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Cables de tres núcleos de cables de alimentación submarina2020-06-16

 Los cables submarinos modernos de media tensión (52kV) generalmente están diseñados como cables de tres núcleos (3C) con aislamiento XLPE. Los núcleos de los cables son similares a los de los cables terrestres. Se utilizan muchas alternativas de diseño diferentes para esta clase de cables submarinos. Muchas capas constructivas de cable se pueden aplicar a cada núcleo individual o a los tres núcleos en común. Además, se pueden encontrar muchas configuraciones diferentes de pantalla / funda.

Dependiendo de las especificaciones, se pueden producir cables submarinos de media tensión con o sin una cubierta metálica. La baja tensión eléctrica en los cables de media tensión extruidos permite un diseño de cable sin bloqueo total del agua. Una funda de plástico extruido proporciona una barrera de agua segura, mientras que los agentes absorbentes de agua dentro de la funda de plástico pueden encargarse de la pequeña cantidad de vapor de agua, que puede difundirse a través de la funda de plástico extruido.

Otro sistema común es el laminado de aluminio para protección contra el agua combinado con una pantalla de alambre de cobre. El laminado de aluminio constituye una barrera de agua radial, mientras que la pantalla de alambre de cobre está diseñada para transportar corrientes de falla.

La cubierta no metálica de los cables submarinos de tres núcleos se puede producir a partir de materiales poliméricos semiconductores. Las corrientes capacitivas de las tres fases pueden equilibrarse entre sí, lo que puede aumentar la ampacidad del cable. Son posibles muchas combinaciones diferentes de vaina, pantalla y protección contra la corrosión. Los fabricantes tienen sus propias "recetas" para cumplir con las condiciones y requisitos muy diferentes de los enlaces de energía submarina.

Los cables de alto voltaje están disponibles en diseño 3C hasta 170 kV inclusive. El primer cable submarino de 245 kV 3C se instaló en una longitud moderada de 7,8 km en Canadá en 2008. Este voltaje del sistema es posible para cables cortos sin el requisito de uniones flexibles, que aún no están disponibles para voltajes más altos. Casi todos los cables modernos de alto voltaje 3C se producen con aislamiento XLPE.

Una vez que los núcleos del cable se fabrican y prueban, se colocan para proporcionar la flexibilidad del cable. Además de las disposiciones estándar S y Z, también hay una disposición S-Z para cables MV, donde los núcleos de los cables se retuercen en secuencia de derecha a izquierda. Después del tendido, el diámetro del cable 3C sobre el aglomerante central es 2,16 veces el diámetro de los núcleos individuales. Se generan cuatro intersticios durante la disposición, tres en la periferia y uno central. Para proporcionar una base circular estable para la armadura, los intersticios exteriores normalmente están llenos de rellenos. Se utilizan cuerdas de diferentes tamaños o perfiles poliméricos extruidos a medida para llenar el espacio. Los perfiles extruidos de PE o PVC proporcionan un excelente soporte para los cables de blindaje y pueden acomodar cables ópticos pequeños. El PE requiere matrices de extrusión más complicadas pero menores costos de material por unidad de longitud del cable, en comparación con el PVC. Para cables submarinos muy largos, el uso de PE es más económico, y para cortos, el PVC es la alternativa más barata. Incluso los perfiles de plomo se han utilizado como perfiles de relleno, cuando el cable necesita peso adicional para una instalación en agua corriente.

Las cuerdas de relleno pueden estar hechas de material polimérico reciclado de cualquier tipo. Una combinación de tres cuerdas de dos tamaños puede llenar los intersticios razonablemente bien.

El espacio central del cable generalmente no necesita un relleno para la estabilidad. Los tres núcleos de cable se apoyan entre sí para que no colapsen en el espacio central. No es adecuado incluir un cable óptico en el espacio central porque podría estar expuesto a fuerzas de tensión ya que la línea central no es la línea neutral en la flexión del cable. Después de la colocación, o a veces en la misma operación, el cable se alimenta a la máquina de blindaje. En 3C a.c. cables, los campos magnéticos de las corrientes conductoras se cancelan entre sí en gran medida. Por lo tanto, el blindaje se puede hacer con alambres de acero sin pérdidas magnéticas excesivas. Los cables 3C para alto voltaje pueden alcanzar fácilmente un diámetro de 200 mm y más. Como el número de carretes en la máquina de blindaje está limitando el número de cables de blindaje en el cable, a veces se deben usar cables de acero muy gruesos para cubrir toda la circunferencia del cable. Para un cable con un diámetro de 200 mm (debajo del blindaje) y una máquina de blindaje con una capacidad para 84 alambres, la sección transversal de acero combinada de una sola capa de blindaje sería de aproximadamente 3700 mm2. Esta armadura masiva sería suficiente para más de 300 m de profundidad de colocación. Los alambres planos de blindaje pueden ofrecer una sección transversal de acero suficiente para aguas poco profundas y aún así cubrir la circunferencia completa del cable. Sin embargo, el efecto protector contra la agresión externa de los cables de blindaje disminuye con el cuadrado del diámetro del cable. Muchos operadores de cable piensan que la mejor protección de los cables redondos justifica el aumento de los costos de material en comparación con los cables planos.

Los cables 3C también se han producido con aislamiento relleno de aceite de hasta al menos 170 kV. Estos cables siempre están equipados con una cubierta de plomo, ya sea una cubierta de plomo común para los tres cables.

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