Cable d'alta tensió
Els cables d'alta tensió s'usen per a la transmissió d'energia elèctrica en alta tensió de forma aïllada, ideal para rets subterrànees i submarines. A diferència de les llínees aérees d'alta tensió que no posseïxen aïllament.
En general, l'aïllament del cable està dissenyat per a soportar l'estrés causat per l'alta tensió i per a previndre el contacte directe del conductor d'alta tensió en atres objectes o persones. Els empalmes i terminals del cable són dissenyats per a previndre la ruptura de l'aïllament en els extrems del cable. Comunament un cable d'alta tensió té una pantalla metàlica sobre l'aïllament, conectada a terra i dissenyada per a distribuir uniformemente el camp elèctric en l'aïllament del cable.
Els cables d'alta tensió tenen una varietat d'aplicacions en instruments, sistemes d'ignició i transmissió de potència en corrent alterna i contínua. Poden ser de qualsevol llongitut, poden ser relativament curts en equips elèctrics, més llarcs dins d'edificis o com a cables enterrats en una planta industrial, o per a distribució de potència, sent els trams més llarcs els cables submarins baix l'oceà per a transmissió d'energia elèctrica.
Construcció
[editar | editar còdic]Els cables d'alta tensió posseïxen, de la mateixa manera que qualsevol atre cable, un o més conductors, una capa d'aïllament i una jaqueta protectora. A diferència dels cables de baixa tensió, els cables d'alta tensió posseïxen internament capes adicionals per a controlar el camp elèctric del conductor.
Per a circuits que operen a més de 2000 volts, Els cables inclouen una pantalla metàlica, al voltant de cada conductor aïllat. Açò distribuïx uniformemente el camp elèctric en l'aïllament del cable. Esta tècnica va ser patentada per Martin Hochstadter en 1916. Per esta raó, algunes voltes esta capa és anomenada capa de Hochstadter. La pantalla metàlica de cada conductor es conecta a terra en cada extrem del cable i en els empalmes. S'instalen cons de consol en el final de cada pantalla.
Els cables per a distribució de potència de 10 kV o més poden aïllar-se en oli i paper, continguts en una canonada rígida d'acer, alumini semirrígido o en una coberta de plom. Per a tensions més altes l'oli deu mantindre's baix pressió per a evitar la formació de buits que pogueren permetre descàrregues parcials dins de l'aïllament.
Sebastian Ziani de Ferranti va ser el primer en demostrar en 1887 que el paper preparat i secat adequadament, est podria servir d'aïllament a 11 000 volts. Anteriorment el paper aïllat solament s'havia utilisat per a telegrafia de baixa tensió i circuits telefònics. Es requeria una capa de plom extruida per a assegurar que el cable es mantinguera completament sec.
La vulcanización va ser patentada per Charles Goodyear en 1844, pero no va ser aplicada als cables fins als anys 1880, quan es va usar per a circuits d'allumenament. Els cables aïllats en caucho varen ser usats per primera volta per a circuits de 11 000 volts en el proyecte de generació d'energia elèctrica en les Catarates del Niágara.
Els cables de mija tensió aïllats en paper varen ser comercialisats a partir de 1895. Durant la Segona Guerra Mundial, es varen aplicar diferents varietats de caucho sintètic i polietileno com a aïllament. En l'actualitat, els cables d'alta tensió usen polímero com l'polietileno reticulado XLPE com a capa d'aïllament.
Abans de 1960, els cables de potència subterrànea eren aïllats en oli i paper dins d'un tubo d'acer rígit, o una coberta o jaqueta semirrígida de alumunio o plom. En l'actualitat és possible trobar cables aïllats en oli i paper al voltant del món. Entre els anys 1960 i 1990, es va ampliar l'us d'polímero en voltages de distribució, principalment el EPDM (Etileno Propileno Dieno tipo M); no obstant, la seua falta d'confiabilidad, particularment dels primers XLPE, va causar que no fora àmpliament usat en voltages de transmissió. A pesar de que els cables de 330 kV són àmpliament construïts usant XLPE, açò només s'ha conseguit en les últimes décades.
