jueves, 23 de julio de 2015

Resistencia de aislamiento y capacidad de los cables con relación a tierra


En baja tensión como en alta tensión, una red presenta siempre una resistencia de fuga entre cada una de las fases y tierra. En baja tensión, para una tensión inferior a 500 V. se admite que una red está correctamente aislada cuando las resistencias de fuga de las fases con relación a tierra (R1, R2, R3) son al menos igual a 500 kΩ (IEC 60364-6).

Sobre una red correctamente aislada, se admite siempre que: R1 = R2 = R3 = R

En cuanto a las resistencias de fuga, conviene tener en cuenta la capacidad que presenta cada fase con relación a tierra. Sean C1, C2, C3, estas capacidades; se admite siempre C1 = C2 = C3 = C. El valor de C es proporcional a la longitud de los cables que constituyen la red.

En baja tensión, C tiene un valor del orden de 0,25 µF por km. de cable.

Cuando la red alimenta receptores equipados con filtros de entrada conectados entre fase y tierra, se debe tener en cuenta la capacidad de estos filtros que contribuyen fuertemente a la generación de corrientes capacitivas, es el caso de los equipos informáticos.

En alta tensión, el valor de estas capacidades depende de la naturaleza de los cables empleados y de los aislantes que los componen.

En los cables de campo radial, cada conductor está rodeado por una pantalla (ver fig. 1).

Las capacidades a tener en cuenta son las medidas entre cada conductor y su pantalla puesta a tierra.



Figura 1: Cable de campo radial



Figura 2: Cable tripolar armado

Para los cables armados, una pantalla única rodea los tres conductores, (ver figura 2); existiendo una capacidad K entre cada dos conductores y una capacidad C entre cada conductor y la pantalla puesta a tierra. Estas capacidades C, medidas entre cada conductor y la pantalla, deben tomarse en consideración. Para este tipo de cable, los fabricantes disponen generalmente de la capacidad C0 medida entre la pantalla y las tres almas conductoras reunidas entre si. El valor de la capacidad existente entre cada conductor y la pantalla es igual a  C0/3.

A título indicativo, se podrá tener en cuenta los valores siguientes de las capacidades fase-tierra de los cables:

§  Cable de campo radial AT aislado con EPR.

§  Tensión 5,5 kV

Cable 35 mm2: 0,29 µF/km
Cable 70 mm2: 0,35 µF/km
Cable 120 mm2: 0,44 µF/km
Cable 240 mm2: 0,58 µF/km

§  Tensión 10 kV

Cable 35 mm2: 0,21 µF/km
Cable 70 mm2: 0,26 µF/km
Cable 120 mm2: 0,31 µF/km
Cable 240 mm2: 0,41 µF/km

§  Tensión 20 kV

Cable 70 mm2: 0,17 µF/km
Cable 120 mm2: 0,20 µF/km
Cable 240 mm2: 0,26 µF/km

§  Cable a campo radial AT aislado con PE.

§  Tensión 5,5 kV

Cable 35 mm2: 0,27 µF/km
Cable 70 mm2: 0,34 µF/km
Cable 120 mm2: 0,42 µF/km
Cable 240 mm2: 0,54 µF/km

§  Tensión 10 kV

Cable 35 mm2: 0,17 µF/km
Cable 70 mm2: 0,21 µF/km
Cable 120 mm2: 0,26 µF/km
Cable 240 mm2: 0,34 µF/km

§  Tensión 20 kV

Cable 70 mm2: 0,14 µF/km
Cable 120 mm2: 0,17 µF/km
Cable 240 mm2: 0,21 µF/km

§  Cable armado AT aislado con PVC

§  Tensión 3,2 kV

Cable 10 mm2: 0,16 µF/km
Cable 25 mm2: 0,18 µF/km
Cable 35 mm2: 0,17 µF/km

§  Tensión 6 kV

Cable 16 mm2: 0,14 µF/km
Cable 50 mm2: 0,21 µF/km
Cable 95 mm2: 0,30 µF/km

§  Cable BT aislados con PVC

§  Tensión 6 kV

Cable 16 mm2: 0,2 µF/km
Cable 35 mm2: 0,16 µF/km


PE            : conductor de protección
C1, C2, C3  : capacidades de los conductores de fase con relación a tierra
R1, R2, R3  : resistencias de aislamiento, su influencia es normalmente escasa.
ZN             : impedancia de puesta a tierra del neutro
rN              : resistencia de la toma de tierra del neutro.
rM              : resistencia de la toma de tierra de las masas
N               : neutro

Figura 3: Esquema equivalente de una red eléctrica


Efectos de las corrientes de defecto en las pantallas de cables MT

Cuando se produce la perforación del aislante de una fase, el conductor y la pantalla se encuentran prácticamente unidos: toda la corriente de defecto circula por la pantalla que debe ser capaz de soportar sin daños. Sabiendo que la corriente de defecto está directamente ligada al régimen de neutro, se observa la importancia de la elección y el dimensionamiento de las pantallas de los cables.

Las pantallas pueden ser de cobre o aluminio; se presentan bajo múltiples formas; se encuentran principalmente:

§  Una o varias cintas de cobre o aluminio arrolladas en hélice
§  Una cinta de cobre o aluminio de escaso espesor colocada longitudinalmente.
§  Una capa de hilos de cobre o aluminio
§  Una trenza de hilos de cobre

El plomo es igualmente utilizado para la construcción de pantallas en caso de corrientes muy importantes, o en el caso que sea necesario procurar al asilamiento una protección particularmente eficaz contra la acción de la humedad o productos corrosivos.

La intensidad admisible en una pantalla depende de su naturaleza, de su sección, de la naturaleza del aislante con el cual está en contacto y del tiempo durante el cual va a estar recorrido por la corriente de defecto.
En todos los casos, se debe verificar que la pantalla está bien adaptada a las condiciones de explotación conociendo las corrientes de corta duración admisibles en las pantallas de los cables dadas por el fabricante.




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