiva de Edit XYZ Data, solamente puede
operar sobre datos en la memoria. Cuando salga de la pantalla interactiva, estos datos están
en la memoria, y pueden ser visualizados en las vistas de Perfil, en Planta y 3D, pero sólo
serán grabadas en el archivo de proyecto XYZ, cuando use el comando File/ Save. Las
operaciones básicas EDIT, OPEN y SAVE son identificadas como flechas verticales en la Fig.
D-1.
Una vez que se encuentre en la pantalla interactiva de Edit
XYZ Data, haga click sobre el botón de ADD (Agregar) para
adicionar un nuevo punto del terreno. Para editar un registro,
reálcelo con el mouse y luego haga click sobre el botón de
Edit (Editar).
Ud. es llevado a la pantalla interaciva de la Fig. D-3, en donde
elige un Feature code (Código de Características) de la lista
de los mismos que están disponibles (la lista proviene de la
tabla de Feature Codes definida en la Sección 6.1), e ingresar
los datos del punto en especial, Todos los ítems deben
explicarse por sí mismos.
Fig. D-3 Editor XYZ (2/ 2)
D.3 Importando y Traduciendo
Si tiene datos XYZ en el formato (ASCII) descrito en la
Sección D.1, éstos pueden ser agregados a los datos ya
existentes en la memoria, utilizando el comando Terrain/
Edit/ Merge Points from External File/ Merge Points From
XYZ File (Terreno/ Editar/ Fusionar Puntos desde Archivo
Externo/ Fusionar Puntos desde Archivo XYZ). Ud. tiene
la alternativa de adicionar (fusionar) todos estos puntos a
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
Fig. D-4
317
aquellos ya existentes en la memoria, o adicionar solamente aquellos que pasan a través del
filtro. Esto se ilustra por medio de las flechas que conectan el bloque del ARCHIVO
ADICIONAL XYZ en la Fig. D-1, al bloque de PUNTOS XYZ EN LA MEMORIA. Los efectos del
filtrado opcional son discutidos en la Sección D.4.
Si tiene datos XYZ en archivos ASCII, que no siguen nuestro formato requerido, como fue
descrito en la Sección D.1, todavía puede agregarlos a los de la memoria, después de
traducirlos, como muestran las flechas entre el bloque del ARCHIVO XYZ DEFINIDO POR EL
USUARIO, en la Fig. D-1, y el bloque de PUNTOS XYZ EN LA MEMORIA. En tales casos,
necesitará usar un traductor, con el comando Terrain/ Edit/ Merge Points from External File/
Merge XYZ Points from User Defined XYZ file (Terreno/ Editar/ Fusionar Puntos desde
Archivo Externo/ Fusionar Puntos XYZ desde Archivo XYZ Definido por el Usuario).
Después de abrir el archivo a fusionar, digamos Merge.fil, será llevado a la pantalla interactiva
de la Fig. D-4, luego de un mensaje de notificación, avisando que estos puntos serán
fusionados en las unidades especialmente definidas bajo File/ Preferences (Archivo/
Preferencias). A no ser que esté volviendo a usar algunos parámetros de traducción
previamente determinados, al hacer click sobre el botón de Load settings (Configuración de
Cargas), debe especificarlos haciendo click sobre el botón de Import format (Importar
Formato). Será llevado a la pantalla interactiva de User Terrain Import (Importar Terreno del
Usuario) de la Fig. D-5.
Al hacer click sobre el botón correspondiente a un ítem particular, será llevado a la pantalla
interactiva de la Fig. D-6, en donde describe cómo localizar el inicio y el final del ítem, en cada
registro del archivo Merge.fil. Existen varias opciones para delimitar esto. Para ayudarlo a elegir
las opciones apropiadas, los ítems elegidos en Merge.fil son exhibidos en color rojo, entre
corchetes, en la parte inferior de la pantalla interactiva de la Fig. D-6. A medida que marca OK,
en sus opciones en esa pantalla interactiva es regresado a la ventana de diálogo de la Fig. D-5,
en donde las opciones elegidas por Ud. son exhibidas en el botón correspondiente.
Como ejemplo, los datos del terreno
en el formato mostrado abajo
pueden ser traducidos al formato
estándar XYZ, con los parámetros
de la Fig. D-5. Estos parámetros de
importación pueden ser grabados
para su uso futuro, como un archivo
*.imp, que puede ser cargado en la
pantalla interactiva de User Terrain
Import (Importación de Terreno
del Usuario).
Fig. D-5 Traductor Universal para Archivo XYZ Definido
por el Usuario
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Datos antes de la importación:
vereda 900. 300. 100. ,Descripción, $plan comentario
Formato XYZ estándar:
’Descripción’ 100. 300. 900. 200 0. ’vereda’ ’plan comentario’
Fig. D-6 Configurando Delimitadores de Campo de Importación
YMAX
D.4 Importando y Filtrando
Los archivos de terreno XYZ, con
centenas de miles o millones de puntos
pueden ser demasiado grandes para ser
cargados en la memoria, o pueden ser
ineficientes para contener esa gran
cantidad de puntos en la memoria de una
vez, porque la velocidad de algunas
funciones de cálculo y visualización es
afectada adversamente. Por lo tanto, a
medida que lee un archivo muy extenso,
debe poder filtrar (o sea no importar) los
puntos que:
318
OMIN
D
SMAX
SMIN
B
E
C
OMAX
A
YMIN
XMIN
XMAX
Fig. D-7 Manteniendo Puntos dentro del Área
Sombreada
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1)
2)
3)
4)
5)
están dentro o fuera de un dominio descrito por valores mínimos y máximos de X, Y y Z
están dentro o fuera de un dominio descrito por estaciones y desplazamientos mínimos
y máximos
poseen o no un código de características en particular
es uno de los "n" puntos que aparecen en la secuencia de "m" puntos en el archivo XYZ
se encuentran dentro de n metros (o pies) de un punto previo con el mismo código de
características.
Al repetir el filtrado de los archivos del terreno varias veces, con la combinación correcta de
técnicas de filtración, se puede trabajar con archivos XYZ muy extensos.
Para poder filtrar los puntos al ingresarlos, debe usar o el comando Terrain/ Edit/ Merge
Points from External File/ Merge Points from XYZ file (Terreno/ Editar/ Fusionar Puntos
desde Archivo Externo/ Fusionar Puntos desde un Archivo XYZ) o Terrain/ Edit/ Merge
Points from External File/ Merge XYZ Points from User Defined XYZ file (…/ Fusionar
Puntos XYZ desde Archivo XYZ Definido por el Usuario). Si selecciona la opción de filtrado,
será llevado a la pantalla interactiva de Point Deactivator/ Deleter (Desactivador de Puntos/
Borrador) (lo llamaremos la casilla de Filter (Filtro)) de la Fig. D-8. La casilla de filtro es
mostrada esquemáticamente en la porción inferior izquierda de la Fig. D-1, donde las flechas
cortas a la derecha de la casilla de filtro indican varias opciones relacionadas a lo que se debe
hacer con los puntos que son rechazados por el filtro.
Por ejemplo, asuma que posee
un archivo de terreno muy
extenso Large.xyz, el cual
incluye los puntos en el área
completa de la Fig. D-7, pero
desea agregar a su archivo
actual Project.xyz sólo uno de
los diez puntos en el área
sombreada. Esto sepuede
hacer con ajustes similares a
aquellos mostrados en la Fig
D-8.
Con los parámetros de la Fig.
D-8, los puntos que no pasan a
través
del
filtro
son
desechados (eliminados), pero
permanecen en el archivo
original Large.xyz.Esto
es
verdadero para todas las
opciones de What to do with
points deactivated/ deleted
(Qué hacer con los puntos
desactivados/ eliminados) al
pie de la pantalla interactiva, o
sea que el archivo del cual está
importando puntos no será
Fig. D-8 Parámetros de Filtro
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319
afectado, cualquiera sea la opción que Ud. elija.
Los puntos separados por el filtrado pueden ser escritos en archivos o desechados,
dependiendo de la opción que seleccione al pie del diálogo de Filter, en la Fig. D-8.
Si elige Deactivate points (keep in...) (Desactivar Puntos (Mantener en...)) los puntos
rechazados son escritos en un archivo temporal (bloque denominado ARCHIVO TEMPORAL
DE PUNTOS INACTIVOS en la Fig. D-1) y son añadidos a la porción inactiva del archivo de
proyecto XYZ al grabar el mismo. El concepto de puntos activos e inactivos es descrito en la
Sección D.5.
Si elige Delete points and write them to separate XYZ file (Eliminar Puntos y Escribirlos en un
Archivo XYZ Separado), los puntos rechazados son grabados en un archivo XYZ separado, el
cual es seleccionado por el usuario al hacer click sobre el botón al pie de la pantalla interactiva
de Filter. El nombre por defecto es "a.xyz", como se observa en la Fig. D-8.
Si seleciona Delete points and append them to separate XYZ file (Eliminar Puntos y Añadirlos a
un Archivo XYZ Separado), los puntos rechazados por el filtro serán agregados a los puntos ya
existentes en un archivo XYZ separado, el cual elige al hacer click sobre el botón al pie de la
pantalla interactiva de Filter.
Si selecciona Delete points (Eliminar Puntos), los puntos rechazados por el filtro son
desechados.
D.5 Desactivando, Reactivando o Eliminando Puntos
Cuando trabaja con un gran número de puntos del terreno, debe ser consciente de una
cantidad de diferentes funciones disponibles para trasladar puntos entre archivos y memoria.
La cantidad de puntos que pueden ser almacenados en un archivo puede ser extremadamente
grande, en los millones. Sin embargo, el número de puntos que pueden almacenarse en RAM y
ser visualizados es limitado, no sólo por el tamaño de esa memoria, sino también por el hecho
de que ese gran número de puntos degrada el rendimiento de todas las funciones de
computación y visualización. Generalmente es una buena idea limitar la cantidad de puntos en
la memoria a alrededor de 100.000, a no ser que trabaje con una máquina de elevado
rendimiento. La siguiente nota técnica detalla la administración de la memoria en PLS-CADD:
http://www.powline.com/products/memory.html
Hemos tratado el concepto del filtrado de puntos al ingreso de los mismos, en la Sección D.4.
Sin embargo, existe otro concepto útil, el de la desactivación de puntos. Suponga por un
momento que puede traer a la memoria una cantidad muy grande de puntos, pero en alguna
etapa de su diseño no desea tener tal cantidad en la memoria. Lo que puede hacer es segregar
los puntos, entre activos e inactivos. Los puntos activos serán mantenidos en la memoria, y por
tanto serán exhibidos y podrá editarlos, con el comando Terrain/ Edit/ Edit XYZ (Terreno/
Editar/ Editar XYZ). Los puntos inactivos serán removidos de la memoria y por tanto no serán
mostrados ni el usuario podrá editarlos, a no ser que los reactive. Los puntos activos pueden
ser desactivados y los inactivos pueden ser reactivados.
320
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La desactivación de puntos es realizada con uno de los comandos Terrain/ Edit/ Deactivate Delete Points (Terreno/ Editar/ Desactivar – Eliminar Puntos), los cuales enviarán todos los
puntos en la memoria a través del mismo filtro, el cual fue discutido en la Sección D.4. Debe
seleccionar la opción de Desactivar Puntos (manténgalos en XYZ actual…), en la parte inferior
de la pantalla interactiva de filtro de Point Deactivator/ Deleter (Desactivador/ Borrador de
Puntos), en la Fig. D-8. Los puntos que han pasado a través del filtro permanecerán en la
memoria como los puntos activos. Aquellos que hayan sido rechazados son etiquetados como
puntos inactivos y enviados a un archivo temporal (ARCHIVO TEMPORAL DE PUNTOS
INACTIVOS en la Fig. D-1). Como se mencionó antes, cuando graba su proyecto con el
comando File/ Save (Archivo/ Grabar), los puntos en la memoria son almacenados en la parte
activa del archivo Project.xyz, y los puntos en el archivo temporal de puntos inactivos son
guardados en la parte inactiva del archivo Project.xyz, el cual es añadido a continuación de la
lista de puntos activos. Esto es visualizado sistemáticamente en la Fig. D-1. Por lo tanto, una
vez grabado desde PLS-CADD, el archivo Project.xyz contiene sus puntos activos e inactivos.
Por lo tanto, siempre está completo no importa el estado de activo o inactivo que asigne a sus
puntos.
Si carga un proyecto, el cual incluye puntos del terreno desactivados en su archivo XYZ, éstos
pueden ser reactivados con el comando Terrain/ Edit/ Reactivate Points (Terreno/ Editar/
Reactivar Puntos). Como se muestra en la parte superior derecha de la Fig. D-1, los puntos
inactivos serán leídos y opcionalmente filtrados, y Ud. puede configurar el filtro para permitir
que todos los puntos sean reactivados o solamente un subgrupo de los mismos.
Selección Gráfica de Extensión en el Desactivador de Puntos/ Pantalla interactiva de
Borrador:
Puede también especificar en forma gráfica la extensión del terreno a filtrar, usando el
comando Terrain/ Edit/ Fence Deactivate or Delete (Terreno/ Editar/ Desactivar o Eliminar
Cerca), mientras se encuentra en una Vista de Perfil o Vista en Planta.
D.6
Formato de Archivos de Líneas de Quiebre
Las líneas de quiebre fueron descritas en la Sección 6.5. Un archivo BRK es un archivo ASCII
que consta de registros, cada uno de ellos terminado en una instrucción de avance de línea
(CR o Enter). Un registro, designado como R.* más abajo, incluye algunos datos, los cuales
deben estar separados por espacios en blanco.
Registros
R.0
Encabezado que incluye:
TYPE = ’BRK FILE’
VERSION = ’1’
UNITS = ’US’ o ’SI’
SOURCE = ’PLS-CADD Versión 4.57’
; comentarios
Luego, para cada segmento de línea de quiebre, un registro que incluye:
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R.i
coordenada x del origen del segmento (m o pies)
coordenada y del origen del segmento (m o pies)
coordenada z del origen del segmento (m o pies)
coordenada x del fin del segmento (m o pies)
coordenada y del fin del segmento (m o pies)
coordenada z del fin del segmento (m o pies)
Dos segmentos de línea de quiebre son parte de la misma serie de líneas de quiebre si las
coordenadas de x, y, z en el extremo de un segmento son idénticas a aquellas en el origen del
otro.
322
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APÉNDICE E.
ARCHIVO DE TERRENO PFL
Toda la información que necesita para describir un modelo de terreno PFL está contenida en un
archivo de terreno, el cual debe ser nombrado Project.pfl si el nombre del proyecto es Project.
El archivo de terreno es un archivo ASCII (archivo de TEXTO), el cual puede ser creado o
editado con uno de los siguientes métodos: 1) con cualquier editor de texto, usando los
formatos mostrados en la Sección E.1, 2) usando nuestro editor de terreno PFL especializado
como se muestra en la Sección E.2, o 3) guardando el terreno como un archivo PFL después
de haber creado una alineación en el tope de un modelo de terreno XYZ (ver Sección 6.3).
E.1 Formato de Archivo PFL
Un archivo PFL consta de registros, cada uno de ellos terminado en una instrucción de avance
de línea (CR o Enter). Un registro, designado como R.* más abajo, incluye uno o más datos, los
cuales deben estar separados por espacios en blanco.
Registros
R.0
Encabezado que incluye:
TYPE= ’ PFL FILE ’
VERSION= ’ 4 ’ u otra
UNITS= ’ US ’ o ’ SI ’
SOURCE= ’ PLS CADD Versión *** ’
USER= ’Username’
FILENAME= ’ ’
Luego, para cada punto del terreno, un registro que incluye:
R.i
Descripción de punto del terreno (serie de texto limitada a 256 caracteres, incluídos
dentro de comillas simples)
Estación – distancia acumulada a lo largo de la línea ( m o pies )
Desplazamiento – distancia desde la línea central – positiva a la derecha de la línea en
la vista superior (m o pies)
Elevación o coordenada z ( m o pies )
Ángulo de línea LA , positivo en sentido horario (en segundos - 3600 segundos en un
grado)
Código de Características (Número Entero)
Altura del obstáculo, h ( m o pies ) – debe ingresar valor cero si no existe obstáculo
Nota opcional del topógrafo, para aparecer en todas las vistas de perfil (ésta es una
serie de texto limitada a 256 caracteres, que debe ser incluída dentro de comillas
simples; por ejemplo ’suelo pobre’)
Nota opcional del topógrafo, para ser vista en todas las vistas en planta (ésta es una
serie de texto limitada a 256 caracteres, que debe ser incluída dentro de comillas
simples)
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323
Por ejemplo, el registro {’12345’ 1000. 0. 100. 23 200 0 ’ ’ ’ Hydrant ’} hará que la
palabra "Hydrant" (Hidrante) aparezca en todas las vistas en planta, en la posición del
punto del suelo 12345.
E.2
Editor de Terreno PFL
Fig. E-1 Editor de Datos del Terreno PFL (1 de 2)
Ud. puede crear un nuevo archivo PFL manualmente, al seguir los siguientes pasos: 1) acceda
a la pantalla interactiva de Open PLS-CADD Project (Abrir Proyecto de PLS-CADD) con el
comando File/ New (Archivo/ Nuevo) y teclee el nombre del archivo PFL para su nuevo
proyecto, por ejemplo Newproj.pfl, 2) asocie una tabla de códigos de características al
proyecto, al cargar una lista de códigos de características existente, con el comando Terrain/
Feature Code Data/ Load FEA File (Terreno/ Datos de Códigos de Características/ Cargar
Archivo FEA) o ingrese su propia lista con Terrain/ Feature Code Data/ Edit (Terreno/ Datos
de Códigos de Características/ Editar) y 3) vaya a la pantalla interactiva de Edit PFL Data
(Editar Datos PFL), ilustrada en la Fig. E-1, con el comando Terrain/ Edit/ Edit PFL (Terreno/
Editar/ Editar PFL).
Puede editar los datos PFL de un proyecto existente al dirigirse directamente a la pantalla
interactiva de Edit PFL Data.
Una vez que se encuentre en la pantalla interactiva de la Fig. E-1, haga click sobre el botón de
ADD (Agregar) para agregar un nuevo punto del terreno. Para editar un registro, marquelo con
el mouse y luego haga click sobre el botón de Edit.
Será llevado a la pantalla interactiva de la Fig. E-2, en donde elige un Feature code (Código de
Características) de la lista de códigos de características disponibles (la lista proviene de la tabla
324
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de Feature Codes definida en la Sección 6.1) e ingrese los datos del punto en particular.
Todos los ítems deben explicarse por sí mismos.
Fig. E-2 Editor de Terreno PFL (2 de 2)
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325
APÉNDICE F.
ARCHIVO DE ESTRUCTURA
Toda la información necesaria para describir la geometría de una estructura y verificar su
resistencia está contenida en un único archivo para estructuras del Método 1, 2 o 3, o en
archivo básico y sus bibliotecas de componentes asociadas para estructuras del Método 4.
Este Apéndice describe cómo crear y editar estos archivos.
F.1
Estructuras de los Métodos 1, 2 o 3 – Edición Directa
Los modelos nuevos de estructuras del Método 1, 2 o 3 son creados utilizando el comando
Structures/ Create New Structure (Estructuras/ Crear Nueva Estructura). Los modelos
existentes pueden ser editados con el comando Structures/ Edit structure (Estructuras/
Editar Estructura), o haciendo click sobre el botón de Edit, una vez que haya seleccionado
una estructura con Structures/ Modify (Estructuras/ Modificar).
Como ejemplo, examinemos al poste Demtan1.110, usado como Estructura Nº7 en la línea
Demo. Si lo elige con Structures/ Modify y hace click sobre el botón de Edit, aparecerá la
tabla de Structure Data Editor (Editor de Datos de la Estructura) de la Fig. F-1. Los datos
en esta tabla incluyen una completa descripción del modelo de la estructura.
Los datos generales en el encabezado del editor incluyen:
Description (Descripción):
Su designación para la estructura
Height (ground to top of structure) (Altura (del suelo al tope de la estructura):
Altura de la estructura como es ilustrada en la Fig. 8.2.1
Embedment length (Longitud Empotrada):
Si su estructura es un poste, este valor opcional es solamente usado para propósitos del
informe, pero no afecta la geometría de su poste por encima del suelo.
Lowest wire attachment point height above ground (Altura del Punto de Fijación del Cable Más
Bajo por encima del Suelo):
Este valor es calculado automáticamente a partir del valor de la altura de la estructura menos la
distancia desde el tope de la estructura hasta el punto de fijación del cable a menor altura (a
partir de todos los datos ingresados en la tabla). Para el ejemplo de la Fig. F-1, 62 pies es la
diferencia entre 110 y la distancia desde el punto más bajo del aislador de suspensión del Set
Nº8 – Fase 1 al tope de la estructura (40 + 8).
Luego, para cada set y fase, se necesitan los datos descritos en las Secciones F.1.1 a F.1.3:
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327
F.1.1 Información de la Geometría Superior
Las primeras doce columnas de la tabla de Structure Data Editor (Fig. F-1) incluyen la
información requerida de la geometría superior para todos los tipos de aisladores. Para cada
punto de fijación de cable, Ud. necesita ingresar:
Set # and Phase # (Nº de Set y Nº de Fase):
Vea la Sección 8.2.1 para las definiciones
Dead End Set (Set de Extremo):
Sí:
si el punto de fijación es el extremo de la sección de tracción.
Éste es siempre el caso para aisladores de Anclaje y para
Grampas de extremos.
No:
si el punto de fijación no es el extremo de la sección de tracción.
Este es siempre el caso para aisladores de Suspensión y de 2
Partes. Se asume que sea el caso para una Grampa, si la
estructura es muy flexible longitudinalmente en el punto de
fijación de la misma, o para un aislador de Poste flexible.
Set Description (Descripción del Set):
Insulator Type (Tipo de Aislador):
Clamp (Grampa):
Strain (De Anclaje):
Post (De Poste):
Suspensión:
De 2 Partes
Insulator Weight (Peso del Aislador):
Su descripción del set. Éste es un ítem importante,
puesto que es mostrado en la lista de selección de
sets de Attachment de la pantalla interactiva de
Section Stringing (Tendido de Sección) a la cual
llega con Sections/ Add (Secciones/ Agregar) o
al hacer click sobre el botón de Edit Stringing
(Editar Tendido) al pie de la pantalla interactiva de
Section/ Modify (Sección/ Modificar).
dispositivo de fijación que no posee peso ni
dimensiones
aislador de extremo en línea con el conductor
aislador lineal fijo en su base a la estructura y
soportando conductor en su extremo; a no ser que
estén arriostrados, tales aisladores están sujetos a
momentos flectores.
aislador colgado de una estructura
y
suministrando flexibilidad longitudinal al punto de
fijación del conductor
aislador hecho de 2 partes de suspensión que se
juntan en el punto de fijación del conductor, por
ejemplo cadenas en V (ver Fig. F-3).
Se explica por sí mismo. Para el de 2 Partes, es el
peso de la primera parte (Lado 1).
Insulator Wind Area (Área Expuesta al Viento del Aislador): La carga transversal de viento
aplicada al punto de fijación a la estructura es igual a la carga transversal
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recibida del cable adjuntado más la presión transversal del viento
multiplicada por esta Area Expuesta al Viento. Para aisladores de 2
Partes, es el área de viento de la primera parte (Lado 1).
Insulator length (Longitud del Aislador):
Se explica por sí mismo. Para los de 2 Partes, es
la longitud de la primera parte (Lado 1).
