Cable de alimentación de voltaje medio aislado XLPE estándar IEC

Base de estándares
Esta serie está diseñada, fabricada y probada en estricta conformidad con las siguientes normas internacionales de la IEC y las normas nacionales pertinentes:

IEC 60502-2:2014 – Cables de alimentación con aislamiento extruido y sus accesorios para tensiones nominales de 1 kV hasta 30 kAplicable a sistemas de cables de alimentación con aislamiento extruido de instalación fija para tensiones nominales de 6 kV hasta 30 kV, especificando diseño de cables, construcción, dimensiones y métodos de prueba.
IEC 60840:2020 – Cables de alimentación con aislamiento extruido y sus accesorios para tensiones nominales superiores a 30 kV hasta 150 kAplicable para probar métodos y requisitos para cables de alimentación aislados XLPE de alto voltaje.
GB/T 12706.2-2020 – Cables y accesorios de alimentación de aislamiento extruido para tensiones nominales de 6 kV a 30 kNorma nacional equivalente a IEC 60502-2.
GB/T 12706.3-2020 – Cables de alimentación de aislamiento extruido y accesorios para tensión nominal de 35 kNorma nacional equivalente a IEC 60502-2.
GB/T 19666-2019 – Normas generales para alambres y cables ignífugos y resistentes al fuego. Requisitos para un rendimiento ignífugo y resistente al fuego.

Nota principal: La norma IEC 60502-2:2014 es específicamente aplicable a cables de alimentación de aislamiento extruido para voltajes nominales de 6 kV (Um = 7,2 kV) hasta 30 kV (Um = 36 kV), que cubren varios materiales de aislamiento, incluido polietileno reticulado (XLPE), cloruro de polivinilo (PVC) y caucho de etileno propileno (EPR). Esta norma establece requisitos técnicos completos para el diseño, la construcción, las dimensiones y los métodos de prueba de cables para garantizar la seguridad y confiabilidad de los cables en la transmisión y distribución de energía.

Estructura del producto
La estructura básica de los cables de alimentación de media tensión aislados XLPE es la siguiente (tomando como ejemplo el tipo blindado):

Estructura central coextruida de triple capa
Conductor: Utiliza conductor de cobre trenzado de clase 2 o conductor de aluminio, construcción circular compactada, cumpliendo con los requisitos IEC 60228/GB/T 3956. Los conductores de sección transversal grande utilizan una construcción de conductor segmentado, con una desviación del diámetro de redondez controlada dentro de ±0,5 % D, lo que reduce eficazmente el efecto piel y el efecto de proximidad para aumentar la capacidad de transmisión.
Pantalla conductora: Se extruye una capa de compuesto reticulado semiconductor sobre la superficie del conductor, cubriéndola completamente. Esto sirve para uniformizar el campo eléctrico y evitar descargas parciales entre el conductor y la capa aislante.
Capa aislante: El principal material aislante es el polietileno reticulado (XLPE), mediante un proceso de reticulación química totalmente seco que transforma el polietileno termoplástico en polietileno reticulado termoendurecible. Las propiedades mecánicas y la resistencia al envejecimiento térmico mejoran significativamente. La capa aislante es uniforme y densa, con alta rigidez dieléctrica.
Pantalla aislante: Se extruye una capa de compuesto reticulado semiconductor sobre la capa aislante, uniéndose firmemente con ella para uniformizar aún más la distribución del campo eléctrico.

Pantalla metálica y capa de armadura
Pantalla metálica: utiliza lapeado de cinta de cobre o construcción de trenzado/enhebrado concéntrico de alambre de cobre. Transporta corriente de falla durante un cortocircuito del cable y proporciona protección electromagnética en condiciones normales de funcionamiento.
Funda interior/separador: Se proporciona el material separador adecuado según el tipo de armadura.
Capa de armadura: Dependiendo del entorno de uso y los requisitos de protección mecánica, se pueden seleccionar las siguientes formas de armadura:
- Armadura de cinta de acero doble (código "2"): Adecuada para aplicaciones sujetas a ciertas fuerzas mecánicas externas pero no a una fuerza de tracción excesiva.
- Armadura fina de alambre de acero redondo (código "3"): Adecuada para áreas con grandes diferencias de elevación, capaz de soportar fuerzas mecánicas externas y una fuerza de tracción considerable.
Funda exterior: utiliza cloruro de polivinilo (PVC), polietileno (PE) o material de bajo contenido de humo y cero halógeno (LSZH), lo que proporciona protección mecánica, protección ambiental y protección anticorrosión. Opcionalmente se pueden proporcionar propiedades especiales tales como resistencia a los rayos UV, resistencia al aceite, antitermita y antirroedor.

