Cómo los cables de alimentación blindados mejoran la seguridad y la confiabilidad en entornos hostiles

Los cables de alimentación blindados se utilizan ampliamente en plantas industriales, redes de distribución de servicios públicos, proyectos de infraestructura e instalaciones eléctricas subterráneas donde se requiere protección mecánica adicional.

En comparación con los cables no armados, los cables armados incorporan una capa protectora metálica diseñada para reducir el riesgo de daños mecánicos durante la instalación y operación. Sin embargo, la construcción de armadura adecuada depende de la configuración del cable, las condiciones de funcionamiento, el método de instalación y las normas técnicas aplicables.

Esta guía explica las diferencias entre la armadura de alambre de acero (SWA), la armadura de cinta de acero (STA) y la armadura de alambre de aluminio (AWA), y describe las consideraciones clave para seleccionar cables de alimentación blindados de baja y media tensión.

1. ¿Qué es un cable de alimentación blindado?

Un cable de alimentación blindado contiene una capa metálica protectora colocada fuera de los núcleos aislados y las cubiertas internas asociadas, según el diseño del cable.

Un cable armado típico de bajo voltaje con aislamiento XLPE puede incluir:

1. Conductor de cobre o aluminio.
2. Aislamiento XLPE.
3. Rellenos y revestimiento interior, en su caso.
4. Armadura metálica.
5. Funda protectora exterior.

Los cables blindados de media tensión suelen incorporar componentes adicionales, incluidos apantallamientos de conductores, apantallamientos de aislamiento y sistemas de apantallamiento metálico.

La construcción exacta depende de la tensión nominal, la cantidad de núcleos, el estándar aplicable y las especificaciones del cliente.

La función principal de la armadura es proporcionar protección mecánica adicional contra daños de instalación y tensiones mecánicas externas.

Armor no hace automáticamente que un cable sea impermeable, resistente al fuego, a prueba de explosiones ni adecuado para todos los entornos peligrosos.

Estas características deben evaluarse por separado.

2. Tipos comunes de armadura de cables

2.1 Armadura de alambre de acero (SWA)

La armadura de alambre de acero consta de alambres de acero aplicados alrededor del conjunto de cables.

SWA se utiliza comúnmente en cables de alimentación multinúcleo donde se requiere protección mecánica adicional.

Las aplicaciones típicas incluyen:

• Distribución de energía subterránea.
• Instalaciones industriales.
• Proyectos de infraestructura.
• Instalaciones eléctricas exteriores.
• Instalaciones fijas expuestas a esfuerzos mecánicos.

SWA puede proporcionar protección mecánica y puede ser adecuado para instalaciones que involucran fuerzas de tracción específicas, sujeto al diseño del cable y a los límites de instalación del fabricante.

Sin embargo, la presencia de una armadura de alambre de acero no significa que el cable sea adecuado para cargas de tracción ilimitadas o flexión continua.

Se deben confirmar la tensión de tracción permitida, el radio de curvatura y el método de instalación para el cable seleccionado.

2.2 Armadura de cinta de acero (STA)

La armadura de cinta de acero consta de cintas metálicas aplicadas alrededor del conjunto del cable.

STA se usa comúnmente en cables multipolares destinados a instalaciones fijas donde se requiere protección adicional contra daños mecánicos externos.

Las aplicaciones típicas incluyen:

• Instalaciones de cables enterrados.
• Distribución de energía industrial.
• Instalaciones de infraestructura fija.
• Rutas de cables que requieren protección mecánica adicional.

La idoneidad de STA depende de la construcción de la cinta, el diseño del cable, las condiciones de instalación y el tipo de tensión mecánica esperada.

STA y SWA no deben considerarse universalmente intercambiables.

Por ejemplo, su rendimiento bajo cargas de tracción y tensiones mecánicas localizadas puede diferir.

La construcción adecuada debe seleccionarse según las especificaciones del proyecto y los datos técnicos del fabricante.

2.3 Armadura de alambre de aluminio (AWA)

La armadura de alambre de aluminio es una construcción de armadura no magnética que se usa comúnmente para cables de alimentación de CA de un solo núcleo.

En los cables de CA unipolares, la corriente alterna produce un campo magnético variable en el tiempo alrededor del conductor.

La armadura de acero ferromagnético puede introducir pérdidas magnéticas y calentamiento adicionales, particularmente cuando rodea un cable de CA unipolar individual.

