Guía de selección de cables de 35 kV: construcción, ampacidad y consejos de compra de XLPE

Especificar un cable de 35 kV para un nuevo alimentador de subestación o una línea de distribución industrial es una decisión que los ingenieros rara vez toman dos veces. El cable transportará corriente de falla, verá el calor del suelo y permanecerá en servicio durante décadas. El enfoque correcto es resolver tres cosas primero: el voltaje del sistema, la capacidad de transporte de corriente requerida según el método de instalación real y la clasificación térmica de cortocircuito. Una vez fijados, la elección del conductor, aislamiento, blindaje metálico y cubierta exterior se desprende de una breve lista de opciones prácticas. Para la mayoría de los proyectos de 35 kV, la respuesta económica y confiable es un cable aislado con XLPE con una capa de blindaje metálico y una cubierta robusta adaptada a las condiciones del suelo o del corredor.

Qué significa “cable de 35 kV” en términos de diseño

En la placa de características, un cable de 35 kV normalmente se describe por su tensión nominal U0/U, no sólo por la tensión nominal del sistema. En un sistema trifásico de 35 kV, la clasificación del cable debe ser 26/35 kV. Es decir, la tensión nominal entre conductor y tierra es de 26 kV, mientras que la tensión nominal entre fases es de 35 kV. La tensión máxima de funcionamiento del equipo para esta clase es de 40,5 kV, y los valores de espesor de aislamiento y distancia eléctrica de la norma se basan en eso. Tanto IEC 60502-2 como GB/T 12706.2 siguen la misma lógica.

De afuera hacia adentro, un cable de 35 kV consta de un conductor, una pantalla de conductor semiconductor, aislamiento XLPE, una pantalla de aislamiento semiconductor, una pantalla metálica y una funda exterior. El polietileno reticulado XLPE es el estándar de la industria porque soporta temperaturas de funcionamiento más altas que el PVC. Se permiten temperaturas del conductor de 90°C bajo carga continua y se pueden tolerar sobrecargas de emergencia de hasta 130°C durante períodos cortos.

Cable de alimentación aislado XLPE para 3,6/6kV a 26/35kV Este cable de media y alta tensión cuenta con aislamiento de polietileno reticulado, lo que permite un funcionamiento a 90 °C y una resistencia a cortocircuitos de hasta 250 °C. Se adapta a instalaciones subterráneas, en zanjas, túneles o aéreas, lo que garantiza una transmisión de energía segura y confiable. Ver producto →

Conductor, aislamiento, blindaje y funda: las cuatro decisiones que importan

• Material del conductor: elija cobre cuando el espacio sea reducido, cuando el recorrido del cable sea corto o cuando se necesite la máxima eficiencia térmica. Elija aluminio en rutas largas aéreas o enterradas donde el costo y el peso son los principales factores. Ambos están cubiertos por los requisitos de conductores trenzados de Clase 2 en IEC 60228.
• Compuesto de aislamiento: XLPE es el estándar para 26/35 kV. El espesor de aislamiento nominal típico para esta clase de tensión es de aproximadamente 10,5 mm, dependiendo de la edición estándar y de los requisitos de cortocircuito.
• Pantalla metálica: cinta de cobre o pantalla de alambre de cobre. La sección transversal de la pantalla debe ser lo suficientemente grande como para soportar la corriente de falla única de línea a tierra durante el tiempo de eliminación de la protección. Las pantallas de cinta de cobre funcionan para conductores más pequeños y niveles de falla más bajos; Las pantallas de alambre de cobre se prefieren para conductores más grandes y corrientes de falla más altas.
• Cubierta exterior: El PVC es estable al aire, fácil de terminar y funciona bien en interiores. El PE proporciona una mejor resistencia al agua en suelos húmedos. En zonas propensas a termitas o roedores, agregue un compuesto protector específico o utilice un diseño que incluya una capa de protección adicional.

No trate la pantalla como un extra opcional. En un cable de 35 kV, la pantalla forma parte del sistema de seguridad. Transporta la corriente de carga capacitiva y, en caso de falla, una corriente de falla sustancial hasta que opere la protección. Una pantalla demasiado pequeña dejará el aislamiento y creará un segundo punto de falla.

Ampacidad en condiciones reales de instalación.

La clasificación actual de la placa de identificación generalmente se basa en condiciones ideales. Los proyectos reales implican temperaturas ambientales superiores a 30°C, múltiples cables paralelos, radiación solar o suelos con alta resistividad térmica. La resistividad térmica del suelo, expresada en K·m/W, es un valor crucial. Un relleno seco y compactado con un valor de alrededor de 1,0 K·m/W es una suposición estándar, pero el suelo arenoso o seco puede alcanzar valores mucho más altos.

