Sistemas de Alta Tensión

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1 Sistemas de Alta Tensión

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3 Sistemas de Alta Tensión Prysmian Group es el fabricante más antiguo a nivel global tanto de cables de potencia como de telecomunicaciones. En Argentina, la planta de fabricación está localizada en la Ciudad Autónoma de Buenos Aires desde el año En ella, se han producido cables de alta tensión OF desde el año 1960 y cables con aislación seca (XLPE) desde Actualmente es proveedor de este tipo de cables de alta tensión tanto en el mercado nacional como internacional. Junto a una intensa investigación sobre los materiales y procesos y una inversión en maquinaria de extrusión de avanzada, Prysmian se exige cumplir con los más altos estándares de calidad. Desde la introducción de los aislantes poliméricos, la empresa ha realizado una importante contribución al desarrollo de los cables extruídos a nivel mundial. El proceso de extrusión de la capa semiconductora interna, la aislación y la capa semiconductora externa se realizan en simultáneo en un proceso llamado triple extrusión. INTRODUCCIÓN: Prysmian Group es el líder mundial en el mercado de los Sistemas de Cables de Energía en Alta Tensión gracias a su enfoque en la constante innovación tecnológica. Sus diseños han conducido al grupo a proveer soluciones que cumplan con los requisitos de sus clientes a nivel mundial, teniendo siempre como foco principal el desarrollo de sistemas confiables y competitivos. Se entiende por Sistemas de Cables de Alta Tensión al conjunto formado por los cables, los accesorios necesarios (o componentes de redes) y su instalación. Una vez realizado este proceso, el cable se somete a elevados niveles de temperatura y presión para activar la reacción química y así efectuar la reticulación de los materiales extruídos. Este paso se lleva a cabo a lo largo del tubo de la catenaria el cual es calentado eléctricamente, siendo la elevada presión la que impide la formación de cavidades en el aislante. A continuación, se detallan las opciones locales de cada uno de los elementos y servicios que Prysmian Group ofrece a sus clientes dentro de los Sistemas de Alta tensión. 03

4 1 Cables de Alta Tensión Um>36kV y hasta Um=245 kv Instalaciones Fijas Normas de referencia: IEC e IEC U otras a indicar, según requisitos del cliente. Descripción general: Cable unipolar extruído para Alta Tensión. Retenax HV (High Voltage) o AT (Alta Tensión). Tensiones: En función de las normas citadas, los principales valores de las tensiones Uo/U (Um) que podemos considerar para los diseños de los cables son: > Según IEC 60840: 26/45 (52) kv, 38,1/66 (72,5) kv, 63,5/110 (123) kv, 76,2/132 (145) kv y 86,6/150 (170) y > Según IEC 62067: 127/220 (245) kv. De requerirse valores intermedios o cercanos a los citados, no dude en consultarnos. IEC IEC hasta 245 kv 90 0 C Norma de ensayos (Um 170 kv) Norma de ensayos (Um 245 kv) Tensión máxima Temperatura de servicio Cuerdas rígidas Resistente a la absorción de agua Resistente a la abrasión Resistente a la intemperie DESCRIPCIÓN PARTICULAR CONDUCTOR: >Metal: Alambres de cobre recocido (electrolítico) de máxima pureza o de aluminio de grado eléctrico. >Forma: Circular compacta, fabricados utilizando un método especial que permite obtener superficies externas más lisas y un menor diámetro final que otras cuerdas de igual sección nominal para otros usos. >Flexibilidad: Son cuerdas Clase 2, según Norma IRAM NM 280 o IEC >Bloqueo: En caso de requerirse, los conductores pueden llevar un bloqueo mediante el agregado de elementos que en contacto con líquidos (generalmente agua) se hinchan e impiden la propagación longitudinal de estos. Este bloqueo también retarda el desarrollo y la propagación a su vez de las nocivas arborescencias (water trees) en la aislación. Es recomendable que los conductores estén bloqueados. TEMPERATURAS MÁXIMAS EN EL CONDUCTOR: >En servicio permanente: 90 C. >En sobrecarga: 105 C (bajo ciertas condiciones). >En cortocircuito: 250 C (durante 5s como máximo). CAPA SEMICONDUCTORA INTERNA: Semiconductor extruído reticulado. AISLACIÓN: Polietileno reticulado químicamente. El proceso de reticulación se realiza en un medio inerte no saturado de vapor conocido como Dry Curing, extruyéndose de manera simultánea las tres capas, semiconductora interna, aislación y semiconductora externa. CONDICIONES DE EMPLEO Directamente enterrado Enterrado en canaletas Enterrado en cañerías Al aire libre 04