Por lo tanto, las armaduras no magnéticas, como AWA, se seleccionan comúnmente para aplicaciones de CA de un solo núcleo.

Las aplicaciones típicas incluyen:

• Cables de alimentación CA unipolares de baja tensión.
• Cables unipolares de alimentación CA de media tensión.
• Distribución de energía industrial.
• Redes de distribución de servicios públicos.
• Proyectos de energías renovables.

La selección final de la armadura debe tener en cuenta la disposición de los cables, la configuración de unión, la corriente operativa, los requisitos mecánicos y los estándares aplicables.

3. SWA, STA y AWA: diferencias clave

Esta tabla describe aplicaciones comunes en lugar de restricciones universales.

La selección de la armadura debe confirmarse con la construcción del cable real, las condiciones de instalación y los requisitos del proyecto.

4. Por qué es importante la selección de armadura para cables de CA de un solo núcleo

Los cables de CA unipolares y multipolares tienen diferentes características magnéticas.

En un cable trifásico multipolar, los campos magnéticos asociados a los conductores de fase interactúan dentro del mismo conjunto de cables.

En un cable de CA individual de un solo núcleo, el campo magnético rodea al conductor individual y puede interactuar con componentes metálicos cercanos.

El uso de una armadura ferromagnética alrededor de un cable de CA individual de un solo núcleo puede provocar pérdidas adicionales y un aumento de temperatura.

Por esta razón, la armadura no magnética como AWA se usa comúnmente para cables de alimentación de CA de un solo núcleo.

El diseño también debe considerar:

• Formación y espaciamiento de cables.
• Unión de pantalla metálica y funda.
• Unión de armaduras y puesta a tierra.
• Corriente de funcionamiento.
• Entorno de instalación.
• Condiciones de cortocircuito.

Para sistemas de media tensión, las pérdidas de la cubierta y la pantalla metálica también pueden afectar la clasificación de corriente permitida.

Cuando sea necesario, la clasificación de corriente del cable debe evaluarse utilizando un método de cálculo aplicable como IEC 60287.

5. ¿El cable blindado proporciona protección impermeable?

La armadura y la protección contra el agua cumplen diferentes funciones.

La armadura metálica proporciona principalmente protección mecánica. Por sí solo, no impide que entre agua en el cable.

La resistencia al agua depende de la construcción general del cable, incluyendo:

• Material e integridad de la funda exterior.
• Componentes longitudinales de bloqueo de agua, cuando se especifique.
• Barreras radiales contra la humedad, donde se especifique.
• Uniones y terminaciones de cables.
• Condiciones de instalación.

Para instalaciones subterráneas o expuestas a la humedad, la especificación del proyecto debe identificar claramente el desempeño requerido de protección del agua.

Un cable blindado no debe describirse automáticamente como impermeable a menos que los requisitos pertinentes de construcción y rendimiento del cable respalden esa afirmación.

6. ¿El cable blindado proporciona resistencia al fuego?

La protección mecánica y el rendimiento contra incendios son características independientes del cable.

Un cable armado no es automáticamente ignífugo ni resistente al fuego.

Dependiendo del proyecto, los requisitos adicionales pueden incluir:

Retardo de llama

Los cables retardantes de llama están diseñados y probados para limitar la propagación de la llama en condiciones de prueba específicas.

Los métodos de prueba IEC 60332 aplicables deben seleccionarse de acuerdo con el rendimiento requerido y la disposición de los cables.

Resistencia al fuego

Los cables resistentes al fuego están diseñados para mantener la integridad del circuito durante un período específico en condiciones definidas de prueba de fuego.

El método de prueba aplicable y los requisitos de aceptación deben identificarse en la especificación del proyecto.

Rendimiento bajo en humo y halógenos

El rendimiento con niveles bajos de humo y halógenos depende de los materiales del cable seleccionados y de los requisitos de prueba aplicables.

Estas características deben verificarse por separado de la construcción del blindaje.

Para edificios industriales, infraestructura, túneles y otros proyectos con requisitos específicos de seguridad contra incendios, la especificación del cable debe identificar el comportamiento contra incendios requerido y la documentación de prueba de respaldo.

7. ¿Se puede utilizar la armadura de cable como conductor de tierra protector?

La armadura metálica puede contribuir a la disposición protectora de la puesta a tierra en determinadas instalaciones, pero no se debe asumir su idoneidad.

