En el mundo de la transmisión de energía eléctrica, los cables desempeñan un papel crucial al llevar la electricidad desde su generación hasta los puntos de consumo. Sin embargo, no todos los cables son iguales, y uno de los aspectos fundamentales que los distingue es su capacidad para soportar diferentes niveles de tensión. En este artículo, exploraremos las diferencias entre los cables de alta y baja tensión, analizando sus características, aplicaciones y consideraciones técnicas.
Comprender estas disparidades nos ayudará a comprender mejor cómo se transmite la energía eléctrica y cómo se adaptan los cables a las necesidades específicas de cada contexto.
Tabla de contenidos
- Diferencias entre cables de alta y baja tensión
- Cómo distinguir entre cables de alta tensión y de baja tensión
- ¿Se pueden utilizar cables de alta tensión como cables de baja tensión?
Diferencias entre cables de alta y baja tensión
Los cables de alta y baja tensión pertenecen a una categoría de cables de alimentación eléctrica y se utilizan principalmente en las redes de transmisión de energía. Hay grandes diferencias entre los cables de alto y bajo voltaje, que se reflejan principalmente en los siguientes aspectos.
Diferencias de voltaje
En general, los cables con voltajes por debajo de 1 kV (incluido 1 kV) se consideran cables de baja tensión, mientras que los que tienen más de 1 kV se consideran cables de media y alta tensión. En nuestra vida diaria, es común encontrar cables con niveles de voltaje de 0.6 kV y 10 kV, por ejemplo.
Diferencias de estructura
La estructura de los cables de baja tensión difiere de los cables de alta tensión en aspectos como la capa de blindaje del conductor, la capa de aislamiento y la cubierta metálica. Estas diferencias se deben a los diferentes requisitos de capacidad de aislamiento según el nivel de voltaje. Por ejemplo, la capacidad de aislamiento de un cable de baja tensión de 0.6 kV es mucho más débil que la de uno de 10 kV, lo que dificulta su resistencia al paso de corriente a través del aire o a través del aislamiento.
Capa de apantallamiento del conductor
Dado que el conductor está compuesto por múltiples hilos de alambre rígido, su superficie presenta espacios vacíos que pueden provocar campos eléctricos no uniformes y descargas parciales. Por lo tanto, se utiliza un material no metálico conductor para rellenar estos espacios y garantizar un ajuste perfecto con la capa de aislamiento, logrando así un campo eléctrico uniforme y prolongando la vida útil del cable.
Capa de aislamiento
La distancia entre los conductores desnudos en un cable de 10 kV es de 125 mm, mientras que en el cable es muy pequeña. Por lo tanto, se requiere un material de polietileno reticulado de alta calidad para fabricar el aislamiento de cables. En general, el grosor de la capa de aislamiento en modelos de 8.7/15 kV no debe ser inferior a 4.5 mm.
Capa de apantallamiento del aislamiento
Debido a la presencia de espacios entre la capa de aislamiento y la cubierta exterior, se añade una capa semiconductora conductora fuera de la capa de aislamiento para obtener un campo eléctrico uniforme y prevenir las descargas parciales.
Capa apantallada metálica de protección
Con el fin de garantizar una conexión confiable a tierra de la capa semiconductora, se agrega una capa metálica de protección exterior. Cuando la capa metálica de protección funciona correctamente, descarga la corriente capacitiva distribuida entre el cable y otros conductores a tierra, al tiempo que también actúa como una barrera contra las interferencias electromagnéticas para evitar interferencias en otros equipos.
Capa de armadura de cinta de acero
La capa de armadura se utiliza para aumentar la resistencia mecánica del cable y mejorar su capacidad de resistencia a la corrosión. Estos cables armados de acero están diseñados especialmente para áreas propensas a daños mecánicos o corrosión.
