Cable Submarino 132kV

مقدمة

En primer lugar, es necesario comprender la importancia del cable submarino 132kV dentro de los cables de potencia. Estos componentes son esenciales en la infraestructura energética moderna, especialmente para la interconexión de redes eléctricas entre regiones separadas por masas de agua. على سبيل المثال, el nivel de tensión de 132 kV corresponde a una categoría de alta tensión (في) ampliamente utilizada en sistemas de transmisión y subtransmisión. بجانب, este artículo explora las características técnicas, los materiales de aislamiento, los procesos de fabricación y los criterios de selección de estos cables. أخيراً, se incluye una tabla comparativa de conductores según normas IEC y AWG/MCM.

1. Contexto y aplicaciones del cable submarino 132kV

En cuanto a sus usos principales, los cable submarino 132kV se emplean en cuatro grandes áreas:

1.1 Conexión de parques eólicos marinos (offshore)

في هذه الحالة, transportan la energía generada desde las turbinas hasta la subestación en tierra.

1.2 Interconexión entre islas y continente

فضلاً عن ذلك, permiten compartir recursos energéticos entre sistemas eléctricos aislados.

1.3 Cruce de ríos, lagos o fiordos

Allí donde una línea aérea no es viable por restricciones ambientales o de navegación.

1.4 Alimentación de plataformas petroleras o gasísticas

De igual forma, reemplazan la generación in situ por energía más limpia y estable.

Por otra parte, la tensión de 132 kV es un equilibrio entre capacidad de transporte (mayor que 66 كيلو فولت) y complejidad técnica (menor que 220 كيلو فولت). بالتالي, las distancias típicas alcanzan hasta 80-100 km sin estaciones repetidoras intermedias.

2. Estructura interna de un cable submarino 132kV

Antes de detallar cada capa, hay que recordar que un cable submarino de esta tensión debe soportar presiones hidrostáticas, corrosión por agua salada, esfuerzos de tracción durante el tendido y ciclos térmicos.لذلك, su diseño típico incluye los siguientes siete componentes:

2.1 موصل

عمومًا النحاس أو الألومنيوم, compactado y redondo (clase 2 según IEC 60228). Esto permite reducir el diámetro y facilitar el encintado de aislamiento.

2.2 Pantalla de semiconductores

Se componen de capas internas y externas que eliminan huecos y uniformizan el campo eléctrico.

2.3 العزل الرئيسي

Se trata de البولي إيثيلين المتقاطع (XLPE) de alto desempeño, con espesor calculado para 132 كيلو فولت (عادة 14-16 mm según norma IEC 60840).

2.4 شاشة معدنية

Consiste en cintas de cobre o alambres de acero/cobre para conducir corrientes de cortocircuito y permitir detección de fallas.

2.5 Capa antihumedad (swelling tape)

Esta capa se expande con el agua para bloquear la migración longitudinal.

2.6 درع

Está formada por alambres de acero galvanizado (para resistencia mecánica) o cobre (si se necesita mayor capacidad de corriente). Adicionalmente, puede ser simple o doble capa.

2.7 Cubierta externa

Normalmente de polipropileno (PP) بولي ايثيلين (بي) resistente a la abrasión y a organismos marinos.

Una diferencia clave con los cables terrestres es que la armadura y la cubierta están diseñadas para soportar la tracción del tendido y el ataque químico marino.

3. Normativas de referencia

Para garantizar la calidad, se aplican las siguientes normas:

• اللجنة الانتخابية المستقلة 60840: Cables de potencia con aislamiento XLPE para tensiones de 30 كيلو فولت أ 150 كيلو فولت.
• اللجنة الانتخابية المستقلة 60228: موصلات الكابلات المعزولة.
• AEIC CS9: Especificación para cables submarinos (Asociación de Consejos de Iluminación de EE. له.).
• ICEA S-111-704: Guía para cables de potencia submarinos.

4. Factores críticos en la selección del conductor

En primer término, la elección del área transversal del conductor (expresada en mm² según IEC o en kcmil/AWG según estándar americano) depende de cuatro aspectos fundamentales:

4.1 القدرة الحالية (السعة)

Esta se determina por la resistividad del conductor, la temperatura ambiente del fondo marino (típicamente 10-20 درجة مئوية) y la resistividad térmica del lecho marino.

4.2 Caída de tensión máxima admisible

على العموم, se admite entre 3 ذ 5% a plena carga.

4.3 Corriente de cortocircuito

En este punto, la sección debe soportar el calentamiento adiabático durante la duración de la falta (típico 1-3 segundos).

4.4 Esfuerzos mecánicos durante el tendido

Cabe señalar que un conductor más grande es más pesado pero también más resistente a la tracción.

