MEDIDAS ELÉCTRICAS I EE363-M Profesor: Jimenez Ormeño Luis Alumnos:
◦ - Gotea Loayza Cesar ◦ - Videla Zárate Jeancarlo
CABLES ELECTRICOS SUBTERRANEOS
PRESENTACION Existen muchos tipos de cables que desconocemos el porque de la forma, espesor, color , etc. A continuación algunas especificaciones técnicas, constitución y características Uso de cables en alimentadores de MT y BT
CONSTITUCIÓN DE CABLES SUBTERRANEOS -Cada cable puede estar provisto de uno, dos, tres o n conductores. -Anteriormente se empleaban en las Líneas monofásicas y trifásicas conductores concéntricos, pero por las dificultades de fabricación y aislamiento cayeron en desuso, fabricándose exclusivamente en la actualidad con conductores trenzados o arrollados en hélice.
Los cables con aislamiento sólido son normalmente construidos con polietilenoreticulado (“cross-linked polythethylene” XLPE), o de Etileno-propileno corrugado(“ethylene-propylene rubber” EPR). El diseño del cable de la Figura 8, es de un conductor de cobre extruido. Una pantalla de cinta de cobre envuelve este cable y usualmente se coloca encima del apantallamiento, luego se coloca una chaqueta de polietileno (“polyethylene” PE) o de cloruro de polivinilo (“polyvinyl chloride” PVC). Para alta tensión, en voltajes superiores a 69 kV, siempre es necesaria una pantalla de aluminio o de aleación de plomo. El propósito de esta pantalla es proteger el aislamiento del ingreso de humedad, esto mejora la confiabilidad y alarga la vida útil del cable
Partes constitutivas : Aislamiento Características no eléctricas
resistencia al calor y/o al frío. resistencia al fuego. temperaturas máximas de servicio y de emergencia. temperatura máxima de cortocircuito. resistencia a la tracción (alargamiento) carga de rotura. alargamiento a la rotura. resistencia a la abrasión resistencia al envejecimiento
absorción de agua y resistencia a la humedad. grado de polimerización, vulcanización o reticulación. resistencia al ozono. resistencia a la acción solar. resistencia ala radiación ultravioleta. resistencia a la radiación gamma. resistencia a la oxidación. resistencia a los hidrocarburos. resistencia a los agentes corrosivos. resistencia a los ambientes salinos, alcalinos, etc. termoplasticidad. cristalinidad. resistencia al agrietamiento o gelificación
Clasificación Segun Tension de ServicIO
> 66 kV – muy alta tensión < 66 kV - alta tensión < 30 kV - media tensión
< 1000 V - baja tensión < 50 V - muy baja tensión
Clasificación A continuación se realizara una clasificación de cables en cuanto a su constitución, aplicación y respuesta ante agentes externos: MATERIAL AISLANTE: •Papel aceite •Goma butílica •P. V. C. Policloruro de vinilo •PE Polietileno termoplástico •XLPE Polietileno reticulado •Etileno-propileno •EPR Goma etilpropilénica •Caucho silicona CONFORMACION: •Unipolar •Bipolar •Tripolar •Tetrapolar •Multipolar •Plano Neutro concéntrico APLICACIONES: •Transporte de energía •Distribución •Instalaciones fijas •Instalaciones móviles •Para alta temperatura •Para ascensores •Para otras aplicaciones especiales
MATERIAL CONDUCTOR: •Cobre •Aluminio •Aleación de aluminio •Aluminio- Acero FORMA DE INSTALACION: •Subterráneo •Aéreo {desnudo, protegido, aislado} •Subacuático REPUESTA AL FUEGO: •No propagante de llama •No generador de gases tóxicos •No generador de gases corrosivos •Mantenimiento del servicio aún quemado REPUESTA AGENTES QUIMICOS: •Resistentes a hidrocarburos •Resistente a ácidos •Etc. PROTECCION MECANICA: •Con armadura •Sin armadura INGRESO DE AGUA: •Diseño húmedo •Diseño seco {longitudinal, transversal} TENSION: •Baja tensión •Media tensión •Alta tensión
Partes constitutivas : Pantalla o Cubierta Metálica
Misión
Son elementos metálicos con función de protección eléctrica. En el caso de los cables de media y alta tensión tienen como función primordial dar forma regular y cilíndrica al campo eléctrico que rodea al conductor en tensión, así como proporcionar la referencia al potencial de tierra de la línea. Suele estar constituida por una corona de hilos de cobre arrollada en hélice de paso largo, en los cables unipolares, o una cinta de cobre arrollada en hélice de paso corto, en los cables tripolares, sobre la capa semiconductora externa. En el caso especial de los cables aislados con polietileno reticulado (XLPE) o polietileno de alta densidad (HDPE), la acción biológica del agua contaminada puede deteriorar dichos aislamientos, determinando la formación de arborescencias químicas. Para evitar este riesgo, se deberá sellar el cable contra la penetración del agua, lo que generalmente se consigue utilizando cubiertas metálicas estancas.
