catalogo tecnico_cables para media tension_centelsa.pdf

7/26/2019 CATALOGO TECNICO_CABLES PARA MEDIA TENSION_CENTELSA.pdf

1/36

1

Introduccin

Elementos que Conformanun Cable para Media o Alta Tensin

Proceso de Vulcanizacin oCurado en Seco en CENTELSA

Diseo de Cables para Media Tensin

Pruebas en Fbrica deCables para Media Tensin

Instalacin de Cables para Media Tensin

Pruebas de Cablespara Media Tensin en Instalacin

Productos Especiales

Normas de Fabricacin yCertificaciones de Producto

CENTELSAPresenteen Grandes Proyectos

2-3

4-11

12-13

14-15

16-18

19-25

26-28

29-31

32

33

CONTENIDO

CABLES PARAMEDIA TENSIN

Boletn Tcnico - Abril 2008

El actual crecimiento de la demanda de energaelctrica y las distancias a las cuales se tiene quetransmitir requieren el manejo de nivelesde tensin elevados para lograr una calidad deenerga ptima. Por esta razn, los cables depotencia para Media y Alta Tensin han tenidouna evolucin tecnolgica, convirtindolos enproductos de instalacin prctica a nivelresidencial, industrial y comercial, adquiriendo asgran importancia en la distribucin de energaelctrica.

En este boletn se contemplan diferentesaspectos de los cables para Media Tensin, talescomo: los elementos que conforman el producto,el proceso de reticulacin o vulcanizacin, lostipos de cables y su clasificacin, las pruebas quese realizan tanto en proceso como al productoterminado. Parmetros, accesorios y pruebas deinstalacin, diseos de cables especiales paraMedia Tensin. Normatividad y certificaciones delos cables para Media Tensin CENTELSAy losproyectos en los que nuestros cables estn

presentes.


2/36

2

El Caucho de Etileno Propileno EPR (EthylenePropylene Rubber) aparece como aislamiento encables para Media Tensin hacia 1960, con excelente

aplicabilidad cuando se requiere mayor flexibilidadque la obtenida en cables aislados con XLPE.La mayora de las caractersticas elctricas de ambosmateriales son similares, aunque el EPR presenta unfactor de prdidas un poco mayor que el XLPE.

El Reglamento Tcnico de Instalaciones Elctricas(RETIE) clasifica los niveles de tensin de la siguientemanera:

Los cables para Media Tensin CENTELSA(5 kV a46 kV) son utilizados cuando se requiere llevargrandes cantidades de energa elctrica a niveles demedia tensin donde la utilizacin de las lneas areasno es factible ya sea por condiciones tcnicas, de

seguridad o ambientales. Este tipo de conductores seemplean en redes de distribucin de energa, puentespara cruces viales, centros urbanos, acometida paracentros comerciales e industrias, entre otras.La instalacin de los cables para Media Tensin, puedehacerse a travs de canalizaciones, en bandejasportacables o directamente enterrados de acuerdocon los requerimientos de la seccin 326 de laNTC 2050.

La tecnologa de los cables de potencia se remonta alao de 1880 en la ciudad de New York con laintroduccin de las lmparas para iluminacin (del

tipo incandescente) tanto a nivel residencial comourbano, que hicieron necesario el uso de cables depotencia para la distribucin de energa. Con el fuerteincremento del sistema de iluminacin, se hizonecesario reemplazar la mayora de las lneas areaspor una alternativa de cable que brindara mayorseguridad a los usuarios y menor ocupacin delespacio; como respuesta a estos requerimientossurgieron los cables de potencia subterrneos,convirtindose en prctica comn y natural alprincipio del siglo XX.

Las primeras versiones del cable para Media Tensinsurgieron con aislamiento en papel impregnado deaceite o caucho vulcanizado. Durante la PrimeraGuerra Mundial, se le dio un gran uso a los cables depotencia tripolares y aislados en papel impregnado,con tensin de operacin hasta 25 kV. Debido a la nouniformidad del cable se generaba una distribucindel campo elctrico inapropiada, de modo que paracontrarrestar este efecto se construan los cables conaislamiento bastante grueso.

El Polietileno se utiliz por primera vez como materialde aislamiento en cables de radio frecuencia, luego desu descubrimiento en 1933. Hacia 1950 se emplecomo material de aislamiento en cables para sistemasde distribucin de energa, perfilandose como uno delos materiales que se encargara de sustituir losanteriores aislamientos, debido a sus reducidasprdidas dielctricas y su facilidad de procesamiento.Las dcadas siguientes se vieron marcadas por elincremento en el nivel de tensin que se podramanejar con los cables aislados en Polietileno,despus de un proceso de reticulacin (XLPE). En la

actualidad el nivel de tensin ms alto que se halogrado manejar exitosamente con este tipo deaislamiento corresponde a una aplicacin degeneracin de energa en Japn, en la que se manejan500 kV en un cable aislado en XLPE.

INTRODUCCIN

Extra Alta Tensin:

Alta Tensin:Media Tensin:

Baja Tensin:

Muy Baja Tensin:


3/36

3

DISTRIBUCIN AREA CONENTRADA SUBTERRNEA

DISTRIBUCIN SUBTERRNEA

Figura 1. Aplicaciones de los Cables para Media Tensin

En la figura 2a y 2b podemos apreciar algunas de las presentaciones de los cables monopolares (un soloconductor) para Media Tensin CENTELSAy en las figuras 3a y 3b los cables para Media Tensin triplex ytripolares CENTELSA; que consiste en la reunin de tres cables monopolares.

Figura 2a

Cable Monopolar para Media Tensin Pantalla en

Cinta

Figura 2b

Cable Monopolar para Media Tensin Pantalla enHilos

Figura 3a

Cable Trplex para Media Tensin Pantalla en Cinta

Figura 3b

Cable Tripolar para Media Tensin Pantalla en

Cinta

2a

2b

3a

3b


4/36

4

ELEMENTOS QUE CONFORMANUN CABLE PARA MEDIA O ALTA TENSIN

La funcin de todo conductor en un cable para Media o Alta Tensin o en un conjunto de cables, es la detransportar energa elctrica. Los materiales usualmente utilizados son el cobre y bajo condicionesespeciales de instalacin se emplea el aluminio. La tabla1 muestra algunas de las caractersticas msimportantes del cobre y del aluminio que se emplean en los cables para Media Tensin.

Densidad

Resistividad

Conductividad

Tensin de RoturaElongacin a Rotura

Norma ASTM (NTC)

Resistencia a la Corrosin

g/cm

- mm/km

(%IACS)

MPa%

2,705

28,172

61,2

155 - 2001,4 - 2,3

B230 (360)

Buena

8,89

17,241

100,0

22025 - 30

B3 (359)

Excelente

COBRE SUAVE ALUMINIO 1350

Tabla1. Caractersticas del Cobre y del Aluminio

El cableado de un conductor consiste en el nmero de hilos que este debe poseer, segn el calibre y losparmetros mecnicos como la flexibilidad. La clase de cableado B es usada como estndar en los cables paraMedia Tensin, pues presenta unas propiedades adecuadas para estas aplicaciones. La figura 4 muestra laseccin transversal de un conductor calibre 2 AWG conformado por 7 hilos (cableado clase B).

CONDUCTOR

Figura 4. Conductor de Siete Hilos Cableado Clase B

Hilo de cobre

Intersticio

CONDUCTOR CALIBRE 2 AWG

Cableado Clase B, 7 hilos. rea: 33,63 mmDimetro del conductor 7,42 mm


5/36

5

A los espacios libres que quedan entre hilos adyacentes de una misma capa, se le conoce como intersticios delconductor. La forma de la reunin de los hilos siempre es helicoidal; sin embargo, la posicin y forma de los hilosdurante el proceso de reunin (cableado) puede ser controlada con el fin de reducir la extensin de losintersticios. Las normas de fabricacin ASTM y NTC incluyen dos tipos de cableado denominados comprimido ycompactado, en los cuales conservando el rea de conductor se puede reducir el dimetro final hasta en un 97%y un 93% respectivamente, como se muestra en la figuras 5a y 5b.

Para seleccionar el conductor se debe tener en cuenta tanto la capacidad de corriente de operacin como decorto circuito, porque asociadas a ellas est la temperatura que alcanzar el conductor en un instantedeterminado, la cual debe ser soportada por los materiales plsticos que rodean al conductor.

En un cable para Media Tensin el aislamiento juega un papel importante en lo que compete al desempeo delmismo, su funcionalidad y vida til est sujeta en gran parte a las caractersticas del aislamiento. Con eldesarrollo de materiales de aislamiento de mayor resistencia a la temperatura (materiales termoestables1), sepudo incrementar la capacidad de transporte de energa que se alcanzaba con materiales termoplsticos.