Attachment Transverse Offset (Desplazamiento Transversal de la Fijación):
Distancia horizontal “x”, en el sistema de coordenadas local “x,y,z” (ver Fig. 8.2-1), del eje
vertical de la estructura a:
Posición real de la grampa, para Grampas
Punto de fijación a la estructura, para aisladores de Anclaje y de Suspensión
Punto de fijación del conductor (extremo), para aisladores de Poste
Punto de fijación a la estructura de la primera parte (Lado 1), para aisladores de 2
Partes
Attachment Dist. Below Top (Distancia de Fijación por debajo del Tope):
Distancia vertical “y”, en el sistema de coordenadas local “x,y,z” (ver Fig. 8.2-1), desde el tope
de la estructura a:
Posición real de la grampa, para Grampas
Punto de fijación a la estructura, para aisladores de Anclaje y de Suspensión
Punto de fijación del conductor (extremo), para aisladores de Poste
Punto de fijación a la estructura de la primera parte (Lado 1), para aisladores de 2
Partes
Attachment Longitudinal Offset (Desplazamiento Longitudinal de la Fijación):
Distancia horizontal “z”, en el sistema de coordenadas local “x,y,z” (ver Fig. 8.2-1), del eje
vertical de la estructura a:
Posición real de la grampa, para Grampas
Punto de fijación a la estructura, para aisladores de Anclaje y de Suspensión
Punto de fijación del conductor (extremo), para aisladores de Poste
Punto de fijación a la estructura de la primera parte (Lado 1), para aisladores de 2
Partes
Min. Req. Vertical Load (Carga Vertical Mínima Requerida): Puede especificar la carga vertical
mínima que debería ser aplicada a un aislador (valores positivos
hacia abajo):
No Uplift (Sin Levantamiento): el aislador no es capaz de soportar
cargas verticales para arriba
No Limit (Sin Límite): el aislador es capaz de soportar cargas
verticales ilimitadas
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Typed value (Valor Ingresado): el aislador sólo es capaz de
soportar cargas verticales hacia abajo, mayores que este valor.
Por ejemplo; si teclea -100, el aislador puede elevar 100 lbs.
F.1.2
Datos Necesarios Sólo para Aisladores de Suspensión y de 2 Partes
Los siguientes datos en la columna 13ra de la tabla de la Fig. F-1 sólo son necesarios para
aisladores de Suspensión y de 2 Partes. Cuando hace click en una celda de la columna
Allowable Suspension Swing Angles and 2-Part Load Angles (min, max for 4 conditions)
(Ángulos Admisibles de Balanceo para Aisladores de Suspensión y Ángulos de Carga para
Aisladores de 2 Partes (mín. y máx. para 4 condiciones)), la pantalla interactiva de la Fig. F-2
se abre.
Para
aisladores
de
Suspensión, necesita ingresar
los ángulos de balanceo
máximo y mínimo para las
cuatro
condiciones
de
balanceo de diseño descritas
en el menú de Criteria/
Insulator Swing (Criterios/
Balanceo de Aislador) (ver
Sección 7.3.17)
Para aisladores de 2 Partes,
necesita cargar los ángulos
admisibles de
carga LA
máximos y mínimos, para las
cuatro condiciones de diseño,
descritas en el menú
de
Criteria/ Insulator Swing (ver
Sección
7.3.17).
Con
aisladores de 2 Partes, el
ángulo de carga LA (medido
Fig. F-2 Ángulos Admisibles para Aisladores de Suspensión y
desde la vertical en dirección
de 2 Partes
de la carga, y positivo si gira
contra el reloj, como se ve en la Fig. F-3) a menudo es limitado en su diseño para evitar colocar
un lado en compresión, o si alguna compresión es permitida, para evitar demasiada en la serie
comprimida. Los límites de los ángulos de carga, LAMIN y LAMAX , son ilustrados en la Fig. F-3.
Cuando le dé (OK) a la pantalla interactiva de la Fig. F-2, los límites elegidos son vistos en la
columna de Allowable Suspension Swing Angles and 2-Part Load Angles (min, max for 4
conditions) de la pantalla interactiva de la Fig. F-1.
330
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MANUAL PLSCADD
B
BL
A
AL
C
LA
LA
C
LA
MAX
MIN
B
UP
B
A
C
C
C RIGHT
LEFT
DOWN
A
Fig. F-3 Aisladores de 2 Partes (también Cadenas en V)
F.1.3 Datos Necesarios Solamente para Aisladores de 2 Partes
ADVERTENCIA: Los aisladores de 2 partes (que incluyen las cadenas en V) no son permitidos
en estructuras del Método 3. Esto se debe a que el comportamiento de estos aisladores puede
ser no lineal, lo cual los torna incompatibles con la teoría lineal utilizada para relacionar cargas
a fuerzas y momentos en los componentes de la estructura.
Cuando selecciona 2-Part (de 2 Partes) en la columna de Insulator Type (Tipo de Aislador) de
la Fig. F-1, las últimas nueve columnas se vuelven disponibles para el ingreso de datos.
Los aisladores de 2 Partes incluyen dos lados (partes), fijados a la estructura en los puntos A y
B, como es ilustrado en la Fig. F-3. Los ejemplos de aisladores de 2 Partes son cadenas en V
(parte superior de la Fig. F-3 o línea A-CDOWN-B abajo y a la izquierda) y V horizontales (línea ACRIGHT-B abajo y a la derecha de la figura).
El Lado A (o Lado 1 o Primera Parte) de un aislador de 2 Partes es fijado en el Punto A y el
Lado B (o Lado 2 o Segunda Parte) es fijado al Punto B. Cada lado tiene su propia longitud (AL
para el lado A y BL para el Lado B), peso y área expuesta al viento (a partir de la cual se puede
determinar la carga del viento sobre cada lado). Dadas las posiciones de A y B, y las longitudes
AL y BL, la posición del Punto Común C, en donde se aplica la carga, es determinada
automáticamente. Puesto que existen matemáticamente dos posiciones posibles del Punto C
(ver porciones inferior izquierda e inferior derecha de la Fig. F-3), necesita informar al programa
cuál es la que Ud. quiere. Esto se realiza al informar al programa si desea que el Punto C esté
en la posición inferior (abajo) o superior, o en el caso en donde AB es vertical, o casi vertical, si
desea la posición derecha o izquierda. Ud. informa al programa todo esto al ingresar “Yes” en
la columna de "2-Part Bottom/ Right” (Abajo/ Derecha de Aislador de 2 Partes) de la Fig. F-1 si
desea la solución inferior o la del extremo derecho, y “No” si quiere la solución superior o la del
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extremo izquierdo. Se le suministrarán o las coordenadas del Punto C o su posición ilustrada
para verificar su elección.
Para definir completamente la geomtería de un aislador de 2 Partes, será necesario que
ingrese los Weight, Wind Area, Length, Transverse Offset, Distance Below Top and
Longitudinal Offset (Peso, Área Expuesta al Viento, Longitud, Desplazamiento Transversal,
Distancia por Debajo del Tope y Desplazamiento Longitudinal) de la segunda parte (Lado 2) en
las columnas adecuadas, tal como lo hizo para la primera parte (Lado 1) en la Sección F.1.1.
Cuando utiliza los programas de estructuras PLS-POLE y TOWER para modelar estructuras
del Método 4 (no las estructuras del Método 1 y 2 tratadas en esta Sección), cada parte es
modelada sea por una barra recta (si la parte es capaz de soportar compresión) o un cable (si
no puede soportar compresión). Por lo tanto, la manera en que un aislador de 2 Partes
transfiere cargas a sus puntos de fijación en la estructura depende de la capacidad de cada
lado de soportar compresión. Ud. especifica esa capacidad al especificar si cada lado es o no
de "Sólo-Tracción". Esta información generalmente no es necesaria para estructuras del
Método 1 o 2 (a no ser que elija modelado de Niveles 2, 3 or 4 - ver Apéndice N), puesto que
estas estructuras son verificadas por métodos de longitudes de viento y de peso admisibles.
Sin embargo, para tener coherencia entre todos los métodos de modelado de estructuras en
PLS-CADD, puede especificar si los Side 1 (Lado 1) y Side 2 (Lado 2) de sus aisladores de 2
Partes son de Sólo-Tracción o no, en las dos columnas previas a la última de la tabla de la Fig.
F-1.
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F.1.4 Creando o Editando la Resistencia de la Estructura
Al hacer click sobre el botón de Structure
Strength (Resistencia de la Estructura) en la
parte inferior izquierda del diálogo de la Fig. F-1,
Ud. es llevado a la casilla de Strength Definition
(Definición de Resistencia) de la Fig. F-4, donde
selecciona entre el método básico de Allowable
Spans (Longitudes Admisibles) (Método 1), el
método del Interaction Diagram (Diagrama de
Interacción) (Método 2), y el método del Critical
Component (Componente Crítico) (Método 3).
F.1.4.1
Fig. F-4
Resistencia por el Método 1
Si ha elegido Allowable
Spans, accede a la pantalla
interactiva de la Fig. F-5,
donde los datos a ingresar
son:
Description of limits of validity
(Descripción de los Límites
de Validez):
Ésta es una información
alfanumérica muy importante
que recuerda al usuario que
las longitudes admisibles
listadas
abajo
no
son
Fig. F-5 Tabla de Longitudes Admisibles (Estructuras del Método
propiedades de resistencia
1)
puras de la estructura, sino
que dependen de los criterios de diseño, número y tipos de conductores adjuntados, etc.
Para cada ángulo de línea:
Maximum wind span (Máxima Longitud de Viento): Se explica por sí misma.
Maximum weight span Condition 1 (usually extreme Wind) (Condición 1 de Máxima Longitud de
Peso (usualmente Viento Extremo)):
Máxima longitud de peso permitida (VSMAX1 en la Fig. 8.3-1), para el primer caso de carga
seleccionado en la pantalla interactiva de Weight Span Criteria (Criterios de Longitud de
Peso) (ver Fig 7.3-5), a la cual se llega con el menú de Criteria/ Weight Spans (Method 1)
(Criterios/ Longitudes de Peso (Método 1)) (ver Sección 7.3.10).
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2009
333
Maximum weight span Condition 2 (usually Cold without ice nor wind) (Condición 2 de Máxima
Longitud de Peso (usualmente Frío sin Hielo ni Viento)):
Máxima longitud de peso permitida (VSMAX2 en la Fig. 8.3-1) para el segundo caso de carga
seleccionado en la pantalla interactiva de Weight Span Criteria.
Maximum weight span Condition 3 (usually extreme Ice or Ice with some wind) (Condición 3 de
Máxima Longitud de Peso (usualmente Hielo extremo o Hielo con algo de Viento)):
Máxima longitud de peso permitida (VSMAX3 en la Fig. 8.3-1) para el tercer caso de carga
seleccionado en la pantalla interactiva de Weight Span Criteria.
Minimum weight span (Longitud de Peso Mínima):
La mínima longitud de peso admisible (VSMIN en la Fig. 8.3-1), para todos los casos de cargas
elegidos en la pantalla interactiva de Weight Span Criteria. Éste número puede ser negativo si
se permite levantamiento. Las longitudes de peso mínimas son verificadas indirectamente por
los ángulos máximos admisibles de balanceo o de carga definidos en la pantalla interactiva de
la Fig. F-2.
El mayor ángulo de línea incluído en la primera columna de la tabla de Allowable spans
(Longitudes Admisibles) es el mayor al cual se permite ubicar la estructura. Si ésta es parte
de la lista de estructuras a ser considerada en una búsqueda óptima, no será probada para
ningún ángulo de línea mayor que el ángulo más grande observado en la tabla. Si una
estructura de extremo también podría ser utilizada para grandes ángulos de línea, asegúrese
que existan datos para los últimos en la tabla. Las longitudes de viento y de peso admisibles,
para ángulos no mostrados en la tabla, son calculadas mediante una interpolación lineal simple
entre los valores suministrados.
F.1.4.2
Resistencia por el Método 2
Si selecciona Interaction Diagram (Diagrama de
Inteacción), será llevado primero a la pantalla interactiva
de la Fig. F-6, donde define una lista de rangos de
ángulos, para los cuales serán definidos diagramas de
interacción. Los rangos angulares deben ser ordenados en
orden ascendente. Para agregar un rango de ángulos, elija
New Angle Range (Nuevo Rango de Ángulos), ingrese un
valor en Maximum Angle (Ángulo Máximo) (mayor que el
límite superior del rango anterior) y haga click sobre el
botón de Accept (Aceptar).
Luego, para cada rango de ángulo en la Fig. F-6,
necesitará definir un diagrama para series de casos de
cargas. Para hacerlo, elija un Angle Range (Rango de
Ángulo) en la casilla de la Fig. F-6 y haga click sobre el
botón de Edit. Será dirigido a la casilla de la Fig. F-7.
334
Fig. F-6
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MANUAL PLSCADD
Cada fila en el diálogo de la Fig. F-7 representa un caso de
carga que debería coincidir exactamente con la fila
correspondiente de la tabla de Interaction Diagram Criteria
(Criterios de Diagramas de Interacción) (ver Fig 7.3-6), a la
cual accede con el comando Criteria/ Interaction Diagram
(Method 2) (Criterios/ Diagrama de Interacción (Método 2))
(ver Sección 7.3.11). El número de puntos listados en cada fila
de la Fig. F-7 es determinado automáticamente después de
que el usuario defina un diagrama en la tabla subsiguiente
(Fig. F-8), como es descrito a continuación (es el número de
filas que no están en blanco en la tabla de la Fig. F-8).
Fig. F-7
Una vez que elija un caso de carga (fila) en la Fig. F-7 y haga click sobre Edit, será llevado a la
pantalla interactiva de Structure Interaction Diagram (Diagrama de Interacción de la
Estructura) de la Fig. F-8, donde ingresa los siguientes datos:
Description of limits of validity (Descripción de los Límites de Validez):
Ésta es una información alfanumérica muy importante
que recuerda al usuario que las longitudes de viento y de
peso listadas en la siguiente tabla no son propiedades
de pura resistencia de la estructura, sino que dependen
del criterio de diseño, número y tipos de conductores
adjuntados, etc
Allowable Wind and Weight
Admisibles de Viento y de Peso):
Spans
(Longitudes
Ud. ingresa tantos pares de puntos de longitudes
admisibles de viento y de peso, como sean necesarios
para describir su diagrama de interacción para una
combinación particular de caso de clima y rango de
ángulos de línea (ver Fig. 8.3-2 para un ejemplo con 9
puntos)
F.1.4.3
Resistencia por el Método 3
Como se ha mencionado en la Sección 8.3.3,
recomendamos que ya no utilice estructuras del Método
3. Por lo tanto, no describimos las diversas tablas en
donde ingresa los datos para estructuras del Método 3.
Sin embargo, éstas deberían explicarse por sí mismas,
en caso de que necesite usarlas.
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2009
Fig. F-8 Diagramas de Interacción
335
F.1.5 Asignando Material a la Estructura
Al hacer click sobre el botón de Material, al pie de la pantalla interactiva de la Fig. F-1, Ud
accede al diálogo de Structure File Material List (Lista de Materiales del Archivo de
Estructura) de la Fig F-9, en donde simplemente teclea el Stock Number (Número de
Inventario) y la Quantity (Cantidad) de cualquiera que sea la parte o submontaje que componen
la estructura. Tan pronto como ingrese un número de parte o de montaje válido, aparece su
descripción en la parte sombreada del diálogo. También puede hacer doble click sobre un ítem
en, sea la lista de partes o la de montajes, y luego pegarla al campo de número de inventario
para completar la tabla.
Fig. F-8 Estructura de archivos Lista de Materiales
Puede utilizar los botones de Edit Parts (Editar Partes) y Edit Assemblies (Editar Montajes),
al pie de la pantalla interactiva para vincularse con las tablas de partes y montajes de las Figs.
8.5-1 y 8.5-2.
336
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MANUAL PLSCADD
F.1.6 Grabación en Serie de Estructuras Múltiples
Al hacer click sobre el botón de Multiple Save (Grabación
Múltiple) en la parte inferior izquierda de la pantalla
interactiva de la Fig. F-1 le permite definir una familia
completa de estructuras, cada una de ellas teniendo la
misma geometría superior, el mismo modelo de resistencia,
y lista de materiales, pero con diferentes Alturas (altura HT
en la Fig. 8.2-1).
Ud. es llevado a la pantalla interactiva de Batch Save
(Grabar Serie), mostrada en la Fig. F-10, donde define el
Number (Cantidad) de estructuras en la familia, sus
Structure file name extensions (Extensiones de Nombres de
Archivos de Estructuras), sus Heights (Alturas) sobre el
suelo y, si son postes directamente empotrados, sus
Embedded lengths (Longitudes de Empotramiento).
Fig. F-10 Grabación Múltiple
Por ejemplo, si el nombre de archivo de la estructura usado
para desarrollar algún dato de poste directamente embutido en la pantalla interactiva de la Fig.
F-1 es TanPole, entonces los datos en la Fig. F-10 generarán cinco archivos de estructuras
denominados TanPole.060, TanPole.065, TanPole.070, TanPole.075 y TanPole.080. Los cinco
postes generados poseerán alturas totales (de la base al tope) de 60; 65; 70; 75 y 80 pies;
alturas reales sobre el suelo HT (HT es definida en la Fig. 8.2-1) de 52; 56,5; 61; 65,5 y 70 pies;
y longitudes de empotramiento de 8; 8,5; 9; 9,5 y 10 pies, respectivamente.
Si se han asignado partes al archivo original TanPole, Ud. podría tener que editar el Stock
Number del fuste del poste en cada uno de los archivos, del Tanpole.060 al TanPole.080, para
considerar las diferentes alturas de los fustes. Sin embargo, las diversas partes y montajes que
componen los brazos, aisladores y partes metálicas no necesitan ser cambiadas.
F.2
Estructuras del Método 1 o 2 – Usando Programas de
Estructuras
Los archivos para estructuras del Método 1 y 2 pueden ser creados automáticamente por
nuestros programas de estructuras PLS-POLE (para postes y pórticos de hormigón, acero y
madera) y TOWER (para torres de acero reticuladas). Debido a que estos modelos son creados
por nuestros programas de estructuras, los cuales conocen su geometría detallada, pueden ser
visualizados en forma precisa (ver discusión en la Sección 8.4.2) en PLS-CADD en vez de ser
presentadas como estructuras monolíticas.
Las versiones más antiguas de nuestro programa TOWER podían crear archivos de estructuras
del Método 3 en forma automática, pero esta capacidad ha sido abandonada en las versiones
más recientes (Versión 5 y más recientes).
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337
F.3
Estructuras del Método 4
Las estructuras del Método 4 son verificadas por un vínculo directo a nuestros programas de
estructuras PLS-POLE y TOWER. Al ser programas especializados para estructuras de
transmisión o distribución, éstos le permiten crear modelos de estructuras con el mínimo
esfuerzo. Debe consultar los manuales del usuario de estos programas para ver cómo son
creados o editados los modelos del Método 4.
Las estructuras modeladas por PLS-POLE y TOWER pueden poseer casi cualquier
configuración imaginable. Pueden ser postes únicos de hormigón, acero o madera, tensados o
no. O pueden ser estructuras multipolos (pórticos) fabricadas con cualquier composición de
postes de hormigón, acero o madera, conectados por un gran surtido de brazos pescantes,
crucetas, arriostramientos o tensores. O pueden ser torres de acero reticuladas, autoportantes
o tensadas.
COMPONENT
DATA BASES
MODEL
MATERIAL PROPERTIES
ANALYSES
MATERIAL LIST ESTABLISHED
AUTOMATICALLY
STEEL ANGLES
STEEL ROUNDS
BOLTS
GUY CABLES
DESIGN CHECK OPTION
POLE SHAFTS
WOOD
STEEL
CONCRETE
STRUCTURE IS ANALYZED
FOR GIVEN LOADS
DAVIT ARMS
DEFLECTED SHAPE
WITH COLOR CODING
OF PERCENT USE IS
DISPLAYED
CROSS ARMS
BRACES
INSULATORS
POSTS
STRAIN
SUSPENSION
2-PARTS
SWINGING BRACKETS
EACH COMPONENT HAS
UNIQUE STOCK NUMBER
AUTOMATIC WHEN LINKED
TO PLS-CADD
STRUCTURES ARE
ASSEMBLED FROM
COMPONENTS IN
DATA BASES
FINITE ELEMENT MODEL
IS DEVELOPED
AUTOMATICALLY
MULTIPLE HEIGHT MODELS
ARE GENERATED
AUTOMATICALLY
ALLOWABLE SPANS OPTIONS
ALLOWABLE WIND AND
WEIGHT SPANS OR
THEIR INTERACTION
DIAGRAMS ARE
DETERMINED FOR
GIVEN LOAD CRITERIA
Fig. F-11 Montaje de Estructura a Partir de sus Componentes
338
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2009
MANUAL PLSCADD
PLS-POLE y TOWER le permiten construir un modelo de estructura al seleccionar
componentes de bases de datos y armarlos en una estructura terminada, como es visualizada
en la Fig. F-11. El montaje de los componentes en una estructura es muy simple y
generalmente no requiere ningún conocimiento especial de principios del análisis estructural.
Una vez que la estructura ha sido ensamblada, el programa genera automáticamente su
representación por elementos finitos para fines de análisis. En el caso de una familia de
estructuras compuesta de postes de diferentes clases y alturas, pero compartiendo la misma
geometría superior, la familia completa puede ser generada, de manera automática, a partir del
modelo de una de sus estructuras miembro.
Si la estructura esta formada por componentes estándar, descritos por sus números de
inventario individuales, entonces el modelo contiene una descripción completa de estos
componentes.
Cuando el modelo de estructura es utilizado por PLS-CADD, entonces puede ser establecida
una lista completa de partes para todo el proyecto de la línea, de este modo automatizando las
estimativas de costos y vinculándolo a sistemas de órdenes de trabajo. Las partes,
componentes o submontajes pueden ser exhibidos en forma automática, en los dibujos de
vistas en Planta y Perfil de PLS-CADD.
F.3.1
Análisis Lineal vs. No Lineal
El análisis del modelo de elementos finiftos, creado de manera automática por PLS-POLE o
TOWER, puede ser lineal o no lineal. Con la opción lineal, los efectos secundarios de los
desplazamientos de la estructura, o sea los así llamados efectos P-Delta, son ignorados. Con la
opción no lineal, todas las fuerzas y momentos están en equilibrio, en el estado deformado de
la estructura, o sea que los efectos P-Delta son tenidos en cuenta. Mientras que la opción no
lineal se encarga de todas las no linealidades geométricas, las propiedades lineales de los
materiales son todavía utilizadas en todos los programas. Esto es consistente con los actuales
procedimientos de diseño, basados en códigos, para las estructuras de transmisión.
El pandeo elástico de una estructura es un caso extremo de efecto P-Delta. Cuando el
programa se ejecuta en modo no lineal, el pandeo es detectado.
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2009
339
APÉNDICE G.
ARCHIVO DE CABLE A TIERRA O DE CONDUCTOR
Toda la información que se necesita para describir las propiedades geométricas, mecánicas y
térmicas de un cable a tierra o de un conductor está contenida en un solo archivo. Un archivo
de cable es un archivo ASCII (TEXTO), el cual debe ser creado/ editado con el editor de cables
descrito en la Sección 9.2. Este apéndice provee información adicional relacionada con el
modelado de cables y sus datos.
