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Los cables y conductores de las líneas eléctricas suelen tener una construcción concéntrica. Esto significa que están construidos en forma de círculo, con un conductor central rodeado de capas de aislamiento, semiconductores y apantallamiento, finalizando con una protección externa, todo en una forma tubular. Estos cables de potencia se pueden dividir en varios tipos según diferentes criterios, como se detalla a continuación:
Según la clasificación de voltaje
Cables de Potencia de Baja Tensión: Estos generalmente tienen una clasificación por debajo de 1 kV. Se utilizan para distribuir electricidad a áreas residenciales y comerciales. Su uso es común en circuitos de iluminación y conexiones de pequeños electrodomésticos.
Cables de Potencia de Media Tensión: Estos suelen tener una clasificación entre 1 kV y 35 kV. Se utilizan en redes de distribución de energía y conexiones a subestaciones. Se emplean principalmente para líneas de distribución subterráneas y aéreas.
Cables de Potencia de Alta Tensión: Estos generalmente están clasificados por encima de 35 kV. Incluyen cables de Extra Alta Tensión (EHV) clasificados por encima de 230 kV. Se utilizan para la transmisión de energía a larga distancia. Minimizar la pérdida de energía durante la transmisión a grandes distancias es uno de sus atributos.
Según el número de conductores
Cables de un Solo Núcleo: Estos cables tienen un conductor. Se utilizan principalmente en aplicaciones de baja tensión y son adecuados para instalaciones subterráneas.
Cables de Tres Núcleos: Estos cables tienen tres conductores. Son ampliamente utilizados en aplicaciones de media y alta tensión. Aseguran una distribución de energía equilibrada y se emplean en instalaciones aéreas y subterráneas.
Según la construcción y los materiales
Cables con Aislamiento de Papel: Estos cables tienen una capa de aislamiento de papel. Se utilizan principalmente en aplicaciones de alta tensión. Tienen una alta resistencia dieléctrica y son respetuosos con el medio ambiente. Se utilizan principalmente en líneas de transmisión HVDC. Requieren un manejo y mantenimiento cuidadosos.
Cables con Aislamiento Polimérico: Estos cables tienen aislamiento polimérico. Ejemplos incluyen PVC y XLPE. Se utilizan en aplicaciones de baja, media y alta tensión. Son duraderos y ofrecen una amplia gama de voltajes de operación. Tienen una menor capacitancia y pérdida dieléctrica.
Cables con Aislamiento en Aceite: Estos cables utilizan aceite como medio aislante. Se utilizan en aplicaciones de alta tensión. Proporcionan refrigeración y aislamiento. Requieren una construcción tipo tubo. Se utilizan principalmente en instalaciones subterráneas y submarinas.
Los cables de voltaje contienen diversas características que mejoran su rendimiento, longevidad y seguridad. A continuación se presentan algunas características comunes y sus funciones:
Conductor
El conductor es el hilo de cobre o aluminio que permite que la corriente eléctrica pase a través del cable. Generalmente está trenzado, lo que significa que consiste en varios hilos más pequeños retorcidos juntos. Los conductores trenzados son más flexibles que los conductores sólidos y son más fáciles de doblar e instalar en espacios reducidos.
Aislamiento
El material de aislamiento rodea el conductor y evita que la corriente se filtre. Está hecho de materiales como polietileno (HDPE), polietileno reticulado (XLPE) y cloruro de polivinilo (PVC). El material de aislamiento tiene una alta resistencia dieléctrica y un bajo factor de disipación. Esto le permite soportar altos voltajes y minimiza la pérdida de energía.
Capa semiconductora
El material de aislamiento puede tener una capa semiconductora para reducir la intensidad del campo eléctrico. Esto es especialmente importante en cables de alta tensión. La capa ayuda a distribuir el campo eléctrico de manera más uniforme a lo largo de la pared del aislamiento. Esto reduce el riesgo de descarga parcial y ruptura del aislamiento.
Vaina
La vaina es la capa exterior del cable. Protege el aislamiento de daños físicos y factores ambientales. La vaina está hecha de materiales como PVC, baja emisión de humo cero halógeno (LSZH) y polietileno (PE). Viene en diferentes tipos, como simple, doble o triple, dependiendo de la aplicación del cable y el nivel de protección requerido.
Armado
Algunos cables de IEC 60502 2 tienen armadura. Consiste en una o más capas de metal, como acero o aluminio. La armadura proporciona protección contra ataques de roedores, estrés mecánico e impactos. Se utiliza comúnmente en proyectos de transmisión de energía subterránea y aérea que requieren protección adicional del cable.
Conductor de drenaje
Un conductor de drenaje es un hilo de cobre que recorre el aislamiento. Actúa como una vía de conexión a tierra para cualquier corriente inducida o de fuga. El conductor de drenaje ayuda a prevenir descargas eléctricas y reduce la interferencia electromagnética (EMI). Se encuentra comúnmente en cables apantallados.
Los cables certificados por la norma IEC 60502 2 tienen diversas aplicaciones en diferentes industrias. A continuación se presentan algunos escenarios de uso comunes:
Redes de Distribución de Energía
Los cables IEC 60502-2 se utilizan ampliamente en redes de distribución de energía de media y alta tensión. Aseguran un suministro de electricidad confiable a consumidores residenciales, comerciales e industriales. Estos cables transmiten energía eléctrica de manera eficiente desde las subestaciones hasta los usuarios finales.