Partes constitutivas : Armadura
Misión
Son unos elementos, cuya función es proteger el cable contra esfuerzos mecánicos excesivos, ya sean de compresión o de tracción. En general, son poco utilizados en las líneas de cables eléctricos aislados en media o en alta tensión, pero se debe recordar su existencia en el caso de que se prevea la presencia de esfuerzos mecánicos excesivos sobre la línea.
Partes constitutivas : Cubiertas Misión
Son aquellos elementos, generalmente no metálicos, cuya función es la de proteger el cable contra agentes exteriores agresivos: químicos, biológicos, atmosféricos, abrasivos, etc., o para mejorar algunas características propias del cable, que le permitan satisfacer mejor sus prestaciones: – materiales de relleno para dar forma cilíndrica a los cables multiconductores; – barreras antillama en los cables resistentes al fuego; – asientos de armadura para evitar que ésta dañe al cable, etc. En el caso de las cubiertas exteriores, sus características vienen definidas por la naturaleza de la agresión exterior prevista.
DEFINICIONES
CONDUCTOR: Es el alambre o conjunto de alambres no aislados entre si, destinados a conducir corriente eléctrica CORDON: Es un conductor formado por alambres de diámetros pequeños, colocados todos en un mismo sentido, lo cual les da más flexibilidad CABLE FLEXIBLE: Es un conductor conformado por cordones colocados helicoidalmente, en capas dispuestas en un mismo sentido o en sentido alterno SECCIÓN: Es el área nominal de la sección transversal de un alambre, cable o cordón. RECUBRIMIENTO METÁLICO: Es la aplicación de una capa delgada de un metal, tal como estaño, aleación de estaño o aleación de plomo, sobre cada alambre de cobre VALOR NOMINAL: Valor que designa una cantidad que frecuentemente se considera en tablas. Usualmente, en esta NTP, los valores nominales dan el punto de partida para los valores a ser verificados por mediciones, tomando en cuenta las tolerancias VALOR APROXIMADO: Valor que no es ni garantizado ni verificado, y es usado, por ejemplo, para los cálculos de otros valores dimensionales.
Cómo dimensionar un Conductor: Para dimensionar un conductor debemos tener en consideración lo siguiente: •La capacidad de corriente debe ser por lo menos igual a la exigida por el circuito o la carga en condiciones extremas. •La caída de tensión en los extremos de la carga. (Según el Código Nacional de Electricidad varía entre el 3% y 5% en función de la carga o sobrecargas en condiciones de emergencia). Se recomienda que el valor sea cercano a 3%. •La capacidad de cortocircuito, es decir, cuánta sobrecarga puede soportar el circuito, lo que dependerá directamente de cómo se haya diseñado la conexión. •El cálculo de la energía de pérdidas, por la menor resistencia del conductor. •El análisis técnico - económico de la selección del conductor.