El proceso de aplicacin del material de aislamiento sobre un conductor se conoce como proceso de extrusin.En los cables para Media Tensin CENTELSA, tanto el aislamiento como el blindaje del conductor y blindaje delaislamiento son aplicados de forma simultnea formando tres capas concntricas, en su orden: blindaje delconductor, aislamiento y blindaje del aislamiento. Este proceso es conocido como Triple Extrusin Simultnea ygarantiza tanto la pureza de los materiales como el contacto entre capas.

1Material termoplstico es aquel que se dilata o se contrae con el aumento y disminucin de la temperatura, respectivamente, mientras que

un material termoestable no presenta esta caracterstica o la presenta de forma muy reducida

Esta capa de material se encuentra en contacto directo con el conductor, est conformado por un materialtermoestable (generalmente Polietileno con caracterstica semiconductora) que se encarga de recubrir alconductor cableado, penetrando en los intersticios entre los hilos de la capa exterior del conductor para darleuna forma circular al mismo. Esta capa de material tambin es conocida como Primera Capa Semiconductora.

ELEMENTOS DE LA TRIPLE EXTRUSIN

BLINDAJE DEL CONDUCTOR

Cableado Clase B, 7 hilos Comprimidorea: 33,63 mm

Dimetro 7,20 mm

Cableado Clase B, 7 hilos Compactorea: 33,63 mm

Dimetro 6,81 mm

CONDUCTOR CALIBRE 2 AWG

Figura 5a Conductor Comprimido Figura 5b Conductor Compactado


6/36

6

Este primer material semiconductor se encarga de que el campo elctrico sea radial a partir de su superficie,evitando concentraciones puntuales de campo, obtenindose as una superficie equipotencial (equilibrio decargas elctricas) alrededor de esta primera capa. Si se aplicara el aislamiento directamente sobre el conductorsin el material semiconductor, ste sufrira los efectos del elevado campo elctrico en los intersticios delconductor, lo cual no es un efecto deseable en el aislamiento, pues disminuira la capacidad del mismo.La figura 6 muestra la distribucin del campo elctrico para un cable recubierto con el blindaje semiconductor.

En las lneas para Media Tensin areas, el elementoaislante empleado es comnmente el aire, sinembargo, para estos casos se requiere de unaseparacin entre fases (e incluso el neutro) de acuerdo

con las caractersticas del sistema. En los cables paraMedia Tensin los niveles de voltaje y los espaciosreducidos que se manejan hacen necesaria lapresencia de un medio aislante que sea capaz debrindar la rigidez necesaria contra las fugas decorriente, fallas entre fases (neutro) del sistema y quepueda confinar el campo elctrico producido por elconductor al interior de l mismo.

En principio, las propiedades de los aislamientosusados en los cables para Media Tensin cumplen con

todos los requisitos para su correcto desempeo.Sin embargo, existen caractersticas tanto elctricascomo mecnicas que destacan uno u otro tipo dematerial.

El Polietileno de cadena cruzada o XLPE(Cross-Linked Polyethylene) es el tipo de material deaislamiento mas usado en los cables para Media

Tensin. El Caucho de Etileno Propileno o EPR(Ethylene Propylene Rubber) es usado en menorproporcin; ambos son materiales a los cuales se lesaplica el proceso de reticulacin (vulcanizacin), pormedio del cual se logra que los materiales adquierancaractersticas termoestables. La tabla 2 muestra las

caractersticas ms importantes de ambos materiales.

CENTELSAofrece una opcin de aislamiento XLPE-TR(Cross-linkable Polyethylene, Tree Retardant)Polietileno reticulado que ofrece un comportamientomejorado con respecto a la formacin dearborescencias. El fenmeno de las arborescenciasconsiste en la formacin de caminos al interior delaislamiento, por los cuales aparece circulacin decargas desde el conductor hacia el apantallamiento;este fenmeno se da comnmente por presencia de

humedad y ante altos campos elctricos que hacenque el polmero se comience a degradar.El aislamiento XLPE-TRes muy utilizado en sitios deinstalacin en donde los cables estn trabajando lamayor parte del tiempo en condiciones desaturacin de agua o prcticamente sumergidos.

AISLAMIENTO

Figura 6. Distribucin del Campo Elctrico para un Cable Recubierto con Blindaje Semiconductor

Lneas de Campo

Elctrico


7/36

7

Rigidez dielctrica

Permitividad Elctrica

Factor de Prdidas (Tangente Delta)

Constante de AislamientoResistencia a la Ionizacin

Resistencia a la Humedad

Color

Temperatura de Operacin

Temperatura Mxima de Sobrecarga*

Temperatura Mxima en Corto circuito**

Principales Ventajas

25

2,1

0,1

6100Buena

Muy buena

Traslcido opaco

90

130

250

Bajo factor de prdidas

kV/mm

%

Mohm-km

C

C

C

25

2,3

1,5

6100Muy Buena

Excelente

Rojizo

90

130

250

Flexibilidad

CARACTERSTICAS UNIDADES XLPE EPR

Los tiempos de operacin en sobrecarga no debe exceder 1500 horas acumuladas durante la vida til del cable.Adicionalmente es recomendable que los perodos continuos en sobre carga no excedan dos horas.Los tiempos de duracin de un corto circuito son normalmente menores a un segundo

*

**

Tabla 2. Caractersticas de los Materiales de Aislamiento de Cables para Media Tensin

A continuacin se detallan cada una de estascaractersticas:

Este parmetro mide las fugas de corriente en el cablepara Media Tensin, debido tanto a los efectosresistivos como a los efectos capacitivos delaislamiento.

El aislamiento XLPE y el EPR tienen una temperaturade operacin mxima de 90C, una temperaturamxima en estado de sobre carga de 130C y de 250Cen corto circuito. Si se superan estos valores detemperatura durante intervalos de tiempo noadecuados implicara condiciones de operacinriesgosa que pondran en peligro las caractersticas yel desempeo del cable.

Mide la capacidad del material para oponerse a la

corriente de fuga. Entre mayor sea la constante deaislamiento menores sern las fugas de corriente entreel conductor y el apantallamiento. Dependiendo delvalor de la constante de aislamiento ser el valor finalde la resistencia de aislamiento.

Esta variable mide la capacidad de un material parapermitir el almacenamiento de cargas fugas decorriente por efectos capacitivos. La permitividadelctrica se define como la relacin entre la

capacitancia que tiene el cable para Media Tensinaislado con cierto tipo de material y la capacitanciaterica que el cable tendra si el medio aislante fueseel vaco. Entre menor sea este parmetro, menor serla capacitancia del cable, y por ende menos fugas.

Mide la capacidad de almacenamiento de carga entreel conductor y la pantalla debido a la diferencia devoltaje entre ambos. Esta capacitancia se ve reflejadaen el sistema como fugas de corriente.

Constante de Aislamiento

Factor de Prdidas o Tangente Delta

Temperatura de Operacin, de Sobrecarga y de Corto Circuito

Permitividad Elctrica

Capacitancia


8/36

8

El apantallamiento es un elemento metlico no magntico que se coloca sobre el blindaje del aislamiento con elfin de complementar las funciones de este ltimo y permitir el proceso de puesta a tierra. Por otra parte, cuandose requiere manejar corrientes de neutro, se adiciona rea de cobre y entonces la pantalla sirve adicionalmentecomo conductor de neutro. El elemento metlico est hecho de cobre y puede presentarse en las tresconfiguraciones siguientes:

Consiste en una pantalla de cinta de cobre que se aplica de forma helicoidal sobre el blindaje del aislamientorecubrindolo en su totalidad (traslapado) o en forma parcial (abierta).

La pantalla en hilos de cobre, como su nombre lo indica est conformada por una cantidad de hilos de cobredistribuidos uniformemente sobre el blindaje del aislamiento. Bsicamente el conjunto total de hilos debesuperar un rea mnima requerida por la normas de fabricacin. De acuerdo al permetro del cable aisladodepender la cantidad de hilos que se colocarn como pantalla.

APANTALLAMIENTO

PANTALLA EN CINTA DE COBRE

PANTALLA EN HILOS DE COBRE

Figura 7. Cable para Media Tensin con Apantallamiento en Cinta de Cobre

Blindaje del Aislamiento

Blindaje delConductor

Conductor

AislamientoChaquetaPantalla en Cinta

Este blindaje es una capa de material que recubre al aislamiento, y est hecha de Polietileno semiconductor.Su objetivo es permitir el confinamiento homogneo de las lneas del campo elctrico al interior del aislamiento;esta es una funcin complementaria a la de la primera capa semiconductora que recubre al conductor. Esta capade material tambin es conocida comnmente como Segunda Capa Semiconductora. De acuerdo con lasprcticas de instalacin, este material puede estar firmemente adherido al aislamiento o puede ser de fcil

remocin, siendo este ltimo caso el mas usado por las empresas distribuidoras de energa.

BLINDAJE DEL AISLAMIENTO


9/36

9

Es importante tener presente la capacidad de corriente de corto circuito del apantallamiento, de la misma formaen la que se tiene en cuenta la capacidad de corriente de corto circuito para el conductor. Esta capacidad vienedada por el contenido de cobre y los materiales que estn en contacto directo con la pantalla. En condiciones decorto circuito la temperatura del material del apantallamiento o de la chaqueta (materiales que eventualmenteestarn en contacto con la pantalla metlica) puede crecer rpidamente debido a los niveles de corriente que sealcanzan en la falla y dado que estos materiales tienen una temperatura lmite, sta no debe ser sobrepasada sopena de daos irreversibles en el cable.

La chaqueta es el elemento que recubre el cable y que quedar finalmente expuesto al medio, por tal motivo, el

material de la chaqueta debe cumplir con los siguientes aspectos:

Asociada con la capacidad del material para impedir la penetracin de la humedad al interior del cable paraMedia Tensin.

Este tipo de pantalla corresponde a un conjunto de hilos de cobre que adems de ejecutar la funcin de blindajeactan como conductor de neutro en el sistema. De acuerdo a la configuracin elctrica del mismo, se poseendiferentes alternativas para el neutro, uno de los ms utilizados en sistemas trifsicos es el Neutro Concntrico al33% que significa que los hilos de la pantalla suman un rea equivalente a 1/3 (un tercio) del rea del conductorde fase y que en conjunto con las dos fases restantes del sistema suma un rea de neutro equivalente al rea dela seccin transversal del conductor de fase. Para sistemas monofsicos suele utilizarse el Neutro Concntrico100% que significa que los hilos de la pantalla suman un rea equivalente al rea de la seccin transversal delconductor.

PANTALLA - NEUTRO CONCNTRICO

CHAQUETA

RESISTENCIA A LA HUMEDAD

Figura 8. Cable para Media Tensin con Apantallamiento en Neutro Concntrico

Aislamiento

Hilos de Cobre

Blindaje del Aislamiento Blindaje delConductor

Chaqueta Cinta

Conductor


10/36

10

Describe el comportamiento del material de la chaqueta frente a la accin de agentes externos como loscompuestos derivados del petrleo (gasolina, cetonas, etc.) que pueden estar presentes dependiendo del sitio

de instalacin.

La tabla 3 presenta el comparativo entre los diferentes materiales empleados en la fabricacin de la chaquetade los cables para Media Tensin:

RESISTENCIA A LOS HIDROCARBUROS

B

MB

E

B

MB

MB

MB

E

R

B

E

E

MB

MB

E:Excelente MB:Muy Bueno B:Bueno R:Regular D:Deficiente

PROPIEDADES PVC PE

Tabla 3. Caractersticas de los Materiales para Chaqueta

Es importante en aquellas instalaciones donde el cable estar instalado en bandejas o en ambientes de posibleconflagracin.

Es importante en aquellas instalaciones en donde el cable recibir la radiacin solar de forma directa o en

intervalos de tiempo extendidos.

Es importante para aquellos ambientes en los cuales el cable para Media Tensin se expone a posibles impactos,deformaciones o rozamientos inherentes al proceso para el cual prestan servicio. Dependiendo de la instalacinpuede requerir armaduras o elementos mecnicos de proteccin.

COMPORTAMIENTO FRENTE A LA LLAMA

RESISTENCIA A LOS RAYOS UV

RESISTENCIA AL IMPACTO Y ABRASIN

Elctricas

Flamabilidad

Flexibilidad

Bloqueo Humedad

Resistencia al Agua

Resistencia a la Abrasin

Resistencia a los Hidrocarburos


11/36

11

Los componentes antihumedad son elementos adicionales con los que se construyen los cables y su objetivo esevitar la penetracin de humedad al interior del cable. Las barreras de proteccin pueden ser contra la migracinlongitudinal o radial de la humedad.La barrera o relleno contra la migracin de humedad longitudinal del conductor consiste en un compuesto que

se aplica en los intersticios internos del conductor para impedir el paso de humedad.

La barrera contra la migracin radial de humedad en la pantalla, consiste en cintas con impregnacin deelementos expandibles al contacto con la humedad, aplicadas de forma helicoidal ya sea sobre el blindaje delaislamiento, sobre el apantallamiento o sobre ambos.

Tambin existe una barrera contra la penetracin radial de humedad al cable, que consiste en la aplicacin deuna cinta de aluminio con recubrimiento de polmero en las dos caras de forma longitudinal sobre la pantalla yla aplicacin de una chaqueta de polietileno que refuerza el bloqueo contra la penetracin de la humedad enforma radial.

Estas formas de bloqueo contra la penetracin y/o migracin de agua han sido utilizadas con xito en sitios deinstalacin con niveles freticos muy altos, en donde se espera que el cable trabaje la mayor parte del tiemposumergido.

BLOQUEO CONTRA LA HUMEDAD

Cinta Bloqueo HumedadSobre Pantalla

Cinta SemiconductoraAntihumedad Bajo Pantalla

Cinta de AluminioCorrugado

Barra Antihumedad

Figura 9. Cable para Media Tensin con Elementos contra la Penetracin de Humedad

Relleno Antihumedaden el Conductor


12/36

12

PROCESO DE VULCANIZACINO CURADO EN SECO EN CENTELSA

Como se mencion anteriormente, el Polietileno que usa CENTELSAen los cables para Media Tensin,

es un material que al pasar por un proceso de curado o vulcanizacin se convierte en Polietileno decadena cruzada o XLPE, esto mejora las caractersticas termomecnicas del compuesto. El proceso devulcanizacin o reticulado ocurre en condiciones especiales de temperatura a las que es sometido elmaterial inmediatamente es extruido. CENTELSAusa Nitrgeno como medio de transferencia de calor,permitiendo que el polietileno se reticule o vulcanice.

El proceso de reticulacin de antigua tecnologa utiliza el vapor de agua como medio para transferir elcalor al Polietileno, previamente mezclado con perxidos para luego obtener la reticulacin acondiciones especficas de presin y temperatura. El proceso de reticulacin de tecnologa de punta,utiliza el Nitrgeno como medio para transferir el calor, mediante este elemento en forma gaseosa secontrolan las condiciones de presin y temperatura y dado que no se usa vapor recibe el nombre deCurado en Seco. Los cables reticulados en seco son de calidad superior a los reticulados en vapor, ya

que la presencia de humedad en el aislamiento puede inducir a la formacin de arborescencias comose mencion anteriormente.

Actualmente CENTELSAes la nica empresa de cables en Colombia con este sistema implementado yen funcionamiento. Por ms de seis aos, ha fabricado cables para Media y Alta Tensin para laindustria en general, empresas de energa, petroleras y mineras ms importantes del pas y del exterior,cumpliendo con los ms altos estndares de calidad.

La implementacin de un sistema de Curado en Seco requiere equipos e infraestructura de ltimatecnologa, adems de la capacitacin del personal para su operacin. La figura 10 muestra ladisposicin de los equipos e infraestructura mnima requerida para realizar el proceso de Curado en

Seco. La lnea principal por la cual el aislamiento extruido sobre el conductor es reticulado se conocecomo la lnea catenaria, este nombre se le da a la curva que describe un conductor tendido entre dosapoyos, de hecho sto es lo que sucede en el proceso de extrusin y reticulado de una cable paraMedia Tensin; se tiende un conductor apoyado entre dos puntos distanciados poco ms de 150metros, uno de los apoyos sostiene al conductor desnudo antes de ser aislado y el otro sostiene alconductor con su aislamiento ya reticulado.


13/36

13

GAS

CALENTAMIENTOTRANSICIN

FILTRO

ENFRIAMIENTO

CURADO EN SECO

N2

GAS2

N2 H O2

H O2

AGUA

TRIPLEEXTRUSIN

COMPUESTOS

BLINDAJE DEL CONDUCTOR

AISLAMIENTO

TUBO

RESISTENCIAS

REFLECTOR

CERMICA

AISLANTETERMICO

CORAZAEXTERIOR

CABLETRIPLE

EXTRUSIN

BLINDAJE DEAISLAMIENTO

CONDUCTOR

TANQUE

Centrado porrayos X

Rayos-X

Figura 10. Lnea de Extrusin para Curado en Seco de Cables para Media Tensin


14/36

14

DISEO DE CABLESPARA MEDIA TENSIN

Los niveles de aislamiento pueden ser del 100%, 133% 173%, cada nivel se utiliza dependiendo de laproteccin asociada al circuito para el cual el cableest prestando el servicio.

Cuando el cable para Media Tensin est conectado aun circuito provisto de un rel de proteccin contrafallas a tierra que despeje el evento tan rpido comosea posible (pero que no supere un minuto deduracin), se puede utilizar un cable para Media

Tensin con nivel de aislamiento del 100%.

