En el presente artículo hablaremos sobre algo tan simple y tan complejo como puede ser el cableado eléctrico en el sector naval. Las características que presentan, su clasificación, la normativa que los rodea, sus ensayos y todo lo que debes saber sobre los cables eléctricos.
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Índice
- 1.Características principales
- 2 Clasificación
- 3-Normativa
- 4-Partes constructivas
- 5-Propiedades del Cable
- 5.1-Comportamiento frente al fuego. No propagación de la llama
- 5.2-Comportamiento frente al fuego. No propagación del incendio
- 5.3-Comportamiento frente al fuego: Resistencia al fuego
- 5.4-Comportamiento frente al fuego: Libre de halógenos y baja emisión de gases corrosivos
- 5.5-Comportamiento frente al fuego: Baja emisión de humos. Opacidad.
- 6-Datos técnicos para instalación
- 8-Grupo Elektra
1.Características principales
El cable a bordo:
- Sirve como elemento de transmisión de potencia entre todos los elementos de generación, transformación y equipos auxiliares.
- Conexión entre los diferentes cuadros eléctricos y la conexión entre embarrados “bus-tie”
- Necesario para Sistemas de control y automatismos del buque
- Para la transmisión de señales de monitorización y alarmas de equipos.
2 Clasificación
2.1-Atendiendo a su Función:
- Cables de alimentación:
- Media tensión (MT): para buques con alta demanda eléctrica como cruceros, buques de propulsión eléctrica, etc
- Baja tensión (BT): Para generadores de BT y sistemas auxiliares del buque: motores alumbrado, fuerza, bombas, etc
- Cables de control: Cables multiconductores para el control de los equipos (maniobras de mando, pulsatería, señalizaciones, interface de señales digitales, etc)
- Instrumentación: Cables para automatismos, señales de monitorización y alarmas procedentes de sensores y transductores, equipos de comunicaciones, megafonía, etc.
2.2-Atendiendo a su Constitución:
- Con o sin armadura
- Con o sin pantalla/s
- Pantallas individuales o colectivas
2.3-Atendiendo a su comportamiento frente al fuego:
- Retardante a la llama
- Resistente al fuego
- Libres de halógenos, emisión de gases y opacidad
2.4-Atendiendo a su comportamiento a los hidrocarburos:
- SHF1
- SHF2
3-Normativa
La tensión nominal del cable debe ser mayor a la tensión de servicio. Los estándares IEC 60092 (Instalaciones eléctricas en buques) aplicable al sector naval determinan los siguientes valores:
- IEC 60092-350: Aplicación general
- IEC60092-353: Potencia de baja tensión (BT): 0,6/1 kV
- IEC60092-354: Potencia de media tensión (MT): 3,6/6 kV y 6/10 kV
- IEC60092-356: Control e instrumentación 150/250V
Según la normativa naval “Rules for classification: Ships — DNVGL-RU-SHIP Pt.4 Ch.8. Edition July 2019, amended October 2019” todo cable naval debe de ir acompañado de un documento de certificación (type approval certificate-TAC) con excepción a:
- Cables para uso interno en conjuntos eléctricos
- Longitudes de cable cortas en paquetes mecánicos
- Cables de comunicación para equipos no importantes
- Cables coaxiales de radiofrecuencia.
4-Partes constructivas
4.1 Conductores
El tipo de conductor normalmente utilizado es el cobre, aunque pueden ser de cobre o de aluminio, y dentro de los dos tipos podemos encontrar otras dos opciones: estañado o desnudo:
4.2- Aislamiento
Los materiales más utilizados son el polietileno reticulado (XLPE) y el etileno-propileno (EPR)
- Ambos cumplen con IEC 60092-351
- Ambos soportan temperaturas de 85ºC en régimen permanente y 250ºC en CC.
- La ventaja del EPR frente XLPE es la flexibilidad.
4.3-Asiento
Existen dos tipos de recubrimiento internos: extruidos y encintados.
Su misión principal es reunir el conjunto de conductores aislados y elementos internos de relleno y hacer la función de asiento para que el cable queda bien compacto.
