Por qué la energía eléctrica se transmite a voltajes elevados

¿Por qué la energía eléctrica se transmite a voltajes elevados? Para la transmisión de energía de plantas generadoras, más del 90% de todas las líneas eléctricas de alimentación llevan corriente alterna. En pocas aplicaciones se utiliza corriente directa en sistemas o redes de alimentación y alumbrado. Sin embargo, la corriente directa es importante en los circuitos electrónicos.

Existen muchas ventajas en el uso de corriente alterna pues es capaz de efectuar todo lo que no puede la corriente directa. Además, la transmisión de corriente alterna es más sencilla y económica. El voltaje se puede incrementar o disminuir sin que haya pérdida apreciable de potencia mediante el uso de transformadores.

En las estaciones generadoras de potencia, el voltaje se eleva mediante transformadores de elevación, y se distribuye a través de las líneas de transmisión. Luego, en el extremo opuesto de la línea de transmisión, otro transformador reductor reduce el voltaje a magnitudes que puedan usarse para alumbrado y alimentación.

La potencia transmitida por una línea de transmisión es el producto del voltaje (E) y la corriente (I) (P = EI). Para transmitir la potencia máxima es necesario que E x I sean tan grandes como sea posible.

El calibre del alambre utilizado limita la intensidad de corriente mientras que el aislamiento del alambre limita el voltaje. Es más fácil y económico fabricar una línea de transmisión con un aislamiento adecuado que permita el uso de un voltaje elevado, que fabricar un conductor de alambre capaz de transportar corrientes muy elevadas.

Ver también: Transmisión y distribución de la energía eléctrica

También existe una pérdida de energía en el alambre, la cual es proporcional al cuadrado de la corriente:

P = I²R

en donde P es la pérdida de energía y R es la resistencia del alambre.

¿Por qué la energía eléctrica se transmite a voltajes elevados?

Al utilizar un voltaje elevado se requiere menor cantidad de corriente para transmitir cierta cantidad de energía. La transmisión eficiente de energía demanda el uso de voltajes muy elevados.

Podemos ilustrar y analizar la utilización de transmisión de voltaje elevado y baja corriente por las empresas generadoras de energía eléctrica. Asimismo, podemos obtener un megawatt (un millón de watts) de dos formas, de acuerdo con la fórmula:

P = V x I

En donde V = voltaje

                 I = corriente

10,000 volts x 100 amperes = 1,000,000 watts

100,000 volts x 10 amperes = 1,000,000 watts

Si usamos la fórmula anterior de pérdida de energía P = I²R, podemos obtener lo siguiente, si consideramos una línea de transmisión de 10 ohms.

Para la línea de 10,000 volts y 100 amperes

P= (100)² x 10 ohms = 100,000 watts

Para la línea de 100,000 volts y 10 amperes

P= (10)² x 10 ohms = 1,000 watts

Se puede observar que la línea de transmisión con voltaje elevado tiene menores pérdidas que la de menor voltaje.

Por esta razón la energía eléctrica se transmite a voltajes elevados y baja corriente. Una planta generadora puede generar la energía a 10 KV y 100 A, elevarla por medio de transformadores de elevación a 100 KV y 10 A para transmitirla a lo largo de áreas geográficas y en una subestación disminuirla con transformadores de reducción de nuevo a 10 KV y 100 A, para la distribución en áreas comerciales y residenciales. De nuevo, cerca de la residencia, en el transformador del poste, se reduce a los voltajes conocidos (120, 240, etcétera).

¿Conocías la razón de por qué la energía eléctrica se transmite a voltajes elevados?

Seguridad del conductor en toda red subterránea

Usar tubo conduit de polietileno de alta densidad garantiza la seguridad del conductor en toda red subterránea. Antes de iniciar el tendido del conductor conviene cortar un tramo de 40 cm de cable. Sella nuevamente la punta del carrete. Y verifica en el tramo cortado lo siguiente:

a) Presencia de humedad en la red subterránea

Para verificar la presencia de humedad en los conductores se observan los hilos de cobre de la pantalla metálica. Si están brillantes significa que no hay humedad. Pero si están manchados o verdes es señal inequívoca de que existe humedad por la corrosión presente. En tal caso debe rechazarse y no permitir su instalación.

b) Verificar que el cable de potencia corresponda al del proyecto aprobado

Debe observarse en la cubierta del conductor si sus características corresponden al del cable aprobado en el proyecto.

