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CENTROS DE DISTRIBUCIÓN Y ELEMENTOS DE LA RED MT Ver. 1.0 Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa CONTENIDO 1. CONCEPTOS GENERALES ......................................................................................1 1.1. NIVELES DE TENSIÓN ............................................................................................. 1 1.1.1. Definición de los niveles de tensión..................................................................................... 1 1.1.2. Categoría de las instalaciones de alta tensión.................................................................... 1 1.2.
PARTES DEL SISTEMA ELÉCTRICO ....................................................................... 2 1.2.1. Generación .......................................................................................................................... 2 1.2.2. Transporte............................................................................................................................ 2 1.2.3. Distribución de energía eléctrica ......................................................................................... 3 1.3. REFERENCIA NORMATIVA...................................................................................... 4 1.3.1.
Actual reglamento de instalaciones eléctricas de alta tensión ............................................ 4 1.3.2. Antiguo reglamento de instalaciones de alta tensión .......................................................... 4 1.3.3. Actual reglamento de líneas de alta tensión........................................................................ 5 1.3.4. Normas técnicas de obligado cumplimiento ........................................................................ 5 1.3.5. Normas particulares de E-Distribución ................................................................................ 5 1.4. CONFIGURACIONES DE UNA RED ELÉCTRICA.....................................................
6 1.4.1. Redes malladas ................................................................................................................... 6 1.4.2. Red en anillo o en bucle ...................................................................................................... 6 1.4.3. Red radial............................................................................................................................. 7 1.4.4. Líneas de distribución de media tensión ............................................................................. 8 2. CENTROS DE DISTRIBUCIÓN .....................................................................................9 2.1.
TIPOS DE CD SEGÚN SU CONSTRUCCIÓN Y EMPLAZAMIENTO ............................. 9 2.1.1. Según su construcción ........................................................................................................ 9 2.1.2. Según su emplazamiento .................................................................................................. 10 2.1.3. Según su situación en la red ............................................................................................. 10 2.1.4. Referencia normativa......................................................................................................... 11 2.2.
TIPOS DE CDS SEGÚN SU FUNCIÓN ................................................................... 11 2.2.1. Centros de transformación (CT) ........................................................................................ 11 2.2.2. Centros sobre poste (PT) .................................................................................................. 13 2.2.3. Centros de de medida (CM) .............................................................................................. 13 2.2.4. Centros mixtos (CX)........................................................................................................... 15 2.2.5.
Centros de seccionamiento ............................................................................................... 15 2.3. TIPOS DE CDS SEGÚN LA TECNOLOGÍA DE CELDAS........................................ 16 2.4. ELEMENTOS DE MANIOBRA ................................................................................. 18 2.4.1. El seccionador ................................................................................................................... 18 2.4.2. El seccionador de puesta a tierra ...................................................................................... 21 2.4.3.
El interruptor seccionador (IS)........................................................................................... 22 2.4.4. IS de protección trafo (ruptofusible)................................................................................... 23 2.4.5. El interruptor automático.................................................................................................... 24 2.5.1. Celda de de línea............................................................................................................... 26 2.5.2. Celda de protección mediante fusibles.............................................................................. 29 2.6.
EL TRAFO DE DISTRIBUCIÓN ............................................................................... 31 Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 2.6.1. Características constructivas............................................................................................. 31 2.6.2. Trafos con líquido refrigerante........................................................................................... 32 2.6.3. Transformadores secos ..................................................................................................... 32 2.6.4. Puentes de alta y baja tensión...........................................................................................
33 2.6.5. Principales características técnicas de los transformadores............................................. 33 2.6.6. Regulación de la tensión en los trafos de distribución ...................................................... 35 2.7. PROTECCIONES TÍPICAS EN CTS........................................................................ 37 2.7.1. Fusibles.............................................................................................................................. 37 2.7.2. Protección de temperatura ................................................................................................ 37 2.8.
PUESTAS A TIERRA DE LOS CENTROS DE DISTRIBUCIÓN............................... 38 2.8.1. Puesta a tierra de protección............................................................................................. 38 2.8.2. Puesta a tierra de servicio ................................................................................................. 38 2.8.3. Electrodos de tierra unificados .......................................................................................... 39 2.8.4. Tierras separadas.............................................................................................................. 39 2.9.
EQUIPOS DE TELEGESTIÓN DEL CT........................................................................ 40 2.9.1. Aspectos generales ........................................................................................................... 40 2.9.2. El concentrador de telegestión .......................................................................................... 40 3. LÍNEAS AÉREAS Y SUBTERRÁNEAS...................................................................42 3.1. LÍNEAS AÉREAS DE MEDIA TENSIÓN .................................................................. 42 3.1.1.