REPORTES DE INCIDENTES
En Palma y Madero ocurrieron las explosiones, algunas llamas alcanzaron un negocio, se cree que el origen de los hechos fue un corto circuito en el cableado subterráneo a causa de la humedad que dejaron las lluvias, además de las malas condiciones de las instalaciones; dos trabajadores resultaron lesionados
AGUA DENTRO DE UN REGISTRO ELECTRICO registro sin ningún tipo de mantenimiento dentro de las instalaciones. corriendo graves peligros la gente que labora dentro de las instalaciones
En diferentes puntos del Centro Histórico se reportaron cortos circuitos en registros eléctricos subterráneos, provocando fuego en esas instalaciones; no hay lesionados
CONTEMPLA CFE INSTALACIONES SUBTERRÁNEAS
CAMBIAR AÉREAS
17 febrero, 2011, 13:42 - Local
LAS POR
VENTAJAS CABLES ELECTRICOS SUBTERRANEOS La expansión de la construcción hace que muchos delos sistemas de distribución cambien de ser aéreos a subterráneos , debido a la menor disponibilidad de espacios aéreos. Construir una red de distribución de cables subterráneos es más costoso que instalar y mantener líneas de distribución aéreas, lo que hace conveniente evaluarla eficiencia técnica y económica a instalar •Mayor expectativa de vida Los sistemas de distribución subterráneos tienen mayor vida útil que las líneas de distribución áreas; ya que los efectos medioambientales a que están expuestos los componentes subterráneos son mínimos, o no están presentes, sin embargo se debe tener especial cuidado con las inundaciones a las que pueden estar expuestas en los lugares de alto nivel freático y al ataque de roedores •Mantenimiento reducido Los componentes de la red de distribución subterránea no están expuestos al medio ambiente exterior, por lo que requieren de menor mantenimiento. •Servicio interrumpido por tormentas Los sistemas subterráneos de distribución no están expuestos de las tormentas, nieve, rayos y de vientos extremos.
•Conservan el precio o el valor de la tierra Los predios o la tierra son un recurso valioso, particularmente en las zonas Urbanas. Los sistemas de distribución subterráneos permiten la construcción de edificios y otras estructuras sobre y alrededor de estos. Además, salvaguardan el esteticismo de las zonas urbanas. Otro punto a favor que tienen las redes de distribución subterráneas es que gracias al aislamiento eléctrico del cable se pueden agrupar o acercar reduciendo y aprovechando mejor el espacio. •Reducen riesgos en atención a incendios Al haber un incendio la seguridad o integridad de los bomberos no se afecta por los transformadores y cables aéreos cuando atienden una emergencia. •Previenen accidentes Se eliminan los peligros existentes por acercamiento a los cables de media o alta tensión, ya sea un transeúnte o un vehículo, en el momento que un cable energizado se desprenda o se caiga.
DESIGNACIÓN DE LOS CABLES
N NA G Y 2Y 2X S
conductor de cobre conductor de aluminio Aislamiento y Cubierta de goma Aislamiento o cubierta de PVC Cubierta de polietileno Termoplástico (PE) Aislamiento de Polietileno Reticulado (XLPE) Pantalla de cobre de un cable unipolar o común de un cable multipolar SA Pantalla de aluminio de un cable unipolar o común de un cable multipolar SE Pantalla de cobre sobre cada conductor en un cable multipolar SEA Pantalla de aluminio sobre cada conductor en un cable multipolar C Conductor concéntrico de cobre CE Conductor concéntrico de cobre sobre cada conductor en un cable multipolar. B Armadura de fletes de acero R Armadura de alambres de acero RA Armadura de alambres de aluminio o aleación de aluminio K Cubierta de plomo
Tensiones nominal del cable U0/U ( Um) 0.6/1(1.2)KV y 1.8/3(3.6)KV (baja tensión) y 8.7/15KV (media tensión) Es la tensión a la frecuencia nominal para la cual el cable ha sido construido y a la que debe poder funcionar continuamente en condiciones normales de servicio.
U0: es la tensión nominal entre cada uno de los conductores y tierra.
U: es la tensión nominal entre los conductores (fases).
CLASIFICACIÓN Los conductores han sido divididos en 4 clases: 1,2 5 y 6. Se entiende que los de la clase 1 y 2 son para usarse en cables para instalaciones fijas, siendo los de la clase 1 conductores sólidos, y los de la clase 2 conductores cableados. Se entiende que los de la clase 5 y 6 son para usarse en cordones, siendo la clase 6 más flexible que la clase 5.
NORMAS CONSULTADAS NTP 370.255-1 NTP 370.250
NORMAS CONSULTADAS NTP 370.255-1 NTP 370.250
CONSIDERACIONES PREVIAS
CONDICIONES DE ENSAYOS ◦ TEMPERATURA DE AMBIENTE: A menos que se
especifique de otra manera, los ensayos deberán ser hechos a una temperatura de (20±15)°C.
◦ HUMEDAD RELATIVA ◦ PRESIÓN ATMOSFÉRICA ◦ FRECUENCIA
CABLE USADO El cable usado es el N2XOH (Conductores de cobre electrolítico recocido, cableado (comprimido o compactado), aislamiento de polietileno reticulado (XLPE), cubierta externa hecha a base de un compuesto Libre de Halógenos HFFR. N2XOH 0,6/1,0 kV 25mm2
CONDICIONES AMBIENTALES
TEMPERATURA: 19,6°C HUMEDAD RELATIVA: 67,2
PRUEBAS PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO PRUEBA DE TENSIÓN APLICADA O RIGIDEZ DIELÉCTRICA
PRUEBA DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO La tensión de ensayo en corriente continua será de 80V a 500V y se aplicará por un tiempo suficiente para obtener una medición razonablemente estable, pero no menos de 1 minuto ni más de 5 minutos. La medición deberá hacerse entre cada conductor y agua. REQUISITO: los valores calculados a partir de las mediciones no deberán ser menores que aquellos especificados en la norma NTP 370.255-1.
Con la ayuda de un megóhmetro 0-5kV AVO MEGGER, con diferentes rangos de escala, se aplicara una tensión continua de 2500V, durante un tiempo suficiente( 1 a 2 minutos), para que se obtenga una lectura estable. La medición de la resistencia de aislamiento se efectuara entre el conductor y pantalla o tierra. Esta prueba se realiza mediante un equipo que aplica una tensión DC entre el conductor y el apantallamiento metálico. Mediante la relación entre la tensión y la corriente de fuga el equipo determina el valor de la resistencia de aislamiento, el cual debe ser superior al valor requerido por la norma.
RESULTADOS A 500 V c.c
RESISTENCI A MEDIDA
LONGITUD
DIÁMETRO DEL AISLANTE
DIÁMETRO DEBAJO DEL AISLANTE
RESISTIVIDA D VOLUMÉTRIC A
36000MΩ
675cm
8,73cm
5,83cm
37815,98MΩ
PRUEBA DE TENSIÓN APLICADA O RIGIDEZ DIELECTRICA El ensayo de tensión se realizará a temperatura ambiente usando una tensión alterna a frecuencia industrial o una tensión continua, a opción del fabricante. La tensión de ensayo será de dos veces mas 1kV el valor de la tensión U. REQUISITO: no deberá ocurrir la perforación del aislamiento.
PROCEDIMIENTO
Se dispuso de un equipo de generador de tensión. Se conectó la salida del equipo a una de las fases y la otra salida mediante una conexión de puesta a tierra Una vez alcanzado el nivel de tensión de prueba se mantendrá esta durante 1 minuto, observándose el nivel de tensión y la intensidad de fuga.
RESULTADOS V= 3KV Tiempo: 1:00 min Tiempo mínimo requerido es de 1min pero se puede realizar de hasta 5 min Criterio de aceptación: Se considera el ensayo superado si no se produce ninguna perforación. Resultado: NO SE PRODUJO NINGUNA PERFORACION Corriente de fuga = 5,05 mA
MUCHAS GRACIAS