Los archivos que contienen las propiedades de centenas de conductores y cables a tierra
comúnmente utilizados pueden ser descargados del sitio Web de Power Line Systems en:
http://www.powline.com/files/cables.html
G.1
Coeficientes de Esfuerzo-alargamiento y de Fluencia
Lenta-alargamiento a partir de Datos de Prueba
Para un conductor
homogéneo (fabricado
de un solo material),
los cinco coeficientes
polinómicos a0 a a4,
en la Ec. 9-3 y los
cinco coeficientes c0 a
c4 en la Ec. 9-8
pueden
ser
automáticamente
determinados a partir
de simples datos de
prueba. Esto también
se puede hacer para
conductores
bimetálicos, si uno
asume que
estos
conductores
se
comportan como un
Fig. G-1 Resultados de Prueba para el Conductor Testdata
componente
homogéneo, o sea, cuando los materiales exterior y del núcleo son considerados como un solo
material compuesto antes que como materiales separados. En este caso, el coeficiente de
dilatación térmica de los filamentos exteriores debe ser un coeficiente compuesto para ambos
materiales, y las propiedades del núcleo no son consideradas (o sea, no son necesarios los
coeficientes "b" y "d" ni el coeficiente de dilatación térmica del núcleo).
La Fig. G-1 presenta algunos datos de prueba asumidos, para un conductor ficticio llamado
Testdata. Los datos consisten en 8 pares de datos de tracción vs. alargamiento inicial, y de 6
pares de datos de tracción vs. alargamiento por fluencia lenta. El alargamiento por fluencia
lenta es el alargamiento asumido más allá del alargamiento inicial, si se mantiene la tracción
por un período de diez años. La primera línea de datos en la Fig. G-1 debe contener números
pequeños pero distintos de cero (por ejemplo 0,001) para indicar que los alargamientos son
340
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MANUAL PLSCADD
cercanos a cero cuando la tracción también lo es. Se accede a la tabla en la Fig. G-1 al hacer
click sobre el botón de Generate Coefficients (Generar Coeficientes), al pie de la pantalla
interactiva de Cable Data (Datos del Cable), abierta con Sections/ Cable and Concentrated
Loads Files/ Edit Existing Cable Data (Secciones/ Archivos de Cables y Cargas
Concentradas/ Editar Datos Existentes del Cable) (ver Fig. G-2).
Fig. G-2 Datos para el Conductor Testdata
En la Fig. G-2, el área de la sección transversal, diámetro exterior, peso unitario, tracción de
rotura y temperatura de prueba del cable entero, así como el coeficiente de dilatación térmica
de los filamentos exteriores deben ser ingresados antes de hacer click sobre Generate
Coefficients. En el caso de un cable compuesto, se asume que los filamentos exteriores
representan al cable completo, o sea que su coeficiente de dilatación térmica debe ser un
promedio comparado de los coeficientes de dilatación de los materiales exterior y del núcleo.
Cuando Ud. le dá OK a los datos en la Fig. G-1, PLS-CADD ejecuta regresiones entre los
pares de puntos de datos de tracción-inicial y de tracción-fluencia lenta, para determinar los
coeficientes polinómicos mostrados en la Fig. G-2. Después de retornar del menú de la Fig. G-1
a aquel de la Fig. G-2, debe ingresar el valor del Final modulus of elasticity (Módulo Final de
Elasticidad) de los filamentos externos. Este valor debe ser igual o cercano al valor del
coeficiente A1 de esfuerzo-deformación.
Luego de grabar los datos del cable generados por el procedimiento de arriba, siempre debe
asegurarse que los modelos derivados de esfuerzo-deformación y de esfuerzo-fluencia lenta
son correctos. Esto se realiza mejor con el comando Sections/ Cable and concentrated loads
files/ Graph Cable Data (Secciones/ Archivos de Cables y Cargas Concentradas/ Datos
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341
Gráficos del Cable). La Fig. G-3 presenta los datos de la Fig. G-1 como pequeños cuadrados,
y las correspondientes curvas derivadas de los coeficientes polinómicos y del módulo final de
elasticidad de la Fig. G-2.
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Fig. G-3 Gráfico de los Datos en las Figs. G-1 y G-2
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343
G.2 Ejemplo de Conductor Lineal
Este ejemplo es proveído para mostrarle cuán simple puede ser un modelo de conductor o de
cable a tierra, si puede aceptar las suposiciones simplificadoras del comportamiento elástico
lineal y de la fluencia lenta nominal. La fluencia lenta nominal en el ejemplo se asume que es
un alargamiento de deformación permanente constante de 0,0005; o equivalentemente, la
deformación causada por un cambio de temperatura de 21,5 grados Celsius (0,0005 = 21,5 x
0,0000231).
La Fig. G-4 presenta los datos para el ejemplo simple y la Fig. G-5 muestra un gráfico de los
mismos datos.
Fig. G-4 Cable Elástico Lineal con Fluencia Lenta Nominal
344
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MANUAL PLSCADD
Fig. G-5 Gráfico del Cable en la Fig. G-4
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345
APÉNDICE H.
EJEMPLO DE LINEA DE DEMOSTRACIÓN (DEMO)
Este apéndice describe una línea ficticia corta, Demo, a la cual nos referimos muchas veces en
este manual. Esta línea no es un diseño real. De hecho, no cumple con varios de sus propios
criterios de diseño. Sólo le es suministrada para que Ud. experimente rápidamente con las
muchas características de PLS-CADD. A medida que carga la línea Demo al seleccionar
Demo.xyz con el comando File/ Open (Archivo/ Abrir), todos los archivos asociados con la
misma (archivo de códigos de características Demo.fea, archivo de criterios de diseño
Demo.cri, etc) son cargados automáticamente. Todos estos archivos son incluídos en los
diskettes de distribución de PLS-CADD. La Fig. H-1 muestra una vista en Planta y una de
Perfil para la línea.
La línea consiste en
una
variedad
de
diferentes
tipos
y
modelos
de
estructuras. Comienza
dirigiéndose al este,
con un solo circuito
plano KIWI de 345 kV,
en una torre reticulada
de
extremo,
DEMDED1.80 (Fig. H2). Justo a la derecha
de la primera torre, un
circuito
separado
DRAKE de 138 kV se
inicia en el poste de
extremo DEMDED2.40
(Fig. H-3). Después
ambos circuitos son
soportados por postes
tangentes de acero
Fig. H-1 Línea Demo
DEMTAN1.* (Fig. H-4) y
tienen su extremo en una torre reticulada DEMDED4.TOW, localizada en el primer ángulo de
línea de 90 grados. La línea continúa hacia el sur más allá del primer ángulo de línea y luego
vuelve a ir hacia el este, después del segundo ángulo de línea. Entre ambos ángulos de línea
es soportada por dos torres reticuladas tangentes DEMTAN2.TOW (Fig. H-5).
Todas la estructuras en la línea Demo, para las cuales Ud. no puede ver un contorno debajo de
la línea del suelo, en la vista de Perfil, son modeladas por el método de las longitudes
admisibles básicas (Método 1). Aquellas cuyos contornos puede observar, fueron modeladas o
por el programa TOWER o por el programa PLS-POLE (Método 4). Puede querer dar una
mirada a las propiedades de cualquier estructura con Structures/ Edit Structure (Estructuras/
Editar Estructura) o mejor, con Structures/ Modify (Estructuras/ Modificar) seguido por un
click sobre el botón de Edit al pie de la pantalla interactiva de Structure Modify (Modificar
Estructura).
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PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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MANUAL PLSCADD
Fig. H-3 DEMDED2.40
Fig. H-2 DEMDED1.80
1
3
2
10’
6
6 ’
8 ’
4
7
6 ’
8 ’
5
8
6 ’
8 ’
20’
T
Fig. H-4 DEMTAN1*
Fig. H-5 DEMTAN2.TOW
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347
APÉNDICE I.
I.1
CONCEPTOS DE LONGITUDES, REGULADORA Y DE
VIENTO Y PESO
Longitud Reguladora
El modelo tridimensional de PLSS2
S3
S4
S5
CADD incluye una representación S1
detallada de todos los cables en
todos los tramos. Los cálculos de
flecha y de tracción pueden ser
C5
C4
OR
C3
realizados rápidamente al hacer
F
C2
D
E
click sobre un cable en particular en
C1
un tramo en particular. Cada cable
C
A
B
es parte de una “sección de
VS
tracción", o sea, una colección de
tramos
con
componentes
Fig. I-1 Sección de Tracción
horizontales de tracción del cable
que son casi iguales o relacionados. En la Fig. I-1, el conductor tiene sus extremos en los
puntos A y F, y se encuentra suspendido en los puntos B, C y E. Si el conductor también esta
en suspensión en el punto D, es parte de una sola sección de tracción. Esto es porque todos
los aisladores de suspensión se mueven libremente al tratar de igualar los componentes
horizontales de tracción en todos los tramos. Si el punto D no se puede mover, o sea, es un
punto de extremo, entonces el conductor es parte de dos secciones de tracción separadas, una
entre A y D, y la otra entre D y F. Para fines de cálculos de tracción, un cable se comporta
como una unidad sobre una sección entera de tracción. A medida que las condiciones de clima
y del cable varían contínuamente a lo largo de la vida útil de la línea, los aisladores de
suspensión se balancean por siempre, para adelante y para atrás, tratando de igualar las
tracciones.
En las líneas reales, con aisladores de suspensión y de extremo (de anclaje), las secciones de
tracción son claramente definidas. Comienzan en un extremo, pasan bajo aisladores de
suspensión y terminan en el próximo extremo. En las líneas con aisladores de poste, la
identificación de una sección de tracción no es siempre sencilla. Si los aisladores de poste y
sus estructuras de soporte son flexibles, se moverán longitudinalmente, a medida que intentan
igualar las tracciones en los tramos adyacentes. Por lo tanto, un poste flexible no es tan
diferente de un aislador de suspensión, para el fin de definir una sección de tracción. Sin
embargo, si un aislador de poste y su estructura de soporte son muy rígidos, pueden actuar
como de extremos, y el supuesto de que las tracciones a ambos lados son casi iguales o
relacionadas, carece de base.
Como está descrito en la Sección 7.1.1, PLS-CADD provee cuatro niveles de análisis para una
sección de tracción. Con el Nivel 1 (método de la longitud reguladora), se asume que los
aisladores de suspensión y de poste son perfectamente flexibles, y por lo tanto que el
componente horizontal de tracción es igual en todos los tramos de la sección de tracción. Ese
componente se calcula para un tramo ficticio, la longitud reguladora, que simula el
comportamiento de la sección de tracción completa. Cuando trata con una situación en donde
los supuestos de la longitud reguladora no son aplicables (esto se discute en la Sección I.1.1),
se puede utilizar el modelado avanzado por elementos finitos, con los Niveles 2, 3 o 4. Con
estos niveles, se llevan a cabo análisis cada vez más exactos de la sección de tracción dentro
348
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
de PLS-CADD, usando los mismos algoritmos de los elementos finitos (Peyrot y Goulois,
1978), los cuales son utilizados en nuestros populares programas SAGSEC y SAPS. Estos
análisis pueden tomar en cuenta los diversos niveles de flexibilidad proveídos por los aisladores
de poste, postes y pórticos, así como las cargas no uniformes sobre los tramos. El Apéndice N
discute muchos de los supuestos del modelado por elementos finitos.
Para un análisis de Nivel 1, la longitud reguladora es un solo tramo nivelado ficticio, con una
longitud determinada por la fórmula:
RS
=
SQRT( {S14/C1 + S24/C2 + . . + Sn4/Cn} / {C1 + C2 + . + Cn} )
Si
Ci
=
=
(I-1)
donde:
longitud del tramo i (proyección horizontal)
longitud de cuerda del tramo i
Para un solo tramo entre extremos, la longitud reguladora es S * S / C, o sea que es más corta
que S para un tramo inclinado.
Puede verse que la tracción horizontal en una sección de tracción, bajo cualquier combinación
de condiciones del clima y de cable, puede ser estimada al reemplazar la sección de tracción
completa por su longitud reguladora. La longitud reguladora de la Ec. I-1 es utilizada en PLSCADD para realizar todos los cálculos de tracción. El método de la longitud reguladora es en
realidad una aproximación, la cual tiene sus límites de validez, como se ha tratado en la
Sección I.1.1.
La Ec. 1-1 es una mejora sobre la ecuación clásica para la longitud reguladora, en donde Ci es
tomada como igual a Si. La mejora toma en cuenta el efecto de tramos con elevaciones
desiguales en sus extremos. En PLS-CADD, la longitud reguladora es calculada con la Ec. I-1.
Otras ecuaciones de longitud reguladora han sido propuestas (Avril, 1974; Bougue, 1999).
PLS-CADD realiza el seguimiento de las secciones de tracción, de manera contínua y
automática. Los cálculos de la longitud reguladora y tracción son realizados tan rápidamente
que Ud. raras veces se da cuenta que se llevan a cabo operaciones complejas fuera de su
vista.
Por ejemplo, si hay un aislador de suspensión en el punto D en la Fig. I-1, el componente
horizontal de tracción de todo el cable, entre los puntos A y F se calcula tratando con una sola
longitud reguladora de longitud:
RS = SQRT( {S14/C1+S24/C2+S34/C3+S44/C4+S54C5} / {C1+C2+C3+C4+C5} )
Si existiere un soporte de extremo en el punto D, el cálculo de la tracción para el cable, entre
los puntos A y D, se realiza con una longitud reguladora de:
RSL = SQRT( {S14/C1+S24/C2+S34/C3} / {C1+C2+C3} )
y para el cable entre los puntos D y F, es llevado a cabo con una longitud reguladora de:
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
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349
RSR = SQRT( {S44/C4+S54/C5} / {C4+C5} )
I.1.1 Límites de Validez del Concepto de la Longitud Reguladora
Aunque es una aproximación, el concepto de la longitud reguladora (modelado del Nivel 1) es
uno de los conceptos más útiles en el diseño de líneas de transmisión. Sin embargo, debe ser
consciente de que posee sus límites de validez, y de que se deben usar métodos de cálculo
alternativos (Niveles 2, 3 o 4) cuando su aplicación se encuentra fuera de estos límites.
I.1.1.1 Situaciones Donde el Concepto de la Longitud Reguladora Funciona Bien
Afortunadamente, el concepto de la longitud reguladora funciona bien en la gran mayoría de las
situaciones de diseño. Este es el porque todos los diseños preliminares pueden basarse en
este concepto. Una vez que la búsqueda a partir de un diseño preliminar ha sido completada,
debería dar una segunda mirada a situaciones inusuales en donde este concepto puede no ser
válido.
Los
supuestos
que
son
R
fundamentales para la validez
del concepto de la longitud
(a)
reguladora son: 1) todos los
tramos están sujetos a la
SA
misma carga de clima por
SA
unidad de longitud y, 2) el
componente
horizontal
de
IL
CA
tracción es el mismo en todos
V
P
(b)
los tramos dentro de una
LP
sección dada de tracción. Es
D1
como si los tramos estuviesen
SA1
sostenidos por soportes de
D2
(d)
D3
rodillos, como se muestra en la
CA1
(
c
)
Fig.
I-2.a.
Existen
otros
supuestos subyacentes, tales
como
aproximaciones
parabólicas, pero éstos no son
usualmente tan críticos como el
Fig. I-2 Condiciones de Soporte del Cable
supuesto
de
la
tracción
horizontal constante en la sección de tracción.
LIMB
CA
V
En las situaciones más prácticas, los soportes intermedios dentro de una sección de tracción
incluyen aisladores de poste o de suspensión.
Los aisladores de poste no son obviamente los soportes de rodillo ideales. Dependiendo de la
flexibilidad longitudinal de los mismos, de la flexibilidad del soporte al cual están sujetos, y de la
magnitud del movimiento longitudinal requerido para la igualación de las tracciones, los
aisladores de poste pueden o no ser considerados como buenos igualadores de tracciones. En
general, los aisladores de poste son usados en postes flexibles, en donde asumimos que
funcionan como soportes de rodillo. Sin embargo, en el caso de postes cortos rígidos montados
350
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sobre soportes longitudinalmente rígidos (por ejemplo un poste longitudinalmente tensado), Ud.
debería preocuparse sobre la capacidad de los mismos para igualar las tracciones.
Incluso los aisladores de suspensión no son siempre buenos igualadores de tracciones. La
Figura I-2.d muestra un aislador de suspensión balanceándose a la derecha para intentar la
igualdad de las tracciones del tramo. LP es el desplazamiento longitudinal del aislador, IL es la
longitud del aislador, LIMB es el desequilibrio longitudinal (o sea, la diferencia entre la tracción
en el tramo derecho y aquella en el tramo izquierdo), y V es la carga vertical del conductor.
Dejando de lado el peso del aislador, la estática dicta que LIMB / V = LP / VP. O, si aceptamos
que Vp es aproximadamente igual a IL para pequeños desplazamientos longitudinales, LIMB es
aproximadamente igual a (V / IL) x LP. El cociente de la carga vertical a la longitud del aislador,
V / IL, es la rigidez longitudinal aparente del aislador de suspensión. Para un aislador de
suspensión utilizado en un ángulo de línea corriente, la Fig. I-2.d es todavía válida si reemplaza
V por la resultante de las cargas verticales y transversales. Esa resultante es generalmente
mucho mayor que la carga vertical. Por lo tanto, las cargas verticales pequeñas y las grandes
longitudes del aislador facilitan la igualación de las tracciones, mientras que grandes cargas
verticales, situadas en ángulos de línea y pequeñas longitudes del aislador hacen más difícil la
igualación de las tracciones. Por ejemplo, asuma que un aislador de suspensión de 50 cm (IL =
50 cm) está verticalmente a plomo a las temperaturas cotidianas, pero se balancea, con LP =
10 cm, a altas temperaturas a medida que intenta igualar la tracción. Asuma aún más, que el
aislador soporta una gran longitud de peso, que resulta en una importante carga vertical V =
2.500 daN. Para esta situación, LIMB = (2.500 / 50) x 10 = 500 daN. Este desequilibrio de
tracción es ciertamente significativo, y puede dar como resultado problemas de flecha si no es
tenido en cuenta.
Si los aisladores de suspensión se encuentran sujetos a estructuras longitudinalmente flexibles,
los desplazamientos longitudinales de los puntos de fijación (por ejemplo, D1, D2 y D3 en la
Fig. I-2.c) ayudarán a igualar las tracciones.
Los vínculos cortos de suspensión o grampas comúnmente utilizados para fijar cables a tierra
pueden ser pobres igualadores de tracción.
En resumen, para tramos relativamente uniformes soportados por aisladores de poste flexibles,
o por largos aisladores de suspensión que no estén sujetos a grandes cargas verticales, o por
largos aisladores de suspensión que no estén sujetos a grandes cargas transversales a
ángulos corrientes, la longitud reguladora es una buena aproximación, de la cual se pueden
obtener cálculos de flecha confiables.
I.1.1.2 Situaciones Donde el Concepto de la Longitud Reguladora No Funciona Bien
Para situaciones con tramos de longitudes ampliamente diferentes, en terrenos accidentados o
con ángulos corrientes, la longitud reguladora puede dar resultados bastante erróneos. Esto es
ilustrado en la Fig. I-3 para una línea de 138 kv soportada por pórticos en H de madera. La
parte superior izquierda de la Fig. I-3 muestra a escala (o sea, sin amplificación de la escala
vertical) los seis tramos de la sección de tracción. La parte inferior izquierda de la figura
muestra, con las escalas verticales amplificadas por un factor de 10, las flechas de los cables
del tercer tramo, a altas temperaturas. La posiciones más altas de los cables fueron
determinadas con el concepto de la longitud reguladora (modelado del Nivel 1) y las posiciones
inferiores se basaron en un análisis del Nivel 4. Los modelos del Nivel 1 y del Nivel 4 fueron
tales que todas las estructuras y todos los aisladores de suspensión estaban verticalmente a
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351
plomo para la condición diaria de 60º F (16º C) después de la fluencia lenta; o sea que los dos
modelos tenían idénticas geometrías en la condición diaria. Sin embargo, a altas temperaturas
el usuario puede ver la diferencia en la flecha del conductor, de alrededor de 8 pies en el tercer
tramo, dando como resultado una violación de la holgura vertical no detectada por el enfoque
de la longitud reguladora. La porción derecha de la Fig. I-3 muestra las posiciones de la
Estructura Nº3 para condiciones diarias y calurosas, respectivamente. Debe notar que el
pórtico es muy flexible longitudinalmente. Su movimiento longitudinal a altas temperaturas por
casualidad es de una magnitud similar al del balanceo longitudinal del aislador.
Fig. I-3 Flechas a Altas Temperaturas Utilizando Longitud Reguladora Vs. Modelo de
Nivel 4
Con el modelado mucho más simple de la sección de tracción con el Nivel 3, encontramos
flechas casi idénticas a temperaturas elevadas, a aquellas producidas con el Nivel 4. Los
Niveles 2 y 3 son más adecuados que el Nivel 4 para situaciones de diseño cotidianas.
Además de volverse inexacto para tramos con longitudes y elevaciones en los extremos
ampliamente diferentes (Avril, 1974; Bougue, 1999; Motlis, 1998), el método de la longitud
reguladora obviamente no es aplicable a las muchas situaciones de hielo sin balancear, cargas
longitudinales residuales de conductores o aisladores rotos, cargas resultantes de la adición o
remoción de flojedad de los cables en los tramos (por ejemplo cuando retira o agrega una
longitud de conductor mediante operaciones de empalme), cargas resultantes del movimiento
de las estructuras en su base, etc. Para tales aplicaciones, así como otras situaciones en las
que el concepto de la longitud reguladora no es aplicable, los modelos de cable alternativos
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(Nivel 2, Nivel 3 o Nivel 4) están disponibles, en la manera descrita en la Sección 7.1.1 y en el
Apéndice N.
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353
I.2
Longitud de Viento
La Fig. I-4 muestra una vista superior,
una vista de elevación y una vista línea
B C
abajo de los dos tramos adyacentes a
C
TOP VIEW
A
la Estructura tangente B. Los dos
B
tramos están nivelados con iguales
elevaciones en sus extremos. Cuando
HS
el viento sopla perpendicularmente a la
WIND
línea, ambos tramos se balancean
hacia afuera, alejándose del viento, en
A
B
C
ELEVATION
T
formas que son simétricas con
respecto a los centros de los tramos
(ver vista superior). Por causa de la VIEW DOWN
VS
simetría, la carga de viento transversal THE LINE
TL, transferida a la Estructura B por un
solo cable, puede ser calculada como Fig. I-4 Tramos con Elevaciones de Extremos Iguales
el producto de la carga horizontal por
unidad de longitud del cable, UH, multiplicada por la longitud del cable HS, entre los puntos
más balanceados hacia afuera en los tramos, o sea que TL = UH x HS. HS es a menudo
denominada longitud de viento o longitud horizontal.
Debido a que la longitud del cable entre
los puntos más balanceados hacia
afuera es muy cercana a la distancia
horizontal entre estos puntos, la práctica
tradicional de diseño de líneas eléctricas
define como longitud de viento para una
estructura en particular, al promedio de
sus dos tramos adyacentes. La
definición
también
se
aplica
a
estructuras angulares.
Cuando los tramos adyacentes a la
Estructura
B
tienen
diferentes
elevaciones de extremos (ver Fig. I-5), el
cable en un tramo todavía se desplaza
C
A
C
TOP VIEW
B
B
HS
WIND
B
T
C
ELEVATION
A
VS
VIEW DOWN
THE LINE
Fig. I-5 Elevaciones de Extremos Desiguales
hacia afuera por el viento simétricamente con respecto al centro del tramo, como se ve en la
vista superior. Sin embargo, la longitud del cable que realmente es soplado por el viento está
más cercana al promedio de las longitudes de las cuerdas Ci de los tramos adyacentes, que al
promedio de los tramos horizontales Si.