Revisa que el diámetro sobre el aislamiento esté dentro de los rangos especificados. Confirma que las características en general estén dentro de los límites que señala la especificación. Revisa: calibre del conductor, pantalla metálica con número de hilos y calibre correcto, espesor de cubierta, color, barreras bloqueadoras contra ingreso de humedad, etcétera.

Si alguna de las características del cable no cumpla con la especificación, o se encuentre maltratado o deteriorado físicamente, no debe permitirse su instalación.

c) Adherencia de la pantalla semiconductora extruida

Para verificar la adherencia de la semiconductora extruida sobre el aislamiento debe seguirse este procedimiento:

• Toma tres muestras del producto a probar de 400 mm de longitud cada una. La primera muestra se utiliza para verificar la fuerza de adhesión del componente semiconductor. Y las últimas dos para verificar que es posible retirar el semiconductor sin dañar el aislamiento (prueba de simulación de instalación).
• Retira la cubierta general y la pantalla metálica. Cuida que la pantalla semiconductora no sufra daños.
• Haz cortes sobre el componente semiconductor en dos líneas paralelas separadas 13 mm ± 1 mm, para formar una tira. Usa una navaja. La profundidad del corte debe ser del espesor del componente semiconductor.

Ver también: Las redes eléctricas subterráneas, 3 especificaciones

Seguridad del conductor en toda red subterránea

Los tramos de cable entre equipos pedestales y sumergibles, y conectores múltiples de media tensión, derivadoras, etcétera, deben ser de una sola pieza sin empalmes.

En caso necesario se podrán emplear empalmes del tipo premoldeado, termocontráctil o contráctil en frío, los cuales deberán alojarse en registros o pozos de visita.

También se debe dejar excedente de cable de 1 m en el registro de paso aledaño a la base de un equipo cuando no se utilice registro en ésta. No tiene que dejarse excedente del cable de cobre que se utiliza como neutro corrido, ya que por el valor del material es causa de vandalismo.

Los circuitos deben seguir la trayectoria que indique el proyecto aprobado. Una vez concluida la instalación de la soportería, limpieza de ductos, registros y después de verificar que el cable se haya fabricado de acuerdo a la especificación, se podrá iniciar con el tendido.

La instalación del cable normalmente se realiza en forma manual, ya que los cables de secciones transversales normalizadas de aluminio no son pesados.

¿Conoces otras formas de conseguir la seguridad del conductor en toda red subterránea de energía eléctrica?

Las redes eléctricas subterráneas, 3 especificaciones

Las redes eléctricas subterráneas, 3 especificaciones para dar seguimiento a este tema. En esta entrada se abordarán algunas especificaciones que nos marcan las normas e instalación y construcción de la CFE para realizar una instalación correcta.

1. Relleno, compactado y nivelado de redes subterráneas

El relleno debe efectuarse en capas no mayores de 15 cm de espesor. Debe tener la humedad óptima para conseguir una compactación del 90% en áreas de banquetas. En arroyo de calle el grado de compactación será del 95%, evitando la ruptura de los ductos o cualquier otra instalación. El relleno podrá efectuarse por medios manuales o mecánicos. También se debe autorizar por la supervisión, quedando bajo responsabilidad del contratista todos los daños que pudiese ocasionar.

En forma periódica, se revisarán las compactaciones en los puntos que la supervisión considere convenientes por medio de un laboratorio autorizado por la CFE.

En el acabado final de la banqueta se marcará a cada 5 metros -bajo relieve- las siglas de CFE. Lo mismo el eje del trazo del banco de ductos.

2. Obra electromecánica

Una vez terminada la obra civil y antes de iniciar la instalación del cable, se señalizarán los ductos en las paredes de cada registro. Se debe indicar sobre las mismas, y de acuerdo al proyecto, la fase que le corresponderá a cada ducto. Igualmente en el interior de cada registro de M.T. y B.T. se marcará el número consecutivo que le corresponde con base en la normativa, con letras de pintura especificación CFE A-12 en el concreto o placas de aluminio con números permanentes sujetas con taquetes a las paredes.