Conductores....................................................................................................................... 42 3.1.2. Tendido .............................................................................................................................. 42 3.1.3. Aisladores .......................................................................................................................... 43 3.1.4. Apoyos ............................................................................................................................... 44 3.2. DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN CONTRA LA AVIFAUNA.................................. 47 3.3.
ELEMENTOS DE MANIOBRA DE LÍNEAS AÉREAS............................................... 48 3.3.1. Seccionadores ................................................................................................................... 48 3.3.2. Cortacircuito de expulsión XS (cut-out): ............................................................................ 49 3.3.3. Interruptor aéreo telecontrolado ........................................................................................ 50 3.3.4. Reconectador..................................................................................................................... 50 3.3.5.
Autoválvulas o pararrayos ................................................................................................. 51 3.4. ELEMENTOS DE LÍNEAS SUBTERRÁNEAS.......................................................... 52 3.4.1. Aspectos generales ........................................................................................................... 52 3.4.2. Aspectos constructivos. ..................................................................................................... 52 3.4.3. Canalizaciones................................................................................................................... 53 3.4.4.
Conexiones y empalmes ................................................................................................... 54 4. AUTOMATISMOS Y TELEMANDOS .......................................................................57 4.1. CONCEPTOS BÁSICOS.......................................................................................... 57 4.1.1. Definiciones sobre telecontrol y automatismos ................................................................. 57 4.1.2. Configuración de las instalaciones telemandadas ............................................................ 58 4.2. AUTOMATISMOS Y TELEMANDO EN LÍNEAS AÉREAS ....................................... 60 4.2.1.
Sistema de control de un elemento aéreo telemandado................................................... 60 4.2.2. El reconectador.................................................................................................................. 63 Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 4.2.3. El interruptor-seccionador telemandado (INTEL).............................................................. 65 4.2.4. El seccionalizador.............................................................................................................. 67 4.2.5. Seccionalizadores unipolares............................................................................................ 68 4.3.
TELEMANDO Y AUTOMATISMOS EN CENTROS DE DISTRIBUCIÓN.................. 69 4.3.1. Sistema de control de los CDT/CDAT ............................................................................... 69 4.3.2. Ejemplos de sistemas de control....................................................................................... 70 4.3.3. Función de detección del paso de defecto ........................................................................ 72 4.3.4. Automatismos típicos de los CDAT ................................................................................... 73 5. CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE SUBESTACIONES.............................................75 5.1.
CONCEPTOS DE PARQUE Y POSICIÓN ............................................................... 75 5.2. PARQUES INTERIORES......................................................................................... 77 5.2.1. Parques de celdas conven-cionales.................................................................................. 77 5.2.2. Parques de celdas con envolvente metálica ..................................................................... 77 5.2.3. Parques aislados en SF6 (tecnología GIS) ....................................................................... 77 5.3. PARQUES INTEMPERIE.........................................................................................
78 5.3.1. Parque intemperie convencional ....................................................................................... 78 5.3.2. Parques intemperie de tecnología híbrida......................................................................... 79 5.3.3. Unidades móviles............................................................................................................... 79 5.3.4. Transformadores de potencia............................................................................................ 80 5.3.5. Transformadores de protección y medida ......................................................................... 80 5.3.6.
Otros elementos de las SSEE ........................................................................................... 81 5.3.7. Electrodo de tierra.............................................................................................................. 82 5.4. SISTEMA DE CONTROL Y PROTECCIÓN ............................................................. 84 5.4.1. Arquitectura del sistema de control y protección............................................................... 84 5.5. SERVICIOS AUXILIARES DE LA SUBESTACIÓN .................................................. 85 6. CODIFICACIÓN DE ELEMENTOS DE LA RED MT ................................................87 6.1.
NORMAS GENERALES DE CODIFICACIÓN EN CDS............................................ 87 6.2. CODIFICACIÓN DE ELEMENTOS DE MANIOBRA................................................. 87 6.2.1. Celdas prefabricadas......................................................................................................... 87 6.2.2. Codificación de celdas convencionales............................................................................. 88 6.2.3. Consumos de distribución y protecciones ......................................................................... 89 6.3. CODIFICACIÓN EN LÍNEAS AÉREAS ....................................................................
90 Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 1 1. CONCEPTOS GENERALES 1.1. NIVELES DE TENSIÓN 1.1.1. Definición de los niveles de ten- sión Baja tensión De acuerdo con el Reglamento Electro- técnico de Baja Tensión, las instalacio- nes eléctricas de baja tensión son aque- llas cuya tensión nominal, en corriente alterna, es igual o inferior a 1000 V. Alta tensión De acuerdo con los reglamentos de lí- neas eléctricas de alta tensión y de ins- talaciones eléctricas de alta tensión1, son las instalaciones en las que la ten- sión nominal es superior a 1.000 voltios en corriente alterna. 1.1.2.
