TEORIA Y APLICACION DE LOS CONECTORES

UNA GUIA PARA EL DISEÑO Y LA ESPECIFICACION DE CONEXIONES

ConectoresMaterial traducido de FCI Electrical, Tercera Edición Revisada, escrito por:

 

1.3 DISTRIBUCION SUBTERRANEA

En ninguna parte de la distribución de la energía eléctrica los problemas de instalación, conexión y de protección de los conductores y de equipo son tan complejos como en los sistemas subterráneos. Es por esta razón que hay diseños especiales para los dispositivos usados en sistemas de distribución subterránea.

Red Radial

Figura 1.3-1 Red Radial

Generalmente hay dos tipos de sistemas de distribución subterránea: radial (Figura 1.3-1) y red (Figura 1.3-2). El sistema radial es análogo a una rueda con rayos emanando desde el centro. La potencia principal se envía a un punto central, y desde allí se divide en circuitos con ramificaciones en serie para suministrar servicios a clientes individuales. El sistema tipo red se parece a una rejilla en paralelo y, dada su facilidad de lectura se ha convertido en el estándar para los sistemas de distribución subterráneos donde existe una densidad elevada de carga.

Red Secundaria

Figura 1.3-2 Red Secundaria

Con el tiempo, se han mejorado los métodos para reducir el costo de la instalación y del mantenimiento para cada uno de estos sistemas subterráneos.

1.3.1 Objetivos de Diseño

Aunque tipos específicos de equipos cumplen requerimientos particulares de servicio, todos tienen varios objetivos en común.

Confiabilidad: Las redes subterráneas sirven típicamente a áreas de alta densidad de carga. Como resultado, una falla sin controlar en un área podría afectar el servicio a varios clientes. La necesidad de confiabilidad se vuelve obvia en esta situación.

Instalación: Trabajando en redes subterráneas significará trabajar en espacios confinados, tales como bocas de acceso y bóvedas de transformadores. Los dispositivos creados para ser usados en redes de distribución deben ser simples de instalar con requerimientos mínimos de espacio

Economía: Minimizando las complicaciones de la instalación y maximizando su confiabilidad, los dispositivos usados para sistemas subterráneos se vuelven económicos.

Versatilidad: Siempre recuerde que como otros circuitos de distribución, las redes de distribución cambian y se expanden continuamente. Los dispositivos usados en las redes de distribución deben permitir una fácil adaptación a la red para necesidades actuales y futuras.

Seguridad: La seguridad debe ser una consideración en todos los objetivos de diseño. La seguridad en el diseño incluye el suministro de tolerancias de diseño, hacer la instalación fácil y libre de errores y permitiendo su operación bajo condiciones no ideales.

1.3.2 Redes Subterráneas Secundarias

Las redes subterráneas secundarias (ver la Figura 1.3-2) brindan un medio de distribuir el servicio eléctrico a clientes en áreas congestionadas. En la red, más de una fuente de transformador suministra energía a los alimentadores. Cuando se colocan en paralelo, los alimentadores secundarios forman una rejilla en la que el usuario final recibe el servicio, en esencia, de más de una fuente. Cada punto de cruce de la rejilla requiere generalmente una o más conexiones de uniones con su apropiado circuito de protección. Este arreglo permite el servicio confiable por la que son conocidas las redes subterráneas.

Toda la red subterránea empieza con los alimentadores primarios e interruptores. Las tensiones se reducen para su distribución por transformadores de la red, que son protegidas por relés y respaldados por los protectores de la red. Los cables secundarios (generalmente de cobre) alimentan en la red secundaria a través de los bancos de condensadores y se protegen generalmente con limitadores. En varios puntos dentro de la red, la toma de los cables de servicio sale de los cables secundarios para suministrar servicios individuales.

Existen versiones más pequeñas de redes subterráneas, llamadas redes "spot" para servir a un individuo que concentra mayor cantidad de carga, tal como un edificio de oficinas. Aunque no es tan expansivo, la red spot podría tener los mismos componentes que la red subterránea descrita anteriormente.

1.3.3 Consideraciones Especiales

Los cables subterráneos, las conexiones y el equipo están sujetos a condiciones de humedad continuos o esporádicos. Por lo tanto, es necesario que todos los componentes del sistema subterráneo sean completamente herméticos, y a la vez que sean capaces de mantener sus propiedades mecánicas, eléctricas y dieléctricas por largo tiempo. Cuando no es un problema la humedad, tal como en una bóveda al nivel del suelo, las propiedades herméticas no son necesarias. Sin embargo, se debe tener en consideración la hermeticidad si hay una alta probabilidad de inundaciones o de condiciones de elevada humedad.

1.3.4 Protección de la Red

Debido al limitado acceso de los cables subterráneos, las fallas en sistemas subterráneos son una amenaza a la seguridad del sistema y a la confiabilidad a largo plazo si no se protege apropiadamente. Por lo tanto, el propósito principal de los dispositivos de protección de la red es la de proteger al elemento más débil en el sistema, el aislamiento del cable.

Los dispositivos de protección de la red, conocidos comúnmente como limitadores, interrumpen las condiciones de falla pero permiten que ocurran situaciones temporales de sobrecarga. Los dos tipos de fallas que son despejados por los limitadores son las fallas sostenidas (fallas por el contacto sólido de los conductores lo que ocasionan el flujo de altas corrientes) y fallas por arcos (contacto intermitente lo que ocasiona un "quemado lento" del aislamiento del conductor). Se esperan condiciones temporales de sobrecarga en redes y las características tiempo-corriente del limitador se diseñan adecuadamente para evitar actuaciones molestosas.

Se deben seguir métodos de diseños de protección del sistema normal para coordinar los limitadores con otros dispositivos de protección de circuitos, incluyendo a los relés, fusibles e interruptores. Las ubicaciones apropiadas deben ser seleccionadas para la protección de la red, para localizar las fallas y para prevenir paralizaciones innecesarias.

Los limitadores protegen a diversos tipos de aislamientos de cobre. La Tabla 1.3-1 brinda un listado de los tipos de cable protegidos por los limitadores.

Tabla 1.3-1 Tipos de Cable Protegidos por los Limitadores

Tabla 1.3-1 Tipos de Cable Protegidos por los Limitadores

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