InfocablesNúmero 21

Abril de 2012

Bogotá - Colombia

Nuevos cableslibres de halógenos Procables.Los más seguros para lugares cerrados y concurridos, en caso de incendio.

2 - Infocables

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Las opiniones expresadaspor los entrevistados no son

responsabilidad de Procables.

Infocables EditorialProcables ofrece:Nuevos tipos de aislamiento en cables de media tensión, fuerza y control. Procables ha desarrollado otras alternativas en cables eléctricos especializados, para satisfacer las nuevas necesidades del mercado, con innovadores componentes en aislamientos y chaquetas, los cuales proporcionan ventajas diferenciales frente a otras opciones.

Una de estas ventajas para los cables de media tensión Procables, es el aislamiento en EPR, ideal para aplicaciones de tipo industrial donde se requiere mayor flexibilidad. Otra característica de los cables monopolares y multiconductores de fuerza y control, son los aislamientos libres de halógenos, fabricados para instalaciones en lugares cerrados y de aglomeración. La causa más común de incendio en sitios donde la concentración de personas es alta (hospitales, teatros, centros comerciales, etc.), son las sobrecargas eléctricas. En el proceso de combustión las chaquetas de los cables eléctricos emiten humos densos que pueden afectar de forma inmediata a las personas que se encuentren en el entorno.

Los nuevos cables libres de halógenos Procables poseen compuestos en los aislamientos que generan baja densidad de humos y sin contenido halógeno, ideales para instalaciones en sitios cerrados de gran afluencia. Estos conductores de alta seguridad, se encuentran disponibles inicialmente en referencias de cables fuerza y control, fabricados bajo norma y certificados por el CIDET.

En esta edición, reseñamos las ventajas de los nuevos aislamientos y chaquetas de los conductores especializados, con el soporte de las diferentes pruebas de laboratorio aplicadas a estos materiales.

Nota: Si usted desea recibir esta publicación o si tiene alguna pregunta sobre los temas aquí tratados,

por favor escríbanos al correo electrónico:mercadeo@procables.com.co

InfocablesNúmero 21

Abril de 2012

Bogotá - Colombia

Nuevos cableslibres de halógenos Procables.Los más seguros para lugares cerrados y concurridos, en caso de incendio.

Contenido

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Cables libres de halógenos Procables.

Procables ofrece otra opción en aislamientode cables para media tensión: EPR

Infocables - 3

L os conductores Procables, fabrica-dos con este tipo de aislamiento y chaqueta, han sido debidamente

evaluados en laboratorios acreditados. Las pruebas aplicadas fueron las necesarias contempladas en las normas y todos los resultados fueron de cumplimiento con los requerimientos.

Las pruebas que describen el comporta-miento de los aislamientos y chaquetas como materiales, frente a condiciones de fuego son:

• Contenido de halógenos.• Contenido equivalente de ácido.• PH mínimo de los humos.• Conductividad máxima de los humos.• Generación de humos.• Transmitancia.

Procables ha desarrollado cables multiconductores y monopolares utilizando aislamientos especiales que no contienen elementos halógenos, con una alta retardancia a la llama (FR), aptos para uso en bandejas portacables (CT), amigables con el medio ambiente (sin contenido de plomo, halógenos, azufre y antimonio), baja emisión de humos, baja corrosión, baja toxicidad, excelente resistencia a agentes externos (rasgado, impacto, abrasión, rayos solares, humedad) y una apropiada flexibilidad.

Cables libres de halógenosProcables.

Estas pruebas son aplicadas a las muestras del material del aislamiento o chaqueta y evalúan el contenido de halógenos así como la generación de humos y las características de los mismos. Tabla Nº 1.

El cable como un todo, es evaluado frente al comportamiento al fuego mediante la prue-ba de propagación de incendio en bandeja vertical (Tray Cable).

Low Smoke y Halogen Free

Existe una terminología relativamente gene-ralizada para los términos “LS” (Low Smoke - Baja emisión de humos) y “HF” (Halogen Free - Libre de Halógenos). Este último hace referencia a la necesidad ecológica de re-ducir los elementos halógenos que aumentan la contaminación atmosférica. Para esto se

Tabla Nº 1.

Pruebas de laboratorio

ICEA S-95-658 y S-73-532 Aislamiento Chaqueta Cable Resultado

Contenido equivalente de ácido (máx.) 0.00 % 0.00 % – Cumple

LSHF(Low Smoke

Halogen Free)

2.00 %

Contenido de halógeno (máx.)

