Cable de alimentación de voltaje medio aislado XLPE estándar australiano

Grados de voltaje nominales
AS/NZS 1429.1:2006 cubre los siguientes grados de voltaje nominal de media tensión (para uso en frecuencias de potencia de 49 Hz a 61 Hz):

Voltaje nominal (U₀/U) – Voltaje operativo máximo (Um)
1,9/3,3 kV – 3,6 kV
3,8/6,6 kV – 7,2 kV
6,35/11 kV – 12 kV
12,7/22 kV – 24 kV
19/33 kV – 36 kV

Donde U₀ es la tensión nominal a tierra (tensión de fase) y U es la tensión nominal entre fases (tensión de línea).

Estructura y materiales del producto
A continuación se describen las capas de construcción típicas de un cable de alimentación de media tensión estándar australiano, tomando como ejemplo la construcción de blindaje de alambre de acero (SWA) más cribado de fase individual de tres núcleos comúnmente utilizada en AS/NZS 1429.1:

Conductor
Material: Puede ser un conductor de cobre recocido compactado circular o un conductor de aluminio, cumpliendo con los requisitos AS/NZS 1125:2001.
Tipo: Construcción generalmente circular compactada y trenzada. La resistividad del conductor de cobre debe cumplir los requisitos de IEC 60228 y AS/NZS 1125.
Temperatura máxima de funcionamiento continuo: 90 °C.

Pantalla conductora
Una capa compuesta semiconductora extruida, unida al aislamiento y aplicada en el mismo proceso.
Garantiza una interfaz suave entre el conductor y el aislamiento sin espacios de aire, proporcionando un campo eléctrico uniforme.

Aislamiento
Material aislante principal: Polietileno reticulado (XLPE), un polímero termoestable cuya resistencia al calor, resistencia mecánica y propiedades eléctricas se mejoran mediante un proceso de reticulación química.
Material alternativo: También se puede seleccionar caucho de etileno propileno (EPR) para aplicaciones que requieran mayor flexibilidad.
Características del aislamiento: El aislamiento XLPE posee buenas propiedades dieléctricas, estabilidad térmica y resistencia a factores ambientales, lo que lo hace particularmente adecuado para instalaciones subterráneas y sistemas de distribución aérea.

Pantalla aislante
Una capa de compuesto semiconductor extruido aplicada sobre el aislamiento.

Pantalla metálica
Material: Pantalla de alambre de cobre recocido.
Especificaciones: Disponible en opciones de servicio liviano y pesado.
Servicio ligero: 3 kA / 1 segundo (adecuado para escenarios de distribución de energía convencionales).
Servicio pesado: 10 kA / 1 segundo (adecuado para condiciones de alta corriente de cortocircuito / aplicaciones de servicio pesado como minería).
También se pueden suministrar cables de mayor tamaño con configuraciones de pantalla personalizadas según los requisitos del proyecto.

Ropa de cama
Material: Ropa de cama de PVC, que proporciona una superficie de apoyo lisa para la capa de blindaje.

Blindaje
Material: Armadura de alambre de acero galvanizado (SWA), que proporciona resistencia a la tracción y protección mecánica.
Función principal: Adecuado para entornos directos de enterramiento e instalación donde exista riesgo de daños mecánicos (como minas, plantas industriales, etc.).

Funda exterior
Funda estándar: Funda negra de cloruro de polivinilo (PVC) 5V-90.
Opción alternativa 1: Funda interior de PVC naranja 5V-90 + funda exterior de polietileno de alta densidad (HDPE) negro, que ofrece una mejor resistencia a la intemperie, particularmente adecuada para el entorno de fuerte radiación ultravioleta de Australia.
Opción alternativa 2: Vaina de bajo contenido de humo y cero halógeno (LSOH), adecuada para lugares con requisitos estrictos sobre toxicidad de productos de combustión (como minas, edificios densamente poblados).