Wind span reported by PLS-CADD (Longitud de Viento Reportada por PLS-CADD): Por las
razones discutidas más arriba, la longitud de viento reportada por PLS-CADD y utilizada en la
verificación de una estructura, ya sea con el Método 1 o con el Método 2 (métodos de
longitudes admisibles), es el promedio de las longitudes de las cuerdas y no el promedio de los
tramos en sí mismos.
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Cuando se calculan cargas de viento transversales sobre una estructura, con el comando
Structures/ Loads/ Report (Estructuras/ Cargas/ Informe) o cuando se verifica una estructura,
sea con el Método 3 o el Método 4 (Componentes Críticos o Análisis
Completo), PLS-CADD no se basa en el concepto de longitud de viento sino que usa el
procedimiento más preciso descrito en el Apéndice J. Este procedimiento arrojará resultados
ligeramente diferentes que los de la aproximación de la longitud de viento tradicional para
tramos con elevaciones desiguales en sus extremos.
I.3
Longitud de Peso
Volviendo a las Figs. I-4 e I-5, y observando las vistas de elevación, uno puede ver que la carga
vertical VL, transferida por un solo cable a la Estructura B, es el producto de la carga vertical
por unidad de longitud del cable; UV, multiplicada por la longitud VS del cable entre los puntos
bajos en las vistas de elevación, o sea que VL = UV x VS. A menudo VS es llamada la longitud
de peso o longitud vertical. Para tramos nivelados (Fig. I-4), la longitud de peso es igual a la
longitud de viento.
Para tramos inclinados (Fig. I-5) la distancia entre los puntos bajos en tramos adyacentes no
tiene relación con la longitud de viento. Esa longitud de peso cambia con diferentes condiciones
de clima y de cable. Por lo tanto, una longitud de peso sólo puede ser definida para una
combinación particular de condiciones de clima y de cable. Ésta es la razón por la cual PLSCADD requiere que las condiciones de clima y de cable sean especificadas cuando se calculan
las longitudes de peso para verificaciones estructurales, sea por el Método 1 (método básico
de las longitudes admisibles) o por el Método 2 (método del diagrama de interacción de
longitudes admisibles). Cuando el viento sopla sobre tramos inclinados, es realmente difícil
ubicar los puntos bajos en la vista de elevación. Para una tracción dada del cable, la posición
del punto bajo en la vista de elevación depende del ángulo de balanceo del tramo entero (ver
discusión sobre la catenaria balanceada hacia afuera en la Sección J.2). Además, la longitud
del cable entre los puntos bajos puede ser considerablemente diferente a la distancia horizontal
entre estos puntos. Por tanto, uno debe entender claramente los supuestos detrás de cualquier
cálculo de longitud de peso. Puesto que las longitudes de peso son una medida indirecta de las
cargas verticales a través de la ecuación VL = UV x VS, la validez de un método en particular
para el cálculo de las longitudes de peso debe ser juzgada por la capacidad del mismo de
predecir las cargas verticales correctas.
Traditional weight span (Longitud de Peso Tradicional): En los tradicionales cálculos a mano y
en algunas versiones computarizadas de estos cálculos no se considera el efecto del ángulo de
balanceo del tramo. Una plantilla de catenaria, correspondiente a la carga resultante por unidad
de longitud del cable, es dibujada en el plano vertical y se toma como longitud de peso a la
distancia horizontal medida entre los puntos bajos.
Weight span based on arc length between low points in vertical plane (Longitud de Peso
Basada en la Longitud del Arco entre Puntos Bajos en el Plano Vertical): La primera opción
disponible en PLS-CADD es similar al método tradicional en que asume que el cable se
encuentra en el plano vertical. Entonces se calcula la longitud de peso como la longitud real del
cable entre los puntos bajos, no la proyección horizontal de esa longitud. Mientras que el
método de la longitud de arco es una mejora sobre el método tradicional para tramos nivelados
e inclinados sin viento, ambos métodos proporcionan resultados erróneos para tramos
inclinados sujetos a viento. Ud. puede ver la magnitud del error al obtener dos informes
separados de longitud de peso para una estructura en especial, uno después de elegir el
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355
método de la “longitud de arco” con el modelo de Criteria/ Weight span (Criterios/ Longitud
de Peso) y el otro luego de seleccionar el método “exacto”. Una de las razones por las cuales
todavía mantenemos el método de la “longitud de arco" en PLS-CADD, es para proveerle la
capacidad de comparar cálculos tradicionales con los “exactos”. Esto debe ayudarle a entender
porqué las líneas que fueron diseñadas con longitudes de peso basadas en los métodos,
tradicional o de “longitud de arco” a menudo son encontradas sobrecargadas, cuando son
analizadas por el método “exacto” descrito más abajo. A no ser que se encuentre en terreno
bastante plano, debe utilizar el método “exacto” de longitud de peso para la búsqueda de
optimización (Sección 14).
Exact weight span (Longitud de Peso Exacta): Con esta segunda opción disponible en PLSCADD, el efecto del ángulo de balanceo del tramo es totalmente considerado. La longitud de
peso se basa en el cálculo exacto de la carga vertical VL dividida por la carga vertical por
unidad de longitud del cable. El procedimiento para calcular VL es descrito en el Apéndice J.
Esta opción requiere de un poco más de tiempo de procesamiento en la computadora, pero es
más exacta. Con la misma, las cargas verticales VL y las longitudes de peso VS son siempre
compatibles, puesto que V = UV x VS.
En resumen, las longitudes de peso reportadas por PLS-CADD y usadas para la verificación de
una estructura, sea con el Método 1 o con el Método 2 (métodos de longitudes admisibles)
puede basarse en cualquiera de los dos supuestos. Ud. elige su supuesto con el comando
Criteria/ Weight span model (Criterios/ Modelo de Longitud de Peso).
Cuando se calculan las cargas verticales sobre una estructura con Structures/ Loads/ Report
(Estructuras/ Cargas/ Informe), cuando se verifica una estructura, sea con el Método 3
(Componentes Críticos) o el Método 4 (Análisis Completo), o cuando se verifica el balanceo
de un aislador o una condición de levantamiento, PLS-CADD no se basa en el concepto de
longitud de peso, pero siempre utiliza el procedimiento más exacto descrito en el Apéndice J.
Cuando una estructura soporta cables
VS 1 +
VS 2 +
de diferentes tamaños con diferentes
tracciones de instalación, Ud. puede
VSL 3 obtener un informe sobre las longitudes
1
VSR 3 +
2
de peso de cada set de cables
VS 3 +
individuales, con el comando Lines/
Reports/ Wind + weight spans
(Líneas/ Informes/ Longitudes de
VS 4 Viento + Peso). Sin embargo, con el
3
objeto de verificar una estructura con su
resistencia descrita por el Método 1 o
por
el
Método
2
(Longitudes
5
Admisibles), PLS-CADD usa la longitud
de peso del cable más pesado a la
altura promedio de fijación de su set.
4
Para la búsqueda de optimización, Fig. I-6 Longitudes de Peso Frías en Terreno Abrupto
utiliza la longitud de peso del conductor
a menor altura de un set de cables designado.
356
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El concepto de la longitud de peso puede ser usado para detectar rápidamente condiciones de
levantamiento en una estructura en particular, a partir de las formas de los cables. Considere la
configuración fría del cable en la Fig. I-6, o sea, aquella que es más probable que cree un
levantamiento severo. Se indican las longitudes de peso VS en cada estructura. La forma del
cable en el Tramo 1-2 muestra un punto bajo. En cualquiera de los demás tramos, el punto bajo
está realmente fuera del tramo. Sin embargo, la definición de longitud de peso para estimar la
carga vertical todavía se sostiene algebraicamente, o sea VS = VSL + VSR, donde VSL =
distancia desde la estructura al punto bajo en la catenaria del tramo izquierdo, positivo si el
punto bajo está a la izquierda de la estructura y VSR = distancia desde la estructura al punto
bajo de la catenaria en el tramo derecho, positiva, si el punto bajo se encuentra a la derecha de
la estructura. Por ejemplo, VS3 es una cantidad positiva (carga vertical hacia abajo), porque
VS3 = VSL3 (una cantidad negativa) + VSR3 (una cantidad mayor positiva). VS4 es una
cantidad negativa, indicando elevación en la Estructura 4.
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357
APÉNDICE J.
REACCIONES EN EL EXTREMO DEL TRAMO
Como se describe en la Sección 7.1.1, PLS-CADD le provee con cuatro niveles de modelado
para analizar conductores y cables a tierra. Esta Sección describe como se exhiben los cables
y cómo las reacciones en los extremos de un tramo son calculadas dependiendo del método
que Ud. elige.
J.1
Modelado de Nivel 1 - Método de la Longitud Reguladora
Con el método de la Longitud Reguladora, la componente horizontal de tracción H, es
determinada para cada caso de clima, con la longitud reguladora como es descrita en la
Sección I.1. Se asume que esta tracción exista en todos los tramos de la misma sección de
tracción. El equilibrio resultante de cada tramo es luego determinado en la forma descrita más
abajo.
J.1.1 Cable en su Plano
La configuración de equilibrio de un tramo
es siempre una “catenaria”. La catenaria
yace en el plano definido por la longitud de
la cuerda del tramo y por la carga de cable
resultante por unidad de longitud, UR
(definida en la Sección 7.2.3), la cual se
asume que posee magnitud y dirección
constantes en cualquier punto a lo largo
del cable, en un tramo dado. UR se basa
sobre la dirección de la cuerda (una línea
recta), incluso si los puntos reales a lo
largo del cable están abajo de la cuerda.
Sin viento, UR es vertical y orientada hacia
abajo. Con viento, UR no es vertical y
define el ángulo de balanceo β del plano
del tramo.
T
ZE
x
V
E
H
v’
h’
O
UR
y
A
a
C
Fig. J-1 Cable como una Catenaria
La Fig. J-1 muestra la forma de la catenaria para un cable en el tramo O - E. La forma es
definida completamente por su constante catenaria C y los puntos de fijación O y E de los
extremos. La constante catenaria es el cociente H / UR, en donde H es la componente
horizontal de tracción y UR es la carga por unidad de longitud del cable. H es constante a lo
largo del tramo.
La ecuación de la catenaria es la más simple si es dada en un sistema de coordenadas
centrado a la distancia C debajo del punto bajo. En ese sistema:
y
=
C Cosh [ x / C ]
(J-1)
La componente vertical de la tracción, V, en cualquier punto a lo largo de la catenaria es:
V
358
=
H Senh [ x / C ]
(J-2a)
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y la tracción correspondiente (resultante de H y V) es:
T
=
H Cosh [ x / C ]
(J-2b)
La flecha a mitad del tramo (medida desde la cuerda) es aquella dada en todos los reportes. Se
la calcula como:
FLECHA
=
C ( Cosh [ h’ / 2C ] - 1 ) SQRT { 1 + ( v’ / 2C Senh [ h’ / 2C ] )2 }
(J-3)
Para las proyecciones horizontal y vertical dadas del tramo, h’ y v’, respectivamente, y una
constante catenaria dada, el punto bajo sobre la catenaria puede ser ubicado a una distancia
"a" desde el origen del tramo, por el siguiente procedimiento:
1)
Translade el sistema de coordenadas al punto O. En este punto, "a" es desconocida,
pero será determinada por el procedimiento.
v’
2)
4 a:
C Cosh [ (h’ - a)/ C ] + C Cosh [ - a / C ]
(J-4)
Utilice la identidad Cosh[x+y] + Cosh[x-y] = 2 Senh[x] Senh[y] para transformar la Ec. J-
v’
3)
=
=
2 C Senh [ (h’/ 2 - a)/ C ] Senh [ h’/ 2 C ]
(J-5)
Resuelva la Ec. J-5 para el argumento de la función Senh, { (h’/ 2 - a)/ C }:
(h’/ 2 - a)/ C = Senh-1 [ v’/ (2 C Senh [ h’/ 2 C] ]
(J-6)
o
a
=
h’/ 2 - C Senh-1 [ v’/ (2 C Senh [ h’/ 2 C] ]
(J-7)
4)
Notando que la función inversa Senh-1 [x] = Log [ x + SQRT( 1 + x2) ], la distancia "a"
puede ser determinada en términos de las proyecciones del tramo, h’ y v’.
La componente vertical de tracción V puede ser expresada como el producto de H por la
pendiente de la catenaria (derivada de la Ec. J-4) en el punto E:
V=
H Senh [ (h’ - a) / C ]
(J-8)
el cual puede ser transformado a:
V=
UR { C Senh [ h’ / 2 C ] SQRT( 1 + ( v’ / (2 C Senh [ h’ / 2 C ]))2 )
+ (v’ / 2) Cosh [ h’ / 2 C] / Senh [ h’ / 2 C] }
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(J-9)
359
La fuerza V en la Ec. J-9 es opuesta a la dirección del vector UR. Puesto que éste no es
siempre vertical y queremos reservar la notación V para la fuerza vertical en el resto de este
Apéndice, usaremos la notación ZE para la variable V en la Ec. J-9. ZE es una fuerza local, en
el sentido de que es definida en relación a la carga por unidad de longitud UR. Por tanto:
ZE
=
V en la Ec. J-9
(J-10)
J.1.2 Catenaria Balanceada hacia Afuera
Considere ahora la Fig. J-2. La Parte
(a) es una vista isométrica de las
cantidades relevantes en un tramo,
comenzando en el Punto O y
terminando en el Punto E. La Parte (b)
es una vista hacia el extremo de la
línea. Sin viento, el cable en el tramo
yace enteramente en el plano vertical
que pasa por los puntos O, B, y E. Con
el viento soplando en la dirección
transversal, el tramo completo se
balancea hacia afuera, en el ángulo β ,
el cual es definido por la dirección de la
resultante de la carga por la unidad de
longitud UR. El Punto B está
justamente abajo de E, a la elevación
de O. El Punto A es la proyección de B
sobre el plano balanceado hacia afuera
de la catenaria.
ZE sin β
ZE cos β
β
ZE
H
E
H cos α
v’
β
A
T β
h’
L
h
UH
α
B
B
V
WIND
β
v
A
T
E
UR
UV
β
O
Fig. J-2 Vista isométrica y del Extremo del Tramo
Balanceado hacia Afuera
Para una condición de clima dada, las fuerzas H y ZE son primeramente determinadas en el
plano de la catenaria. Luego son proyectadas en las direcciones vertical, transversal
(perpendicular al plano vertical que pasa por la cuerda del tramo) y longitudinal (fuerza
horizontal en el plano vertical que pasa por la cuerda del tramo) en el extremo del tramo, para
obtener las reacciones de extremo en el punto E:
360
VE
=
ZE Cos [ β ] + H Sen [ α ] Sen [ β ]
(J-11)
TE
=
ZE Sen [ β ] - H Sen [ α ] Cos [ β ]
(J-12)
LE
=
H Cos [ α ]
(J-13)
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J.2
Modelado de Niveles 2, 3 y 4 - Método de los Elementos Finitos
Con el modelado por elementos finitos (ver Sección 7.1.1 y Apéndice N), un modelo de un solo
cable (Nivel 2) o un modelo que incluye todos los cables entre estructuras de extremos
cercanas (Niveles 3 y 4), es desarrollado internamente. Los modelos son usados para
visualizar los cables bajo los casos de clima deseados, y para determinar las componentes
horizontales de tracción, H, en cada tramo. La componente horizontal de tracción en cada
tramo es utilizada para determinar las cargas de diseño, siguiendo los mismos procedimientos
que aquellos usados para el método de la longitud reguladora y descrita en las Secciones J.1.1
y J.1.2. Esto se hizo para tener una sola forma de calcular cargas de diseño de la estructura y
balanceo de los aisladores, sin importar si las tracciones horizontales provienen de un análisis
del Nivel 1, 2, 3 o 4.
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361
APÉNDICE K.
VISIÓN GENERAL DE LOS ARCHIVOS
Este Apéndice proporciona una visión general de los diversos archivos a que accede PLSCADD y sugiere un sistema de directorios en el cual mantener estos archivos organizados.
También describe como realizar el back-up de todos los archivos referidos a un proyecto dado.
K.1
Vista del Proyecto
Fig. K.1 Vista del Proyecto
Cada vez que carga un proyecto existente, su línea es exhibida en una vista de Perfil
(maximizada), una vista en Planta, una en 3D y vistas de láminas P&P (estas últimas tres
minimizadas al pie de la pantalla). También es descrita en la vista de Project (Proyecto),
también minimizada al pie de la pantalla. La Fig. K-1 muestra una vista de Project típica. Esta
incluye una representación en árbol de las diversas categorías de archivos que componen el
proyecto. Generalmente muestra el orden en el cual se deben preparar los datos. El cierre de la
vista de Project cierra también el proyecto y le da la oportunidad de grabar cualquier cambio
que pueda haber hecho.
362
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Para poder ver las sub-ramas de una rama en particular, necesita hacer doble click sobre el
ícono mostrado al lado del signo "+" en el origen de la rama o sub-rama. Al hacer click sobre
estos íconos se alterna entre ver o esconder las sub-ramas.
Al hacer click con el botón derecho del mouse sobre un ítem, se mostrará un menú de contexto
relacionado a ese ítem. Por ejemplo, puede hacer click con el botón derecho sobre cualquiera
de los archivos mostrados en la ventana de Project (Proyecto) y será presentado con un menú
que generalmente le permite hacer algo con ese archivo.
La mayor parte de los archivos en la vista de Project son nombrados por el proyecto. Por
ejemplo, el nombre del proyecto en la Fig. K-1 es "dtm2". La lectura desde la parte superior de
la Fig. K-1 le permite conocer lo siguiente:
El modelo del terreno consta de puntos en el archivo dtm2.xyz. Estos puntos poseen códigos
de características ya definidos en el archivo dtm2.fea. El archivo dtm2.num almacena los datos
de P.I. que fueron generados cuando se definía la alineación. Las restricciones del terreno
(zonas excluídas, etc.) especificadas sobre la alineación para la optimización de la búsqueda
son guardadas en el archivo dtm2.con. Un modelo TIN derivado de los puntos del terreno (ver
Sección 6.4) es almacenado en el archivo dtm2.tin.
Adjuntado al modelo del terreno se encuentra un dibujo CAD importado de vista en planta,
almacenado en el archivo planbch.dxf. También están adjuntadas al modelo del terreno
fotografías digitalizadas, en los archivos north.bmp y south.bmp. Estos diversos adjuntos
gráficos pueden ser vistos en la Fig. 6-22 de la Sección 6.6.
Adjuntado a cada lámina de vistas P&P está un dibujo CAD importado de fondo, que muestra
los bordes de las páginas y títulos comunes del proyecto o datos (ver Fig. 13.1-4 de la Sección
13.1). El fondo de página es almacenado en el archivo PAGEPLS.dxf. Un logotipo de la
compañía, almacenado en el archivo Power.bmp también está adjuntado a cada lámina de
vistas P&P.
Los parámetros de visualización para el dibujo automático de las láminas de vistas P&P
(Sección 13.2) son almacenados en el archivo dtm2.pps.
Los criterios de diseño para el proyecto son almacenados en el archivo dtm2.cri.
La lista maestra de partes a la que se refiere el proyecto es llamada Partfile.prt. Su ubicación es
definida en el menú de Preferences (Preferencias), disponible desde File/ Preferences
(Archivo/ Preferencias).
En el archivo dtm2.dbc se define el vínculo de la lista maestra de partes a una base de datos
ODBC.
La Available Structures List (Lista de Estructuras Disponibles) en el archivo dtm2.str incluye
todos los archivos de estructuras actualmente utilizados en el proyecto "dtm2", y todos los
archivos de estructuras puestos a disposición a través del menú Structures/ Available
Structure List (Estructuras/ Lista de Estructuras Disponibles). Al lado del nombre de cada
archivo de estructura individual está el número de tales estructuras ubicadas en el proyecto.
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363
La Lista de Cables incluye todos los archivos de conductores y cables a tierra actualmente
utilizados en el proyecto.
Finalmente, el archivo dtm2.don contiene la información de búsqueda, tendido y flechado para
una línea construída sobre la alineación dtm2.num. Puede existir más de una línea diseñada
sobre la misma alineación. Cada diseño de línea incluye una lista de inventario consistente en
las estructuras actualmente ubicadas y de las secciones flechadas.
Al hacer doble click sobre el ícono de Structures (Estructuras) se abre una lista detallada de
todas las estructuras en la línea. Las resistencias y los balanceos de los aisladores de las
estructuras del Método 1, Método 2 o del Método 3 son verificadas instantáneamente y
reportadas como uso porcentual de las admisibles. Esta verificación dinámica de la resistencia
de la estructura y del balanceo del aislador es llevada a cabo en forma contínua durante ciclos
de reposo del cálculo y no interfiere con ninguna cosa que estuviere haciendo. Actualmente, la
verificación dinámica no se aplica a las estructuras del Método 4, las cuales son verificadas a
través de vínculos a PLS-POLE o a TOWER. Sin embargo, si quiere verificar todas las
estructuras en una línea, incluyendo las del Método 4, esto se puede hacer en cualquier
momento con el comando Lines/ Reports/ Structures usage (Líneas/ Informes/ Uso de las
Estructuras). Los resultados de la verificación dinámica son indicados por Gs verdes para
estructuras que están OK, Ns en rojo para estructuras con resistencias o balanceos
inadecuados, y Us azules para estructuras sin verificar (Método 4). Al hacer doble click sobre
cualquier estructura en la lista, ésa será traída al centro de todas las ventanas abiertas (en
Planta, Perfil, 3D o Láminas de vistas P&P), en donde Ud. puede elegirla fácilmente para su
posterior verificación o modificación.
Al hacer doble click sobre el ícono de Sections, Ud. puede abrir la lista detallada de secciones
así como ver los resultados de la verificación dinámica de éstas. La verificación dinámica indica
el porcentaje de tracción admisible utilizado. De manera similar a lo que puede hacer con las
estructuras, al hacer doble click sobre cualquier sección centrará a la misma en cualquier vista
abierta.
K.2
Archivos y Directorios
La Fig. K-1 muestra cómo los archivos que componen un proyecto en particular pueden ser
visualizados en la vista de Project. Si algunos de los archivos son compartidos por varios
proyectos, es esencial que sean accesibles, en bibliotecas o sub-directorios bien organizados.
Por ejemplo, la Fig. K-2 ilustra una muestra de estructura de directorio, en donde se pueden
guardar todos los datos de PLS-CADD necesarios. Todos los archivos se encuentran en subdirectorios del directorio Train (Tren). Estos archivos a menudo incluyen una extensión
requerida, ".ext", la cual describe el tipo de archivo.
En la Fig. K-2, el directorio de Cables contiene la biblioteca de archivos de propiedades de los
cables (ver Sección 9 y Apéndice G).
El directorio de Criteria (Criterios) contiene los archivos maestros de criterios de diseño (con las
extensiones ".cri" requeridas), de los cuales se pueden copiar los criterios de un proyecto
individual (ver Sección 7).
364
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
Fig. K.1 Posible Organización de Archivos Bajo el Directorio Tren
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
365
El directorio de Features (Características) contiene los archivos maestros de códigos de
características (con las extensiones requeridas “.fea"), de los cuales pueden ser copiados los
códigos de características individuales del proyecto (ver Sección 6.1 y Apéndice C).
El directorio de Parts (Partes) contiene los archivos de partes y montajes, los cuales deben
tener las extensiones ".prt" (ver Sección 8.5 y Apéndice M).
