Cables eléctricos Se define como cable eléctrico aquel elemento destinado a transportar energía eléctrica. Se da en un rango amplio de tensiones. Se define como alta tension toda tensión de valor nominal eficaz superior a 1KV. Se define como baja tensión toda tensión toda tension igual o inferior a 1KV. Composiciones de los cables electricos Conductor: Permite la circulación del flujo o corriente electrica. Los materiales ma utilizados son el cobre ( para instalaciones de baja tensión) y aluminio (a pesar de mayores perdidas, tiene menos peso y se utiliza exclusivamente para redes de distribución). Recubrimientos: Elementos que confieren protección eléctrica y mecánica al cable. -Aislamiento: Retiene la circulación de la corriente eléctrica a lo largo del conductor. La parte más externa del aislamiento tiene también la función de proteger frente a efectos mecánicos. -Elementos auxiliares: Garantizan la duración del cable a lo largo de todo su periodo de utilización Clasificación -En función de la tension nominal del cable: -Cables para baja tensión. Cables de tensión asignada inferior o igual a 450/750V Cables de tension asignada 0,6/1kV -Cables para media tensión. Cables de tensión asignada 12/20 kV para redes de hasta 24 kV Cables de tensión asignada 18/30 kV para redes de hasta 36 kV -Cables para alta tensión. Cables de tensión asignada superior a 30kV -En función del material de aislamiento: Termoestables: cables con aislamiento de etileno propileno de alto modulo. Termoplasticos: Cables con aislamiento de PVC o poliolefina. Cables desnudos. Cable eléctrico de alta tensión El Reglamento de Líneas Eléctricas de Alta Tensión define como alta tensión (AT) a toda tensión de valor nominal eficaz superior a 1 kV. Dentro de las líneas de alta se distinguen varias categorías en función de su ni-vel de tensión. Son destacables las de 3ª categoría (tensión nominal entre 1 y 30 kV), que se denominarán líneas de media tensión(MT). Constitución y designación de cables de media tensión Conductor: Este elemento cumple la función de conducir la corriente eléctrica. Los conductores de los cables están constituidos por cuerdas redondas compactas de cobre recocido o de aluminio, la compactación permite obtener superficies más lisas y diámetros de cuerdas menores. Capas semiconductoras: Son unas delgadas capas de polímero (compuesto orgánico de propiedades físicas y químicas similares a las de las resinas naturales), generalmente de la misma composición básica que el material aislante. Aislamiento: Es la envoltura aislante aplicada sobre el conductor. El material aislante se coloca alrededor del conductor de tal manera que lo cubra totalmente. XLPE y EPR: Poseen características muy similares en cuanto a capacidad de carga, temperaturas de trabajo y dimensiones, pero se diferencian en que el XLPE es más rígido y más barato EPR y HEPR. El EPR posee características mecánicas. El HEPR puede trabajar a una temperatura de servicio de 105 °C, frente a los 90 °C del EPR. Por tanto, el HEPR podrá transmitir más potencia. XLPE, EPR, HEPR y PVC. La gran diferencia entre los tres primeros y el PVC es la termoestabilidad que presentan los primeros, frente a la de termoplasticidad que ofrece el PVC, reaccionando, por tanto, de manera distinta frente a los cambios de temperatura. Pantallas: Son elementos metálicos que desempeñan distintas misiones, entre las que destacan: –Confinar el campo eléctrico en el interior del cable. –Lograr una distribución simétrica y radial del esfuerzo eléctrico en el seno del aislamiento.–Limitar la influencia mutua entre cables eléctricos. –Proteger el cable contra las interferencias exteriores electrostáticas y electromagnéticas (cables para transmisión de corrientes débiles). –Evitar, o al menos reducir, el peligro de electrocuciones, derivando a tierra una eventual corriente de defecto. Según sea su misión, están constituidas por: –Cinta de papel metalizado (pantalla electrostática). –Trenza de hilos de cobre o mixta de cobre y textil (pantalla electromagnética flexible) –Corona de hilos de cobre (cables de MT o AT).–Corona mixta de hilos de cobre y acero (obras públicas o minería). –Tubo de plomo (cables papel impregnado).Las pantallas se designan con la letra H. Cinta de poliéster: Se trata de una cinta de fajado que cubre la pantalla evitando que, en el proceso de fabricación, la extrusión de la cubierta penetre entre los hilos dificultando la retirada de la misma a la hora de confeccionar accesorios. Cubierta exterior. Se compone de elementos de protección mecánica, no metálicos, que sirven para proteger al cable frente a agentes externos dañinos, ya sean de tipo químico, biológico, atmosférico, abrasivo, etc. Relleno o cubierta interior. Capa que se aplica en los cables tripolares para dar forma cilíndrica al conjunto de los conductores aislados y apantallados. En el caso de que la pantalla y la armadura estén constituidas por materiales diferentes, deberán estar separadas por una cubierta estanca. Armadura. Recubrimiento metálico