REFRIGERACION ARTIFICIAL DE CABLES SUBTERRANEOS.

• Para reducir la resistencia térmica externa de los cables se utilizan métodos de refrigeración artificial:

• Bombeo de agua o aceite aislante a lo largo de un conducto central formado en el interior del cable.




• Bombeo de agua o aceite aislante a través de tuberías de plástico puestas junto a los cables.




• Bombeo de agua o aceite aislante a través de tuberías de plástico en cuyo interior va el cable. Se le llama refrigeración integral.




Ejemplo de Empalme para un cable relleno en aceite.







Sistemas refrigerantes y refrigeración.

• El costo de los sistemas refrigerantes se puede expresar en forma aproximada a

C = a + b "q donde a y b son constantes y q es la cantidad de calor a eliminar

Por esta razón mientras mayor sea el tamaño del sistema, q mayor, menor será el costo por unidad de volumen.

• La longitud máxima del cable, entre el refrigerador y las estaciones de bombeo, depende de dos factores :

• La elevación máxima de temperatura,

• La caída de presión máxima del elemento refrigerante.

• En el caso de un refrigerante en un sólo estado, líquido o gaseoso, la caída de presión dentro de la tubería esta dado por:

p = 4 f ( v)2 L / 2D

donde f = coeficiente de rozamiento del refrigerante

 = densidad del refrigerante

v = velocidad del fluido

L = longitud del cable

D = diámetro de la tubería

• La pérdida térmica total q esta dada por

q = (G Cp )/L x (D2/4)

donde G = flujo de la masa refrigerante

Cp = calor específico del fluido

 = elevación de temperatura ºC

L = largo del cable

La pérdida total q es la suma de las pérdidas por corriente alterna del conductor, de la entrada de calor desde el exterior y de la turbulencia del flujo del mismo refrigerante.

• Por todo lo anterior, vemos que

• la caída de presión p dentro de la tubería es proporcional a L3, es decir a mayor largo mucho mayor caída de presión.

• La cantidad de calor, pérdida o carga térmica, es proporcional a L, es decir a mayor largo mayor cantidad de calor que se necesita refrigerar.

Dieléctricos.

• Debido a que los cables se utilizan bajo voltajes elevados, la elección del material dieléctrico es importante.

• Entre las posibilidades de materiales dieléctricos podemos encontrar:

• Vacío. Tiene perdidas dieléctricas muy bajas y alta capacidad de ruptura. Se presentan problemas de sujeción, por lo que se instalan separadores cada cierto tramo.

• Papel impregnado. Es una alternativa confiable y económica. Se emplea papel de pulpa de madera con celulosa de fibra larga, impregnado en aceites o parafinas, dependiendo de la tensión de servicio y de la instalación física del cable.

• Fluidos criogénicos: hidrógeno o nitrógeno con relleno de cinta de papel o plástico. Tienen tensiones de ruptura y características de perdidas que lo hacen superiores a las cintas de papel impregnado. Además presentan menores efectos capacitivos, por menor permisividad, por lo que la regulación de tensión es mejor especialmente en bajas cargas.

• El helio presenta características inferiores a la cinta impregnada pero aun puede ser útil en ciertos casos.


El gráfico muestra una comparación de capacidad de ruptura para distintos dieléctricos.