Redes subterráneas en distribución de media y baja tensión

Redes subterráneas en distribución de media y baja tensión

de WILSON MAURICIO VELECELA SARMIENTO -
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Redes subterráneas en distribución de media y baja tensión

Concepto y Características Generales

Las redes subterráneas son sistemas de transporte de energía eléctrica que se encuentran por debajo de la superficie terrestre. A diferencia de los sistemas tradicionales, estos emplean cables compuestos por aislantes extruidos de alta calidad, creados para funcionar en condiciones con baja dispersión de calor y con humedad. [1]

  • Su funcionamiento se realiza en Media Tensión dentro de un rango de 13. 2 kV a 34. 5 kV, así como en Baja Tensión.  
  • El enfoque de su construcción se centra en la durabilidad y la seguridad eléctrica, incorporando barreras metálicas que mantienen el campo eléctrico contenido.  
  • Se emplean polímeros con elevada rigidez dieléctrica, lo que facilita la conducción en áreas limitadas.  
  • Incluyen pantallas semiconductoras y metálicas para garantizar un flujo eléctrico radial y prevenir descargas indeseadas.  
  • Adoptan una estructura común de anillo abierto para asegurar redundancia y continuidad del servicio en caso de fallos.  
  • Se instalan en bancos de ductos o trincheras que brindan protección mecánica ante excavaciones y presión del terreno circundante.  
  • Se utilizan componentes diseñados para funcionar bajo altas condiciones de humedad o inundaciones temporales.  
  • Incorporan equipos sin partes energizadas al aire, reduciendo la posibilidad de arcos eléctricos para los operarios.  
  • Su capacidad de carga está limitada por la resistividad térmica del suelo a su alrededor y la profundidad de su instalación. [2]

Ventajas y Desventajas frente a Redes Aéreas

Ventajas

Desventajas

- Mayor confiabilidad ante eventos climáticos (rayos, vientos)

- Eliminación del impacto visual negativo y   

- Mayor seguridad para el ciudadano al evitar riesgos de arcos eléctricos por contacto accidental.

El costo inicial puede ser de 5 a 10 veces superior al aéreo. Además, la localización de fallas es compleja y requiere equipos de reflectometría para su detección.

Componentes Principales

  • Conductores: Cables de energía con recubrimiento de XLPE (Polietileno Reticulado) o EPR. Cuentan con capas semiconductoras para equilibrar el campo eléctrico y una pantalla metálica para el drenaje de corrientes de fallo.
  • Canalizaciones: Tubos de PVC de alta resistencia o polietileno integrados en estructuras de ductos de concreto. 
  • Cámaras de Inspección (Pozo): Estructuras subterráneas de concreto reforzado diseñadas para la tracción de cables, realización de conexiones y labores de mantenimiento.
  • Accesorios de Conexión: Empalmes preformados y terminales (codos) que garantizan la continuidad del aislamiento en los puntos de ramificación. [3]

Aplicaciones y Consideraciones Técnicas

Su empleo es común en áreas financieras en ciudades, núcleos históricos, barrios de alto nivel socioeconómico y zonas adyacentes a aeropuertos donde la altura de los postes puede representar un riesgo para la aviación. 

Aspectos Técnicos:

  • Capacidad Térmica (Ampacidad): A diferencia del aire, el suelo actúa como un aislante térmico. El diseño debe tener en cuenta la resistividad térmica del terreno para prevenir la degradación del aislamiento debido al sobrecalentamiento. 
  • Transiciones: En los lugares donde la red cambia de aérea a subterránea, es fundamental el uso de pararrayos de línea para salvaguardar el cable frente a picos de tensión transitorios. [4]

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Ilustración 1: Transformador Tipo Pad mounted

Referencias Bibliográficas

[1]

T. Gönen, Electric Power Distribution Engineering, Florida, USA: CRC Press, 2014.

[2]

IEEE, «IEEE Guide for the Design and Application of Medium Voltage Cable Systems,» IEEE Std 1617-2007, Nueva Jersey, EE. UU., 2007.

[3]

H. L. Willis, Power Distribution Planning Reference Book, 2nd ed, New York, USA: Marcel Dekker, 2004.

[4]

IEEE, «IEEE Guide for the Selection and Application of Insulated Power Cable for Use in Utility Operations,» IEEE Std 1300-2011, New Jersey, EE.UU., 2011.