destinado a proteger el cable contra las acciones mecánicas exteriores. Protección frente a la humedad Los cables deben estar protegidos frente a la acción del agua para evitar un deterioro prematuro cuando el cable se encuentre en tensión. Otra posibilidad para impedir la penetración del agua consiste en aplicar una cinta de cobre longitudinalmente, generalmente sobre la corona de hilos de cobre, solapada y sellada, adherida a la cubierta exterior. Concepto de cable de campo radial y campo no radial Un cable es de campo radial cuando las lineas del campo eléctrico son radiales y determinan superficies equipotenciales cilíndricas y concentricas en el nucleo. Un cable es de campo no radial cuando la pantalla rodea al conjunto de los conductores. En tal disposición, si los núcleos son alimentados por un sistema polifásico, el campo eléctrico en un punto cualquiera del aislante es variable, no sólo en magnitud, sino también en dirección, presentando una componente tangencial no despreciable. Tensiones maxima permanente para cables de BT y MT Es conveniente saber qué valor máximo de tensión pueden soportar los cables de forma continua, especialmente en redes de MT. Para cables a partir de 1 kV, la UNE 20435 define los siguientes valores nominales en corriente alterna: Uo. Tensión nominal eficaz a frecuencia industrial, entre cada conductor y la pantalla o la cubierta, para la que se ha diseñado el cable y sus accesorios. U. Tensión nominal eficaz a frecuencia industrial, entre dos conductores cualesquiera, para la que se ha diseñado el cable y sus accesorios. Um. Tensión máxima eficaz a frecuencia industrial, entre dos conductores cualesquiera, para la que se ha diseñado el cable y sus accesorios. Uo. Valor nominal de tensión eficaz entre un conductor aislado y tierra (recubrimiento metálico del cable o el medio circundante). U. Valor nominal de la tensión eficaz entre dos conductores de fase cualquiera de un cable multiconductor o de un sistema de cables unipolares. Comportamiento de los cables de media tensión frente al fuego La reacción al fuego. Se determinan los siguientes aspectos: -Contribución al desarrollo del fuego. Propagación de la llama y del incendio por el calor emitido en la propia combustión del cable La resistencia al fuego. Se determina la habilidad para mantener el servicio en presencia de fuego durante un tiempo determinado. La emisión de sustancias peligrosas. Se determina qué componentes son emitidos por los cables y en qué proporción en condiciones normales de funcionamiento. Clasificación en función de la resistencia al fuego PH15= 15 minutos PH30= 30 minutos PH60= 60 Minutos PH90= 90 minutos PH120= 120 minutos Necesidad de terminaciones en cables de MT Al retirar de un cable todas sus capas protectoras, este queda expuesto a la humedad y, sobre todo, a la acción del campo eléctrico entre dos conductores muy próximos y sometidos a gran tensión. Para evitar estos fenómenos, las terminaciones de los cables deben estar convenientemente preparadas y cumplir funciones como: Reducir y distribuir el campo eléctrico que se produce en las conexiones al suprimirse la pantalla de los cables. Conseguir un cierre hermético del final del cable impidiendo la entrada de humedad y la pérdida de aceite, esto último si el cable fuera de papel impregnado. Proteger adecuadamente la trifurcación de las venas conductoras si fuera el caso de un cable tripolar. Hoy día existe una gran variedad de terminaciones para cables de MT, siendo las más utilizadas: a)Termorretráctil (en desuso). b)Retráctil en frío (silicona). c)Conos enchufables. Cable eléctrico de baja tensión Para definir un cable de baja tensión (BT) habrá que tener en cuenta dos aspectos: por un lado el sistema de distribución y por otro las características del conductor. Definir el sistema de distribución: Se parte de una línea que representa el cable. Sobre ella se especifica: –Tipo de corriente: continua (–) o alterna (~). –Si posee neutro (N). –Si es trifásico (3) o monofásico (nada en este caso). La frecuencia (50 Hz) y la tensión de alimentación que corresponda. Definir las características del conductor: Bajo la línea que representa el cable se especifican dos aspectos: –Los conductores de la misma sección (número de conductores por sección, ya sean de Cu o Al). –Los conductores de distinta sección (número de conductores por sección, ya sean de Cu o Al). Para denominar los conductores se utiliza la siguiente nomenclatura: –Fases: L1, L2, L3 (UNE ) R, S, T (DIN). –Neutro: N. –Conductor de tierra: E, T. –Conductor de protección: PE. Clases de conductores para Cu y para Al. Los conductores pueden clasificarse según su grado de flexibilidad o rigidez dando lugar a las siguientes clases: •Clase 1. Conductor rígido de un solo alambre (- U ). •Clase 2. Conductor rígido de varios alambres cableados (- R ). •Clase 5. Conductor flexible de varios alambres finos. –No apto para usos móviles (- K ). –Apto para usos móviles (- F ) •Clase 6. Conductor extraflexible para usos móviles (- H )