Categoría de las instalaciones de alta tensión El Reglamento de Instalaciones Eléctri- cas de Alta Tensión establece cuatro categorías de instalaciones de alta ten- sión: Categoría especial Las instalaciones de tensión nominal igual o superior a 220kV y las de tensión inferior que formen parte de la red de transporte (gestionada por Red Eléctrica de España) conforme a lo establecido en la legislación que establece la orde- nación del sector eléctrico. Primera categoría Las de tensión nominal inferior a 220kV y superior a 66kV que no pertenezcan a la red de transporte.
Corresponde a ins- talaciones de distribución de compañía eléctrica y, en algunos casos, a instala- ciones particulares de tipo industrial. Segunda categoría Las de tensión nominal igual o inferior a 66kV y superior a 30kV. Corresponde a instalaciones de distribución de compa- ñía eléctrica y, en algunos casos, a ins- talaciones particulares de tipo industrial 1 Reglamento de Líneas Eléctricas de AT (RD 223/2008 y Reglamento de Instalaciones Eléc- tricas de AT (RD 337/2014). Tercera categoría Las de tensión nominal igual o inferior a 30kV y superior a 1kV. Corresponde a instalaciones de distribución de compa- ñía eléctrica o bien a instalaciones parti- culares de tipo industrial o comercial.
La media tensión En el ámbito de la distribución de ener- gía eléctrica, al rango de tensiones co- rrespondientes a las instalaciones de tercera categoría se le suele denominar media tensión, dejando la denominación alta tensión a las instalaciones de ten- sión superior. En la red de E-Distribución, la media tensión se extiende hasta 36kV (norma de operación NNM001). Niveles de tensión típicos Tipo de instalación Rango de tensión Niveles típi- cos AT cat. especial U 220kV 220 y 400 kV AT 1ª categoría 220kV > U >66kV 132 y 110 kV AT 2ª categoría 66kV U >30kV 66 y 45 kV AT 3º cat. (MT) 30kV U >1kV 25, 20 y 15 kV BT U 1kV 400/230 V Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 42 3.
LÍNEAS AÉREAS Y SUBTERRÁNEAS 3.1. LÍNEAS AÉREAS DE MEDIA TENSIÓN 3.1.1. Conductores Se llama conductor al elemento de la línea aérea destinado a la transmisión de energía eléctrica. Sus principales características son la conductividad eléctrica, la resistencia mecánica (al estar tendido entre dos soportes está sometido a una tensión mecánica y a vibraciones) y resistencia a la intemperie (al estar sometido a los agentes atmos- féricos: viento, temperatura, hielo, etc.). Hilos de acero Hilos de Al Los conductores desnudos de la red de MT están hechos de hilos de aluminio- acero.
El acero, en el interior del con- ductor, le da resistencia mecánica nece- saria al conjunto; y el aluminio, enrollado alrededor del alma de acero, conduce la electricidad. Las dimensiones de los cables, así co- mo sus principales características eléc- tricas y mecánicas varían en función del tipo de conductor. Los más comunes (aunque pueden existir otros de épocas anteriores) son: Tipo Sección Uso habitual LA110 116,2 mm2 Línea principal LA56 54,6 mm2 Línea principal o línea se- cundaria LA30 31,2 mm2 Línea secundaria o entron- ques de consumo 3.1.2.
Tendido Se distinguen las siguientes dimensio- nes típicas en un tendido aéreo: Flecha máxima Distancia al suelo Vano Flecha máxima Distancia al suelo Vano Desde el punto de vista de la seguridad de las personas, es necesario tener en cuenta la distancia de los conductores respecto al suelo. Los conductores de líneas aéreas hasta 20kV deben estar a una altura mínima de 6 metros sobre el terreno, aunque dependiendo sobre qué crucen (otras líneas, carreteras, vías férreas, ríos, etc.) pueden requerirse mayores alturas. La altura de los apoyos será la necesa- ria para que los conductores, con su máxima flecha vertical, queden situados a una distancia al suelo mayor o igual que la reglamentaria.
La flecha se produce por el propio peso de los conductores; es inevitable, y cla- ramente visible en vanos largos. Ade- más, la flecha cambia con la tempera- tura de los conductores: a mayor temperatura los cables se dilatan au- mentando la flecha y reduciendo la dis- tancia al suelo; y a menor temperatura se contraen, reduciendo la flecha y au- mentando dicha distancia. Un factor muy importante aquí es el ten- sado del conductor: cuanto mayor es la tracción mecánica menor es la flecha.
