respuesta corta: El tramo de ruta más restrictivo rige un sistema de cable subterráneo de alta tensión. Las condiciones a lo largo de la mayor parte de la alineación no pueden anular ese límite.. Un cruce corto y profundo, banco de conductos congestionados, zona de suelo seco, o la bahía conjunta puede limitar la ampacidad del circuito.. Una transición pronunciada o una sección de la funda mal coordinada también pueden hacer que la instalación no sea práctica.. Los equipos de diseño deben dividir la ruta en eléctricos., térmico, mecánico, civil, y zonas de mantenimiento primero. Luego pueden congelar el tamaño del conductor., construcción de cables, posiciones conjuntas, vinculación, y longitudes de tambor.
La cuestión del diseño práctico va más allá de si es posible el entierro.. Se pregunta si los equipos pueden instalar el sistema completo de cables y accesorios sin sufrir daños.. Luego, el sistema debe transportar la carga requerida a través de cada condición de ruta., resistir fallas y transitorios, y permanecer accesible para inspección y reparación..
El segmento de ruta más débil establece la clasificación del circuito útil.
Una clasificación basada en un suelo uniforme y una profundidad de enterramiento constante puede inducir a error. La alineación real puede contener cruces de carreteras., congestión de servicios públicos, bancos de ductos de concreto, agujeros de disco duro, túneles, secciones de puente, bahías conjuntas, y transiciones. El calor sigue el camino disponible en cada ubicación. El segmento con mayor resistencia térmica efectiva puede convertirse en el cuello de botella del circuito., incluso cuando ocupa poco del recorrido.
El mismo principio se aplica mecánicamente.. Una zanja larga y recta puede presentar poca dificultad de instalación., mientras que una curva del conducto o un cambio de elevación controla la tensión de tracción y la presión de las paredes laterales.. eléctricamente, una posición de la articulación puede controlar la longitud de la sección de la vaina, voltaje inducido, equilibrio cruzado, y diseño de cuadro de enlace. Los equipos no pueden liberar civiles., cable, y planos eléctricos por separado y conciliarlos después de la fabricación..
El XWA gama de cables de alimentación de alta tensión proporciona contexto de construcción de cables. Área del conductor final, funda metalica, funda, barreras de agua, longitud del tambor, y las interfaces accesorias dependen del modelo de ruta aprobado.
Construya un modelo de ruta antes de seleccionar la construcción del cable.
Un modelo de ruta útil divide la alineación cada vez que cambia una condición. El cambio puede afectar la calificación., tracción, vinculación, protección, o mantenimiento. El encadenamiento geográfico por sí solo no es suficiente. Cada segmento debe identificar el entorno instalado y la interfaz en ambos extremos..
| Datos de zona de ruta | que cambia | Se requieren pruebas antes de congelar el diseño |
|---|---|---|
| Profundidad de entierro, formación, y espaciamiento de fases | Resistencia térmica, campo magnético, pérdidas de funda, protección de excavación, y ancho de ruta. | Secciones transversales de ruta y limitaciones de servicios públicos encuestadas. |
| Suelo nativo y relleno diseñado | Disipación de calor, riesgo de secado, y estabilidad de calificación a largo plazo. | Datos de resistividad térmica de campo o laboratorio con base de ubicación y humedad.. |
| Material del conducto, diámetro, acuerdo, y llenar | Camino termal, espacio libre de tracción, fricción, geometría de curvatura, y acceso de reemplazo. | Dibujos del banco de conductos, datos del orificio, requisito de mandril, y modelo térmico. |
| Cruces y fuentes de calor adyacentes. | Aumento de temperatura local y calentamiento mutuo.. | Encuesta de servicios públicos, separación, supuestos de carga, y estudio numérico cuando sea necesario. |
| Bahías de unión y posiciones de caja de enlace | Longitudes de tambor, secciones de vaina, unión cruzada, acceso, drenaje, y secuencia de instalación. | Diseño civil y eléctrico coordinado.. |
| Agua subterránea, inundación, y contaminación | Barrera de agua, funda, caza de focas, control de corrosión, y entorno accesorio. | Información geotécnica y de drenaje con peores condiciones creíbles.. |
| Transición al túnel, puente, eje, o subestación | Calificación del aire, apoya, estrategia de fuego, movimiento termomecánico, y sujeción de cables. | Dibujo de interfaz y cálculo de movimiento/restricción.. |
Este cronograma de ruta debe llevar control de revisión.. Un cambio civil tardío puede invalidar la calificación actual, estudio de tirar, horario conjunto, o cálculo de la unión de la funda incluso cuando la hoja de datos del cable permanece sin cambios.
