06/10/2014 Grado de Ingeniería Eléctrica 3er curso Profesor: Miguel López García Las redes de distribución se componen tanto de líneas aéreas como subterráneas. Los materiales utilizados deben tener las siguientes características: ◦ Baja resistencia eléctrica: para reducir las pérdidas por disipación de calor ◦ Elevada resistencia mecánica: para minimizar la necesidad de apoyos y reducir las roturas. ◦ Precio asequible. Los principales metales utilizados son: ◦ Acero, cobre y aluminio. 1 06/10/2014 Los conductores pueden estar compuestos por un único alambre o por cables compuestos de hilos arrollados entre sí por torsión. Acero: ◦ Alta resistencia eléctrica (0.11 Ω.mm2/m) ◦ Alta resistencia mecánica (133 kg/mm2) ◦ Bajo precio. ◦ Vida útil corta por corrosión (resuelto parcialmente por tratamientos de galvanización). ◦ Alto peso (7.78kg/dm3) 2 06/10/2014 Cobre: ◦ Baja resistencia eléctrica (0.017 Ω.mm2/m) ◦ Resistencia mecánica según el tratamiento térmico: Blando (recocido): 22-28 kg/mm2 Semiduro: 28-34 kg/mm2 Duro: 37-54 kg/mm2 ◦ Precio en ascenso desde 2001: ($7347/Tm) ◦ Alto peso (8.89kg/dm3) Aluminio: ◦ Resistencia eléctrica media (0.028 Ω.mm2/m) ◦ Baja resistencia mecánica (20 kg/mm2) ◦ Bajo precio. ◦ Bajo peso (2.70kg/dm3) 3 06/10/2014 Ejercicio: ◦ ¿Cuántos kilos de aluminio son necesarios para hacer una línea de la misma resistencia y longitud que otra de cobre? Sol: 0,5kg Al/kg Cu. Los cables pueden tener 1 o 3 almas (cables centrales rectilíneos) sobre los que se arrollan helicoidalmente el resto de conductores. Alma unifilar: N=3n(n+1)+1 Alma trifilar: N=3n(n+2)+3 ◦ N: nº de conductores ◦ n: nº de capa. 4 06/10/2014 Los cables también pueden estar compuestos de hilos de diferentes materiales para obtener las ventajas funcionales de ambos materiales. Los más comunes son los de aluminio con alma de acero: Normativa: ◦ REAL DECRETO 223/2008: RLAT ITC-LAT-01,02, 07, 08 ◦ Proyectos tipo Iberdrola: MT 2.21.60 (66) : LÍNEA AÉREA DE MEDIA TENSIÓN: Simple circuito con conductor de aluminio acero 47-AL1/8ST1A (100-AL1/17-ST1A). MT 2.21.64: LÍNEA AÉREA DE MEDIA TENSIÓN: Simple circuito con conductor de cobre C-50. MT 2.21.69: LÍNEA AÉREA DE MEDIA TENSIÓN. Simple circuito con conductores unipolares recubiertos56-AL3 (CCX-56-D) y 117-AL3 (CCX-110-D). MT 2.21.75: LÍNEA AÉREA DE MEDIA TENSIÓN :Doble circuito con conductor de aluminio-acero 147-AL1/34-ST1A. ◦ Normas particulares de Iberdrola: NI 54.63.01: Conductores desnudos de aluminio-acero para líneas eléctricas de alta tensión. NI 54.10.01: Conductores desnudos de cobre para líneas eléctricas aéreas y subestaciones de alta tensión. NI 56.41.01: Conductores unipolares con cubierta hasta 24kV. 5 06/10/2014 Características de los conductores: ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ Materiales. Utilización. Sección/espesor. Nº de alambres. Cableado. Masa. Carga de rotura. Resistencia eléctrica. Modulo de elasticidad. Coeficiente de dilatación. Densidad de corriente. Compatibilidad y equivalencias. Identifica las características anteriores de los siguientes cables: ◦ ◦ ◦ ◦ CCX-AL3-56: 63-AL1/11-ST1A: 250-AL1/41-ST1A: C95: 6 06/10/2014 En los casos en los que las líneas aéreas representan un peligro, la distribución de energía se realiza mediante redes subterráneas. Los cables para estas instalaciones pueden ser tripolares o unipolares: Partes de un cable: ◦ 1) Conductor: De cobre o aluminio y en forma de alambre o cuerda. Las cuerdas pueden ser de tipo circular o compacta para reducir el diámetro total del