El nivel del 133% se utiliza para sistemas conocidosformalmente como sistemas no aterrizados, se utilizacuando el tiempo para despeje de fallas no encajapara un aislamiento del 100% y el tiempo de despejede la falla no excede una hora de duracin.

El nivel de aislamiento del 173% es para los dems

sistemas con condiciones de exigencias ms crticasque el nivel de 133%.

las normas ICEA establecen explcitamente losespesores de aislamiento para los niveles de 100% y133% y dejan a discrecin del fabricante los valorespara el nivel de 173%.

Para una tensin de operacin dada, el nivel deaislamiento se ve reflejado en el espesor nominal delaislamiento.

En el diseo de un cable para Media Tensin se deben

tener en cuenta las siguientes caractersticas:

Las tensiones de diseo de los cables para MediaTensin normalmente usadas en Colombia son 5, 8, 15,

25 y 35 kV segn el Cdigo Elctrico ColombianoNTC 2050. Adicionalmente 46 kV de acuerdo con laNTC 2186. Actualmente CENTELSAest en lacapacidad de fabricar cables aislados hasta 69 kV ymuy pronto estar capacitada para hacer cables hasta138 kV, de acuerdo con las normatividadesestablecidas por ICEA (Insulated Cable EngineeringAssociation), IEC (International ElectrotechnicalComission) y AEIC (Association of Edison IlluminatingCompanies).

Pueden ser monopolares,tripolares y triplex.

NMERO DECONDUCTORES

TENSIN DE DISEO

NIVEL DE AISLAMIENTO

CALIBRE MNIMO PARACADA TENSIN DE DISEO

GRADIENTEMXIMO DE TENSIN

Las normas ICEA establecen un calibre mnimo paracada tensin de diseo, con el fin de minimizar elmximo esfuerzo elctrico en la parte del aislamientoms prxima al blindaje del conductor.

El gradiente mximo de tensin en operacin es elesfuerzo al cual est sometido el aislamiento en laparte ms prxima al blindaje del conductor.

La tabla 4 muestra los espesores de aislamiento de loscables para Media Tensin de acuerdo a la normasICEA.


15/36

15

Tensin deDiseo

[kV]

CalibreMnimo[AWG Kcmil]

NIVEL DE AISLAMIENTO

100 %, Norma ICEA 133 %, Norma ICEA173 %, Valores Usados por

CENTELSA

5

8

15

25

35

46

8

6

2

1

1/0

4/0

2,29

2,92

4,45

6,60

8,76

11,30

2,92

3,56

5,59

8,13

10,70

14,73

4,45

5,59

8,13

11,3

16,51

19,60

mm mm mm

Tabla 4. Espesores de Aislamiento para los Diferentes Voltajes y Niveles de Aislamiento

Pantalla electrosttica en cinta de cobre conaplicacin helicoidal.Pantalla electrosttica en hilos de cobre aplicadoshelicoidalmente.Neutro Concntrico (que a su vez acta comopantalla electrosttica) en hilos de cobre aplicadoshelicoidalmente.

Donde:Es el gradiente, esfuerzo o campo elctricoen la periferia del blindaje del conductor.[kV/mm]

Es el voltaje respecto a t ierra aplicado alconductor. [kV]

Es el dimetro sobre el blindaje delconductor.[mm]

Es el dimetro sobre el aislamiento.

E:

V:

d:

D:

Asociado a los niveles de tensin que se manejan enlos cables para Media Tensin se encuentra el campoelctrico (que se extiende de manera radial desde elblindaje del conductor hasta el blindaje delaislamiento) que ser de mayor o menor magnitud deacuerdo a este nivel de tensin. El campo elctrico enun cable monopolar al interior del aislamiento puedecalcularse como:

Se puede observar que este esfuerzo o campo nodepende del tipo de material del aislamiento y su

magnitud vara en forma inversa con el dimetrosobre el blindaje del conductor. Es por esta razn, queexiste un calibre mnimo en el conductor para cadanivel de tensin, ya que incluir calibres ms delgadospodra producir esfuerzos elevados que degraden elaislamiento y afecten la vida til del conductor eincluso convertirlo en un eventual peligro.

Entre mayor es el nivel de tensin de operacin de uncable para Media Tensin, mayor es el espesor deaislamiento; esto se hace con el fin de reducir elincremento en el esfuerzo o campo elctrico por elincremento en el nivel de tensin.

Los cables para Media Tensin CENTELSAgeneralmente son aislados en Polietileno de cadenacruzada XLPE y en algunas oportunidades en Caucho

de Etileno Propileno EPR, segn los requerimientos delcliente o de la aplicacin.

TIPO DE AISLAMIENTO

TIPO DEAPANTALLAMIENTOComo se mencion anteriormente el apantallamientopuede ser de tres tipos:


16/36

16

PRUEBAS EN FBRICA DECABLES PARA MEDIA TENSON

Al igual que todas las pruebas en los cables de energa,

las pruebas que se hacen a los cables para MediaTensin someten el producto a diferentes condicionesen las cuales se puede verificar el comportamiento y lacalidad del mismo. Las pruebas de los cables paraMedia Tensin son muy importantes y bastanterigurosas, ya que este tipo de cables est destinadopara aplicaciones especiales donde se manejanelevados niveles de voltaje en espacios reducidos.

El laboratorio de CENTELSAha sido evaluado bajo lanorma ISO 17025 por entes certificadores como CIDETe ICONTEC los cuales se encuentran acreditados por la

Superintendencia de Industria y Comercio SIC. Por otraparte y atendiendo los lineamientos del RETIE,CENTELSAacredit su laboratorio de acuerdo con lanorma ISO 17025, siendo as el primer laboratoriocertificado de Colombia para cables. Y es en estelaboratorio en el que se realizan las pruebas a loscables para Media Tensin.A continuacin se mencionan algunas de estaspruebas:

PRUEBAS DIMENSIONALESComo su nombre lo indica, estas pruebas tienen comoobjetivo el cuantificar los espesores, dimetros ydimensiones de los diferentes componentes de loscables para Media Tensin. Las pruebas verifican quelos materiales metlicos (conductor, blindajes, etc.) ylos plsticos (aislamientos, cubiertas, etc.) estn dentrode los valores permitidos por las especificaciones de lanorma correspondiente.

PRUEBAS MECNICAS

PRUEBAS FSICAS Y DEENVEJECIMIENTO A LOS MATERIALES DE AISLAMIENTO Y CHAQUETA

Las pruebas fsicas de envejecimiento tienen lafinalidad de determinar el comportamiento de losmateriales plsticos que componen el cable paraMedia Tensin despus de un amplio perodo detrabajo. En estas pruebas son sometidos los materialesa condiciones de extrema temperatura, para examinarsus caractersticas de resistencia a esfuerzos y

elongacin en el material despus de haber sufrido unenvejecimiento acelerado. Tanto el aislamiento comola chaqueta se prueban para determinar estecomportamiento.

PRUEBAS DEGRADO DE RETICULACIN

PRUEBA DEPENETRACIN DE AGUA

Pruebas de elongacin y contraccin a los materialesde aislamiento. En principio se aplica una tensinmecnica determinada a una muestra del material deaislamiento bajo un ambiente de temperaturaelevado y posteriormente se mide la deformacin delmaterial. Con esta prueba se busca medir el grado dereticulacin del material para garantizar su correctofuncionamiento.

Esta prueba se realiza a los cables que poseenbloqueo contra la migracin longitudinal de lahumedad. Se somete a un flujo de agua a determinada

presin uno de los extremos de una muestra de ciertalongitud de conductor aislado, el xito de la pruebaconsiste en que el flujo de agua no llegue al otroextremo en un tiempo determinado.


17/36

17

RESISTENCIA DE AISLAMIENTO

PRUEBA DE RIGIDEZ DIELCTRICA

Con esta prueba se busca medir la capacidad del material de aislamiento para impedir la fuga de corriente desde

el conductor hacia el exterior. Esta prueba se realiza mediante un equipo que aplica una tensin DC entre elconductor y el apantallamiento metlico. Mediante la relacin entre la tensin y la corriente de fuga el equipodetermina el valor de la resistencia de aislamiento, el cual debe ser superior al valor requerido por la norma.

Esta prueba consiste en someter al conductor a una elevada tensin durante un tiempo determinado, quegeneralmente es de cinco minutos. El xito de la prueba radica en que el material de aislamiento no debepresentar rotura (prdida de la capacidad de aislamiento).

La tabla 5, muestra los voltajes AC para la prueba de tensin aplicada (rigidez dielctrica) de los cables paraMedia Tensin, de acuerdo con la tensin de operacin y con el nivel de aislamiento. Segn las normas ICEA y

NTC cada longitud de cable debe soportar la aplicacin de esta tensin por un tiempo de 5 minutos.

