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Subestaciones eléctricas
Terminaciones de media tensión
Terminaciones de media tensión en subestaciones eléctricas-Contenido
Tipo de subestación • Frente muerto• Frente vivo
Conexión del sistema Tipo de cable
• Teoría del cable eléctrico• Nivel de voltaje
Selección de terminación• Dimensiones celda• Tamaño de terminación (dependiendo del cable)• Montaje de terminación
Pruebas eléctricas Cuidados en la instalación Comparación de tecnologías
Thermal Plant
Nuclear Plant
Hydro Plant
Big plant
Residential
220KV.
/ 220KV,110KV
10KV/ 380V
220KV,110KV/10KV
Underground Distribution Cable / 220V
10KV Distribution
Over Head Distribution Line/ 10KV
Underground Distribution Cable/ 10KV
Generation
220 V Distribution
Electrical Power NetworkElectrical Power Network
10KV Distribution
Transmission
Subestaciones de frente muerto
Bushing y conectores de codode amp máximo 200 AmpTipo Loadbreak
Conectores de codoFases vivas y neutro
Subestaciones de frente muerto
Tipo pedestal(Pad mounted) Tipo bóveda subterránea
Subestaciones de frente vivo
Celdas convencionales
Salida con toroide
Subestaciones de frente vivo
SubestacionesTipo cabina. Dimensiones de la celda
Subestaciones aéreas
SAB Alimentación y salida subterránea
Subestaciones aéreas-tendencia
Llegada invertida
Terminaciones – otras aplicaciones
Subestación transmisión Conexión red aérea
SISTEMAS TÍPICOS
WYE (Estrella)
(Sistema con neutro puesto a tierra o protección fase a tierra menor de 1 minuto)
100 %Nivel de Aislamiento
A
BC
DELTA
(Sistema sin puesta a tierrao sin protección fase tierra con liberación de falla a tierra menor de una hora)
133%Nivel de Aislamiento
A
B
C
La especificación del nivel de aislamiento del cable
debe ser realizada con base a la Tensión Fase-Fase
y el Sistema de instalación.
NIVELES DE AISLAMIENTO
El sistema de protección actuará y liberará la falla Fase-tierra: Según sistema americano
• 100% Level - dentro de 1 minuto
• 133% Level - dentro de 1 hora ( no más )
• 173% Level - tiempo no está determinado
Según IEC 183 guía para la selcción de cales aislados de A.T. se irá al nivel de aislamiento superiorEsto determinará en parte el tipo de cable
Tipos de Cables
• Unipolar o monopolar
• Tripolar
Capas de los Cables
• Conductor
• Blindaje del Conductor
• Aislación
• Blindaje de la Aislación
• Semiconductor
• Metálica
• Cubierta externa
Teoría electromagnética del cable eléctrico
Pantalla sobre el conducor
Capas del Cable
Lineas Equipotenciales
Métodos de control del campo eléctrico
Lineas EquipotencialesSistema Geométrico
Sistema Capacitivo
Lineas EquipotencialesSistema Capacitivo
TENSIONES NOMINALES Sistema americano (Fase-Fase)
2.5 kV 92.0 kV
5.0 kV 115.0 kV
Media 8.7 kV 138.0 kV
Tensión 15.0 kV 161.0 kV
25.0 kV 196.0 kV
34.5 kV 230.0 kV
46.0 kV 287.5 kV
69.0 kV 345.0 kV
500.0 kV …
Nota: Media Tensión = 2001 V - 34.5 kV
Selección de terminación según el tipo de cableCables patrones USA e IEC (nacionales)
• Se tiene cable definido– Según normas USA
– Según normas IEC
– Catálogo local
Selección de terminal según catálogo
• Tipo de cable y sección o calibre
• Nivel de tensión (tensión de servicio, tensión diseño del cable, tensión de la terminación)
• Tipo de instalación (frente vivo: interior, exterior; frente muerto )
• Características medio ambientales (nivel de contaminación, a.s.n.m.)
• Selección
Tablas de selección integral
Verificación dimensional –Hojas técnicas(TAMAÑO DE LA CELDA)
Verificación dimensional-Hojas técnicasVolatje, sección y diámetro sobre el aislamiento
Instalación de terminaciones
• Seguridad• Operarios calificados• Herramientas adecuadas• Manual de instrucciones• Limpieza• Supervisión• Veamos un montaje de terminación
autocontraible
Pruebas Aplicadas A Una Terminación De Media Tensión
Raren
Columna1
2.5 1.6 20 20 10 4.55 3.2 25 25 15 9
8.7 5.5 35 30 25 1515 9.5 50 45 35 2625 16 65 60 55 43
34.5 22 90 80 75 6046 19.5 120 100 100 53
Clase de aislamiento (KV)
Tensión máx a tierra (kV)
Tensión alterna
1min, seco
(kVrms)
10 seg, húmedo (kVrms)
6 h, seco (kVrms)
Ciclo de carga, seco
(kVrms)Columna
6Co
Columna 2
Columna 3
Columna 4
Columna 5
Pruebas dieléctricas de terminaciones en cables de aislamiento extruído (IEEE Std. 48)
Comparación de distintos Estándares
Ensayos Eléctricos después de instalación*NTP 370.255-1 y 2
Aplicar tensión contínua de 4Uo durante 15 minutos
Como alternativa y por acuerdo entre fabricante y comprador:
a) Ensayo de 5 minutos con la tensión alterna del sistema apli- cada entre conductor y pantalla metálica, ób) Ensayo de 24 horas con operación normal del sistema
*Ensayos para instalaciones nuevas
CASOS DE FALLASTerminaciones
• Preparación del Cable ( ~ 90%)
• Instalación Incorrecta (~ 6 % )
• Apoyos, Fijación Incorrecta ( < 1% )
• Otras Influencias ( Tormentas ) ( ~ 3% )
• Desconocidas ( < 1% )
FALLAS COMUNES Y RECOMENDACIONES FINALES
No se retiró semiconductor Medidas erróneas.No control del campo
FALLAS COMUNES Y RECOMENDACIONES FINALES
Tubo de control mal ubicado
Falla en el montaje mismo.No se cubrió resorte con cinta de vinilo
Cinta de silicona mal aplicada
FALLAS COMUNES Y RECOMENDACIONES FINALES
Mala prensada del conector
FALLAS COMUNES Y RECOMENDACIONES FINALES
Corrosión del conectorterminal
Corrosiónde la líneade tierra
Perforaciónpor aire dentrode la terminación
FALLAS COMUNES Y RECOMENDACIONES FINALES
Falla por radio de curvatura menor alespecificado
Coloración de la silicona.Fenómeno estétitico. No cambio de propiedadesEléctricas y físicas
Corte profundode Cuchillo
Origen de la Falla fue
Corte con CuchilloCuando se retiró la
capa semiconductora del cable
Capa Semiconductora
del Cable
Tubo de Aislación Exterior
CONCLUSIÓN
• Lea primero las Instruciones
• Es necesario una perfecta preparación y limpieza del cable
- Entrenamiento
- Práctica
- Un equipo de Trabajo ( Team )
Porcelana
Tecnologías y materiales Disponibles
CintasGoma EPR y
Silicona
SILICONA Autocontraíble (Contraíble en Frío)
EVA - Termocontraíble
TERMINACIONES AUTOCONTRAÍBLES
Ejemplo de Terminaciones Contraíbles en frío (Autocontraíbles)
Joslyn JPT & Plymouth/Bishop ColdTerm
3M™ QT-II Termination 3M™ QT-III Termination
Plymouth Joslyn
SiliconeTape Top Seal
SiliconeTape Top Seal
Pull Tabs
Integrated 1-Piece
SiliconeGrease Silicone
Grease
Terminación Autocontraíble INSTALACIÓN QTIII
Aplicar sello masticSobre corte chaqueta de cable
Instalación tomatierra
Instalación del terminal
Instalación de la terminaciónRetirando núcleo
Instalación completa
Terminación exterior(con polleras)
Terminación interior(Tubular, sin polleras)
Terminación Autocontraíble de Silicona (VyD)
- Mayor Costo
- Centro de nylon desechable
+ Menor tiempo de instalación
+ Fácil de instalar. Menor dependencia del instalador
+ Sistema monotubular (todo en uno). Amplio rango de aplicación
+ Sello y campanas incorporados
+ Presión constante sobre cable y terminal (Sello clase 1A)
+ Material de silicona se comporta estable en todo tipo de ambientes
+ No requiere de fuego o calor ni necesita de accesorios (Seguridad)
+ Puede ser energizada inmediatamente
Tendencias en Redes
a nivel Global:
– Aumento de niveles de tensión. Cambio de 15 kV a niveles superiores.
– Incremento de demanda de electricidad, mejorando la red existente.
– Outsorcing para instalaciones.– Expansión global de Cías. de Distribución eléctrica – Cambio de líneas aéreas a subterráneas– Cambio de tecnología de cables: PILC a XLPE– Grandes fabricantes de cables europeos (Pirelli, Nexans,
Prysmium) recomiendan y ofrecen tecnología Autocontraíble.
Evolución en el uso de Tecnologías
Terminaciones
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
1990 2005
Push on
Cold Shrink
Heat Shrink
Uniones
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
1990 2005
Others
Push on
Cold Shrink
Heat Shrink
3Innovación