Persisten algunas dudas sobre la tensión nominal de los cables de media y alta tensión a emplear en los tendidos. Repasaremos algunos detalles para aclararlo
Los cables de alta tensión* y sus accesorios están designados mediante Uo/U para proporcionar información sobre la adaptación con la aparamenta y los transformadores en los sistemas eléctricos.
*Media tensión es una expresión extendida para designar tensiones hasta 30 kV (valores en los que se encuentran las tensiones habituales de las redes de distribución en España). La media tensión se considera por tanto un segmento de tensiones particular de la alta tensión (1 kV < UMT ≤ 30 kV) .
La tensión asignada del cable Uo/U se elegirá en función de la tensión más elevada de la red (Us), y de la duración máxima del eventual funcionamiento del sistema con una fase a tierra (categoría de la red), tal y como se especifica en la tabla siguiente (ver punto 2.2. de la ITC-LAT 06 del RLAT (RD 223/2008)):
Donde:
Uo: tensión asignada eficaz a frecuencia industrial entre cada conductor y la pantalla del cable, para la que se han diseñado el cable y sus accesorios.
U: tensión asignada eficaz a frecuencia industrial entre dos conductores cualesquiera para los que se han diseñado el cable y sus accesorios.
Us: tensión máxima eficaz a frecuencia industrial entre dos conductores cualesquiera para los que se han diseñado el cable y sus accesorios. Es el valor eficaz más elevado de la tensión que puede ser soportado en condiciones normales de explotación, en cualquier instante y en cualquier punto de la red. Excluye las variaciones temporales de tensión debidas a condiciones de defecto o a la supresión brusca de cargas importantes.
Up: valor de cresta de la tensión soportada a impulsos de tipo rayo aplicada entre cada conductor y la pantalla o la cubierta para el que se ha diseñado el cable o los accesorios.
Ejemplo de aplicación
Necesitamos cable para un sistema de tensión máxima 35 kV. ¿Qué tensión asignada debemos elegir?
A la vista de la tabla es evidente que necesitamos saber la categoría de la red (tercera columna). Si nos dijeran que la red es de categoría B con cable de tensión asignada Uo/U = 18/30 kV tendríamos suficiente para el tendido dado que Us = 36 kV ≥ 35 kV. Ver tabla.
El valor de tensión máxima puede ser permanente en el tiempo, recordemos que la definición de Us habla de condiciones normales de explotación.
La categoría de las redes se explica en el punto 2.1 de la ITC-LAT 06 del RLAT, siendo de categoría A las que eliminan los defectos a tierra antes de 1 minuto, las de categoría B las que eliminan sus defectos a tierra antes de 1 h, aunque bajo circunstancias concretas se pueda ampliar cuando se especifique en la norma del cable y los accesorios, y de categoría C las que no son A ni B o que siendo inicialmente B puedan a funcionar frecuentemente con una fase a tierra.
El funcionamiento con una fase a tierra hace que en función del conexionado a tierra del neutro de la red produzca sobretensiones para los que el sistema ha de estar preparado.
Si el neutro está directamente puesto a tierra en caso de puesta a tierra de una fase, se producirán corrientes elevadas pero la sobretensión a la que esté sometido el cable será limitada (redes de categoría A o B).
Si el neutro está aislado de tierra en caso de puesta a tierra de una fase las tensiones simples se pueden llegar a convertir en tensiones compuestas (se ha elevado el potencial de tierra al de una fase y por tanto la tensión simple fase-tierra pasaría a ser fase-fase) (redes de categoría A, B o C). De ahí que en el caso de una red de categoría C, que puede funcionar tiempo prolongado con una fase a tierra, se exija un nivel de tensión asignada superior a los de categoría A o B.
Si nuestro ejemplo hubiera sido para red de categoría C el nivel de tensión asignada a cables y accesorios debería pasar de 18/30 kV (para categoría A o B) a 26/45 kV (para categoría C). Ver tabla anterior.
Cuando el neutro está conectado a tierra a través de una impedancia las consecuencias de la puesta a tierra accidental de una fase son intermedias a las anteriores (redes de categoría A o B).