5 1 Cables de Alta Tensión Um>36kV y hasta Um=245 kv Instalaciones Fijas Esquemas de los posibles diseños a considerar Ítem Con vaina extruída Con blindaje mixto Con aluminio soldado 1 Conductor de Cu o Al Conductor de Cu o Al Conductor de Cu o Al 2 Capa semiconductora interna Compuesto semiconductor extruído reticulado Capa semiconductora interna Compuesto semiconductor extruído reticulado Capa semiconductora interna Compuesto semiconductor extruído reticulado 3 Aislación Polietileno reticulado químicamente Aislación Polietileno reticulado químicamente Aislación Polietileno reticulado químicamente 4 Capa semiconductora externa Compuesto semiconductor extruído reticulado Capa semiconductora externa Compuesto semiconductor extruído reticulado Capa semiconductora externa Compuesto semiconductor extruído reticulado 5 Fajadura Cintas semiconductoras bloqueantes Fajadura Cintas semiconductoras bloqueantes Fajadura Cintas semiconductoras bloqueantes 6 Vaina metálica Aleación de plomo extruído Pantalla metálica Capa de alambres de Cu recocido aplicados helicoidalmente y cinta (del mismo material) antidesenrollante en contacto Vaina metálica Aluminio Soldado (WAS) 7 Vaina externa Polietileno extruído Fajadura Cintas semiconductoras bloqueantes Vaina externa Polietileno extruído 8 Barrera a la penetración radial (de agua) Foil de Aluminio laminado 9 Vaina externa Polietileno extruído 05

