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
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
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.
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.