Sistemas de Puesta a Tierra en Instalaciones de Cables Subterráneos de Alta Tensión – Niveles de Campo Magnético (Cod: 108 – Sesión 1) Autores del Trabajo Nombre País e-mail Medaglia, Leonardo Ariel Argentina amedaglia@edenor.com Ruiz, Ignacio Manuel iruiz@edenor.com Villafañe, Alvaro Ramon avillafane@edenor.com Beitone, Luis Blas lbeitone@edenor.com Edenor S.A - Empresa Distribuidora y Comercializadora Norte S.A. Subgerencia de Proyectos y Montajes de Electroductos Gerencia de Ingeniería e Inversiones Dirección Técnica

Sistemas de Puesta a Tierra en Instalaciones de Cables Subterráneos de Alta Tensión – Niveles de Campo Magnético INTRODUCCIÓN: Adoptar el sistema de PAT en instalaciones de cables subterráneos significa definir de que manera se conectarán a tierra, y entre si, la pantallas metálicas con el objeto de: limitar la tensión inducida de las pantallas, limitar la corriente inducida de circulación en las pantallas, mantener un camino de retorno de las corrientes de falla de secuencia homopolar, a los efectos de evitar sobretensiones. TENSIÓN INDUCIDA: La pantalla metálica del cable se comporta como el secundario de un transformador de corriente. Al circular corriente por el conductor principal se induce una tensión en la pantalla según: siendo: E: tensión inducida I: corriente principal S: separación entre fases d: diámetro de la pantalla metálica

Sistemas de Puesta a Tierra en Instalaciones de Cables Subterráneos de Alta Tensión – Niveles de Campo Magnético SISTEMAS DE PAT: Los sistemas usualmente utilizados son: Puesta a tierra en todos los empalmes y en ambos extremos. Puesta a tierra en un extremo o en punto medio del tramo, con o sin cuarto conductor. Puesta a tierra con transposición de pantallas, con o sin transposición de conductores. PAT todos los empalmes y en ambos extremos: Características: Uso de empalmes rectos. Mínimo mantenimiento. Bajos valores de tensión inducida (máximo valor en el centro del tramo entre PAT). Alta corriente de circulación por pantalla  mayores pérdidas en situación normal. Se debe dimensionar la pantalla para soportar la corriente inducida en caso de circular corriente de corto circuito en el conductor. Al aumentar la separación de fases para mejorar la disipación de calor, aumenta la corriente de circulación inducida en las pantallas. Las pérdidas y el calor generado aumentan  Disminuye la potencia de la instalación.

Sistemas de Puesta a Tierra en Instalaciones de Cables Subterráneos de Alta Tensión – Niveles de Campo Magnético SISTEMAS DE PAT: 2.a. PAT en un extremo o en punto medio del tramo sin cuarto conductor: Características: De utilización en tramos cortos. Uso de empalmes seccionados. Se debe asegurar el buen estado de la vaina externa del cable. No existe corriente de circulación por pantalla. Existe tensión inducida en los extremos no aterrados. Se debe dimensionar la vaina externa del cable para soportar las tensión inducida por circulación de corriente de corto circuito en el conductor. Sistema de PAT sin camino de retorno de corrientes de falla de secuencia homopolar. La corriente homopolar retorna por tierra  reactancia homopolar elevada  tensión inducida elevada. De utilización, por ejemplo, en tramos cortos dentro de subestaciones.

Sistemas de Puesta a Tierra en Instalaciones de Cables Subterráneos de Alta Tensión – Niveles de Campo Magnético SISTEMAS DE PAT: 2.b. PAT en un extremo del tramo con cuarto conductor: B X Características adicionales: El cuarto conductor es el camino de retorno de la corriente de falla homopolar. Necesidad de utilizar descargadores para pasar a configuración PAT en ambos extremos, en caso de sobretensiones por circulación de corriente de falla en el conductor. Debido a la necesidad de utilizar un cuarto conductor, solo se utiliza en tramos cortos, por ejemplo, para completar un sistema con transposición de pantallas. El cuarto conductor debe ubicarse adecuadamente para minimizar la reactancia homopolar. Se lo debe transponer a la mitad del tramo para minimizar la corriente de circulación inducida en situación normal.

Sistemas de Puesta a Tierra en Instalaciones de Cables Subterráneos de Alta Tensión – Niveles de Campo Magnético SISTEMAS DE PAT: PAT con transposición de pantallas: Características: Se compensan las tensiones inducidas en cada uno de los tres tramos resultando nula la corriente de circulación por pantalla  se anulan las perdidas en la pantalla. Se mantiene el camino de retorno de la corriente de falla homopolar. En caso de configuración tresbolillo no es necesario realizar la transposición de conductores. Se debe dimensionar la pantalla para soportar la corriente inducida en caso de circular corriente de corto circuito en el conductor. La vaina exterior y los descargadores deben estar dimensionados para soportar la tensión inducida, en los extremos no aterrados, por circulación de corriente de corto circuito en el conductor. Los descargadores son de necesidad para protección de la vaina exterior del cable en caso de descargas atmosféricas.

NIVELES DE CAMPO MAGNETICO: Sistemas de Puesta a Tierra en Instalaciones de Cables Subterráneos de Alta Tensión – Niveles de Campo Magnético NIVELES DE CAMPO MAGNETICO: Mayor separación de fases  Mayor campo magnético Simple terna 132 kV: CS XLPE – Cu 500 mm² Potencia: 150 MVA  656 A Profundidad: 1.30 m Separación e/fases: 170 mm Campo magnético: 3.8 microtesla Simple terna 220 kV: CS XLPE –Cu 800 mm² Potencia: 300 MVA  788 A Profundidad: 1.50 m Separación e/fases: 240 mm Campo magnético: 17.8 microtesla Simple terna 220 kV: CS XLPE –Al 1200 mm² Potencia: 300 MVA Profundidad: 1.50 m Separación e/fases: 200 mm Campo magnético: 5.1 microtesla Campo magnético máximo admitido: 25 microtesla (Res SE 77/98)

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN Sistemas de Puesta a Tierra en Instalaciones de Cables Subterráneos de Alta Tensión – Niveles de Campo Magnético CONCLUSIONES: La capacidad de transporte de una instalación varía considerablemente en función del sistema de PAT que se utiliza. Previamente a determinar que tipo de pantalla metálica y vaina exterior tendrá el cable, debe conocerse el sistema de PAT que se va a utilizar. Luego se podrá definir térmicamente la disposición de cables. De utilizarse el sistema de PAT en todos los puntos, convendrá colocar las fases lo más cerca posible a los efectos minimizar las pérdidas por corrientes de circulación en pantalla. De utilizarse el sistema con transposición, separar las fases mejorará la capacidad de disipación de calor de la instalación, aumentando la potencia. Al separar las fases debe verificarse además que valor de campo magnético resulta. MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN