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Néstor Blanché
CONDUCTORES SUBTERRÁNEOS UNIPOLARES Y MULTIPOLARES
La función principal de los conductores subterráneos será la trasmisión de energía a valores de corriente y tensiones preestablecidos por la red y considerados en su diseño.
En Inglaterra en el año 1893 en 10kV aparecen en el mercado los cableas API. Posteriormente en los años 60 en EEUU aparecen en 10kV cables de aislación de polietileno no reticulado.
Actualmente contamos con cables API y cables en XLPE. Dentro de los cables utilizados vamos a diferenciar y a estudiar las características constructivas de los siguientes diseños:
- Cables Subterráneos de MT
- Cables Preensamblados de MT
- Conductores protegidos convencionales y “spacer”.
1. CABLES SUBTERRANEOS DE MEDIA TENSION
El cable subterráneo posee las siguientes partes:
Fig. 1 Partes del cable MT.
Conductor: Has cableado de cobre o aluminio. El número de cable estará definido en la norma correspondiente al cable.
Semiconductora: Obtiene un campo eléctrico radial de manera uniforme sobre el conductor y bajo las pantallas metálicas.
Pantalla metálica o hebras de cobre: Cumple la función de enviar las corrientes de cortocircuitos a tierra y confinar el campo eléctrico y radializarlo.
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Aislamiento: Es el dieléctrico que será normalizado según la tensión nominal del cable. Posee la función de aislamiento y en la actualidad el uso es principalmente con XLPE (polietileno reticulado)
Cubierta: Posee la función de proteger mecánicamente al conductor.
Los cables de Media tensión se van a clasificar por las siguientes características:
- Tipo de Aislación
- Configuración del conductor
- Según el campo eléctrico
- Tipo de pantalla
1.1 Tipo de Aislación
Aislación PAPEL IMPREGNADO. (API). Primer uso operativo: aprox. 1893
(10KV) en Inglaterra.
Fig. 2. Cables API
Aislación SECA. Comienzo de uso: años 60’ (EEUU, 10 KV, aislación de
polietileno lineal no reticulado).
Fig. 3. Cable XLPE
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Por ejemplo para el caso de circular concéntrico existen diferentes variantes de esa configuración. Por ejemplo cables COPPERWELD:
Fig. 4. Formación geométricas de cables.
1.3 Según el Campo Eléctrico.
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RADIAL
- Unipolar
- Tripolar Aislación seca con pantalla
- Tripolar API Triplomo
Fig. 5. Campo radial
NO RADIAL
Tripolar API monoplomo
Fig. 6. Campo no radial
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Bloqueos de humedad
Los conductores con aislación en XLPE presenta un problema denominado “water treeing” (arborizaciones húmedas) cuando absorbe humedad en presencia de un campo eléctrico elevado.
Produce ramificaciones (tipo ramas de árbol) formando un camino para la conductivo que produce descargas parciales y un eventivo fallo de la aislación produciendo un cortocircuito.
Para esto se utilizan los bloqueos de humedad en el conductor y en la pantalla metálica que son polvos absorbentes de humedad y/o hilos o cintas de gel absorbentes, de esta manera no ingresa humedad al conductor y se evitan las fallas por descargas parciales.
Fig. 7. Descargas parciales
Fig.9 Ensayo de DP.
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CABLES PREENSAMBLADOS DE MEDIA TENSIÓN
Fig. 10. Cables preensamblados
Constructivamente es idéntica a la de un cable de Media Tensión, con excepción de la cubierta exterior y el foro del portante de acero que debe de estar protegido contra rayos UV. Se utilizan compuestos con contenido de negro de humo.
El fijador de acero forrado cumple la función de sostener los conductores en el tendido aéreo.
2. CONDUCTORES PROTEGIDOS CONVENCIONALES / SPACER.
3.1 Protegidos (Redes Convencionales)
Son conductores desnudos con una capa de XLPE
Fig. 11. Cables protegidos. Conductor: Resistente mecánicamente por lo que se utiliza aleación de aluminio.
Néstor Blanché 2.2 SPACER (Uso para redes compactas)
Se instala con un fijador de acero que sostiene los tres conductores protegidos mediante espaciadores o “perchas” (spacer)
Figura.13. SPACER
La utilización de este tendido SPACER posee las siguientes ventajas:
Minimiza las podas Los conductores ocupan menor espacio Se pueden utilizar en dobles ternas Mejor impacto visual
3. ZANJAS Y CANALIZACIONES.
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Zanjeado Se realiza manual o mecánicamente manteniendo la zona con seguridad. Se realiza a diferentes profundidades según la característica del cable a tender:
Fig. 14. Zanjeados
El punto de profundidad se toma desde la cara superior de la vereda existente o en el caso de terrenos del punto más bajo del terreno.
