sesion 4 - curso de formacion en cables de energia para media y alta tension

Junio 2010

Manuel Llorente

SISTEMAS DE CABLES DE ENERGÍA

PARA MEDIA Y ALTA TENSIÓN

4ª Sesión

http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=191

en ESPAÑOL

http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=191 2

Índice

Cálculos térmicos y corrientes admisibles

La elección del cable

Accesorios para cables



Factores de corrección

Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración

Servicios intermitente

s

Cortocircuitos

Tablas de carga

Diseño térmico de un cable

Resistencia térmica

Resistencias térmicas parciales

Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica


Depende de la transmisión de calor desde el conductor donde se genera hasta el exterior del cable, atravesando todas sus capas

Se requiere una buena conductividad térmica para evacuar correctamente el calor y evitar un aumento excesivo de la temperatura del cable

Evacuación del calor generado por la carga del cable

Evacuación del calor generado por la carga del cable

Calor



El calor evacuado es proporcional a la diferencia de temperatura y a la conductividad térmica del material

H: Flujo de Calor

T1 T2

Δθ = T1 – T2


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga




Capacidad de carga

Ley de Ohm

térmica


Circuito térmico Circuito eléctrico ·S V V·S H = = (en W) I = = (en A) Rt t·L Re e·L H = flujo de calor (en W) I = corriente eléctrica (en A) = diferencia de temperatura (en ºK) V = diferencia de tensión (en V) Rt = resistencia térmica (en t = ºK/W) Re = resistencia eléctrica (en e = V/A) t = resistividad térmica (en ºK·cm/W) e = resistividad eléctrica (en V·cm/I)


La resistividad térmica (ºK•cm/W) de un material es una característica intrínseca del mismo y se puede definir como “el valor de la diferencia de temperatura, en grados ºK, entre las dos caras opuestas de un cubo de un centímetro de arista, que permite el paso de un vatio de calor”

1 Watio (calor)

T1 T2

Resistividad térmica =

Δθ = T1 – T2

Resistividad térmicaResistividad térmica

1 cm

El cable, en servicio permanente, debe ser capaz de evacuar el calor generado por las pérdidas sin sobrepasar, en ningún momento, una

temperatura en el conductor, que pudiera poner en peligro su funcionalidad.


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga




Capacidad de carga

Ley de Ohm

térmica



QG = n·RE·I2

Calor generado = Calor disipadoQG = QD

Calor generado = Calor disipadoQG = QD

Calor Q

QD = Δθ/Rt n : número de conductoresRE : resistencia eléctrica

Δθ : diferencia de temperatura entre el conductor y el ambiente que lo rodea

Rt : resistencia térmica


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga



Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica




Intensidad máxima admisibleIntensidad máxima admisible

QG = QD

n·RE·I2 = Δθ/Rt

I2 = Δθ/Rt·n·RE

I = (Δθ/Rt·n·RE)1/2

n : número de conductoresRE : resistencia eléctrica

Δθ : diferencia de temperatura entre el conductor y el ambiente que lo rodea

Rt : resistencia térmica


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga



Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica




Intensidad máxima admisible es función del material aislante

Intensidad máxima admisible es función del material aislante


Material Densidad (en g/cm3)

Temperaturas admisibles (en ºC)

mínima de servicio sobrecarga Cortocircuito

XLPE 1,05 -50 90 110 250

HEPR 1,30 -40 105 130 250

EPR 1,20 -40 90 130 250


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga



Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica




EJEMPLOEJEMPLO

IA = ((90º - 40º)/Rt·n·RE)1/2

IA = (50/Rt·n·RE)1/2

Sea un cable aislado con una mezcla de EPR convencional (90 ºC de servicio), instalado en unas condiciones determinadas que, según las tablas correspondientes, puede transportar IA amperios.

Se desea determinar que intensidad (IB) podría transportar un cable de la misma sección, aislado con HEPR, debido a su mayor temperatura de servicio (105 ºC).