Ver también: Canalización a cielo abierto

Hay que verificar que tanto el cable como los carretes que lo contienen, se reciban en perfectas condiciones; asimismo revisar que el cable recibido corresponda al especificado en el proyecto, que cuente con el Vo.Bo. del LAPEM, y que esté sellado en ambos extremos por un tapón polimérico.

Antes de iniciar la instalación del cable, debe instalarse la soportería necesaria de acuerdo a lo indicado en los planos constructivos.

3. Almacenaje

Si los cables no se van a instalar en forma inmediata, se deben conservar en su empaque original. También se debe cuidar la forma de almacenarlos, cumpliendo estos puntos:

• Las puntas tienen que estar bien amarradas (y selladas) para que no se afloje el cable en el carrete.
• Los carretes se deben colocar verticalmente, nunca acostados, porque las vueltas se caen y se pueden enredar.
• Almacenar en lugares techados con suelo de concreto. Si no fuera este el caso, se deben de calzar con polines o tarimas para que no se humedezca la parte inferior.
• Evitar que se ubiquen cerca del tránsito de vehículos que pudieran golpearlos, o de cualquier otra cosa que los pueda dañar mecánicamente.

Espero que estas 3 especificaciones para redes eléctricas subterráneas te sean de utilidad. En una próxima entrada se hablará de la instalación de los conductores. También lleva un proceso y debe de cumplir con las especificaciones que marca la CFE. Ésto con el fin de garantizar la seguridad y calidad de las instalaciones.

4 etapas para el inicio de obra en instalaciones subterráneas

La CFE establece procedimientos, técnicas y recomendaciones que se deben de cumplir durante la construcción de redes de distribución subterránea por parte de terceros, sin menoscabo de lo establecido en el “Procedimiento para la construcción de obras por terceros” (Proter), “Procedimiento para la revisión de proyectos y supervisión de la construcción de redes subterráneas”, y “Procedimiento para la atención de solicitudes de servicio” (Proasol).

Cuando sea impráctico el uso de estas normas, debe obtenerse una aprobación especial para cualquier desviación, la cual será otorgada por la Subgerencia de Distribución correspondiente.

Aprobación del proyecto


Una vez revisado el proyecto y de encontrarlo correcto, la CFE enviará al interesado o representante la autorización del proyecto.



Convenio de construcción


Se deben tener liquidadas las aportaciones fijadas tanto en el oficio resolutivo, como en el de aprobación de proyecto.

El interesado tiene que acudir a las oficinas de la CFE con la documentación que acredite debidamente la personalidad de quien vaya a firmar el convenio. En el momento en que el Convenio de Obra quede formalizado, la CFE entregará al interesado o representante, el plano y copia de la memoria técnica descriptiva, aprobados. El contratista debe notificar a la CFE el día en que iniciará la construcción y el nombre del residente o residentes de la obra, y a su vez la CFE nombrará oficialmente a un supervisor quien abrirá la bitácora de obra correspondiente.



Bitácora de la obra


La bitácora debe ser un libro empastado con original y dos copias, foliado.

Las anotaciones deben realizarse todos los días laborables en la obra, indicando los trabajos realizados, acuerdos y modificaciones pequeñas al proyecto aprobado. La bitácora tiene validez oficial; al finalizar cada nota diaria, ésta debe firmarla el residente y el supervisor.

Si por algún motivo no se encontrara el supervisor durante la construcción de una sección de la obra, quedará asentado que se podrán hacer muestreos, excavando o desarmando accesorios, y en caso de encontrarse alguna anomalía, se debe revisar toda la sección minuciosamente y si es necesario rehacerse todo.

En caso de que el supervisor detecte una deficiencia que por su importancia la considerara relevante, independientemente del registro en la bitácora, se ratificará por escrito para su corrección oportuna al representante e interesado.


Ver también: 11 consideraciones generales para la instalación de bancos de ductos



Canalización a cielo abierto




Esta actividad a su vez se subdivide en las siguientes etapas:


• Trazo.

El trazo debe respetar los planos de proyecto e indicaciones de la supervisión de obra de la CFE, y realizarse con equipo topográfico, evitando en lo posible interferencias y cruzamientos con otras instalaciones existentes.

