La verdad sobre los cables de media tensión

¿Sabía que existen varias definiciones en el mundo del cable para clasificar la media tensión? Quizá la más común sea la de la norma de tensión IEC 60038 de la Comisión Electrotécnica Internacional, en la que la media tensión (MT) es una tensión nominal comprendida entre 1 kV y 35 kV. Sin embargo, dentro de este rango existe una gama muy amplia de tipos de cables, aplicaciones, materiales y propiedades, por lo que es esencial conocer estos diferentes factores para determinar qué cable de media tensión es el más adecuado para cada instalación.

¿Cómo se fabrica un cable de media tensión?

La fabricación de un cable de media tensión dependerá en gran medida del entorno de instalación y de la función prevista, pero puede tener desde tan solo 6 capas (3 de las cuales se aplican en un proceso de extrusión triple) hasta más de 10 capas.

1. Conductor: Conduce la corriente eléctrica, normalmente de cobre o aluminio.
2. (Opcional) Bloqueo de agua del conductor: Uso de polvos hinchables o hilos para protegerlo de la entrada de agua.
3. Pantalla del conductor: Capa semiconductora que garantiza un campo eléctrico uniforme en la interfaz entre el aislamiento y el conductor, además de evitar cualquier concentración/pico de campo eléctrico.
4. Aislamiento: Fundamental para los cables de media tensión, fabricado con XLPE (polietileno reticulado), HEPR (caucho de etileno propileno de grado duro) o EPR (caucho de etileno propileno) para soportar campos eléctricos elevados. El grosor aumenta con la tensión.
5. Pantalla de aislamiento: Una segunda capa semiconductora, que realiza una función similar a la pantalla conductora. Se aplican normalmente en una extrusión triple junto con la pantalla conductora y los materiales aislantes propiamente dichos.
6. (Opcional) Bloqueo de agua longitudinal: Medida de protección contra la entrada de agua que utiliza cintas semiconductoras o polvos hinchables por debajo y por encima de la pantalla de núcleo metálico para evitar la propagación a lo largo del cable.
7. Pantalla de núcleo metálico: Cubre el aislamiento, normalmente es una capa concéntrica de hilos de cobre aplicados helicoidalmente y/o cinta de cobre para que exista compatibilidad electromagnética.
8. (Opcional) Revestimiento interior: Se aplica cuando también se aplica una armadura para aportar una protección adicional, evitando que la propia armadura dañe las capas situadas por debajo de ella.
9. (Opcional) Armadura: Pueden ser alambres de aluminio para núcleos simples, alambres de acero para núcleos múltiples y cintas (planas, de doble capa o corrugadas) para ofrecer una protección mecánica. También se pueden utilizar pantallas trenzadas para ofrecer una protección mecánica más flexible o para contrarrestar los esfuerzos de torsión cuando están unidas a conexiones de equipos dinámicos.
10. (Opcional) Núcleos piloto o de datos: Principalmente en cables destinados a la industria pesada, como la minería, la incorporación de núcleos de datos/fibra para proporcionar supervisión, mientras que los núcleos piloto sirven para supervisar la protección de la continuidad de la puesta a tierra.
11. (Opcional) Bloqueo radial contra el agua: Ofrece protección adicional contra el agua para evitar daños en el revestimiento mediante una cinta de aluminio/PET (poliéster) con el lado de aluminio firmemente adherido al revestimiento exterior.
12. Revestimiento exterior: Proporciona la barrera ambiental. Suele ser de PVC, MDPE, caucho o materiales LSZH. Dependiendo del material, puede ser retardante de llama, resistente a los rayos UV y resistente a aceites y grasas, agua, productos químicos y abrasiones.

¿Qué tipos de cables de media tensión existen? ¿Cómo elijo el más adecuado para mi proyecto?

El cable más adecuado es el que mejor se adapta a las exigencias de rendimiento y al diseño de la instalación, y el que resistirá los desafíos del entorno a los que estará sometido durante su vida útil.

Los cables de media tensión pueden dividirse en dos categorías: para distribución de energía a la red o para alimentación de maquinaria pesada. Como cable de distribución, los cables de media tensión suelen emplearse para mitigar las pérdidas eléctricas cuando se transporta electricidad a una distancia fija. Cuanto mayor es la distancia, mayor es la tensión necesaria. Esto se aplica tanto a una red eléctrica pública como a aplicaciones específicas, como una red ferroviaria.

En el caso de equipos estáticos y dinámicos, como los utilizados en la industria minera y en puertos y canteras, puede que también sea necesario utilizar una conexión de media tensión, en lugar de reducirla a baja tensión. Los cables para aplicaciones dinámicas también pueden requerir características adicionales, como una mayor flexibilidad, resistencia a aceites y productos químicos, y protección contra tensiones de torsión si se enrollan.

A continuación, hemos destacado algunos ejemplos de cables especificados habitualmente para diferentes tensiones nominales, junto con algunas de las propiedades por las que son adecuados para diferentes tipos de proyectos.

Red eléctrica y distribución de energía

Los cables de media tensión de 10 kV y 11 kV se utilizan en redes de distribución de energía que abarcan distancias más cortas entre subestaciones y centros de transformación locales. También se utilizan para la distribución de energía en complejos industriales, fábricas y grandes edificios comerciales. En la red síncrona de Europa continental la tensión de distribución común es de 10 kV. Ofrece suministro a más de 400 millones de clientes en 24 países y es la red de media tensión más grande del mundo.

