Redes compactas de media tensión

La demanda actual de energía eléctrica requiere de una calidad de servicio lo más eficiente posible, con el objetivo de lograr una mayor confiabilidad en su uso y explotación, reducción de los cortes intempestivos por causas externas a la red y la mayor continuidad de suministro.

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En virtud de lo mencionado, las empresas distribuidoras buscan –principalmente para sus redes de media tensión- distintas soluciones tecnológicas para alcanzar tales objetivos, dentro de un contexto que considere una adecuada relación de costos beneficios acorde a los recursos económicos a su alcance.

Existen sistemas de distribución de probada confiabilidad, tales como los tendidos con cables aislados, aéreos o subterráneos; aunque sus elevados costos de inversión inicial, complejas condiciones constructivas y mantenimiento, muchas veces hacen inviable su construcción.

Con un grado de confiabilidad y performance muy cercana a las redes de media tensión aéreas con cables aislados preensamblados, existen en el mercado aquellas construidas con cables protegidos, particularmente las conocidas como redes aéreas compactas.

Conocidas en un principio como redes spacer, por su denominación de origen, aparecen por primera vez en Estados Unidos en la década de 1960 y paulatinamente fueron adoptadas por otros países destacándose los de América Central y América del Sur. Es en esta última región donde la expansión y desarrollo tecnológico ha alcanzado un incremento notable principalmente en Brasil donde, en algunos estados, su construcción y explotación actualmente supera al de las redes convencionales.

Las redes aéreas compactas de media tensión con cables protegidos, aparecen en Brasil alrededor de 1989 y desde entonces, la aplicación de los cables de aluminio cubiertos con polímero anti-tracking ha sido muy bien aceptada por empresas de energía en Brasil visto que presentaba una gran evolución en los niveles de confiabilidad de la red comparada a la tradicional red desnuda.

En nuestro país, si bien este tipo de tecnología está presente desde 1999, se ha expandido considerablemente su utilización a partir de la segunda mitad de la década pasada. Se estima, de acuerdo a información recogida entre las distribuidoras, que existen en el país unos 2500 km de redes compactas distribuidas en todas las provincias y en el ámbito del Gran Buenos Aires con resultados altamente positivos.

Generalidades de las redes compactas

A diferencia de las redes convencionales, a las que podemos clasificar genéricamente como tendidas, las redes aéreas compactas de media tensión, las podemos definir como redes portadas, ya que, los cables o conductores de energía son soportados por elementos aislantes, tomados a un portante o fiador.

Los elementos aislantes son conocidos comúnmente como espaciadores y la elección de éstos tanto por su diseño, calidad, tipo de material y nivel de aislación nominal, junto con el conductor, son fundamentales al momento de evaluar la confiabilidad de servicio de este tipo de red.

Mencionábamos en el párrafo anterior al cable portante o fiador, el cual consiste en una cuerda de acero -preferentemente de alta resistencia- usualmente de siete hilos, galvanizado del tipo pesado y sección nominal de 50 mm². La experiencia empírica, nos ha demostrado que esas características generales son las más aptas y versátiles para el tipo de cable portante de estas redes, aunque la elección de una cuerda con hilos del tipo aluminizados o combinada aleación aluminio/acero es la más adecuada para caso que la configuración de la red sea tetrafilar, ya que en tal caso el fiador también cumpliría la función de conductor de neutro.

Cabe decir que el tratamiento del cable fiador debe ser el de un tensor portante, en este sentido, la AEA en la Reglamentación 95301 (Reglamentación de Líneas Aéreas Exteriores de Media y Alta Tensión, (Noviembre de 2007) establece que se deberá mantener los límites de 25 por ciento de la carga de rotura a la temperatura media anual en las condiciones cable asentado y del 70 por ciento para el estado donde se verifique la mayor tensión de trabajo. Por lo tanto la elección de la cuerda de alta resistencia otorga cierta ventaja ante las convencionales del tipo MN 101, ya que será posible obtener una flecha considerablemente menor en medio del vano, manteniendo los índices de seguridad exigidos.

 

Consideraciones técnicas

La compatibilidad dieléctrica de los componentes de la Red Compacta es una consideración de fundamental importancia a tener en cuenta en este tipo de tecnología, toda vez que los niveles de campos eléctricos pueden ser dañosos entre materiales poliméricos de distintas constantes dieléctricas en contacto, sometidos a una diferencia de potencial, ya que, de no existir compatibilidad dieléctrica, se favorece la generación de micro descargas capaces de dañar o envejecer prematuramente a los mismos. Esta desventaja se anula o minimiza en caso que las constantes dieléctricas de los materiales de base de los distintos materiales poliméricos sean prácticamente iguales.

No es menor la necesidad de considerar o tener en cuenta el grado de compatibilidad física de los componentes de la red. Este sistema, está formado o sustentado por conjuntos de elementos que deben encajar perfectamente entre sí, por tanto, es importante a la hora de la provisión de estos elementos, ponderar la adquisición de los conjuntos completos, a fin de posibilitar una garantía técnica integral.

En el ámbito del Mercosur estos considerando están contemplados en Normas de origen Brasileño –ya que en el territorio nacional no existen normas específicas para este tipo de tecnología – tales como las emitidas por la Asociación Brasileña de Normas Técnicas (ABNT) a saber:

  • NBR 11.873 – Cables cubiertos con material polimérico para redes aéreas compactas de distribución, en tensiones de 13,8 kV a 34,5 kV.
  • NBR 16.094 – Especificación de accesorios poliméricos para redes aéreas de distribución eléctrica.
  • NBR 16.095 – Normalización de accesorios poliméricos para redes aéreas de distribución eléctrica.