La ampacidad subterránea es un cálculo de transferencia de calor.
La corriente produce pérdida del conductor., pérdida dieléctrica, y pérdida de funda o pantalla metálica. Ese calor debe pasar a través del aislamiento., capas metalicas, funda, conducto o relleno circundante, tierra natal, y finalmente el límite ambiental. La ampacidad es la corriente que mantiene los límites de temperatura especificados bajo los supuestos ambientales y de carga definidos..
IEC 60287 proporciona métodos para cálculos de clasificación de corriente en estado estacionario. IEC 60853 aborda condiciones cíclicas y de emergencia. Estos métodos requieren insumos del proyecto.; No proporcionan una clasificación subterránea universal para un tamaño de cable.. CEI TR 62095 También explica cuándo los métodos numéricos pueden representar mejor geometría o límites complejos..
Medir y localizar la resistividad térmica del suelo.
Nombres de suelos como arena., arcilla, o relleno no son entradas térmicas confiables por sí mismas. La resistividad térmica depende de la composición., densidad, humedad, temperatura, y comportamiento de secado. IEEE 442 Cubre mediciones de suelos y materiales de relleno utilizados alrededor de sistemas de cables subterráneos..
Un valor promedio puede ocultar una breve sección pobre. La encuesta debe identificar cambios en el material., drenaje, agua subterránea, cubierta de superficie, y proximidad a otras fuentes de calor. Los resultados de las pruebas necesitan ubicaciones de ruta y una base de humedad acordada para que el modelo térmico pueda distinguir lo normal., estación seca, y condiciones creíbles a largo plazo.
El relleno diseñado es parte del sistema de calificación
Un relleno de baja resistividad puede crear una zona de transferencia de calor controlada alrededor del cable o banco de conductos.. Su valor depende de la densidad instalada., estabilidad de la humedad, dimensiones, colocación, y control de calidad. Un resultado de laboratorio no garantiza el desempeño en el campo si la segregación, vacíos, contaminación, o el secado cambia el material.
Por lo tanto, la especificación de construcción debe definir la envolvente de relleno., aceptación de materiales, método de colocación, requisitos de compactación o flujo, muestreo, archivos, y responsabilidad por las desviaciones. Un cambio en el ancho de la zanja o el espesor del relleno debe desencadenar una nueva ejecución del modelo térmico..
Las travesías cortas suelen convertirse en cuellos de botella térmicos
Carreteras, ferrocarriles, ríos, servicios públicos congestionados, y las áreas ambientalmente restringidas a menudo requieren un entierro más profundo, conductos, carcasa de acero, revestimiento de hormigón, disco duro, microtúnel, o secciones con tuberías. Estos métodos resuelven problemas de acceso civil o protección, pero pueden agregar resistencia térmica..
Un estudio de cruce debe modelar su profundidad real., espaciamiento del agujero, material de la carcasa o del conducto, lechada, agua subterránea, circuitos adyacentes, y longitud. La entrada y salida del cruce también importa. El espacio entre cables puede cambiar, Los conductos pueden converger., y la geometría de tracción puede forzar diferentes ubicaciones de juntas o tambores.
Un error común utiliza la clasificación de zanja abierta y trata el cruce sólo como un detalle mecánico.. Ejecute la verificación inversa. Determinar si el cruce establece la calificación continua o de emergencia.. Luego decida si el espaciamiento, conductor de área, relleno, enfriamiento, disposición del circuito, o la carga operativa debe cambiar.
