Ingeniería de cables aislados para transmisión de energía eléctrica

PrólogoOrganización del LibroCapítulo I - Retrospectiva, presente y proyección del cable para transmisión y distribución de energíaDesarrollo histórico del cable de alta tensiónEl origen: las líneas telegráficasLos primeros usos en la distribución de energía eléctricaSegunda generación: cables aislados con papelTercera generación: la aislación solidaEl cable eléctrico en argentinaActualidad y futuro del cable de transmisión de energía eléctricaLa revolución que asoma: el cable superconductor de alta temperatura (htsc)Resumen y conclusionesReferenciasCapítulo II - Comparación entre las propiedades técnicas y operativas de los cables y las líneas aéreasEspacioPotencia a transmitirConfiabilidadCostos de instalaciónCarga capacitiva, distancia crítica y efecto FerrantiDistancia críticaEfecto FerrantiResumen y conclusionesReferenciasCapítulo III - Componentes del cable de alta tensiónConductoresMaterialesSecciones del conductorDiseño del conductorAislaciónAislación de papel impregnadoAislantes sintéticosComparación de aislantesPantallas semiconductoras interna y externaPantallas metálicas y barreras antihumedadCubiertas exterioresPoli-vinil cloruro (PVC)Polietileno de alta densidadArmadurasResumen y conclusionesReferenciasCapítulo IV - Parámetros operativos eléctricos Campo eléctrico en la aislación y capacitanciasCapacitanciaCampo eléctrico y capacitancia en cables trifásicosCables Hochstadter o cables tipo “H”Campo magnético e inductanciasAutoinductancia de un cable unipolarInductancia de ternas de cables Inductancia mutua conductor – vainaAutoinductancia e inductancia mutua de pantallas ResistenciasResistencia de aislaciónResistencia del conductor y variación con la temperaturaResistencia en corriente alterna- efectos pelicular y de proximidadEl cable como elemento de circuitoCircuito equivalenteImpedancias de fallaImpedancia directa e inversaImpedancia homopolarEjemplo de cálculoResumen y conclusionesReferenciasCapítulo V - Propiedades físicas de la aislaciónIntroducción a la rigidez dieléctrica aplicada a cablesTipos básicos de falla dieléctricaRigidez dieléctrica de corto y largo plazoDescargas parcialesArborescencia eléctrica (treeing)Pérdidas en el dieléctricoPropiedades dieléctricas de la aislación de papel impregnadoCampo eléctrico y pérdidas en el papel impregnadoRigidez dieléctrica en el papel impregnadoEstabilización térmicaFalla térmica en la aislación de papel impregnadoDescargas parciales en cables con aislación de papel impregnadoPropiedades dieléctricas de la aislación poliméricaIntensidades de campo eléctrico operativas y curvas características de vidaInfluencia de la pureza del material, la homogeneidad de las interfaces y la tecnología de fabricación sobre el comportamiento del dieléctricoMecanismos de falla en la aislación y descargas parciales en cables de XLPE Aplicación de la estadística de Weibull al dieléctrico poliméricoCargas espacialesDeterminación del espesor de aislaciónDieléctrico multicapa Aislación poliméricaResumen y conclusionesReferenciasCapítulo VI - Pérdidas y corrientes admisibles en estado permanentePérdidas en el cablePérdidas que dependen de la corrientePérdidas dependientes de la tensiónLímites de la tensión de transmisiónMétodos de puesta a tierra (PAT) de pantallas o vainas metálicasPAT en un extremo (Single Point Bonding)PAT en los dos extremos (Double Point Bonding)PAT en un extremo con descargador en el otro extremoCross-bondingAcciones adicionales para reducir las pérdidas dependientes de la corrienteMecanismos de transferencia de calorConducción del calorCables en aireCálculo de corrientes admisibles de cables refrigerados naturalmente en estado estacionario acorde a la norma IEC 60287Factor de cargaEl problema de la determinación de las corrientes admisiblesResistencias térmicas externas en suelo y aireInfluencia de los accesoriosMedidas para incrementar la capacidad de transmisión de potenciaEjemplo de cálculoResumen y conclusionesReferenciasCapítulo VII - Corrientes admisibles en regímenes transitorios: cargas cíclicas, emergencia y cortocircuitoIntroducción al régimen transitorioCapacitancia térmicaRespuesta térmica a un escalón de corrienteAspectos preliminaresPrimera parte del circuito térmico - modelo térmico del cableSegunda parte del circuito térmico - influencia del terreno en cables enterradosElevación de temperatura totalTransitorio de temperatura bajo condiciones de carga variableDifusividad del terrenoVariación de la resistencia del conductor durante transitoriosCálculo de corrientes admisibles con cargas cíclicasCable únicoAgrupamiento de cables idénticos con cargas igualesCálculo de corriente admisible en régimen de emergenciaCálculo de corrientes térmicamente admisibles de corto circuitoCálculo del factor modificador que toma en cuenta los efectos no adiabáticosCorrientes admisibles de corto circuito en las vainas y pantallasEjemplo de cálculoResumen y conclusionesReferenciasCapítulo VIII - Esfuerzos mecánicos en cablesEsfuerzos termomecánicosDilatación, empuje y deformaciones por efecto de la temperaturaCombinación de fuerzas termomecánicas y gravitacionalesCables en ductosCables en aireEsfuerzos sobre empalmes y accesoriosFuerzas electrodinámicasEsfuerzos que actúan durante el tendido del cableReacción en paredes lateralesCálculo del tiro de tendido en curvasMétodos de tendidoEjemplo de cálculoResumen y conclusionesReferenciasCapítulo IX - Tecnologías de cables aislados para alta tensión y extra alta tensiónClasificación de los tipos de cables Cables de papel impregnado para corriente