La ITC-LAT 07 regula las líneas aéreas de alta tensión con conductores desnudos (CA trifásica de 50 Hz, más de 1 kV), basada en las UNE-EN 50341-1 y UNE-EN 50423-1. Esta ficha reúne materiales, cálculo mecánico y eléctrico, aislamiento, protecciones y puesta a tierra; las distancias, cruzamientos y paralelismos están en la segunda ficha de la ITC-LAT 07.
Tensiones y vida útil
- Tensiones nominales (kV): 3, 6, 10, 15, 20, 25, 30, 45, 66, 110, 132, 150, 220, 400 (con
U_s3,6 · 7,2 · 12 · 17,5 · 24 · 30 · 36 · 52 · 72,5 · 123 · 145 · 170 · 245 · 420). Se recomiendan 20, 66, 132, 220 y 400 kV. - Vida útil habitual de una línea aérea: 40 años.
- El fallo debe quedar limitado al lugar de la sobrecarga, sin propagarse a los cantones adyacentes (apoyos de anclaje a intervalos).
Conductores y cables de tierra
| Concepto | Requisito |
|---|---|
| Sección mínima | Cobre y aleaciones: 10 mm²; acero galvanizado: 12,5 mm²; otros materiales: carga de rotura ≥ 350 daN |
| Aluminio y aleaciones | UNE-EN 50182 (AL1, ALx, bimetálicos con acero galvanizado o recubierto de aluminio) |
| Temperatura de servicio | Carga normal ≤ 85 °C; corta duración y fallo del sistema ≤ 100 °C (los conductores de alta temperatura admiten más) |
| Empalmes | Soportan el 95 % de la carga de rotura sin deslizar; prohibida la soldadura; un solo empalme por vano y conductor (dos en reparación de avería); preferible en el puente flojo de cadenas de amarre |
| Conexiones | Solo en conductores sin tensión mecánica o en el puente de amarre, con resistencia al deslizamiento ≥ 20 % de la carga de rotura |
| Cable de tierra | Ángulo entre la vertical por su fijación y cualquier fase ≤ 35° (recomendado); acero galvanizado de 50 mm² (> 66 kV) o 22 mm² (resto); conectado a tierra en cada apoyo |
| Herrajes | Coeficiente de seguridad ≥ 3 (2,5 si la carga de rotura se comprueba por ensayo); grapas de amarre: ≥ 95 % de la carga de rotura del conductor; los que pueden soportar a una persona, 1,5 kN |
| Aisladores | Coeficiente de seguridad mecánica ≥ 3 (2,5 con control estadístico en recepción) |
Zonas climáticas y cargas
| Zona | Altitud | Hielo (conductor de diámetro d, mm) |
|---|---|---|
| A | < 500 m | Sin sobrecarga |
| B | 500–1.000 m | 0,18 · √d daN/m |
| C | > 1.000 m | 0,36 · √d daN/m (> 1.500 m: estudio específico) |
- Viento de referencia: 120 km/h (33,3 m/s); 140 km/h (38,9 m/s) en líneas de categoría especial. El hielo se considera con peso específico de 750 daN/m³ para combinarlo con viento.
- Tracción máxima: la carga de rotura dividida por 2,5 (conductor cableado) o por 3 (un alambre), en:
| Zona | Viento | Hielo | Hielo + viento (≥ 60 km/h)* |
|---|---|---|---|
| A | −5 °C | no aplica | no aplica |
| B | −10 °C | −15 °C | −15 °C |
| C | −15 °C | −20 °C | −20 °C |
* Para líneas de categoría especial y las que lo exija la norma de la empresa o el proyectista.
- Flecha máxima: la mayor de las hipótesis de viento a 15 °C (120 km/h), temperatura máxima (mínimo 50 °C; en categoría especial, 85 °C para la fase y 50 °C para el cable de tierra) y hielo a 0 °C.
- Vibraciones: tracción a 15 °C ≤ 22 % de la carga de rotura (con estudio de amortiguamiento y dispositivos) o ≤ 15 % (sin ellos).