El directorio Plots (Trazados) contiene los archivos maestros de parámetros de dibujo (con las
extensiones ".pps" requeridas), a partir de los cuales pueden ser copiados los parámetros de
páginas individuales del proyecto. Estos parámetros definen tamaño y diseño de página,
escalas, tamaño y ubicación del texto, etc., como es descrito en la Sección 13.2.
El directorio Temp (Temporal) es usado para almacenar todos los archivos temporales escritos
por PLS-CADD, o los diversos Programas de Estructuras. Este directorio nunca debe ser
ubicado en la red, por razones de desempeño, y asimismo para prevenir la colisión de archivos
con otros usuarios.
El directorio Struct (Estructura) contiene los archivos de estructuras. Existe un archivo para
cada tipo y tamaño de estructura (ver Apéndice F). Los usuarios de PLS-CADD pueden
necesitar acceder a centenas o miles de archivos de estructuras. Por lo tanto, es esencial que
los sub-directorios usados para almacenar los archivos posean nombres fácilmente
identificables. Por ejemplo, en la estructura del directorio de la Fig. K-2, todos los postes de
madera a ser verificados por el método de las longitudes admisibles (ver Sección 8.3.1) están
listados bajo el encabezado de Wpoles/ Method1. Todos los postes de acero a ser verificados
por análisis directo (ver Sección 8.3.4) están bajo el encabezado de Spoles/ Method4. Estos
sub-directorios pueden ser subdivididos aún más en categorías de voltajes, tipos no tensados y
tensados, etc.
Todos los directorios listados más arriba contienen archivos que pueden ser compartidos entre
proyectos. Los proyectos individuales se encuentran en el directorio Projects, el cual incluye
archivos específicos a los proyectos. Por ejemplo, el directorio de Projects puede incluir todos
los archivos "dtm2.*" descritos en la Fig. K-1. Generalmente, para un proyecto específico, el
directorio Projects incluye los siguientes archivos:
Project.xyz o Project.pfl incluyen información sobre puntos topográficos y obstáculos
(ver Secciones 6.2 y 6.6 o Apéndices D y E)
Project.num incluye información relativa a la alineación (ver Sección 6.3). Es generado
automáticamente y no es accesible al usuario.
Project.tin incluye datos sobre el modelo triangulado (TIN) del terreno (ver Sección 6.4).
Es generado automáticamente y no es accesible al usuario.
Project.don almacena información sobre ubicaciones, tipos y materiales de estructuras,
así como de condiciones de instalación de los cables. Los archivos "*.don" son
generados automáticamente por los comandos descritos en la Sección 10 y no deben
ser editados por el usuario. Un archivo "*.don" es único para un diseño de línea y posee
un indicador a los archivos de terreno "*.xyz" o "*.pfl" adecuados. Sin embargo, archivos
366
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
"*.don" diferentes pueden describir diferentes líneas, definidas sobre el mismo terreno.
Cuando éste es el caso, las líneas pueden ser superpuestas, como se ha descrito en la
Sección 5.4.6.4.
Project.con contiene información sobre restricciones del terreno, tales como zonas
prohibidas, zonas de costo extra, estructuras requeridas o ubicaciones de estructuras,
etc. (ver Sección 14.2). Se lo necesita solamente para la búsqueda óptima.
Project.str contiene la lista y costos de las estructuras permitidas para la optimización
(ver Sección 14.3).
Project.opt contiene los parámetros de optimización definidos en la Sección 14.4.
Luego de usar el comando File/ Save, todos los archivos del proyecto "Project.*" listados más
arriba son grabados. Además, los criterios del proyecto, códigos de características y
parámetros de dibujo son grabados en forma automática en el directorio de Projects, bajo las
denominaciones de Project.cri, Project.fea y Project.pps.
Un proyecto generado por la opción de PLS-CADD/ LITE (ver Sección 15) es grabado con el
nombre de archivo de Project.loa. Éste incluye todos los datos definidos en la pantalla
interactiva de la Fig. 15.1-1. La extensión ".loa" es requerida.
K.3
Back-up del Proyecto
Como se discutió por primera vez en la Sección 5.3, Ud. puede usar File/ Backup (Archivo/
Backup) para grabar toda la información perteneciente a un proyecto en un solo archivo. File/
Backup es bastante diferente de File/ Save.
File/ Save graba todos los archivos Project.*, que describen el modelo de línea tridimensional
en el directorio Projects, pero no tiene efecto sobre los archivos de estructuras y de cables, los
cuales se encuentran en bibliotecas separadas de estructuras y de cables. Los archivos de
estructuras y de cables son referidos por el modelo, pero son externos al mismo. Las
bibliotecas de estructuras y de cables son compartidas entre los proyectos. Los archivos de
parámetros de códigos de características, criterios y parámetros de láminas, los cuales fueron
importados de sus bibliotecas para construir el modelo, tampoco son afectados por File/ Save.
Si hace cualquier cambio a los archivos de las bibliotecas de estructuras y de cables después
Fig. K.3 Restaurando el Archivo Backup
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
367
de usar File/ Save, entonces estos cambios afectarán su proyecto cuando sea recargado
posteriormente.
File/ Backup compacta toda la información concerniente al modelo de línea tridimensional en
un solo archivo, llamémoslo Project.bak. Project.bak incluye todos los archivos grabados por el
comando File/ Save más todos los archivos de estructuras y de cables utilizados actualmente
en el modelo. Por lo tanto, cualquier cambio en las bibliotecas de estructuras y de cables no
afectará la información sobre los mismos almacenada en Project.bak. Éste es un registro
completo de la información disponible al momento en que se hace un back-up del proyecto.
Esa información puede ser restaurada en la misma o en otra computadora, con el comando
File/ Restore Backup (Archivo/ Restaurar Backup). Project.bak incluye no sólo archivos sino
también la estructura completa del directorio. Al restaurarlo, será recreada la estructura
completa del archivo y del directorio. Debido a que el archivo único Project.bak contiene toda la
información necesaria para recrear un proyecto, simplifica grandemente el archivado de
proyectos y la transferencia de datos de los mismos de una computadora a otra.
Cuando usa el comando File/ Restore Backup, se le da la oportunidad de cambiar los
nombres de los directorios en los cuales se guardan los diversos archivos. Esto se lleva a cabo
en la pantalla interactiva de Directory Mapping (Mapeamiento de Directorio) mostrada en la
Fig. K-3. Esto es muy conveniente cuando transfiere un proyecto desde una computadora,
donde por ejemplo el proyecto se encuentra en alguna parte del drive D, a otra computadora,
en la cual el proyecto, incluyendo todos sus archivos de estructuras y de cables serán ubicados
en algún lugar del drive C. Con los datos en la Fig. K-3, un proyecto compuesto de archivos en
seis directorios diferentes será restaurado en el directorio único C:\temp\PROJ1.
Le recomendamos enfáticamente que archive proyectos completos usando el comando File/
Backup, y que lleve a cabo backups periódicos de su proyecto para asegurarlo contra fallas del
sistema, error del usuario o corrupción del archivo.
368
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
APÉNDICE L.
PLS-CADD Y SUS VINCULOS A LOS PROGRAMAS
DE ESTRUCTURAS
Nuestros programas
de estructuras de
transmisión
PLSPOLE
y
TOWER
pueden ser usados
para apoyar a PLSCADD y viceversa.
Los
diferentes
vínculos
posibles
entre los programas
son discutidos en este
apéndice y mostrados
esquemáticamente en
la Fig. L-1.
STRUCTURE
FILES
MODEL
M1
M2
M3
M4
BASIC ALL.
SPANS
INTERACT.
ALL. SPANS
PROGRAMS
PLS-CADD / LITE
SINGLE STRUCTURE
WITH
RADIATING WIRES
LOADS /
CRITERIA
LOADING
CRITERIA
CREATE LOADS FILES
PLS-CADD
FULL LINE MODEL
CRITICAL
COMPONENTS
DETAILED
MODEL
CHECK BY DIRECT
LINK
STRUCTURES
PROGRAMS
VECTOR LOADS
( . LCA )
FOR CHECK
PLS-CADD y PLSTOWER
CADD/ LITE pueden
PLS
- POLE
WIRE LOADS
CREATE STRUCT. FILES
( . LIC )
exportar archivos de
(
POLES
&
FRAMES
)
FOR ALL. SPANS
EDITING
cargas
a
los
programas
de
Fig. L-1 Vínculos de PLS-CADD a Programas de Estructuras
estructuras en los
formatos de cargas vectoriales (.LCA) o de cargas alámbricas (.LIC). Estos formatos son
discutidos en los manuales de los programas de Estructuras.
PLS-CADD puede pasar el control a un programa de Estructuras para verificar la resistencia
de una estructura por medio del vínculo directo (Método 4). Los resultados de los esfuerzos y
de la geometría flexada son devueltos a PLS-CADD.
Los archivos para estructuras a ser verificadas por el Método 1 (longitudes admisibles
básicas), por el Método 2 (diagramas de interacción entre longitudes admisibles) o por el
Método 3 (componentes críticos) pueden ser creados / editados por PLS-CADD o generados
automáticamente por los programas de Estructuras.
Los archivos para estructuras a ser verificadas por el Método 4 (análisis por vínculo directo)
tienen que ser editados por un programa de Estructuras.
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
369
APÉNDICE M.
MANEJO DE MATERIALES
PLS-CADD incluye poderosas funciones para el manejo de bases de datos de materiales y
para generar una variedad de listas de partes o de montajes. Estas bases de datos y funciones
fueron tratadas por primera vez en las Secciones 8.5 y 12.3. Las capacidades de manejo de
materiales de PLS-CADD son un factor importante en la mejora de la productividad del usuario.
M.1 Vinculando la Lista de Partes a Bases de Datos Comerciales
PLS-CADD posee la capacidad de compartir información de materiales con cualquier base de
datos compatible con ODBC, tales como Microsoft Access, SQL Server, Oracle, IBM DB2,
etc. Tales bases de datos incluyen controladores ODBC que permiten la comunicación con
PLS-CADD. Suponga que tiene controladores (drivers) ODBC para Microsoft Access y desea
crear una nueva tabla de partes en PLS-CADD y llenarla con datos de una base de datos
Access. El proceso de cinco pasos (M.1.1 a M.1.5) requerido para alcanzar ese objetivo es
explicado abajo.
M.1.1
Crear una Tabla de Partes en PLS-CADD
Una vez en PLS-CADD, vaya al menú de File/ Preferences (Archivo/ Preferencias) y haga
click sobre el botón de Part/ Assembly Library (Partes/ Biblioteca de Montajes) bajo Setting
for Project (Configuración para el Proyecto) para seleccionar un nombre de archivo para sus
partes, digamos C:\partfile.prt. Este archivo contendrá como mínimo una tabla con tres
columnas. La primera incluirá Stock Numbers (Números de Inventario), la segunda Descriptions
(Descripciones) y la tercera Precios Unitarios. Ud. puede agregar columnas a esa tabla con el
comando Structures/ Material/ Setup (Estructuras/ Material/ Configuración). Por ejemplo,
puede agregar una columna para Manufacturer Name (Nombre del Fabricante) y Catalog
Number (Número de Catálogo). Puede observar la tabla, aún vacía, a la que acaba de dar
formato, al elegir Structures/ Material/ Edit Part List (Estructuras/ Material/ Editar Lista de
Partes).
370
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
M.1.2
Identificar o Crear una Tabla Correspondiente en la Base de Datos
Para
poder
descargar
datos desde
la basede
datos a PLSCADD, debe
tener
una
tabla o query
(consulta) en
la basede
datos, la cual
tiene algunas
columnas que
coinciden con
aquellas de la
tabla
de
partes
de Fig. M-1 Consulta “Prueba” Definiendo los Datos Necesarios para el Archivo de
PLS-CADD.
Partes
Por ejemplo,
la Fig. M-1 muestra una consulta llamada "Test" (Prueba) y definida en Microsoft Access, que
producirá una tabla con alguna información de la columna necesaria en la tabla de partes de
PLS-CADD.
M.1.3
Crear una Fuente de Datos ODBC
Ud. ahora debería utilizar la opción de MS-Windows Control Panel ODBC (Panel de Control
ODBC) o el programa llamado ODBC Administrator (Administrador ODBC) para: 1)
seleccionar un solo nombre ODBC de referencia para su fuente de datos, por ejemplo, PARTS,
2) especificar el nombre y la ubicación de la base de datos que será referida como PARTS, y
3) especificar el controlador ODBC. PARTS es ahora una fuente de datos ODBC, la cual puede
ser usada para acceder a la base de datos original.
M.1.4 Crear el Vínculo Entre la Fuente de Datos ODBC y PLS-CADD
Luego creará vínculos entre las columnas de la tabla o query (consultas) en la base de datos y
en las columnas de la tabla de partes de PLS-CADD. Esto se hace seleccionando Structures/
Material/ Configure Parts Database (Estructuras/ Material/ Configurar Base de Datos de
Partes) mientras está en PLS-CADD o usando el programa autónomo PLS-DB. Será abierta la
pantalla interactiva de la Fig. M-2.
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
371
La mitad inferior de la Fig. M-2
exhibe las diversas tablas y queries
(consultas) que están incluídas en la
fuente de datos PARTS.
"Test”
(Prueba) en la parte inferior de la
Fig. M-2 es el nombre de la consulta
(query) definida en la Fig. M-1. Para
poder crear el mapeamiento, Ud.
selecciona uno de los nombres de
columnas bajo "Test", luego hace
doble click en la fila apropiada de la
columna Map To (Mapear a) en la
parte superior de la figura. El vínculo
es grabado en un archivo llamado
Projectname.dbc.
Fig. M-2 Mapeando Entre Columnas de la Tabla
M.1.5 Descargar la Base de Datos
El último paso es el de descargar la información de la base de datos dentro de la tabla de
partes de PLS-CADD (ver Fig. M-3). Esto se hace con el comando Structures/ Material/
Download Parts List (Estructuras/ Material/ Descargar Lista de Partes). Mientras que el
vínculo descrito en la Sección M.1.4 sólo necesita ser definido una vez, se pueden realizar
descargas frecuentes para reflejar la información actualizada. La descarga periódica puede ser
también automatizada, pero ésta es una característica avanzada, sobre la cual debería
contactarnos para discutir si es necesaria.
372
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
Fig. M-3 Consulta (Query) Descargada de la Fig. M-1 en PLS-CADD
M.2 Vinculando la Lista de Montajes a Bases de Datos Comerciales
A diferencia de
una lista de
partes,
los
montajes deben
ser
almacenados en
el formato de
Power
Line
Systems
documentado
más abajo, si
serán
Fig. M-4 Datos de Montajes en la Base de Datos
importados con
el comando incorporado Structures/ Material/ Download Assemblies from Database
(Estructuras/ Material/ Descargar Montajes desde la Base de Datos). Este formato es
también usado cuando se pide al comando Structures/ Material/ Upload Assemblies to
Database (Estructuras/ Material/ Cargar Montajes a la Base de Datos) cargar los montajes
dentro de la base de datos. El formato PLS “aplasta” los montajes dentro de cuatro columnas,
como se muestra en la tabla de Microsoft Access de la Fig. M-4. Los datos en cada columna
son descritos abajo:
"PLS ASSEMBLY STOCKNO" – contiene el número de inventario del montaje (VARCHAR, máx
19 caracteres)
"PLS ASSEMBLY DESC" – contiene la descripción del montaje (VARCHAR, máx 79
caracteres)
"PLS ASSEMBLY PART STOCKNO" – contiene el número de inventario de una pieza en el
montaje (VARCHAR, máx 19 caracteres)
"PLS ASSEMBLY PART QUANTITY" – contiene la cantidad de estas partes en el montaje
(DOUBLE PRECISION FLOATING POINT)
Una fila contiene una sola parte para un montaje. Un montaje tendrá tantas filas como la
cantidad de partes que lo componen. En cada fila, los campos PLS ASSEMBLY STOCKNO y
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
373
PLS ASSEMBLY DESC serán duplicados y deben ser los mismos para todas las partes en el
mismo montaje.
M.3 Exportando Tablas de Material y de Inventario a Bases de Datos
Comerciales
Como se describe en la Sección 12.3, la información del resumen de diseño está disponible en
dos tablas de inventario.
Las tablas de inventario, como todas las tablas en PLS-CADD, pueden ser exportadas a una
base de datos compatible con ODBC, vía el menú contextual Database Export (Exportación
de Base de Datos), el cual aparece cuando Ud. elige la tabla completa (al hacer click sobre la
esquina superior izquierda de la misma). También puede exportar porciones de una tabla (al
arrastrar el mouse sobre las columnas elegidas). Antes de exportar una tabla a una base de
datos, ya debe haber creado la base de datos y su correspondiente fuente de datos ODBC,
como se describe en la Sección M.1.3. Para exportar la tabla, haga click sobre Database
Export, elija la fuente de datos ODBC adecuada, de aquellas listadas en la pantalla interactiva
de Select Data Sources (Seleccionar Fuentes de Datos) y puede, o aceptar el nombre de
tabla sugerido o invalidarlo al escribir un nuevo nombre, como Tablename. Los contenidos de
su tabla de PLS-CADD (o la porción de ella que ha seleccionado), serán entonces copiados en
una tabla recién creada llamada Tablename en su base de datos. Si la tabla ya existe, se le
dará la opción de reemplazarla con la nueva, de PLS-CADD o de cancelar la operación.
M.4 Para Aprender Más sobre Vínculos entre PLS-CADD, GIS y
Bases de Datos
Para
más
información
relacionada a
cómo
PLSCADD
se
integra
con
bases de datos
y GIS (sistemas
de información
geográfica),
puede
descargar las
notas técnicas
y videos sobre
el tema, desde
nuestro
sitio
Web.
Un buen lugar
Fig. M-5 Material del Sitio Web sobre Vínculos a Bases de Datos
para empezar
es: http://www.powline.com/products/data.html
374
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
MANUAL PLSCADD
APÉNDICE N.
ANALISIS POR ELEMENTOS FINITOS DEL SISTEMA
DE CABLES
Este Apéndice trata los muchos supuestos que son usados cuando elige el método de los
elementos finitos para modelar el sistema de cables (modelado del Nivel 2, Nivel 3 o Nivel 4).
Los niveles de modelado de los cables fueron descritos en la Sección 7.1.1. En tanto que el
análisis por elementos finitos es automático y recibe todos sus datos del modelo tridimensional
de línea que Ud. ha desarrollado en PLS-CADD, debe ser conciente de que el análisis es en
realidad hecho por nuesto código SAPS de elementos finitos. Por lo tanto, debe tener una
licencia SAPS si va a ejecutar una de las opciones de modelado por elementos finitos.
Cuando selecciona elementos finitos en vez de la longitud reguladora para el análisis del
sistema de cables, éste se lleva a cabo automáticamente y todos los resultados son
visualizados en PLS-CADD exactamente como si estuviese usando la aproximación más
simple de la longitud reguladora. A pesar de que SAPS realiza todo el trabajo de cálculo, Ud.
nunca tiene que salir de PLS-CADD debido a la estrecha integración entre PLS-CADD y
SAPS.
Mientras que todos los supuestos usados por el programa SAPS están listados en su manual
del usuario, algunos son descritos en este apéndice para asegurar que Ud. entienda las
diferencias fundamentales entre nuestro análisis por elementos finitos y la aproximación
simplificada de la longitud reguladora.
N.1
Consideraciones Generales
N.1.1 Mayores Diferencias entre el supuesto de la Longitud Reguladora y el Análisis
por Elementos Finitos
La mayor parte del trabajo de diseño de líneas puede ser realizado con el método de la longitud
reguladora. El supuesto detrás de ese método es que, para un caso de clima dado, la
componente horizontal de tracción es la misma en cualquier tramo de una sección de tracción y
que puede ser predecido al someter a un solo tramo imaginario, la longitud reguladora, a ese
caso de clima. La medida de la longitud reguladora es determinada como se muestra en la
Sección I.1. Debido a su simplicidad y a su exactitud suficiente en la mayoría de las
situaciones, el método de la longitud reguladora es el método básico usado en PLS-CADD para
modelar el sistema de cables. Es extremadamente eficiente en términos de tiempo de cálculo,
resultando en una visualización de líneas y cálculos de cargas sobre la estructura casi
instantáneos cuando se cambia cualquier parámetro de diseño. Debido a que la longitud
reguladora es un tramo único, es bastante fácil considerar las características no lineales del
material (ver curvas en las Figs. 9.1-1 a 9.1-4) y el hecho de que cada material de un cable
bimetálico tiene su propio comportamiento.
Con la llegada de poderosas computadoras, ahora es posible, por el método de los elementos
finitos, realizar un análisis más exacto del sistema de cables, en donde cada tramo o cada
parte de un tramo es modelado por un elemento de cable exacto tridimensional (ver Fig. N-1).
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
2009
375
En PLS-CADD, utilizamos un elemento bien
probado y algoritmos de solución eficientes,
los cuales han sido usados por más de veinte
años en nuestro programa de elementos
finitos SAPS (SAPS, 1997) y en otros
programas comerciales. El elemento y los
algoritmos de solución son totalmente
descritos en las referencias (Peyrot y Goulois,
1978; Peyrot y Goulois, 1979). Los algoritmos
originales han
sido
considerablemente
mejorados con el correr de los años,
incluyendo la capacidad de manejar las
características no lineales del material del
cable. Un análisis por elementos finitos no
tiene la limitación básica de la longitud
reguladora de que las tracciones horizontales
JFZ
RADIAL ICE
JFY
JFX
WIND
WX
J
IFX
IFY
WY
I
IFZ
Z
Y
X
GLOBAL
son las mismas en todos los tramos de una
Fig. N-1 Elemento de Cable Tridimensional
sección de tracción. De hecho, es capaz de
determinar con exactitud los desplazamientos de todos los puntos de fijación de los
conductores, incluyendo la posible interacción entre cables diferentes cuando las estructuras de
soporte son flexibles. En un análisis por elementos finitos, las tracciones varían en cada cable
de cada tramo.
Como se ha mencionado
antes,
las
principales
ventajas
de
la
aproximación
por
elementos finitos sobre el
método de la longitud
reguladora, son que puede
determinar los
efectos
sobre el sistema de cables
de: 1) la aplicación de
cargas no uniformes sobre
los tramos, por ejemplo: lo
máximo de hielo sobre
ciertos tramos y hielo
reducido sobre otros, 2)
flexibilidades
de
la
estructura e interacciones
entre los cables y, 3) los
desplazamientos de
la
estructura, cambios de
ubicación de las grampas
TYPICAL USES OF WIRE MODELING LEVELS
LEVEL 1
LEVEL 2
LEVEL 3
GLOBAL DISPLAY OF ENTIRE LINE
BEST
OCCASIONAL
RARE
INDIVIDUAL TENSION SECTION
AT VERY HIGH TEMPERATURE
OK
BEST
OK
INDIVIDUAL TENSION SECTION
AFTER SLACK REALLOCATION
OR STRUCTURE MOVE AFTER
CLIPPING ALL INSULATORS
IF STRUCTURE CONNECTED TO
SECTION AS DESCRIBED ABOVE
WIND, UNIFORM ICE, AND
NOMINAL LONGITUDINAL LOADS
LONGITUDINAL LOADS WHICH ARE
REQUIRED BY CODE TO BE
CALCULATED BY PROCEDURE THAT
ACCOUNTS FOR INSULATOR SWING
AND STRUCTURE FLEXIBILITY
LEVEL 4
OK
BEST
WITH
WITH
STIFF
FLEXIBLE
IMPOSSIBLE STRUCT. STRUCT.
