Cables Subterráneos: Componentes y Estructura
Se denomina cable al conjunto constituido por una o varias almas (conductores) reunidas con recubrimientos posteriores.
Componentes Principales de un Cable
Conductor
Es el elemento metálico encargado de conducir la corriente eléctrica. Normalmente son de cobre o aluminio, preferentemente de aluminio por su menor coste.
Aislamiento
Existen dos tipos básicos: termoplásticos y termoestables. La diferencia fundamental entre ambos es que el termoplástico modifica sus propiedades al aplicarle calor.
Relleno
Son masas aislantes cuya función es ocupar los huecos y dar forma cilíndrica al cable.
Revestimiento Común
Es una envoltura aislante aplicada sobre todos los elementos y fabricada con el mismo material aislante.
Pantalla
Son elementos metálicos enrollados sobre el cable cuyo objetivo es obtener un campo radial y uniforme en el aislamiento, de forma que el campo eléctrico quede confinado en el interior del cable.
Cubierta
Es la envolvente externa y su función principal es la de protección mecánica.
Detección y Tipos de Averías en Cables Subterráneos
Tipos de Averías Comunes
- Rotura de un Conductor: La rotura de un conductor genera la ausencia de tensión en una de sus fases. Solo se puede identificar el conductor roto, no el punto exacto de la rotura.
- Unión de Dos Conductores (Cortocircuito): El cortocircuito en una línea se produce cuando se unen dos conductores activos. Esta avería se puede detectar calculando las resistencias del conductor desde ambos extremos. Para determinar estas resistencias, se utiliza una conexión conocida como puente de Wheatstone, que permite obtener el valor de resistencias de bajo ohmiaje.
- Unión de un Conductor a Tierra (Derivación a Tierra): En el caso de las derivaciones a tierra, el proceso consiste en realizar un puente de Murray. Para ello, se toma el conductor derivado y otro cualquiera, se cortocircuitan por un extremo de la línea y por el otro extremo se realiza el puente de Murray.
Centros de Transformación (CT): Clasificación y Componentes
Clasificación de los Centros de Transformación
A. Según el Nivel de Tensión
- Primera Categoría: V > 66 kV
- Segunda Categoría: 30 kV < V < 60 kV
- Tercera Categoría: V < 30 kV
B. Según su Instalación
- CT de Interior: Se situarán en edificios independientes o en edificios destinados a otros usos. Este tipo de instalación requiere una adecuada renovación del volumen de aire del CT, y la normativa indica un valor máximo de diferencia de temperatura de 20 °C.
- CT de Exterior: Este tipo de CT se instala sobre apoyos y no deben superar una potencia de 160 kVA en el caso de instalaciones de empresa. Deberán contar con elementos para prevenir cortocircuitos y sobrecargas, y además deberán disponer de elementos para prevenir descargas atmosféricas.
C. Según el Tipo de Alimentación
- Centro de Transformación Terminal o en Derivación: Es aquel CT que tiene únicamente una línea de alimentación y no tiene línea de salida. Pueden ser centros conectados en derivación de una línea o constituir el final de otra línea.
- Centro de Seccionamiento: Es aquel que tiene dos líneas de alimentación y la corriente puede entrar o salir por cualquiera de ellas. Estos centros disponen de celdas de entrada y salida que permiten abrir o cerrar el circuito correspondiente de la línea.
Partes Fundamentales de un Centro de Transformación
Dentro de un CT, todos los elementos se estructuran en compartimentos denominados celdas. Estas celdas contienen en su interior elementos de protección, de maniobra, etcétera.
Tipos de Celdas en un CT
- Celdas de Entrada y Salida de Línea: Son las encargadas de recibir el conductor de alimentación para la entrada y generar la salida para el siguiente CT. Están equipadas con un interruptor de corte de carga y un seccionador de puesta a tierra.
