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CABLES DE MEDIA TENSIÓN PARA INSTALACIONES FIJAS

Cables para Baja Tensión Cables para Media Tensión

Cables de Baja Tensión Vs. Media Tensión

Cables de Media Tensión para Instalaciones Fijas

Cables de Baja Tensión Vs. Media Tensión

Cables de Media Tensión para Instalaciones Fijas

Propósito

Mejorar la comprensión sobre las características, funciones, y terminología relacionadas con los cables para media tensión fabricados en Nexans con el propósito de potenciar su venta.

Cables de Media Tensión para Instalaciones Fijas

Objetivos

Al finalizar esta capacitación, el participante será capaz de:

Identificar los elementos básicos que componen un cable para media tensión.

Reconocer las alternativas para cada componente del cable que son de común fabricación en Nexans de acuerdo a las normas ICEA más usadas.

Relacionar las componentes básicos de un cable para media tensión en función del nombre del producto.

Cables de Media Tensión para Instalaciones Fijas

-Normativa -Niveles de Tensión -Componentes de los cables para media tensión Función, Materiales, Alternativas -Denominación de productos. -Resumen

Contenido

Cables de Media Tensión para Instalaciones Fijas

Documento Normativo: Documento aprobado en consenso por un organismo reconocido, que establece reglas, directrices o características de un producto o proceso.

Normativa

Especificaciones técnicas

Reglamentos

Normas

Cables de Media Tensión para Instalaciones Fijas

Normativa Colombiana

Normas

Cables de Media Tensión para Instalaciones Fijas

Voltajes o Niveles de Tensión

Nivel de Tensión Según RETIE 2013 NEC 2011 ICEA S-93-639 / NEMA WC 74 / UL 1072

Alta Tensión 57,5 kV a 230 kV - -

Media Tensión > 1.000V <57,5kV 2001V a 35000 V

5kV; 8kV; 15kV; 25kV; 28kV; 35kV; (ICEA hasta 46kV)

Baja Tensión Desde 25V hasta 1000V

600V, 2000V -

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Componentes de los cables

Diseños simples

Diseños complejos

Cables de Media Tensión para Instalaciones Fijas

Grupo de alambres empleados para el transporte de electricidad.

Propiedades: -Excelente conductividad eléctrica -Excelente resistencia a ambientes agresivos -Fácil de procesar y reciclar

Componentes/Conductor

Materiales más usados: Cobre Aluminio y sus aleaciones

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Según la construcción:

Tipos de Conductores

Sólido

Concéntricos

Flexibles

Conc. Normal

Conc. Comprimido

Conc. Compactado

Componentes/Conductor

Construcción estándar y preferida para cables de Media Tensión

Cables de Media Tensión para Instalaciones Fijas

Clasificación según la clase de cableado:

Clases AA , A , B , C , … I … K … M

Según Normas ASTM Sólidos Calibres AWG y kcmil (MCM) Compactados: clase única Concéntricos Normales y Comprimidos: Clases AA, A, B, C. Flexibles comp. Bunch: Clases I, K, M.

Componentes/Conductor

Cables de Media Tensión para Instalaciones Fijas

Componentes/Semiconductivos

Reduce concentraciones del campo eléctrico y lo confina en forma adecuada a la masa de aislamiento. Extruidos simultáneamente con el aislamiento.

Estándar para cables desde 5kV.

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Componentes/Aislamiento

Confina la corriente eléctrica en el conductor.

Materiales más usados: XLPE (Polietileno Reticulado)

XLPE-TR (XLPE retardante a las arborescencias)

EPR (Goma de Etileno Propileno. EPDM, HEPR)

Según el material se limita la temperatura de servicio: XLPE o EPDM: 90°C EPDM: 105°C:

Arborescencia en XLPE

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Componentes/Aislamiento

Voltaje de Servicio / Voltaje de Operación / Voltaje Nominal

Voltaje entre fases Ejemplo: 5kV, 8kV, 15kV V F-F

Voltaje entre fase y tierra Ejemplo: 2.9kV, 4.6kV, 8.7kV V F-T

Cables de Media Tensión para Instalaciones Fijas

Componentes/Aislamiento

Según las protecciones con que cuente el sistema, el aislamiento del cable se puede especificar de acuerdo a un Nivel de Aislamiento (“IL”: Insulation Level)

Nivel de Aislamiento

Tiempo de despeje de fallas a tierra

Observaciones

100% IL < 1 minuto Empleado en la mayoría sistemas

aterrizados.

133% IL 1 minuto a 1 hora Usado para sistemas levantados de tierra. Cuando se quieran espesores mayores al

100%IL

173% IL indefinido No considerado en norma UL 1072.

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Componentes/Aislamiento

Fuente: ICEA S-93-639. 2006

Voltaje entre Fases [V] calibre AWG / MCM Espesor mín. Aislamiento

100% IL 133% IL 173% IL

2.001 – 5.000 8AWG-1000MCM 2,16 2,16 3,43

1001-3000MCM 3,43 3,43 3,43

5.001 – 8.000 6AWG-1000MCM 2,79 3,43 4,19

1001-3000MCM 4,19 4,19 5,33

8.001 – 15.000 2AWG-1000MCM 4,19 5,33 6,22

1001-3000MCM 5,33 5,33 6,22

15.001 – 25.000 1AWG-3000MCM 6,22 7,75 10,12

25.001 – 28.000 1AWG-3000MCM 6,73 8,38 10,8

28.001 – 35.000 1/0-3000MCM 8,38 10,2 13,97

35.001 – 46.000 4/0-3000MCM 10,8 14,0 -

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Componentes/Pantalla Metálica

Consta de alambres, cintas o combinación de alambres y cinta. Puede ser: • Para propósitos electrostáticos. • Para conducir corriente de falla.