Generación de humos

0.00 % 0.00 % – Cumple0.20 %

DS4 (máx.) < 1 < 5 – Cumple50

Dm (máx.) < 55 < 50 – Cumple250

Prueba bandeja vertical del cable - - Pasa CumpleDebe cumplir

Norma Resultados Procables

RESULTADOS DE LAS PRUEBAS APLICADAS A CABLES LIBRES DE HALÓGENOS PROCABLES.

No.1267RETIE No. 1871

No.1268RETIE No. 1872

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Prueba comparativa de emisión de humos para materiales de aislamiento y chaqueta. En dos urnas de cristal, se exponen de forma simultánea dos materiales diferentes de aislamiento (polímero halógeno PVC, a la izquierda de la foto vs. polímero libre de halógenos PE LSHF, a la derecha de la foto), a una elevada temperatura que alcanza el punto de ignición. Como se puede observar en la imagen, el material libre de halógenos tiene una mínima emisión y baja cantidad de humos con respecto al material halógeno.

crean compuestos de aislamiento o chaqueta, libres de halógenos.

El término HF es usualmente utilizado para describir el comportamiento del compuesto frente al fuego, en unión con el término “LS” se usa para describir un cable que tiene una baja emisión de humos y mínimo contenido de gas halógeno cuando entra en combustión (LSHF).

De acuerdo con las Normas ICEA, la terminología está relacionada con los métodos de pruebas y los correspondientes requisitos:

• LS (Low Smoke): describe un producto que cumple con los requisitos de la prueba de generación de humos.

• HF (Halogen Free): describe un producto que cumple

con la prueba de contenido equivalente de ácido y contenido halógeno.

Aislamientos libres de halógenos (LSHF)

Para ofrecer un aislamiento con un excelente compor-tamiento a la llama y de baja emisión de humos densos y tóxicos, inicialmente los fabricantes de compuestos para aislamiento ofrecieron un PE (Polietileno) con aditivos que lo hacían retardante a la llama (FR-Flame Retardant), pero que contenían bromo y por lo tanto halógeno. Si bien estos aislamientos tenían un excelente comportamiento frente a la propagación de la llama y una baja densidad de combustión en la emisión de humos, éstos continuaban

teniendo una composición acidulada y halógena, razón por la cual surgió la necesidad de encontrar aditivos que le dieran al PE características de no propagación de la llama, con una mínima emisión y densidad de humos sin contenido halógeno. De esta forma los polietilenos con aditivos basados en óxidos metálicos fueron desarrollados dando lugar a los aislamientos retardantes a la llama sin componentes halógenos.

Este tipo de aislamientos con óxidos metálicos, presentan unas características de resistencia de aislamiento y de elongación que no son sustancialmente menores a las del polietileno sin aditivos.

Reglamentación y normatividad

Para estos casos el RETIE dice: “Cuando las características de la instalación requieran que el aislamiento y/o chaqueta sea de bajo contenido de halógenos, deben tenerse en cuenta normas tales como: IEC 60754-1-2, IEC 61034-2, IEC 331 e IEC 332-3”.

IEC 60754 Prueba de gases generados durante la combustión de cables eléctricos.

Parte 1: determinación de la cantidad de gas ácido halógeno.

Parte 2: determinación del grado de acidez de gases generados durante la combustión de los materiales tomados de los cables eléctricos midiendo el pH y la conductividad.

IEC 61034 Medición de la densidad de humos en los

cables bajo condiciones definidas. Part 1: prueba del aparato. Part 2: método y requisitos de la prueba.

IEC 331 Prueba de cables eléctricos bajo condiciones de fuego.

IES 332-3 Pruebas en los cables eléctricos bajo condiciones de fuego. Prueba para propagación vertical de la llama de alambres o de cables agrupados, montados verticalmente.

Parte 22: categoría A F/R. Parte 23: categoría B. Parte 24: categoría C. Parte 25: categoría D.

Las normas IEC 60754 y 61034, tienen aplicación en cuanto a los gases o humos liberados durante la combustión; la primera en la determinación de la cantidad y grado de acidez, y la segunda en la determinación de la densidad u opacidad. Tablas Nº 2 y Nº 3.

Infocables - 5

(*) PVC: Cloruro de polivinilo, PVC/NY: PVC Nylon, LSHF (Low Smoke, Halogen Free).

Tabla Nº 4.

Tabla Nº 5.

La Norma IEC 331 es aplicable a cables que deben seguir funcionando aún en condiciones extremas mecánicas de fuego y de temperatura.

La Norma IEC 332-3 evalúa la capacidad de retardancia a la llama y el comportamiento en condiciones de fuego; es similar a la evaluación de un cable para determinar si es apto para instalación en bandejas portacables (CT).

