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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