PRUEBAS ELCTRICAS

RESISTENCIA ELCTRICA DEL CONDUCTOR

Esta prueba permite determinar que en conjunto la cantidad del metal conductor (cobre o aluminio) y laconductividad del mismo, resulten en una resistencia elctrica del conductor especificada para cada calibre.La figura 11 muestra el equipo con el que se realiza esta prueba.

Figura 11. Puente de Wheatstone


18/36

18

Tensin de diseo[kV] Nivel de Aislamiento

del 100%Nivel de Aislamiento

del 133%

Voltaje de Prueba AC [kV]

5

8

15

25

35

46

18

23

35

52

69

89

23

28

44

64

84

116

Tabla 5. Voltaje para la Prueba de Rigidez Dielctrica

Figura 12. Laboratorio para Pruebas Descargas Parciales, Tangente Delta y Rigidez Dielctrica

TANGENTE DELTA

La prueba de Tangente Delta o Factor de Prdidas permite juzgar la calidad del aislamiento en cuanto a lacantidad de corrientes de fuga que el aislamiento deje pasar hacia el exterior a travs de la pantalla metlica.

PRUEBA DE DESCARGAS PARCIALES

Esta prueba permite juzgar la calidad del aislamiento en un cable para Media Tensin. Una descarga parcial es elresultado de un pequeo arco elctrico que se produce en las porosidades al interior del aislamiento o en lasuperficie de contacto entre el aislamiento y los blindajes (del conductor o del aislamiento) habiendo sometidoel cable a un nivel de tensin y duracin determinado, esto se hace por medio de equipos de alta tecnologa yespecializados para tal fin.


19/36

19

Donde:

Es el rea transversal del conductor metlico delcable para Media Tensin.

Es el esfuerzo mximo que puede soportar elmaterial del conductor sin llegar a cambiar suspropiedades fsicas. Para cobre y cobre estaado esde 7,0 kg/mm, y 5,3 kg/mm para el aluminio.[mm]

A:

:

INSTALACIN DECABLES PARA MEDIA TENSIN

R: radio de curvatura

Figura 13. Radio de Curvatura

La implementacin de prcticas adecuadas de

instalacin sugeridas por el Reglamento Tcnico deInstalaciones Elctricas RETIE y el Cdigo ElctricoColombiano NTC 2050, Artculo 326, 310 entre otrospermite un desempeo ptimo de las instalaciones decables para Media Tensin. A continuacin semuestran algunos de los aspectos ms importantesque se deben tener presentes para una correctainstalacin.

Es el mximo doblado que se le puede dar a un cable

garantizando que las propiedades elctricas ymecnicas de sus componentes no se alteren, es decirsin producir daos en el cable.

La norma ICEA S-93-639 en su apndice I, indica que elradio de curvatura mnimo para los cables para MediaTensin (sin armaduras) en instalacin no debe serinferior a 12 veces el dimetro exterior del mismo.

Es importante tener presente que para el proceso deinstalacin de los cables para Media Tensin existe

una fuerza mxima con la cual pueden ser jalados sinproducir esfuerzos peligrosos en el conductor que lopueden deformar (alargamiento y desprendimientodel conductor con el aislamiento, o desplazamiento delos elementos de la cubierta) y sin comprometer eldesempeo del cable en la instalacin.

RADIOS DE CURVATURA

TENSIN DE JALADO

Se puede jalar un cable para Media Tensin mediante

un perno de traccin colocado en el conductor delcable; para ello es necesario tener presente que elesfuerzo mximo para el jalado que puedeexperimentar el conductor de cobre o de aluminio esde 7,0 y 5,3 kg /mm2respectivamente; por lo tanto latensin o fuerza mxima de jalado se calcula con lasiguiente frmula:

Tambin se puede jalar el cable para Media Tensin

por medio de mallas de acero o ganchos de tiro que seaferran a la cubierta exterior del cable. CENTELSArecomienda que para estos casos la tensin mximaen kg no exceda en ms de 0,7 la seccin transversaldel material de la cubierta en mm2y en ningn casodeber ser superior a 450 kg.

Para el clculo de la tensin mxima de jalado debentambin considerarse aspectos como la longitud delducto, el peso del cable, el ngulo de la curvatura, elradio de la curvatura y las tensiones a la entrada y a lasalida de la curva.


20/36

20

Proporciona el control del esfuerzo elctrico,garantiza una mnima distancia de fuga aislada entreel conductor-tierra y proporciona hermeticidad oproteccin contra la penetracin de humedad.

Proporciona dos aspectos que son el control del

esfuerzo elctrico y distancia de fuga aislada entre elconductor-tierra.

Slo proporciona el control del esfuerzo elctrico yestn hechos a base de pastas o barnices encintadostermocontrctiles.

TERMINAL CLASE 1

TERMINAL CLASE 2

TERMINAL CLASE 3

La presin lateral es directamente proporcional a latensin del conductor pero inversamenteproporcional al radio de curvatura del ducto.La siguiente ecuacin resume la forma de clculo dela presin lateral:

La mxima presin lateral que CENTELSArecomiendapara sus cables para Media Tensin es de 744 kg/m.

Presin Lateral

Figura14. Presin Lateral en un Conductor

Tensin

Radio de curvatura

El objetivo principal de los terminales para MediaTensin, es el de controlar los esfuerzos elctricos quese presentan en el aislamiento del cable al retirar elblindaje del aislamiento en las terminaciones delcable, para conectarlos con otros elementos de la red.

Su funcionamiento est soportado por el control deesfuerzo que se puede lograr por medio materialesespeciales y se complementa con distancias de fugaadecuadas y elementos que proporcionanhermeticidad en la terminacin del cable. En nuestromedio se conocen estos terminales comopremoldeados. Sin embargo, en las tecnologas mscomerciales se distinguen claramente dos tipos deproductos: los Preensanchados o Preexpandidos(contraibles en fro) y los No Preensanchados(contraibles por medio de calor). Dependiendo de sufuncionalidad pueden clasificarse de acuerdo al

estndar IEEE 48 como:

TERMINALESEs el esfuerzo transversal que experimenta el cable enuna curva cuando ste est bajo tensin.Es importante tenerlo presente ya que la presinlateral excesiva puede causar fisuras o aplastamientosen el cable, de modo que este parmetro es tambin

restrictivo en el proceso de instalacin.

La presin lateral en un conductor depende tanto delradio de curvatura del ducto como de la tensin a lacual est sometido el conductor. Como su nombre loindica, la presin lateral es un esfuerzo de carctertransversal que experimenta el conductor debido a lacomponente normal de la tensin del mismo.

La figura 14 muestra el diagrama de los esfuerzosmencionados.

PRESIN LATERAL

Donde:Presin lateral en el conductor.

Tensin longitudinal a la que estsometido el conductor.

Radio de la curva

P :

T:

R:


21/36

21

Sellos deAntihumedad Terminal de Conector

de Cobre de Estao

Terminal de Clase 1Tipo Exterior

Control deEsfuerzo

Figura 15. Elementos que Conforman un Terminal Clase 1

PROCESO PARA LA INSTALACIN DE UN TERMINAL

El proceso para la instalacin de un terminal en el extremo de un cable para Media Tensin consiste en:

Retirar una longitud determinada de la chaqueta del cable CENTELSA. Limpiar y fijar el bloqueo antihumedad en el nuevo extremo de la chaqueta.

Rebatir el apantallamiento del cable o fijacin de los elementos para la puesta a tierra del apantallamiento del

cable. Retirar una longitud determinada de la segunda capa semiconductora.

Retirar una longitud determinada del material de aislamiento.

Colocar borna zincada en el extremo final del conductor metlico del cable.

Limpiar el extremo del cable y fijacin del elemento para control de esfuerzo.

Colocar sellos antihumedad en el extremo del aislamiento y finalmente colocar el terminal en el extremo del

cable CENTELSA.

La mayora de los fabricantes y proveedores de terminales de cables para Media Tensin distribuyen susproductos en paquetes o kits.

CENTELSArecomienda que para la instalacin de este tipo de elementos se debe respetar la distancia de fugaestablecidas por los estndares internacionales, que comnmente los fabricantes de terminales presentan ensus manuales de instalacin; estos ltimos tambin muestran un procedimiento adecuado para retirar lasegunda capa semiconductora y la fijacin de los bloqueos contra humedad en los extremos del cable.


22/36

22

AGRUPACIN DE FASES Y CAPACIDAD DE CORRRIENTEPARA CABLES PARA MEDIA TENSINLas tablas de capacidad de corriente de la seccin 310 del Cdigo Elctrico Colombiano (NTC 2050) y del RETIE,han sido elaboradas con base al mtodo expuesto por J.H Neher y M.H Mc Grath para el clculo del incrementode temperatura y capacidad de corriente para conductores de energa.

