Sección transversal del cable de alta tensión

¿Qué tipo de potencia y voltaje puede manejar el cable en la foto?

Ese es un cable de alto voltaje. Adivinando por el grosor del aislamiento XLPE (material blanco), es para al menos 132 kV o más.

Editar: Según Reddit OP, el cable tiene un conductor de cobre de 1750 mm². Este es un cable enorme . (Cualquier cosa por encima de 630 mm² es inusual; cualquier cosa por encima de 1200 mm² es un pedido especial que la compañía de cable normalmente no haría). Dicho cable sería capaz de transportar aproximadamente 1600 amperios. Suponiendo que el voltaje es trifásico de 132 kV, es decir, 365 MVA o aproximadamente 292 megavatios con un factor de potencia de 0,80.

Aquí hay un cable similar que tenía en el trabajo para (creo) 300kV. Sería capaz de transportar al menos 100 amperios (probablemente mucho más), o alrededor de 100 MW, suficiente para alimentar un CDB de una ciudad entera por sí solo.

¿Por qué está compuesto por muchos cables pequeños? ¿Qué pasaría si el diámetro de los cables de cobre individuales fuera un poco más grande?

El conductor es multitrenzado, por lo que se puede doblar para su instalación. Un conductor de cobre sólido sería muy difícil de doblar.

El diámetro de los hilos es un compromiso entre el costo de fabricación (los alambres más pequeños requieren más fabricación) y la facilidad de instalación. No hay una razón particular para el tamaño exacto de las hebras individuales.

¿Cómo se debe elegir el diámetro correcto para el combo de voltaje/vataje dado?

Sin entrar en detalles sobre los cálculos del tamaño de los cables (existen estándares nacionales completos sobre este tema; consulte AS/NZS 3008 Instalaciones eléctricas: selección de cables ).

Primero , decidimos qué voltaje estamos usando. En Australia, los voltajes comunes para distribución son 11, 22, 33 kV; Los voltajes comunes para transmisión son 66, 132, 220, 300 kV. Cuanto mayor sea el voltaje, más grueso se requiere el aislamiento (XLPE).

En segundo lugar , decidimos cuánta capacidad de carga de corriente necesitamos. Podríamos, después de algunos cálculos, determinar que el circuito necesita transportar 100 amperios para satisfacer la demanda actual, permitir el crecimiento futuro de la carga y un poco de capacidad adicional para contingencias. Cuanta más capacidad de corriente necesitemos, más grandes deben ser los conductores de cobre (mm²).

En tercer lugar , determinamos en qué tipo de entorno vivirá el cable. El flujo de corriente en un cable produce calor, y la capacidad de conducción de corriente de un cable está limitada por su temperatura. Un cable instalado en un ambiente caluroso no puede transportar tanta corriente antes de que se sobrecaliente, por lo que tenemos que usar un cable más grande de lo habitual.

Conociendo el voltaje, la capacidad de transporte de corriente y el entorno de instalación del cable, ahora estamos en posición de seleccionar el tamaño de cable requerido. Haríamos esto por referencia al catálogo de un fabricante de cables que tiene tablas como esta:

Tabla reproducida del catálogo de cables HV de Olex Australia, 2009

Como ejemplo, podría decidir que necesito un cable de 33 kV que pueda transportar 400 amperios. Se instalará en conductos subterráneos. Utilizo la tabla de "valores nominales de corriente" para seleccionar el cable más pequeño posible que pueda transportar 400 amperios; en este caso, se necesitaría un cable de 240 mm².

El diámetro total nominal de dicho cable es de 45,9 mm.

Tenga en cuenta que realmente no nos importa el 'diámetro' del cable como tal, nos importa el área de la sección transversal del conductor (mm²), es decir, cuánto cobre hay en el cable. El diámetro solo importa cuando realmente vienes a instalar la cosa.

Una de las respuestas en la discusión de Reddit que vinculó decía que el cable podría transportar de 69 000 a 500 000 voltios, y este podría transportar de 1000 a 1400 amperios.

Los cables grandes normalmente se componen de muchos hilos más pequeños sin aislar; de lo contrario, serían demasiado rígidos para doblarse.

En el cableado doméstico normal de 120/240 voltios, los cables AWG 8 y más grandes están trenzados. En la electrónica, puede encontrar cables trenzados tan pequeños como el n.º 26.

El revestimiento de acero es para la resistencia y el núcleo de cobre con más de 300 hilos es para mejorar la inductancia /N y el área de superficie para el efecto de piel /N conductividad más profunda de los hilos de diámetro pequeño y la impedancia compleja más baja, Zo que incluye la resistencia de pérdida más baja con un factor de relleno alto.

Esto es ideal para baja EMI, bajas pérdidas por conducción, bajas pérdidas por efecto pelicular, alta resistencia a la tracción, alta confiabilidad para líneas de transmisión largas o congestionadas. (Caramba, esto está empezando a sonar como un comercial;)

Esto se llama cable XL-PE donde la X es para dieléctrico reticulado (molecular) que utiliza polietileno que se procesa posteriormente a través del procesamiento de haz de electrones de 1GeV, en un proceso de reticulación "en frío". Esto golpea el aislamiento para elevar el voltaje de ruptura (BDV) mediante la fusión de impurezas y vacíos para evitar descargas parciales en cables HV.

(utilizan un proceso similar para neumáticos de automóviles vulcanizados y todos los demás tipos de alambre de calidad).