Los conductores de alta tensión desempeñan un papel fundamental en la transmisión eficiente y segura de energía eléctrica a largas distancias. Estos cables especiales están diseñados para soportar voltajes elevados y transportar grandes cantidades de electricidad, permitiendo llevar la energía desde las centrales generadoras hasta los lugares donde se necesita.
ZMS le ayudará a comprender los distintos tipos y características de los conductores de alta tensión. Esto le facilitará la elección del cable de alta tensión más adecuado.
Tabla de contenidos
¿Qué Es el Conductor de Alta Tensión?
La alta tensión se refiere generalmente a tensiones superiores a 35 kV. En algunos lugares, los cables de media tensión de 1kV-35kV también se denominan cables de alta tensión. Estos voltajes elevados son necesarios para transmitir grandes cantidades de energía eléctrica a largas distancias de manera eficiente. Los conductores para cables de alta tensión son elementos clave en esta transmisión, ya que permiten minimizar las pérdidas de energía y garantizar un suministro confiable.
Niveles de alta tensión
Existen diferentes niveles de alta tensión según los estándares y regulaciones específicos. Algunos de los rangos de voltaje comunes incluyen los siguentes.
Alta tensión (AT): Se refiere a voltajes que oscilan entre 35 kV y 69 kV. Los conductores de alta tensión son ampliamente utilizados en sistemas de distribución de energía en áreas urbanas y rurales.
Extra alta tensión (EAT): Se encuentra en el rango de 69 kV a 230kV. Los conductores de EAT se utilizan principalmente en la transmisión de energía a larga distancia, interconexión de redes y suministro a grandes industrias.
Ultra alta tensión (UAT): Comprende voltajes que van desde 230 kV hasta varios cientos de kV. Los conductores de UAT se emplean en proyectos de transmisión de energía a larga distancia, como líneas de interconexión entre países o regiones.
¿Cuanto mayor es la tensión nominal del conductor, mayor es su grosor?
En realidad, no existe una relación directa entre el grosor de un conductor y su tensión. Según la ley de Ohm I = U/R, cuanto mayor es la tensión, menor es la corriente que transmite. El objetivo de la transmisión de alta tensión es reducir la corriente. Cuanto mayor es la sección transversal de un conductor, mayor es la corriente que puede transportar. Y al reducir la corriente es posible utilizar un conductor más fino.
Durante la transmisión real de electricidad, la distribución de la corriente tiende a estar cerca de la superficie del conductor debido al efecto del campo electromagnético. En este caso, engrosar el conductor reduce la impedancia. Sin embargo, los conductores demasiado pesados pueden hacer insostenibles las torres o hacer que el coste del cable aumente bruscamente.
¿Por qué se suelen utilizar conductores divididos en los cables de alta tensión?
Los conductores divididos se utilizan para aumentar la eficacia de transmisión de los cables de alta tensión. Debido al efecto pelicular, la clave para reducir la impedancia es aumentar la circunferencia del cable. El uso de múltiples conductores trenzados para transportar la energía que de otro modo transportaría un solo conductor puede aumentar el radio equivalente del cable. Al mismo tiempo, puede reducir la cantidad de material utilizado.
Por ejemplo, si se utilizan cuatro conductores trenzados divididos en lugar del conductor original de 16 cm de grosor, sólo se necesitan cuatro conductores de 2 cm. Y el peso total de este cable de alta tensión es 1/4 de la solución original.
Tipos de Conductores de Alta Tensión
Conductores de alta tensión aéreos
Existen varios tipos de conductores aéreos utilizados en la transmisión de alta tensión. Algunos de los más comunes son los siguentes.
Cables de aluminio
Estos conductores están compuestos principalmente de aluminio y son ampliamente utilizados debido a su ligereza, buena conductividad eléctrica y resistencia a la corrosión. Los cables de aluminio ofrecen una excelente relación entre costo y rendimiento. Esto los convierte en una opción popular para la transmisión de energía eléctrica aérea.
Cables de aleación de aluminio
Estos conductores están fabricados con una aleación de aluminio que puede incluir otros elementos como silicio, cobre y magnesio. La incorporación de estas aleaciones mejora las características mecánicas del conductor de aluminio puro, como la resistencia a la fatiga y la capacidad para soportar cargas más pesadas. Los cables de aleación de aluminio son ideales para situaciones en las que se requiere una mayor capacidad de carga y una mayor resistencia a condiciones climáticas adversas.
Cables de acero reforzado
Estos conductores como ACSR conductores están compuestos por un núcleo de acero recubierto por capas concéntricas de aluminio. La combinación de acero y aluminio proporciona una alta resistencia mecánica y permite soportar tensiones más altas. Los cables de acero reforzado son particularmente adecuados para áreas donde se esperan condiciones climáticas severas, como fuertes vientos o hielo.
En general, los conductores aéreos son ampliamente utilizados en la transmisión de alta tensión debido a su costo relativamente bajo, facilidad de instalación y mantenimiento, y capacidad para soportar diferentes condiciones climáticas. La elección del tipo de conductor aéreo dependerá de factores como la distancia de transmisión, la capacidad de carga requerida y los requisitos de resistencia mecánica.
Conductores subterráneos de alta tensión
Normalmente, los conductores para alta tensión son aéreos y rara vez hay cables subterráneos de alta tensión. Esto se debe a que, como el aire es un aislante y la tierra es un conductor. Entonces, todos los cables subterráneos necesitan aislamiento para evitar fugas de energía. El coste del aislamiento de los cables subterráneos de alta tensión es tan elevado que sólo se utilizan en una parte de los municipios de las grandes ciudades. Los conductores alta tensión subterráneos utilizan básicamente conductores de cobre, que tienen una mayor eficacia de transmisión que los conductores de aluminio. Cuando se tienden, los cables subterráneos para alta tensión suelen colocarse en zanjas para reducir las pérdidas de transmisión.
Conductores especiales de alta tensión
Además de los conductores aéreos y subterráneos, existen otros tipos de conductores de alta tensión utilizados en casos específicos. Los más comunes son los HVDC cables submarinos.
Los HVDC (High-Voltage Direct Current) cables submarinos son uno de los tipos más comunes de conductores de alta tensión utilizados en casos específicos. Estos cables son especialmente diseñados para la transmisión de corriente continua a través de largas distancias submarinas.
Estos conductores de alta tensión especiales están construidos con materiales y aislamientos de alta calidad que los hacen resistentes a las condiciones marinas, incluyendo la presión del agua, la corrosión y la interferencia electromagnética. Además, están diseñados para soportar altas tensiones de corriente continua y mantener una transmisión estable a lo largo de las distancias submarinas.
Resumen
En conclusión, los conductores de alta tensión desempeñan un papel fundamental en la transmisión eficiente y confiable de grandes cantidades de energía eléctrica a largas distancias. Los diferentes tipos de conductores, ya sean aéreos, subterráneos o especiales, ofrecen características y ventajas específicas que los hacen adecuados para diferentes aplicaciones.
Desde la transmisión aérea con cables de aluminio hasta los cables submarinos de HVDC, cada tipo de conductor está diseñado para cumplir con los requisitos técnicos y ambientales de su entorno. Con el avance de la tecnología y la creciente demanda de energía, los conductores de alta tensión seguirán evolucionando para garantizar una transmisión eficiente y sostenible de la electricidad.