En caso de encontrarse con otra instalación de servicio, ya sea teléfonos, agua potable, drenaje o alumbrado, se tiene que coordinar con la supervisión de la CFE, a fin de determinar una solución a la intersección.

El trazo de la trinchera se hará con pintura sobre banquetas y con cal sobre terracerías, al igual que la ubicación de registros, pozos de visita y bases para equipo.


• Excavación de zanjas.

La excavación se puede llevar a cabo por medios manuales, principalmente en donde se encuentren materiales sueltos como arena o de aglomerado como tepetate, arcilla, etcétera.

La excavación por medios mecánicos no es muy recomendable en lugares donde existan otras instalaciones de servicio. Las dimensiones de la zanja dependen del tipo de banco de ductos a instalar, de acuerdo a las Normas de Distribución, Construcción de Líneas Subterráneas.


• Banco de ductos.

Se deben emplear ductos de polietileno de alta densidad, como el PAD en rollo (disponible en 2”, 3” y 4”). En los Planos de Proyecto de Obra Civil se indicará el diámetro, número de ductos y profundidad conforme a las normas. La unión entre los bancos de ductos y los registros debe ser hermética. En terrenos con nivel freático muy alto, se utilizarán ductos de PAD o PADC en tramos continuos entre registro y registro.

En casos excepcionales se permitirá el uso de coples herméticos que cumplan con la NRF-057-CFE o uniones termofusionadas. El PAD en rollo cumple con los requisitos que pide la norma en este punto, lo que garantiza la hermeticidad sin necesidad de uniones; sin embargo, en caso de ser necesario se ha incluido en cada rollo dos ligas y un cople, con el que se realiza el acople más seguro para instalaciones subterráneas.


• Suministro de material para relleno producto de banco.

Cuando por alguna razón sea necesario suministrar material para relleno producto de banco, éste debe ser material inerte y libre de arcillas expansivas; su aprobación se debe determinar por medio de muestras y pruebas obtenidas del banco de material, por cualquier laboratorio autorizado por la CFE, el cual dictaminará por escrito su empleo como relleno.

11 consideraciones generales para la instalación de bancos de ductos

Te presentamos 11 consideraciones generales que debemos observar durante la instalación de bancos de ductos:

1. Los circuitos deben seguir una trayectoria que vaya a lo largo de las aceras, camellones, periferia de zonas verdes y andadores.
   


2. En el acabado final de la banqueta y en el eje del trazo del banco de ductos se marcará, cada 5 metros, bajo relieve las siglas de CFE.
   


3. Los registros no deben localizarse en banquetas angostas, en carriles de estacionamiento, cocheras ni frente a puertas o salidas de peatones.
   


4. Los registros deben ubicarse en el límite de propiedad y colocar, según lo permitan las acometidas, lo más retirado uno del otro, cuidando el cumplimiento de los criterios de regulación y pérdidas de la red de distribución.
   


5. Deben instalarse registros en los puntos donde se consideren derivaciones por acometidas.
   
   
   
   
   


6. Los cambios de dirección pueden ser absorbidos por los ductos, siempre y cuando se respeten los radios mínimos de curvatura de los cables y la presión lateral no rebase los límites permisibles para el cable durante el jalado.
   


7. Se puede prescindir del registro de la base del transformador colocando las reservas de cable correspondientes a estos equipos en los registros adyacentes, cuidando la llegada de los ductos como se muestra en la siguiente imagen. En los transformadores donde se empleen registros, éstos deben ser del tipo reducido, según se indica en los planos de las Bases para Transformador Monofásico o Trifásico y Registro Reducido.
   
   
   
   
   
   Ver también: 6 tipos de terrenos para bancos de ductos de instalaciones eléctricas subterráneas
   
   


8. Cuando se proyecte la utilización de equipos seccionadores en media tensión, se puede prescindir de los registros del lado fuente y del lado carga de los mismos, siempre y cuando se cuente con registros adyacentes, en los cuales se alojarán las reservas de cable correspondientes a dichos equipos.
   


9. En todos los casos debe respetarse los radios mínimos de curvatura y presiones laterales máximas permisibles de los cables.
   


10. El banco de ductos debe terminarse con boquillas abocinadas en los registros que, una vez cableados, deben sellarse con algún sello-ducto adecuado, compatible con la cubierta del cable, que no la dañe mecánicamente; tiene que ser expandible, formar sello hermético y que no propague el incendio.
    