alternaCables en aceite (OF)Cables presurizados por gasCables con aislación de XLPEMétodos de fabricaciónRefrigeración forzada de cables de alta tensiónRefrigeración indirectaRefrigeración directaRefrigeración directa del conductorSistemas de monitoreo de temperatura del cableSistemas de protección de cables de alta tensiónDiferencial de corrienteComparación de fasesDireccionalCircuitos compuestos por línea y cableResumen y conclusionesReferenciasCapítulo X - Cables de corriente continua y submarinosCables para corriente continua en alta tensión (HVDC)Comportamiento físico de la aislación bajo la aplicación de corriente continua de alta tensiónDimensionamiento de cables de HVDCAccesoriosCables submarinosCruces de ríos y pequeñas distancias de marRequerimientos para largas distancias en aguas profundasCables submarinos de corriente alternaCables submarinos de corriente continuaCorrientes admisiblesEsfuerzos mecánicosResumen y conclusionesReferenciasCapítulo XI - Accesorios para sistemas de cablesImportancia, necesidad y funciones de los accesorios Técnicas de control de campoControl de campo capacitivoControl de campo geométrico-capacitivo Accesorios para cables de papel impregnadoEmpalmes rectosTerminalesAccesorios para cables con aislación poliméricaTerminales con conos de esfuerzo premoldeadosEmpalmes premoldeadosEmpalmes especialesEmpalmes de cierreEmpalmes de transiciónEmpalmes seccionados para cross-bondingResumen y conclusionesReferenciasCapítulo XII - Cables superconductores de alta temperaturaNociones de superconductividadTemperatura críticaCampo magnético y efecto MeissnerCorriente críticaSuperconductores de alta temperatura (HTSC)BSCCO-2223YBCO-123Di-boruro de magnesio (MgB2)Cables superconductores de alta temperaturaCriterios de diseñoDiseños actuales de cables HTSCAplicaciones y futuro del cable HTSCResumen y conclusionesReferenciasCapítulo XIII - Economía de los sistemas de cablesConceptos sobre costosCosto inicial y costo corrienteCostos fijos y variablesOtras definiciones de costosCosto de transmisión por cablesCosto total medio de transmisiónEvaluación de proyectos y tasa de descuentoSelección de la sección económicaCosto de pérdidas por efecto jouleTemperatura y resistencia del conductorEfecto de la corriente de carga capacitiva y pérdidas dieléctricasSelección de la sección económica de conductorParámetros que afectan la selección de la sección económica de cablesResumen de resultadosComparación de precios en concursos de ofertas considerando pérdidas y cantidad de accesoriosRecargo por pérdidasRecargo por cantidad de accesorios debido a diferencias de longitudResumen y conclusionesReferenciasCapítulo XIV - Planificación y anteproyecto de un sistema de cables subterráneos - aspectos ambientalesConsideraciones a tener presentes en el anteproyectoCriterios para la elección de la trazaDecisiones preliminares sobre el tipo de cableMétodos de instalaciónElección de la configuración del sistemaFosas de empalmeInterferencias producidas por las corrientes circulantes en los cablesInterferencia por acoplamiento magnético y resistivoPosibilidades de reducir las interferenciasAfectación ambiental: campos magnéticos a nivel de la superficieResumen y conclusionesReferenciasCapítulo XV - Recomendaciones para la adquisición, la evaluación de ofertas y la gestión del proyecto. análisis de riesgos y seguridad de obraAspectos a considerar en concursos para la adquisición de un sistema de cablesComentarios preliminares sobre los plazos de proyecto Especificación de proyectos de sistemas de cablesTipos de contratos para la adquisición de un sistema de cablesInformación importante a suministrar al oferenteInformación a suministrar por el oferenteAnálisis de ofertasRecomendaciones durante la etapa de ejecución del contratoLa triple restricciónRecomendaciones al ingeniero de proyectoConceptos sobre el riesgo y su tratamientoDefiniciones de riesgoEvaluación práctica de riesgosTratamiento y gestión del riesgoPlan de seguridad para la instalación de cablesExcavacionesTendido del cableInspeccionesRegistros de cierre del proyectoResumen y conclusionesReferenciasCapítulo XVI - Ensayos y normas aplicablesClasificación y funciones de los ensayos en cables, accesorios y sistemasEnsayos de tipo y precalificaciónEnsayos de tipoEnsayos de precalificaciónEnsayos de rutina o aceptaciónEnsayos de aceptación en fábricaEnsayos de muestrasConsideraciones para prevenir daños como consecuencia de los ensayosEnsayos con el sistema instaladoEnsayo de la vaina de protección contra la corrosión Ensayos sobre la aislaciónEnsayos de diagnósticoEnsayos adicionales durante la puesta en servicioNormas aplicablesInstituciones de normalizaciónNormativa para cables de alta tensiónResumen y conclusionesReferenciasCapítulo XVII - Gestión de los sistemas de cablesGestión de activosAcciones estratégicas en la gestión del cableEnvejecimiento y deterioro en cablesEl efecto de las sobrecargas sobre la aislaciónDeterioro en otros componentesAcciones y ensayos de mantenimientoMonitoreo de presionesPérdidas de aceiteAnálisis de aceite en cablesEnsayos del sistema de puesta a tierra Criterios para el reemplazo de cablesLos cables demandan una historia clínicaCriterios para el reemplazoEstimación de la vida remanente de un cableAnálisis forense o método mecanicistaMétodo estadísticoOtros abordajes estadísticosResumen y conclusionesReferenciasApéndice A - Efecto pelicularApéndice B - Introducción a la distribución de WeibullApéndice C - Nomograma de evaluación de riesgoApéndice D - Conceptos básicos de la teoría de la confiabilidadApéndice E – Glosario inglés – español