REFRIGERACION ARTIFICIAL DE CABLES SUBTERRANEOS. • Para reducir la resistencia térmica externa de los cables se utilizan métodos de refrigeración artificial: • Bombeo de agua o aceite aislante a lo largo de un conducto central formado en el interior del cable. • Bombeo de agua o aceite aislante a través de tuberías de plástico puestas junto a los cables. • Bombeo de agua o aceite aislante a través de tuberías de plástico en cuyo interior va el cable. Se le llama refrigeración integral. Ejemplo de Empalme para un cable relleno en aceite. 1 Sistemas refrigerantes y refrigeración. ♦ El costo de los sistemas refrigerantes se puede expresar en forma aproximada a C = a + b "q donde a y b son constantes y q es la cantidad de calor a eliminar Por esta razón mientras mayor sea el tamaño del sistema, q mayor, menor será el costo por unidad de volumen. ♦ La longitud máxima del cable, entre el refrigerador y las estaciones de bombeo, depende de dos factores : ◊ La elevación máxima de temperatura, ◊ La caída de presión máxima del elemento refrigerante. ♦ En el caso de un refrigerante en un sólo estado, líquido o gaseoso, la caída de presión dentro de la tubería esta dado por: p = 4 f ( v)2 L / 2D donde f = coeficiente de rozamiento del refrigerante = densidad del refrigerante v = velocidad del fluido L = longitud del cable D = diámetro de la tubería ♦ La pérdida térmica total q esta dada por q = (G Cp )/L x (D2/4) donde G = flujo de la masa refrigerante Cp = calor específico del fluido = elevación de temperatura ºC 2 L = largo del cable La pérdida total q es la suma de las pérdidas por corriente alterna del conductor, de la entrada de calor desde el exterior y de la turbulencia del flujo del mismo refrigerante. ♦ Por todo lo anterior, vemos que ◊ la caída de presión p dentro de la tubería es proporcional a L3, es decir a mayor largo mucho mayor caída de presión. ◊ La cantidad de calor, pérdida o carga térmica, es proporcional a L, es decir a mayor largo mayor cantidad de calor que se necesita refrigerar. Dieléctricos. ♦ Debido a que los cables se utilizan bajo voltajes elevados, la elección del material dieléctrico es importante. ♦ Entre las posibilidades de materiales dieléctricos podemos encontrar: ◊ Vacío. Tiene perdidas dieléctricas muy bajas y alta capacidad de ruptura. Se presentan problemas de sujeción, por lo que se instalan separadores cada cierto tramo. ◊ Papel impregnado. Es una alternativa confiable y económica. Se emplea papel de pulpa de madera con celulosa de fibra larga, impregnado en aceites o parafinas, dependiendo de la tensión de servicio y de la instalación física del cable. ◊ Fluidos criogénicos: hidrógeno o nitrógeno con relleno de cinta de papel o plástico. Tienen tensiones de ruptura y características de perdidas que lo hacen superiores a las cintas de papel impregnado. Además presentan menores efectos capacitivos, por menor permisividad, por lo que la regulación de tensión es mejor especialmente en bajas cargas. ◊ El helio presenta características inferiores a la cinta impregnada pero aun puede ser útil en ciertos casos. El gráfico muestra una comparación de capacidad de ruptura para distintos dieléctricos. 3