Lo que ocurre es que los conductores no pueden quedar demasiado tensados, porque al contraerse con la reducción de temperatura, se puede producir esfuer- zos insoportables que causen la rotura de los mismos, de los herrajes o de los Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 43 apoyos, lo que se agravaría en zonas donde haya viento o se acumule hielo en los conductores.
Pero por otro lado, los conductores no se pueden dejar demasiado flojos por- que en verano las distancias respecto al suelo pueden volverse inaceptables, además de que el viento puede hacer vibrar horizontalmente los cables, au- mentando el esfuerzo mecánico de los herrajes y el riesgo de cortocircuitos en- tres fases. 3.1.3. Aisladores La función principal de los aisladores en líneas aéreas es separar eléctricamente los conductores de las estructuras y elementos de soporte (herrajes, crucetas y postes.
Estos elementos, además de- ben soportar grandes esfuerzos mecáni- cos, están expuestos a condiciones me- dioambientales muchas veces severas (lluvia, hielo, temperaturas extremas), que muchas veces se agrava por acu- mulación de humedad e impurezas so- bre los mismos. Los aisladores más antiguos son de vi- drio o de porcelana, como los mostrados en las siguientes imágenes. Cadena de aisladores de vidrio Cadena de aisladores de porcelana Las cadenas se forman uniendo una campana con otra a través de un herraje articulado (como referencia, cada cam- pana representa entre 10 y 15kV de ais- lamiento). Cada cadena está formada por dos o más campanas, dependiendo del nivel de tensión de la línea.
En la actualidad, las campanas de aisla- dores de vidrio y porcelana se están reemplazando progresivamente por ais- ladores de tipo polimérico. Están hechos de material flexible, lo que aumenta su resistencia mecánica frente a golpes respecto a los de vidrio y porcelana, además de que presentan mayor resis- tencia a la contaminación y a la hume- dad Cadena de aisladores poliméricos Tipos de cadenas de aisladores Existen dos tipos de cadenas: Cadenas de suspensión: Cuelgan de los apoyos en posición verti- cal. Están diseñadas para soportar el peso de los conductores.
Transmiten a los apoyos esfuerzos verticales debido al peso y esfuerzos laterales debido al viento, así como pequeños desequili- brios de tracciones entre vanos. Cadenas de amarre: Están dispuestas en posición horizontal. Están diseñadas para soportar la tensión mecánica de los conductores. Transmite a los apoyos esfuerzos horizontales por la tracción, así como esfuerzos laterales por acción del viento y esfuerzos verti- cales por el peso del cable en el ex- tremo. Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 44 Todas las líneas aéreas de MT llevan cadenas de aisladores de amarre y de suspensión. 3.1.4. Apoyos Son las estructuras que soportan los conductores.
Deben soportar los esfuer- zos mecánicos verticales y horizontales que los conductores transmiten a los aisladores. Según el material del que están cons- truidos pueden ser: - metálicos (de celosía), - de hormigón - de madera Los apoyos constan de fuste y cruceta. El fuste es la estructura vertical, encar- gada de dar la altura necesaria, y la cru- ceta, la estructura horizontal que sos- tiene los conductores.
Fuste Fuste Cruceta Cruceta Tipos de apoyo según su función Según su función en la línea pueden ser: - De alineación - En ángulo - De amarre - Fin de línea Apoyo de alineación Apoyo en ángulo Apoyo de amarre Apoyo de fin de línea Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 45 Apoyo de alineación Apoyo de amarre Apoyo de fin de línea Tipos de apoyo según el número de circuitos Según el número de circuitos que llevan pueden ser: - De un solo circuito (como los apoyos mostrados en las imá- genes anteriores). - De doble circuito (como el que se muestra en la siguiente imagen).
Apoyo de doble circuito Tipos de derivación Además de sostener la línea principal (o principal, en caso de doble circuito), de un apoyo pueden salir una o más deri- vaciones, tanto a ramales secundarios como a consumos directos. Según el tipo de derivación, podemos tener: - Derivación al mismo apoyo. - Derivación o entronque a un ramal o línea secundaria - Paso aéreo subterráneo. - Derivaciones combinadas. Puentes de conexión Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 46 Derivación en el mismo apoyo a PT Derivación a ramal secundario (hacia la izquierda) Paso aéreo subterráneo de doble circuito Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 47 3.2.
DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN CONTRA LA AVIFAUNA Uno de los efectos negativos de los ten- didos eléctricos es la colisión de las aves con los conductores. La colisión se produce porque las aves en vuelo no ven los cables, o no los detectan a tiem- po. El otro problema relacionado con la avi- fauna es la de ciertas especies de ave (por ejemplo, cigüeñas) que anidan en los apoyos.