Parámetros técnicos
Grados de voltaje nominales
U₀/U (kV): 3,6/6, 6/6, 6/10, 8,7/10, 8,7/15, 12/20, 18/20, 18/30, 21/35, 26/35.
U₀ es el voltaje entre conductor y tierra, U es el voltaje entre conductores.
Nota: El voltaje máximo de funcionamiento del cable es de 1,2 a 1,5 veces el voltaje nominal.

Rango de área transversal nominal
Blindado de un solo núcleo (1 núcleo): 25–800 mm², máximo hasta 1200 mm².
Blindado multinúcleo (3 núcleos): 25–500 mm².

Parámetros de temperatura de funcionamiento
Temperatura máxima de funcionamiento normal continuo: 90 °C (según IEC 60502-2).
Temperatura máxima de cortocircuito (≤ 5 segundos): 250 °C (según IEC 60502-2).
Temperatura mínima de instalación: No inferior a 0 °C (se requiere precalentamiento si es inferior a este) (según IEC 60502-2).

Radio mínimo de flexión (durante la instalación)
Cable de un solo núcleo, blindado: ≥ 15 × diámetro exterior del cable (D); no blindado: ≥ 20 × D.
Cable multinúcleo, blindado: ≥ 12 × diámetro exterior del cable (D); no blindado: ≥ 15 × D.

Estándares retardantes de llama
El producto cumple con los siguientes requisitos estándar de retardante de llama:
- IEC 60332-1: Prueba de llama vertical para un solo cable.
- IEC 60332-3: Prueba de llama vertical para cables agrupados (retardante de llama de clase A/B/C; la clase C es el requisito básico).
- LSZH: Estándar retardante de llama sin halógenos y con bajo contenido de humo (opcional).
También se pueden cumplir requisitos de rendimiento especiales, como retardante de llama de clase A, B, C, resistente al fuego, antitermitas y antirroedores.

Resistencia de CC del conductor (valores típicos)
Sección transversal nominal 50 mm²: Conductor de cobre máx. 0,387 Ω/km, Conductor de aluminio máx. 0,641 Ω/km.
Sección transversal nominal 70 mm²: Conductor de cobre máx. 0,268 Ω/km, Conductor de aluminio máx. 0,443 Ω/km.
Sección transversal nominal 95 mm²: Conductor de cobre máx. 0,193 Ω/km, Conductor de aluminio máx. 0,320 Ω/km.
Sección transversal nominal 120 mm²: Conductor de cobre máx. 0,153 Ω/km, Conductor de aluminio máx. 0,253 Ω/km.
Sección transversal nominal 150 mm²: Conductor de cobre máx. 0,124 Ω/km, Conductor de aluminio máx. 0,206 Ω/km.
Sección transversal nominal 185 mm²: Conductor de cobre máx. 0,0991 Ω/km, Conductor de aluminio máx. 0,164 Ω/km.
Sección transversal nominal 240 mm²: Conductor de cobre máx. 0,0754 Ω/km, Conductor de aluminio máx. 0,125 Ω/km.
Sección transversal nominal 300 mm²: Conductor de cobre máx. 0,0601 Ω/km, Conductor de aluminio máx. 0,100 Ω/km.
Sección transversal nominal 400 mm²: Conductor de cobre máx. 0,0470 Ω/km, Conductor de aluminio máx. 0,0778 Ω/km.
Sección transversal nominal 500 mm²: Conductor de cobre máx. 0,0366 Ω/km, Conductor de aluminio máx. 0,0605 Ω/km.
Sección transversal nominal 630 mm²: Conductor de cobre máx. 0,0283 Ω/km, Conductor de aluminio máx. 0,0469 Ω/km.
Fuente de datos: norma GB/T 3956/IEC 60228.

Sistema de designación de modelos
La designación del modelo de cables de alimentación de media tensión aislados XLPE sigue una regla unificada. El significado de cada componente es el siguiente:
Material del conductor: Se omite para el conductor de cobre; L para el conductor de aluminio.
Material aislante: YJ para aislamiento de polietileno reticulado (XLPE).
Pantalla metálica: se omite para la pantalla de cinta de cobre; S para pantalla de alambre de cobre.
Tipo de armadura: 2 para armadura de doble cinta de acero; 3 para armadura de alambre de acero redondo fino; 4 para armadura de alambre de acero redondo grueso; 6 para armadura de cinta metálica no magnética; 7 para armadura de alambre metálico no magnético.
Funda exterior: 2 para funda exterior de cloruro de polivinilo (PVC); 3 para funda exterior de polietileno (PE) o poliolefina.
Códigos característicos: Z/ZA/ZB/ZC para retardante de llama (Clase A/B/C); WDZ/WDZA/WDZB/WDZC para retardante de llama sin halógenos y con bajo contenido de humo; N para resistente al fuego.

