Terminación de cables MV e HV a equipos e unións
Problemas xerais e consideracións na terminación eléctrica
Cando se trata de terminar conexións eléctricas en interruptores interiores, motores eléctricos, transformadores de potencia, transformadores de instrumentos e outro equipamento de media tensión (MT, onde o rango de tensión é (1 kV
Factores a ter en conta na terminación de máquinas eléctricas e nas transicións de cables subterraneos a aéreos
Factores na terminación de máquinas eléctricas
Ao terminar máquinas eléctricas, debe terse en conta un conxunto comprehensivo de factores para asegurar un funcionamento seguro, fiable e eficiente:
Barras de distribución e estruturas de soporte: O deseño, material e resistencia das barras de distribución e as súas estruturas de soporte son cruciais. Deben ser capaces de resistir correntes eléctricas, estreses mecánicos e forzas de cortocircuito potenciais mentres mantén a alineación e estabilidade adecuadas.
Estrutura de aislamento do interruptor: A integridade do aislamento dentro dos interruptores é vital para prevenir fallos eléctricos. Debe ser capaz de resistir a tensión nominal, sobretensiones transitórias e condicións ambientais sen fallar.
Análise de descargas parciais (PD): Realizar unha análise de descargas parciais axuda a detectar sinais precoces de degradación do aislamento. As descargas parciais poden indicar debilidades potenciais no sistema de aislamento, que, se non se abordan, poden levar a fallos catastróficos.
Material de aislamento: A elección do material de aislamento, se é aceite, hexafluoruro de azufre (SF6) ou vacío, ten un impacto significativo no rendemento. Cada material ten as súas propias vantaxes e limitacións en términos de resistencia ao aislamento, capacidades de apagado de arcos, impacto ambiental e requisitos de manutención.
Condición do sistema de aperturas: O sistema de aperturas, que segura os compoñentes no seu lugar, debe estar en bo estado. Un sistema de aperturas defectuoso pode levar a conexións floxas, resistencia eléctrica aumentada e posibles sobrecalentamentos.
Tipo de gas de refrixeración: Para máquinas que dependen de sistemas de refrixeración baseados en gas, o tipo de gas de refrixeración utilizado afecta á dissipación de calor e ao rendemento global. Diferentes gases teñen conductividades térmicas e capacidades de transporte de calor variadas.
Proximidade de compoñentes aterrados a conductores de alta tensión: A localización de compoñentes aterrados en relación cos conductores de alta tensión é crítica. A proximidade pode aumentar o risco de fugas eléctricas, flashovers ou interferencias, necesitándose un aislamento e espaciamento adecuados.
Terminacións para a transición de cables subterraneos a liñas aéreas
As terminacións para a transición de cables subterraneos a liñas aéreas, comúnmente denominadas terminacións OH/OG, xogan un papel clave nas redes de distribución eléctrica. Estas terminacións están tipicamente deseñadas para sistemas con tensións nominais de ata 36 kV. As súas funcións primarias inclúen conectar o sistema de distribución a interruptores interiores ou exteriores previamente montados e facilitar a roteira de potencia eléctrica evitando a necesidade de que as liñas aéreas atraviesen áreas urbanas.
As terminacións OH/OG son compatibles tanto con cables aislados con aceite-papel como con polietileno reticulado cruzado (XLPE), que poden ser de núcleo simple ou triple. Instálanse ao aire libre e montanse en estruturas metálicas que están firmemente ancladas a postes de liña aérea feitos de madeira, hormigón ou metal, como se ilustra na Figura 1.
Un requisito de seguridade esencial para as terminacións OH/OG é que as súas estruturas metálicas deben estar correctamente aterradas. Este aterramento serve para protexer contra choques eléctricos, disipar correntes de fallo e asegurar a seguridade eléctrica global do sistema.
Requisitos para as estruturas metálicas OH/OG e as instalacións de cable, e as terminacións de codo
Requisitos de estruturas metálicas OH/OG e instalacións de cable
A altura da estrutura metálica OH/OG (aéreo/subterraneo) non é arbitraria; debe aderirse estritamente á distancia mínima de aislamento de seguridade ao solo definida por normas industriais relevantes. Esta conformidade é crucial para asegurar a seguridade das persoas, do equipo e do sistema eléctrico en xeral, previnindo perigos eléctricos como contacto accidental ou arco ao solo.