Para reducir la muerte de las aves por colisión o contacto con las líneas, en los últimos años se han implementado dis- tintos sistemas de protección contra la avifauna con tres objetivos distintos: 1) Que los animales en vuelo vean la línea (marcadores) 2) Evitar que las aves aniden en las torres (dispositivos disuasorios de la nidificación). 3) Evitar que las aves que se posen en los apoyos no tengan contacto con los conductores activos (proteccio- nes aislantes).
Entre los marcadores de línea, el más usado es el espiral salvapájaros, que consiste en una espiral de PVC de color rojo o naranja de 1m de longitud: Espiral salvapájaros También está la baliza en X, que con- siste en dos tiras negras de neopreno cruzadas sujeta por una grapa de poliu- retano con cintas luminiscentes, que además de servir de marcador, sirve como elemento disuasorio del posado, por parecer una especie enemiga. Baliza en X La protección aislante más habitual para evitar el contacto de las aves con las líneas consiste en cubrir los puentes de los apoyos de amarre: Protección aislante Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 48 3.3.
ELEMENTOS DE MANIOBRA DE LÍNEAS AÉREAS 3.3.1. Seccionadores Seccionador unipolar: Los seccionadores unipolares se emplean principalmente en líneas aéreas trifásicas cuyos conduc-to- res no se encuentran en un mismo plano. Su uso es habitual en los entron- ques, como es el caso de la imagen de la derecha. Su maniobra se realiza a través de una pértiga que se inserta en la ore- jeta que lleva la cuchilla. Seccionadores tripolares De idénticas características a los ya vistos en los centros de transformación. Según el modelo, su maniobra se puede realizar con pértiga o con mando mecánico, si dispone de este último. Se suelen utilizar para seccionar las derivaciones hacia los centros sobre poste.
Es necesario recalcar una y otra vez que un seccionador no está preparado para abrir o cerrar en carga. Si así ocurriera, se podría producir un arco eléctrico de tal magnitud que podría causar daños tanto al operador como a la instalación. El seccionador sólo es un elemento de seguridad que asegura un corte efectivo de la instalación una vez abierto el correspondiente interruptor. El operador encargado de operar manualmente los seccionadores debe utilizar todos los equipos de protección individual y colectiva necesarios. Maniobra de los seccionadores aéreos.
La primera condición para maniobrar con seguridad los seccionadores es abrir la carga del circuito, lo que supondría, en principio, desconectar los trafos de los centros sobre poste alimentados por dicho circuito, ya sea del lado de MT (siempre que sea posible) o bien del lado de BT. La cuestión es que muchas veces no es posible controlar o verificar dicha condición (por ejemplo, derivaciones muy largas, bajantes a derivaciones subterráneas, etc.). En estos casos, la forma más segura de maniobrar el seccionador es haciéndolo sin tensión, lo que implica abrir aguas arriba un elemento de corte de carga, o en su defecto desco- nectar la línea desde la subestación.
Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 49 3.3.2. Cortacircuito de expulsión XS (cut-out): El cortacircuitos de expulsión XS es, en esencia, un seccionador unipolar con fusible que abre automáticamente una vez que dicho fusible haya fundido por causa de un defecto, dejando aislada la avería. Se colocan en apoyos de líneas aéreas principalmente para la protección de los transformadores de los centros sobre poste. Está formado por una base soporte, a la cual se conecta la línea y un portafusi- bles cilíndrico que lleva en su interior un fusible de hilo (ver imagen).
El fusible de hilo, además de tener el elemento fusor (un alambre de plata), tiene una cola resistente a la tracción mecánica. Cuando el fusible se instala en su por- tafusibles, la parte sobresaliente de la cola, amarrada convenientemente, se encarga de mantener retenido un muelle de la base inferior del portafusibles, que es articulada, manteniendo dicha articu- lación con un ángulo de 90º. En esta posición, el portafusibles permanecer en su base soporte venciendo la resistencia de un muelle que esta última lleva en su parte superior.
En caso de fusión, el hilo fusible pierde toda la resistencia a la tracción, el mue- lle de la articulación del portafusibles se libera y ésta pierde el ángulo de 90º. El muelle de la base soporte empuja libre- mente el portafusibles y éste termina cayendo por su propio peso. Funcionamiento del cortacircuito de expulsión Maniobra del XS La maniobra, así como el montaje y desmontaje de la base portafusibles se realiza con pértiga de maniobra. Estos aparatos no deben accionarse en carga, por lo cual es necesario tomar las mismas precauciones que al accionar un seccionador unipolar. Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 50 3.3.3.
