martes, 31 de octubre de 2017
miércoles, 25 de octubre de 2017
Conexiones Eléctricas (y Parte 4ª)
CONEXIÓN
DE CABLES AISLADOS DE MEDIA TENSIÓN
Generalidades
Los
empalmes y las terminaciones en los cables aislados de media y alta tensión
deben estar diseñados y realizados teniendo en cuenta que deben mantener las
características del cable por cuanto estarán sometidas a las mismas condiciones
de explotación. En el caso de terminaciones exteriores las condiciones de
servicio pueden ser mucho más exigentes debido a la agresividad del medio. Para
mantener la calidad de la instalación deberán cuidarse los siguientes aspectos:
Tensión asignada del cable
El valor de la tensión más elevada a la que pueda funcionar el
cable definirá los espesores y características del aislamiento propio y de los
accesorios.
Temperatura de funcionamiento
La temperatura de funcionamiento en régimen permanente y en caso
de cortocircuito (tiempo de 5 segundos) son aspectos importantes para la
elección del tipo de aislamiento del empalme o terminación.
Solicitaciones dieléctricas
La no existencia de puntos en que los materiales estén sometidos
a esfuerzos dieléctricos superiores a los que está diseñado el cable.
Ø Cavidades de aire producidas
por el desprendimiento de las capas semiconductoras.
Ø Partículas extrañas
(metálicas o no metálicas) que puedan alterar las características del aislante.
Ø Interrupción de las capas
semiconductoras con su consiguiente concentración de campo eléctrico en este
punto.
Ø Reducción del espesor del
aislamiento (aplastamiento, corte, erosión, fisuras, etc.).
Alteraciones de tipo químico de los componentes del cable
Los materiales tendrán un nivel de estabilidad química elevada:
Ø No habrá migración de
sustancias volátiles.
Ø Serán resistentes a la
presencia de agentes externos (agua desde el interior o del exterior del
cable).
En la
ejecución de un empalme o terminación deberá tenerse en cuenta que
individualmente todos los materiales que intervienen sean capaces de soportar
las solicitaciones específicas a ellos asignadas en las mismas condiciones
exigidas al cable.
Los
empalmes o terminaciones confeccionados de forma manual mediante cintas, al no
poder verificarse sus características una vez construidos, se
sobredimensionarán con el fin de que las solicitaciones a las que estén
sometidos los materiales sean menores.
Aspectos
a tener en cuenta
Ø El espesor de aislamiento
será el indicado por el fabricante, en ningún caso será menor.
Ø Las cintas que se utilicen
deberán ser perfectamente adaptables y se aplicarán con una tensión suficiente
para que las capas sean uniformes y no queden oclusiones de aire en los
solapes. Una vez autovulcanazadas adquirirán una dureza suficiente para que no
se deformen.
Ø No existirán concentraciones
de campos eléctricos.
- La forma y dimensiones de los
conos difusores evitarán la concentración de campos eléctricos.
- En las piezas de conexión no
existirán aristas vivas ni protuberancias en las capas semiconductoras o en el
aislamiento.
- Las capas semiconductoras
estarán unidas en toda su superficie al conductor y al aislamiento que
comparten.
Ø Evitar que quede cualquier
tipo de residuo o cuerpo extraño ocluido en la restitución del aislamiento.
Cada
fabricante define el sistema de montaje de sus empalmes y terminaciones.
Partes
de una conexión
Las
partes fundamentales que constituyen una conexión de cable subterráneo de media
tensión, ya sea empalme o terminación, son las siguientes:
Figura 46
1.
Distribuidor de campo externo.
2.
Aislamiento.
3.
Distribuidor de campo interno.
4.
Pieza de conexión.
Control
del campo eléctrico
Las
capas semiconductoras de los cables de media y alta tensión tienen por objeto
distribuir de manera uniforme el campo eléctrico que se produce entre las
partes de un cable sometidas a diferente potencial, en general entre el
conductor y la envolvente o protección puesta a tierra. Con ello se consigue
que todo el aislamiento se encuentre sometido a un mismo potencial o fatiga
dieléctrica. Se consideran dos tipos de fatiga dieléctrica, la radial y la
longitudinal.
Al
retirar la capa semiconductora externa, en el punto de interrupción aparece una
concentración de campo eléctrico, por lo cual la transición deberá realizarse
de manera que se produzca de forma controlada y progresiva, en consecuencia, la
capa semiconductora deberá adoptar una forma cónica (cono difusor) o variar
progresivamente sus características para conseguir los mismos efectos (difusor
lineal).