Otras normas adicionales como la ANSI/NEMA WC70 ICEA S-95-658 Power Cables rated 2000 Volts or less for the Distribution of Electrical Energy, su equivalente NTC 1099-1 Cables de potencia de 2000 Voltios o menos, para distribución de energía eléctrica, la Norma ANSI/NEMA WC 57 ICEA S–73–532 Standard for Control, Thermocouple extension and Instrumentation Cables, de amplia y reconocida aplicación en el sector eléctrico y de manufactura de cables, han establecido requisitos para el contenido de halógenos y la generación de humos en combustión cuando se utilicen materiales (aislamientos y chaquetas) del tipo HF (Halogen Free). Tabla Nº 4.

ICEA S-95-658, ICEA S-73-532,NTC 1099-1

Contenido equivalente de ácido (máx.)

Prueba bandeja vertical y humos del cable

2.0 %

Contenido de halógeno (máx.)

Generación de humosen Flameo

0.2 %

DS4 (máx.)

Dm (máx.)

50

250

Generación de humossin flameo

DS4 (máx.)

Dm (máx.)

50

350

Debe cumplir

LSHF(Low Smoke Halogen Free)

Certificados

Con base en las estrictas pruebas realizadas en laboratorios de México (acreditados por los organismos internacionales y bajo la Norma IEC 17025) y en las pruebas aplicadas en los laboratorios de Procables (debidamente reconocidos por diversas entidades de certificación y con base en el Sistema de Gestión Integrado de Procables, bajo normas ISO 9001 y 14001), el CIDET ha otorgado los certificados que se aprecian en la Tabla Nº 5. Con esta nueva línea de productos con aislamientos y chaquetas libres de halógenos, además de todas las características eléctricas, mecánicas y de desempeño como la instalación en bandejas portacables (CT) y la retardancia a la llama (FR), Procables pone a disposición de sus clientes y usuarios los cables de fuerza y de control para cuando las exigencias de la instalación y normatividad así lo requieran.

Estos cables no solamente ofrecen una seguridad a los instaladores y usuarios; son también totalmente amiga-bles con el medio ambiente.

Especificaciones1268 / 1872 1267 / 1871

Nº DE CERTIFICADO

Norma

CT (apto para uso en bandeja portacables)

ICEA S-95-658,NTC 1099-1 / RETIE

Tipo Fuerza multiconductor

Cu, AA-8000

PVC, PVC/NY, LSHF

PVC, LSHF

14 - 4/0 AWG

Conductor

Aislamiento (*)

Chaqueta (*)

Calibres

Todos

ICEA S-95-658,NTC 1099-1 / RETIE

Fuerza monopolar

Cu, AA-8000

LSHF

–

14 AWG - 1000 kcmil

> = 12 AWG

ICEA S-73-532,NTC 3942 / RETIE

Control multiconductor

Cu

PVC, LSHF

PVC, LSHF

22 - 9 AWG

> = 18 AWG

Tabla Nº 2.

Tabla Nº 3.

Norma IEC 60754

Parámetro Requisito

Contenido equivalente de ácido (máx.) A determinar

PH mínimo 4.3

Conductividad máxima (µS/mm) 10

Norma IEC 61034

Parámetro Requisito

Transmitancia mínima 60 %

6 - Infocables

con el paso del tiempo, en especial cuando la longitud del circuito es larga y los factores de utilización son bajos, para las aplicaciones en media tensión.

Control de arborescencias

Como ya se ha analizado, uno de los factores que se debe evaluar con mucha atención en los cables para media tensión es la vida útil, que se debe al hecho de estar sometido a posibles fallas (arborescencias) en el aislamiento.

La arborescencia es una degradación del polímero, el cual está sometido a un gran esfuerzo eléctrico y presencia de humedad en el aislamiento. Dicha condición ocasiona la formación de caminos o árboles que se pueden originar desde la parte donde el aislamiento está expuesto a mayor esfuerzo hacia la zona de menor esfuerzo (Ver Figura 1), es decir, desde cercanías del conductor hacia la pantalla, en sentido inverso (Ver Figura 2) o inclusive iniciando en la parte media (Ver Figura 3). En todos los casos, una vez desarrollada la arborescencia, continúa su crecimiento hasta debilitar totalmente el aislamiento, produciendo en su fase final una ruptura del mismo con la consecuente falla.