Características técnicas y parámetros eléctricos
Los parámetros eléctricos clave (valores típicos, 20 °C) para varios grados de voltaje y tamaños de conductores se enumeran a continuación:

Pantalla de cobre de tres núcleos (de alta resistencia) de 3,8/6,6 kV + armadura SWA (conductor de cobre) – parámetros típicos
Sección transversal del conductor 16 mm²: 20 °resistencia C DC 1,15 Ω/km, resistencia de aislamiento 14000 MΩ·km, capacitancia 0,177 μF/km, rigidez dieléctrica 2,77 kV/mm.
Sección transversal del conductor 25 mm²: 20 °resistencia C DC 0,727 Ω/km, resistencia de aislamiento 12000 MΩ·km, capacitancia 0,198 μF/km, rigidez dieléctrica 2,65 kV/mm.
Sección transversal del conductor 35 mm²: 20 °resistencia C DC 0,524 Ω/km, resistencia de aislamiento 11000 MΩ·km, capacitancia 0,219 μF/km, rigidez dieléctrica 2,55 kV/mm.
Sección transversal del conductor 50 mm²: 20 °resistencia C DC 0,387 Ω/km, resistencia de aislamiento 10000 MΩ·km, capacitancia 0,242 μF/km, rigidez dieléctrica 2,46 kV/mm.
Sección transversal del conductor 70 mm²: 20 °resistencia C DC 0,268 Ω/km, resistencia de aislamiento 8800 MΩ·km, capacitancia 0,275 μF/km, rigidez dieléctrica 2,37 kV/mm.

Pantalla de cobre de tres núcleos (de alta resistencia) de 3,8/6,6 kV + armadura SWA (conductor de aluminio) – parámetros típicos
Sección transversal del conductor 35 mm²: 20 °resistencia C DC 0,868 Ω/km, resistencia de aislamiento 8700 MΩ·km, capacitancia 0,278 μF/km, rigidez dieléctrica 1,92 kV/mm.
Sección transversal del conductor 50 mm²: 20 °resistencia C DC 0,641 Ω/km, resistencia de aislamiento 7800 MΩ·km, capacitancia 0,309 μF/km, rigidez dieléctrica 1,87 kV/mm.
Sección transversal del conductor 70 mm²: 20 °C DC resistencia 0,443 Ω/km, resistencia de aislamiento 6000 MΩ·km, se pueden proporcionar datos de capacitancia y rigidez dieléctrica a pedido.

Funda compuesta de PVC/HDPE de tres núcleos (pantalla de cobre) de 12,7/22 kV – Parámetros eléctricos típicos
Prueba de tensión CA: 42 kV / 5 min.
Descarga parcial: ≤ 5 pC a 19 kV.
Resistencia de aislamiento (20 °C): ≥ 40.000 GΩ·m.
Corriente de falla a tierra de la pantalla de cobre: 10 kA / segundo.
Radio de flexión (durante la instalación): 25 × diámetro total del cable.
Radio de curvatura (después de la fijación): 15 × diámetro total del cable.

Características del aislamiento y del aumento de temperatura
Temperatura máxima de funcionamiento continuo: 90 °C.
Temperatura máxima de cortocircuito (≤ 5 segundos): 250 °C.
Rango de frecuencia nominal de potencia: 49 Hz – 61 Hz.

Pruebas y garantía de calidad
Prueba de materiales conductores
La resistividad, el alargamiento y la resistencia a la tracción de los conductores de cobre/aluminio se evalúan de acuerdo con AS/NZS 1125:2001. Se requiere que los conductores de cobre recocidos tengan una resistencia de 20 °C que no exceda el límite especificado.

Evaluación de materiales aislantes XLPE
Debe pasar la prueba de fraguado en caliente de AS/NZS 1660.2.1 bajo una carga aplicada a 200 °C durante 15 minutos, con un alargamiento permanente que no exceda el 175%.

Pruebas de rendimiento del producto finalizadas
Pruebas de rendimiento eléctrico
Prueba de resistencia al voltaje de frecuencia de potencia: el voltaje especificado se aplica durante 5 minutos sin interrupción según diferentes grados de voltaje.
Medición de descarga parcial: Magnitud de descarga ≤ 10 pC a 1,73 U₀ (como se especifica en AS/NZS 1429.1). El cable también debe pasar una prueba de flexión seguida de una prueba de descarga parcial y un ciclo térmico seguido de una prueba de descarga parcial.