Sea la temperatura ambiente, en ambos casos, de 40ºC

IB = ((105º - 40º)/Rt·n·RE)1/2

IB = (65/Rt·n·RE)1/2

IB / IA= (65 / 50)1/2

IB = 1,14 · IA


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga



Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica




Rt : parámetro a cuantificarRt : parámetro a cuantificar


Esta resistencia esta constituida por un conjunto de resistencias térmicas parciales, unas en serie y otras en paralelo


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga


Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica





Cable al aireCable al aire

Conducción

Convección

Radiación

Desde el conductor hasta el aire a través de aislamiento y cubiertas

Desde el conductor hasta el aire a través de aislamiento y cubiertas

Entre la cubierta y el aire que la rodea

Entre la cubierta y el aire que la rodea

DespreciableDespreciable


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga


Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica






Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga


Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica




Resistencia térmica de un cable tendido al aire

Resistencia térmica de un cable tendido al aire


Cable enterradoCable enterrado

Conducción en el cable

Conducción en el terreno

Radiación

Desde el conductor a través de aislamiento y

cubiertas

Desde el conductor a través de aislamiento y

cubiertas

Desde la cubierta del cable a través del

terreno

Desde la cubierta del cable a través del

terreno

DespreciableDespreciable


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga


Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica






Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga


Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica




Resistencia térmica de un cable enterrado

Resistencia térmica de un cable enterrado


Resistividades térmicasResistividades térmicas

CUBIERTASρt

K•cm/W

PVC 650

PE termoplástico

350

Materiales fibrosos

600

AISLANTESρt

K•cm/W

XLPE 300

EPR 400

P 550

OF 500

MATERIALES PARA

CONDUCTOS

ρt

K•cm/W

Cemento 100

Fibra 480

Amianto 200

Tierra de relleno 120

PVC 700

PE termoplástico

350


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga


Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica





FACTOR DE FORMAo Factor Geométrico

FACTOR DE FORMAo Factor Geométrico

Las dimensiones y formación del cable influyen en el valor de la resistencia térmica. Esta puede calcularse fácilmente en el caso de cables unipolares en los que el calor fluye radialmente desde el conductor.

Sin embargo, el problema se complica en el caso de los cables multiconductores, debido a la distorsión de las líneas de fluencia del calor.

Este problema se ha resuelto haciendo uso de los denominados ”factores geométricos” (F.G.)

t Rt = · (F.G.) 2·


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga


Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica





Factor GeométricoCable tripolar

Factor GeométricoCable tripolar


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga


Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica




Para un cable tripolar la norma UNE 21144 facilita el valor del factor geométrico en este gráfico


L : longitud del cable en km e : espesor del aislamiento térmico ri : radio interior de la capa aislante

Conducción en el seno del cable

Conducción en el seno del cable

Conducción


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga

Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica


Cálculos térmicos y corrientes admisiblesResistencia

térmicaResistencias térmicas parciales

dr dRt = t de donde: 2··r·L 2,3026 e Rt = · t · log 1 + 2··L ri


Rext = 1 / [ Π · dext · h · ΔθS1/4 ]

Rext : Resistencia térmica exterior

dext : diámetro exterior del cable h : coeficiente de disipación de calor (3 ~ 4) ΔθS

1/4 : sobrecalentamiento de la superficie del cable (20ºC)


Convección


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga

Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica





Cable al aire protegido de la radiación solar

Cable al aire protegido de la radiación solar

Cable al aire expuesto al sol

Cable al aire expuesto al sol

Un solo cableUn solo cable

Varios cables en contacto / al tresbolillo…

Varios cables en contacto / al tresbolillo…

Disposición horizontal /

vertical

Disposición horizontal /

vertical

Factores que afectan a la disipación de calor


Convección


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga

Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica





L : distancia desde la superficie del suelo al eje del cable rext es el radio exterior del cable.


Lrext

Cable enterradoCable enterrado


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga

Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica




t 4·L 2,3026 2·L RT4 = · = · t · log 2· dext 2· rext


RT4 - resistencia térmica entre la superficie del conducto y el terreno

RT4´ - resistencia térmica del volumen de aire que hay entre la superficie del cable y del interior del conducto.

RT4” - resistencia térmica del conducto. Si es metálico no se considera.


Cable enterrado dentro de un conducto o tubo

Cable enterrado dentro de un conducto o tubo

Resistencia total = RT4 + RT4´ + RT4 ”


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga

Capacidad de carga

Ley de Ohm térmica





Temperatura de servicio del cable

Factores determinantesFactores determinantes

Facilidad de disipación de calor

Condiciones medioambientales y

de instalación



Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga

Ley de Ohm térmica



térmica


Capacidad de

carga


Cable de mayor sección

Menores pérdidas

25

Otros factoresOtros factores

Caída de tensión

Intensidad de cortocircuito

Longitud de la línea


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga

Ley de Ohm térmica



térmica


Capacidad de

carga


Exposición al solExposición al sol

El máximo salto térmico admisible Δθ se reduce en una cuantía equivalente a:

σ·dext·H·Rext

σ : coeficiente de absorción de los rayos solares. Según el color de la cubierta se aproxima al negro, el coeficiente σ se aproxima al valor 1. En la práctica varía entre 0,6 y 0,8

dext : diámetro exterior del cable.

