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Un procedimiento didáctico para resolver la ecuación de respuesta estática estable en cables suspendidos

Autores: Agüero-Rubio, José; López-Martínez, Javier; Gómez-Galán, Marta; Callejón-Ferre, Ángel-Jesús

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Un procedimiento didáctico para resolver la ecuación de respuesta estática estable en cables suspendidos


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Electricidad
Líneas de energía
Habilidades de diseño
Cables de suspensión
Respuesta estática estable
Herramientas de cálculo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 37

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los estudiantes en la rama eléctrica del programa de educación terciaria de ciclo corto adquieren habilidades de desarrollo y diseño para líneas de transmisión de baja tensión. El diseño de líneas eléctricas aéreas requiere herramientas matemáticas que no están suficientemente cubiertas en los planes de estudio. El diseño de cables de suspensión requiere el uso de una serie de Taylor y cálculos integrales para obtener la longitud del arco de la parábola. Además, requiere procedimientos iterativos, como el método de Newton-Raphson, para resolver la ecuación de tercer orden de la respuesta estática-estable. El objetivo de este trabajo es resolver la ecuación de respuesta estática-estable para cables suspendidos utilizando herramientas de cálculo simples. Con este fin, se desacopló la influencia del componente horizontal de la tensión del cable en su curvatura del peso propio del cable, que era responsable del componente vertical de la tensión. Para ello, analizamos la colocación y operación de los cables suspendidos definiendo tres fases (es decir, tensado, elevación y operación). Se analizaron los fenómenos que ocurrieron en cada fase, así como su manifestación en el modelo del cable. En este documento, desarrollamos y validamos la solución de la ecuación de respuesta estática-estable en cables suspendidos utilizando ecuaciones simples respaldadas con gráficos intuitivos. Los mejores resultados del procedimiento de cálculo propuesto se obtuvieron en condiciones de grandes variaciones de temperatura.

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