NO
BEST
OK
OK
NO
OK WITH
STIFF
STRUCT.
BEST
WITH
FLEXIBLE
STRUCT.
IMPOSSIBLE
Fig. N-2 Niveles Recomendados para Aplicaciones Típicas
de aisladores, y adiciones / sustracciones de longitudes de cables en los tramos: el método de
la longitud reguladora no es capaz de manejar estos efectos. El método de los elementos finitos
producirá asimismo flechas más exactas a elevadas temperaturas, cuando las tracciones no
son idénticas en todos los tramos. Los principales defectos del método de los elementos finitos
son que: 1) puede ser de cálculos intensivos y 2) puede resultar en un modelo que es
demasiado grande para que la computadora lo maneje o que sea numéricamente inestable.
PLS-CADD – Versión 9.23+ © Power Line Systems, Inc.
376
2009
MANUAL PLSCADD
La Fig N-2 resume las aplicaciones típicas del modelado, y el mejor método de modelado para
estas aplicaciones.
Para exhibir globalmente la línea completa (en el diálogo de Line Display Options (Opciones
de Visualización de Línea) de la Fig. 5.4-3), recomendamos que siempre use el Nivel 1.
Incluso con esa elección, PLS-CADD promoverá automáticamente la ilustración a los Niveles
2, 3 o 4 para secciones de tracción en las que Ud. haya engrampado aisladores. También
puede utilizar el Nivel 2, pero debe estar al tanto de que todos los tramos no soportados por
aisladores de suspensión (por ejemplo, tramos de cables a tierra o tramos soportados por
aisladores de poste) pueden ser visualizados como si sus puntos de extremos fuesen fijos, o
sea como si cada tramo terminase en un extremo.
Para visualizar una sección de tracción en particular, soportada por aisladores de suspensión y
sujeta a temperaturas muy altas (digamos que pasando los 200º F), recomendamos el Nivel 2
(en la pantalla interactiva de Section Modify de la Fig. 5.4-4).
Una vez que los aisladores que soportan una sección han sido engrampados (marcar la casilla
en la parte inferior izquierda de la pantalla de Section Modify), solamente pueden ser
visualizados con los Niveles 2, 3 o 4. Recomendamos el Nivel 2 si tiene estructuras rígidas
(torres reticuladas) y el Nivel 3 si posee estructuras flexibles (postes y pórticos).
Para el cálculo de cargas de la estructura (en la tabla de Criterios de Cargas de la Estructura
de la Fig. 7.3-10) recomendamos el Nivel 1 para cargas uniformes de viento extremo o hielo.
Debe utilizar los Niveles 2 o 3 si su código o especificación requiere que determine cargas
longitudinales no balanceadas, al usar un procedimiento que toma en cuenta los balanceos de
los aisladores y la posible flexibilidad de la estructura. Debe notar que la elección del método se
puede hacer por cada caso de carga, o sea que el usuario tendrá ciertos casos de carga
determinados por el método de la longitud reguladora (Nivel 1) y otros por el método de los
elementos finitos (uno de los Niveles 2, 3 o 4, dependiendo de su elección en la pantalla
interactiva de la Fig. N-5).
Por favor note que el Nivel 4 no es recomendado, a no ser que Ud. sea un usuario avanzado y
posea una condición especial que requiera una investigación detallada.
N.1.2 Modelo No Lineal de Cable para Conductores y Cables a Tierra
Los cálculos por elementos finitos asumen que cada cable en cada tramo tiene tres longitudes
fijas no esforzadas: una longitud no esforzada para predecir su comportamiento inicial, otra
para predecir su comportamiento después de la fluencia lenta y una tercera para predecir su
comportamiento después de una carga pesada. Las longitudes no esforzadas son discutidas en
la Sección N.4.
N.1.2.1
Modelo Linealizado de Cable Usado en Programa SAPS
Autónomo
En la versión autónoma de SAPS, se requiere que los elementos de cable tengan un
comportamiento esfuerzo-deformación lineal, como se ilustra en la Fig. N-3. Sin embargo, esa
limitación, la cual existió en las primeras versiones de PLS-CADD, el cual exportaba modelos a
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SAPS, ya no existe cuando se usa SAPS como el motor de análisis de PLS-CADD, como se
ha tratado en la Sección N.1.2.2.
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MANUAL PLSCADD
En un modelo lineal de esfuerzo-deformación, la pendiente de la línea de esfuerzo-deformación
es el módulo de elasticidad, EFCOMP. Las temperaturas T mayores que la temperatura de
referencia de cero grados mueven la curva de esfuerzo-deformación hacia la derecha, en la
cantidad ETCOMP x T, en donde ETCOMP es el coeficiente compuesto de expansión térmica.
Cuando son necesarios para un
análisis SAPS autónomo, el módulo de
elasticidad compuesto EFCOMP y el
coeficiente compuesto de expansión
térmica
ETCOMP
pueden
ser
calculados a partir de propiedades en
el archivo del cable como:
STRESS σ
EF
AT ZERO
DEGREE
COMP
1
AT TEMPERATURE
T DEGREES
ET
COMP
X T
ELONGATION
g
0
Fig. N-3 Comportamiento Lineal Esfuerzo-Deformación
EFCOMP =
EFO + EFC
Ec. N-1
ETCOMP =
( EFO X ETO + EFC X ETC ) / ( EFO + EFC )
Ec. N-2
donde los datos del archivo del cable (ver Sección 9.2) son:
EFO
=
módulo final del material “exterior” x área del material exterior / área total
EFC
=
módulo final del material "del núcleo" x área del material del núcleo / área
total
ETO
=
coeficiente de expansión térmica del material “exterior”
ETC
=
coeficiente de expansión térmica del material “del núcleo”
N.1.2.2
Modelo No Lineal de Cable Cuando SAPS es utilizado como Motor de
Análisis de PLS-CADD
Cuando SAPS es usado como motor de análisis de PLS-CADD, o sea, cuando selecciona los
Niveles 2, 3 o 4 para modelar sus cables, un modelo exacto de cable no lineal es utilizado
automáticamente como se describe en la Sección 9.1.
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A cada temperatura T para la cual se tiene que realizar un análisis, SAPS usa las curvas
adecuadas Initial, After Creep o After Load (Inicial, Después de Fluencia Lenta o Después de
Carga), como se muestra en la Fig. N-4. Estas curvas son idénticas a aquellas mostradas en la
Fig. 9.2-4. En la Fig. N-4, la curva etiquetada INITIAL es el comportamiento asumido si elige
Initial FE (Niveles 2, 3 o 4) para visualizar o calcular las cargas. La curva etiquetada AFTER
CREEP es el comportamiento asumido si elige Creep FE. La curva etiquetada AFTER LOAD es
el comportamiento asumido si selecciona Load FE. En algunos casos la curva AFTER CREEP
está a la izquierda de la curva AFTER LOAD (como se ilustra en la Fig. N-4), mientras que en
otros casos es lo opuesto. Si elige Max Sag FE para propósitos de visualización, los calculos
de flechas se basarán en la curva del extremo derecho.
Las posiciones relativas de las
tres curvas, Initial, After Creep y
After Load son determinadas de
forma automática por PLSCADD, dependiendo de sus
parámetros de enflechamiento y
de los casos de clima que
causan la fluencia lenta y las
deformaciones
de
cargas
permanentes.
STRESS
BEHAVIOR AT TEST
TEMPERATURE , T
TEST
BEHAVIOR AT
TEMPERATURE
T
ELONGATION
Fig. N-4 Esfuerzo-alargamiento No Lineal para Modelo de
Elementos Finitos
N.1.3 Modelado del Aislador
Otra mejora de la aproximación por elementos finitos sobre el de la longitud reguladora es que
los aisladores pueden ser modelados exactamente. Los aisladores de anclaje y los de
suspensión son modelados como cables pesados (ver por ejemplo la lámina izquierda de la
Fig. N-7). Por lo tanto, el efecto de los pesados aisladores de anclaje en los extremos de los
tramos flojos es tenido en cuenta (por ejemplo en estructuras de sub-estaciones de derivación).
Este complejo problema no puede ser resuelto con la longitud reguladora.
N.2
Seleccionando Elementos Finitos para Visualizar y Calcular
Cargas de la Estructura
Si desea ver una sección de tracción en particular, o la línea completa, cuando son analizados
por elementos finitos (Niveles 2, 3 o 4) en vez de la aproximación más común de la longitud
reguladora (Nivel 1), todo lo que necesita hacer es elegir Initial FE (Inicial FE), Creep FE
(Fluencia Lenta FE), Load FE (Carga FE) o Max Sag FE (Flecha Máxima FE) en vez de Initial
RS, Creep RS, Load RS o Max Sag RS en las pantallas interactivas de Line Display Options,
de la Fig. 5.4-4 o en las de Section Modify (Modificar Sección) de la Fig. 5.4-5.
380
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MANUAL PLSCADD
Si desea calcular las cargas estructurales por elementos finitos (Nivel 2, 3 o 4) en vez de por el
concepto más común de la longitud reguladora (Nivel 1), todo lo que necesita hacer es
seleccionar Initial FE, Creep FE, o Load FE en lugar de Initial RS, Creep RS, o Load RS en la
columna de Cable Condition (Condición del Cable) de la tabla de Structure Loads Criteria
(Criterios de Cargas de la Estructura) de la Fig. 7.3-10-a. Note que, al seleccionar el análisis
por elementos finitos en vez de usar la longitud reguladora, puede hacerlo caso por caso, o sea
que Ud. puede decidir utilizar solamente el más lento análisis por elementos finitos para
algunos cálculos de hielo desbalanceado, mientras usa la longitud reguladora para todos sus
demás casos de carga.
Nota: Si elige Clip Insulators (Engrampar Aisladores) al pie de la pantalla interactiva de
Sección/ Modify, PLS-CADD promoverá automáticamente las condiciones de cable RS sobre
las condiciones de cable FE cuando hace cálculos para la Sección.
N.3
Selección de Nivel y de Parámetros de Rigidez Por Defecto
El modelado de los Niveles 2, 3 y 4 utiliza los parámetros ingresados en la pantalla interactiva
de Criteria/ SAPS Finite Element Sag-Tension (Criterios/ Flecha-Tracción de los
Elementos Finitos de SAPS) (ver Fig. N-5).
Si selecciona un análisis por elementos finitos para visualizar los cables o para calcular las
cargas estructurales (como se ha descrito en la Sección N.2), esto se hará con el Nivel 2 si Ud.
marca L2 Finite element analysis of single section .... (Análisis L2 por Elementos finitos de una
sola sección....) en la casilla de SAPS Finite Element Sag-Tension (Flecha-Tracción de los
Elementos Finitos de SAPS). Se hará con el Nivel 3 si marca L3 Finite element analysis of
system of sections interconnected by stiffness matrices (Análisis L3 por Elementos Finitos de
un sistema de secciones interconectadas por matrices de rigidez), y será hecho con el Nivel 4
si marca L4 Finite element analysis of system of sections interconnected by full structure
models (Análisis L4 por Elementos Finitos de un sistema de secciones interconectadas por
modelos estructurales completos).
Con el Nivel 2, las rigideces por defecto exhibidas en la parte inferior de la pantalla interactiva
son aplicables a todos los puntos de fijación de la estructura. Las rigideces ingresadas en los
campos de Non dead end with post insulator (No de extremos y con aisladores de poste) son
las rigideces de resortes imaginarios transversales y longitudinales insertados entre la punta de
todos los aisladores de poste (esas puntas están rígidamente fijadas a la estructura y se
mueven con ella) y el correspondiente punto engrampado en el cable (ver Fig. 7.1-1 bajo el
ramal del NIVEL 2). La rigidez longitudinal puede ser usada para modelar la rigidez (si fuese
conocida) de los aisladores de poste, cuando están sujetos a cargas longitudinales. Por
ejemplo, si Ud. asigna una rigidez longitudinal de 1.000 lbs/pie, la punta de todos los aisladores
de poste se moverá en la dirección longitudinal, en la medida de la carga longitudinal en la
punta, dividida por 1.000. Si selecciona Fixed (Fijo), no habrá movimiento de las puntas de los
aisladores de poste, sin importar la cantidad de carga longitudinal.
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NOTA IMPORTANTE: Si Ud. elige Fixed para los aisladores de poste, en efecto prevendrá
cualquier movimiento en la punta de éstos, tratando de este modo a cada tramo como si fuese
un tramo de extremo. Mientras que esto proveerá de cargas estructurales conservadoras en las
puntas de los aisladores de poste, todos los cálculos de flechas serán muy aproximados.
Fig. N-5 Parámetros para el Modelado de los Niveles 2, 3 y 4
Las rigideces ingresadas en los campos de Non dead end with non post insulator (No de
extremos y con aisladores que no son de poste) son las rigideces de resortes imaginarios
transversales y longitudinales (ver Fig. 7.1-1 bajo el ramal del NIVEL 2) insertadas entre puntos
de fijación a la estructura y: 1) grampas, 2) extremos superiores de aisladores de suspensión y,
3) extremos de la estructura de aisladores de 2 partes. Los extremos de estructura de los
aisladores de anclaje (estructuras de extremos) son siempre asumidos como fijos, o sea con
rigidez infinita.
En todos los casos, el punto en la punta de cada aislador de poste y el(los) punto(s) de fijación
a la estructura de cualquier aislador que no sea de poste, son siempre considerados fijos en la
dirección vertical.
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MANUAL PLSCADD
Los valores de rigidez por defecto en la pantalla interactiva de la Fig. N-5 pueden ser
invalidados en cada punto de fijación individual en la pantalla interactiva de la Fig. N-6 (a la que
se accede a través de Section/ Modify).
Con el Nivel 3, las rigideces ingresadas en la parte inferior de la pantalla interactiva de SAPS
Finite Element Sag-Tension (Flecha-Tracción de los Elementos Finitos de SAPS)
solamente se aplican a estructuras que no son del Método 4, o sea estructuras que no son
modeladas con nuestros programas PLS-POLE o TOWER. Para las estructuras del Método 4,
las rigideces de todos los puntos de fijación a la estructura y sus interacciones son
determinadas automáticamente para cada estructura, por PLS-POLE o TOWER, en la forma de
una matriz de flexibilidad de la estructura.
Con el Nivel 4, cada estructura es modelada en su totalidad y se vuelve parte de un gigantesco
modelo estructural de la sección de tracción (y posiblemente de las dos secciones de tracción
adyacentes). Debido a que es extremadamente caro, en términos de tiempo de proceso de
computadora y demandas de memoria, Ud. tendrá la opción de tratar todas las torres
reticuladas (que son normalmente rígidas) en el Nivel 3 o de tratar todas las estructuras no
tensadas en el Nivel 3. Esa última opción reconoce el hecho de que las estructuras tensadas
tienen un comportamiento asimétrico único, no sujeto al concepto de una matriz de flexibilidad.
Una última opción es la de condensar todos los modelos de torre en tal forma que todos sus
nudos, los cuales no se mueven significativamente, son considerados fijos: esto reducirá
considerablemente el tamaño de su modelo completo.
N.4
Longitudes del Cable No Esforzado
El análisis por
elementos finitos
requiere que la
longitud física de
cada cable en
cada tramo (a
una temperatura
de referencia de
cero
grados
Celsius y bajo
ninguna tracción)
sea conocida y
sin
variación,
cuando el sistema
es sujeto a casos
de clima variados.
Tales longitudes
son llamadas las
longitudes
no
esforzadas.
Fig. N-6 Longitudes No Esforzadas y Rigidez del Soporte
A no ser que las
bloquee (al marcar Clip Insulators (Engrampar Aisladores) al pie de la pantalla de Section
Modify (Modificar Sección) de la Fig. 10.3-3), las longitudes no esforzadas son calculadas
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cada vez que son necesarias, con el supuesto de que todos los tramos de una sección de
tracción tienen tracciones horizontales idénticas del cable para la combinación de Cable
Condition (Condición del Cable), Temperature (Temperatura) y Horizontal Tension (Tracción
Horizontal) especificada en la porción de Sagging (Enflechamiento) de la pantalla interactiva
de Section Modify. Esto implica que todos los aisladores de suspensión están perfectamente
verticales (o en el plano transversal vertical de la estructura, a ángulos corrientes) para la
condición de enflechamiento. Si se asume que los aisladores de suspensión están a plomo
para la condición de enflechamiento, los mismos probablemente nunca estarán a plomo para
ninguna otra condición del cable, temperatura o tracción. Si desea ver estas longitudes no
esforzadas para las Condiciones del Cable (Inicial, después de Fluencia Lenta o después de
Carga) de la condición de enflechamiento, necesita primero marcar Clip Insulators, luego hacer
click sobre el botón de Edit Lengths/ Stiffnesses (Editar Longitudes/ Rigideces) al pie de la
pantalla de Section Modify, y después elegir OK para volver a computar la longitud no
esforzada en cada tramo, a partir de datos de tendido especificados en la ventana de Section
Modify, cuando se lo requieran. Aparecerá la tabla de Wire Lengths and Stiffnesses
(Longitudes y Rigideces del Cable) de la Fig. N-6.
En realidad, cada cable en cada tramo tiene tres longitudes no esforzadas a la temperatura de
referencia de 0º Celsius: la longitud no esforzada “inicial”, la longitud no esforzada “después de
la fluencia lenta” y la longitud no esforzada “después de la carga”. Sólo aquella que
corresponde a la condición del cable de la condición de enflechamiento en la pantalla de
Section Modify es mostrada en la Fig. N-6. Las otras dos son calculadas internamente, pero
no son exhibidas. Se asume que, para todos los cables de una sección de tracción, todas las
longitudes no esforzadas “después de la fluencia lenta” (o “después de la carga”) se relacionan
con las correspondientes longitudes no esforzadas “iniciales”, a través del mismo porcentaje de
alargamiento permanente debido a la fluencia lenta.
Una vez que las longitudes no esforzadas son bloqueadas, si Ud. cambia manualmente
cualquiera de ellas en la columna de Ahead Span Unstressed Length (Longitud No Esforzada
del Tramo Siguiente) o en la columna de Ahead Span Unstressed Length Change (Cambio de
Longitud No Esforzada del Tramo Siguiente), las tracciones horizontales ya no serán las
mismas en todos los tramos, para la condición de enflechamiento. El cambio de estas
longitudes no esforzadas puede ser utilizado para simular la remoción o adición de cualquier
longitud de cable a un tramo, o el deslizamiento del punto de fijación del cable. Por ejemplo, los
datos en Ahead Span Unstressed Length Change de la Fig. N-6 indican que: 1) se han
adicionado 10 pies al tramo a la derecha de la Estructura Nº 6, y se han removido 10 pies del
tramo a su derecha (simulando mover el punto de engrampado de la fase 10 pies a la derecha
en la Estructura Nº 7) y 2) se han removido 5 pies del tramo a la derecha de la Estructura Nº 9.
El remover longitudes de cable de un tramo para aumentar su holgura al suelo puede ser una
alternativa económica para retraccionar la sección de tracción completa, para aumentar la
clasificación térmica de algunas líneas.
Debe entender que, una vez que son bloqueadas las longitudes no esforzadas, como en una
línea real en la que los aisladores son engrampados, Ud. no puede mover estructuras sin
potencialmente causar extrema tracción en los cables. Estas tracciones extremas pueden
romper el sistema (recibirá una advertencia de que algo no converge). Por tanto, debe recordar
desbloquear las longitudes no esforzadas (o sea, colocar de vuelta los cables sobre poleas),
antes de mover las estructuras algo más que unos pocos pies.
384
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Una vez que bloquee las longitudes no esforzadas de una sección de tracción, el agregar o
retirar una estructura conectada en alguna forma con esa sección de tracción afectará las
tracciones en los cables. Cuando agrega una estructura el programa divide en dos, en forma
automática, las longitudes no esforzadas originales en el tramo antes de moverlas (una para el
nuevo tramo izquierdo y una para el nuevo tramo derecho), de tal manera que las tracciones
horizontales en ambos tramos son iguales para la condición de enflechamiento.
Si está utilizando el modelado del Nivel 2, puede reemplazar los valores de rigidez por Default
(Por Defecto), en las últimas dos columnas de la tabla de Wire Lengths and Stiffnesses
(Longitudes y Rigideces del Cable), por cualquier número. Los valores Por Defecto son
aquellos definidos en la parte inferior de la ventana de la Fig. N-5. Por ejemplo, Ud, puede
asignar una rigidez longitudinal diferente en la punta de cada aislador de poste en una línea.
Si está usando el modelado del Nivel 3 y sus estructuras no son del Método 4 (o sea que no
son modeladas con nuestros programas PLS-POLE o TOWER), las rigideces de los puntos de
fijación son también aquellas de la Fig. N-6, y no existe acoplamiento entre ninguno de los
desplazamientos. Con el modelado del Nivel 3 y las estructuras del Método 4, las rigideces
son determinadas automáticamente a partir de las matrices de rigidez totales de las estructuras
de soporte, como son determinadas por los programas PLS-POLE o TOWER. En tal caso,
existe acoplamiento entre los diversos desplazamientos de los puntos de fijación.
La Fig. N-7 ilustra cómo es posible con el acceso a las longitudes no esforzadas para estudiar
el efecto de mover los cables alrededor (o de agregar / remover parte de sus longitudes).
Muestra una situación arbitraria en donde los cables en uno de los circuitos estaban
bloqueados, la torre fue desplazada 10 pies a la izquierda y se realizaron algunos cambios a
las longitudes no esforzadas. Notará que la vista tridimensional indica claramente cómo se
comportan los aisladores, incluyendo aquel del tope que se encuentra en la condición de
levantamiento. Si desea ver los aisladores y la estructura renderizados en detalle, como se
muestra en la lámina izquierda de la Fig. N-7, necesita seleccionar, en la pantalla de TIN
Display Options (Opciones de Visualización TIN), Unrendered triangle outlines (Contornos
de Triángulos No Renderizados) o Rendered triangles (Triángulos Renderizados) (ver Sección
6.4.3). También puede seleccionar Color and texture PLS-POLE and TOWER... (Color y
Textura PLS-POLE y TOWER…) en la pantalla de Line Display Options (Opciones de
Visualización de Línea) de la Fig. 5.4-4).
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Fig. N-7 Resultados de Flecha-Tracción con Análisis por Elementos Finitos
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N.5 Cargas Concentradas y Hielo Parcial en el Tramo
Si utiliza un modelo de elementos finitos, podrá aplicar cargas concentradas sobre cualquier
punto en cualquier tramo, y asimismo podrá aplicar hielo sobre partes seleccionadas de
cualquier tramo. Las cargas concentradas pueden ser usadas para modelar pesadas bolas de
marcación o remolques acarreadores móviles. La consideración del hielo parcial en el tramo es
requerida por algunas especificaciones, en tramos largos. Las cargas concentradas y la
cantidad de hielo parcial que el usuario aplicará tienen que ser definidas en primer lugar (Paso
1), en uno o más archivos de propiedades de cargas concentradas, los cuales puede crear o
editar con el comando Sections/ Cable and Concentrated Loads Files/ Edit (or Create)
Concentrated Load File (Secciones/ Archivos de Cargas de Cables y Concentradas/
Editar (o Crear) Archivo de Cargas Concentradas) (ver Fig. N-8). Existe un archivo de
propiedades de cargas concentradas para cada carga concentrada diferente, o para cada
espesor de hielo diferente, a ser considerados. Generalmente, si Ud. tiene una carga
concentrada distinta de cero en un archivo, no debe tener hielo en ese archivo, o viceversa.