cable. ◦ 2) Capa semiconductora: Impide la ionización del aire y mejora la distribución del campo eléctrico. ◦ 3) Aislante: ◦ 4) Pantalla: Su uso determina que, en cables tripolares, el campo eléctrico sea radial o no. 7 06/10/2014 Partes de un cable: ◦ 5) Relleno: Aislante de papel que da forma cilíndrica al conjunto. ◦ 6) Armadura: Envoltura metálica que proporciona robustez. ◦ 7) Cubierta: Protege de la corrosión. Aislantes: ◦ El uso de los diferentes tipos de aislantes depende de la tensión nominal del cable principalmente y debe adoptarse en función de sus características eléctricas, mecánicas, químicas y económicas: Papel impregnado AISLANTES Aislamientos secos Especiales Plastómeros Elastómeros Termoplásticos Termoestables Los aislantes utilizados actualmente en MT son: Policloruro de vinilo (PVC) Polietileno reticulado (XLPE) Etileno-propileno (EPR) Etileno-propileno de alto modulo (HEPR) 8 06/10/2014 Normativa: ◦ REAL DECRETO 223/2008: RLAT ITC-LAT-01, 02, 06 ◦ Proyectos tipo Iberdrola: MT 2.31.01: LINEA SUBTERRÁNEA DE AT HASTA 30 kV. ◦ Normas particulares de Iberdrola: NI 56.43.01: Cables unipolares con aislamiento seco de etileno propileno de alto módulo y cubierta de poliolefina (HEPRZ1) para redes de AT hasta 30 kV. NI 56.43.02: Cables unipolares con aislamiento seco de polietileno reticulado (XLPE) y cubierta de compuesto de poliolefina (Z1) para redes de AT hasta 30 kV. Identifica las características de los siguientes cables: ◦ ◦ ◦ ◦ HEPRZ1 (S) 12/20 1x50 K Al+H16 HEPRZ1 12/20 1x240 K Al+H16 RHZ1-2OL 18/30 kV 1X50 K Al+H25 RHZ1-2OL (S)12/20 kV 1X150 K Al+H16 9 06/10/2014 Son los elementos que soportan los conductores y demás elementos separándolos del suelo: Se clasifican según el material: ◦ Madera: pino, abeto o castaño. ◦ Hormigón armado (preferentemente vibrado). ◦ Metálicos de acero, de forma tubular, de perfiles laminados y de chapa Se clasifican según su función: ◦ Alineación: Únicamente sostienen los conductores (alineaciones rectas). ◦ Ángulo: Sirven para sostener los conductores en los vértices de alineaciones diferentes. ◦ Anclaje: Proporcionan puntos firmes que limiten la propagación de esfuerzos longitudinales. ◦ Fin de línea: Deben resistir la solicitación de todos los conductores y cables de tierra de la línea. 10 06/10/2014 Postes de hormigón: NI 52.04.01. Apoyos de perfiles metálicos: NI 52.10.01. Apoyos de chapa metálica: NI 52.10.10. Son los elementos que sujetan los aisladores a los apoyos. Según el tipo de material de los apoyos: ◦ Madera: Crucetas de madera o hierro. ◦ Hormigón: Crucetas de acero galvanizado. ◦ Metálicos: Perfiles laminados de acero. 11 06/10/2014 En las líneas de media tensión utilizaremos: ◦ NI 52.30.22 : Crucetas bóveda de alineación para apoyos de líneas eléctricas aéreas de tensión nominal hasta 20 kV. ◦ NI 52.31.02 : Crucetas rectas y semicrucetas para líneas eléctricas aéreas de tensión nominal hasta 20 kV. ◦ NI 52.31.03 : Crucetas bóveda de ángulo y anclaje para apoyos de perfiles metálicos de líneas eléctricas aéreas de tensión nominal hasta 20 kV. Se utilizan para aislar el conductor del apoyo que lo sustenta: Los aisladores utilizados en las líneas de M.T. se describen en: ◦ NI 48.08.01: Aisladores compuestos para cadenas de líneas eléctricas de alta tensión. Los requisitos de aislamiento para se describen en la ITC-07 12 06/10/2014 Según el RLAT-2008: Según el proyecto tipo de Iberdrola: Según las normas internas : NI 56.80.02. Disponibles en catálogos: ◦ Prysmian ◦ Sonepar Instalación: Contractiles 13