Los cables para media tensión1 han sido tradicionalmente aislados con polietileno reticulado (XLPE). En las últimas décadas se ha utilizado el caucho de etileno

propileno (EPR) y el polietileno reticulado retardante a las arborescencias2 (XLPE-TR). Empresas de generación, trans-misión y distribución de energía, así como otras dedicadas a la industria química y petrolera han utilizado estos cables de media tensión por muchos años. Los aislamientos anteriormente mencionados han tenido un buen desempeño en los conductores durante su vida útil y cada uno de ellos tiene una ventaja específica.

En las longitudes usuales de una instalación en una empresa de distribución, las pérdidas en vacío3 del EPR no son signi-ficativamente mayores que las del XLPE o XLPE-TR

El XLPE, de amplia utilización, puede llegar a desarrollar problemas de arborescencias sobre todo cuando en la instalación y en la operación el cable se ve expuesto a altas condiciones de humedad. Por esta razón, Procables produce cables con aislamiento XLPE-TR, formado a partir de XLPE y aditivos Tree Retardant4 para que la formación de arborescencias se produzca con menor intensidad y su aparición se retrase.

Además de las excelentes propiedades dieléctricas, los aislamientos XLPE y XLPE-TR presentan unas pérdidas dieléctricas o pérdidas en vacío muy bajas; esta condición asegura un menor costo de operación de aislamientos XLPE

Procables ofrece otra opción en aislamiento de cables para media tensión: EPR

1 Se consideran cables de media tensión con 5, 8, 15, 35 y 46 kV de tensión nominal de operación.

2 Arborescencia es un fenómeno que ocurre en los aislamientos de media y alta tensión, el cual consiste en caminos formados por la degradación del polímero en la presencia de humedad y alto campo eléctrico.

3 En cables de media y alta tensión las pérdidas en vacío deben ser consideras en los análisis mientras que en cables de baja tensión éstas son despreciables; estas pérdidas son proporcionales al cuadrado de la tensión de operación.

4 Aditivos del aislamiento EPR, retardantes a la arborescencia.

El caucho EPR es una excelente elección cuando la aplicación específica de un cable para media tensión requiere flexibilidad durante la instalación, operación e incluso el mantenimiento. Es muy conveniente que esta ventaja vaya acompañada de un cableado flexible, dado que el desempeño involucra tanto la flexibilidad del conductor como la del aislamiento.

Figura 1. Desde el interior.

Infocables - 7

Cables para media tensión de Procables

Los cables para media tensión marca Procables están fabricados con las mejores materias primas disponibles:

1. Conductor Conductor en cobre de 99.95 % de pureza y una conductividad

superior al 100 % IACS o en aluminio 1350 con pureza mínima de 99.5 % y conductividad superior a 61.2 %.

2. Semiconductoras De tipo “Clean” y de acabado liso, compatibles con el con-

ductor metálico y el aislamiento.

3. Aislamiento En todos los cables de media tensión, Procables utiliza

XLPE-TR o EPR, los cuales son totalmente adecuados para esta aplicación, con excelente desempeño y vida útil.

4. Pantalla metálica o neutro concéntrico En cinta de cobre o en hilos de cobre, con elementos bloquea-

dores de humedad tanto en el conductor como en la pantalla.

5. Chaqueta Está hecha con material termoplástico con características

especiales requeridas como resistencia a la luz solar, alta re-sistencia a la propagación de la llama, resistencia al impacto, resistencia a los agentes químicos, resistencia a los aceites, etc.

Instalación

Durante la instalación de los cables para media tensión se deben aplicar todas las recomendaciones y provisiones necesarias para que no se introduzca agua ni humedad en las puntas o extremos del cable. En caso de que la chaqueta externa se rasgue, se debe evitar que el agua o la humedad se filtren radialmente.

Elija el aislamiento correctode acuerdo con su aplicación

La decisión de utilizar XLPE-TR o EPR como aislamiento radica básicamente si en la aplicación se requiere una flexibilidad mejorada, en cuyo caso el aislamiento a usar es EPR y se sugiere un conductor de mayor flexibilidad que la estándar, por ejemplo reemplazando cableado Clase B por Clase C.

Por otra parte, algunas empresas de distribución y en especial algunas petroleras prefieren el EPR debido a que lo han utilizado en el pasado y tienen cierto grado de preferencia o confianza en este aislamiento.

4 IACS: International Annealed Copper Standard; 100% corresponde a una resistividad de 17,241 Ωmm2/km.

Fuente de las imágenes: Long-life XLPE insulated Power cables Research and Apply Center Georgia Tech

Figura 3. En el medio.

Figura 2. Desde el exterior.

Para minimizar este tipo de fallas y prolongar la vida útil de los conductores para media tensión, Procables fabrica conductores con aislamiento XLPE-TR polietileno reticulado retardante a las arborescencias, especialmente diseñado para limitar y retardar la formación de dichas degradaciones.