La capacidad de corriente de los cables para Media Tensin est supeditada a muchos factores, siendo los msrepresentativos el tipo de cable, la disposicin de la instalacin, el nmero de conductores y las condiciones delmedio. Las normas anteriormente citadas, muestran en las tablas 310-67 a 310-86 la capacidad de corriente delos cables para Media Tensin para diferentes escenarios de instalacin y condiciones particulares del medio.A continuacin se hace un resumen de la tabla 310-77 de la NTC 2050.

En el medio tambin existen otros elementos conocidos como los Conectores Aislados Separables (CAS), que seemplean para la conexin del cable para Media Tensin a otros equipos (transformadores Pad Mounted) u otros

cables. Estos permiten una fcil conexin y desconexin de los cables creando una interfase operativa bastanteverstil. Se utiliza ampliamente a nivel de distribucin urbana donde se requieren disponer dederivaciones para nuevos usuarios y los espacios para hacerlos son bastante reducidos.

EMPALMES EN CABLES PARA MEDIA TENSINSe entiende por empalme de cables para Media Tensin, como el conjunto de conexin y reconstruccin detodos los elementos que constituyen un cable de potencia aislado y protegido mecnicamente dentro de unamisma carcaza. Los materiales empleados en la fabricacin de los empalmes deben soportar satisfactoriamentelos esfuerzos elctricos debidos al cable. Tambin, es importante que estos materiales sean compatibles con losmateriales del cable para Media Tensin.

Figura 16. Empalme para Media Tensin


23/36

23

Detalle 1Banco de Conductos Elctricos

30 cm x 30 cmUn Conducto Elctrico

Detalle 2Banco de Conductos elctricos

50 cm x 50 cmTres Conductos Elctricos

Detalle 3Banco de Conductos elctricos

70 cm x 70 cmSeis Conductos Elctricos

Figura17 . Dimensiones de las Instalaciones para Cables de Media Tensin. Tomado de la Seccin 310 de la NTC 2050

Resumen de la Tabla 310-77 de la NTC 2050

CalibreAWG - Kcmil

Un Circuito.Figura 17 , Detalle 1

Tres Circuitos.Figura 17 , Detalle 1

Seis Circuitos.Figura 17 , Detalle 1

6

4

2

1

1/0

2/0

3/0

4/0

250

350

500

750

1000

90

115

155

175

200

230

260

295

325

390

465

565

640

77

99

130

145

165

185

210

240

260

310

370

440

495

64

82

105

120

135

150

170

190

210

245

290

350

390

Capacidad de Corriente en Conductos Elctricos Subterrneos(tres conductores por cada ducto elctrico), temperatura de la tierra de 20C

Factor de Carga 100%, Resistencia Trmica (rho) de 90,Temperatura del Conductor de 90C. Tensiones de 8, 15, 25 y 35 kV


24/36

24

Figura18 . Instalacin de Cables para Media Tensin, Tres Conductores por Fase, Sistema Trifsico

A

B

C

A

B

C

A

A

A

B

B

B

C

C

C

INSTALACIONES CONMAS DE UN CONDUCTOR POR FASECuando la necesidad de transporte de corriente hace que sea requerido usar mas de un conductor por fase, esrecomendable que el calibre de los conductores sea el mismo, ya sea que se requieran dos o ms conductorespor fase y que adicionalmente la instalacin se haga por ternas; es decir, Fase A, Fase B y Fase C, deberan irjuntas, en lo posible trenzadas entre s, y separadas de la siguiente terna, por lo menos a una distancia

equivalente al dimetro de la terna. Lo anterior con el fin de evitar efectos adversos debidos a la induccin quese puede ocasionar en este tipo de instalaciones.

CAPACIDAD DE CORRIENTE EN CORTO CIRCUITOLa capacidad de corriente de corto circuito del conductor de fase es un parmetro que se debe tener presenteen la seleccin particular del cable para Media Tensin para una instalacin determinada.

La corriente mxima de corto circuito en el conductor viene dada por el material y rea del conductor, latemperatura mxima que se puede alcanzar y el tiempo de duracin de la falla. CENTELSAindicauna referenciade la capacidad de corriente de corto circuito de sus cables para Media Tensin para una duracin de la falla deun segundo. La siguiente ecuacin describe la relacin entre las variables mencionadas anteriormente.

A

B

C


25/36

25

Consiste en el conjunto de dispositivos que se encarga de conectar las redes subterrneas con las redes areas.Las estructuras a utilizar debern ser tales que soporten el peso de los cables y accesorios, adems de la tensinmecnica de las lneas areas. Para el caso de postes de concreto o de madera, estas estructuras generalmenteson de retencin y vienen acompaadas por templetes de cable de acero para la estabilidad mecnica. Esrecomendable instalar pararrayos o descargadores de sobretensin en la transicin, con el fin de proteger elcable de sobretensiones ocasionadas por maniobras o por descargas atmosfricas.

TRANSICIN ENTRE

REDES SUBTERRANEAS Y REDES AREAS

Donde:

Icc: Es la mxima capacidad de corriente de corto circuito. [A]A: Es el rea del conductor. [mm2]

k: Para cobre equivale a 341 y para aluminio equivale a224.

: Es la temperatura de resistencia cero. 234 C para cobre y 228 C para aluminio.

T1: Es la temperatura de operacin del conductor.

T2: Es la temperatura mxima permisible en estado de falla. 250 C.

t: Es el tiempo de duracin de la falla.

PUESTAS A TIERRA DE LOSCABLES PARA MEDIA TENSIN

El proceso de puesta a tierra de un cable para Media Tensin es importante ya que este tiene implicacioneselctricas que afectan de forma directa el desempeo del mismo y la seguridad de instaladores y usuarios.

En los cables para Media Tensin, es una prctica comn aterrizar los apantallamientos metlicos del cable en unextremo de la instalacin para longitudes cortas y en cada uno de los extremos de los pozos de visita paralongitudes largas. En el primer caso se asegura que no hayan corrientes circulantes por la pantalla, pero puedeninducirse tensiones en la misma que pueden afectar al personal de operacin o mantenimiento, en el segundocaso se minimiza el efecto de induccin de tensiones en la pantalla, pero se crea la posibilidad de que existancorrientes circulantes por la pantalla, que causan calentamiento del cable y por consiguiente una disminucinde la capacidad de corriente del cable. Otra prctica consiste en aterrizar la pantalla en cada uno de las cmarasde inspeccin (Manholes) por los cuales pasa el cable para Media Tensin, con las mismas caractersticas del casoanterior.

Tambin se debe tener presente que por el apantallamiento pueden circular corrientes de falla, debido al

contacto de la lnea con la pantalla o por las mismas corrientes de secuencia cero que circulan por la pantallaaterrizada en los eventos de fallas asimtricas. Para esto es el blindaje del aislamiento o la chaqueta quien limitala temperatura mxima que puede alcanzar la pantalla en estado de falla. Generalmente se toma como 85C y200C los valores de T1 y T2 respectivamente.


26/36

26

Este tipo de pruebas no determina otros tipos de

defectos tales como roturas o porosidades en el conductor y aislamiento respectivamente. No reproduce la distribucin del campo elctrico que

se dar durante la operacin de un cable que va a operar en un sistema AC. Se debe tener cuidado con la acumulacin de cargas

despus de la prueba especialmente en los accesorios adicionales del cable. Puede afectar el desempeo durante la operacin

del cable especialmente cuando estos tienen arborescencias. No es aconsejable realizar estas pruebas a cables que

tienen mas de cinco aos de instalados.

VENTAJAS DE LAS PRUEBAS DC

DESVENTAJAS DE LAS PRUEBAS DC

Las pruebas son relativamente simples comparadas

con las pruebas AC, debido a la facilidad de desplazamiento de los equipos. Las seales para realizar las pruebas son de fcil

adquisicin y de fcil lectura. Se posee un amplio historial de diagnsticos exitosos

en instalaciones por medio de estas pruebas. Son efectivas para detectar problemas en los

empalmes y terminaciones de la instalacin. El costo de los equipos es bajo.

PRUEBAS DE CABLESPARA MEDIA TENSIN EN INSTALACIN

PRUEBAS DE VOLTAJE DC

PRUEBA DE RESISTENCIADE AISLAMIENTO

PRUEBA DE RIGIDEZ DIELCTRICA

El estndar IEEE 400 IEEE Guide for Field Testing and

Evaluation of the Insulation of Shielded Power CableSystemsmuestra un compendio de las tcnicasactualmente utilizadas para las pruebas de campo delos cables para Media Tensin. A continuacin sepresenta un anlisis detallado de dichas pruebas.Actualmente las pruebas que se realizan a los cablespara Media Tensin se resumen en dos grandesgrupos de acuerdo con la seal de tensin aplicada yson pruebas en DC y pruebas en AC.