Luego (Paso 2), las posiciones de las cargas y la extensión del hielo son especificadas en las
columnas del extremo derecho de la tabla de Wire Lengths and Attachment Stiffness
(Longitudes del Cable y Rigidez de la Fijación) (ver Fig. N-9).
Se asume que las cargas concentradas y el hielo son aplicados después del enflechamiento.
Una vez que han sido aplicadas, siempre estarán ahí presentes y actuarán sumándose a las
cargas que pueda especificar en sus criterios de diseño.
Paso 1: los datos que necesita ingresar en la pantalla interactiva de Concentrated Load
Properties (Propiedades de Cargas Concentradas) (Fig. N-8) son:
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Fig. N-8 Datos de Cargas Concentradas y Cobertura Parcial de Hielo
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Descripción y Número de Inventario:
se explica por sí mismo
(Nota: El Número de Inventario no es usado
actualmente)
Los datos en la parte de Cargas de la pantalla interactiva de la Fig. N-8 pueden ser usados
para modelar una bola marcadora (Carga Vertical y diámetro de la bola marcadora), o para
estirar desde un desvío transversal (carga transversal) o para cualquier carga concentrada
dentro del tramo:
Cargas verticales,
transversales y
longitudinales:
Componentes de la carga concentrada en las direcciones vertical,
transversal y longitudinal, relativas a la dirección de la cuerda del
tramo
Diám. de la bola marcadora: Si la carga concentrada (sólo la componente vertical) está
presente para modelar una típica bola marcadora, el diámetro de
la misma será utilizado para determinar automáticamente la carga
de viento sobre la bola, basada en la presión especificada para el
caso de visualización o de carga en particular. La fuerza del
viento de una bola marcadora es igual a la presión sobre el cable
multiplicada por el área frontal de la bola. Esto implica un
coeficiente de arrastre de valor uno. El diámetro de la bola es
también usado en el cálculo de la carga de hielo sobre la bola
marcadora, en los casos en donde el hielo está especificado en
sus criterios.
Los datos en la parte de Partial Span Icing (Hielo Parcial del Tramo) de la pantalla interactiva
de la Fig. N-8 pueden ser utilizados para modelar hielo adicional a la derecha del punto en
donde se especifican las cargas. Nota Importante: el hielo que está describiendo aquí, como en
el caso de la bola marcadora, será tratado como una carga adicional permanente por unidad de
longitud sobre su modelo. Es sumado al hielo ya descrito en un caso de clima en particular.
Este hielo sólo debe ser usado para estudios temporales de holguras y cargas debidas a hielo
parcial, y debe ser retirado del modelo una vez que concluyeron los estudios. Puede usar hielo
parcial ficticio para modelar una carga distribuída que simula la distribución del peso y el área
expuesta al viento de las bolas marcadoras a lo largo del tramo.
Espesor adicional de hielo:
Este espesor de hielo será aplicado sobre una parte de un tramo
(o tramos), como está especificado en el diálogo de la Fig. N-9.
Cuando existen bolas marcadoras en el archivo, este hielo es
aplicado sobre todas ellas, sin importar donde están ubicadas.
Densidad para hielo adicional: Ésta es la densidad usada para el cálculo de la carga adicional
por unidad de longitud debido al espesor adicional del hielo.
Carga adicional de hielo por unidad de longitud: En vez de especificar un espesor y densidad
del hielo, puede especificar una carga de hielo por unidad
de longitud. Esta carga será acumulativa con aquella de
cualquier espesor de hielo distinto de cero.
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Paso 2: los datos que necesita ingresar en la tabla de Wire Lengths and Attachment
Stiffness (ver Fig. N-9) son:
Punto de Carga Nº i como fracción del tramo: La posición, medida como una fracción de la
longitud del tramo, desde la izquierda del mismo, del punto
en el cual es aplicada la carga concentrada o bola
marcadora. También es la posición del punto inicial de la
zona en donde el hielo parcial (si fuere especificado) es
aplicado. El hielo parcial será aplicado hasta el fin del
tramo, o hasta el punto Nº i+1, cualquiera sea el más
cercano.
Archivo de Carga Concentrada del Punto de Carga Nº i: Nombre del archivo de propiedades en
donde son definidas las propiedades de la carga
concentrada, bola marcadora o hielo parcial.
Fig. N-9 Ubicaciones de Cargas Concentradas y Cobertura de Hielo Parcial
La tabla de la Fig. N-9 sólo le permite aplicar un máximo de veinte cargas concentradas por
tramo. Para un mayor número de cargas (por ejemplo, un gran número de bolas marcadoras),
sería mejor usar la técnica tradicional de distribuir los pesos de las bolas a lo largo de todo el
cable usando un espesor de hielo ficticio sobre el tramo en cuestión.
N.6 Cálculos de Flecha-Tracción
Si elige un análisis flecha-tracción por elementos finitos en el diálogo de Select Sag-Tension
Method (Elegir Método Flecha-Tracción), a la cual se accede con el comando Sections/
Sag-tension (Secciones/ Flecha-Tracción), obtendrá un informe como el ilustrado en la Fig.
N-10. Este informe puede ser mucho más extenso que el que obtiene al seleccionar la
aproximación de la longitud reguladora, como es mostrado en la Fig. 11.2-2. Esto se debe a
que la componente horizontal de tracción ya no es la misma para todos los tramos de todas las
fases del mismo set de cables, y puede cambiar con la dirección del viento (hacia la izquierda o
hacia la derecha).
390
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Ud. notará que la componente horizontal de tracción es la misma en todos los tramos de todas
las fases solamente para la condición de enflechamiento, o sea para la combinación de
Condición, Temperatura y Tracción Horizontal del cable especificadas en la parte de Sagging
(Enflechamiento) de la pantalla interactiva de Section Modify (Modificar Sección), y sólo si
no bloquea ni cambia las longitudes no esforzadas.
Fig. N-10 Resultados de Flecha-Tracción con Análisis por Elementos Finitos
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N.7 Ejemplo Ilustrativo Mostrando Comportamientos Diferentes con
los Niveles 1, 2, 3 o 4
Esta
sección
exhibe un modelo
ficticio (Fig. N-11),
el
cual
fue
desarrollado con el
sólo propósito de
hacer obvias las
diferencias de los
niveles
de
modelado. La línea
ficticia
incluye
cuatro
tramos
soportados por tres
postes tangentes
flexibles
de
resistencia
ilimitada. El cable
superior
es
soportado
por
grampas
y
el
inferior
por
aisladores
de
suspensión de 10
Fig. N-11 Ejemplo de Línea Ficticia
pies. Mostraremos
el efecto de mover la estructura central 80 pies hacia la derecha, cuando utilizamos modelos
diferentes para el sistema de cables.
N.7.1 Nivel 1
La Fig. N-12 muestra la línea
modelada en el Nivel 1,
después de que la Estructura
Nº 3 haya sido movida. Todas
las tracciones son las mismas
que antes del movimiento.
Discutiremos este caso, así
como todos los demás, en la
Sección N.7.6.
Fig. N-12 Modelado del Nivel 1
392
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N.7.2 Nivel 2 con Resortes Infinitamente Rígidos en los Soportes
La Fig. N-13 exhibe la
línea
después
del
movimiento, con el Nivel
2, seleccionando Fijo
para puntos que No son
de extremos con la
rigidez longitudinal que
no corresponde a la de
los aisladores de poste,
al pie de la Fig. N-5.
Fig. N-13 Nivel 2 con Soportes Infinitamente Rígidos
N.7.3 Nivel 2 con Resortes Extremadamente Flexibles en los Soportes
La Fig. N-14 muestra la
línea
después
del
movimiento, con el Nivel
2, ingresando 10 lbs/pie
(simulando
flexibilidad
extrema) para puntos que
No son de extremos con
rigidez de aisladores que
no son de poste, al pie de
la Fig. N-5.
Fig. N-14 Nivel 2 con Soportes Extremadamente Flexibles
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N.7.4 Nivel 3
La
Fig.
N-15
muestra la línea
después
del
movimiento, con el
modelado
del
Nivel 3.
Fig. N-15 Modelado del Nivel 3
N.7.5 Nivel 4
La Fig. N-16 exhibe
la línea después
del
movimiento,
con el modelado
del Nivel 4.
Fig. N-16 Modelado del Nivel 4
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La Fig. N-17 muestra la geometría deformada “a escala” de la Estructura Nº 3, en la Fig. N-16,
y las cargas correspondientes sobre esa estructura. Ud. notará que la extrema deflección
longitudinal ha hecho que la punta del poste se mueva hacia abajo. Este comportamiento fue
captado exactamente por el modelado del Nivel 4, como se indica por la posición más baja del
Punto A en relación a su posición original en la Fig. N-16. También notará que el aislador de
suspensión está sujeto a una carga longitudinal extremadamente grande y que está casi en
posición horizontal.
N.7.6 Discusión
Como puede observar al comparar las geometrías de las Fig. N-12 a N-16, la respuesta de la
línea al movimiento de la Estructura Nº 3 es completamente diferente, dependiendo de su
elección del nivel de modelado.
Con el Nivel 1 (Fig. N-12), se asume que los cables no están engrampados a sus dispositivos
de soporte. Por lo tanto, cuando movimos la Estructura Nº 3, es como si hubiéramos
desengrampado previamente los cables, puesto a los mismos temporalmente sobre poleas
antes de moverlos, y luego hemos vuelto a flecharlos con la misma tracción original después
del movimiento. Esta es la razón por la que notará que no hay efecto sobre el Tramo 1 y el
Tramo 4, puesto que éstos todavía están flechados a la tracción original y sus longitudes no
han cambiado.
Con los Niveles 2, 3 o 4, se asume que los cables están engrampados antes del movimiento y
permanecen así durante el mismo, o sea que la longitud del cable en cada tramo es
exactamente la misma, antes y después del movimiento.
Con el Nivel 2 y con rigidez infinita en los soportes (Fig. N-13), obtenemos tracciones
extremadamente altas en el Tramo 2, y extremadamente bajas en el Tramo 3. Esto es porque
no existe flexibilidad en los puntos de soporte. Para el cable superior, que está engrampado a
las Estructuras Nº2, Nº3 y Nº4, no hay efecto del movimiento sobre los Tramos 1 y 4. Esto es
debido a que los puntos de fijación del cable superior, a las Estructuras Nº2 y Nº4, son
infinitamente rígidos, aislando de esta forma el comportamiento de los Tramos 1 y 4 de los
tramos del medio. Como se ha mencionado antes, el Nivel 2 con soportes fijos es equivalente a
hacer que todos los tramos que no están sostenidos por aisladores de suspensión o de 2
partes, sean de extremos. Para el cable inferior, el cual está soportado por aisladores de
suspensión, la tracción extrema en el Tramo 2 se transfiere al Tramo 1, mientras que la tracción
relajada en el Tramo 3 se transfiere al Tramo 4.
Con el Nivel 2 y puntos de soporte casi infinitamente flexibles (Fig. N-14), podemos mover la
Estructura Nº 3 pero los puntos de fijación del cable (Puntos A y B) permanecen en la ubicación
original de la Estructura Nº 3.
Mientras que nuestro ejemplo es totalmente irreal y el supuesto de la rigidez completa o de la
flexibilidad completa son los límites extremos del comportamiento estructural real, debe ser
consciente de que el comportamiento de los cables soportados por aisladores de poste o por
grampas es afectado por la flexibilidad de estos dispositivos, incluso en cálculos normales de
flechas y tracciones para situaciones de diseño normales.
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2009
395
Con el Nivel 3 (Fig. N-15), cuando movemos la base de la Estructura Nº 3, la tracción en el
cable inferior estira esa estructura hacia la izquierda (el Punto B es la posición del punto de
fijación del cable inferior después del movimiento). Debido a que los movimientos de los puntos
de fijación de los cables superior e inferior están relacionados con la matriz de rigidez de la
estructura, el tope de la Estructura nº 3 (Punto A) se mueve más lejos hacia la izquierda que el
punto medio (Punto B). La ilustración deformada del poste en la Fig. N-17 debe poner en claro
ese punto. Por lo tanto, la tracción en el cable superior en el Tramo 2 es menor que la del cable
inferior, inclusive si éste es soportado por un aislador de suspensión. Esto ilustra que el Nivel 3
provee una muy buena representación del comportamiento de un poste flexible, incluso si el
poste fue representado por una matriz de flexibilidad de 4x4. Las principales inexactitudes del
Nivel 3 provienen de ignorar los efectos P-Delta y asumir que todos los desplazamientos de los
puntos de fijación de la estructura son limitados a los planos horizontales.
Con el Nivel 4, tenemos el modelo más exacto posible, puesto que todo lo que ve en la Fig. N16 es parte de un solo modelo, el cual incluye cada uno de los elementos de cada una de las
estructuras de soporte. Por lo tanto, a medida que la Estructura Nº 3 es movida hacia la
derecha, sus puntos de fijación son estirados no sólo a la izquierda sino también hacia abajo, a
medida que el poste se flexiona (ver Fig. N-17). Aunque el análisis del Nivel 4 de este modelo
simplificado tomó menos de 5 segundos para ser ejecutado, recomendamos que no utilice el
modelado del Nivel 4 para líneas reales, porque las necesidades informáticas pueden ser
extremas. Puesto que el Nivel 3 reproduce la mayor parte del comportamiento del Nivel 4, el
método recomendado es el del Nivel 3, cuando tiene postes flexibles que influencian
claramente el comportamiento de su sistema de cables. Si tiene estructuras tensadas flexibles
con comportamiento asimétrico (el comportamiento asimétrico no puede ser representado por
una sola matriz de flexibilidad), puede usar el Nivel 4 con la opción Limit Level 4 modeling to
guyed structures or otherwise asymmetrical structures (Limitar Modelado del Nivel 4 a
estructuras tensadas o de lo contrario a estructuras asimétricas).
N.8 Flecha Gráfica del Modelo de Elementos Finitos
Existen cuatro opciones para forzar a un modelo de cables a pasar por puntos específicos
(tales como puntos topográficos incorporados) en una combinación dada de la Cable condition
(Condición del Cable) y el Weather case (o temperature) (Caso de Clima o Temperatura)), la
cual es especificada por el usuario en la pantalla interactiva de Graphical Sag (Flecha
Gráfica) (ver Fig. 10.3-5 en la Sección 10.3.2.1.4). Nos referiremos a esa combinación como la
Field Condition (Condición de Campo). Estas opciones son utilizadas normalmente cuando se
flecha el modelo de una línea existente, para lo cual no se puede contar con información
histórica del enflechamiento (o la cual ha sido modificada desde su construcción), pero para la
cual posee datos de su posición en el campo. Las opciones son descritas, en orden
ascendente, según la capacidad de las mismas de modelar un sistema de cables con precisión.
Debido a que nos encontramos en el mundo de los elementos finitos, cada opción termina
calculando una única longitud de cable no esforzada de referencia en cada tramo. Una quinta
opción le permite editar manualmente longitudes de cable no esforzadas. Ud. elige la opción en
la pantalla interactiva de Graphical Sag Options (Opciones de Flecha Gráfica) (ver Fig. 10.36 en la Sección 10.3.2.1.4). Para información adicional, busque en:
http://www.powline.com/products/fe_sagten/fe_graphsag.html
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2009
MANUAL PLSCADD
N.8.1 Primera Opción de Flecha Gráfica
Esta opción es etiquetada 2) Finite Element Insulators plumb at Sagging Condition (Aisladores
de Elementos Finitos a plomo en Condición de Enflechamiento) en la pantalla de Graphical
Sag Options. Con esta opción, se asume que los aisladores están a plomo en la Condición del
Cable y Temperatura de enflechamiento de Referencia, en la pantalla interactiva de Section
Modify (Modificar Sección) (ver Fig. 10.3-3), pero no sabe cuál fue la correspondiente
tracción horizontal de enflechamiento. Después de que Ud. seleccione un punto a través del
cual debe pasar el cable, en la Condición de Campo, y haga click sobre el botón de Apply
(Aplicar) de la pantalla de Graphical Sag: 1) se calcula la tracción Horizontal de
enflechamiento de Referencia, y es ingresada en la correspondiente pantalla de Section
Modify, en forma automática y, 2) la Condición del Cable y el Caso de Clima (o Temperatura)
de la Condición de Campo son ingresadas en la parte de Display (Visualizar) de la pantalla de
Section Modify.
Este método es capaz de tratar con grandes variaciones en longitudes de tramos y con tramos
fuertemente inclinados, en donde la aproximación de la longitud reguladora puede no funcionar
bien. Como en el método de la longitud reguladora, éste es incapaz de manejar cambios en la
longitud del cable o en la posición de la estructura, que han tenido lugar después de que la
línea haya sido flechada.
N.8.2 Segunda Opción de Flecha Gráfica
Esta opción es etiquetada 3) Finite Element Selected Spans Wire Length Adjustment (Ajuste
de Longitud del Cable en Tramos Seleccionados por Elementos Finitos) en la pantalla de
Graphical Sag Options. Con esta opción, Ud. asume que los aisladores están a plomo en la
condición de enflechamiento de Referencia (Condición del Cable, Temperatura y Tracción
Horizontal) en la pantalla interactiva de Section Modify (ver Fig. 10.3-3). Las correspondientes
longitudes no esforzadas de Referencia en cada tramo son calculadas (valores ilustrados en la
columna de Ahead Span Unstressed Length (Longitud No Esforzada del Tramo Siguiente) de la
tabla de Wire Lengths and Attachment Stiffnesses de la Fig. N-6). Sin embargo, algo pasó
con las longitudes no esforzadas de ciertos tramos de la línea durante la vida útil de la misma
(fluencia lenta diferencial, inserción de empalmes, resbalamiento de las grampas, etc.) de modo
que los aisladores ya no están a plomo en la condición de Referencia, y las longitudes no
esforzadas reales son ahora iguales a la Ahead Span Unstressed Length más el Ahead Span
Unstressed Length Change (Cambio de Longitud No Esforzada del Tramo Siguiente). Esta
opción puede asimismo ser utilizada en la situación en que Ud. tiene un problema de holguras
en un tramo y quiere que la computadora le informe cuánto del cable debe cortar, de ese tramo
problema, para que se despeje por sobre un punto designado. Se debe tener cuidado cuando
se hace esto para asegurar que las estructuras puedan manejar las cargas longitudinales
inducidas.
Después de haber elegido un punto (o puntos – no más de un punto por tramo) a través del
cual debe pasar el cable en la Condición de Campo, y hace click sobre el botón de Apply de la
pantalla de Graphical Sag: 1) La Condición del Cable y el Caso de Clima (o temperatura) de la
condición de Campo son ingresadas en la parte de Display de la pantalla de Section Modify,
2) Se marca Clip insulators (Engrampar Aisladores), al pie de la pantalla de Section Modify y,
3) se calculan los Ahead Span Unstressed Length Changes (Cambio de Longitud No Esforzada
del Tramo Siguiente), para los tramos en donde ha seleccionado puntos, y son ingresados
automáticamente en la correspondiente tabla de Wire Lengths and Attachment Stiffness (ver
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397
Fig. N-6), a fin de que el cable coincida exactamente con la condición de Campo definida en
Graphical Sag.
N.8.3 Tercera Opción de Flecha Gráfica
Fig. N-18 Enflechamiento Arbitrario de la Fase Más Baja en la Línea Demo
Esta opción es etiquetada 4) Finite Element All Spans Wire Length Adjustment (Ajuste de
Longitud del Cable en Todos los Tramos por Elementos Finitos) en la pantalla de Graphical
Sag Options. Con esta opción, no se hace ninguna suposición sobre la manera en que la
sección ha sido flechada, aunque el programa calcula internamente longitudes no esforzadas
de Referencia arbitrarias para la condición de Referencia, como es descrito en la Sección N.8.2
(el programa necesita valores de referencia arbitrarios, a los cuales sumar o restar, para así
obtener longitudes no esforzadas reales). Por lo tanto, la principal ventaja de este método
sobre el de la longitud reguladora o sobre los métodos descritos en las Secciones N.8.1 y N.8.2
es que es totalmente inmune a los errores de aproximación de la longitud reguladora, técnicas
de tendido descuidadas o cualquier cosa que pudo haber pasado después de la construcción
(movimiento de la estructura, cambios en las longitudes de los cables, cambios en la estructura,
etc.). Si conoce donde se encuentran sus structure to insulator attachment points (puntos
de fijación de los aisladores a la estructura), y puntos a lo largo del cable, este modo le
permitirá obtener un ajuste preciso. El conocimiento de las posiciones y geometrías de las
estructuras es muy bueno para ajustar datos con LIDAR.
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MANUAL PLSCADD
Ud. elige simplemente un punto en cada tramo (si no lo hace, el punto mostrado actualmente
en el centro de ese tramo será asumido como su punto seleccionado) y el programa calculará
las longitudes no esforzadas de referencia de todos los tramos, de tal forma que el cable pase
por los puntos elegidos en la condición de Campo. Después de que haga click sobre el botón
de Apply de la pantalla de Graphical Sag: 1) se ingresa la Cable condition y el Weather case
(o temperature) de la Field Condition en la parte de Display de la pantalla de Section Modify,
2) se marca Clip insulators al pie de la pantalla de Section Modify y 3) se calculan los Ahead
span unstressed length changes para todos los tramos, y son ingresados automáticamente en
la tabla correspondiente de Wire Lengths and Attachment Stiffness (ver Fig. N-6).
Por ejemplo, con esta opción hemos forzado a la fase KIWI inferior en los últimos cuatro tramos
de la línea Demo, a pasar por cuatro puntos arbitrarios, como se ve en la Fig. N-18. PLS-CADD
ha calculado las longitudes no esforzadas mostradas en la Fig. N-19, así que la fase pasaría
por los puntos en la Condición de Campo. Ha determinado que aunque a la Reference Cable
Condition and Temperature (Condición y Temperatura de Referencia del Cable), los aisladores
no estaban a plomo.
Fig. N-19 Longitudes No Esforzadas para la Situación en la Fig. N-18
N.8.4 Cuarta Opción de Flecha Gráfica
Esta opción es etiquetada 6) Finite Element Multiple Point Fit (Ajuste a Puntos Múltiples por
Elementos Finitos) en la pantalla de Graphical Sag Options. Ésta es la opción a usar cuando
las posiciones de sus structure to insulator attachment points (puntos de fijación de los
aisladores a la estructura) (conexiones de los aisladores a la estructura) no son conocidos
con precisión, o sea, no se encuentran necesariamente en donde están los puntos de fijación a
la estructura (basados en la geometría de cada estructura y su actual ubicación sobre el
terreno). Con las demás opciones de flecha gráfica, siempre se asume que los puntos de
fijación del aislador (basados en la geometría de cada estructura y su actual ubicación sobre el
terreno) son correctos y no producirán buenos resultados si no lo son. Con esta opción, las
posiciones de los puntos de fijación del aislador son determinadas automáticamente a partir de
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las curvas catenarias que mejor coinciden con su condición de Campo, y el programa puede
incluso mover sus estructuras de manera automática para coincidir con estos puntos. Cada
curva catenaria es totalmente definida matemáticamente por la posición de tres puntos, como
se describe en el siguiente párrafo. Esta opción es aún más poderosa que aquella de la
Sección N.8.3 para ajustar datos de LIDAR, si es que no está seguro sobre las posiciones y
geometrías de la estructura.