H : es la intensidad de la radiación solar, se toma el valor de 1000 W/m2.

Rext es la resistencia térmica exterior por convección Rext = 1 / [ Π · dext · h · ΔθS

1/4 ].


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga

Ley de Ohm térmica



térmica


Capacidad de

carga


El nuevo Reglamento de Líneas de Alta Tensión recomienda un factor de corrección de 0,9, esto

es, la intensidad especificada en las tablas de carga correpondientes se reducirá un 10%

Generalmente se considera una disminución del salto térmico de 20 K


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Tablas de carga

Ley de Ohm térmica



térmica


Capacidad de

carga

Exposición al solExposición al sol



Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Ley de Ohm térmica



térmica


Capacidad de carga

Tablas de

carga

Factores afectando el cálculo

Factores afectando el cálculo

Tablas de cargaTablas de carga



Temperatura ambiente

Tipo de instalación

Otros cables presentes

Indican la intensidad admisible en

condiciones “tipo”

Ajuste de condiciones “tipo” a las condiciones

reales del proyecto



Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Ley de Ohm térmica



térmica


Capacidad de carga

Tablas de

carga

Condiciones “tipo”Condiciones “tipo”

INSTALACIÓN ENTERRADA

Norma UNE 211 435 y nuevo “Reglamento de Líneas de Alta Tensión”

INSTALACIÓN AL AIRE

Cables de aislamiento seco hasta 18/30 kV : un terno de cables unipolares directamente enterrado en toda su longitud a 1 metro de profundidad (medido hasta la parte superior del cable), en un terreno de resistividad térmica de 1,5 K•m/W, con una temperatura ambiente del terreno a dicha profundidad de 25 ºC y con una temperatura del aire ambiente de 40 ºC.

Cables de aislamiento seco hasta 18/30 kV : un terno de cables unipolares , agrupados en contacto, con una colocación tal que permita una eficaz renovación del aire, protegidos del sol, siendo la temperatura del medio ambiente de 40 ºC.



Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Ley de Ohm térmica



térmica


Capacidad de carga

Tablas de

carga

Inst

alac

ión

en

terr

ada

Inst

alac

ión

en

terr

ada

Intensidades máximas admisibles (A) en servicio permanente y con corriente alterna - Cables unipolares aislados de hasta 18/30 kV

directamente enterrados

Secciónmm2

EPR XLPE HEPR

Cu Al Cu Al Cu Al

25 125 96 130 100 135 105

35 145 115 155 120 160 125

50 175 135 180 140 190 145

70 215 165 225 170 235 180

95 255 200 265 205 280 215

120 290 225 300 235 320 245

150 325 255 340 260 360 275

185 370 285 380 295 405 315

240 425 335 440 345 470 365

300 480 375 490 390 530 410

400 540 430 560 445 600 470



Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Ley de Ohm térmica



térmica


Capacidad de carga

Tablas de

carga

Inst

alac

ión

al

aire

Inst

alac

ión

al

aire

Intensidades máximas admisibles (A) en servicio permanente y con corriente alterna - Cables unipolares aislados de hasta 18/30 kV

instalados al aire

Secciónmm2

EPR XLPE HEPR

Cu Al Cu Al Cu Al

25 140 110 155 120 160 125

35 170 130 185 145 195 150

50 205 155 220 170 230 180

70 255 195 275 210 295 225

95 310 240 335 255 355 275

120 355 275 385 295 410 320

150 405 315 435 335 465 360

185 465 360 500 385 535 415

240 550 425 590 455 630 495

300 630 490 680 520 725 565

400 740 570 790 610 840 660


Servicios de

emergencia

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Ley de Ohm térmica



térmica


Capacidad de carga

Tablas de carga

Factores de

corrección

Intensidad bajo condiciones “tipo”