Las pruebas de voltaje DC tienen un amplioprecedente histrico en los cables para Media Tensindada las ventajas en su implementacin. Sin embargo,en los ltimos aos este tipo de prueba ha sido objetode debate (IEEE 400). Entre las pruebas de voltaje enDC tenemos:

Con ella se lee el comportamiento de esta variable enfuncin del tiempo. La norma ICEA establece unosvalores mnimos de resistencia de aislamiento, loscuales estn basados en un conductor monopolarenergizado a una tensin entre 500 y 2000V duranteun minuto y corregida a una temperatura de 15,6 Cdependiendo del material de aislamiento y el calibredel conductor.

Esta prueba de tensin determina si el cable es apto o

no para la instalacin al someterlo a una tensin DCde magnitud significativamente mayor a la tensin deoperacin durante un tiempo determinado (5 a 15minutos generalmente). El cable es apto sino ocurreninguna falla o descarga en la instalacin.

La tabla 6 muestra los voltajes de prueba DCrecomendados por ICEA que se deben aplicar a loscables para Media Tensin para los procedimientos deprueba DC tanto en fbrica como en instalacin yservicio.


27/36

27

Tensin deDiseo [kV]

Voltaje de Prueba DC enFbrica [kV]

Voltaje de Prueba DC CableRecin Instalado [kV]

Voltaje de Prueba DC Cablecon Menos de 5 aos de

Instalado [kV]

NA 100% NA 133% NA 100% NA 133% NA 100% NA 133%

5

8

15

25

35

46

35

45

70

100

125

165

45

55

80

120

155

215

28

36

56

80

100

132

36

44

64

96

124

172

9

11

18

25

31

41

11

14

20

30

39

54

Tabla 6 Tensiones de Prueba DC Segn la Norma ICEA

PRUEBAS ENFRECUENCIA O PRUEBAS ACComo su nombre lo indica este tipo de pruebas involucra seales variantes en el tiempo, con ellas se lograemular el comportamiento del conductor bajo condiciones de operacin. Adems hacen parte de lametodologa de pruebas que implementan en fbrica para los nuevos cables y para los nuevos accesorios, lascuales por supuesto hace CENTELSA.

Con las pruebas en AC se hacen presentes los efectos resistivos y capacitivos simultneamente, permitiendo leerdescargas parciales (PD) y factor de disipacin (Tan ). Para las pruebas se requiere un equipo de transformacincuyo tamao puede ser reducido sustancialmente usando el principio de resonancia, la cual generalmente sealcanza por medio de un ncleo mvil en el transformador.

Entre los requerimientos de los equipos para las pruebas en AC tenemos que las ondas de voltaje debencontener un mnimo de ruido armnico, especialmente para las pruebas de descargas parciales y para ello serequiere entre otras que los generadores de la seal estn aislados de otros sistemas (tierras independientes).El equipo de resonancia debe poseer un control automtico de sintonizacin, la escala de ajuste de los equiposde medicin debe ser de al menos el 1% de el voltaje mximo de salida. Para mediciones de PD las descargasinternas del equipo deben ser menores a 5 pC. Se recomienda que la rata de crecimiento y cada del nivel detensin para pruebas sea aproximadamente 1 kV/s, y en el caso de una prueba de aceptacin la duracin debeser entre 5 y 15 minutos al voltaje especificado.

Aunque los estndares internacionales para realizar pruebas en AC de los cables para Media Tensin en fbrica

exigen que la prueba de descargas parciales (PD) sea realizada con una seal de tensin cuya frecuencia seencuentre entre los 49 y 61 Hz, existe una nueva metodologa (que aunque no est contemplada en las normasinternacionales todava, est ganando aceptacin a nivel mundial) en la cual se utiliza seales AC de bajafrecuencia; esto tiene el objeto de tener presentes los efectos capacitivos del cable en las pruebas de campopero reduciendo el consumo de corriente y con equipos de fcil accesibilidad en campo.


28/36

28

Como se mencion anteriormente esta prueba es de diagnstico y de carcter no destructivo. Tambin semencion en el captulo de los materiales aislantes que el factor de prdidas o de disipacin cuantifica las fugasde corriente debidas a los efectos resistivos y capacitivos.

PRUEBAS DE RIGIDEZ DIELCTRICA

Entre las pruebas de rigidez dielctrica tenemos las pruebas de muy baja frecuencia con Seales Cosenoidales de 0.1 Hz

Seales de Impulso Senoidales de frecuencia menor a 1 Hz.

Seales Cuadradas

PRUEBAS DE DIAGNOSTICO

Prueba de Descargas Parciales (PD) en Instalacin

Factor de Disipacin o Tangente Delta (tan )

La prueba de descargas parciales es una de las pruebas que permite juzgar la calidad del aislamiento en un cablepara Media Tensin. Como se defini anteriormente, una descarga parcial es el resultado de un pequeo arcoelctrico que se produce en las porosidades al interior del aislamiento o en la superficie de contacto entre elaislamiento y los blindajes (del conductor o del aislamiento) habiendo sometido el cable a un nivel de tensin yduracin determinado.

Aunque esta prueba es muy apropiada para la deteccin de imperfecciones del aislamiento, su implementacinen campo es bastante laboriosa ya que requiere de elementos para la reduccin del nivel del ruido elctrico enlas mediciones, haciendo necesario el uso de fuentes independientes de voltaje, filtros, apantallamientos entreotros. Una de las ventajas de llevar a cabo este tipo de prueba es que permite determinar el tipo de imperfecciny a la vez su localizacin. Las desventajas ms marcadas corresponden con la capacitacin del personal pararealizar dicha prueba y los equipos asociados para la implementacin en campo de esta prueba.

Las pruebas a muy baja frecuencia pueden clasificarse en dos tipos; pruebas de rigidez dielctrica y pruebas dediagnstico. En las primeras, el voltaje de aplicacin lleva hasta falla a las partes defectuosas del aislamiento y secontina la prueba hasta reparar cada una de las partes. En las segundas se mide el nivel de degradacin delcable y por medio de las curvas de mrito se decide si el cable es apto para continuar en servicio o no (estaspruebas son no destructivas).


29/36

29

PRODUCTOS ESPECIALES

La Calidad de la energa es un tema que ha tomado gran importancia a nivel de las empresas de distribucin deenerga, las nuevas polticas regulatorias establecidas por la CREG velan por el mejoramiento en la prestacin delservicio y las empresas de distribucin han comenzado a cumplir con estas nuevas regulaciones.

Dentro de los parmetros a controlar por parte de las empresas de energa se encuentran los ndices DES y FES

(Duracin Equivalente de las Interrupciones del Servicio y Frecuencia Equivalente de las Interrupciones delServicio). Alrededor del 80% de las salidas no programadas de los circuitos de redes areas en conductoresdesnudos se deben a fallas a tierra por contacto con objetos y ramas ubicadas en la zona de servidumbre dedichas lneas. Con base en lo anterior, CENTELSAha desarrollado el cable semiaislado o recubierto para zonasarborizadas, para sustituir los conductores desnudos de las lneas para Media Tensin, con el fin de que lasempresas de distribucin puedan mejorar los mencionados ndices.

El cable semiaislado o recubierto consiste de un conductor de aluminio (ACSR, AAC o AAAC) recubierto conaislamiento en XLPE (el mismo material que se utiliza para el aislamiento de los cables para Media Tensin) y unrecubrimiento exterior de material termoestable resistente a las descargas superficiales XLPE-TK (Polietilenoreticulado resistente al Tracking), este diseo de cable evita la salida de los circuitos por disparo de lasprotecciones cuando hay contacto con ramas u otros objetos. Entre las ventajas ms importantes de este tipo deconductor se encuentran la reduccin del espaciamiento entre fases, la reduccin de prdidas elctricas,aumento de la confiabilidad del sistema, menor zona de servidumbre y menor poda de rboles (de all otronombre que se le da a este tipo de cables Ecolgico), reduccin de los costos de operacin y mejoresttica en la infraestructura de las redes de Media Tensin.

Figura 19a. Cable Semiaislado Figura 19b. Espaciador para la Instalacin de

Cables Semiaislados

La experiencia deCENTELSApor ms de 50 aos produciendo cables para Media Tensin, adems de todo tipode cables para energa y telecomunicaciones, le ha permitido desarrollar nuevos productos que van a lavanguardia tecnolgica y acorde con las necesidades del mercado mundial.

CENTESAha desarrollado diferentes tipos de cables para Media tensin:

CABBLES SEMIAISLADOSO RECUBIERTO PARA ZONAS ARBORIZADAS


30/36

30

La industria de explotacin del petrleo y gas tiene objetivos claros y definidos en temas como seguridad,calidad, eficiencia y costos de explotacin desde el reservorio hasta la superficie misma, haciendo que cualquierproyecto sea concebido con los estndares de productos de mejor desempeo en el mercado.