El método de ruta cambia más que la protección mecánica
| Método de instalación | Fortaleza principal | Restricción de diseño que comúnmente controla |
|---|---|---|
| Entierro directo | Ruta de calor directa y construcción comparativamente simple donde hay excavación disponible.. | variabilidad del suelo, daño externo, drenaje, calidad de relleno, y futuras excavaciones. |
| Ducto o banco de ductos | Corredor definido y posible acceso de reemplazo.. | Resistencia térmica del conducto, agrupación de circuitos, tirando de la geometría, limpieza, y espaciamiento de las articulaciones. |
| Abrevadero o zanja accesible | Inspección y disposición controlada de cables.. | Ventilación, separación de fuego, gestión del agua, cubre, acceso, y apoyar las transiciones. |
| Túnel o pozo | Infraestructura compartida y acceso a través de áreas densas.. | Temperatura del aire, ventilación, estrategia de fuego, fuerzas de apoyo, restricción vertical, y restricciones de evacuación. |
| HDD o microtúnel | Cruce sin excavación continua de superficie. | Longitud, profundidad, curvatura del orificio, fricción, tirando de la tensión, comportamiento del conducto, lechada, y reparar el acceso. |
Folleto técnico de CIGRE 889 organiza trabajos subterráneos de alta tensión en torno tanto a la construcción civil como al diseño de instalaciones. Es TB CIGRE 889 descripción general cubre el entierro directo, conductos, túneles, ejes, métodos sin zanjas, cruces, tracción, diseño termomecánico, unión de vaina, y bahías conjuntas. La lección útil es que la selección de ruta no puede depender únicamente de la protección mecánica..
Los cables de alta tensión de gran tamaño necesitan un cálculo de tracción específico para la ruta
Los cables unipolares de alta tensión pueden tener grandes superficies conductoras, sistemas de aislamiento grueso, vainas metálicas continuas, y masa sustancial. No se comportan como cables de instalación flexibles.. El estudio de instalación debe comprobar el cable real y su recorrido.. Sus entradas incluyen radio de curvatura., tirando de la tensión, presión de la pared lateral, límites del dispositivo de tracción, espacio libre del conducto, fricción, elevación, secuencia de plegado, y temperatura de instalación.
La tensión máxima en el extremo de tracción no es el único criterio de aceptación. La presión en una curva puede exceder el límite de un cable o conducto antes de que la tensión total alcance su máximo. Los agujeros largos también pueden producir una gran incertidumbre debido a la fricción., lubricante, condición del conducto, agua, y tirar simultáneamente de varios cables cambia el resultado.
Un plano de instalación práctico registra las hipótesis de cálculo., dirección de tracción, posiciones del equipo, método de tracción, comunicación, control de velocidad, valores máximos permitidos, criterios de parada, contingencia por un tirón estancado, y registro de fuerza medida. Las cuadrillas deben probar y limpiar el conducto., luego confirme su geometría antes de someter el tambor al tirón..
El movimiento térmico continúa después de la instalación.
Los ciclos de carga calientan y enfrían el conductor y la estructura del cable.. Los sistemas XLPE de grandes conductores pueden desarrollar fuerza axial, tensión, y movimiento cíclico. Cambios de comportamiento entre un cable sujeto en un conducto, Un cable dispuesto de forma flexible en un túnel., un eje vertical, y una transición entre soporte rígido y flexible.
El espaciado de los soportes por sí solo no completa el diseño.. Rigidez axial efectiva, rigidez a la flexión, expansión térmica, fricción, geometría del cable, construcción de conductores, cambio de temperatura, diseño de curvatura, tacos, y todas las fuerzas de falla pueden importar. La guía de CIGRE señala que estas entradas de cables pueden necesitar datos del fabricante o medidas de tamaño completo.
Las transiciones merecen cálculos explícitos porque la fuerza y el movimiento pueden concentrarse cerca de las terminaciones., articulaciones, elevadores, puntos fijos, y apoyar cambios. El diseño debe indicar dónde puede ocurrir el movimiento y dónde actúan las restricciones.. También debe mostrar cómo la disposición de soporte protege los accesorios de la carga transferida..
La funda metálica es un sistema eléctrico a lo largo del recorrido.
La funda o pantalla metálica contribuye al control del campo eléctrico., servicio de falla a tierra, Protección del agua en algunas construcciones., y el sistema de unión. No seleccione su material y área independientemente de la longitud de la ruta., formación, actual, toma de tierra, y tiempo de resolución de fallos.