Interruptor aéreo telecontrolado Se trata de un dispositivo de corte en car- ga con envolvente blindada en SF6 que tiene las siguientes características: - Su apertura produce un corte efectivo - No abre sobre falta. - Puede cerrar sobre defecto. Se suele ubicar en puntos intermedios de líneas largas y en derivaciones importan- tes. Su misión es poder seccionar o co- nectar en carga los tramos, eliminando el paso por cero de la línea para la manio- bra, y servir de punto de primera manio- bra para la localización de defectos, para lo que suele llevar un detector de paso de falta.
Al estar telecontrolado, su operación se hace desde el Centro de Control, evitando los desplazamientos al sitio para la ma- niobra, reduciendo los tiempos de inte- rrupción del suministro. Su sistema de control puede programarse con la función de autoseccionador, cuya misión es desconectar sin tensión un tramo averiado antes de que el interruptor auto- mático ubicado aguas arriba termine su ciclo de reenganche (ver siguiente unidad para más información). 3.3.4.
Reconectador Un reconectador es un interruptor auto- mático aéreo dotado de automatismo de reenganche que se coloca en ramales conflictivos con el objeto de que una avería en dichos ramales quede despe- jada por dicho dispositivo, antes de que el interruptor de cabecera de la subesta- ción actúe desconectando la línea en- tera. Puede estar telemandado. La idea es que el reconectador detecte y despeje los defectos de la línea que se presenten aguas abajo del mismo, antes de que lo haga el interruptor de cabe- cera, evitando la interrupción del servicio del lado "sano".
Si después de uno o dos intentos de reconexión (según la configuración del automatismo) el de- fecto persiste, el reconectador queda disparado definitivamente aislando el tramo averiado, pero sin afectar el resto de la línea. Armario de Armario de TT TT Interruptor Interruptor control control Interruptor aéreo telecontrolado Reconectador marca Cooper (modelo NOVA) Operación local del reconectador La apertura de un reconectador como el de la imagen se puede hacer bien ma- nualmente mediante pértiga, o bien utili- zando el mando eléctrico desde su ar- mario de control. El cierre, no obstante, sólo es posible hacerlo desde el mando eléctrico (ver siguiente unidad para más información).
Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 51 1 2 Elementos necesarios para la operación local: Anilla de apertura y bloqueo electromecánico Indicador mecánico de posición Los reconectadores telemandados se accionan normalmente a distancia desde el Centro de Control. 3.3.5. Autoválvulas o pararrayos Son dispositivos de protección contra sobretensiones, que en la red de MT normalmente se utilizan para proteger transformadores y otros dispositivos aé- reos así como los cables en los pasos aéreo-subterráneos.
En condiciones normales, estos disposi- tivos tienen una resistencia eléctrica que un aislador (del orden de los G ), pero a partir de cierto valor de sobretensión, dicha resistencia baja de forma brusca a unos pocos ohmnios (10 a 20 ) po- niendo la línea a tierra para descargar la sobretensión. Los pararrayos, uno por fase, deben instalarse lo más cerca posible del ele- mento a proteger, sin intercalar ningún dispositivo de corte o seccionamiento. Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 52 3.4. ELEMENTOS DE LÍNEAS SUBTE- RRÁNEAS 3.4.1.
Aspectos generales Cables Se denomina cable al conjunto formado por el conductor activo, la pantalla, su co- rrespondiente aislamiento y su cubierta protectora (ITC-LAT 01).
Según la ITC-LAT 06, los cables utilizados en las redes subterráneas han de tener, como mínimo, las siguientes característi- cas: – estar aislados con materiales adecua- dos a las condiciones de instalación, manteniendo, con carácter general, el mismo tipo de aislamiento del resto de cables de la red a la que se conecten; – estar debidamente apantallados, y pro- tegidos contra las posibles agresiones medioambientales del terreno en el que se encuentran; – tener, resistencia mecánica suficiente para soportar las acciones de instalación y tendido, así como las habituales des- pués de la instalación.
Se exceptúan las agresiones mecánicas pro- cedentes de maquinaria de obra pública co- mo excavadoras, perforadoras o incluso pi- cos. Canalización o conducción eléctrica Es el conjunto constituido por uno o varios conductores eléctricos y los elementos que aseguran su fijación y, en su caso, su protección mecánica (ITC-LAT 01). Los cables pueden ir en canalizaciones entubadas, directamente enterrado o en galerías subterráneas. 3.4.2. Aspectos constructivos. La siguiente imagen ilustra los principales componentes de un cable subterráneo.