Diferencias de uso
- Los cables de alta tensión deben ser fabricados con precisión en los extremos antes de su uso, siguiendo estrictos procesos de fabricación. Por otro lado, no es obligatorio fabricar los extremos de los cables de baja tensión.
- La instalación de los LV cables es más flexible y no requiere una ruta específica. Sin embargo, los HV cables ben tener su ruta de instalación determinada con anticipación.
- Durante la instalación de cables de baja tensión, no es necesario enterrarlos profundamente con arena y ladrillos como en el caso de los cables de alta tensión. Por lo general, se instalan a una profundidad más superficial, lo que los hace más propensos a daños por fuerzas externas y posibles fallas.
- Los cables de baja tensión suelen tener longitudes más cortas, que van desde varias decenas de metros hasta varios cientos de metros. Mientras tanto, los cables de alta tensión a menudo requieren longitudes que van desde varios cientos de metros hasta varios kilómetros.
- Los cables de baja tensión tienen requisitos de resistencia de aislamiento más bajos. Además, los procesos de reparación de fallas y realización de empalmes son más simples.
- La mayoría de los puntos de falla en los cables de baja tensión presentan daños visibles por quemaduras. Esto facilita la localización de las fallas y la resolución de problemas en los cables.
- Los cables de baja tensión soportan cambios de carga más significativos y a menudo están desequilibrados, lo que puede generar calentamiento. Como resultado, las fallas en los cables son más comunes.
Cómo distinguir entre cables de alta tensión y de baja tensión
Aislamiento
Por lo general, el aislamiento de los cables de baja tensión es relativamente delgado, generalmente entre 1 y 3 mm. En el caso de cables de media tensión de 10 kV a 35 kV, el grosor del aislamiento suele ser de 5 a 8 mm. Para cables de alta tensión superiores a 35 kV, el grosor del aislamiento suele ser superior a 10 mm.
Marcado en la cubierta exterior
Por lo general, los cables eléctricos tienen información relevante, como el modelo, la clasificación y el voltaje, impresa en su cubierta exterior. Por ejemplo, se pueden encontrar marcas como YJV-1KV-4×150 o YJV-10KV-4×150. Esta información proporciona detalles sobre el modelo y las especificaciones del cable.
Proceso de fabricación
Los cables de baja tensión pueden fabricarse utilizando polivinilo clorado (PVC) o polietileno reticulado (XLPE) como aislamiento. Por otro lado, los cables de media y alta tensión generalmente utilizan aislamientos de plástico reticulado. Para cables de 6 kV a 35 kV, se puede utilizar una capa de polietileno reticulado de alta densidad en un proceso de triple extrusión.
¿Se pueden utilizar cables de alta tensión como cables de baja tensión?
Los HV cables pueden ser utilizados como cables de baja tensión, siempre y cuando su capacidad de corriente segura cumpla con los requisitos de uso. Esto se debe a que la selección de cables se basa principalmente en dos requisitos. Primero, el voltaje nominal del cable debe ser mayor o igual al voltaje real de uso. Segundo, la capacidad de corriente segura del cable debe ser mayor o igual a la corriente real de uso.
Sin embargo, utilizar cables de alta tensión como cables de baja tensión no es ideal. Esto se debe a que el diseño y la fabricación de los cables de alta tensión y baja tensión son diferentes. La capa de aislamiento y la cubierta exterior de los cables de alta tensión son más gruesas y tienen una mayor resistencia al voltaje que los cables de baja tensión. Si se utilizan cables de alta tensión en circuitos de baja tensión, puede resultar en cables demasiado pesados, lo que dificulta su instalación y mantenimiento.
Además, los cables de alto voltaje son considerablemente más costosos que los cables de baja tensión. Utilizar HV cables en situaciones de LV cables resultaría en desperdicio de materiales y mayores costos. Además, los parámetros eléctricos de los cables de alta tensión difieren de los cables de baja tensión, lo que podría representar una amenaza potencial para la estabilidad y seguridad del circuito.