Los tres (3) puntos que son utilizados para definir la curva catenaria en cada tramo son
seleccionados automáticamente de una nube de puntos topográficos del conductor en cada
tramo (para que este método funcione, debe tener muchos puntos topográficos en cada tramo,
lo que por supuesto es el caso cuando realiza un relevamiento con LIDAR). Estos puntos
topográficos deben tener el código de características designado en Feature code for fit points
(Códigos de Características para Puntos a Ajustar) en la lista de selección en la parte inferior
derecha de la pantalla de Graphical Sag Option de la Fig. 10.3.6. El programa seleccionará
automáticamente los tres puntos en cada tramo cerca de la posición del cable actualmente
ilustrada, uno cerca del extremo izquierdo, uno en el centro y uno cerca del extremo derecho.
Una vez que la curva catenaria sea ajustada a los tres puntos, existe una opción de
perfeccionar esta catenaria haciendo que la menor curva cuadrática pase por todos los puntos,
dentro de una cierta distancia de esta catenaria. Una vez conocida la curva catenaria en cada
tramo, el programa puede calcular los puntos de fijación del cable a partir de la intersección de
estas curvas y luego, a partir de estos puntos, puede determinar los puntos de fijación del
aislador. Se proveen opciones para el ajuste de la longitud del cable para igualar a la longitud
del arco a lo largo de la catenaria, entre puntos de fijación del cable, y para el ajuste de
posiciones de la estructura para obtener los puntos de fijación en los lugares correctos.
También hay opciones para crear puntos topográficos en los puntos de fijación calculados del
cable y del aislador.
N.8.5 Quinta Opción Gráfica
Esta opción es etiquetada 5) Finite Element with Manual Length Adjust (Ajuste de Longitud
Manual con Elementos Finitos) en la pantalla de Graphical Sag Options. Con esta opción, Ud.
hace click sobre el tramo y luego ingresa el valor de cuánto cable desea agregar o quitar para
una serie de tramos. Por ensayo y error, puede determinar la extensión del cambio de longitud
del cable necesario para obtener una holgura deseada. Esta opción puede ser usada para
experimentar con el corte de longitudes del cable o de cambiar lo flojo de un tramo al
adyacente (re-engrampando los aisladores) como solución a los problemas de holguras. Como
es el caso con cualquier ajuste de longitudes del cable, flechas y tracciones a lo largo de la
sección son afectados; entonces Ud. debe asegurarse que las estructuras puedan soportarlo.
N.9 VISUALIZAR MODELO DE ELEMENTOS FINITOS PARA UN
CASO DE CARGA DADO
Una de las muchas ventajas del Método de los Elementos Finitos (modelado del Nivel 2, 3 o 4)
sobre el de la Longitud Reguladora (Nivel 1) es que puede ser usado para determinar la
condición de la línea, cuando las cargas no son uniformes sobre una sección de tracción (por
ejemplo bajo hielo no balanceado, conductor roto, etc.). Si desea observar la línea bajo tales
condiciones de carga no uniformes, puede hacerlo en Section/ Display options (Sección/
Opciones de Visualización). Elija Load Case Display (Visualizar Caso de Carga) (seguido por
una Load Case Description (Descripción de Caso de Carga) de la lista de casos de carga en la
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tabla de la Fig. 7.3-10 y un Structure Number (Número de Estructura)) en la lista de selección
de Weather Case (Caso de Clima) en la parte de Display Weather Case (Visualizar Caso de
Clima) de la pantalla interactiva de Line Display Options (Opciones de Visualización de
Línea) de la Fig. 5.4-4.
Por ejemplo, un caso de carga de fase izquierda de un tramo previo roto fue especificado para
las estructuras de una línea; una de cuyas estructuras (la Estructura Nº 4) es vista en la Fig. N20. Al seleccionar ese caso de carga y la Estructura Nº 4 en la pantalla de Line Display
Options (ver lámina derecha de la Fig. N-20), la linea entera fue visualizada después de haber
hallado su equilibrio (en el Nivel 3) siguiendo la remoción del cable de la fase externa en el
tramo previo de la Estructura Nº 4 (un pórtico de madera flexible). La lámina central de la Fig.
N-20 muestra una vista tridimensional de la línea, centrada en el pórtico. Puede ver que falta un
cable a la izquierda de la estructura y que el aislador correspondiente se balancea a la derecha.
El cable a tierra en el tope del poste izquierdo del pórtico está realmente sujetando al pórtico.
Esto puede ser visto en la lámina izquierda de la Fig. N-20, la cual ilustra el resultado de un
análisis de PLS-POLE del pórtico, obtenido con Structures/ Check (Estructuras/ Verificar).
La carga de fase rota de 871 lbs es contrabalanceada por una carga de fijación de 796 lbs
desde el cable a tierra, el cual reduce drásticamente los esfuerzos en el pórtico. Esta situación
no pudo haber sido detectada con un análisis por elementos finitos en el Nivel 2, porque ese
nivel no considera la interacción entre los cables.
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Fig. N-20 Ilustración del Caso de Carga del Conductor Roto
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MANUAL PLSCADD
APÉNDICE O.
PERSONALIZANDO MENUS, DIALOGOS, BARRAS DE
HERRAMIENTAS, TABLAS E INFORMES
PLS-CADD le permite personalizar menús, pantallas interactivas, consejos, y un limitado
número de tablas e informes, dándole así completa flexibilidad para traducir sus líneas de texto
al lenguaje o formato de su elección. Cualquier cambio realizado en la personalización será
almacenado en el archivo schema (esquema) especificado en Schema or Customization File
(Archivo de Esquemas o Personalización) de la pantalla interactiva de Preferencias de PLSCADD (ver Sección 5.2). El archivo de esquemas debe poseer la extensión ".sma". Cualquier
cambio de personalización que realice en el archivo de esquemas permanece activo hasta que
sea cambiado nuevamente. Ud. puede mantener diversos archivos de esquemas (por ejemplo,
uno para ejecutar PLS-CADD en inglés, otro para hacerlo en francés, etc.), pero solamente
aquel especificado en la pantalla interactiva de PLS-CADD Preferences (Preferencias de
PLS-CADD) afectará la apariencia de sus menús, pantallas interactivas y tablas, en su actual
ejecución. Los archivos de esquemas para los idiomas inglés, francés o español pueden ser
descargados directamente de Internet, utilizando el comando Help/ Download Alternate
Language (Ayuda/ Descargar Lenguaje Alternativo).
O.1 Personalizando Menús
Puede usar el comando
View/
Edit
Customizations/ Menu
Titles
(Vista/ Editar
Personalizaciones/
Títulos del Menú) para
abrir
la
tabla
de
Customize Menu Titles
and Tips (Personalizar
Títulos del Menú y
Consejos) (ver Fig. O-1).
El texto sombreado, que
no puede cambiar, es el
texto original en inglés de
PLS-CADD. El texto que
Ud. ingresa
en
las
columnas
con
fondo
blanco reemplazará el
texto original después de
Fig. O-1 Tabla de Personalización del Menú
aceptar (OK) la tabla. Si
ingresa un "&" antes de un caracter en la columna de User Menu Title (Título de Menú del
Usuario), ese caracter será utilizado como tecla de atajo que lleva al comando, y será mostrado
subrayado.
User Menu Tip (Consejo del Menú del Usuario) aparecerá en la barra de estado cuando se
desplaza sobre cualquier ítem del menú que no tenga un submenú.
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La Fig. O-2 ilustra cómo aparecerá su menú de File (Archivo)
después de haber sido personalizado con la información de la Fig.
O-1.
O.2 Personalizando Pantallas Interactivas
Puede usar el comando View/ Edit Customizations/ Dialog
Strings (Vista/ Editar Personalizaciones/ Líneas de Diálogo)
para abrir la tabla de Customize Dialog Strings (Personalizar
Líneas de Diálogo). Esta tabla lista todas las líneas
personalizables en todas las pantallas interactivas. Si no ve las
líneas de texto de una pantalla interactiva en particular, diríjase a
esa pantalla y acéptela (OK). Ésto añadirá las líneas a la tabla.
Existe una manera aún más fácil de ubicar y personalizar las
líneas de texto de una pantalla interactiva en particular. Primero
debe seleccionar Enable Right Click Customize Interface (Permitir
Personalizar Interface al Presionar Botón Derecho del Mouse) en
el menú especial que se abre al presionar la tecla F1. Esto le
Fig. O-2
permitirá, mientras está en cualquier pantalla interactiva, hacer
click con el botón derecho del mouse para abrir un subconjunto de la tabla de Customize
Dialog Strings, la cual solamente incluye las líneas de texto personalizables de esa pantalla
interactiva. Esto es ilustrado en la Fig. O-3 para la pantalla interactiva de Sections/ Modify
(Secciones/ Modificar).
También puede hacer
uso del comando
View/
Edit
Customizations/
Dialog Tips (Vista/
Editar
Personalizaciones/
Consejos
de
Diálogos) para abrir
la
tabla
de
Customize
Dialog
Tips (Personalizar
Consejos
de
Diálogos), la cual
lista los consejos
personalizables
de
las
pantallas
interactivas.
Fig. O-2 Personalizando la Tabla de Líneas de Texto de los Diálogos
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O.3 Personalizando Tablas e Informes
La personalización de tablas e informes en PLS-CADD es una nueva característica en
desarrollo. Cuando accede a la función de personalización adecuada, puede encontrar que no
se pueden personalizar líneas de texto, tablas o informes (o sólo unos pocos) con su versión
actual.
Con el comando View/ Edit Customizations/ Report Strings (Vista/ Editar
Personalizaciones/ Líneas del Reporte), Ud es llevado a la tabla de Customize Report
Strings (Personalizar Líneas del Reporte), en donde puede substituir las líneas de texto
originales en inglés (en la columna de la izquierda) de sus informes por su propio texto (en la
columna derecha). Cuando edita las líneas, debe ser consciente que el programa no hace
ningún esfuerzo especial para alinear su texto con los demás en el informe, y que es su
responsabilidad que las líneas de texto no sean ni tan cortas ni tan largas para producir un
resultado aceptable.
Puede utilizar el comando View/ Edit Customizations/ Tables (Vista/ Editar
Personalizaciones/ Tablas) para seleccionar una tabla a personalizar. Algunas de ellas
contienen propiedades de entrada (por ejemplo, la tabla de 3 columnas en la pantalla
interactiva de Structure to Wire Clearance (Holgura de la Estructura al Cable), a la cual
llega con el comando Lines/ Reports/ Structure Clearances (Líneas/ Informes/ Holguras de
las Estructuras)), mientras que otras contienen resultados calculados (por ejemplo la tabla e
informe de Structure to Wire Clearance Results (Resultados de Holguras de la Estructura
a los Cables)).
Los resultados calculados pueden ser presentados en dos formatos: el formato de tabla de hoja
de cálculo y el formato de informe impreso. Los encabezados de las columnas en cualquiera de
los formatos pueden ser personalizados. La apariencia de los datos puede ser personalizada
en el formato del informe impreso pero no en el formato de tabla de hoja de cálculo. Por
ejemplo, si Ud. personaliza los Structure to Wire Clearance Results (Resultados de
Holguras de la Estructura a los Cables), será llevado a la tabla de Customize (Personalizar)
mostrada en la parte superior de la Fig. 0-4, en donde podrá: 1) substituir los encabezados de
su tabla (en la columna de User’s Name (Nombre del Usuario)), 2) especificar su propio formato
de estilo "C" para visualizar los números en cada columna del informe (en la columna de Report
Format (Formato del Informe)), 3) cambiar el orden en el cual la columnas aparecen en el
informe (en la columna de Report Display Order (Orden de Visualización del Informe)), y 4)
cambiar el consejo asociado a cada columna del Table Format (Formato de Tabla) (en la
columna de User’s Tip (Consejos del Usuario)). El formato de estilo "C" es discutido en la
Sección O.3.1, que le permite controlar la precisión de un número impreso, así como si éste es
visualizado en notación decimal o exponencial, en la columna de Report Format.
Los datos exhibidos en la tabla de Customize, en la parte superior de la Fig. O-4 describen
títulos y formatos personalizados que producirán el diseño del informe Francés mostrado al pie
de la figura.
Como con View/ Edit Customizations/ Report Strings, los datos en la tabla de la Fig. O-4
pueden aparecer solamente después de que haya ejecutado el análisis por lo menos una vez.
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Fig. O-4 Personalizando Tablas de Salida e Informes
O.3.1 Notación del Formato "C"
Los especificadores de formato, para la visualización de datos numéricos en el lenguaje C,
pueden tener hasta cinco partes, como se muestra más abajo:
%[flags][width][.precision][type]
Las cinco partes incluyen: 1) un signo de porcentaje requerido (%) para iniciar el especificador,
2) banderas opcionales, 3) el ancho total para el número, 4) un punto adicional seguido por la
precisión deseada, y 5) un especificador de tipo. Sigue una breve descripción de cada una de
estas cinco partes. Debe consultar cualquier libro sobre el lenguaje de programación C para
una descripción más detallada.
El especificador de flags (banderas) le permite especificar si el número debe estar alineado a la
izquierda o derecha, dentro del espacio destinado al width (ancho). La alineación a la izquierda
puede ser especificada con un signo negativo, de otra forma y por defecto el número pasa a
estar alineado a la derecha. El campo del ancho es usado para especificar el número total de
caracteres que el número puede utilizar cuando es mostrado. Éste será recortado para el
tamaño del espacio proveído, siempre que tal recorte no contradiga la precisión (si es
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MANUAL PLSCADD
especificada). Un punto, seguido por un número, la precisión, indica cuántos dígitos serán
vistos después del punto decimal. Finalmente, el campo de type (tipo) puede ser "d", "e", "f",
"g", o "s". Cuando se imprimen números enteros, el tipo debe ser igual a "d". Cuando se ilustra
una serie o línea, el tipo debe ser igual a "s". Finalmente, cuando se imprime un número
decimal, el tipo puede ser "e", "f" o "g", pero sin importar cuál sea, debe ser precedido por una
"l". La "l" indica que el número es de doble precisión (todos los números decimales en nuestras
aplicaciones son de doble precisión). El uso de "e" dará como resultado una notación
exponencial, "f’ producirá un número decimal, mientras que "g" proporcionará notación
exponencial o decimal, dependiendo de cuál ocupa el menor espacio para representar la
cantidad dada. Un tipo adicional, "m", es reconocido en encabezados de columnas, donde
indica las unidades para esa cantidad en particular. El especificador "%m" puede ser ubicado
en donde quiera que desee ver las unidades ilustradas en un encabezado de columna.
Por ejemplo:
Usando el especificador de formato "%-8.4lf" con el número 1000.123456 resultará en
1000.1235. Usando "%8.4le" dará 1.1235e003.
Finalmente, utilizando "%8.4lg" dará 1000.1235 porque la notación decimal representa el
número en menor espacio que el que usa la notación exponencial.
Nota Importante: la modificación de los especificadores de formato que usa el programa sólo
debe ser hecha por un usuario experimentado. La modificación inadecuada puede resultar en la
colisión del programa, o peor aún, en que se impriman valores incorrectos.
O.4 Personalizando Barras de Herramientas
En PLS-CADD el usuario puede crear sus propios botones de barras de herramientas como
atajos hacia los diversos ítems del menú, seleccionando el Menu Item (Item del Menú) e
ingresando el Button Name (Nombre del Botón) en la tabla de Edit Custom Toolbar (Editar
Barra de Herramientas Personalizada), a la que accede con View/ Edit Customizations/
Custom Toolbar (Vista/ Editar Personalizaciones/ Barra de Herramientas Personalizada).
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APÉNDICE P.
MODELOS DE ESTRUCTURAS ESPECIFICOS AL
SITIO
En general, cuando selecciona una estructura para usar en una línea en particular, ésta es una
estructura estándar que pretende usar más de una vez. Cuando diseña nuevas líneas, el
concepto de estructuras estándar, las cuales pueden ser repetidas por un fabricante y pueden
ser equipadas con el mismo tipo de aisladores, es extremadamente útil. Los modelos de estas
estructuras estándar pueden ser grabados en bibliotecas para su uso en diferentes lugares de
la línea o en varios proyectos. Por lo tanto, el concepto de mantener bibliotecas de estructuras
estándar es esencial para diseñar líneas nuevas.
Sin embargo, debido a cambios específicos a un sitio durante la construcción, reparación y/o
refuerzo después de fallas, cambios de aisladores, debilitamiento de algunos componentes
tales como putrefacción en la línea del suelo u hoyos de pájaro carpintero en postes de
madera, etc., cada estructura en una línea que ha estado en servicio por muchos años, puede
ser potencialmente diferente de la estructura estándar que fue usada en el diseño original. Por
lo tanto, cuando se modelan líneas existentes, uno se enfrenta con la necesidad de usar un
número mucho mayor de modelos de estructuras que el de las estructuras estándar en el
diseño original. En tales situaciones, es más probable que Ud. desee hacer modelos de
estructuras específicas al sitio.
El uso de estructuras específicas para el sitio tiene la ventaja de que cada cambio hecho al
modelo no afectará a ninguna otra estructura en la misma o en otras líneas. La utilización de
modelos sistemáticos específicos al sitio en la posición de cada estructura en una línea, le
permiten hacer que estos modelos sean depósitos de información relacionada a
mantenimiento, reparaciones y refuerzos en esas posiciones. Éste es un concepto muy potente
y útil que obtiene a cambio del pequeño precio de tener que almacenar los modelos adicionales
específicos a los sitios. En una época en que almacenábamos rutinariamente fotografías de
estructuras de una línea existente, el requerimiento de almacenar archivos adicionales para
inclusive los modelos más complejos de torres o pórticos (archivos TOWER o PLS-POLE) es
casi irrelevante en términos de almacenamiento adicional de datos. Por lo tanto, no debería
haber razón para no guardar los modelos específicos del sitio de todas las estructuras de una
línea existente.
Este Apéndice describe los comandos de PLS-CADD que le permiten crear y modificar copias
específicas al sitio de sus modelos de estructuras.
P.1
Haciendo Modelos de Estructuras Específicos al Sitio
Puede usar Structures/ Customize Structure/ Make Site Specific Copies (or Site Specific
Copy for a single location) (Estructuras/ Personalizar Estructura/ Hacer Copias Específicas
al Sitio – o Copia Específica al Sitio para un solo lugar) para reemplazar con nuevos archivos
de estructuras a los usados en diferentes lugares. Si el nombre del archivo original en la
posición de la i-ésima estructura en la línea fue "Filename.Ext", entonces el nuevo archivo
tendrá el mismo contenido que el antiguo, y su nombre será "Filename.#i.Ext". Los nuevos
archivos son grabados en el directorio de estructuras por defecto (especificado en File/
Preferences (Archivos/ Preferencias) en la Sección 5.2). El archivo Filename.#i.Ext único,
personalizado (específico al sitio) puede ser editado en forma segura, para reflejar los cambios
específicos al sitio sin afectar a otras estructuras. Para editar el archivo de estructuras
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personalizadas, puede acceder a él directamente con Structures/ Edit Structure (Estructura/
Editar Estructura) o al hacer click sobre el botón de Edit al pie de la pantalla interactiva de
Structure Modify (Modificar Estructura). O puede usar las funciones de edición interactivas
descritas en las siguientes Secciones.
P.2
Cambio Interactivo de Aislador en una Estructura Específica al
Sitio
Mientras se exhibe una estructura personalizada en una ventana de vista tridimensional, puede
utilizar Structures/ Customize Structure/ Change Insulator (Estructuras/ Personalizar
Estructura/ Cambiar Aislador) para seleccionar gráficamente y cambiar un aislador (o un
grupo de aisladores en un set de más de una fase). Esta función sólo trabaja con estructuras
del Método 4. Una vez que haya hecho click sobre un aislador, será llevado en primer lugar a
la pantalla interactiva de Customize Structure (Personalizar Estructura). Después de aceptar
las opciones por defecto en esa pantalla, será llevado a la de Select New Property Set
(Seleccionar Nuevo Set de Propiedades), en donde podrá elegir un aislador diferente de
entre los disponibles en la bilblioteca de aisladores por defecto, actualmente asociada con el
modelo de TOWER o de PLS-POLE.
P.3
Ajuste Interactivo de Altura del Aislador o de la Fijación del
Brazo al Poste
Cuando visualiza una estructura personalizada en una ventana de vista 3D o de Perfil, puede
usar Structures/ Customize Structure/ Move Attachment Point/ Freehand (Estructuras/
Personalizar Estructura/ Mover Punto de Fijación/ A Mano Alzada) (or Snap to Survey
Point) (o Capturar a Punto Topográfico) para cambiar la posición del punto de fijación de un
aislador o un brazo a un poste, al mover gráficamente la altura del correspondiente cable
soportado. Esta función trabaja con todos los modelos estructurales (Método 1 al Método 4).
Utilizando esta función, puede elegir y arrastrar el punto de empalme entre un cable y un
aislador hacia arriba o abajo, hasta la posición deseada. Una vez que suelte el botón del mouse y
acepte (OK) la pantalla interactiva de Customize Structure, la ubicación del punto en el cual el
aislador o el brazo está fijado a la estructura es automáticamente actualizada para reflejar la
nueva posición del cable. Esta función es extremadamente útil para editar las posiciones
exactas de las fijaciones de los brazos o aisladores para personalizar postes de madera en el
campo, a partir de las posiciones topográficas de los cables.
P.4
Ajuste Interactivo de la Geometría del Tensor
Mientras se exhibe una estructura personalizada en una ventana de vista 3D o en Planta,
puede usar Structures/ Customize Structure/ Move Guy Anchor/ Option (Estructuras/
Personalizar Estructura/ Mover Anclaje del Tensor/ Opción) (en donde las opciones son
Freehand (Mano Alzada), Snap to Survey Point (Capturar a Punto Topográfico), Inline
with Wire (Alineado con el Cable), Slope Intersect with TIN (Intersectar Pendiente con
TIN) o Bisect Line Angle (Bisectar Ángulo de Línea)) para ajustar gráficamente la geometría
de un tensor (para cambiar la posición de la fijación de un tensor al poste, debe utilizar los
comandos Structure/ Modify y Edit). Esta función trabaja solamente con estructuras del
Método 4. En una vista en planta, Ud. puede arrastrar un tensor hasta el azimut deseado con
la opción Freehand, dejando la pendiente, altura del anclaje y proyección horizontal del tensor
intactos. En una vista en planta o 3D, puede capturar el anclaje del tensor a un punto
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topográfico, con la opción de Snap to Survey Point. En una vista 3D, con la opción de Inline
with Wire, se puede elegir un tensor, después un cable, y hacer que el azimut del tensor sea
calculado en forma automática, para hacer que el tensor se alinee con el cable seleccionado,
cuando suelte el botón del mouse. En la opción de Slope Intersect with TIN se puede
seleccionar una estructura y hacer que todos los tensores de esa estructura se extiendan hasta
la TIN mientras mantienen las pendientes y azimuts del tensor. Esto es especialmente útil en la
identificación de las posiciones de los anclajes de los tensores, y para mantener la holgura a
los componentes energizados de la estructura. Este comando puede ser ejecutado para una
sola estructura o para un rango de ellas. Finalmente, en un ángulo de línea, con la opción de
Bisect Line Angle, se puede elegir un tensor y cambiar su azimut automáticamente para que
el tensor bisecte el ángulo de línea.
P.5
Comparando Estructuras Personalizadas con Diseños Estándar
Originales
Si Ud. tiene estructuras personalizadas en un modelo de línea, puede utilizar el comando
Structures/ Customize Structure/ Report (Estructuras/ Personalizar Estructura/ Informe)
para documentar cualquier diferencia entre las estructuras originales "Filename.Ext" y las
estructuras personalizadas derivadas de las mismas, "Filename.#i.Ext". Esta función sólo es
efectiva con estructuras del Método 4.
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