En tensiones de transmisión, punto único, sólido, o las disposiciones cruzadas afectan el voltaje de la vaina, corriente circulante, pérdidas, cuadros de enlace, limitadores de voltaje de vaina, continuidad de la tierra, y configuración conjunta. CIGRE B1.50 trata todos los sistemas de cables de transmisión de CA a niveles y superiores 66 kV que requiere un sistema de unión de funda de diseño exclusivo.
Por lo tanto, las ubicaciones conjuntas responden a varias limitaciones a la vez.:
- longitud del cable fabricable y transportable;
- acceso al tambor, atracción de ruta, y tensión permitida;
- Tensión permanente de la vaina y equilibrio de la sección de unión cruzada.;
- espacio de bahía conjunta, limpieza, drenaje, y acceso seguro al trabajo;
- ubicación del cuadro de enlace, conexiones a tierra, SVL, e inspección;
- ubicación futura de la falla, reparar, y logística de reemplazo.
Mover una bahía de unión después de que los equipos congelen el cable y el diseño de unión puede afectar todos los elementos de esa lista. El cambio debería activar la electricidad., térmico, mecánico, civil, y revisión de la cadena de suministro.
La protección del agua tiene varios límites independientes.
Subterráneo no significa permanentemente seco. El agua puede estar presente en el suelo., conductos, pozos de registro, bahías conjuntas, y sótanos de cables. Puede viajar a lo largo de una funda dañada., a través de un extremo mal sellado, o a lo largo de caminos internos si la construcción del cable y el sellado de accesorios no lo bloquean.
La especificación debe distinguir:
- Barrera de agua radial: la capa destinada a limitar la entrada de agua a través de la pared del cable.
- Bloqueo de agua longitudinal: Materiales destinados a limitar el paso del agua a lo largo del conductor o de la región de la pantalla metálica después de un daño local..
- Protección superior: la capa polimérica externa que protege los componentes metálicos de la humedad, corrosión, y daños mecánicos.
- Sellado de accesorios: las interfaces en las juntas, terminaciones, cuadros de enlace, y extremos de cable temporales.
- Gestión civil del agua: drenaje, bombeo, sellado de conductos, detalles de bahía conjunta, y supuestos sobre el nivel de inundación.
Ninguna capa reemplaza a las demás. Una funda metálica puede proporcionar una barrera radial pero aún requiere juntas sólidas., una funda intacta, evaluación de la corrosión, y sellado controlado de los extremos del cable. Los equipos deben verificar la protección del agua mediante la selección de materiales., controles de fabricación, manejo de instalación, pruebas de vaina, mano de obra accesoria, e inspección conforme a obra.
El cable y los accesorios deben compartir un sobre de calificación
IEC 60840 cubre sistemas de cables extruidos arriba 30 kV hasta 150 tensión nominal kV, incluyendo el 110 Clase kV dentro de sus definiciones de voltaje indicadas. IEC 62067 cubre los sistemas anteriores 150 kV hasta 500 tensión nominal kV. Ambas normas abordan cables y accesorios para instalaciones fijas dentro de su ámbito., no solo cable.
El XWA 110 página de cable kV proporciona un contexto de producto específico para el voltaje. Una especificación del proyecto aún debe definir la edición estándar aplicable., diseños de cables y accesorios, rango de precalificación, pruebas de tipo, pruebas de rutina y de muestra, pruebas posteriores a la instalación, y cualquier ruta especial o requisitos de servicios públicos.
Las uniones y terminaciones introducen interfaces donde la geometría, compatibilidad de materiales, nivelación de campo eléctrico, limpieza, habilidad de instalación, y el comportamiento térmico cumplen. TB CIGRE 968 identifica estas interfaces como partes críticas del sistema de cable completo. Por lo tanto, la selección de accesorios únicamente en función de la tensión nominal y el tamaño del conductor es incompleta.
Congele el diseño a través de una secuencia controlada
- Definir el deber eléctrico. Registro de voltaje, frecuencia, carga continua y de emergencia, servicio de cortocircuito, toma de tierra, traspuesta, y criterios de confiabilidad.
- Segmentar la ruta. Identificar cada cambio en el entierro., suelo, conducto, cruce, túnel, eje, agua, fuente de calor, acceso, y condición de soporte.
- Calcular el rendimiento térmico. Evaluar estable, cíclico, emergencia, calentamiento mutuo, cruce, y condiciones de transición utilizando datos ambientales verificados.