Factor de Corrección

Intensidad en condiciones de proyecto

Intensidad en condiciones de proyecto

Ejemplo

Sea un cable HEPR, de cobre, de 150 mm2 de sección instalado al aire que, en condiciones tipo, puede soportar 465 A. Se desea saber cual será su intensidad admisible cuando se encuentre con una

temperatura ambiente de 30 ºC


I30º / I40º = [(Δθ+10)/(Δθ)]1/2

FC = I30º / I40º = (60/50)1/2 ≈ 1,1




33

Servicios de corta

duración


s

Cortocircuitos

Ley de Ohm térmica


Cálculos térmicos y corrientes admisiblesResistencias

térmicas parciales

Capacidad de carga

Tablas de carga

I = (Δθ/RT·n·RE)1/2

Δθ = I2·RT·n·RE

Cuando un cable trabaja sobrecargado se calienta exageradamente

La temperatura de emergencia no debe sobrepasar, en ningún caso unos 30 ó 40 K, la temperatura de servicio y, esto, durante un tiempo muy limitado

Por cada 10 K de aumento sobre la temperatura de servicio permanente se reduce la vida útil del cable a la mitad.

Esto es, un cable al que se la hace trabajar permanentemente 30 K por encima de su temperatura máxima de servicio, se le reduce su vida útil a poco más del 10% de la prevista por el fabricante

Servicios de

emergencia



Resistencias térmicas parcialesServicios

de emergencia


34


s

Cortocircuitos

Ley de Ohm térmica


Cálculos térmicos y corrientes admisiblesCapacidad de carga

Tablas de carga

Servicios de corta duración

Δθ = Δθn · [1 – e(-t/δ)]

Δθn = I2·RT·n·RE

salto térmico final, al que se llega cuando se ha alcanzado el equilibrio térmico

δ = QC ·RT

Constante de tiempo = capacidad térmica o calor específico (QC) x resistencia térmica (RT)

Esta fórmula permite obtener el tiempo máximo al que se puede someter un cable a una sobrecarga


Cortocircuitos

Capacidad de carga

Tablas de carga

Servicios de corta

duración



de emergencia


35

Ley de Ohm térmica


Cálculos térmicos y corrientes admisiblesServicios

intermitentes

N = Iintermitente / Iservicio = [(1 – e(-t2/δ)) / (1 – e(-t1/δ))] 1/2



s

Capacidad de carga

Tablas de carga

Servicios de corta

duración



de emergencia


36

Ley de Ohm térmica



Cortocircuitos

Sobrecarga de gran intensidad y de muy corta duración, no superior a los cinco segundos.

En este supuesto, los periodos de carga son tan reducidos en comparación con los de desconexión, que se puede suponer el calentamiento adiabático, despreciando la disipación de calor al medio ambiente durante el tiempo que dura el cortocircuito.

CortocircuitoCortocircuito

Se admiten temperaturas finales más elevadas que las de servicio permanente

La temperatura final de cortocircuito para los aislamientos elastoméricos que venimos considerando (EPR, XLPE y HEPR) es de 250 ºC



s

Capacidad de carga

Tablas de carga

Servicios de corta

duración



de emergencia


37

Ley de Ohm térmica



Cortocircuitos

ICC2 • tCC = K2 • S2 • ln[(β+θf)/(β+θi)

ICC - Intensidad de cortocircuito (valor eficaz en A)

tCC - Tiempo de duración del cortocircuito (en s)

K - Una constante que depende del material conductor. S - Sección del conductor (en mm2)

θf - temperatura final o de cortocircuito (generalmente 250 ºC)

θi - temperatura inicial o de servicio permanente (generalmente 90 ºC)

β - inversa del coeficiente de variación de la resistencia a 0 ºC (en ºC).

ln - logaritmo neperiano.

Norma UNE 21145 Norma UNE 21145



s

Capacidad de carga

Tablas de carga

Servicios de corta

duración



de emergencia


38

Ley de Ohm térmica



Cortocircuitos

Material K β

CobreAluminio

Plomo Hierro

2261484178

234228230202

Valores de K y β Valores de K y β



s

Capacidad de carga

Tablas de carga

Servicios de corta

duración



de emergencia


39

Ley de Ohm térmica



Cortocircuitos

Esfuerzos electrodinámicos

Esfuerzos electrodinámicos

Definición del amperio: “El amperio es la intensidad de

una corriente constante que, manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro, en el vacío, produce entre estos conductores una fuerza igual a 2•10-7 Newton por metro de longitud”.

En los cables eléctricos, estos esfuerzos son muy débiles en condiciones de servicio normal, pero son muy importantes en el caso de cortocircuitos.


Índice






1) Forma de instalación y naturaleza del medio recorrido.

2) Temperaturas ambiente extremas.3) Tensión de servicio y naturaleza de

la corriente. 4) Modalidad de puesta tierra de la

instalación.5) Intensidad a transportar.6) Naturaleza del conductor.7) Longitud del enlace y perfil del

recorrido.8) Factor de potencia de la

instalación receptora.

9) Caída de tensión admisible.10) Intensidad de arranque de los

motores.11)Valor de la intensidad de

cortocircuito previsto y tiempo de corte del eventual defecto.

12)Régimen de funcionamiento y factor de utilización.

13)Previsión de años de amortización.14)Tasa de interés de los capitales

invertidos en la instalación. 15)Precio de adquisición del cable.

Especificaciones y características

Especificaciones y características

Tensión NominalEspecificacione

s



• La tensión nominal de un cables es una tensión de referencia, que define las características constructivas y de ensayo del mismo, de acuerdo con las cuales se proyecta y fabrica éste.

DefiniciónDefinición

Tensión Nominal

Especificaciones

• U0 es el valor eficaz de la tensión nominal entre un conductor aislado y tierra (revestimiento metálico o medio ambiente).

• U es el valor eficaz de la tensión nominal entre dos conductores de fase aislados (en un sistema trifásico U = U0•31/2.

Se define como tensión máxima eficaz a frecuencia industrial (Um) al valor máximo, entre conductores de fase que será capaz de soportar, sin daño

apreciable, el cable en servicio permanente.



• La tensión compuesta, U, deberá ser por lo menos igual a la tensión nominal de la red sobre la que deberá instalarse. Los cables deben ser capaces de soportar la tensión máxima, Um, en servicio permanente

• En la reglamentación española, en media tensión, Um es un 20% mayor que U.

Determinación de la tensión nominal en cables de media tensión

Determinación de la tensión nominal en cables de media tensión

Tensión Nominal

Especificaciones

Tensión nominal de la red

• Deberán tomarse en consideración las sobretensiones debidas al funcionamiento de la red o a su explotación

Sobretensiones esperadas y su duración

• En general, los cables de media y alta tensión son de campo radial, para corriente trifásica

Construcción del cable

Modo de vinculación del neutro a tierra



Reglamento de Líneas de Alta Tensión (España)

Reglamento de Líneas de Alta Tensión (España)

Tensión Nominal

Especificaciones

Tensión fase/tierraUO (en kV)

Tensión entre fasesU (en kV)

Tensión más elevada Um (en kV)

Impulsos tipo rayoUp (kV cresta)

1,7 3,6 6 8,7 12 15 18 26 36 64 76 127 220

3 6 10 15 20* 25 30 45 66* 110 132* 220* 380*

3,6 7,2 12 17,5 24 30 36 52 72,5 123 145 245 420

45 60 75 95 125 145 170 250 325 550 650 1050 1425 (*)

tens

ione

s de

uso

pre

fere

nte

en la

s re

des

de d

istrib

ució

n pú

blica

s.



Elección del nivel de aislamientoElección del nivel de aislamiento

Tensión Nominal

Especificaciones

La tensión nominal del cable se elegirá de acuerdo con la tensión nominal de la red y con sus sistemas de puesta a tierra

Tipos de redes

CATEGORÍA A

Los defectos a tierra se

eliminan tan rápidamente

como sea posible y, en

cualquier caso antes de un

minuto.

CATEGORÍA B

En caso de defecto, sólo

funcionan con una fase a tierra

durante un tiempo limitado,

generalmente no superior a

una hora.

CATEGORÍA C

Si se prevé que la red va a

funcionar frecuentemente con

un defecto a tierra durante

largos periodos .



Tensión Nominal

Especificaciones

Tensión nominal de la

red - Un (en kV)

Tensión más elevada de la

red - US (en kV)

Categoría de la red

Características mínimas del cable y sus accesorios.

UO/U en kV Up

3 3,6 A-B 1,8/3 45 C

3,6/6 60 6 7,2

A-B C

6/10 75 10 12

A-B C

8,7/15 95 15 17,5

A-B C

12/20 125 20 24

A-B C

15/25 145 25 30

A-B C

18/30 170 30 36

A-B C

26/45 250 25 52 A-B


Índice






TerminalesTerminales

En los extremos del cable el campo eléctrico debe adaptarse a la geometría de su entorno, por lo que se hará uso de unos elementos físicos que realicen esta adaptación

EmpalmesEmpalmes

Las longitudes de las líneas exceden con mucho las posibilidades de capacidad de las bobinas o de los tambores en los que se suministran los cables.