Cable de corrent alterna
[editar | editar còdic]Encara que els sistemes d'alta tensió es definixen com aquells que operen a qualsevol voltage superior a 1000 V, la majoria dels cables s'usen per a tensions superiors als 10 000 V. Aquells cables que operen en el ranc de 10 a 33 kV són cridats cables de mija tensió, i els que treballen per damunt dels 50 kV es denominen cables d'alta tensió.
Els cables moderns d'alta tensió tenen un disseny simple, consistent de poques parts. D'acort en la figura 1, els cables d'alta tensió estan composts per les següents parts:
- Conductor: És l'encarregat de transportar la corrent, i normalment és fabricat en coure o alumini. Els conductors en secció travessera de 2000 mm² poden transportar corrents de fins a 2000 amperis. Generalment és habitual que a cada fibra individual se li deforme prèviament per a facilitar una millor circumferència.
- Pantalla semiconductora interna: La seua funció és distribuir uniformemente el camp elèctric al voltant del conductor. Està integrada en la capa interna de l'aïllament.
- Aïllament: Soporta el camp elèctric en l'interior del cable. Està compost per un material aïllant com el XLPE, el qual és raonablement flexible i pot operar en temperatures de fins a 120 °C.
- Pantalla semiconductora externa: La seua funció és distribuir uniformemente el camp elèctric al voltant de l'aïllament. Està integrada en la capa externa de l'aïllament. La funció d'abdós pantalles semiconductoras és previndre cavitats plenes d'aire entre el metal conductor i el dielèctric, evitant chicotetes descàrregues elèctriques que podrien danyar l'aïllament.
- Pantalla metàlica:Servix com a conductor a terra i conduirà la corrents de pèrdua si és necessari. Depenent del disseny, està feta per fils de coure que rodegen el cable de forma helicoidal, o be, una làmina d'alumini o coure.
Calitat
[editar | editar còdic]
Durant el desenroll de l'aïllament d'alta tensió, el qual ha pres prop de mig sigle, es va trobar que dos característiques són fonamentals per a garantisar la calitat del cable. Primer, l'us de capes semiconductoras. Estes capes deuen ser absolutament suaus, sense siquiera protuberàncies de pocs micrómetros. Adicional a açò, la fusió entre l'aïllament i estes capes deu ser absoluta; qualsevol fissió, bombeta d'aire, o qualsevol atre defecte de les mateixes dimensions mencionades anteriorment pot perjudicar les característiques d'averia del cable.
Un atre aspecte important és que l'aïllament no deu tindre alguna inclusió, cavitat o algun atre defecte similar. Qualsevol defecte d'este tipo acurta la vida del cable la qual deuria estar en l'orde de 30 anys o més.
La cooperació entre fabricants de cables i fabricants de materials ha resultat en classificar el XLPE a partir d'especificacions molt precises. La majoria de fabricants de XLPE especifiquen una classificació «extra net», a on es garantisen el número i tamany de partícules estranyes. Es requerix empacar la matèria primera i almagasenar-la dins d'un quarto net en la màquina que fabrica el cable. El desenroll de extrusores de plàstic i la reticulación han fet que el procés de fabricació este lliure de defectes i impurees en l'aïllament. El control de calitat final és realisar una prova de descàrregues parcials a 50 o 60 Hz de molt alta intensitat (en el ranc de 5 a 10 picoculombios). Esta prova es realisa a cada carret que ixca de fàbrica.
Vore també
[editar | editar còdic]Referències
[editar | editar còdic]Fonts
[editar | editar còdic]- Kreuger, Frederik H. (1991). Industrial High Voltage (vol. Volume 1), Delft University Press. ISBN 90-6275-561-5.
- Kreuger, Frederik H. (1991). Industrial High Voltage (vol. Volume 2), Delft University Press. ISBN 90-6275-562-3.
- High Voltage Engineering, 2 edició, Butterworth‐Heinemann/Newnes. ISBN 0-7506-3634-3.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Cable de alta tensión» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.