¿Cómo controlar la tensión eléctrica en empalmes y terminaciones de cables?
prólogo
Los cables de alimentación son muy importantes en los sistemas de transmisión y distribución de energía.
Las terminaciones y empalmes son accesorios básicos cable de energía Conexión entre líneas o equipos eléctricos.
Se consideran varios aspectos. Terminación de cables y diseño de empalmes porque ellos debe tener la misma integridad Como Cables asociados Todo mientras se conectan aplicaciones interiores y exteriores.
de aspecto más importante de Empalme y terminación de cables de alta tensión dientes Control de estrés dieléctrico derivado de punto final de la pantalla–control de estrés eléctrico.
Estrés eléctrico y control de estrés
Los terminales y empalmes de los cables de alta y media tensión deben controlar los campos eléctricos y finalizarcuando escudo aislante retirado del cable y gradiente de alto potencial eso es Concéntrese en los puntos de reducciónComo se muestra en Figura 1.
En este diagrama, blindaje de tierra del cable (0%) dientes corte deF, lineas equipotenciales (de 20% a 80%) centrarse en el borde de electrodo de tierracausa alto estrés eléctrico.
mejora del campo eléctrico En estos puntos se pueden generar descarga local puede conducir a cualquiera Ruptura dieléctrica que destella sobre la superficie del aislamiento o causa la falla del cable.
Para la instalación de cables, cable de alimentación blindado Requerido control de estrés eléctrico cuando esté terminado.
Terminación y empalme de cables diseñado para Elimina la concentración de tensión en los bordes de la pantalla. A Evita roturas de cables– campo eléctrico debe ser revisado y Terminación y empalme de cables.
de distribución de tensiones en un empalme conductor bastante diferente por Cambio de perfil introducido por el uso de casquillos.
bordes afilados y protuberancias y ArticulaciónSi Déjame en paz de nuevo, Cambio abrupto en el gradiente de tensión.
eso es por lo tanto esencial porque el conductor tiene perfil liso para que no Excesiva concentración de estrés..
Pero el aspecto más importante es control del estrés se aplica a Donde termina la pantalla aislante.
pero también El estrés dieléctrico aumenta de área de terminaciónpero también gradiente potencial dientes Establecer a lo largo de la interfaz entre el dieléctrico y el medio circundante.
de estrés dieléctrico y pantalla de salida será bastante arriba de tensión de diseño y puede llevar a una falla prematura.
además, El medio circundante es el aire.,o Espacio de aire entre el dieléctrico y el medio de rellenoentonces estrés de la comunidad El aire Puede descargarse incluso con tensión de funcionamiento.
papel un poco resistencia a estas descargas,pero aislamiento de polímerocomo XLPE (polietileno reticulado), tales descargas erosionan rápidamente el dieléctrico, lo que eventualmente conduce a fallas.
sin aplicar control del estrés, se produce la descargaafectar negativamente vida de juntas y extremos.
Figura 2 Se muestran las distribuciones de campo eléctrico sin y con control de tensión.
causa
principal debilidad En el campo de la terminación y conexión de cables de alta y media tensión, control del estrés eso es:
- Orejetas de compresión que permiten que la humedad penetre en el núcleo del conductor
- No eliminar las bolsas de aire
- Cruce del núcleo que da como resultado una descarga parcial
- Preparación de cables inadecuada
- penetración de humedad
- Separación inadecuada fase a fase y fase a tierra
- seguimiento
- Instrucciones de unión deficientes
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Cómo controlar el estrés
No existen terminaciones universales ni juntas. Hay muchos tipos diferentes de terminales y empalmes, cada uno con ventajas y desventajas.
La optimización de la terminación del cable se logra investigando varias construcciones.
Un método de terminación adecuado debe proporcionar una buena integridad eléctrica y mecánica.
Para diseñar una terminación adecuada, El análisis de distribución del campo eléctrico debe realizarse en áreas críticas..
método del cono de tensión
Métodos comunes empleados en control del estrés es el uso de cono de tensión se muestra en figura 3.
de cono de tensión es el promedio de Control de capacitancia en el área al final de la pantallaDe este modo Reducción del estrés dieléctrico a lo largo de Pendiente a la tolerancia en el punto final.
de cono de tensión Se extiende más allá de la terminación de la pantalla para que el gradiente de potencial en la superficie dieléctrica se reduzca a un nivel en el que no se produzca ninguna descarga.
Para juntas de alta y media presión cable de papel, cono de tensión generalmente construido sobre un contorno predefinido Aplicación manual de cinta de papel aislantemientras que al final cono de tensión Cualquiera aplicado o realizado a manoCon el desarrollo de . Cables de polímero y elastómero, premoldear cono de tensión también se introduce.
delante de cono de tensión Si corresponde, debe Reducir el estrés eléctrico y junta conductora, surgen de las razones explicadas anteriormente.
de concepto es proporcionar Alisar el perfil para que las tensiones sean uniformes. esto es,’paso de papel de cablese logra por Retire el aislamiento de papel en una serie de pasos, Tiene una contrahuella y una banda de rodadura desde la superficie interior del conductor hasta la superficie exterior del aislador..
y ambos extremos del cable tratados como tales, unidos, cinta de papel impregnada aplicada a mano Se aplica sobre el ensamblaje para formar un dieléctrico de unión.
Método de construcción del tubo de control de tensión de contracción térmica
Otro método común es tubo de control de tensión termorretráctil es usado Controlar el alto estrés eléctrico En el punto de terminación de la pantalla aislante de la media tensión Aislamiento de plástico y papel. empalmes y terminaciones de cables para 36kV.
ellos de nuevo, Alta tensión en los conectores en las juntas.
tubo de control de estrés esta hecho de Materiales poliméricos de alta resistividad y alta constante dieléctrica reticulados estabilizados térmicamente.
Otras formas de controlar el estrés
Otros métodos son:
- Un material con una cinta o revestimiento de alta resistencia y una capa de resistencia no lineal, con una resistividad superficial constante, dejará pasar una pequeña corriente, estableciendo así un gradiente de voltaje lineal a lo largo de su longitud. Se logra una mejor distribución de la tensión mediante el uso de materiales con resistividad no lineal. Esto aumenta la pequeña corriente en la capa, reduce la resistencia del material y logra un gradiente de voltaje lineal suave a lo largo de la longitud aplicada.
- Un material con una constante dieléctrica más alta que el dieléctrico del cable. Este método se basa en el principio de que cuando los materiales con diferentes constantes dieléctricas se someten a un gradiente de potencial a lo largo de su espesor combinado, el material con la constante dieléctrica más baja experimentará la mayor tensión. Puede verse en el esquema que las líneas equipotenciales emergen gradualmente del dieléctrico, produciendo una suave pendiente en la superficie del dieléctrico.
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Sobre el autor: Manuel Bolotinha
– Ingeniería Eléctrica – Licenciada en Energía y Sistemas de Potencia (1974 – Instituto Superior Técnico/Universidad de Lisboa)
– Maestría en Ingeniería Eléctrica e Informática (2017 – Faculdade de Ciências e Tecnologia/ Nova University, Lisboa)
– Consultores Senior para Subestaciones y Sistemas de Potencia, Instructores Profesionales