• Como conductor neutro. ICEA S-94-649 especifica la construcción del neutro concéntrico

-Neutro completo =100% sección de la fase. Tipo “URD” -1/3 de Neutro = 33% sección de la fase. Tipo “URD-TRI”

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Componentes/Revestimiento

Protege al cable de los agentes externos del medio ambiente, tanto en la operación, como en la instalación.

Materiales más usados: •PVC (Policloruro de Vinilo) •PE (Polietileno) •Poliolefinas no halogenadas (HFFR) (LS0H)

Según sus propiedades térmicas, químicas y mecánicas se puede emplear para distintas condiciones de servicio: Enterrado, expuesto a químicos, en bandejas porta-cables, etc.

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Componentes/Ensambles

Monoconductor Multiconductor

Multiplexados

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Componentes/Polarización

Método que permite diferenciar e identificar cada una de las fases de un cable multiconductor.

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Componentes/Conductores de tierra y pilotos

Conductores de tierra: conducen las corrientes de falla a tierra. En los cables de media tensión generalmente son desnudos y están en contacto con las pantallas de las fases.

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Componentes/Cintas Separadoras

Separa distintas capas del cable para evitar que se adhieran entre sí.

Materiales: Cinta poliéster. Se conoce también como cinta PET o cinta Mylar. En algunos casos se pueden requerir propiedades adicionales: semiconductiva, mayor resist. mecánica, retardancia a la llama, etc

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Componentes/Rellenos

Ayuda a darle una forma circular y homogénea al cable para facilitar la aplicación de las siguientes capas.

Materiales:

-Para rellenos extruídos: Cualquier material compatible con la aislación y revestimiento del cable.

-Hilados: Polipropileno, Yute.

Cuando el relleno está bajo una armadura, se conoce como: “cama de armadura”.

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Componentes/Armaduras

Refuerzo mecánico que protege al cable de impactos o de elevados esfuerzos de tracción.

-Cintas helicoidales. -Alambres helicoidales.

Materiales: Acero Galvanizado Aluminio Latón Cobre duro

Los cables monopolares usados en corriente alterna NO se pueden reforzar con armaduras de acero!!! Opciones: aluminio o latón.

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Componentes/Bloqueo de Humedad

Evita la penetración de humedad y agua hacia el interior del cable

Bloqueo Radial

Bloqueo Longitudinal

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Denominación de Productos

MV: Media Tensión (Medium Voltage) Versiones con Neutro Concéntrico: XT-URD, XT-URD-TRI, EP-URD, … *El material más usado es el XLPE

Denominación UL y NEC (USA)

Cantidad de conductores

Material Aislamiento

Material Revestimiento

Denominación Nexans Chile

Denominación Nexans Perú

MV-90

Monopolar

XLPE PVC XT N2XSY

XLPE PE XP N2XS2Y

EPR PVC ET NGSY

EPR PE EP NGS2Y

Monopolar ó Multipolar

XLPE ó EPR* HFFR FREETOX FREETOX

Multipolar XLPE PVC XMT N2XSEY

EPR PVC EMT NGSEY

MV-105 Monopolar EPR PVC ET-105 NGSY

Multipolar EPR PVC EMT-105 NGSEY

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Ensayos de Tg δ y Descargas Parciales

Defectos o fallas en Cables de Media/Alta tensión

Cruce en cable de Media/Alta tensión

Tg δ y Factor de Pérdidas

Diagramas temporal y fasorial de voltaje y corriente

Factor de Pérdidas (Factor de Disipación)

Tg δ = IR / IC

Factor de Potencia Cos φ = IR / I

δ y φ son complementarios

Para ángulos de δ pequeños Tg δ y Cos φ son muy similares

Tg δ y Factor de Pérdidas

Procedimiento medición Tg δ norma IEC 60502-2

Requisitos Tg δ norma IEC 60502-2

Cables están en buena condición, si: tan δ (2 Uo) < 1,2 % y *tan δ (2 Uo) - tan δ (Uo)] < 0,6 % Cables están en mala condición (o deben ser reemplazados inmediatamente) si: tan δ (2 Uo) ≥ 2,2 % o *tan δ (2 Uo) - tan δ (Uo)+ ≥ 1,0 % Cables EPR y TR – XLPE tiene valores absolutos mas altos de Tan Delta que los valores de XLPE, sin embargo los cambios en Tan Delta son el criterio más importante que hay que tomar en cuenta.

Valores aplicables de Tg δ

Equipo de medición Tg δ y resultado de un ensayo

Descargas Parciales

Descargas Parciales

Descargas Parciales

Descargas Parciales

Requisitos norma IEC 60502-2

Requisitos norma ICEA S-93-639

Requisitos norma ICEA S-93-639

Ensayos de Tensión / Rigidez Dieléctrica

Ensayos de Tensión / Rigidez Dieléctrica

Resultados de ensayos

Patrones de Descargas Parciales

Valores de Descargas Parciales

GRACIAS POR SU PARTICIPACIÓN