6 1 Cables de Alta Tensión Um>36kV y hasta Um=245 kv Instalaciones Fijas CAPA SEMICONDUCTORA EXTERNA: Semiconductor extruído reticulado. PANTALLA O VAINA METÁLICA: Para el diseño pueden considerarse algunas de las siguientes opciones, según sea el caso: Vaina extruída de aleación de plomo. Alambres de cobre recocido aplicados helicoidalmente, sobre los cuales se aplica longitudinalmente una lámina de aluminio/ polietileno monoplacada, solapada y pegada. Alambres de cobre recocido, sobre los que se aplica una vaina extruída de aleación de plomo. Vaina de Aluminio soldada (WAS), es una cinta que se aplica longitudinalmente y que se suelda (a bordes unidos). En todos los casos, en el diseño se consideran adecuadas fajaduras, ya sea para que metales distintos no estén en contacto entre sí, como para que en caso de ser necesario y ante el ingreso de agua, se produzca el bloqueo inmediato. Asimismo, cualquiera sea la opción, siempre existe un bloqueo radial frente al ingreso de humedad. VAINA EXTERNA: De polietileno termoplástico PE tipo ST7, de muy bajo índice de higroscopicidad, especialmente resistente a la humedad y agentes atmosféricos y con excelentes características mecánicas. A opción del cliente se puede agregar una vaina semiconductora extruida. MARCACIÓN: PRYSMIAN RETENAX * Ind. Argentina * Tensión (kv) * Sección (mm 2 ) * XLPE * Cu o Al (Según corresponda) y año de fabricación. NORMAS: Si bien las dos Normas IEC citadas son las principales para el diseño de los cables, puede también considerarse otras Normas que se requieran y también en todos los casos complementarse con requisitos técnicos particulares que el cliente puntualmente solicite. ENSAYOS: De acuerdo a las Normas IEC citadas, todos los Ensayos ya sean de Rutina o Muestreo, son realizados en el Laboratorio de nuestra Planta (en la Ciudad Autónoma de Bs. As.) por personal especializado en tal sentido. Lo mismo también es válido en caso de requerirse, para los Ensayos de Tipo. CERTIFICACIONES: Todos los cables Prysmian están elaborados bajo el sistema de Gestión de Calidad requerido por las Normas ISO 9001:2015 e ISO 14001:2015. CARACTERÍSTICAS Y USOS: Los cables Retenax son aptos para transmisión y/o distribución de energía en redes subterráneas, ya sea instalados directamente enterrados, en ductos (dentro o no de macizos de hormigón), canales de cables o incluso en aire. Este tipo de cables son aptos en áreas urbanas o industriales donde las líneas aéreas no pueden utilizarse por razones de seguridad o por causas ambientales. Los cables aislados permiten minimizar en gran medida las distancias eléctricas requeridas, que de otra manera requerirían mayores superficies asociadas a la instalación. Además, los cables aislados logran una plena confiabilidad y seguridad tanto para el personal involucrado como para el usuario final. Por lo expresado, los posibles usuarios pueden ser empresas de generación, transmisión y/o distribución de energía eléctrica, cooperativas, entre otras. RECOMENDACIONES Y OTROS CONCEPTOS RESPECTO A LAS CONDICIONES DE INSTALACIÓN: A) Las condiciones de instalación a las que se verán sometidos los cables, la distancia a otros cables de potencia y cualquier otra fuente de calor cercana, serán datos determinantes para el cálculo adecuado de la futura capacidad de transmisión del sistema. Resulta de suma importancia conocer esta información previamente a la instalación del sistema ya que un mismo cable instalado de distintas maneras o bajo distintas condiciones de instalación, transmitirá distintos valores de potencia. En todos los casos, los cables Retenax de alta tensión fabricados en Argentina son para ser utilizados en instalaciones fijas. B) Radios mínimos de curvatura: ya sea durante el tendido mismo o cerca de los terminales, se deben respetar los radios mínimos de curvatura indicados. Éstos aseguran una prolongada vida útil de los cables una vez que estén tendidos. Para cualquier tipo de cable, ya sea de Cu o de Al e independientemente del tipo de blindaje, los radios mínimos de curvatura requeridos son: Durante el tendido, o dinámico: 30 x D. Cerca de los terminales o estático: 20 x D. Siendo D el diámetro externo del cable en cuestión. EMBALAJE: Todo tramo o trozo de cable de alta tensión es provisto en una bobina (generalmente metálica), cerrada completa y adecuadamente de tal manera de proteger al cable mismo durante su transporte hasta su destino, frente a posibles daños. Únicamente se considera por bobina un solo tramo de cable, con su adecuada cabeza de tiro, sobre la que se ejerce la tracción para el tendido. 06

