Uso de cables en alimentadores de MT, “llegadas complicadas” Cálculo de “ampacidad” de cables en régimen permanente - Cálculo de resistencias térmicas - Corrientes inducidas por pantalla Estudio detallado de corrientes inducidas Corrientes y voltajes inducidos Transposición de pantallas Expresiones para transferencia de calor son correlaciones Pérdidas en pantallas :Existen dos casos básicos Pantalla aterrizada a un lado Pantalla aterrizada a ambos lados En caso de aterrizar ambos extremos, es posible disminuir las corrientes por pantallas: Usando impedancias (pararrayos) Buen orden de fases Disposición (flat, triangular) Entrecruzamiento de pantallas (cross bonded) Análisis de corriente por pantallas : Uso de diferentes expresiones para las inductancias mutuas Se considera el efecto de la resistividad del suelo Permite un modelamiento más detallado, y una buena base para estudiar el comportamiento en fallas

1. Cálculo de cables
subterráneos
Pablo Medina Cofré
pamc@ingendesa.cl

2. Introducción
 Cables subterráneos, presentes en SEP
desde sus comienzos
 Uso de cables en alimentadores de MT,
“llegadas complicadas”
Fuente: Electric Power Distribution Equipment And Systems

3. Agenda
 Cálculo de “ampacidad” de cables en
régimen permanente
- Cálculo de resistencias térmicas
- Corrientes inducidas por pantalla
 Estudio detallado de corrientes inducidas
 Corrientes y voltajes inducidos
 Transposición de pantallas

4. Cálculo térmico
 Mecanismos de
transmisión de calor
en una L.T.:
 ¿Convección?
 Conducción
 Cable es una fuente
de calor
 Efecto Joule en
conductores,pantallas y
armaduras
 Pérdidas en aislación

5. Cálculo térmico
 Uso de la ecuación del calor
 Expresiones para transferencia de
calor son correlaciones (IEC 60287)
( )( ) ( )( ) ( )4321
2
21
2
1
2
11
2
1
TTnWIRnTWIRTWIR dcadcadca +⋅++++⋅+++⋅





+=∆ λλλθ
RcaI2
Wd
λ1RI2 λ2RI2
0,5T1 0,5T1
T2 T3 T4
Para n=1
Δθ

6. Pérdidas Joule en cond.
( ) ( ) ( )spcdccca yyTRTR ++⋅= 1
( ) 2
ITRP cca=
( ) ( )( )00 1 TTRTR cdc −+= α
yp= Factor de “Efecto proximidad”
ys= Factor de “Efecto piel”

7. Pérdidas en aislación
 Aislación es un condensador. Luego tiene
pérdidas dieléctricas
 Pérdidas asociadas al movimiento de dipolos en
polímeros
[ ]mF
d
D
C
c
i
/10
ln18
9−






=
ε
δω tan2
0CUWd = Fracción de corriente
resistiva sobre la corriente
capacitiva

8. Pérdidas en pantallas
 Existen dos casos básicos
 Pantalla aterrizada a un lado
 Pantalla aterrizada a ambos lados

9. Pérdidas en pantallas
 En caso de aterrizar ambos extremos,
es posible disminuir las corrientes por
pantallas:
 Usando impedancias (pararrayos)
 Buen orden de fases
 Disposición (flat, triangular)
 Entrecruzamiento de pantallas (cross
bonded)

10. Cross bonded
 Gráficamente
Fuente: ARTEL

11. Resistencias térmicas
 Norma IEC 60287-2-1
 Fórmulas para T1, T2, T3 y T4
 Valores dependen de:
 Geometría
 Medio de instalación de cables
 Forma general:
[ ]WmK
d
t
R T
/
2
1ln
2
1






+=
π
ρ

12. Resistencia T4
 Dependerá de la instalación y de la
configuración
Directamente
Enterrados
(flat)
Enterrados
en ductos
(flat)
Al aire libre
(flat)

13. Resistencia T4
 En la ampacidad, uno de los
parámetros más relevante es la
resistividad térmica del terreno
Rho
[°C m /W]
Ampacidad
[A]
Disminución
[%]
2,0 215
2,5 196 8,8
3,0 178 17,2
3,5 165 23,3
4,0 155 27,9

14. Análisis de corriente por
pantallas
 Uso de diferentes expresiones para
las inductancias mutuas
 Se considera el efecto de la
resistividad del suelo
 Permite un modelamiento más
detallado, y una buena base para
estudiar el comportamiento en fallas