Ejemplos:
Figura 47
Preparación
de las extremidades de los cables para la confección de empalmes y terminales
de media tensión (figura 48)
Ø Preparar la zona de trabajo
donde se confeccionará el empalme o la terminación.
Ø Posicionar el cable respecto
al punto de conexión, cortar el cable sobrante y limpiar la cubierta.
Ø Marcar con una cinta
adhesiva el punto hasta donde debe retirarse la cubierta exterior, la longitud
“a” vendrá determinada por cada tipo de conexión y fabricante. Retirar la
cubierta desde el extremo hasta este punto.
Ø En las terminaciones, lijar
con lija fina unos 60 mm. de cubierta, limpiar y aplicar masilla selladora de
forma que los hilos de la pantalla puedan quedar embebidos en ella.
Ø Retirar la cinta de cobre
(contraespira) cortándola a ras de la cubierta y abatir ordenadamente los hilos
de la pantalla hacia atrás y fijarlos mediante cinta adhesiva.
Pasos
a seguir:
Figura 48
Ø Retirar la capa
semiconductora externa, sin dañar el aislamiento (cualquier erosión o corte
disminuye el espesor del aislamiento), dejando la longitud de semiconductora
que indique el fabricante del accesorio a instalar. Con lija muy fina
moviéndola de forma circular alrededor del cable, eliminar cualquier
irregularidad que pudiera quedar en la superficie del aislamiento,
especialmente residuos de semiconductora.
Ø Marcar con una cinta el
punto hasta donde debe retirarse el aislamiento, ajustar la longitud del
extremo del cable a la pieza de conexión que se vaya a emplear recortando el
cable si fuera necesario. Retirar el aislamiento y la capa semiconductora
interna, si se trata de empalmes realizados con cintas, acabar con un bisel o
“punta de lápiz”.
Ejemplos:
Figura 49
Empalmes
para cables aislados de media tensión
Empalmes
confeccionados con cintas
Preparación del cable
Preparar los cables según lo indicado con los siguientes
cambios:
Ø Realizar una ligadura de los
hilos a 60 mm por encima del final de la cubierta, doblar hacia atrás y
realizar una segunda ligadura, cortando el sobrante de dichos hilos (ver
detalle A).
Ø Retirar la semiconductora
externa hasta 10 mm del borde de la pantalla de hilos.
Ø Realizar la “punta de lápiz”
en los extremos del aislamiento.
Realizar la unión de los conductores con empalmes con borde
redondeados, la compresión se realizará preferentemente del tipo hexagonal,
eliminando cualquier punta o rebaba que se haya podido producir en la
compresión.
Figura 50
Reconstrucción
de aislamiento y la pantalla
Ø Encintar la pieza de
conexión (conector) y el conductor desnudo con una capa de cinta
semiconductora.
Ø Encintar la zona del
conector, las puntas de lápiz y el aislamiento primario con cinta
autovulcanizable con un solape del 50% y bien tensa hasta conseguir un espesor
R indicado por el fabricante. El encintado terminará a 5 mm de los cortes de la
semiconductora externa del cable. Intentar dar una forma afusilada al empalme,
decreciendo el encintado conforme nos acercamos a las pantallas.
Ø Restituir la semiconductora
externa del cable mediante un encintado con cinta semiconductora solapada al
50% sobre todo el empalme, cubriendo la cinta anterior y montando las pantallas
metálicas en al menos 10 mm. a ambos lados.
Ø Reconstituir la pantalla
metálica mediante un encintado al 20% de solape de la cinta de cobre estañada,
fijándola a ambos lados de las pantallas del cable.
Ø Reconstruir la continuidad
metálica mediante una trenza de cable de cobre, colocándola sobre las pantallas
metálicas a ambos lados del empalme y realizando un encintado de unas 7 u 8
vueltas de cinta autovulcanizable sobre unos 30 mm. de la trenza, con el fin de
asegurar el contacto.
Figura 51
Reconstitución de la protección exterior
Ø Encintar sobre todo el
empalme cinta espaciadora , comenzando desde las pantallas y terminando sobre
la cubierta exterior del cable en unos 30 mm. alcanzando un espesor de unos 12
mm. en el centro del empalme.
Ø Aplicar a 1/3 del empalme la
válvula de entrada de resina.
Ø Aplicar dos capas bien
tensas de cinta de cobertura solapada al 50% sobre todo el empalme, reforzada
con una capa de cinta de fibra de vidrio.
Inyección de la resina
Perforar la cinta externa
en la parte superior del empalme en el lado más próximo a la válvula,
inyectar la resina hasta que fluya por el agujero, taponar con cinta. Perforar
en el otro extremo del empalme y realizar la misma operación. Una vez inyectada
toda la resina, perforar en la parte más alta del empalme para que puedan salir
las bolsas de aire.