Cuando los cables se instalan en conductos o en varios tramos paralelos, la ampacidad cae aún más. La reducción depende del espacio entre conductos, la humedad del suelo y la cantidad de circuitos cargados. Para rutas largas, la caída de tensión se convierte en otro factor de control. Un cable de 26/35 kV tiene una resistencia específica por kilómetro, por lo que el tamaño seleccionado debe satisfacer tanto la caída de tensión como la estabilidad térmica ante cortocircuitos, no solo la corriente continua.

Aplicaciones típicas de cables de 35 kV

• Alimentadores de subestaciones y líneas de entrada de transformadores en redes de distribución urbana.
• Plantas industriales y distribución de energía minera, donde el cable de 35 kV conecta los cuadros con los transformadores de distribución.
• Líneas colectoras de energía renovable en subestaciones fotovoltaicas y eólicas, donde los recorridos de los cables van desde el inversor o transformador hasta la subestación central.
• Líneas de distribución aérea, donde se instala un cable aéreo aislado de 35 kV en postes o racks para reducir espacios libres y mejorar la seguridad pública.

En un cable aéreo aislado de 35 kV con clasificación 26/35 kV, el aislamiento está diseñado para la misma tensión del sistema que la versión subterránea. La construcción está optimizada para instalación aérea con radios de curvatura más ajustadas y terminaciones simplificadas, lo que la convierte en una opción práctica para pasillos de servicios públicos abarrotados.

Cable Aéreo Aislado para Líneas Aéreas de 1kV a 35kV Diseñado para distribución aérea en pasillos concurridos, este cable ofrece radios de curvatura ajustadas y terminaciones simplificadas para sistemas de 26/35 kV. Admite diversos materiales aislantes y cumple con los estándares GB. Ver producto →

Criterios de compra y aceptación para proteger su proyecto

No es lo mismo comprar cables de 35 kV que comprar cables de baja tensión. El propietario del proyecto debe especificar la norma, el espesor del aislamiento, la clase del conductor y la disposición de la pantalla. El proveedor debe proporcionar un informe de prueba de tipo, registros de pruebas de rutina y una muestra del cable. Las pruebas de rutina deben incluir medición de descarga parcial, prueba de resistencia al voltaje de CA y medición de resistencia de aislamiento en fábrica. Los límites de descarga parcial para cables XLPE generalmente se expresan en picoculombios a un voltaje de prueba específico y el número se escribe en la orden de compra.

En sitio, verifique la longitud del tambor, el sellado de los extremos del cable y los números de serie. Compare la resistencia del conductor, la capacitancia y el espesor de la pantalla medidos con los dibujos aprobados. Para proyectos grandes, solicite una prueba de testigos externos antes del envío.

Una referencia práctica útil para clasificar los niveles de voltaje, los tipos de cables y las reglas de aplicación es el sitio. guía de selección de cables de alta tensión .

Cuatro errores comunes que se deben evitar en cables de 35 kV

1. Pasando por alto la clasificación de cortocircuito de la pantalla. La corriente de pantalla durante una falla monofásica puede ser significativa. Si la cinta de cobre o la pantalla de alambre es demasiado pequeña, la pantalla se quema antes de que la protección elimine la falla.
2. Usando una tabla de ampacidad de carga continua de una clase de voltaje más baja para un cable de 35 kV. El espesor del aislamiento afecta la disipación de calor y, por tanto, la ampacidad. Utilice siempre la tabla de clases de voltaje correcta y las condiciones de instalación correctas.
3. Ignorando la resistividad térmica del suelo en el corredor de colocación. El suelo arenoso seco tiene una resistividad térmica mucho mayor que la arcilla húmeda, por lo que un cable clasificado para aire puede reducir su potencia entre un 10% y un 20% cuando se entierra en el mismo lugar.
4. Aceptar bobinas de cable entregadas con extremos dañados que permitieron la entrada de humedad. La humedad degrada el aislamiento y puede causar problemas de descarga parcial después de energizar el cable.

Tómese el tiempo para anotar el voltaje del sistema, el tamaño mínimo del conductor según el flujo de carga, la corriente de cortocircuito disponible en los terminales del cable y la ruta de tendido real. Mantenga esa base técnica de una página frente al proveedor y al director del proyecto. Le evitará costosos retrabajos y un cable que se ve bien en el papel pero falla en el primer evento de falla.