11. En estructuras de transición preferentemente se emplearán postes con el ducto alojado en su interior, como se indica en el capítulo 4 de la NOM. Cuando esto no sea posible, el ducto será de color negro corrugado o liso con una RD 13,5 y debe cumplir con la norma NRF-057-CFE.
    


12. Los tubos de PAD o PADC deben cumplir con la norma NRF-057-CFE y sólo se podrán utilizar en colores rojo y naranja.

6 tipos de terrenos para bancos de ductos de instalaciones eléctricas subterráneas

Entre las consideraciones que se deben tomar en cuenta para toda instalación eléctrica subterránea están los tipos de servicios y las características de construcción de la obra civil que permitan la realización de los bancos de ductos, acorde a los terrenos.

Tipos de terrenos:

1. Terreno blando y normal


Se puede utilizar como relleno, retirando únicamente las capas con contenido orgánico para evitar la expansión del relleno.



2. Duro y rocoso


Para utilizar este material como relleno es necesario eliminar las rocas con tamaños mayores a ¾”, así como las capas con contenido orgánico.



3. Piedra


Este material no se debe utilizar como relleno, a menos que la excavación se efectúe con zanjadora (1), la cual deja un material de grano fino propicio para la compactación; en caso contrario se utilizará material de banco para los rellenos.


Ver  también: 4 elementos que componen una red eléctrica subterránea



4. Con alto nivel freático


Se puede utilizar producto de excavación que no contenga piedra en tamaños mayores a ¾” y libre de contenido orgánico.



5. Nivel freático muy alto


Se considera terreno con nivel freático muy alto donde el agua esté a 85 cm del nivel de piso o menos.



6. Terrenos inestables


Se excavará hasta encontrar estratos donde se tenga la firmeza de terreno suficiente para poder compactar; se utilizará material de banco para rellenar y compactar hasta el nivel de la instalación.

La tubería conduit de Polietileno de Alta Densidad (PAD) cumple con las condiciones que marca esta sección, excepto si se requiere una perforación horizontal dirigida, es decir cuando no se abre zanja y la perforación e introducción de la tubería se hace a través de maquinaria que perfora por medio de taladro y va introduciendo el PAD. Para este caso se requiere forzosamente la utilización de tubería PAD lisa, debido al esfuerzo de jalado que se realiza a la misma.



(1)La zanjadora o excavadora de zanjas, es una máquina que se emplea en ocasiones donde se necesita instalar varios tubos o cables por debajo de la tierra. Para zanjas de larga distancia esta máquina puede ser más adecuada que la pala excavadora.

5 tipos de líneas de distribución en instalaciones de media y baja tensión

Los fraccionamientos, comercios, hoteles, hospitales y las industrias, requieren un diseño especial de sus instalaciones subterráneas acorde a sus necesidades energéticas.

Para contar con instalaciones eléctricas residenciales seguras, los sistemas de distribución subterráneos que las alimentan deben diseñarse en forma eficiente y cumpliendo con los lineamientos marcados por las Normas de Distribución de la CFE.

A continuación te presentamos 4 tipos de líneas de distribución en instalaciones de media y baja tensión:

Distribución residencial


Esta distribución engloba todas las instalaciones eléctricas residenciales existentes, siempre y cuando estén dentro de los parámetros que marca la CFE.

Se deben emplear preferentemente sistemas monofásicos. Cuando la carga residencial sea alta se analizará la conveniencia de utilizar un sistema trifásico.

Se podrán utilizar los siguientes tipos de configuración:


1. ) Anillo de operación radial.
   


2. ) Radial con las siguientes restricciones:
   
   
   1. Se podrán conectar como máximo 2 transformadores monofásicos o trifásicos sólo en sistemas de 200 A.
   
   
   2. De un sistema aéreo existente se podrán derivar tantos ramales radiales (según punto anterior 1) como lo permitan las condiciones operativas del circuito.
   
   
   3. Para el caso de circuitos totalmente subterráneos se instalarán indicadores de falla tanto en la derivación como en el circuito alimentador.

En el caso de las transiciones aéreosubterráneas, se debe emplear tubería de polietileno de alta densidad de color negro y cumplir con la prueba de contenido de negro de humo.