7 1 Cables de Alta Tensión Um>36kV y hasta Um=245 kv Instalaciones Fijas - Puesta a tierra en un solo extremo Single Point Bonded, Middle Point Bonded: Los blindajes se conectan a tierra en un solo extremo de los cables, mientras que en el otro extremo se conectan a descargadores de sobretensión cuya única función es proteger a los cables frente a perturbaciones externas. Al mismo tiempo los descargadores mencionados, se conectan directamente a tierra. Estas opciones son válidas únicamente para tramos muy cortos de tendido, dependiendo obviamente de la tensión inducida que se admita en el extremo del blindaje no puesto a tierra. En el caso del Middle Point Bonded, hay que considerar dos Single Point Bonded, espalda con espalda, colocando una única caja con los 6 descargadores que servirán para los dos tramos en conjunto de cada Single Point Bonded. Es indispensable en este caso de puestas a tierra complementar el sistema con el agregado de un cable de interconexión de tierra, el cual debe acompañar el recorrido del tendido. Cabe destacar que los descargadores mencionados, en ningún momento reemplazan a los conocidos descargadores de línea, generalmente utilizados en las subestaciones o llegadas de líneas aéreas. En estos casos, al no haber corrientes de circulación por los blindajes, se anulan las pérdidas de potencia que las mismas generan. C) Esfuerzos máximos durante el tendido: los siguientes valores de tracción son los máximos admitidos durante el tendido de los cables: 6 Kgf/mm² para los conductores de Cu y 3 Kgf/mm² para los conductores de Al. Es importante mencionar que bajo ningún concepto deben superarse los valores máximos calculados para garantizar que los conductores no sufran ningún exceso mecánico que pueda llegar a dañarlos. IMPORTANTE: Contar anticipadamente con un proyecto adecuado, facilitará los cálculos necesarios de los distintos esfuerzos de tracción a los que se verá sometido el cable durante su tendido de manera que no se superen los valores máximos citados anteriormente. Así, se evitan los posibles daños mecánicos que podría llegar a sufrir el cable durante la tracción a la que se lo someterá al momento de la instalación. TIPOS DE PUESTAS A TIERRA DE LOS BLINDAJES METÁLICOS: - Puesta a tierra en ambos extremos Solid Bonded: Los blindajes (y los empalmes si los hay) se conectan a tierra en ambos extremos. Es recomendable solo para tramos cortos de tendido. Conductor de continuidad de tierra, de BT. Pantalla conectada a tierra en un extremo del tendido, utilizando las cajas de conexión adecuadas. Extremo de la pantalla no conectado a tierra, sino que se lo conecta al cable de continuidad de tierra a través de los descargadores de sobre tensión. Cables generalmente instalados en plano. El cable complementario de continuidad se transpone a mitad del tendido. - Cross Bonded: Es el sistema de puesta a tierra aconsejado para tendidos largos. Se divide el largo total del tendido en tantos tramos mayores se requiera y cada tramo mayor se subdivide en tres tramos menores. Esto se hace para poder anular o bien compensar eléctricamente (en gran medida) las tensiones inducidas. Los extremos de los blindajes de cada tramo mayor se conectan a tierra y los extremos de cada tramo menor se entrecruzan eléctricamente (dos veces) con el fin de anular o minimizar notablemente las corrientes de pérdidas circulantes (pérdidas de potencia) por los blindajes. Pantalla (metálica) conectada a tierra en ambos extremos del tendido utilizando las cajas de conexión adecuadas. Conexiones de las pantallas a tierra, a través de los descargadores de sobretensión. Cables generalmente instalados en trébol en contacto. Extremos de la sección mayor, donde las pantallas se conectan a tierra a través de las cajas de conexión adecuadas. NOTA: De acuerdo al diseño del cable, se deberá reemplazar Pantalla por Vaina, según corresponda. 07

8 2 Accesorios o Componentes de Redes El segundo componente de los Sistemas son los accesorios, los cuales permiten realizar las adecuadas conexiones con los otros equipos eléctricos/electrónicos que pudiesen llegar a formar parte de la instalación. EMPALMES: Empalmes premoldeados para cables aislados en XLPE. Ya sean de tipo recto o seccionado. Empalmes para conexiones rápidas para cables aislados en XLPE CLICK FIT. Ya sean de tipo recto o seccionado. Empalmes de transición premoldeado, cable seco - XLPE/cable OF. Empalmes de transición para conexiones rápidas, cable seco - XLPE/cable OF - CLICK FIT. Empalmes pre expandidos Speed Line, ya sean de tipo recto o seccionado. TERMINALES: Terminales exteriores con aislador de porcelana, para cables aislados en XLPE. Terminales exteriores con aislador polimérico, para cables aislados en XLPE. Terminales exteriores para conexiones rápidas -CLICK FIT, para cables aislados en XLPE. Terminales exteriores para cables OF. Terminales interiores Oil Immersed Transformer. Terminales interiores en SF6. Empalmes normales cables OF-OF. Empalmes de cierre para cables OF. Aclaración: El empalme recto a aquel en el cual existe continuidad entre los blindajes metálicos. El empalme seccionado es aquel en el cual no existe continuidad entre los blindajes metálicos para así poder realizar un cruzamiento de los mismos. 08