Por otra parte, Procables utiliza materiales como el EPR en los aislamientos, ya que tienen un excelente comportamiento frente a la formación de arborescencias. Estos conductores son fabricados bajo solicitud de pedido especial.

En relación con el blindaje del conductor más comúnmente conocido como “Primera Semiconductora”, Procables emplea materiales de tipo limpio y de acabado suave, que proporcionan una adecuada interfaz entre el conductor me-tálico (cobre o aluminio) y el aislamiento. De la misma forma, en el blindaje del aislamiento o “Segunda Semiconductora”, para crear una transición entre el aislamiento y la pantalla metálica de cinta o hilos de cobre.

En la reticulación o curado del aislamiento, Procables aplica el proceso de reticulado en seco, es decir, la atmósfera que transmite el calor al aislamiento es de gas inerte como el nitrógeno y no de vapor de agua. El método que utiliza vapor de agua podría resultar con microburbujas que contienen vapor, aumentando la probabilidad de formación de arborescencias o descargas parciales.

El calentamiento global no es mas que el incremento ace-lerado de la temperatura de la Tierra debido al aumento de gases “efecto invernadero” que se concentran en la atmósfera. Estos gases retienen las radiaciones que emite la Tierra por lo que disminuyen la transferencia de calor desde el Planeta hacia el espacio exterior.

El “efecto invernadero”, es un sistema cerrado que pro-voca que todas las emisiones o procesos de combustión generados en el Planeta, tiendan a calentar la parte que se encuentra entre la capa de ozono y la superficie de la Tierra, dando lugar a un aumento de la temperatura.

¿Cuáles son las consecuencias del calentamiento global?• Temperaturas más cálidas: las temperaturas promedio han

aumentado y continuarán incrementándose, al igual que la frecuencia de las olas de calor, produciendo sequías, incendios forestales y propagación de enfermedades.

¿Sabe qué es el calentamiento global?

Referencias bibliográficas:http://www.fum.edu.co/snies/inst/programas/potal_admin/imp_amb/calentamiento_global-DEFINITIVO.pdfhttp://calentamientoglobalclima.org/

El término calentamiento global es muy nombrado en la actualidad y lo escuchamos casi a diario.

Pero…¿sabemos realmente qué es y cómo podríamos reducir su impacto?

¡Nuestro compromiso ambiental también puede ser el suyo!

• Lluvias intensas: las temperaturas más cálidas aumentan la energía del sistema climático y a veces producen lluvias más intensas en algunas áreas.

• Huracanes más peligrosos y poderosos: aguas más calientes en los océanos aportan más energía a las tormentas tropicales, convirtiéndolas en fenómenos destructivos e intensos.

• Aumento del nivel del mar como resultado de la expansión térmica de los océanos por el derretimiento de la mayoría de las montañas glaciares y parcialmente de los casquetes de hielo en el oeste del Antártico y en Groenlandia.

• Cambio de los ecosistemas y muerte de especies por aumento de temperaturas globales.

• Aumento de los niveles de radiación ultravioleta-B: este tipo de radiación UV-B daña a los seres humanos, animales y plantas.

• Afectación a la agricultura y uso del suelo.• Disminución de la cantidad de agua dulce por agotamiento

de los bosques.

¿CÓMO REDUCIR ESTA PROBLEMÁTICA AMBIENTAL?• DisminuyendolaproduccióndeCO2comoconsecuenciadelaquemadecombustiblesfósiles,olaquemaindiscriminadadellantas.• Usandodeformaeficientelaenergíaeléctrica.• Reduciendoelconsumodeproductosquecontienenclorofluocarbonados,másconocidoscomoCFC’s,loscualessonungrupodegases

empleadosendiversasaplicacionesindustriales,especialmenteenlafabricacióndeaerosoles,esterilizadores,refrigerantes,etc.).• Realizandounmantenimientopreventivoalosvehículos.Enlasúltimasdécadassehaincrementadoelnúmerodeautomotoresentodo

elmundo,conelagravantequeunaltoporcentajededichosvehículostransitanencondicionestécnico-mecánicasdeficientes.• Renovandoloselectrodomésticosdetecnologíasendesuso,comoporejemploelcasodealgunasneverasconsistemaderefrigeración

antiguoqueincrementanlapresenciadegasesyporendeseconviertenenobjetoscontaminantes.• Preservandolosbosquesyevitandolatalainnecesariadeárboles.Recuerdequealconsumirdióxidodecarbono,losárbolesreducen

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