Distribución comercial y turística


Se utilizará un sistema 3F-4H y su configuración será en Anillo Operación Radial.

Cuando los circuitos alimentadores aéreos existentes que se utilicen para alimentar sean 3F-3H, se recomienda correr el neutro desde la Subestación alimentadora hasta el sitio a alimentar. Este cuarto hilo se utilizará como neutro común para los circuitos subterráneos en media y baja tensión, y la CFE hará los cálculos necesarios del calibre del conductor.

Las Normas de Distribución establecidas por la CFE fueron creadas para uniformar la calidad y simplificar la construcción de líneas y redes subterráneas conforme a un criterio técnico-económico.




Distribución comercial y turística, y edificios que requieren alta confiabilidad


Se consideran edificios de alta confiabilidad: hospitales, clínicas, laboratorios y demás instalaciones, donde se requiere garantizar una continuidad de la energía eléctrica las 24 horas del día.


Ver también: 2 tipos de redes subterráneas en México

Aquí se empleará un sistema 3F-4H y la configuración de la alimentación será selectiva, mediante dos o más alimentadores que parten de una misma o diferentes subestaciones de distribución.

En este caso cada alimentador se diseñará de acuerdo a las cargas de operación y de emergencia; la conexión a la carga se hará con un seccionador con transferencia automática. Lo anterior se aplicará en hoteles de gran turismo, edificios altos (donde la distribución no puede realizarse con transformadores a nivel de piso), centros de convenciones, o donde se requiera de acuerdo a la importancia estratégica de la instalación.



Distribución industrial


Se empleará un sistema de 600 A, 3F-4H en el circuito alimentador.



Distribución en poblaciones rurales rehabilitadas, colonias, conjuntos habitacionales y fraccionamientos con vivienda de interés social, popular y económica


Este tipo de distribución hoy en día es el más empleado en el país, ya que el mayor nivel de electrificación se encuentra en los fraccionamientos con vivienda de interés social. Para ello, se deben emplear sistemas monofásicos en configuración radial.

Cuando el número de viviendas requiera sistemas de más de 200 A, se debe analizar desde el punto de vista económico si es conveniente aplicar el contenido de la sección de Distribución residencial enunciada en la primer parte del artículo.


1. El uso de múltiples derivaciones de ramales radiales sólo se permite en sistemas de 200 A.


2. Cuando el desarrollo se proyecte con ramales radiales monofásicos, la demanda máxima permisible en cada ramal debe ser el resultado de realizar un análisis de coordinación de protecciones, determinando la capacidad máxima del ramal, la cual debe estar limitada a evitar la salida del circuito por una operación por desbalance, cuidando la capacidad del codo fusible.


3. Se deben instalar indicadores de falla al inicio de los ramales y se emplearán transformadores sin indicador de falla.


4. No se podrán realizar derivaciones de un circuito troncal de 600 A mediante el uso de conectores múltiple o empalmes separables.

Como puedes ver, este tema es muy complejo y engloba bastantes factores. En esta entrada tocamos algunos de los requerimientos técnicos que solicita la CFE para tener instalaciones eléctricas confiables, seguras y eficientes.

Si requieres mayor información, consulta las normas de CFE-BMT-DP, sección 02 Diseño y proyecto en baja y media tensión.

2 tipos de redes subterráneas en México

Con un grupo de líneas configuradas podemos crear una red de distribución, conformada de elementos que son indispensables para su buen funcionamiento.

Una línea subterránea es aquella que se constituye por uno o más conductores aislados, que forman parte de un circuito eléctrico, colocados bajo nivel de suelo, ya sea directamente enterrados, en ductos o en cualquier otro tipo de canalización.

En una entrada anterior hablamos de los lugares donde se instalan este tipo de redes de distribución: instalaciones que cumplen con las normas de la Comisión Federal de Electricidad, porque este tipo de obras, en su mayoría, son donadas a la CFE para su operación y mantenimiento, con el fin de garantizar un servicio de calidad en el suministro de energía eléctrica.

A continuación daremos a conocer los tipos de configuración de redes en media tensión que se aplican en nuestro país:

1. Configuración en Anillo

Es aquella red que cuenta con más de una trayectoria entre la o las fuentes y la carga, para proporcionar el servicio de energía eléctrica.