9 2 Accesorios o Componentes de Redes Algunos ejemplos de los circuitos eléctricos de las posibles cajas de conexión. SISTEMAS DE MONITOREO: De temperatura. De descargas parciales. PryCam. Éstos permitirán tener información del Sistema instalado, permitiendo gestionar el rendimiento de los mismos. Son una parte clave del Sistema ofrecido por Prysmian Group, que después del procesamiento de datos necesario, permite conocer el estado y el comportamiento del circuito en cuestión. Otros posibles accesorios son las distintas cajas de conexión, ya sean unipolares o tripolares, para realizar las puestas a tierra de los blindajes según el sistema elegido (ver a continuación). También hay que considerar los distintos cables de interconexión (ya sean de baja tensión 1kV o de media tensión 12/20kV). Por otro lado, Prysmian Group ofrece una amplia gama de herramientas para poder realizar las distintas operaciones manuales relacionadas con los cables. 09

10 3 Instalaciones Los clientes de Prysmian Group pueden solicitar además los servicios de instalación y montaje de los accesorios brindado por personal entrenado y calificado propio de la empresa. El personal es entrenado en la casa matriz en Italia y cuenta con una amplia experiencia en territorio nacional e internacional. Con este servicio, se garantiza el correcto funcionamiento del Sistema asociado al cable y por consiguiente la confianza en la potencia a transmitir. Los diferentes servicios brindados por el área de Instalaciones Sistemas de Alta Tensión son: Supervisión del Proyecto Eléctrico/Civil. Supervisión del tendido del cable. Montaje y/o Ejecución de empalmes, terminales y todo tipo de componente (cajas de conexión, cajas de puestas a tierra, etc.) que forme parte del Sistema de Alta tensión diseñado. 4 Comentarios finales Ante cualquier consulta o aclaración que se requiera para poder brindar soporte en su proyecto en Alta Tensión con nuestros Sistemas, no dude en contactarnos. Nuestra amplia experiencia en Sistemas de Alta Tensión, tanto nacional como internacional de más de 125 años nos avalan, permitiéndonos satisfacer los nuevos y variados requisitos del mercado, ya sea industrial o de empresas de distribución o transmisión de energía eléctrica. 10

11 NOTAS

12 Sistemas de Alta Tensión OFICINAS COMERCIALES VENTAS A MERCADO GENERAL Filial Buenos Aires y Sur AV. ARGENTINA (C1439HRU) CIUDAD AUTÓNOMA DE BUENOS AIRES TELÉFONO (54 11) / 2046 / 2113 CONMUTADOR: (54 11) FAX (54 11) Filial Córdoba AV. MAIPÚ 51 PISO 5 OF. 6 -(X5000IBA) CÓRDOBA - PROV. DE CÓRDOBA TELÉFONO - FAX (54 351) / Filial Litoral ESPAÑA 889 PISO 8 - (S2000DBQ) ROSARIO - PROV. DE SANTA FE TELÉFONO - FAX (54 341) /3 Ventas a Empresas de Energía AV. ARGENTINA (C1439HRU) CIUDAD AUTÓNOMA DE BUENOS AIRES TELÉFONO (54 11) / 2041 / 2046 / 2076 FAX (54 11) Exportaciones AV. ARGENTINA (C1439HRU) CIUDAD AUTÓNOMA DE BUENOS AIRES TELÉFONO (54 11) FAX (54 11) PRYSMIAN ENERGÍA CABLES Y SISTEMAS DE ARGENTINA S.A. Atención Técnica y Comercial webcables.ar@prysmiangroup.com Prysmian se reserva el derecho de modificar sin previo aviso, las características técnicas, pesos y dimensiones presentadas en este catálogo, siempre respetando los valores en las normas citadas. Prysmian no se responsabiliza por daños personales o materiales resultantes del uso inadecuado y/o negligente de las informaciones contenidas en este catálogo. Recomendamos que consulte un profesional habilitado para el correcto dimensionamiento de su proyecto. Imágenes meramente ilustrativas.