Cables de alta tensión y tecnologías de aislamiento.

Cables de alta tensión (cables HV) son cables que se utilizan para la transmisión de energía de alta tensión. Los cables constan de conductores y aisladores. Los cables se consideran completamente aislados. en contraste con el cable aéreo, que puede incluir aislamiento pero no estar completamente clasificado para el voltaje de trabajo (por ejemplo: cable de árbol).Los diferentes tipos de cables de alto voltaje tienen una variedad de aplicaciones en instrumentación, sistemas de encendido y transmisión de energía de corriente alterna (CA) y corriente continua (CC).En todas las aplicaciones, el aislamiento de los cables no debe degradarse por la tensión de alto voltaje, el ozono o el seguimiento eléctrico de las descargas eléctricas en el aire. Los sistemas de cables deben proteger los conductores de alto voltaje del contacto con otros objetos o personas y deben contener y controlar las corrientes de fuga. .Los empalmes y terminales de los cables deben estar diseñados para controlar las tensiones de alto voltaje para evitar la ruptura del aislamiento.

Los cables de alto voltaje se pueden cortar en longitudes que van desde unos pocos pies hasta miles de pies, con cables relativamente cortos usados ​​en equipos y cables más largos usados ​​en edificios, ya sea como cables enterrados en plantas industriales o para distribución de energía. Las longitudes de corte de cable más largas son generalmente cables submarinos para la transmisión de energía.

Tecnologías de aislamiento de cables

Al igual que otros cables de alimentación, los cables de alta tensión tienen elementos estructurales de uno o más conductores, un sistema de aislamiento y una cubierta protectora. Los cables de alta tensión se diferencian de los cables de baja tensión en que tienen una capa interna adicional en el sistema de aislamiento para controlar el campo eléctrico. alrededor del conductor. Estas capas adicionales son necesarias entre los conductores a 2000 voltios. Sin estas capas semiconductoras, el cable fallaría debido a la tensión eléctrica en minutos. Esta tecnología fue patentada por Martin Hochstadter en 1916; el escudo a veces se denomina escudo de Hochstadter y El cable blindado solía llamarse cable H.Según el esquema de conexión a tierra, la pantalla del cable se puede conectar a tierra en uno o ambos extremos del cable. El empalme en el medio del cable también se puede conectar a tierra, según la longitud del circuito y si se trata de una cubierta semiconductora. se utiliza en circuitos directamente enterrados.Desde 1960, los cables extruidos con aislamiento sólido han dominado el mercado de distribución de energía. Estos cables de media tensión generalmente están aislados con aislamiento de polímero EPR o XLPE. El aislamiento EPR es común en cables de 4 a 34 kV. pero se puede encontrar en cables de 69kV.XLPE se puede utilizar en todas las clases de voltaje desde la clase de 600 V y superior. El aislamiento EAM a veces se comercializa, pero la penetración en el mercado sigue siendo baja.Los cables con aislamiento extruido sólido, como EPR y XLPE, constituyen la mayoría de los cables de distribución y transmisión que se producen en la actualidad. Sin embargo, la relativa falta de confiabilidad de los primeros XLPE llevó a una adopción lenta en los voltajes de transmisión. XLPE, pero este solo ha sido el caso en las últimas décadas. Un tipo de aislamiento cada vez menos común es PILC o cable revestido de plomo con aislamiento de papel. el primero en demostrar en 1887 que el papel kraft cuidadosamente secado y preparado podía formar un aislamiento de cable satisfactorio a 11,000 voltios.En el pasado, los cables con aislamiento de papel solo se usaban en circuitos telegráficos y telefónicos de bajo voltaje. Se requiere un revestimiento de plomo extruido en los cables de papel para garantizar que el papel permanezca libre de humedad. disponibles. Durante la Segunda Guerra Mundial, se utilizaron varios materiales aislantes de caucho sintético y polietileno para los cables eléctricos. Los cables de alta tensión modernos utilizan polímeros, especialmente polietileno, incluido el polietileno reticulado (XLPE) para el aislamiento.

La desaparición de PILC se puede considerar en las décadas de 1980 y 1990 cuando las empresas de servicios públicos de la ciudad comenzaron a instalar más cables aislados con EPR y XLPE. Los factores que contribuyen a la disminución del uso de PILC son el alto nivel de mano de obra requerido para empalmar el plomo, los tiempos de empalme más prolongados y la reducción del producto doméstico. disponibilidad y presión para suspender el uso del plomo por razones ambientales y de seguridad.También se debe tener en cuenta que los cables con cubierta de plomo y aislamiento de goma se popularizaron brevemente en los mercados de baja y media tensión antes de 1960, pero no fueron ampliamente utilizados por la mayoría de las empresas de servicios públicos.La mayoría de las empresas de servicios públicos generalmente consideran que los alimentadores PILC existentes están al final de su vida útil y requieren un programa de reemplazo.El caucho vulcanizado fue patentado por Charles Goodyear en 1844, pero no se usó para el aislamiento de cables hasta la década de 1880, cuando se usó en circuitos de iluminación.

Desde la década de 1960, los cables llenos de aceite, llenos de aire y tubulares se han considerado en gran parte obsoletos. Este cable está diseñado para tener una gran cantidad de flujo de aceite a través del cable. Los cables PILC estándar están impregnados con aceite, pero el aceite no es diseñado para fluir o enfriar el cable. Los cables llenos de aceite generalmente están aislados con plomo y se pueden comprar en carrete. Los cables tubulares se diferencian de los cables llenos de aceite en que se instalan en conductos rígidos, generalmente hechos de acero. se construye primero y luego se tira del cable a través de él. El cable puede tener un alambre antideslizante para evitar daños durante la tracción.El área transversal del aceite en los cables tubulares es significativamente mayor que en los cables llenos de aceite. Estos cables tubulares están llenos de aceite a presiones nominales bajas, medias y altas. Los voltajes más altos requieren presiones de aceite más altas para evitar la formación de vacíos, que pueden causar descargas parciales dentro del aislamiento del cable. Los cables tubulares generalmente tienen un voltaje de activación del sistema de protección catódica, mientras que los circuitos de cables llenos de aceite no lo tienen. Los sistemas de cables tubulares generalmente están recubiertos con betún para evitar la formación de nudos con fugas.Muchos de estos circuitos de plomería todavía están en funcionamiento hoy en día. Sin embargo, han caído en desgracia debido a los altos costos iniciales y los grandes presupuestos de operación y mantenimiento necesarios para mantener una flota de estaciones de bombeo.