Colocación de arena y Ladrillo La arena a colocar sobre los cables debe ser dulce con grano máximo 3mm.Los ladrillos deben de ser de buena calidad, resistentes a golpes.
Tender el cable sobre la zanja y agregar luego 15cm de arena, Luego se centra sobre el cable los ladrillos juntos unos con otros según los diferentes dibujos basados en la tensión del cable.
Hasta 20kV
Fig. 15. Ladrillos para hasta 20kV.
Para 30kV
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Fig. 18. Cruces de calles y carreteras.
Caños sobre arena
Fig. 19. Caños sobre arena.
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- EMPALMES Y TERMINALES
EMPALMES
Fig. 20. Empalme de MT
TERMINALES
Fig. 21. Terminal de MT
TECNOLOGÍAS
a) Tecnología termocontraible: se utiliza una fuente de calor para contraer los tubos o “botas” de trifurcación incluidos en el conjunto.
Fig. 22. Empalmes Termocontraíbles.
b) Tecnología “en frío”: No necesita fuente de calor para montar los elementos del conjunto. Existen dos:
Premoldeados- Los elementos del kit se colocan a presión mediante grasa de silicona.
Preexpandidos- Los elementos del conjunto se encuentran ya expandidos en la caja del kit, instalados en algún tipo de soporte (espiral plástico) que se retira al momento de montar el accesorio.
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Notas: La designación del punzón se encuentra grabada en el propio elemento. La matriz hexagonal está definida por la distancia entre lados opuestos del hexágono (cota “c”).
Tabla I. Valores normalizados.
Identación profunda
Fig. 24. Empalme con identación profunda.
Compresión Hexagonal
Fig. 25. Herramienta para compresión Hexagonal..
Fig. 26. Índice de Compresión.
c
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Valores ideales: 0,8<T.C<0,95 según tipo y naturaleza del cable
T.C > 0,95: Sub-compresión. Problemas de resistencia mecánica y eléctrica
T.C < 0,8: Super-compresión. Problemas de reconstitución de aislamiento en MT
5. TENDIDOS DE CABLE
El tendido del cable es muy importante ya que una mala manipulación del cable producirá a posterior fallas en el sistema eléctrico. Por lo que se debe de tener especial atención a los siguientes puntos:
Fig.26. Tendido de cable MT
Se describen las consideraciones a tomar:
Bobinas Debe estar libre de golpes y con capuchones en las puntas del cable a modo de proteger el conductor de la humedad.
Fig.27 Detalle de una bobina
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Radio de curvatura máximo de los cables Se aplica la siguiente tabla según norma UTE:
Cable MT Radio de Curvatura (cm)
Diámetro exterior aproximado cable en mm XLPE, unipolar Al, 12/20 kV 240 mm^2 56 XLPE, unipolar Al, 18/30 kV 240 mm^2 61 XLPE, unipolar Al, 18/30 kV 500 mm^2 80 API, Tripolar Cu, 6/10 kV 3x120 mm^2 55 API, Tripolar Cu, 18/30 kV 3x120 mm^2 80 API, Tripolar Cu, 18/30 kV 3x240 mm^2 95
Tabla II. Radios de curvatura.
Método para verificar el radio de curvatura o ángulo de tendido:
Fig. 31. Radio de curvatura método de verificación.
1.- Identificar los puntos A y B, donde el cable comienza a "curvarse", trazar las rectas a y b que son las prolongación del cable antes y después de la curvatura.
2.- Trazar la perpendicular a la recta a por el punto A y a la recta b por el punto B. determinándose el punto O, centro de curvatura
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3.- Con un hilo de largo igual al radio de curvatura mínimo para el cable tendido (según tabla anterior) se fija un extremo en el punto O y estirándolo se describe el arco de circunferencia marcado en el dibujo (Trazo punteado).
4.- La curvatura del cable es correcta si el arco de circunferencia descripto por el hilo está dentro de la zona curva determinada por el cable.
También se puede verificar el radio de curvatura comparándolo con el núcleo de la bobina.
Puesta a tierra de cable MT
Se debe poner a tierra los flejes metálicos y/o pantallas metálicas de los cables en ambos extremos para tramos mayores a 40m, para tramos menores en uno solo de sus extremos.
Formación de los cables
Todos los cables de una fase deben de tener prácticamente una misma impedancia a modo de evitar que no trasmita más corriente y por lo tanto se recaliente.
Fig. 32. Cables de formación plana.
Para el caso de líneas cortas L<10km no es relevante que los cables no posean la misma impedancia.