El revestimiento extruido mejora la circularidad del cable y homogeneiza el diámetro exterior. Se mejora la estanqueidad en los pasos de sección donde se requieran accesorios de conexión como prensaestopas y conectores. También mejora la flexibilidad pero en cambio los cables son mas pesados y de mayor diámetro.
De acuerdo con la normativa IEC 60092-350 el asiento será de material no higroscópico, libre de halógenos.
4.4-Armadura y apantallamiento
Armadura: Resistencia a daños mecánicos. Consiste en una trenza de cobre bajo la cubierta exterior
Apantallamiento: Deben apantallarse para evitar interferencias electromagnéticas para aislamiento interior y exterior.
Los cables que deben llevar armadura y apantallamiento son:
- Alimentación y salida a motor de convertidores de frecuencia
- Cables que discurran por zonas clasificadas EX
- Cables que discurran por cubiertas exteriores y garajes
- Cables que discurran por zonas de equipos sensibles a efectos magnéticos: puente de gobierno
4.5-Cubierta exterior
La cubierta exterior cierra el conjunto de conductores del cable, deben poder soportar condiciones extremas de temperatura, radiación solar, salpicaduras de aceite, grasas así como otras sustancias agresivas.
La normativa IEC 60092-359 especifica 2 tipos de cubiertas exteriores:
- SHF1: Componente termoplástico, generalmente poliolefina, que aguanta salpicaduras de hidrocarburos
- SHF2: componente termoestable, como el etilvinilacetato. Resistente al contacto permanente de hidrocarburos.
5-Propiedades del Cable
5.1-Comportamiento frente al fuego. No propagación de la llama
TODOS los cables marinos deben ser retardante a la propagación de la llama conforme a la norma IEC 60092-532 y cumplirán con el ensayo de la normativa IEC 60332-1.
IEC 60332-1: consiste en comprobar la ignifugación de una muestra única de cable en posición vertical. En función del diámetro exterior del cable se aplica la llama entre 1 y 8 minutos. El ensayo se considera superado si el cable no es afectado por el fuego más allá de los 5 últimos cm.
5.2-Comportamiento frente al fuego. No propagación del incendio
Los cables suelen agruparse en las canalizaciones, por lo cual, según la normativa IEC 60092-350, hay comprobar el comportamiento frente al fuego en grupo con el ensayo de la norma IEC 60332-3, categoría A.
- IEC 60332-3, categoría A: se agrupan muestras de 3,5 m de una determinada sección hasta completar 7 litros de material no metálico por metro de muestra. Se someten a la acción de las llamas durante 40 minutos y si la longitud final afectada por el fuego es menor de 2,5 m se considera el ensayo superado.
5.3-Comportamiento frente al fuego: Resistencia al fuego
Los cables resistentes al fuego están destinados a aquellos servicios que se pretende no dejen de funcionar en un eventual siniestro con fuego. De acuerdo con las reglas de las sociedades de clasificación, estos sistemas son:
- Sistema de alarma general y de incendio.
- Sistema de comunicaciones internas necesarios para los avisos en caso de incendios.
- Sistemas de extinción de incendio y sus sistemas de alarmas.
- Sistemas de detección de incendio.
- Sistemas de control e indicación de las puertas contraincendios.
- Sistemas de control e indicación de las puertas estancas.
- Alumbrado de emergencia.
- Alumbrado de bajo nivel.
- Bomba contraincendios de emergencia.
- Sistema de paradas remotas de emergencia.
Conforme a la norma IEC 60092-201 los cables resistentes al fuego deben estar ensayados de acuerdo con la norma IEC 60331-21.
El ensayo IEC 60331-21 consiste en someter una muestra de cable a 750ºC durante 90 minutos. El test se considera superado si no tiene lugar ni rotura de conductores ni contacto entre los mismos ni con los anillos del equipo que sostienen el cable que están conectados a tierra.
5.4-Comportamiento frente al fuego: Libre de halógenos y baja emisión de gases corrosivos
Conforme a la norma IEC 60092-350 todos los cables cumplirán las normas:
- IEC 60754-1 (material de la cubierta)
- IEC 60754-2 (material del aislamiento)
Se demuestra que el cable ensayado es libre de halógenos (no emite HCl ni otros compuestos halogenados en su combustión) y los gases emitidos son de muy baja corrosividad con objeto de proteger a las personas y los bienes en caso de incendio.