Ejemplos de modelos comunes
YJV / YJLV: Cable de alimentación revestido de PVC con aislamiento XLPE. Para interiores, túneles, zanjas para cables y conductos; puede soportar cierta fuerza de tracción pero no fuerzas mecánicas externas.
YJV22 / YJLV22: Cable de alimentación blindado de PVC con funda de cinta de acero aislante XLPE. Para interiores, túneles, zanjas para cables, enterramiento directo; puede soportar fuerzas mecánicas externas pero no grandes fuerzas de tracción.
YJV32 / YJLV32: Cable de alimentación blindado de PVC con revestimiento de alambre de acero redondo fino aislado con XLPE. Para áreas con grandes diferencias de elevación; puede soportar fuerzas mecánicas externas y una fuerza de tracción considerable.
YJV62: Cable de alimentación blindado de PVC con funda de cinta metálica doble no magnética y aislamiento XLPE. Para cables de circuito de CA de un solo núcleo, se utiliza una armadura de material no magnético.
ZC-YJY23: Cable de alimentación blindado con revestimiento de polietileno y cinta de acero aislado XLPE clase C retardante de llama. Para enterramiento directo bajo tierra, zanjas para cables, túneles y otras instalaciones fijas que requieran protección mecánica.
Sistema de designación de modelos basado en las normas GB/T 12706 y GB/T 19666.

Rendimiento eléctrico
Descarga parcial
Según IEC 60502-2, el cable terminado deberá someterse a una prueba de descarga parcial. La magnitud de descarga parcial al voltaje de prueba especificado deberá cumplir con los requisitos límite estándar, lo que garantiza que el cable funcione de manera estable a largo plazo al voltaje de operación.

Prueba de resistencia al voltaje de frecuencia de potencia
El cable terminado deberá soportar una prueba de resistencia de voltaje de CA de frecuencia de potencia al voltaje especificado durante la duración especificada. No es aceptable ninguna rotura del aislamiento.
Según la norma: IEC 60502-2:2014 proporciona especificaciones técnicas completas para métodos de prueba de cables.

Alcance de la aplicación
Los cables de alimentación de media tensión aislados XLPE estándar IEC se utilizan ampliamente en los siguientes campos:
- Redes eléctricas urbanas: Sirven como red troncal para redes de transmisión y distribución urbanas, realizando tareas de distribución y transmisión de energía.
- Sistemas de distribución industrial: Sistemas de distribución interna de diversas fábricas y parques industriales.
- Nuevo sector energético: Transmisión de energía en condiciones extremas para plantas de energía solar, aerogeneradores e instalaciones de almacenamiento de energía.
- Edificios de gran altura: Red de distribución y suministro de energía para equipos de protección contra incendios para edificios de gran altura.
- Ingeniería municipal: Entornos de instalación fijos como enterramiento directo subterráneo, zanjas de cables, túneles, puentes y conductos.
- Aplicaciones especiales: Se pueden seleccionar cables retardantes de llama, resistentes al fuego o libres de halógenos con bajo contenido de humo para ubicaciones con altos requisitos de protección contra incendios; los cables marinos que cumplen con los requisitos IEC 60092-354 se pueden utilizar para diversos barcos y estructuras marinas, como plataformas petrolíferas marinas.

Guía de selección
Método de instalación y selección de modelos
- Bandeja superior/interior/cable: YJV/YJY, tipo no blindado, puede soportar cierta fuerza de tracción.
- Entierro directo/zanja de cable: YJV22/YJY23, blindada con cinta de acero, resiste fuerzas mecánicas externas.
- Gran diferencia de elevación/eje: YJV32/YJY33, blindado con alambre de acero, soporta una fuerza de tracción considerable.
- Circuito de CA de un solo núcleo: YJV62/YJV63, blindado metálico no magnético, evita pérdidas por corrientes parásitas.
- Altos requisitos de protección contra incendios: ZA-YJV/WDZA-YJY, tipo retardante de llama/retardante de llama sin halógenos y con bajo contenido de humo.

Consideraciones sobre la temperatura
- Temperatura ambiente: La temperatura ambiente durante la instalación del cable no debe ser inferior a 0 °C. Si es inferior a 0 °C, se deben tomar medidas de calentamiento antes de poder continuar con la instalación.
- Temperatura de funcionamiento: Durante el funcionamiento normal a largo plazo, la temperatura máxima del conductor puede alcanzar 90 °C, lo que ofrece una mayor capacidad de transporte de corriente y una ventaja en la capacidad de transmisión en comparación con los cables aislados de PVC (70 °C).
- Condiciones de cortocircuito: En caso de fallo por cortocircuito (duración ≤ 5 segundos), la temperatura máxima del conductor puede alcanzar 250 °C, proporcionando un margen suficiente para un funcionamiento seguro en condiciones de emergencia del sistema.