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Cables subterráneos
Dr. V. Rodolfo García Colón
gcolon@iie.org.mx
Transmisión y Distribución
IIE

Definición de cable





ANSI/IEEE 100:
Cable: Es un conductor con aislamiento o un
conductor trenzado con o sin aislamiento y
otras cubiertas (cable con un conductor,
monopolar), o una combinación de conductores
aislados entre ellos (cable con conductores
múltiples, ejemplo: tripolar).
Cablesubterráneo. Un cable instalado bajo la
superficie de la tierra. Nota: Este término es
usualmente aplicado a los cables instalados en
ductos o conduits o bajo otras condiciones,
tales que puedan ser removidos rápidamente
sin perturbar la tierra circundante.

Clasificación



Papel impregnado
Polímeros sintéticos








Polietileno (PE)
Polietileno de alta densidad (HDPE)
Polietileno deCadena Cruzada (XLPE)
Caucho de etileno propileno (EPR)
XLPE retardante a la arborescencia (TRXLPE)

Gases comprimidos

Elementos del cable

Conductor (Al o Cu)

Aislamiento


Etileno Propileno (EPR)








Cuando un monómero de etileno es
polimerizado con propileno, resulta un
copolímero que es llamado etileno propileno
copolimero o EPR.
Baja cristalinidad
Expansión térmica reducidarelativa al XLPE
Sensibilidad a la arborescencia acuosa
reducida
Flexibilidad incrementada

Estructura de EPR

Obtención del XLPE:
Etileno a Polietileno

XLPE Polietileno de Cadena
Cruzada
(Cross Linked Polyethylene)

Longitud de cadena y Peso
molecular

Pantallas



Ex = Vgrd
X Ln(R2/R1)

Máximo Stress X = R1
Mínimo Stress X = R2

Volts/Mil
R2

X

.

R1

Esfuerzo eléctrico en
cablesDiscontinuidades causan
esfuerzos eléctricos

Pantalla sobre el
conductor


Homogeniza
(distribuye)
los esfuerzos
del campo
eléctrico

Que pasa si falta la
pantalla semiconductora a
tierra?

Potencial en pantalla sobre
el aislamiento


La pantalla
sobre el
aislamiento no
restringe el
voltaje al
aislamiento

Aterrizamiento de la
pantalla sobre el
aislamiento
La pantalla debe




tener mucha
menorresistividad que el
aislamiento
TRIPLE
EXTRUSIÓN

Pantalla metálica






Propósitos
electrostáticos
Conducción de
corrientes de falla
Neutro
concéntrico

BLOQUEADOR DE AGUA

Radial
Longitudinal

CUBIERTA PROTECTORA


PVC Rojo o XLPE
Negro con franjas
rojas

Accesorios para cables
TERMINAL Y EMPALME

Terminal



Transición aérea
Conexión a
equipo

Campo eléctrico en
terminales

Aliviode campo
geométrico: Cono de Alivio

Construcción de conos de
alivio

Alivio de campo capacitivo
resistivo

Graduación capacitiva



En Frío

Clases de terminales


Clase 3



Clase 2:



Clase 1





1A Dieléctrico extruido
1B: Dieléctrico
laminado
1C: Cables tipo presión









esfuerzos eléctricos
en la terminación de
la pantalla sobre
aislamiento del cable,
aislamientocompleto
externo entre el
conductor (es) y
tierra;
sello ambiente
externo
presión

Instalación de terminales





Terminal
Terminal
Terminal
Terminal

exterior-contaminado.
exterior
Interior-húmedo
Interior-seco

Especificación de terminales CFE:
Terminal Clase 1A ó 1B, premoldeada
tensiones de 15, 25 ó 35 kV
tipo exterior normal o para zonas contaminadas.

Empalmes y Terminales




Encintados
Termocontráctil
Resinas
Premoldeados
Contráctil en frío

Encintados:


Ventajas:





Desventajas:






Económico
Versátil
Se requiere amplia experiencia o
capacitación
Altos costos indirectos, por tiempo de
fabricación

Riesgos:



Aplicaciones con burbujas de aire.
Instalación desproporcionada de los
elementos

Termocontráctil:


Ventajas.





Desventajas.






Lapreparación del cable es simétrica
Aplicable a un rango de calibres amplio
Se necesita herramental especial, aumentando los costos
Se requieren permisos especiales en áreas restringidas
Se necesita capacitación media

Riesgos.





Se puede degradar el aislamiento por sobrecalentamiento
Los instaladores pueden sufrir quemaduras o asfixia por el
manejo del producto
No hay seguridad si el producto...