19
Jun
El conductor de cable
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El conductor
Los conductores de corriente de los cables eléctricos submarinos están hechos de cobre o aluminio. Aunque el cobre es más caro que el aluminio en relación con la capacidad de transporte de corriente, la mayoría de los cables eléctricos submarinos tienen conductores de cobre. El cobre permite una sección transversal más pequeña y, por lo tanto, requiere menos material para las capas externas, como cables de acero y plomo. Sin embargo, hay ocasiones en las que el aluminio es la mejor solución. No existe la mejor opción, ya que los costos varían mucho con un mercado de metales volátil. La resistencia limitada a la corrosión del aluminio a veces se cita a favor del cobre para cables eléctricos submarinos. Sin embargo, cuando el agua de mar puede causar corrosión en el conductor, ya ha penetrado en el aislamiento y el cable debe repararse o reemplazarse, independientemente del material conductor.
Para algunos proyectos de cables, tiene sentido usar cobre para algunas partes de la ruta y aluminio para otras. Los cables HVDC del proyecto Estlink tienen conductores de cobre en la parte submarina y aluminio en la parte terrestre. También es posible utilizar cables submarinos con conductor de aluminio para la parte fría más profunda del recorrido del cable submarino y "extremos de cobre" para las partes más calientes enterradas cerca de la playa. Los conductores de cobre y aluminio se pueden unir.
Los conductores de cable de alimentación submarino se fabrican en varias formas. Las formas más comunes se explican a continuación.
Conductor sólido
El conductor consta de un solo alambre macizo. Este diseño se utiliza para secciones transversales de hasta aproximadamente 400 mm2. La fabricación es fácil y el conductor tiene naturalmente una buena estanqueidad longitudinal, una propiedad que se requiere con mayor frecuencia para los cables submarinos. A veces, un aislamiento extruido tiende a deslizarse sobre la superficie lisa del conductor, creando así una tendencia de retracción del aislamiento al cortar el cable para su terminación o unión. Este fenómeno depende en gran medida de la técnica de extrusión del aislamiento. El moleteado o métodos similares de tratamiento de superficies en el conductor pueden mejorar la fricción y reducir los problemas de contracción.
Como la sección transversal de los conductores sólidos está limitada a unos 400 mm2, no se utilizan para cables> 150 kV, que suelen tener secciones transversales más grandes. Para cables de baja tensión con tres o cuatro núcleos en un cable, también se utilizan conductores sólidos en forma de segmento.
Conductores trenzados de alambres redondos
La mayoría de los conductores de los cables eléctricos submarinos están trenzados a partir de alambres redondos. Los cables se colocan en las máquinas trenzadoras en capas. El conductor se comprime mediante la acción de matrices o juegos de rodillos, ya sea después de cada capa o al final de la máquina trenzadora. La compresión reduce los intersticios entre las hebras. Los conductores de alambres redondos comprimidos pueden alcanzar un factor de llenado del 92%. Dado que los alambres se trabajan en frío por compresión, se reduce la conductividad eléctrica del material.
Hay dos direcciones de trenzado diferentes: mano derecha o mano izquierda. A veces se denominan Z-lay o S-lay, según la impresión visual de las hebras en espiral. Imagínese que la letra se proyecta sobre la capa y averigüe si la línea central de la letra va en paralelo con la capa de la hebra. El boceto muestra un conductor tendido en Z. La mayoría de las veces, las capas de conductores trenzados tienen una disposición en S y en Z alternativamente, pero es posible utilizar cualquier mezcla de direcciones de disposición para una mejor estabilidad del conductor u otras razones de producción. Por alguna razón práctica, la conductividad del conductor no depende de la secuencia de la capa S y Z. Si el cable se va a enrollar en el sentido de las agujas del reloj, la capa conductora exterior debe colocarse a la derecha (disposición en Z) de modo que el conductor se contraiga durante el enrollado. Un conductor que se expande bajo la influencia de la tensión de enrollamiento posiblemente infringiría el aislamiento. En los cables con aislamiento de papel, las capas de papel más internas pueden reventar.
Los conductores con alambres redondos comprimidos son igualmente útiles para c.a. y d.c. aplicaciones. La mayoría de las veces, están diseñados de acuerdo con la norma industrial IEC 60228, Clase 2. Para grandes secciones transversales o potencia de transmisión, CC. Los cables serían más económicos con conductores de alambre perfilados y CA. los cables serían más económicos con los conductores Milliken que se describen más adelante.
En grandes conductores para c.a. Se pueden generar pérdidas magnéticas adicionales en el cable reduciendo la ampacidad del cable. El "efecto de proximidad" en un conductor es causado por el campo magnético de los cables vecinos y tiende a "empujar" las líneas de flujo de corriente hacia una determinada parte del conductor. Los cables individuales o grupos de cables se pueden aislar eléctricamente para reducir el "efecto de proximidad". El aislamiento se puede realizar mediante tiras de papel o plástico, o mediante revestimientos de barniz de los cables. Otro efecto magnético, el "efecto piel" no puede reducirse con este método en conductores trenzados normales.
Los alambres de cobre estañado se han utilizado con frecuencia para la fabricación de conductores en épocas anteriores, pero este concepto no se ha seguido en los últimos años.