Ao instalar cables para terminacións OH/OG, deben colocarse no lado do poste que está cara ao tráfico entrante. Esta colocación minimiza o risco de danos por vehículos, mellorando así a fiabilidade e a longevidade da infraestrutura eléctrica. Ademais, durante o proceso de instalación e despois de que os cables estean na súa posición final, é imperativo que non se dobren máis allá do raio de dobre interno mínimo especificado polo fabricante. Non cumprir este requisito pode causar danos internos no aislamento e nos conductores do cable, potencialmente levando a fallos eléctricos. En algúns casos, para asegurar que se mantén o raio de dobre mínimo, poden ser necesarios postes máis altos, engadindo unha consideración extra nas fases de planificación e instalación. Ademais, as terminacións OH/OG deben deseñarse con medidas antianimais. Isto protexe os cables de danos causados por animais, que poden resultar en cortes de enerxía e riscos de seguridade.
Terminacións de codo
As terminacións de cable son comúnmente utilizadas para conectar cables aos bornes de diversos equipos, incluíndo transformadores, motores e interruptores previamente montados. No entanto, debido ás condicións específicas da instalación eléctrica ou á natureza dos bornes do equipo, hai ocasións nas que a conexión do cable aos bornes precisa ser selada. Neses casos, as terminacións de codo, como se ilustra na Figura 2, son a opción preferida. Estas terminacións especializadas non só proporcionan unha conexión eléctrica segura, senón que tamén ofrecen a funcionalidade de selado necesaria, protexendo o sistema eléctrico dos elementos ambientais e asegurando o seu funcionamento estable.
Terminacións de codo e a súa aplicación en unidades de anel principal (RMUs)
As terminacións de codo xogan un papel crucial e especializado, especialmente cando se trata de conectar cables aos bornes de unidades de anel principal (RMUs). As RMUs son sistemas de interruptores compactos, autónomos e totalmente aislados que típicamente utilizan hexafluoruro de azufre (SF6) como medio de aislamento. Ampliamente empregados en redes de distribución secundaria, estes equipos xogan un papel vital na xestión e distribución de enerxía eléctrica a nivel local.
Unha das características clave das RMUs é o seu deseño para resistir arcos internos, o que mellora a seguridade e a fiabilidade do sistema eléctrico. As partes vivas das RMUs están deseñadas para ser libres de manutención, reducindo a necesidade de intervencións frecuentes e minimizando o tempo de inactividade. Ademais, a súa natureza modular permite unha expansión fácil no lugar de instalación, permitindo que o sistema se adapte ás cambiantes demandas de enerxía ao longo do tempo.
As funcións de comutación e protección dentro das RMUs logranse mediante o uso de interruptores-desconectadores en combinación con fusibles ou interruptores. Esta configuración asegura que o sistema eléctrico poida ser aislado de forma segura, que os fallos poidan ser detectados e resoltos rapidamente, e que a integridade da rede de distribución sexa mantida.
As terminacións de codo non só son útiles para conectar cables aos bornes de RMUs, senón que tamén atopan aplicación cando se necesitan ligar múltiples cables ao mesmo born de equipos eléctricos. Como se ilustra na Figura 3, estas terminacións proporcionan unha solución práctica e fiable para tales conexións de cable a equipo complexas, facilitando a distribución eficiente de enerxía eléctrica mentres se mante a integridade e seguridade do sistema global.
Unións e terminacións de cable Elastimold
Elastimold é unha marca ben coñecida que ofrece unha gama completa de equipos e accesorios para empalmes e terminacións de cable, deseñados para tensións nominais de ata 36 kV.
As terminacións de cable Elastimold están dispoñibles en diseños de unha peça e modulares. Estes modelos versátiles son adecuados para varias aplicacións, incluíndo a transición de cables subterraneos a conductores aéreos desnudos, conexións a equipos frontales activos e conexións de codo, facendo que sexan adaptáveis tanto para uso interior como exterior. Poden integrarse sinxelamente en interruptores de alta tensión aislados con aceite, SF6 e aire, así como en transformadores, motores e capacitores.