Pruebas de rendimiento mecánico
Ensayo de flexión: Después de 20.000 ciclos de flexión según AS/NZS 3191, la resistencia de aislamiento debe ser de ≥ 0,5 MΩ.
Prueba de resistencia al aplastamiento: después de aplicar una fuerza de 500 N, la tasa de deformación del diámetro exterior debe ser < 25%.

Verificación de adaptabilidad ambiental
Prueba de envejecimiento a largo plazo: después de la exposición en un horno de aire a 135 °C durante 7 días, la tasa de retención de resistencia a la tracción debe ser del ≥ 80%.
Ensayo de flexión en frío: Después de doblar alrededor de un mandril de 3 veces el diámetro a -15 °C, no aparecerán grietas.
Prueba de envejecimiento UV (para aplicaciones en exteriores): 1000 horas de prueba de exposición según AS/NZS 1660.5.2.

Escenarios de aplicación
Los cables de alimentación de media tensión XLPE estándar australianos son adecuados para instalación fija en las siguientes situaciones:
Instalaciones de distribución de energía: Líneas principales desde los alimentadores de la subestación hasta la red de distribución.
Distribución interna de energía en centrales eléctricas: Transmisión de energía dentro de plantas de generación.
Instalaciones exteriores: En altura o en conductos.
Instalaciones subterráneas: Adecuadas para enterramiento directo, instalación de conductos subterráneos y otros lugares susceptibles a daños mecánicos.
Suministro de energía a la mina: por ejemplo, un proyecto de sistema de distribución en una mina a cielo abierto en Adelaida, Australia del Sur, utiliza cables de media tensión aislados con XLPE para la transmisión de energía entre la subestación y equipos mineros clave, como trituradoras y sistemas transportadores.

Condiciones de instalación
Se puede instalar en exteriores, en conductos, enterrado directamente, en zanjas de cables subterráneas y en otros lugares.
Adecuado para redes de distribución comerciales, industriales y urbanas/residenciales y otros escenarios.

Acceso al mercado y certificación
Certificación SAA
Los cables eléctricos vendidos en Australia deben obtener la certificación SAA y cumplir con los estándares de la serie AS/NZS 5000 para garantizar la seguridad eléctrica, el rendimiento mecánico y la confiabilidad a largo plazo. La certificación SAA está liderada por Standards Australia y es una garantía importante para la seguridad de los productos eléctricos.

Marca RCM
Desde 2016, la certificación de seguridad SAA y la certificación C-Tick EMC se han combinado en la RCM (marca de cumplimiento normativo), que se ha convertido en una marca de acceso obligatorio a productos eléctricos para el mercado australiano. La parte de pruebas de seguridad continúa siguiendo los requisitos del sistema estándar SAA. Los productos de cable deben cumplir con los requisitos de seguridad y EMC antes de poder venderse legalmente.

Requisitos de marcado
Los productos certificados deben imprimir claramente la siguiente información en la superficie de la funda:
Número de certificación (por ejemplo, número SAI Global Nxxxxx).
Designación estándar (p. ej., AS/NZS 1429.1:2006, AS/NZS 5000.1:2020).
Grado de voltaje (p. ej., 6,35/11 kV, 12,7/22 kV, etc.).
Nombre o marca comercial del fabricante.

Especificaciones comunes y referencias de pedidos
Grado de voltaje – Número de núcleos – Material del conductor – Armadura – Tipo de funda – Aplicación típica
3,8/6,6 (7,2) kV – 3 núcleos – Cu/Al – SWA (Alambre de acero galvanizado) – PVC/HDPE – Distribución de energía industrial, superficie de minas de carbón
6,35/11 (12) kV – 3 núcleos – Cu/Al – SWA – PVC/HDPE/LSOH – Red municipal, distribución de energía comercial
12,7/22 (24) kV – 3 núcleos – Cu/Al – SWA – PVC/HDPE/LSOH – Red de distribución principal, modernización de la red urbana
19/33 (36) kV – 3 núcleos – Cu/Al – SWA – PVC/HDPE – Alimentador de subestación regional
19/33 (36) kV – Núcleo único – Cu/Al – SWA – PVC/HDPE – Líneas de transmisión de gran capacidad