- Celda de Seccionamiento: Es la encargada de dejar fuera de servicio la parte del CT propia del abonado. Estará dotada de seccionador si la potencia es inferior a 1000 kVA y de interruptor automático si la P > 1000 kVA.
- Celda de Seccionamiento y Protección General: Es la encargada de alojar los elementos de protección del CT cuando hay más de un transformador. El elemento de corte, que suele ser un interruptor automático, deberá soportar corrientes de cortocircuito. La extinción del arco eléctrico en estos interruptores se realiza frecuentemente en el interior de un gas SF6.
- Celda de Medida: Solo disponen de esta celda los transformadores de cliente, no los de la empresa distribuidora. Está compuesta por tres transformadores de tensión y tres transformadores de intensidad. Los transformadores de tensión se conectan en paralelo, mientras que los de intensidad se conectan en serie con la línea. Es crucial prestar atención al secundario de estos transformadores, que deben estar en cortocircuito mediante un amperímetro para limitar las tensiones que se producen por efecto del circuito elevador.
- Celda de Protección Individual: Corresponde a la protección individual del transformador y se suele realizar mediante fusibles de apertura rápida. En este tipo de celda, los fabricantes recomiendan la sustitución de todos los fusibles en el caso de rotura de alguno de ellos.
- Celda del Transformador: Es aquella donde se instala la máquina de transformación (el transformador). Debe tener acceso para comprobar los niveles de aceite y la posible regulación que se realice en el transformador.
- Cuadro de Baja Tensión (CBT): Es el punto de salida de los transformadores en baja tensión. Todos ellos deben tener fusibles de protección para las líneas de salida y, además, deberán disponer de una posible entrada para un esquema de grupo electrógeno para prevenir posibles averías en las líneas de alimentación.
Aparamenta para Alta Tensión
Componentes Clave de la Aparamenta
- Aisladores: Son piezas de material aislante que sirven para soportar los conductores y sujetarlos a los equipos eléctricos. Se utilizan para realizar conexiones en las entradas y salidas, y para las conexiones laterales que existen entre las celdas.
- Seccionador: Es un elemento mecánico de conexión. En posición abierta, garantiza una distancia de seguridad entre las partes activas. Debe ser capaz de abrir o cerrar un circuito cuando la corriente que pasa por él es muy pequeña. En condiciones normales, debe ser capaz de soportar la corriente nominal. También debe soportar un cortocircuito durante un breve período de tiempo.
- Interruptor: Es un aparato dotado de poder de corte destinado a realizar la apertura o cierre de un circuito en sus condiciones nominales. Es importante destacar que este elemento no puede cortar corrientes de cortocircuito.
- Interruptor Automático: Es capaz de cortar corrientes de cortocircuito y su accionamiento puede ser manual o automático.
- Autoválvulas (Pararrayos): Son elementos de protección frente a las sobretensiones. Presentan una resistencia elevada a su tensión nominal y una resistencia reducida cuando hay un pico de tensión. Esto provoca que, en caso de sobretensión, esta se derive a tierra.
Transformadores Eléctricos: Características y Acoplamiento
Un transformador es una máquina estática destinada a transformar un conjunto de tensiones e intensidades en otro conjunto de tensiones e intensidades proporcional al primario, manteniendo la potencia constante. Las principales características de un transformador son:
- Tensión de alimentación
- Relación de transformación
- Tensión de cortocircuito
- Grupo de conexión
Acoplamiento de Transformadores en Paralelo
Esta conexión se realiza para poder suministrar una carga superior a la potencia de un solo transformador. Para su correcta operación, se deben cumplir una serie de condiciones:
- Que tengan el mismo grupo de conexión o grupos de conexión compatibles (es decir, el mismo desfase angular). Si se conectan dos transformadores con grupos de conexión incompatibles, se produce un cortocircuito.
- Deben tener la misma relación de transformación.
- Deben tener la misma tensión de cortocircuito (Ucc). En caso de ser diferentes, el transformador con menor Ucc se sobrecarga, mientras que el otro no trabaja a su plena capacidad.