Os deseños de produtos Elastimold incorporan materiais de aislamento de caucho de silicón avanzado. Estes materiais proporcionan resistencia esencial contra a crepa, golpes eléctricos, intemperie e contaminación, asegurando un rendemento fiable incluso en as condicións máis adversas. A natureza compacta e leve das unidades Elastimold permite unha instalación sinxela en espazos confinados e permite aplicacións colgantes libres.
Os dispositivos Elastimold tamén están certificados ATEX. ATEX, derivado do título francés da directiva 94/9/EC (Comisión Europea) "Appareils destinés à être utilisés en ATmosphères Explosibles" (Equipos para ser instalados en atmosferas explosivas), estes bornes de alta tensión son adecuados para uso dentro de interruptores aislados con aceite ou aire e transformadores en áreas perigosas, como as atópanse nas industrias de petróleo, gas e petroquímica. A fabricación de equipos Elastimold adérase a estándares internacionais estabelecidos polo IEC (Comisión Electrotécnica Internacional), ANSI/IEEE (Instituto Nacional Americano de Normas/Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) e CENELEC (Comité Europeo de Normalización Electrotécnica).
Elastimold ofrece varios dispositivos especializados para aplicacións específicas:
Conectores separables de codo e accesorios: Son conectores de interrupción de carga que proporcionan un medio conveniente para conectar e desconectar cables e equipos en sistemas de distribución de enerxía. Os cotovilos de interrupción de carga están deseñados para operación energizada usando ferramentas de vara quente estándar, permitindo operacións de carga e descarga e proporcionando unha desconexión visible. Os compoñentes poden ser aislados usando tapones, plugs e bornes de estacionamento aislados.
Pararrayos de óxido metálico (MOV): Estes pararrayos están completamente blindados e sumergibles, deseñados para protección contra sobretensiones. Disponen de interfaces de conectores separables de 200 A para unha conexión fácil a outros accesorios Elastimold. Os pararrayos Elastimold ofrecen protección de alta tensión contra rayos e sobretensiones de conmutación para transformadores, cables, equipos e outros compoñentes típicamente encontrados en sistemas de distribución de enerxía subterranea. Unha colocación adecuada, selección de tensión e coordinación con pararrayos de postes de elevación pode mellorar significativamente os márgenes de protección e minimizar as voltaxes de sobretensión prejudiciais. As aplicacións típicas inclúen a instalación de pararrayos no final dun sistema radial ou en ambos os extremos dun punto aberto nun sistema de bucle, con pararrayos adicionais agregados en ubicacións estratégicas aguas arriba para unha protección óptima.
Codos fundidos: Estes combinan fusibles reemplazables de limitación de corrente para protección de corrente en terminacións de cable OH/OG con interfaces de conector separable de 200 A para compatibilidade con outros accesorios Elastimold.
Raychem é outra marca comúnmente recoñecida no campo de equipos de empalme e terminación de cable.
Terminacións para GIS (Subestacións aisladas con gas)
Cando o espazo dispoñible para a instalación de subestacións é limitado ou as condicións ambientais son extremadamente adversas, unha Subestación aislada con gas (GIS) é a solución preferida. A GIS é unha montaxe multi-componente compacta aloxada nunha envolvente metálica aterrada. Contén barras de distribución, interruptores, separadores e transformadores de instrumentos, con gas de hexafluoruro de azufre (SF6) comprimido como medio de aislamento principal, asegurando un aislamento fiable entre fase e terra. Aínda que as GIS suelen instalarse en interiores, tamén están dispoñibles modelos para exteriores.
As unidades GIS están equipadas con enclosures para terminacións de cable onde se instalan as terminacións de cable. Segundo a Norma IEC 60859, tanto os enclosures como as terminacións de cable deben cumprir determinados requisitos de dimensión para asegurar a intercambiabilidade. As terminacións de cable para GIS son adecuadas para cables aislados con gas, aceite-papel e XLPE e comparten moitos compoñentes coas uniones de cable anteriormente discutidas.
Características das terminacións de cable GIS
As características principais das terminacións de cable GIS inclúen:
Terminal de cable: Facilita a conexión entre o conductor do cable e a terminación.
Carcasa: Xeralmente feita de liga de aluminio ou material semellante, proporcionando soporte estructural e protección.
Aislador de soporte fiable: Aisladores de epoxi de alta calidade, non rastreados, ofrecen excelentes propiedades mecánicas e eléctricas. Estes aisladores son compatibles con subproductos de gas SF6, asegurando unha longa vida útil para a terminación. O seu deseño tamén permite unha opcional ruptura do escudo do cable.
