Cables submarinos:construcción, características, tendido de cables y empalmes

Introducción a los cables submarinos y cables de alimentación submarinos

Introducción a los cables submarinos

El desarrollo de parques eólicos marinos y plataformas costa afuera de petróleo y gas requiere la instalación de cables de alimentación, control y seguimiento y comunicaciones entre las plataformas y la tierra principal .

Para ello cables submarinos están instalados, que también se utilizan para energía y/o comunicaciones entre islas y tierra firme , entre países e incluso entre continentes.

Características de los cables submarinos

Cables submarinos , que debe cumplir con el Estándar IEC 60288 ^[1] , son específicamente diseñado y fabricado para ser instalado bajo el agua , puesto en el fondo del mar , teniendo en cuenta que los fondos marinos es escabroso y rocoso , que hay animales marinos , que puede dañar los cables , y eso es obligatorio que cables debe resistir tsunamis y actividad volcánica , así como las redes de arrastre utilizadas por pescadores , que son más peligrosos que el propio pescado .

Establecer las características de un cable submarino es necesario considerar los siguientes parámetros:

• Temperatura ambiente (fondos marinos y terrestres).
• Profundidad del entierro.
• Requisito particular de entierro/protección en el acceso a tierra (entierro más profundo, tubería de perforación direccional...).
• Separación axial de los cables.
• Resistividad térmica de fondos marinos y terrestres.
• Longitud del cable submarino.
• Profundidades del agua.

Tensiones nominales típicas de cables submarinos de energía son 3,6/6(7,2) kV a 290/500(525) kV , en sistemas de CA , y superior en sistemas DC .

Dependiendo del voltaje nominal y de la sección transversal (para sistemas de CC los fabricantes construyen estos cables con secciones transversales de hasta 2500 mm ² y para tensión nominal de red hasta 725 kV ) pueden ser multinúcleo o único núcleo .

• Debe leer:¿Por qué los cables coaxiales están altamente aislados?

Características de los Cables Submarinos de Potencia

Principales características de los cables submarinos de potencia son :

• Director: Cobre o aluminio . En caso de que los conductores se vayan a utilizar en grandes profundidades y si se solicita, el conductor se sella con un material especial que evita la penetración de agua en caso de daños en el cable.
• Aislamiento: XLPE , EPR o MENTE (papel impregnado en masa).
• Evaluación: Cables de cobre o cintas y vaina de plomo donde sea necesario.
• Blindaje: La protección del cable frente a esfuerzos mecánicos se logra mediante el blindaje consistía en alambres de acero (para cables unipolares el blindaje debe ser de material no magnético – generalmente aluminio – para evitar el sobrecalentamiento del blindaje debido a las corrientes de Foucault ^[2] – Efecto Joule ), que proporcionan también a los cables la resistencia mecánica requerida que durante la colocación o tracción. Los alambres de acero son de diferentes categorías de carga de rotura y están fuertemente galvanizados .
• Protección exterior: La protección exterior del cable, según las condiciones y requisitos de la instalación, se consigue mediante cubierta de PVC o PE y capas de hilos de polipropileno o yute .

Lea también:Tipos de cables utilizados en el cableado interno

Cables de alimentación de tres hilos también puede tener cables de fibra óptica para comunicaciones , como se muestra en la Figura 1

Figura 1 – Construcción de cable submarino trifásico

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Cuando cables de alimentación de un solo núcleo se utilizan habitualmente no incluyen las fibras ópticas y en esta situación es necesario instalar también cables submarinos de fibra óptica como el que se muestra en la figura 3.

Figura 2:cable submarino de fibra óptica

Algunos fabricantes incluyen en el mismo cable submarino comunicaciones (fibra óptica ) y controles para sistemas submarinos de procesamiento y refuerzo, ya sea que los requisitos sean para suministro de energía de bajo, medio o alto voltaje:cables umbilicales (ver Figura 3).

Cables umbilicales también puede incluir líneas de baja y alta presión (tubo de acero ) utilizado para fluidos .

Figura 3:cable umbilical

• Lea también:¿Cómo localizar fallas en los cables? Fallas de cable, tipos y causas

Procedimiento Básico para el tendido de Cables Submarinos

Tendido de un cable submarino es un negocio notablemente complejo, peligroso y costoso.

Las rutas deben ser inspeccionadas, la tecnología desarrollada, la el cable debe colocarse sin que se pierda, se rompa o dañado .

Antes de instalar un cable submarino es necesario emprender una serie de acciones:

• Elige la ruta , usando actualizado mapas náuticos .
• Evaluar las condiciones geológicas de la ruta elegida.
• Proceder a identificación del lecho marino , es decir, en lo que se refiere a batimetría (profundidad ), pendiente , existencia de incidencias topográficas , litología (naturaleza de los fondos marinos ), condiciones ambientales , como salinidad, temperatura y pH , y los movimientos dinámicos que puedan existir en fondo marino (olas, corrientes marinas, etc. ) o que puedan afectarlo (tsunamis, actividad volcánica, corrientes de lodo, etc. ).

Una vez elegida la ruta y todos los estudios del lecho marino se han completado , hay que buscar si hay estiramientos fueron el cable necesita ser enterrado (usando una máquina de enterramiento a chorro de agua ) y desarrollar tecnologías específicas para inspeccionar constantemente el lugar donde se instala el cable para evitar daños o cable suelto .

Cables submarinos generalmente lo realiza un barco tendido de cables , como se ve en las Figuras 4 y 5, y robots se puede utilizar para controlar el tendido de cables (ver Figura 6).

Figura 4:barco tendido de cables

Figura 5:tendido de cables submarinos

Figura 6:robot tendido de cables

• ¿Qué son los cilindros diminutos en cables y cables de alimentación?

Empalmes de cables submarinos

Cuando corre el cable submarino es muy largo o si daño ocurre en el cable es necesario instalar empalmes de cables .

Estos empalmes de cables , que están sometidos a altas presiones , se ejecutan antes la instalación de cables en el fondo del mar (siempre que sea posible en las instalaciones del fabricante), deberán ser sometidos a pruebas de aislamiento y dieléctricas y también a pruebas ultrasónicas y radiográficas , para asegurar la fiabilidad de la instalación.

La Figura 7 muestra una fase de empalmes de cables submarinos.

Figura 7 – Ejecución de empalme de cable submarino

Bueno saber:

^[1] CEI :Comisión Electrotécnica Internacional.

^[2] Corrientes de Foucault son corrientes inducidas (fenómeno de inducción magnética ).

Galería de Cables Submarinos / Submarinos y Submarinos de Energía

Sobre el autor:Manuel Bolotinha

-Licenciatura en Ingeniería Eléctrica – Energía y Sistemas de Potencia (1974 – Instituto Superior Técnico/Universidad de Lisboa)
– Maestría en Ingeniería Eléctrica e Informática (2017 – Faculdade de Ciências e Tecnologia/Nova Universidad de Lisboa)
– Consultor Senior en Subestaciones y Sistemas de Potencia; Instructor profesional

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