Tecnología Electrónica

Dimensionamiento de Cables para Sistemas de 11 kV: Factores, Rangos Típicos y Normas

Selección de Cable de 11kV: No es un Tamaño Único

El tamaño del cable para distribución de 11kV depende de la calificación térmica (ampacidad), caída de voltaje, resistencia a cortocircuito y condiciones de instalación. No hay un tamaño universal.

Criterios Principales de Dimensionamiento

  1. Corriente Continua (Iz): El cable debe transportar la corriente de carga sin exceder el límite de temperatura del conductor (90°C para XLPE, 70°C para PVC). Deratado por:
    • Temperatura ambiente (aire/suelo).
    • Resistividad térmica del suelo (ρ = 1.0–2.5 K·m/W).
    • Profundidad de enterrado.
    • Agrupación (múltiples circuitos).
    • Corrientes armónicas (efecto piel/proximidad).
  2. Caída de Voltaje: ΔV ≤ 2.5–5% de 11kV (por utilidad/estándar). ΔV = √3 × I × (R cosφ + X sinφ) × L. A menudo gobierna para recorridos largos (>200m).
  3. Resistencia a Cortocircuito: I²t ≤ K² × A². La sección transversal del conductor (A) debe sobrevivir a la corriente de falla prospectiva máxima (por ejemplo, 13.1kA, 25kA) para el tiempo de limpieza (0.1–1s). K = 143 (Cu), 93 (Al) para XLPE.
  4. Impedancia de Bucle de Falla: Para coordinación de protección (aunque menos crítico en HV con relés).

Rangos Típicos de Sección Transversal (XLPE Aislado, Cu/Al)

ConfiguraciónCobre (mm²)Aluminio (mm²)Ampacidad Típica (A) @ 30°C Aire
Monocable (3×1C)95 – 630150 – 800250 – 800
Tricable (3C)70 – 40095 – 500200 – 600

Tamaños comunes de distribución: Cu 185/240/300 mm²; Al 240/300/400 mm². Transmisión: 500–1000+ mm².

Normas Clave

  • IEC 60502-2: Cables de potencia 1–30 kV (construcción, pruebas).
  • IEC 60287: Cálculos de calificación de corriente (térmico).
  • BS 7671 (Reino Unido), NEC Art. 310/311 (EE. UU.), AS/NZS 3008 (Aus/NZ): Reglas de instalación, tablas de derating.
  • Especificaciones de Utilidad (p. ej., ENA TS 09-13 Reino Unido, IEEE 1222 EE. UU.): A menudo mandatan tamaños, tipos, pruebas específicas.

Pasos Críticos de Diseño

  1. Determine la corriente de diseño Ib (carga + diversidad + crecimiento).
  2. Seleccione el método de instalación (enterrado directo, ducto, bandeja, aire).
  3. Aplique todos los factores de derating → Iz ≥ Ib.
  4. Verifique la caída de voltaje en Ib.
  5. Verifique la calificación de cortocircuito ≥ nivel de falla del sistema × tiempo.
  6. Confirme radio de curvatura, tensión de tracción, método de empalme.
  7. Especifique: Cu/Al, XLPE/EPR, Armadura (SWA/STA/AWA), Funda (PVC/LSZH/MDPE).

Siempre: Use el software del fabricante de cables (p. ej., Prysmian, Nexans, NKT, General Cable) o ETAP/CYMCAP para el dimensionamiento final. El dimensionamiento "regla general" causa fallas.

>

<

Cable coaxial