Los conductores de corriente de los cables eléctricos submarinos están hechos de cobre o aluminio. Aunque el cobre es más caro que el aluminio en relación con la capacidad de transporte de corriente, la mayoría de los cables eléctricos submarinos tienen conductores de cobre. El cobre permite una sección transversal más pequeña y, por lo tanto, requiere menos material para las capas externas, como cables de acero y plomo. Sin embargo, hay ocasiones en las que el aluminio es la mejor solución. No existe la mejor opción, ya que los costos varían mucho con un mercado de metales volátil. La resistencia limitada a la corrosión del aluminio a veces se cita a favor del cobre para cables eléctricos submarinos. Sin embargo, cuando el agua de mar puede causar corrosión en el conductor, ya ha penetrado en el aislamiento y el cable debe repararse o reemplazarse, independientemente del material conductor.
Para algunos proyectos de cables, tiene sentido usar cobre para algunas partes de la ruta y aluminio para otras. Los cables HVDC del proyecto Estlink tienen conductores de cobre en la parte submarina y aluminio en la parte terrestre. También es posible utilizar cables submarinos con conductor de aluminio para la parte fría más profunda del recorrido del cable submarino y "extremos de cobre" para las partes más calientes enterradas cerca de la playa. Los conductores de cobre y aluminio se pueden unir.
Los conductores de cable de alimentación submarino se fabrican en varias formas. Las formas más comunes se explican a continuación.
Conductor sólido
El conductor consta de un solo alambre macizo. Este diseño se utiliza para secciones transversales de hasta aproximadamente 400 mm2. La fabricación es fácil y el conductor tiene naturalmente una buena estanqueidad longitudinal, una propiedad que se requiere con mayor frecuencia para los cables submarinos. A veces, un aislamiento extruido tiende a deslizarse sobre la superficie lisa del conductor, creando así una tendencia de retracción del aislamiento al cortar el cable para su terminación o unión. Este fenómeno depende en gran medida de la técnica de extrusión del aislamiento. El moleteado o métodos similares de tratamiento de superficies en el conductor pueden mejorar la fricción y reducir los problemas de contracción.
Como la sección transversal de los conductores sólidos está limitada a unos 400 mm2, no se utilizan para cables> 150 kV, que suelen tener secciones transversales más grandes. Para cables de baja tensión con tres o cuatro núcleos en un cable, también se utilizan conductores sólidos en forma de segmento.
Conductores trenzados de alambres redondos
La mayoría de los conductores de los cables eléctricos submarinos están trenzados a partir de alambres redondos. Los cables se colocan en las máquinas trenzadoras en capas. El conductor se comprime mediante la acción de matrices o juegos de rodillos, ya sea después de cada capa o al final de la máquina trenzadora. La compresión reduce los intersticios entre las hebras. Los conductores de alambres redondos comprimidos pueden alcanzar un factor de llenado del 92%. Dado que los alambres se trabajan en frío por compresión, se reduce la conductividad eléctrica del material.
Hay dos direcciones de trenzado diferentes: mano derecha o mano izquierda. A veces se denominan Z-lay o S-lay, según la impresión visual de las hebras en espiral. Imagínese que la letra se proyecta sobre la capa y averigüe si la línea central de la letra va en paralelo con la capa de la hebra. El boceto muestra un conductor tendido en Z. La mayoría de las veces, las capas de conductores trenzados tienen una disposición en S y en Z alternativamente, pero es posible utilizar cualquier mezcla de direcciones de disposición para una mejor estabilidad del conductor u otras razones de producción. Por alguna razón práctica, la conductividad del conductor no depende de la secuencia de la capa S y Z. Si el cable se va a enrollar en el sentido de las agujas del reloj, la capa conductora exterior debe colocarse a la derecha (disposición en Z) de modo que el conductor se contraiga durante el enrollado. Un conductor que se expande bajo la influencia de la tensión de enrollamiento posiblemente infringiría el aislamiento. En los cables con aislamiento de papel, las capas de papel más internas pueden reventar.
Los conductores con alambres redondos comprimidos son igualmente útiles para c.a. y d.c. aplicaciones. La mayoría de las veces, están diseñados de acuerdo con la norma industrial IEC 60228, Clase 2. Para grandes secciones transversales o potencia de transmisión, CC. Los cables serían más económicos con conductores de alambre perfilados y CA. los cables serían más económicos con los conductores Milliken que se describen más adelante.
En grandes conductores para c.a. Se pueden generar pérdidas magnéticas adicionales en el cable reduciendo la ampacidad del cable. El "efecto de proximidad" en un conductor es causado por el campo magnético de los cables vecinos y tiende a "empujar" las líneas de flujo de corriente hacia una determinada parte del conductor. Los cables individuales o grupos de cables se pueden aislar eléctricamente para reducir el "efecto de proximidad". El aislamiento se puede realizar mediante tiras de papel o plástico, o mediante revestimientos de barniz de los cables. Otro efecto magnético, el "efecto piel" no puede reducirse con este método en conductores trenzados normales.
Los alambres de cobre estañado se han utilizado con frecuencia para la fabricación de conductores en épocas anteriores, pero este concepto no se ha seguido en los últimos años.