Cable de ejemplo: N2XS(FL)2Y 6/10 kV; revestimiento de MDPE resistente a la abrasión y al desgarro. Capas impermeables para evitar la entrada de agua o cuando el tendido se realiza en conductos encharcados. Conductores de cobre para minimizar la necesidad de espacio.

En Reino Unido se utiliza una tensión de 11 kV para distancias más cortas dentro de las redes de distribución de energía que van hasta el transformador reductor final. Los operadores de la red de distribución utilizan su propia variación de la especificación BS7870-4.10, mientras que el PVC con armadura BS6622 y el LSZH BS7835 también se especifican a veces para aplicaciones de enterrado directo.

Cable de ejemplo: BS7870-4.10 tríplex 6.35/11 kV: cobre o aluminio en función de los parámetros de la ubicación. El tríplex de aluminio es más ligero y, por tanto, más fácil de instalar, pero requiere una sección transversal mayor para adaptarse a la capacidad de transporte de corriente.

Cada vez se instalan más cables de 10 kV y 11 kV directamente en edificios altos para mitigar los problemas de caída de tensión. Los cables de baja tensión requerirían múltiples tendidos de grandes conductores para eliminar estos problemas, por lo que en su lugar los cables de media tensión suben por los elevadores de los edificios hasta las plantas individuales, con transformadores que bajan a la tensión de red para la distribución en las plantas. Estos cables tienen revestimiento LSZH, ya que forman parte del cableado fijo de los edificios y construcciones, por lo que deben cumplir el Reglamento sobre productos de construcción (RPC).

Cable de ejemplo: BS7835 6.35/11 kV: el revestimiento de baja emisión de humos y sin halógenos ofrece protección en caso de incendio, facilitando la evacuación y los esfuerzos para luchar contra el incendio. Normalmente se utilizan conductores de cobre para hacer frente a las limitaciones de espacio.

Las tensiones 20 kV, 30 kV (en Europa) y 33 kV (en Reino Unido) se encuentran en el extremo superior del rango de media tensión utilizado para la distribución de energía. Suelen cubrir distancias más largas, pero a menudo se entierran en canalizaciones de cables o directamente en el suelo (en lugar de en líneas aéreas a través de torres de alta tensión, como es habitual en las instalaciones de alta tensión). Permiten la conexión entre las subestaciones de transmisión y las subestaciones de suministro cuando conviene minimizar las pérdidas resistivas, así como la conexión directa a los usuarios que consumen mucha energía, como grandes fábricas y minas.

Cable de ejemplo: NA2XS(FL)2Y 18/30 kV: conductores de aluminio sin limitaciones de espacio.

Suministro industrial

Como se ha destacado, en las instalaciones y redes europeas son habituales los cables de distribución de energía eléctrica con una tensión nominal de 20 kV. En entornos industriales, también conectan aplicaciones como generadores y alimentan maquinaria pesada.

Cable de ejemplo N2XSH HD620: el revestimiento LSZH es adecuado para aplicaciones internas/externas. La conformidad con HD620 (subsecciones dependientes de la ubicación geográfica) establece diferentes requisitos a nivel constructivo.

En la industria pesada, los cables de media tensión se utilizan directamente para transmitir energía a niveles de tensión más altos en las explotaciones mineras. Estos cables suelen oscilar entre 5 kV y 35 kV y se utilizan en aplicaciones como el suministro a motores, bombas y otra maquinaria pesada. Del mismo modo, este tipo de cables se utilizan en aplicaciones de manipulación de materiales a gran escala, como pórticos de manipulación de contenedores y grúas de carga de barcos.

Cable de ejemplo (N)TSCGEWÖU: se combina un conductor estañado flexible trenzado de clase 5 y capas de revestimiento aislantes de caucho resistentes y flexibles con una malla antitorsión para soportar aplicaciones de arrastre y manipulación de materiales.

Suministro a redes de transporte

Las redes ferroviarias de toda Europa utilizan distintas potencias de media tensión para suministrar energía a tierra y a las líneas aéreas. En el Reino Unido se utilizan 19/33 kV y 25/44 kV para la alimentación eléctrica trifásica de corriente alterna a las subestaciones de tracción de las líneas electrificadas, mientras que en Francia se utiliza una combinación de 1,5 kV (baja tensión) y 25/44 kV; en Portugal y en gran parte de las redes ferroviarias de Europa del Este también se utiliza una tensión de 25/44 kV. Alemania, Suiza y Austria utilizan una tensión de 8,7/15 kV.

Cable de ejemplo NR/PS/ELP/00008 25/44 kV: el revestimiento de grafito actúa como una capa semiconductora que permite realizar pruebas de revestimiento después de la instalación para confirmar que el cable no se ha dañado durante la tracción.

 

Eland Cables: su socio en cables de media tensión

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Todos nuestros cables de media tensión presentan una calidad y conformidad garantizadas, ya que han sido sometidos a rigurosas pruebas adicionales por parte de nuestro The Cable Lab, líder del sector, bajo la marca de homologación de cables BSI Cable Testing Verification Kitemark. Esto proporciona una mayor tranquilidad de que sus cables cumplirán las exigencias que se les imponen durante toda su vida útil.

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