Los ensayos se realizan quemando muestras muy troceadas de material combustible del cable en un horno con temperaturas entre 800 y 900 ºC y analizando los gases emitidos con unos frascos lavadores.
Muy baja corrosividad se considera cuando el pH de los gases emanados es mayor o igual que 4,3 y la conductividad de estos es menor o igual a 10 microsiemens por milímetro.
5.5-Comportamiento frente al fuego: Baja emisión de humos. Opacidad.
Conforme a la norma IEC 60092-352 se realizarán ensayos complementarios de acuerdo con las normas IEC 61034-1 (equipos de ensayo) e IEC 61034-2 (procedimiento de ensayo).
Para el ensayo de baja opacidad de humos (IEC 61034) se utiliza una cabina de 3m x 3m x 3m en la que se queman muestras de 1 m de cable. El número de muestras depende del diámetro exterior. Se considera el ensayo finalizado cuando no haya decremento en la transmitancia de luz durante 5 minutos después de que la fuente de fuego se haya extinguido o cuando la duración del ensayo alcance los 40 minutos.
Se considera que hay baja emisión de humos opacos si al final del ensayo la transparencia del haz de luz en el interior de la cabina es ≥ al 60%.
6-Datos técnicos para instalación
- Composición: Número de conductores y sección nominal de cada conductor
- Diámetro exterior: Para poder dimensionar los pasos de cables, prensas y conectores
- Radio mínimo de curvatura: Para la canalización eléctrica
- Peso: El cableado del buque representa una componente importante
- Inductancia: Dada normalmente en mH/Km
- Resistencia: Dada normalmente en Ω/km
7-TOP CABLE
Top cable es especialista en la fabricación de cable naval especialmente diseñado para los entornos más exigentes propios del medio marino. Disponen de una gama variedad de productos clasificados en: cables de potencia, cables de control y cables de instrumentación. Todos los cables marinos Toxfree están diseñados y producido de acuerdo con las normas internacionales Normas.
Cable de BT (0,6/1 kV)
- X: Aislamiento de polietileno reticulado, tipo HF XLPE-90 ° C
- TCu: cable con armadura de protección de trenza de cobre
- Z1: Compuesto de Poliolefina ignífugo, libre de halógenos y bajo en humo.
- K: Cable flexible clase 5
- (As): Retardante de la flama IEC 60332-3-22 (Categoría A).
- (AS+): Retardante de la flama IEC 60332-3-22 (Categoría A) y resistente al fuego IEC 60331-21. Se distinguen por su cubierta de color naranja.
Cable de instrumentación (250 V)
Cable de control (300/500 V)
ES05Z1-K & H07Z1-K (AS): cable libre de halógenos y retardante de llama (unipolar).
Cable de MT (3,6/6kV-18/30kV)
DHZ1TCuZ1: cable libre de halógenos y retardante de llama con armadura, pantalla y asiento.
8-Grupo Elektra
Grupo Elektra es especialista en el suministro de material eléctrico en una gran variedad de productos de primeras marcas, siendo capaz de aportar soluciones para el sector naval, náutico e industria portuaria, además de ofrecer asesoramiento en muchos otros ámbitos como seguridad industrial, cuadros eléctricos, iluminación, Media Tensión, entre otros.
Grupo Elektra ofrece la solución técnico-económica de producto más adecuada atendiendo al conocimiento técnico del producto, conocimiento normativo naval y conocimiento compartido entre clientes, siendo pues, un único proveedor eléctrico para un gran número de soluciones.
Todos los productos navales han sido seleccionados teniendo en cuenta las duras condiciones marítimas a las que se enfrentan y al cumplimento normativo establecido por las Sociedades de Clasificación pertenecientes a la IACS.
Buenos dias,
Una consulta, como se hace el dimensionamiento de cables marinos, en funcion a la corriente, puntos de conexion «lugs», temperatura, disposicion en el tray.
Gracias