Empalmes
confeccionados con tubos termoretráctiles
Preparación del cable
Ø Preparar los cables según lo
indicado.
Ø Limpiar los extremos del
cable y la zona del empalme de forma que no quede suciedad que pudiera
introducirse en el interior del empalme. Introducir los tubos sobre uno de los
cables en el mismo orden que se irán aplicando (el fabricante indicará el orden
en su procedimiento específico).
Ø Realizar la unión de los
conductores con una pieza de empalme apropiada, la compresión se realizará del
tipo hexagonal o punzonado profundo, eliminando cualquier punta o rebaja que se
haya podido producir en la compresión.
Figura 52
Reconstrucción de aislamiento y la pantalla
Ø Encintar la pieza de
conexión (conector) y el conductor desnudo con una capa de cinta
semiconductora, solapándola al 50%, tensándola hasta reducir el ancho de la
cinta a la mitad, rellenar las huellas
del punzonado. El diámetro de este encintado será igual o ligeramente superior
al del aislamiento.
Ø Centrar sobre el empalme el
tubo distribuidor de campo. Calentar el tubo iniciando la contracción por el
centro, continuando hacia los extremos de forma alternada.
Ø Aplicar sobre el final del
tubo distribuidor de campo unas vueltas de cinta de sellado cubriendo la
transición del tubo distribuidor de campo con la semiconductora externa de los
cables.
Ø Centrar el tubo del
aislamiento y apantallado externo sobre el tubo distribuidor de campo. Calentar
el tubo iniciando la contracción por el centro hacia uno de los extremos
parando a unos 50 mm del final. Contraer de la misma forma el otro extremo,
finalizar la contracción del primero y luego terminar el segundo.
Ø Reconstituir la pantalla
metálica sobre el empalme mediante un encintado al 50% de solape de la cinta de
cobre estañada, uniéndola a la pantalla del cable a ambos lados del empalme.
Ø Reconstruir la continuidad
metálica de la pantalla del cable uniéndolas mediante un manguito de cobre
prensado.
Figura 53
Reconstitución de la
protección exterior
Limpiar y desengrasar la cubierta del cable unos 150 mm. a cada
lado del empalme. Centrar el tubo de cubierta exterior del empalme y contraer,
calentando el tubo iniciando la contracción por el centro, continuando hacia
los extremos de forma alternada. No mover hasta que se enfríe el conjunto, no
obstante puede entrar en servicio.
Figura 54
Terminaciones
para cables aislados de media tensión
Terminaciones
confeccionadas con tubos termoretráctiles
Preparación del cable
Ø Preparar los cables según lo
indicado con los siguientes cambios:
-
Las longitudes de aislamiento
y de semiconductora deberán adecuarse a cada tipo y fabricante específico.
-
Antes de abatir los hilos de
la pantalla se lijará una franja de 50 mm. en el extremo de la cubierta del
cable y se dará una vuelta de masilla selladora. Se abatirán los hilos y se
aplicará otra vuelta sobre los hilos, manteniendose estos unidos al cable
mediante unas vueltas de cinta de PVC situadas a 50 mm. del borde de la
cubierta sirviendo de referencia y evitando que los hilos estorben durante la
confección de la terminación.
Ø Limpiar los extremos del
cable y la zona de la terminación de forma que no quede suciedad que pudiera
introducirse en el interior de la terminación.
Ø Colocar el terminal, la
compresión se realizará del tipo hexagonal o punzonado profundo, eliminando
cualquier punta o rebaba que se haya podido producir en la compresión.
Ø Colocar una pequeña capa de
cinta de silicona en el borde de la capa semiconductora externa para rellenar
el resalte que esta forma con el aislamiento.
Figura 55
Reconstrucción de aislamiento y el sistema difusor
Ø Introducir el manguito
termorretráctil con distribuidor lineal de campo hasta la pantalla metálica.
Ø Contraer el manguito
empezando desde el cable en dirección al terminal.
Ø Introducir el manguito
termorretráctil de protección del aislamiento hasta la cinta que fija los hilos
de pantalla del cable, la cual se ha situado 60 mm. por debajo del final de la
cubierta.
Ø Contraer el manguito
empezando desde el cable en dirección al terminal.
Situar las campanas siguiendo las instrucciones del fabricante
en lo que respecta a posición y distancia entre ellas.
Ø Trenzar los hilos de la
pantalla dejando libre dos de ellos para conectar a tierra la capa
semiconductora externa de la terminación, colocar el terminal de puesta a
tierra.
