Una descripción general de los cables de media tensión, su aplicación, los principales estándares, procedimientos de prueba, fallas y la importancia de las evaluaciones de cables de terceros.
Introducción
Los cables de media tensión oscilan entre 6 kV y 33 kV. Se producen principalmente para formar parte de las redes de generación y distribución para muchas aplicaciones, como servicios públicos, petroquímica, transporte, tratamiento de aguas residuales, procesamiento de alimentos, mercados comerciales e industriales.
En general, se emplean mayoritariamente en sistemas con rangos de tensión de hasta 36kV y desempeñan un papel indispensable en las redes de generación y distribución.
Estándares
A medida que crece la necesidad global de cables de media tensión, la coherencia con los estándares de la industria se vuelve cada vez más importante.
Las normas más importantes para los cables de media tensión son:
- IEC 60502-2: más comúnmente utilizado para cables de media tensión en todo el mundo, cubre tensiones nominales de hasta 36 kV y un alcance de prueba y diseño más amplio, incluidos cables de un solo núcleo y de varios núcleos; cables armados y no armados, se incluyen ambos tipos de blindaje “cinta y alambre”.
- IEC/EN 60754: diseñada para evaluar el contenido de gas ácido halógeno, está destinada a determinar el gas ácido liberado cuando se incendian materiales de aislamiento, revestimiento y otros.
- IEC/EN 60332: mide la propagación de la llama a lo largo de la longitud del cable en caso de incendio.
- IEC/EN 61034: especifica la prueba para la determinación de la densidad del humo de los cables que se queman en condiciones específicas.
- BS 6622: incluye cables con tensiones nominales de hasta 36 kV. Cubre un alcance de diseño y prueba, incluidos cables de un solo núcleo y de varios núcleos; solo cables armados y solo cables del tipo armadura de alambre y cables con cubierta de PVC.
- BS 7835: incluye cables con tensiones nominales de hasta 36 kV. Cubre un alcance de diseño y prueba, que incluye cables de un solo núcleo y de múltiples núcleos, y se aplica solo a cables blindados y solo a los cables de tipo blindado, cables libres de halógenos con bajo contenido de humo.
- BS 7870: es una serie muy importante de normas que se aplica a cables con aislamiento polimérico de baja y media tensión para uso en servicios de generación y distribución.
Estructura y materiales
Los diseños de cables de media tensión pueden tener diferentes tamaños y tipos. La estructura es mucho más compleja que la estructura de un cable de baja tensión.
Las diferencias entre los cables de media y baja tensión no están solo en la forma en que se construyen los cables, sino también en los procesos de fabricación y la materia prima empleada.
En los cables de media tensión, los procesos de aislamiento difieren sustancialmente de los de los cables de baja tensión, de hecho:
- El cable de media tensión consta de tres capas en lugar de una: pantalla conductora, material aislante, pantalla aislante.
- El proceso de aislamiento para media tensión se logra utilizando línea CCV en lugar de las tradicionales máquinas de extrusión horizontal, como en el caso de los cables de baja tensión.
- Incluso cuando el material de aislamiento tiene la misma designación que los cables de baja tensión (por ejemplo, XLPE), la materia prima en sí es diferente para garantizar un material de aislamiento más puro. No se permite el uso de masterbatch colorantes, utilizados en el caso de cables de baja tensión para la identificación de núcleos.
- La pantalla metálica, típicamente utilizada en la construcción de cables de media tensión, se utiliza en cables de baja tensión exclusivamente para aplicaciones específicas.
Pruebas
De acuerdo con todos los estándares reconocidos para productos de cable, los productos de cable de media tensión requieren pruebas de tipo exhaustivas para evaluar los componentes individuales y el cable completo. Los cables de media tensión se prueban frente a sus funcionalidades eléctricas, mecánicas, materiales, químicas y contra incendios.
Electricidad
- Prueba de descarga parcial: diseñada para determinar la presencia de descarga, la magnitud y verificar que la magnitud no exceda un valor específico, a un voltaje específico.
- Prueba de ciclos de calor: diseñada para evaluar cómo responderá un producto de cable al cambio constante de temperatura en servicio.
- Prueba de voltaje de impulso: diseñada para evaluar que el producto de cable puede soportar la oleada de rayos.
- Prueba de voltaje durante 4 horas: realizada para confirmar la integridad eléctrica del cable siguiendo el rango anterior de pruebas secuenciales.
Mecánico
- Prueba de contracción: diseñada para dar una idea de cómo pueden funcionar los materiales o afectar a otros componentes en la construcción del cable.
- Prueba de abrasión: un ángulo de acero con bajo contenido de carbono se carga con fuerza según el estándar, luego se arrastra horizontalmente a lo largo del cable por una distancia de 600 mm de dos maneras opuestas.
- Prueba de fraguado en caliente: diseñada para evaluar si hay suficiente reticulación dentro de un material.
