Las pruebas globales del envejecimiento de cables realzan el valor para las utilidades

Se ha comprobado reiteradamente que la arborescencia afecta el rendimiento de los cables subterráneos durante largos períodos.  Sin embargo, las especificaciones típicas como las del IEC no requieren evaluaciones en condiciones de campo con modelo agresivo.  Estas especificaciones se limitan a probar los cables en condiciones secas. 

El grupo de servicios públicos estadounidenses, la Association of Edison Illuminating Companies (Asociación de Compañías de Iluminación Edison – AEIC), que trabajan en conjunto con los fabricantes de cables y la Insulated Cable Engineers Association (Asociación de Ingenieros de Cables Aislados – ICEA), elaboraron una prueba de calificación a mediados de la década de 1980 que desde entonces se ha perfeccionado y, recientemente, ha ganado reconocimiento como norma nacional, ICEA S-94-679-2004 (2).  El enfoque principal de esta prueba es envejecer en humedad, durante el período máximo de un año, núcleos de cables de 15 kV, 53 mm cúbicos (sin forro) sumergidos en agua en conductos de PVC, mientras se les inyecta agua a través de los hilos del cable.  Esta prueba se conoce como prueba de arborescencia acelerada (AWTT). 

Después de la carga cíclica térmica en seco para eliminar la reacción de reticulado de productos derivados, 12 muestras de cables se envejecen durante 120, 180 y 360 días en agua a 150V/mil (5.9 kV/mm) y carga cíclica.  Cada ciclo de ocho horas de “encendido” debe arrojar la temperatura del forro de aislamiento de 45°C.  Al final de cada período, las muestras se evalúan para comprobar si existe descarga de CA (ACBD), así como otras pruebas de diagnóstico.  El objetivo es evaluar el rendimiento del cable en condiciones ambientales que se presentan en campo con un modelo agresivo, al mismo tiempo que se acelera el proceso de degradación inducida del aislamiento, mediante la inyección de agua por ambos extremos del núcleo del cable y en los hilos conductores.

Resultados típicos de la arborescencia acelerada

Estados Unidos de América

En la Figura 1, hemos mostrado los resultados típicos de la prueba de la arborescencia acelerada después de un año de envejecimiento húmedo.  Estos resultados son ilustrativos de pruebas de calificación de seis o siete fabricantes de cables y representan un cuerpo independiente de resultados.  Los valores de la descarga de CA se registran como una función del tiempo y es evidente que estos cables de polietileno reticulado resistente a la arborescencia operan a una tensión eléctrica envejecida mucho mayor que los cables de polietileno reticulado estándar.

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Figura 1: Resultados de las pruebas de arborescencia acelerada

Europa

En contraste con el caso estadounidense, las primeras especificaciones alemanas requerían una prueba de envejecimiento de dos años.  En la Figura 2 se comparan los resultados típicos del polietileno reticulado resistente a la arborescencia y del polietileno reticulado estándar.  Una vez más, resulta claro que el polietileno reticulado resistente a la arborescencia conserva una resistencia eléctrica superior.  De hecho, el polietileno reticulado regular no siempre puede cumplir con los requisitos mínimos.

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Prueba VDE alemana: Comparación de cables de polietileno reticulado resistente a la arborescencia y polietileno reticulado

China

En fechas recientes, el Wuhan High Voltage Research Institute (Instituto Wuhan de Investigación de Alto Voltaje – WHVRI) emprendió evaluaciones comparativas del rendimiento de la arborescencia acelerada de tres cables comerciales fabricados en la República Popular China con polietileno reticulado resistente a la arborescencia estadounidense, polietileno reticulado estadounidense y componentes de polietileno reticulado producidos en China, respectivamente, todos con blindajes semiconductores convencionales correspondientes.  En la Figura 3 se muestra que los cables de polietileno reticulado resistente a la arborescencia mantienen mayor resistencia a la descarga eléctrica durante la prueba de envejecimiento en humedad durante un año.  Los cables fabricados con componentes de polietileno reticulado locales fallaron eléctricamente en su totalidad antes de los 140 días y también mostraron una significativa actividad de arborescencia durante el mismo período.  En cambio, con los cables de polietileno reticulado resistente a la arborescencia no se presentó ninguna de estas actividades.  Estos resultados demostraron la importancia de la calidad y la consistencia de los materiales que se utilizan para fabricar cables que requieren una larga vida.

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Figura 3: Datos del WHVRI sobre la prueba de arborescencia acelerada en China

La información anterior se obtuvo de un nuevo informe de Dow Wire & Cable, “Tecnología de aislamiento probada para incrementar la vida de cables de distribución y mejorar la confiabilidad” de S. Ramachandran, L. Du y H. Tan.  Si desea recibir una copia completa del documento, oprima aquí.