Escrito por: Ing. MIKHAIL DMITRIEV(https://lnkd.in/euskuBVA)
Para diseñar una línea de cable, debemos seguir las siguientes etapas:
- Evaluar la resistencia eléctrica de la chaqueta exterior del cable (cubierta) y acordar cuál es la tensión permisible en la pantalla.
- Seleccionar el esquema de puesta a tierra/conexión de las pantallas (número de secciones, ciclos, etc.).
- Realizar el cálculo térmico de la línea de cable y seleccionar la sección transversal del conductor.
Se puede observar que, incluso teniendo los métodos más precisos (IEC, CIGRE, software) para el cálculo térmico (paso 3), no podemos utilizarlos sin información sobre la resistencia de la cubierta (paso 1).
Para reducir las pérdidas de potencia en las pantallas, muchas líneas de cable de 6-35 kV y casi todas las de 110-500 kV tienen pantallas con puesta a tierra en un solo extremo o con transposición cruzada. Al mismo tiempo, la corriente en los conductores del cable, debido a su campo magnético, induce una tensión Us en las pantallas respecto a tierra. Esta tensión aparece en:
- Modo normal.
- Cortocircuitos externos al cable.
- Impulsos de corriente por rayos o maniobras en el conductor.
En los casos 1 y 2, la limitación de Us se logra optimizando el número de secciones con puesta a tierra en un extremo o ciclos de transposición. En el caso 3, la limitación de Us se realiza mediante limitadores de tensión (SVL) instalados en las cajas de unión.
Hoy hablemos solo del caso 2. Podemos calcular la tensión Us en las pantallas durante cortocircuitos externos (por ejemplo, según un libro), pero… ¿con qué la comparamos? ¿Qué tensión Us debe considerarse permisible? ¿Qué sabemos realmente sobre la resistencia de la cubierta?
Resistencia de la cubierta exterior
La cubierta exterior de los cables de 6-500 kV tiene un espesor de 4-6 mm. Según la IEC 60229, esta cubierta se somete a pruebas:
- CC 25 kV (1 min) en fábrica.
- CC 10 kV (1 min) después de la instalación.
La norma IEC no especifica cómo convertir una tensión de prueba de CC 10 kV (1 min) a una tensión CA 50 Hz que podamos considerar permisible para la duración de un cortocircuito (generalmente menos de 1 seg). Propongamos un criterio:
En términos de amplitud, una tensión de CC 10 kV (1 min) equivale a una tensión CA 7 kV (50 Hz, 1 min). Si la cubierta resiste CC 10 kV durante 1 minuto, definitivamente resistirá CA 7 kV durante 1 minuto (ya que la tensión CA alcanza un máximo de 10 kV solo en ciertos instantes, siendo menor el resto del tiempo).
Por lo tanto, una cubierta probada según IEC 60229 resiste garantizada CA 7 kV (50 Hz, 1 min). Esto implica que también resistirá CA 7 kV (50 Hz, 1 seg), ya que, obviamente, si aguanta 1 minuto, aguantará un tiempo menor (1 segundo).
Conclusión
Para todos los cables de 6-500 kV, basándose en la IEC 60229, durante cortocircuitos externos puede afirmarse que la cubierta resiste CA 7 kV (50 Hz, 1 seg). Esta es la tensión recomendada para seleccionar la conexión/puesta a tierra de las pantallas.
Fuente: voltplace.com
Agradecemos al Ing. MIKHAIL DMITRIEV por compartir esta información. Recomendamos seguirlo por Linkedin.