Plantas de Energías Renovables
Estos cables son adecuados para conectar fuentes de energía renovables a la red eléctrica. Recogen y transmiten la energía eléctrica generada por parques eólicos, plantas fotovoltaicas y estaciones hidroeléctricas. Su aplicación en energías renovables mejora la eficiencia y fiabilidad de la transmisión de electricidad.
Proyectos de Infraestructura
Estos cables se utilizan extensamente en proyectos de infraestructura como aeropuertos, ferrocarriles y túneles. Proporcionan un suministro de energía confiable para iluminación, señalización y otras operaciones esenciales en tales instalaciones. Su diseño les permite resistir condiciones ambientales adversas, lo que los hace ideales para proyectos de infraestructura.
Aplicaciones Industriales
Los cables IEC 60502-2 se utilizan ampliamente en diversos entornos industriales, incluidas fábricas de manufactura, instalaciones de petróleo y gas, y operaciones mineras. Alimentan maquinaria, equipos y otras operaciones en estas industrias. Su alta durabilidad y resistencia mecánica los hacen ideales para aplicaciones industriales.
Centros de Datos
Los centros de datos requieren un suministro de energía confiable y eficiente para garantizar operaciones ininterrumpidas. Estos cables se utilizan para entregar energía de media y alta tensión a las instalaciones del centro de datos. Su alta conductividad y bajas pérdidas de transmisión los hacen ideales para aplicaciones en centros de datos.
Servicios Públicos
Las empresas eléctricas utilizan cables IEC 60502-2 para la transmisión subterránea y aérea en áreas urbanas y suburbanas. Estos cables ayudan a reducir los requisitos de servidumbre y mejoran el atractivo visual de la infraestructura de transmisión de energía.
Al elegir un cable que cumpla con los estándares IEC 60502-2, considere los siguientes factores:
Clasificación de Voltaje
Determine el nivel de voltaje de la instalación eléctrica. Esta clasificación ayudará a seleccionar un cable que cumpla con los niveles de voltaje. Los cables IEC 60502-2 son adecuados para su uso en sistemas eléctricos con un voltaje nominal de hasta 1 kV.
Material del Conductor
Los cables tienen conductores hechos de cobre o aluminio. El cobre tiene una mayor conductividad que el aluminio. Además, el cobre es más resistente a la corrosión. Seleccione un material conductor basado en el presupuesto de instalación y los requisitos de rendimiento.
Tipo de Aislamiento
Los cables de esta norma tienen diferentes tipos de aislamiento, como PVC y XLPE. El PVC es más barato y proporciona un aislamiento adecuado para la mayoría de las aplicaciones. El XLPE es adecuado para aplicaciones de alta temperatura y alta tensión. Elija un tipo de aislamiento según la temperatura de instalación y los requisitos de voltaje.
Armado
Considere la necesidad de un armado de cable según el entorno de instalación. El armado proporciona protección al cable contra daños mecánicos. Los cables armados estándar incluyen cinta o hilos de acero o aluminio. Estos pueden ser lisos o redondos, dependiendo de las preferencias del usuario.
Material de la Vaina
La vaina exterior de los cables IEC 60502-2 está hecha de PVC o LSZH. El PVC es más barato y proporciona una protección adecuada. El LSZH tiene propiedades de baja emisión de humo y cero halógenos. Se utiliza en aplicaciones donde la seguridad es una prioridad. Elija el material de la vaina según los requisitos de seguridad y medioambientales.
Clasificación de Temperatura
Determine el rango de temperatura ambiente donde se instalará el cable. Los cables tienen conductores con diferentes clasificaciones de temperatura. Estas incluyen 70 grados Celsius y 90 grados Celsius. Seleccione un tipo de cable según el rango de temperatura de instalación.
Condiciones Ambientales
Considere las condiciones ambientales en las que se instalará el cable. Esto incluye; exposición a radiación UV, humedad, temperatura y productos químicos. Los cables con diferentes construcciones son adecuados para diversas condiciones ambientales. Por ejemplo, algunos cables son adecuados para enterrarse directamente. Otros son aptos para instalación subterránea.
Q1: ¿Qué significa IEC?
A1: IEC significa Comisión Electrotécnica Internacional. Es una organización global que prepara y publica normas internacionales para tecnologías eléctricas, electrónicas y relacionadas.
Q2: ¿Cuál es la diferencia entre IEC 60502-1 e IEC 60502-2?
A2: La diferencia es que IEC 60502-1 trata de cables utilizados para voltajes de hasta 1 kV. En contraste, IEC 60502-2 se centra en cables para voltajes entre 1 kV y 30 kV. Por lo tanto, esta última norma se aplica específicamente a los cables de potencia de media tensión.
Q3: ¿Cuáles son los tipos de apantallamiento de cables según las normas?
A3: Hay tres tipos principales de apantallamiento de cables según las normas. Estos incluyen:
Nota: Un cable puede tener uno o más de los apantallamientos mencionados anteriormente, y la elección depende de factores como el nivel de voltaje, el entorno de instalación y las preferencias del fabricante.