5. Tabla de conductores para cable submarino 132kV (IEC y AWG/MCM)

التالي, se presenta la tabla completa.Es importante aclarar que incluye desde conductores muy pequeños (no habituales en 132 كيلو فولت, pero útiles para servicios auxiliares) hasta las secciones máximas para potencias de hasta 300 MW por circuito.

Nota explicativa previa:

• IEC mm²: Sección nominal según IEC 60228 (clase 2 – compacto redondo).
• الفريق العامل المخصص: American Wire Gauge para diámetros menores.
• مليون متر مكعب: mil circular mil (1 MCM = 0.5067 مم²) para secciones ≥ 250 kcmil.
• قطر السائق (مم): Aproximado para cobre compactado (factor 0.92).
• مقاومة CC 20 درجة مئوية (أوه / كم): Valor máximo para cobre recocido.
• Aplicación típica en 132 كيلو فولت: Orientativa.

*Corriente orientativa para cable submarino 132 كيلو فولت, XLPE, 90 °C en conductor, fondo marino a 15 درجة مئوية, resistividad térmica 1,0 K·m/W. Para aluminio, multiplique la resistencia por 1,588 y reduzca la corriente un 20-25%.

6. Equivalencias prácticas entre IEC y AWG/MCM

En primer lugar, no existe una correspondencia exacta.لكن, las normas aceptan aproximaciones comerciales.على سبيل المثال:

• 250 mm² IEC ≈ 500 مليون متر مكعب (en realidad 500 MCM son 253 مم²).
• 400 mm² IEC ≈ 750 مليون متر مكعب (750 MCM = 380 مم²).
• 1000 mm² IEC ≈ 2000 مليون متر مكعب (2000 MCM = 1013 مم²).

بالتالي, en proyectos internacionales es común que el fabricante ofrezca ambas designaciones en la ficha técnica.

7. Proceso de fabricación y tendido cable submarino 132kV

من ناحية, la fabricación de un cable submarino 132 kV se realiza en líneas verticales de extrusión (VCV) para evitar defectos en el aislamiento. El procedimiento es el siguiente: el conductor se encinta con las capas semiconductoras, luego se extruye el XLPE, se vulcaniza en un tubo de nitrógeno presurizado, y finalmente se aplican las pantallas, armaduras y cubiertas.

على الجانب الآخر, el tendido se realiza con buques cableadores que mantienen una tensión controlada (عادة < 10 kN por tonelada de cable) y una curvatura mínima de 20 أضعف قطر الكابل. بجانب, se emplean sistemas de posicionamiento dinámico (DP) para mantener la ruta exacta.

8. Consideraciones ambientales y de mantenimiento

En primer término, los cables submarinos de 132 kV tienen una vida útil de 30-40 años.مع ذلك, los principales riesgos son:

8.1 مراسي السفن

Estas pueden dañar la armadura y penetrar el aislamiento.لهذا السبب, se utilizan cartas náuticas con zonas de exclusión.

8.2 Corrientes de fuga y corrosión

في هذه الحالة, el acero de la armadura requiere protección catódica o recubrimientos especiales.

8.3 Fatiga por vibración

Especialmente en zonas con fuertes corrientes de marea.

Para solucionarlo, la monitorización se realiza mediante reflectometría (OTDR) para detectar puntos calientes o humedad.

9. Tendencias futuras

في اللحظة, se investigan cables con aislamiento termoplástico (como el HPTE) que permiten temperaturas de operación de hasta 105 °C.De esta forma, aumentan la capacidad de transporte sin cambiar la sección del conductor.Adicionalmente, los sistemas de corriente continua en alta tensión (اتش في دي سي) أ 132 kV están emergiendo para distancias > 100 كم, con menores pérdidas.

خاتمة- صانع الكابلات البحرية

باختصار, صانع الكابلات البحرية, el cable submarino 132kV es un producto de alta ingeniería que combina ciencia de materiales, electrotécnica y mecánica de suelos marinos. لذلك, la correcta selección del conductor, basada en tablas como la presentada aquí (con equivalencias IEC y AWG/MCM desde 25 ملم² حتى 3000 مم²), es fundamental para garantizar la fiabilidad, eficiencia y seguridad de las conexiones submarinas. أخيراً, a medida que la energía eólica marina se expande, la demanda de estos cables seguirá creciendo, impulsando innovaciones en materiales y técnicas de instalación.

Referencias

• اللجنة الانتخابية المستقلة 60840:2020 – Power cables with extruded insulation for 30 kV up to 150 كيلو فولت.
• اللجنة الانتخابية المستقلة 60228:2004 – Conductors of insulated cables.
• Worzyk, ت. (2009). Submarine Power Cables: تصميم, تثبيت, Repair, Environmental Aspects. Springer.