Compuesto de recheo: Como o aceite de transformador, o aceite de polibuteno ou substancias similares, que axudan no aislamento e na liberación de estrés.
Cono de control de estrés con cinta de paquete: Xestiona o estrés eléctrico na interface entre o aislamento do cable e a terminación.
Soporte de cable ríxido: O conector está seguramente bloqueado en lugar por unha capucha roscada na parte superior do aislador de soporte. Este deseño asegura que a conexión eléctrica entre a GIS e a terminación non está suxeita a forzas mecánicas do cable.
Sistema de selado positivo: Emprega un sistema de selado de dous aneis "O" para selar o compartimento de aceite da terminación do compartimento de SF6 da GIS. As juntas completamente retidas son comprimidas para evitar a entrada de elementos atmosféricos no interior da terminación.
Grampo de aterramento: Proporciona unha conexión segura para fins de aterramento.
A Figura 4 ilustra un esquema dunha terminación de cable GIS. Algunhas modelos dispoñibles no mercado non requiren o uso de aceite, eliminando a necesidade dunha carcasa de aceite.
Sistema de selado, conexión e requisitos de instalación para terminacións de cable GIS
Sistema de selado
O sistema de selado das terminacións de cable GIS é de suma importancia e debe deseñarse meticulosamente. A súa función principal é evitar a fuga de aceite ou gas hacia a GIS. Un selo comprometido pode levar a fallos de aislamiento, perda de gas e potenciais perigos de seguridade. Ao asegurar un mecanismo de selado robusto e fiable, mantense a integridade do ambiente GIS e do sistema eléctrico en xeral.
Peza de conexión emparellada
O fornecedor de GIS é responsable de proporcionar unha peza de conexión emparellada que está deseñada específicamente para ser acoplada ao extremo do cable. Este compoñente é crucial para establecer unha conexión segura e eléctrica entre o cable e a GIS. O deseño preciso e a compatibilidade da peza de conexión emparellada son esenciais para asegurar unha integración sinxela e un rendemento óptimo da interface cable-GIS.
Instalacións de aislamento e proba
Para garantir a seguridade e a fiabilidade do sistema eléctrico, deben proporcionarse instalacións adecuadas para aislar de forma segura un cable alimentador. Esta capacidade de aislamento é necesaria durante a manutención, reparacións ou operacións de busca de fallos. Ademais, deben facerse disposicións para conectar un cable de proba de alta tensión a GIS ou ao propio cable. Estas instalacións de proba permitem inspeccións rutinarias e probas diagnósticas para avaliar a condición do cable e da GIS, axudando a identificar potenciais problemas antes de que se escalen a problemas maiores.
Ferramentas e accesorios necesarios para a instalación de terminacións GIS
Para a instalación exitosa de terminacións de cable GIS, é indispensable un conxunto específico de ferramentas e accesorios adecuados:
Alicates Panduit: Estes alicates están deseñados específicamente para instalar cinta de paquete ao redor do cono de estrés. A aplicación precisa da cinta de paquete é crucial para xestionar o estrés eléctrico e asegurar a fiabilidade a longo prazo da terminación.
Alicates circlip: Utilizados para a instalación do ajuste superior, os alicates circlip proporcionan a presa e precisión necesarias para asegurar este compoñente importante no seu lugar.
Flange adaptador: O flange adaptador xoga un papel clave na facilitación da conexión entre diferentes compoñentes, asegurando un axuste e alineación correctos dentro do sistema de terminación GIS.
Kit de retirada do ajuste superior: Este kit é esencial para operacións de manutención e reparación, permitindo a retirada segura e eficiente do ajuste superior cando é necesario.
Kit de reensamblaxe: O kit de reensamblaxe contén todos os compoñentes e hardware necesarios para volver a montar a terminación despois da manutención ou reparación, asegurando que todos os compoñentes se substitúan correctamente.
Kit de aterramento: Un kit de aterramento é vital para establecer unha conexión eléctrica segura ao solo, que é esencial para a seguridade do sistema eléctrico e do persoal.
Conexión de pantalla: A conexión de pantalla asegura o aterramento e blindado adecuados do cable, reducindo a interferencia electromagnética e mellorando o rendemento global do sistema cable-GIS.