CENTELSAse ha convertido en la nica empresa cablera del pas capaz de fabricar cables para Media Tensinpara uso submarino en diferentes aplicaciones como alimentacin de plataformas petroleras, cruces de pozos,lagos y ros, para alimentacin de refineras, entre otras. Obteniendo excelentes resultados en la prueba,instalacin y aplicacin de estos productos a nivel internacional. La caracterstica principal de los cablessubmarinos es la de transmitir grandes cantidades de energa elctrica y opcionalmente seales; es por esto quelos cables submarinos poseen en su interior cables para Media Tensin y cables para la transmisin de seales,

desde fibra ptica hasta cables de seales con propiedades de transmisin en alta frecuencia.

Los cables para uso submarino se protegen mecnicamente por armaduras metlicas que le proporcionanresistencia a los impactos y a la corrosin.

CENTELSAha sido pionero en la fabricacin de los cables para pistas aeroportuarias en Colombia. Este cabletiene el fin de alimentar las lmparas de sealizacin situadas a lado y lado de las pistas aeroportuarias. Debidoa la corriente y la cada de tensin dada por la carga y las grandes longitudes de estas instalaciones el voltaje deoperacin de estos circuitos clasifican como cables para Media Tensin; el voltaje nominal para la operacin deeste tipo de cables es de 5 kV. Este cable consta de un conductor de cobre, generalmente calibre 8 AWGrecubierto con un aislamiento en material termoestable XLPE y un recubrimiento final de un polmero especialque proporciona caractersticas elctricas adicionales, proteccin mecnica y proteccin contra la humedadque lo hace apto para operacin bajo condiciones de humedad extremas.

CABLES PARA ILUMINACION DE PISTASDE AEROPUERTOS

CABLES PARA MEDIA TENSINDE USO SUBMARINO

Figura 20. Cables para Pistas Aeroportuarias

Chaqueta

Aislamiento

Conductor


31/36

31

Una aplicacin especfica de los cables submarinos se hace en las conexiones de plataformas martimas ensuperficie con los pozos situados en el lecho marino. Estos cables se caracterizan por tener en adicin a loscables para Media Tensin y los cables de comunicacin, tuberas para transporte de fluidos requeridos en laexplotacin petrolera.

Este tipo de aplicacin requiere longitudes continuas de cable bastante largas las cuales son logradas por losespecializados equipos de produccin de CENTELSA,as como las pruebas de laboratorio para las mencionadaslongitudes; dando cumplimiento a todos los requerimientos necesarios para este tipo de instalaciones.

CENTELSAse encuentra calificado por el sector petrolero Internacional para la fabricacin de cables para MediaTensin para estas aplicaciones, despus de haber sido evaluado su sistema de gestin de calidad yespecficamente los procesos de diseo y manufactura, el producto en s mismo y sus laboratorios de pruebas.

CABLES PARA PLATAFORMAS PETROLERAS

Figura 21.Cables Submarinos para Media Tensin


32/36

32

NORMAS DE FABRICACIN YCERTIFICACIONES DE PRODUCTO

Cables de cobre o aluminio aislados enmaterial termoestable (XLPE EPR) desde5 kV hasta 46 kV

RETIE 1880

15 kV TR-XLPE Insulated CableAEIC CS8 02-028

12/20/(24) kV EPR Insulated CableIEC 60502 07-178

Cables para Media Tensin MV90 y MV105UL 1072 File 167359

Cable MV90 (Medio Voltaje) 46 kV Aislados en EPR oXLPE

AEIC y EspecificacionesPREPA 04-110

Cables para Media Tensin aislados en XLPE y EPRNTC 2186, ICEAS-93-639

412

Cables de cobre para uso subterrneo, Clase C, aislado

en XLPE 90C, 5 kV. Calibres 8 a 4 AWG. Para uso enpistas de aeropuertos.

FAA L-824/2001 2581

Norma EntidadCertificadora CertificadoNo. Producto

CENTELSAcumple con todos los estndares de calidad existentes con respecto de cables para Media Tensin

como:

RETIE IEC UL

ICEA AEIC NTC

Y con requisitos especficos adicionales de cada usuario en particular.

CENTELSA posee los siguientes certificados de conformidad con norma para los cables de Media Tensin:


33/36

33

CENTELSA PRESENTEEN GRANDES PROYECTOS

La combinacin de un calificado grupo humano, una moderna estructura de procesos productivos, sofisticados

equipos de prueba y la experiencia de ms de 50 aos en la industria cablera, han permitido a CENTELSAestarpresente en importantes proyectos en Colombia y el exterior a travs de sus cables para Media Tensin, quegarantizan un ptimo desempeo. Hoy por hoy, CENTELSAes la industria cablera ms importante del pas,siendo reconocida a nivel nacional e internacional como un proveedor de cables para Media Tensin de altaconfiabilidad.

Los cables CENTELSAhan sido instalados en todas las empresas de generacin, transmisin y distribucin deenerga, como tambin en un sin nmero de industrias, entre las cuales mencionamos:

ABB

AERONUTICA CIVILARCHIPILAGO POWER LIGHT

AREVABAVARIA SAB MILLERCAM COLOMBIA

CENTRAL HIDROELCTRICA DE CALDAS S.A. E.S.P. - CHECCENTRALES ELCTRICAS DE CAUCA S.A. E.S.P. - CEDELCA

CENTRALES ELCTRICAS DE NARIO S.A. E.S.P. - CEDENARCENTRALES ELCTRICAS DE NORTE DE SANTANDER S.A. E.S.P - CENSCHIVOR

CODENSA S.A. E.S.P.ELECTRIFICADORA DEL TOLIMA S.A. E.S.P. - ELECTROLIMA

ELECTRIFICADORA DE BOYAC S.A. E.S.P. - EBSAELECTRIFICADORA DE CAQUET S.A. E.S.P.

ELECTRIFICADORA DE SANTANDER S.A. E.S.P.ELECTRIFICADORA DEL CARIBE S.A. E.S.P. - ELECTRICARIBEELECTRIFICADORA DEL CHOC S.A. E.S.P.

ELECTRIFICADORA DEL HUILA S.A. E.S.P.ELECTRIFICADORA DEL META S.A. E.S.P. - EMSAEMGESA S.A. E.S.P.

EMPRESA COLOMBIANA DE PETRLEOS S.A. - ECOPETROLEMPRESA DE ENERGA DEL PACIFICO S.A. E.S.P. - EPSA

EMPRESA DE ENERGA DEL QUINDO S.A. E.S.P. - EDEQEMPRESAS MUNICIPALES DE CALI E.I.C.E. E.S.P. - EMCALIEMPRESAS PBLICAS DE MEDELLN E.S.P. - EPM

EMPRESA DE ENERGA DE CUNDINAMARCA S.A. E.S.P. - EECGECELCA S.A. E.S.P.

INTERCONEXIN ELCTRICA S.A. - ISAMONMEROS COLOMBO VENEZOLANOS S.A.PETROQUMICA COLOMBIANA S.A. - PETCO

PROPILCO S.A.SIEMENS

TERMOTASAJERO S.A. E.S.P.TERMOELCTRICA DE BARRANQUILLA S.A . - TEBSA

ABB

AREVAAUTORIDAD ELCTRICA DE PUERTO RICO - PREPA

CAM PERCEDETECCONELSA

COOPERATIVA RURAL DE ELECTRIFICACIN - CRECOPEL

DEGREMONTDIPRELSAEDEMET EDECHI

EMPRESA ELCTRICA DE QUITOESEMEC

FOSTER WHELERINATRA

INPROELINSTITUTO COSTARRICENSE DE ELECTRICIDAD - ICEMANZANILLO INTERNATIONAL TERMINAL - MITPAN

METRO DE CHILE S.A.OCEANEERINGPDVSA

REDES Y MONTAJESSIEMENS

TECNICHTRINIDAD AND TOBAGO ELECTRICITY COMMISSIONWIND FARMS PROJECTS

COLOMBIA EXTERIOR


34/36

34

TECNOLOGIA Y SOLUCIONES PARA EL PROGRESO

AGRADECIMIENTOS

Planta y Oficina de VentasCalle 10 No. 38-43 Urb. Industrial Acopi, Yumbo, Colombia

Tel.: (572) 608 3400 / Fax: (572) 664 8258

http://www.centelsa.com.co / e-mail: [email protected]

Direccin y Coordinacin:Departamento de Mercadeo CENTELSA

Informacin y Especificaciones:Gerencia Tcnica CENTELSA

Diagramacin e Impresin:Litoservi Editores S.A.

Authori zed Distrib utor


35/36

35

Otras Lneas de

Productos

Otras Lneas de

Productos


36/36

AVISO

UNA ALIANZAPARA LA

SEGURIDAD

UNA ALIANZAPARA LA

SEGURIDAD

Con suexperienciay nuestrosproductos,garanticela seguridaden susinstalaciones.

Con suexperienciay nuestrosproductos,garanticela seguridaden susinstalaciones.

catalogo tecnico_cables para media tension_centelsa.pdf

Documents