Conductor Cubierta DMZ1 Pantalla de hilos de Cu Semiconductora interna Aislamiento XLPE Semiconductora externa Conductor activo Los conductores están hechos de hilos de aluminio entrelazados. A diferencia de las líneas aéreas, no es- tán preparados para soportar tracciones mecánicas de forma permanente. Las secciones típicas de los conductores de cables subterráneos son 240mm2 y 150mm2. Capa semiconductora interna Es un material de poco espesor, más bien flexible, que se fija sobre las venas for- madas por los hilos externos del conduc- tor para rellenar los huecos que existen entre las mismas y el material aislante.
Su misión principal es reducir los esfuerzos dieléctricos sobre el aislamiento, lo que realiza de dos maneras: 1º Impide la ionización del aire que, en otro caso, se encontraría entre el conduc- tor metálico y el material aislante. 2º Mejora la distribución del campo eléc- trico en la superficie del conductor activo. Gracias a su conductividad, dicha capa puede concebirse como parte integrante del conductor activo, convirtiendo en ci- líndrica y lisa la superficie del mismo. Aislamiento Es el recubrimiento dieléctrico aplicado sobre el conductor, a lo largo del mismo.
Entre el aislante y el conductor se aplica una capa de material semiconductor que se fija sobre las venas formadas por los hilos externos del conductor para rellenar los huecos que existen entre las mismas, formando un cuerpo único con el aislante. Con el mismo propósito, también se apli- ca una capa semiconductora entre el ais- lamiento y la pantalla del cable. Los cables actuales de MT son preferen- temente unipolares, con aislamiento tipo XLPE o HEPR, aunque existen antiguos cables tripolares con aislamiento en papel impregnado en aceite.
Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 53 Cuadro comparativo entre dos tipos de aislamiento Capa semiconductora externa Tiene características y funciones similares a la semiconductora externa, aunque en este caso va aplicada entre el aislamiento y la pantalla del cable. Pantalla La pantalla está constituida por una capa conductora de hilos de cobre colocada sobre el aislamiento que acompaña el ca- ble en todo su recorrido. Las pantallas desempeñan distintas misiones, entre las que destacan: - Confinar el campo eléctrico en el inte- rior del cable. - Lograr una distribución simétrica y ra- dial del esfuerzo eléctrico dentro del aislamiento.
- Limitar la influencia mutua entre cables eléctricos al blindar el cable contra potenciales inducidos por campos ex- ternos. Según la ITC-LAT 06, la pantalla de los cables de MT se han de conectar a tierra en cada extremo, lo que permite la in- terconexión de los electrodos de puesta a tierra de los centros transformación y subestaciones de la red de MT creando una gran red de tierra interconectada, lo que favorece la actuación de las protec- ciones en caso de defecto a tierra, así como aumenta la protección del personal contra descargas eléctricas. Cubierta La cubierta es el recubrimiento que pro- tege al cable de las condiciones externas así como de posibles agresiones mecáni- cas.
En MT la cubierta del cable se distin- gue por su color rojo. La cubierta utilizada hoy en día para los cables de MT de distribución es del tipo DMZ1 que tiene como características: - Resistencia a la absorción del agua. - resistencia al rozamiento y a la abra- sión. - Resistencia a los golpes y a los des- garros. - Libre de halógenos y gases ácidos (en caso de incendio). 3.4.3. Canalizaciones Según la ITC-LAT 06, los cables pueden instalarse de las siguientes formas*: Directamente enterrados Entre otras disposiciones indicadas en el reglamento, la profundidad hasta el cable más próximo a la superficie no será me- nor de 0,6 m en acera o tierra, ni de 0,8 m en calzada.
Para proteger los cables frente a excava- ciones hechas por tercero, la canalización deberá llevar protección mecánica y cinta de señalización de advertencia de pre- sencia de cable de AT. En canalización entubada Entre otras disposiciones indicadas en el reglamento, la profundidad hasta el tubo más próximo a la superficie no será me- nor de 0,6m en acera o tierra, ni de 0,8m en calzada. No se instalará más de un circuito por tubo, pudiendo estar cada fase en tubo independiente o las tres fases en un solo tubo. El diámetro mínimo del tubo y el material del mismo ha de ser el estableci- do en la ITC-LAT 06.
Para proteger la canalización frente a ex- cavaciones hechas por tercero, ésta de- berá llevar protección mecánica y cinta de señalización de advertencia de presencia de cable de AT. En galerías Según la ITC-LAT 06, pueden diferenciar- se dos tipos de galerías: 1) las galerías * En este apartado se da una breve descripción de las canalizaciones. Para más información, consultar la ITC-LAT 06. Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 54 visitables, y 2) las galerías o zanjas regis- trables. Galerías visitables Son aquellas que tienen dimensiones inte- riores suficientes para la circulación del personal.
