Comportamiento de la intensidad del campo eléctrico en los cables de media tensión (MT) Y alta tensión (AT)

Sabemos que un cable eléctrico es un elemento destinado para transportar energía con la mejor eficiencia posible pero también lo utilizan para el envió de señales codificadas y es evidente que la mayor eficiencia está relacionado a la máxima reducción de las pérdidas de transporte el cual se puede lograr de diferentes formas y una de ellas es aumentando la tensión de la corriente transportada.

Según las normas peruanas las redes eléctricas del sistema peruano están clasificadas en 4 niveles de tensión

Muy alta tensión (MAT)>100KV Alta tensión 100KV>(AT)>30KV Media tensión 30KV>(MT)>440V Baja tensión (BT)<440V

El empleo más frecuente de los cables de alta y media tensión son lo siguiente:

Conexión de trasformadores Transformadores auxiliares Entrada de subestaciones Mallado de una red urbana Enlace entre subestaciones entre otros.

Y estos cables están constituidos por las siguientes partes:

1. Conductor2. Semiconductor interior3. Aislamiento4. Semiconductor exterior5. Pantalla 6. cubierta

figura Nº1

En lo que sigue nos vamos a referir fundamental mente la relación que tiene los campos eléctricos en estos conductores antes mencionados.

Sabemos que los cables conductores de energía tienes diferentes parámetros eléctricos como inductancia, reactancia inductiva y capacitancia, caída de tensión, perdidas eléctricas, campo eléctrico entre otros no menos importantes.

Este campo eléctrico mencionado puede tener un comportamiento radial o no radial en el conductor dependiendo el tipo de cable que se utiliza como lo vemos en la figura Nº2

Figura Nº2

el cual se forma como un campo de fuerzas creado por repulsión o tracción de las cargas provenientes de un flujo eléctrico y su unidad de medición es (V/m) por consiguiente llegamos a la conclusión que cuanto mayor sea la fuente de alimentación del conductor mayor será la intensidad del campo eléctrico por ello se menciona que el campo depende directamente de la tensión de operación de la línea pero también de otros parámetros como la separación de fases , posición de haz de conductor en la geometría de la LT, número y diámetro del conductor, tipo de circuito entre otros.

También es necesario mencionar que cuando dicho conductor está conectado a alguna carga ya sea motor u otro y este entra en funcionamiento entonces tendríamos la presencia de un campo magnético el cual fue generado por el paso de la corriente o mejor dicho por el flujo de corriente en dicho conductor entonces tendríamos la presencia de los dos campos eléctrico y magnético (campo electromagnético)

Teniendo claro los conceptos mencionados anteriormente de una forma resumida y entendible lo que haríamos es relacionar dichos conceptos en los cables de AT Y MT

Sabemos que los cables tienen diferente estructura y diámetros dependiendo de la utilización que se le va dar, como el cable de AT que presentara un conductor de mayor calibre que el de BT por consiguiente el campo eléctrico que este generaría (AT) sería mayor que el MT

Pero dentro de estos cables existe un fenómeno relacionado con el campo eléctrico llamado fuga de corriente y esto ocurre cuando el cable entra en tensión o mejor dicho se conecta a una cierta tensión con carga, y como sabemos que el comportamiento físico del campo eléctrico es de distribuirse alrededor el conductor

lo cual tendría una dirección hacia las capas aisladoras del cable generando unos flujos de corriente a causa del campo eléctrico, dicho flujo superaría la resistencia de aislamiento que posee el cable conductor y esta cantidad de dicha fuga estaría determinada por la resistencia eléctrica.

Es por eso que los cables de AT presenta una capa aisladora muy distinta (mejor) a los de MT para evitar dicho fenómeno ya que el campo eléctrico que estos generan (AT) sería de mayor intensidad que el de BT a causa de que su conductor es de mayor calibre.

Es por eso que al momento de fabricar los cables conductores de corriente tienen en cuenta muchos factores están relacionas directamente con el campo eléctrico como:

resistencia de aislamiento rigidez dieléctrica (es el campo eléctrico mínimo, medido en KV/mm ,que

perfora el aislamiento ) constante dieléctrico (es la relación existente entre la densidad del flujo

eléctrico en presencia de campo eléctrico el cual sirve para determinar la capacidad electrostática de un cable )

gradiente eléctrico (es la relación entre la diferencia de tensión presente entre dos punto de aislamiento y la distancia que los separa) el cual es IP al radio de curvatura del campo eléctrico.

Llegando a la conclusión de que los campos eléctricos son unos de los causantes de la perdidas de corriente ligadas a la tensión por su comportamiento físico, generando más perdidas en cables de AT que de MT por su tipo de conductor y para contrarrestar esta pérdida los fabricadores de cables utilizan diferentes materiales aisladores que cubren dicho cable tomando en cuenta diferentes parámetros.