Tensiones máximas de red y tensiones asignadas de los cables para MT
¿Se puede instalar un cable de 18/30 kV en una red de 33 kV? Sí, pero…
Existe cierta confusión entendible a la hora de saber las tensiones máximas de servicio de los cables en general. El caso de la media tensión es además particular por la frecuencia creciente de tensiones que sobrepasan los valores de tensión asignada y por la disparidad de criterios en otras zonas geográficas.
¿Qué nos dice el RLAT?
En España, como sabemos, es el llamado Reglamento de Líneas de Alta Tensión (RLAT, RD 223/2008) el que dice lo siguiente en el punto 2.2. de la ITC-LAT 06:
La tensión asignada del cable Uo/U se elegirá en función de la tensión nominal de la red (Un), o tensión más elevada de la red (Us), y de la duración máxima del eventual funcionamiento del sistema con una fase a tierra (categoría de la red), tal y como se especifica en la tabla 2.

(1) El nivel de aislamiento a impulsos tipo rayo se determinará conforme a los criterios de coordinación de aislamiento establecidos en la norma UNE-EN 60071-1.
Recordamos que los valores Uo/U corresponden respectivamente a valores de tensión simple Uo (entre conductor y pantalla, que va conectada a tierra) y tensión compuesta U (entre conductores). Y que por motivos obvios en sistemas equilibrados su relación es √3. De ahí que 20/12 ≈ √3 o 30/18 ≈ √3. Es decir, en términos generales Uo/U ≈ 1/√3.

En un sistema trifásico equilibrado la tensión compuesta URS será igual a la diferencia vectorial entre UR y US y modularmente se puede ver que URS = √3 x UR = √3 x US, lo que explica la relación general entre las tensiones simples (Uo) y las compuestas (U).
Las definiciones 93 y 94 de la ITC-LAT 01 del RLAT recogen el concepto de Us (aplicable a la red) y Um aplicable al cable y los accesorios.
93. TENSIÓN MÁS ELEVADA DE UNA RED TRIFÁSICA (Us)
Valor más elevado de la tensión eficaz entre fases, que puede presentarse en un instante y en un punto cualquiera de la red, en las condiciones normales de explotación. Este valor no tiene en cuenta las variaciones transitorias (por ejemplo, maniobras en la red) ni las variaciones temporales de tensión debidas a condiciones anormales de la red (por ejemplo, averías o desconexiones bruscas de cargas importantes).
94. TENSIÓN MÁS ELEVADA PARA EL MATERIAL (Um)
La mayor tensión eficaz entre fases para la cual se define el material, en lo que se refiere al aislamiento y determinadas características que están eventualmente relacionadas con esta tensión, en las normas propuestas para cada material.
Es verdad que a la tabla expuesta de la ITC-LAT 06, que proviene de la norma UNE 211435-2, le faltaría una columna para ser más clara. Aquella en la que se recoja Um y así relacionar los valores de tensión asignada con los valores de tensión máxima que pueden soportar los cables y sus accesorios. Basta aclarar que ese valor de Um coincide con Us. De hecho, sí que se puede consultar en cada norma de producto ya que el formato para la definición de sus tensiones asignadas y máximas es Uo/U (Um).
Y de forma más explícita en la propias normas de cables para media tensión aceptados por el RLAT (de tensiones asignadas de uso habitual hasta 18/30 kV) nos encontramos tablas como la siguiente en las que se refleja Um:

Es decir, podemos ver que un cable de tensión asignada 18/30 kV puede soportar una tensión máxima de 36 kV. Es válido para redes hasta la tensión de 36 kV mientras sean de categoría A o B, las que no son categoría C que son las que pueden funcionar por periodos prolongados con un defecto a tierra y en cuyo caso habría que elegir 26/45 kV de tensión asignada según se puede ver en la primera tabla. Las categorías de las redes se explican en el punto 2.1. de la ITC-LAT 06 del RLAT.
Esto es entendible, cuando una fase se deriva a tierra las tensiones simples (fase-pantalla) pueden convertirse en tensiones compuestas (dependiendo de cómo esté unido a tierra o no el neutro de red) y esto sobresolicita el aislamiento. Por ello, para dar respuesta a estas eventualidades, en redes de categoría C se exigen tensiones asignadas superiores para cables y accesorios:

En las líneas de MT con la conveniente conexión habitual de pantallas a tierra en ambos extremos (solid bonding) podemos ver que en función de cómo sea la impedancia de conexión a tierra del neutro de red en caso de que una fase se derive a tierra las tensiones entre conductor y pantalla (Ucp) en las otras fases pueden ser:
- Las convencionales de alimentación aproximadamente si la conexión del neutro es directa a tierra (Zn = 0).
- Superiores a las de alimentación si se conecta con una impedancia a tierra. Circulará una corriente que elevará el potencial de tierra.
- Igual a la tensión entre fases si no hay conexión (Zn = ∞) porque la tierra adquirirá el potencial de la fase derivada y las pantallas, que están conectadas a tierra, elevarán su potencial al de la fase derivada.
Con esta explicación y viendo el esquema se puede entender el porqué, en las redes de categoría C, que pueden funcionar tiempo prologando con una fase a tierra, por necesitar asegurar el suministro incluso después de un primer fallo, se exigen mayores niveles de tensión asignada a los cables que en las de categoría A o B cuyo funcionamiento con una fase a tierra está muy limitado.

Esquema de conexionado de cables de MT aislados, pantallas y neutro de red de una línea convencional. Se puede ver cómo sería la tensión entre conductor y pantalla (Ucp) de las fases “sanas” en caso del contacto accidental de una fase con tierra.
LISARDO RECIO MAÍLLO
Product Manager
Prysmian España