Considerando el ámbito de la media tensión (3 a 30 kV), se ha desarrollado y comercializado una serie de accesorios

especialmente concebidos para su utilización por personal de menos nivel de cualificación que el requerido en alta tensión



Terminales

Empalmes

Terminal de cable

Terminal de cable

Conjunto de elementos que sirven para cerrar el extremo de un cable, provisto de una o varias piezas metálicas para la conexión del conductor o conductores al sistema eléctrico correspondiente. Puede ser caja terminal o terminación-

Caja terminalCaja terminal

Caja de cierre hermético, rellena de material aislante, a donde se llevan los cables con el fin de permitir su conexión con los conductores exteriores.

TerminaciónTerminación

Terminal de cable obtenida mediante encintados, premoldeados, moldeados de resinas sintéticas u otros sistemas.

Definiciones norma UNE 21115, relativa a los “Terminales y empalmes para cables

de energía de 3,5/6 hasta 36/66 kV”

Borne de conexión

Borne de conexión Cono deflectorCono deflector



Terminales

Empalmes

Los terminales clásicos son los que la norma denomina “cajas terminales” y van dotados de aisladores de porcelana rellenos de mezcla aislante acorde con la naturaleza del aislamiento del cable. Incluyen en su interior el cono deflector y según estén destinados a prestar servicio a la intemperie o bajo techado, el aislador irá dotado, o no, de aletas para alargar la línea de fuga de una descarga de contorneo del aislado

Caja terminalCaja terminal

En caso de atmósferas muy contaminadas, la línea de fuga tendrá una longitud:Línea de fuga (en cm) > 2,5 Umax (en kV)

Línea de fuga (en cm) > 1,7 Umax (en kV)



Terminales

Empalmes

El control de los esfuerzos eléctricos se consigue con el empleo de conos deflectores premoldeados, cintas o materiales termo-retráctiles que controlan la transición de la líneas del campo eléctrico desde los valores elevados en el interior del cable hasta los mucho más bajos fuera del cable.

Conos deflectores

Conos deflectores

Reg

ula

ció

n d

e la

s lí

nea

s d

e fu

erza

co

n a

yud

a d

el R

.L.T



Terminales

Empalmes

Conos deflectores

Conos deflectores

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Accesorios para cablesTerminales

Empalmes

EmpalmeEmpalme

Según norma UNE 21115 se define: “3.2.- Empalme – Conjunto de elementos que sirve para la conexión de los conductores de un cable con los de otros sin merma de sus características”.

Manguito de unión

Manguito de unión

Según norma UNE 21115 se define: “3.2.1.- Manguito de unión.- Componente del empalme por medio del cual se realiza la unión y por tanto la continuidad eléctrica de los conductores.”

Los materiales de un empalme deben ser compatibles con los elementos constitutivos del cable. Por otro lado no se debe olvidar que el propósito de un empalme es dar continuidad y prolongar un cable, por lo que deben satisfacer las mismas prestaciones que desarrolla el cable.



Empalmes

Empalme por encintadoEmpalme por encintado

Son aquellos en los que la reconstitución del cable, a excepción del conductor, que se une con el manguito, se lleva a cabo mediante la aplicación sucesiva de cintas de distintas características adecuadas a su función.

Empalmes premoldeados en fábrica

Empalmes premoldeados en fábrica

Los encintados se sustituyen por un conjunto de piezas premoldeadas que constituyen un “kit” de empalme.

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Empalmes

Empalme termo-retráctilesEmpalme termo-retráctiles

Materiales que, por la acción del calor suministrado por un equipo adecuado, se contraen en una proporción importante.

Suelen presentarse en forma de tubo, llevando integrado en una sola pieza la pantalla semiconductora interna, el aislamiento y la pantalla semiconductora externa.

Un peligro en la utilización de este tipo de empalme es el empleo de inadecuadas fuentes de calor, que podrían dañar el empalme o el cable

Conectores enchufablesConectores enchufables

También existen en el mercado una variedad de empalme premoldeado que permite la unión de un cable aislado a un equipo eléctrico o a otro cable, de tal manera que la conexión pueda ser establecida o interrumpida fácilmente, acoplando o separando las partes de unión del conector en la interfase operativa.



Empalmes

sesion 4 - curso de formacion en cables de energia para media y alta tension

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