Figura 1
Cuando 2 conductores paralelos son recorridos
por corriente sufren una solicitación mecánica de:
●
Atracción, si las corrientes van en un mismo sentido.
●
Repulsión, si las corrientes van en sentido contrario.
En un juego de barras, de corriente alterna,
trifásico tenemos:
Es decir, cada barra se ve sujeta a una
solicitación mecánica transversal de frecuencia doble a la de la red.
Esta solicitación mecánica transversal produce
una vibración sobre cada barra, que en servicio normal, no sólo puede
traducirse en un ruido molesto si no que también, según sean las dimensiones de
las barras y la distancia entre apoyos de las mismas, puede que entren en
resonancia mecánica, con efectos destructivos.
El efecto dinámico de atracción-repulsión
adquiere la máxima importancia en caso de cortocircuito, pues al ser
proporcional al cuadrado del valor instantáneo de cresta de la corriente, en el
momento inicial del cortocircuito (punta transitoria) puede llegar a valores
tan altos que den lugar a deformación o rotura de las barras o sus apoyos y a contactos
entre barras. Las barras y sus apoyos o soportes deben poder resistir estas
solicitaciones.
Supongamos dos conductores rígidos y paralelos;
dispuestos a una distancia d y montados sobre soportes distanciados una
longitud h (figura 1). Si dichos conductores están recorridos respectivamente
por corrientes I1 e I2 de sentido opuesto, se produce una fuerza de repulsión
entre ellos de valor:
F = 2,04 h/d I1 · I2 · 10-2
Siendo expresados:
F: expresado
en kp
I1
e I2: valor de cresta en kA
h y d:
en igual unidad de longitud para h que para d
En un juego de barras, este esfuerzo es máximo
en caso de cortocircuito. Si por ambas pletinas circula una misma corriente I,
entonces I1 = I2 = Intensidad de cortocircuito máxima
prevista, expresada en valor cresta, y la fórmula anterior se convierte en:
F = 2,04
I2 · h/d · 10-2
Esta fuerza produce sobre el apoyo-soporte un
esfuerzo de cortadura en la cabeza, un esfuerzo de flexión en el cuerpo y un
par F · H en la base.
Las barras y sus soportes deben dimensionarse
para el esfuerzo máximo previsible. Este esfuerzo, en general, es el que se
presenta cuando la corriente es la correspondiente al cortocircuito.
Ejemplo:
Sean unas barras en que h = 100 cm y d = 20 cm,
y deben resistir una punta de corriente de cortocircuito de valor cresta 80 kA.
El esfuerzo mecánico será:
F = 2,04 · 100/20 · 802
· 10-2 = 653 kp
Para una determinación aproximada del esfuerzo
F que actúa sobre las barras puede utilizarse el gráfico de la figura 2. Este
gráfico se refiere a barras paralelas con soportes situados a distancias h = 1
m.
Para distancias h diferentes, la fuerza F varía
proporcionalmente.
Figura 2
excelente,
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