Figura 56
Terminaciones
confeccionadas con conjuntos premoldeados contráctiles
Preparación del cable
Ø Preparar los cables según lo
indicado con los siguientes cambios:
-
Antes de abatir los hilos de
la pantalla se lijará una franja de 50 mm. en el extremo de la cubierta del
cable y se dará una vuelta de masilla selladora. Se abatirán los hilos y se
aplicará otra vuelta sobre los hilos, manteniéndose estos unidos al cable
mediante uvas vueltas de cinta be PVC situadas a 50 mm. del borde de la
cubierta, la cual servirá de referencia y evitará que los hilos estorben
durante la confección de la terminación.
Ø Limpiar los extremos del
cable y la zona de la terminación de forma que no quede suciedad que pudiera
introducirse en el interior de la terminación.
Ø Colocar el terminal, la
compresión se realizará del tipo hexagonal o punzonado profundo, eliminando
cualquier punta o rebaba que se haya podido producir en la compresión.
Ø Limpiar bien el aislamiento
y colocar grasa de silicona en el borde de la capa semiconductora externa para
rellenar el resalte que forma respecto al aislamiento.
Figura 57
Reconstrucción de
aislamiento y sistema difusor
Ø Introducir el manguito
contráctil con distribuidor lineal de campo (provisto de aletas) hasta la cinta
que fija los hilos de la pantalla del cable, la cual se ha situado a 50 mm. Por
debajo del final de la cubierta, dejando la punta de la espiral interior de
este según muestra la figura.
Ø Estirar de la cinta girando
a la vez en el sentido inverso a las agujas del reloj hasta retirarla toda.
Ø Si las características de la
terminación lo requieren, colocar un manguito contráctil de cobertura de
aislamiento (liso o con aletas) de forma que solape con el anterior.
Ø Estirar de la cinta girando
a la vez en el sentido inverso a las agujas del reloj hasta retirarla toda.
Ø Cubrir con cinta
autovulcanizable el terminal y la salida de los hilos de la pantalla.
Ø Trenzar los hilos de la
pantalla y colocar el terminal de conexión a tierra.
Figura 58
Terminaciones
enchufables
Preparación del cable
Ø Preparar los cables según lo
indicado con los siguientes cambios:
-
Cortar la cubierta del cable
una longitud de 285 mm. (para 25 kV) del extremo del cable una vez ajustada su longitud.
-
Si la longitud de la trenza
de puesta a tierra ha de ser mayor de 200 mm. se cortará el cable la longitud
que a la que permita disponer de suficiente longitud de pantalla, efectuando un
segundo corte para ajustar a la medida del pasatapas.
-
Colocar sobre la cubierta una
cinta de PVC a 60 mm. del borde, dicha cinta servirá de referencia. Quitar la
semiconductora hasta una distancia de 55 mm. Del borde de la cubierta.
Ø Limpiar los extremos del
cable y la zona de la terminación de forma que no quede suciedad que pudiera
introducirse en el interior de la cubierta aislante.
Ø Trenzar los hilos de la
pantalla dejando libres dos de ellos para conectar a tierra la capa
semiconductora externa de la cubierta aislante, colocar el terminal de puesta a
tierra.
Ø Preparar el adaptador,
lubricar la superficie del cable y el interior del adaptador, deslizando sobre
el aislamiento introducirlo hasta la marca de referencia.
Ø Limpiar y lubricar
ligeramente la superficie del aislamiento y el interior del reductor.
Introducir y deslizar el reductor hasta que se perciba una resistencia causada
por hacer tope en el resalte del adaptador.
Ø Retirar el aislamiento del
extremo del cable en una longitud ligeramente superior a la profundidad del
tubo de la pieza de conexión. Comprobar que la posición del terminal es la
correcta respecto al pasatapas y que la distancia entre el borde del adaptador
y el extremo del terminal es correcta, está definida por el fabricante y puede
estar comprendida entre 290 y 315 mm.
Ø Colocar el terminal propio
de la terminación, la compresión se realizará del tipo hexagonal o punzonado
profundo, eliminando cualquier punta o rebaba que se haya podido producir en la
compresión.
Figura 59
Colocación de la cubierta
aislante
Ø Limpiar y lubricar
ligeramente la superficie del reductor y el interior de la cubierta aislante,
comprobar que la posición de la pieza de conexión y la cubierta aislante son
coincidentes. Introducir y deslizar la cubierta hasta llegar al fondo.
Ø Insertar en el ojal (10 -11)
del conector los dos hilos de cobre de pantalla dejados libres.
Ø Si la terminación es
enchufable colocar el dedo de contacto.
Figura 60
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