 

Descripción de los principales materiales

Cable protegido: Las experiencias de campo avalan la aptitud y características del cable protegido que a nuestro criterio es el más adecuado, compuesto por:

Cuerda de aluminio puro grado eléctrico, sección circular compacta, con semiconductora interna homogeneizadora del campo eléctrico y bloqueo longitudinal de humedad a fin de impedir que el cable contenga humedad, ya que la presencia de agua dentro del mismo provoca, a corto plazo, una progresiva destrucción de su semiconductora y cubiertas.

En cuanto a las cubiertas, consisten en dos capas, XLPE (Polietileno reticulado) puro y HDPE (Polietileno de alta densidad) con tratamiento anti tracking y anti UV color gris. Estas tres camadas son aplicadas sobre la cuerda en forma simultánea, es decir combinando una triple extrusión lo que asegura una perfecta adherencia entre las mismas, condición que anula posibles oclusiones de aire entre ellas, eliminando por consiguiente potenciales descargas parciales internas.

La presencia de XLPE interno y la cubierta externa de HDPE tratada garantizan una temperatura de servicio continuo de la cuerda de 90 grados.

A – Cuerda

B – Semiconductora

C – XLPE reticulado son cargas

D – HDPE antitracking tratamiento intemperismo color gris.

Cable de acero portante: Ya hemos mencionado las principales características en las generalidades.

Elementos aislantes – Espaciadores de perno: Construidos en material de base de HDPE (Polietileno de alta densidad) de idénticas características que el de la camada externa de los cables, con propiedades anti tracking y anti UV asegurando la resistencia al intemperismo.

Cabe destacar que los valores de constantes dieléctricas los materiales de base de los accesorios y la cubierta externa del cable no deben diferir en más del 10 por ciento a los efectos de garantizar la compatibilidad dieléctrica y por ende la integridad de todo el sistema.

Herrajes: Ya sea de fundición o acero, de piezas conformadas sin soldadura, con tratamiento de galvanizado pesado, de dimensiones compatibles con los accesorios y resistencias mecánicas aptas para los distintos requerimientos o esfuerzos mecánicos de tendido y servicio, cumplen con las distancias de seguridad requeridas para este tipo de red.

Ventajas de su utilización

Las redes aéreas compactas de media tensión presentan notables ventajas técnicas y económicas respecto a las redes convencionales, las que pueden ser enumeradas de la siguiente manera:

  • Elevada confiabilidad de la calidad de servicio con una sensible reducción de salidas de servicio por acción de causas externas a la red.
  • Seguridad eléctrica tanto para la explotación como personal.
  • Conveniente relación costo/beneficio en relación con tendidos convencionales de cables desnudos.
  • A igual nivel de potencia transportada respecto a redes convencionales, las redes compactas de media tensión, posee menor nivel de pérdidas técnicas como resultado del material de la cuerda de aluminio puro.
  • Menor caída de tensión como resultado de la configuración compacta y disminución de la resistencia eléctrica de los conductores.
  • Importante reducción de poda de árboles.
  • Menor impacto ambiental y conservación de la forestación
  • Factibilidad de construcción en calles angostas donde no es posible el tendido de redes abiertas.
  • Mayor nivel de aislación respecto a las redes convencionales.

 

 

Técnica de tendido de las redes compactas

Tendido del cable portante: Se utilizará el método tradicional adoptado o autorizado por la distribuidora para el caso de conductores desnudos. Finalizado el tendido del cable de acero en cada tramo de trabajo, se procederá a amarrarlo definitivamente en uno de sus extremos y aplicarle el tiro mecánico inicial, aquel correspondiente al portante libre de las cargas adicionales de los conductores y espaciadores.

Finalizada la tarea de regulación del cable fiador se procederá al tendido de los conductores de energía, en tal caso, el método más recomendado para el montaje de los cables de las redes compactas es el conocido como “Método cortina”. Consiste en el tendido continuo y simultáneo de los tres conductores de fases con el empleo de las carretillas o pastecas múltiples suspendidas del cable portante.

Tendidos de media tensión

Tratándose de cables cubiertos, deberán ser tomadas todas las precauciones necesarias durante el transporte, manipulación, y ejecución de la tarea de tendido. El cable, en ningún caso, debe sufrir cualquier   fricción con el suelo u otros elementos que puedan dañar su cubierta.

Una inadecuada manipulación de los conductores protegidos podría provocar raspaduras o cortes longitudinales o roturas en la cubierta semiconductora que facilitarían, en tal caso, encaminamientos superficiales o descargas internas, con los consecuentes daños a las cubiertas e integridad del cable.

Roldanas para media tensión

Las herramientas particulares del tendido de los cables protegidos se tratan de carretillas o pastecas múltiples las cuales unidas en forma de tren o cortina, permiten lanzar los conductores sin ejercer tracción sobre los mismos, ya que la resistencia mecánica de los conductores es muy limitada para evitar daño en la cuerda u cubierta semiconductora.

El tendido simultáneo de los conductores de energía facilita el regulado de los mismos, para lo cual no es necesaria la utilización de herramientas de tracción, ya que será posible proceder manualmente debido a que no serán necesarios tiros de magnitudes importantes.

Ideas Eléctricas S.A. brinda a los potenciales clientes la posibilidad de abastecer los materiales poliméricos Vicentinos de los cuales somos representantes exclusivos y herramientas necesarios para la construcción de redes aéreas compactas de media tensión. Con referencia al cable protegido descripto es menester decir que está disponible en el mercado nacional, la provisión de los mismos y puede integrarse al conjunto de la Red o bien ser adquirido en forma directa de fábrica, o través de nuestra empresa. Contamos con profesionales que pueden brindar asesoramiento integral en caso de interés en cuanto a diseños constructivos, selección de materiales, ingeniería de proyecto, capacitación y acompañamiento durante el proceso de tendido.

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