Cuando se pretende que la armadura funcione como conductor de protección, se debe verificar su continuidad eléctrica, área de sección transversal efectiva, resistencia a la corriente de falla, método de conexión y cumplimiento de la norma de instalación aplicable.

El diseño debe considerar:

• Corriente de falla a tierra potencial.
• Tiempo de funcionamiento del dispositivo de protección.
• Material de armadura y construcción.
• Continuidad eléctrica en uniones y terminaciones.
• Requisitos aplicables de conexión a tierra y unión.

Es posible que se requiera un conductor de tierra de protección independiente según el sistema eléctrico y las especificaciones del proyecto.

La armadura no debe tratarse como un sustituto automáticamente compatible de un conductor de protección dedicado.

8. Consideraciones clave de instalación

La instalación correcta es esencial para lograr el rendimiento previsto de los cables de alimentación blindados.

Radio de curvatura mínimo

El radio de curvatura mínimo depende de la construcción del cable, el tipo de conductor, el sistema de aislamiento, el diseño de la armadura y las condiciones de instalación.

El valor aplicable debe confirmarse a partir de la hoja de datos del producto del fabricante y las instrucciones de instalación.

Tensión de tracción

La tensión de tracción máxima permitida depende de la construcción del cable y del método utilizado para aplicar la fuerza de tracción.

La planificación de la instalación debe evitar cargas de tracción excesivas que podrían dañar los conductores, el aislamiento, la armadura u otros componentes del cable.

Terminación y unión de armaduras

Los prensaestopas blindados y los accesorios de terminación deben ser compatibles con la construcción de cable seleccionada.

Cuando se requiera conexión eléctrica, se debe mantener la continuidad de acuerdo con el diseño de instalación aprobado.

Corrosión y exposición ambiental

El material de armadura, las cubiertas protectoras y la funda exterior deben seleccionarse según el entorno de instalación.

Puede ser necesaria una consideración adicional para ambientes costeros, químicos, subterráneos u otros ambientes corrosivos.

9. Cómo seleccionar el cable de alimentación blindado adecuado

Antes de solicitar una cotización, los compradores deben identificar los principales requisitos eléctricos y de instalación.

La siguiente información ayuda a los fabricantes a recomendar una construcción de cable adecuada:

Cuando aún no se ha determinado el tamaño del cable, es posible que el fabricante también necesite la corriente de diseño, la longitud de la ruta del cable, la disposición de instalación y la posible corriente de cortocircuito para respaldar la selección técnica.

10. Conclusión

Los cables de alimentación blindados brindan protección mecánica adicional para instalaciones eléctricas expuestas a condiciones exigentes de operación e instalación.

Sin embargo, seleccionar el cable armado correcto requiere más que elegir entre alambre de acero, cinta de acero y armadura de alambre de aluminio.

El diseño final del cable debe tener en cuenta:

1. Tensión nominal y configuración de conductores.
2. Requisitos de protección mecánica.
3. Efectos magnéticos AC y material de armadura.
4. Instalación y condiciones ambientales.
5. Requisitos de puesta a tierra y unión.
6. Requisitos de comportamiento frente al fuego y protección contra el agua, cuando corresponda.

SWA, STA y AWA satisfacen diferentes necesidades de ingeniería. Su idoneidad debe evaluarse con respecto a la norma del producto aplicable, los requisitos de instalación y las especificaciones técnicas del proyecto.

Acerca de Xinyu Cable

Xinyu Cable fabrica cables eléctricos de baja y media tensión para distribución de servicios públicos, instalaciones industriales, infraestructura y aplicaciones de energía renovable.

Nuestra gama de productos incluye cables de alimentación con conductores de cobre y aluminio con aislamiento XLPE o PVC, disponibles en construcciones unipolares y multipolares.

Las opciones de cables blindados incluyen armadura de alambre de acero (SWA), armadura de cinta de acero (STA) y armadura de alambre de aluminio (AWA), sujetas al diseño del cable seleccionado y a los requisitos técnicos.

Los productos se pueden fabricar de acuerdo con las normas IEC aplicables y las especificaciones específicas del cliente.

¿Busca un fabricante de cables de alimentación blindados?

Envíenos la especificación de su cable, hoja de datos técnicos o lista de cantidades (BOQ) para revisión técnica y cotización.