Esfuerzos en apoyos
| Tipo de apoyo | Desequilibrio (% de la tracción unilateral) | Rotura |
|---|---|---|
| Alineación y ángulo con suspensión | 8 % (≤ 66 kV) · 15 % (> 66 kV) | 1 conductor: 50 % de su tensión con 1 o 2 por fase, 75 % con 3 y 100 % con ≥ 4 |
| Alineación y ángulo con amarre | 15 % (≤ 66 kV) · 25 % (> 66 kV) | 1 conductor sin reducción |
| Anclaje | 50 % | 1 cable o fase, sin reducción (haces: 50 % de la tensión) |
| Fin de línea | 100 % | Como en anclaje |
Las hipótesis de cálculo son: 1.ª viento, 2.ª hielo (normales), 3.ª desequilibrio de tracciones y 4.ª rotura de conductores (anormales; en fin de línea, solo la 4.ª es anormal).
| Coeficiente de seguridad | Hipótesis normales | Hipótesis anormales |
|---|---|---|
| Elementos metálicos (límite de fluencia) | 1,5 | 1,2 |
| Hormigón armado | UNE 207016 | Reducible un 20 % |
| Cimentaciones: vuelco y arranque | 1,5 | 1,2 |
| Tirantes (rotura) | 3 | 2,5 |
- Apoyos metálicos: perfiles abiertos ≥ 4 mm (3 mm si están galvanizados por inmersión); perfiles enterrados sin hormigón ≥ 6 mm; tornillos ≥ 12 mm; perfiles cerrados ≥ 3 mm (2,5 mm galvanizados). Los frecuentados dificultan el escalamiento hasta 2,5 m.
- Apoyos sin cimentación (madera u hormigón): empotramiento de 1,3 m para menos de 8 m de altura, más 0,10 m por cada metro adicional.
- Numeración legible desde el suelo; aviso de riesgo eléctrico obligatorio en líneas de > 66 kV y en apoyos de zonas frecuentadas.
Cálculo eléctrico
Densidad de corriente máxima en régimen permanente (A/mm²):
| Sección (mm²) | Cobre | Aluminio | Aleación de aluminio |
|---|---|---|---|
| 25 | 6,35 | 5,00 | 4,65 |
| 50 | 5,10 | 4,00 | 3,70 |
| 95 | 4,05 | 3,20 | 3,00 |
| 160 | 3,40 | 2,70 | 2,50 |
| 250 | 2,90 | 2,30 | 2,15 |
| 400 | 2,50 | 1,95 | 1,80 |
| 600 | 2,10 | 1,65 | 1,55 |
Para aluminio-acero se toma la densidad del aluminio para la sección total, multiplicada por 0,916 (30+7), 0,937 (6+1 y 26+7), 0,95 (54+7) o 0,97 (45+7). Se admite también un estudio térmico con la climatología y la carga real.
- Cortocircuito: duración típica de cálculo 0,5 s (conductores y cables de tierra) y 1,0 s (herrajes y accesorios), salvo que la protección real sea más lenta (UNE-EN 60909 y 60865-1).
- Efecto corona: comprobación obligatoria > 66 kV y entre 30 y 66 kV cuando proceda.
Coordinación de aislamiento
Niveles normalizados mínimos (gama I, U_m ≤ 245 kV): frecuencia industrial / impulso rayo (kV).
U_m (kV) |
Frec. industrial | Rayo |
|---|---|---|
| 12 | 28 | 60 / 75 / 95 |
| 24 | 50 | 95 / 125 / 145 |
| 36 | 70 | 145 / 170 |
| 52 | 95 | 250 |
| 72,5 | 140 | 325 |
| 123 | (185) / 230 | 450 / 550 |
| 145 | (185) / 230 / 275 | (450) / 550 / 650 |
| 245 | (275) / (325) / 360 / 395 / 460 | (650) / (750) / 850 / 950 / 1.050 |
Los valores entre paréntesis pueden exigir ensayos adicionales entre fases. En la gama II (> 245 kV) se da el impulso de maniobra, por ejemplo 420 kV: 850–950 kV de maniobra y 1.050–1.425 kV de rayo.