La obra civil deberá tener la estructura y materiales adecuados para las solicitudes de carga previstas, y las paredes han de permitir una sujeción segura de los estruc- turas soporte de los cables. Galería visitable Nota: para información más detallada, sobre las características constructivas de las galerías consultar la ITC-LAT 06.
Galerías o zanjas registrables En ciertas ubicaciones con acceso restrin- gido a personal autorizado, como puede ser el interior de industrias o recintos eléc- tricos, pueden utilizarse canales de obra con tapas prefabricadas de hormigón o de cualquier otro material sintético de elevada resistencia mecánica (que normalmente enrasan con el suelo) manipulables a mano. Las condiciones de seguridad más desta- cables son: – estanqueidad de los cierres, y – buena renovación del aire en el cuerpo ocupado por los cables, para evitar acu- mulación de gases y condensación de humedades, así como para mejorar la di- sipación del calor. 3.4.4.
Conexiones y empalmes Entradas de líneas al interior del CD Según la ITC-RAT 05, en la transición de las canalizaciones para su acometida a las instalaciones, se podrá reducir la profun- didad y separación de los circuitos para adecuarlos a la entrada de la instalación, siendo las distancias al inicio de la transi- ción las aplicables según el reglamento de líneas de alta o baja tensión que co- rresponda. En este tramo, la canalización mantendrá una inclinación tal que no se supere el mínimo radio de curvatura re- comendado por el fabricante de los ca- bles, estando los cables protegidos me- diante tubos en todo el tramo.
Terminales, conectores y empalmes Según la ITC-LAT 06, los accesorios han de ser adecuados a la naturaleza, com- posición y sección de los cables. Asimis- mo, deberán ser adecuados a las caracte- rísticas ambientales (interior, exterior, contaminación, etc.). Hay que destacar que los terminales, co- nectores y empalmes son elementos muy críticos desde el punto de vista del aisla- miento, ya que supone una discontinuidad del campo eléctrico al interrumpir el ais- lamiento principal del cable, que ha de recomponerse a través del montaje en obra de los distintos componentes del accesorio. Dicho montaje debe ser reali- zado por personal especializado.
Terminales Los terminales, también llamados botellas terminales, son accesorios conectados en los extremos del cable que tienen como misión posibilitar su conexión a las bornas de un elemento o equipo. Terminal premoldado El objeto principal del terminal es el de controlar los esfuerzos eléctricos que se presentan en el extremo del cable cuando se retiran la pantalla y el aislamiento para dejar descubierto al conductor activo con el objeto de conectarlo a otro elemento de la red, además de que evita la entrada de Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 55 humedad y sustancias extrañas al interior del cable.
Los terminales más utilizados hoy en día son de tipo premoldeado contráctiles en frío, aunque también los hay de tipo ter- moretráctil. Los más antiguos son de por- celana. Terminales de cable conectados a las bornas de un trans- formador Conectores Los conectores son terminales enchufa- bles especialmente diseñados para la co- nexión de cables a transformadores, cel- das y otros equipos con bornas compatibles. Conectores enchufables Instalación de conectores enchufables en una celda Empalmes Es el conjunto de elementos que sirve para la unión de un extremo de cable con otro.
Se realizan empalmes tanto para la reparación de averías (un cable perfora- do, por ejemplo) como para la unión de un tramo nuevo a otro ya existente. Es un trabajo especialmente delicado, ya que no solo hay que unir conductores ac- tivos, sino también pantallas, capas semi- conductoras y aislamientos; además de instalar la correspondiente protección ex- terna. Todo ello sin que suponga una re- ducción apreciable de las características eléctricas y mecánicas de la línea. Existen varios tipos de empalmes, los cuales se distinguen a través de los mate- riales que se utilizan y la forma en la que se aplican para restituir el aislamiento de los cables a empalmar.
Los más utilizados en la actualidad para unir dos cables unipolares son los em- palmes moldeados en fábrica (premol- deados) y los empalmes termoretráctiles. Empalmes premoldeados Son dispositivos retráctiles en frío cuyos componentes son moldeados por el fabri- cante utilizando materiales elastoméricos. Dichos componentes se ensamblan sobre los cables a empalmar en el sitio de traba- jo. Centros de distribución y elementos de la red MT Endesa 56 Puesto que los elementos de este tipo de empalme están prefabricados con dimen- siones específicas, es necesario que la selección se efectúe teniendo en cuenta las características exactas del cable en que se va a instalar.
Empalmes termorectráctiles Son aquellos en que los componentes se aplican en el cable por unir, utilizando materiales con características retráctiles por la acción del calor, suministrado con un equipo diseñado para tal fin. Instalación de un kit de empalme dentro de una zanja