- Calcular la viabilidad de la instalación.. Confirmar las dimensiones del cable, masa, doblando, tensión, presión de la pared lateral, acceso al tambor, dirección de tracción, y equipo.
- Coordinar uniones y uniones.. Corregir longitudes de secciones elementales., bahías conjuntas, cuadros de enlace, SVL, continuidad de la tierra, y pruebas de vaina.
- Confirmar construcción y calificación.. Alinear conductor, aislamiento, funda metálica, bloqueo de agua, funda, accesorios, estándares, pruebas, y registros.
- Cerrar las interfaces. Emitir un cronograma controlado que vincule el encadenamiento de rutas, dibujo civil, zona termal, longitud del cable, articulación, sección de unión, método de instalación, y registro de inspección.
Esta secuencia reduce el riesgo de fabricar un cable técnicamente compatible que no pueda lograr el rendimiento requerido del circuito después de la instalación.. el más amplio Perspectivas del mercado de cables HV y EHV explica por qué la demanda de transmisión está aumentando, mientras que el cronograma de ruta sigue siendo el documento que convierte la demanda en un sistema subterráneo ejecutable.
Preguntas previas a la fabricación
¿Puede un valor de ampacidad cubrir la ruta completa??
Sólo cuando el estudio comprueba cada tramo de ruta sustancialmente diferente y no encuentra ningún límite inferior. En la práctica, cruces, conductos agrupados, agujeros profundos, áreas conjuntas, y las transiciones a menudo necesitan cálculos separados.
¿Un entierro más profundo siempre proporciona una mejor protección??
Una mayor profundidad puede reducir algunos riesgos en la superficie, pero generalmente alarga la ruta del calor y puede aumentar la dificultad de extracción y reparación.. Evalúe la protección y el rendimiento térmico juntos.
¿Todos los cables subterráneos de alta tensión necesitan armadura??
No automáticamente. La protección mecánica puede provenir del cable., conductos, concreto, cubre, control de ruta, o combinaciones de ellos. La armadura también afecta las pérdidas., diámetro, peso, tracción, vinculación, y comportamiento de falla. El peligro de la ruta y el diseño del sistema deciden el requisito..
¿Por qué las bahías de unión forman parte de la ingeniería de cables??
Controlan secciones de batería accesibles., dirección de tracción, entorno accesorio, secciones de unión de vaina, ubicación del cuadro de enlace, drenaje, hechura, pruebas, y futura reparación. Su posición es una decisión tanto civil como eléctrica..
¿Cuándo se justifica un modelo térmico numérico??
Se vuelve útil cuando la geometría, límites materiales, fuentes de calor cercanas, condiciones de la superficie, o las transiciones de ruta quedan fuera de los supuestos de los métodos analíticos estándar. El modelo aún requiere datos de entrada verificados y una base de validación acordada..
Conclusión de ingeniería
Diseñar un sistema de cable subterráneo de alta tensión desde la ruta hacia el interior.. La zona térmica límite establece la corriente transferible.. El tirón más fuerte moldea las posiciones del tambor y las articulaciones.. El estudio de la vaina da forma a las secciones de unión.. Las condiciones del agua y la corrosión dan forma a las barreras y al sellado.. Las restricciones de acceso dan forma a la estrategia de instalación y reparación.
La especificación defendible vincula cada requisito de cable y accesorio a una condición de ruta., servicio eléctrico, cálculo, o prueba. La clase de voltaje y el tamaño del conductor son solo el comienzo de la definición del sistema..
Envíe la ruta y la base del sistema.
Para alineación técnica, proporcionar voltaje del sistema, frecuencia, carga continua y de emergencia, servicio de cortocircuito, longitud de ruta y PK, Secciones transversales de enterramiento y conductos., datos de suelo y relleno, cruces, Secciones de HDD o túnel, condiciones del agua subterránea, circuitos adyacentes, ubicaciones de bahías conjuntas, concepto de unión de funda, límites de instalación, normas aplicables, expectativas de prueba, cantidad, y destino. XWA Power & El cable puede alinear la construcción del cable, longitudes de sección, interfaces accesorias, y documentar los horarios con la base de ruta aprobada.