Línea de fuga específica mínima según contaminación (mm/kV de la tensión más elevada fase-fase):
| Nivel | Entorno típico | mm/kV |
|---|---|---|
| I Ligero | Zonas sin industria, agrícolas o montañosas, a 10–20 km del mar | 16,0 |
| II Medio | Industria no contaminante o viviendas con calefacción, expuestas a viento y lluvia | 20,0 |
| III Fuerte | Alta densidad industrial, cercanas al mar | 25,0 |
| IV Muy fuerte | Humos y polvos conductores, costa con pulverización salina, desiertos | 31,0 |
Con coeficiente de falta a tierra ≤ 1,3 basta diseñar para la tensión fase-tierra más elevada; con valores mayores (neutro aislado o con bobina), se consideran las sobretensiones temporales.
Derivaciones, seccionamiento y protecciones
- Derivaciones siempre en un apoyo. Seccionador en el apoyo o a menos de 50 m; en líneas de tercera categoría de distribución se admite sin seccionador si la suma de potencias derivadas del mismo seccionador es ≤ 400 kVA.
- Líneas de 220 kV o más nuevas o modificadas: conectadas en cada extremo a una subestación con aparamenta de corte en carga.
- Seccionadores trifásicos (unipolares con pértiga solo en ≤ 30 kV), a más de 5 m del suelo, que no puedan cerrarse por gravedad, con contactos para ≥ 200 A. Los seccionadores solo cortan corrientes inferiores a 0,5 A.
- Protecciones contra cortocircuito en todos los extremos por los que pueda fluir energía hacia la línea; relés directos solo en tercera categoría; mínimo tiempo de eliminación de faltas a tierra.
Puesta a tierra de los apoyos
- Apoyos conductores y de hormigón armado: conexión específica a tierra (en hormigón pretensado, de las armaduras puente entre herrajes); los no conductores, no. Todos los frecuentados (salvo los aislantes) se ponen a tierra. Los pararrayos no se conectan por la estructura.
- Electrodos horizontales: enterrados ≥ 0,5 m (normalmente 0,5–1 m); picas separadas ≥ 1,5 veces su longitud. No se insertan fusibles ni interruptores en la línea de tierra.
- Tensión de contacto aplicada admisible
U_ca(misma tabla que la ITC-RAT 13): 0,1 s → 633 V · 0,2 s → 528 V · 0,5 s → 204 V · 1 s → 107 V · 2 s → 90 V · 5 s → 81 V · 10 s → 80 V · > 10 s → 50 V. No se consideran tiempos inferiores a 0,1 s. No se fijan valores admisibles de paso para el diseño (son mayores que los de contacto). - Apoyos frecuentados con calzado: resistencia adicional
R_a = 1.000 + 1,5 ρ_sΩ; sin calzado (jardines, piscinas, campings):R_a = 1,5 ρ_s; tensión de contacto máxima admisibleU_ccon impedancia del cuerpo de 1.000 Ω. - No frecuentados con desconexión automática inmediata (< 1 s): no es obligatorio garantizar la tensión de contacto a 1 m, pero sí que la resistencia permita actuar a las protecciones. Un diseño se da por correcto si la elevación de potencial
U_Ees menor que dos vecesU_c; si no, se comprueba la tensión de contacto aplicada a 1 m del apoyo. - Medidas por inyección de corriente de al menos 50 A (o el 1 % de la corriente de dimensionamiento), voltímetro de 1.000 Ω, electrodos de 200 cm² con 250 N; se miden los apoyos no frecuentados sin desconexión inmediata y todos los frecuentados (en tercera categoría puede bastar la resistencia de tierra si hay correlación demostrada).
- Vigilancia: comprobación al establecerla y revisión al menos cada 6 años, además de cuando un apoyo pase a ser frecuentado o cambie la resistividad (asfaltado, ajardinamiento).
Para ampliar
Cálculo mecánico de líneas aéreas: tracciones, flechas y sobrecargas · Parámetros de líneas aéreas de alta tensión · Coordinación de aislamiento · Puesta a tierra en AT (ITC-RAT 13)
Ficha orientativa elaborada a partir del texto del Real Decreto 223/2008 (BOE). El texto aplicable es el del BOE.