Química
- Gas ácido y corrosivo: diseñado para medir las emisiones de gas liberadas cuando se queman muestras de cables, simulando un escenario de incendio y se evalúan todas las partes no metálicas.
Incendió
- Prueba de propagación de llama: diseñada para evaluar y comprender el rendimiento del cable midiendo la propagación del fuego a lo largo del cable.
- Prueba de emisión de humo: diseñada para garantizar que el humo generado no resulte en un nivel de transmitancia más bajo que el valor relevante especificado.
Para leer la lista completa de pruebas de laboratorio, acceda a su guía gratuita de pruebas de cables de media tensión aquí: https://www.basec.org.uk/download-your-copy-of-the-medium-voltage-cable-guide/
Fallas comunes
Los cables de baja calidad aumentan la tasa de fallas, poniendo en riesgo el suministro de energía a los usuarios finales.
Las causas se deben principalmente al envejecimiento prematuro de las infraestructuras de cable y la mala calidad de base de los sistemas de empalme o terminación de cables, que conducen a una menor confiabilidad o eficiencia operativa.
La liberación de energía de descarga parcial, por ejemplo, es un precursor de la ruptura, ya que proporciona evidencia de que el cable está comenzando a deteriorarse, lo que conducirá a fallas y fallas más adelante en la línea.
El envejecimiento del cable generalmente comienza afectando el aislamiento del cable al disminuir la resistencia, que es un indicador clave de defectos, que incluyen bolsas de aire o humedad, árboles de agua, árboles eléctricos y otros problemas. Además, la vaina de separación puede verse afectada por el envejecimiento, aumentando el riesgo de reacción o corrosión, lo que podría causar problemas posteriores en el servicio.
La elección de cables de alta calidad y probados exhaustivamente prolonga su vida útil y permite predecir los ciclos de mantenimiento o reemplazo, y evitar interrupciones innecesarias.
Ensayos de tipo y homologación de productos
Las pruebas de tipo pueden ser útiles ya que confirman la conformidad de muestras de cable específicas con estándares específicos en un momento dado.
La aprobación de productos BASEC consiste en una vigilancia más profunda a través de auditorías periódicas de los procesos de producción, los sistemas de gestión y pruebas de muestra rigurosas de los cables.
En el esquema de aprobación del producto, se prueban múltiples muestras de acuerdo con el cable o rango que se evalúa para su aprobación.
El riguroso proceso de certificación BASEC asegura al usuario final la tranquilidad de que el cable ha sido fabricado para funcionar y durar según los más altos niveles de calidad en línea con los estándares reconocidos de la industria, lo que reduce significativamente los riesgos de falla.
Lea acerca de las pruebas de tipo y la aprobación del producto aquí: https://www.basec.org.uk/news/2020/6/24/type-testing-and-product-approval/
Haga clic aquí para acceder a la guía completa de prueba de cables de media tensión: https://www.basec.org.uk/download-your-copy-of-the-medium-voltage-cable-guide/
Conclusión
Los cables de media tensión son partes vitales de las redes de generación y distribución. A medida que crece la necesidad mundial de cables de media tensión, el cumplimiento de los estándares de cables de la industria se vuelve cada vez más importante. Los cables de baja calidad aumentan la tasa de fallas, lo que puede poner en peligro el éxito de los proyectos de aplicación de energía. Para proteger sus proyectos, siempre debe buscar cables aprobados por BASEC. La aprobación de productos BASEC, a través de auditorías periódicas de los procesos de producción, los sistemas de gestión y las rigurosas pruebas de muestra de los cables, garantiza que los cables cumplan con los más altos estándares de la industria y sean aptos para su propósito.
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Acerca de BASEC
BASEC, el Servicio Británico de Aprobaciones para Cables, es un proveedor líder de certificación de productos de cable, que se encuentra entre los más rigurosos de la industria. La aprobación de un producto certificado incluye pruebas exhaustivas de las características de rendimiento eléctrico, mecánico, material, químico, fuego y humo. Completar las pruebas de cables para garantizar que los productos cumplan con los estándares locales, internacionales, británicos o europeos pertinentes. Como organismo independiente, BASEC tiene más de 45 años de experiencia y es reconocido en la industria como una marca de tranquilidad para quienes especifican cable.
Para respaldar la certificación de productos, BASEC también proporciona evaluaciones de sistemas de gestión integrados, según los requisitos de certificación de productos (PCR) de BASEC, sistemas de gestión de calidad según ISO 9001, sistemas de gestión ambiental según ISO 14001 y sistemas de gestión de salud y seguridad según IS0 45001. BASEC ha lanzado esquemas para distribuidores registrados para obtener aprobaciones de gestión de calidad para sus procesos y procedimientos relacionados con el abastecimiento de productos. Así como un esquema de Cables de Control reconocidos en la industria como productos YY, SY, CY diseñados para lograr niveles consistentes de calidad y estandarización en la industria. BASEC sigue impulsando la cadena de suministro para mejorar la calidad y la seguridad de los cables.
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