Ver también: 3 tipos de accesorios de una red de distribución subterránea

Al tener más de dos fuentes de alimentación, garantizamos que el suministro de energía será constante. Esto no quiere decir que las dos fuentes de energía no puedan estar trabajando de manera simultánea, porque al presentarse una falla en algún lado de la alimentación, se aísla la fuente por medio de equipos de desconexión y se garantiza el suministro de la energía eléctrica.

2. Configuración Radial

Cuenta con una trayectoria entre la fuente y la carga. En este sistema la corriente eléctrica circula en una dirección y es alimentado por una sola fuente de energía. La desventaja es que al presentarse una falla queda todo el sistema sin alimentación eléctrica. Actualmente la tecnología nos ofrece ventajas con equipos más modernos, permitiéndonos diseñar una red más eficiente y segura, que cuenta con medios de desconexión que ayudan a aislar la zona de falla, garantizando el suministro de la energía.

Las instalaciones subterráneas son un tema muy complejo, del que daremos a conocer las bases para que sigas desarrollando tus conocimientos en cuestiones eléctricas. En el siguiente número, hablaremos de los tipos de sistemas constructivos de redes eléctricas, así como de los materiales y equipos que los componen.

El siguiente video complementa información sobre sistemas de redes de distribución eléctrica:

Sistema trifásico en estrella

La conexión del sistema trifásico en estrella es la que se encuentra en la red del sistema forma en que se suministra la energía eléctrica en los hogares debe ser en configuración estrella ya que se genera el neutro en el lado secundario del transformador y de esta manera en las acometidas se tiene el par formado por fase y neutro.

Antes de iniciar con esta tercera parte, recordaremos brevemente lo presentado en la edición anterior. Como recordarás, se analizó de manera simple la conexión Δ, la cual generalmente se encuentra en el devanado primario o lado de alta del transformador, describimos lo correspondiente a las tensiones de línea (E_L) que son iguales entre sí y corresponden al potencial existente entre fases. Las corrientes de fase (I_F) se determinan con la tensión de línea y el valor de la impedancia aplicando la ecuación simplificada de Ohm (I_F = E_L/Z_u).

Asimismo mencionamos la existencia de otras corrientes en la conexión Δ, que son las corrientes de línea (I_L), cuyo valor se obtuvo de un breve análisis matemático partiendo de la geometría del diagrama fasorial de corrientes.

Repasado lo anterior entremos de lleno con la conexión en estrella (Y).

La función principal del transformador de distribución es bajar una tensión de entrada a otra de salida, en el caso del tema que estamos tratando la tensión de salida es aproximadamente de 127 V. La conexión de los devanados del lado secundario o de baja es en estrella (Y). La razón es simple, sin embargo, usaremos el siguiente diagrama para ilustrarlo:

Como es posible apreciar, se conecta una terminal de cada devanado con los demás para formar un nodo común, de esta manera se genera automáticamente el neutro. En la mayoría de los casos el neutro se conecta a tierra por medio de un conductor de cobre hasta la varilla de tierra instalada al pie del poste. A este conductor lo conocemos como conductor de puesta a tierra y al neutro como puesto a tierra.

A fin de hacer otro análisis de tensiones y corrientes, cambiaremos los devanados de la configuración Y por fuentes senoidales de tensión. Es posible hacer esta sustitución debido al comportamiento de un devanado, en otras palabras: cuando se acerca un campo electromagnético a un conductor enrollado en forma de bobina, se da un fenómeno de inducción, el cual es posible medir directamente en las terminales del conductor, ya que existe una diferencia de potencial. La forma en que se construyen los transformadores varía, sin embargo, los devanados de alta y baja siempre están juntos, por lo que el fenómeno de inducción existe.

Por lo anterior podemos decir que la conexión de los devanados de lado de baja es una conexión en estrella de fuentes de tensión.

A continuación mostraremos y describiremos las corrientes de línea (I_a, I_b, I_c ), corrientes de fase (I_ab, I_bc, I_ca), tensiones de línea (E_ab, E_bc, E_ca ) y tensiones de fase (E_aN, E_bN, E_cN ).

Ver también: Análisis del circuito trifásico conectado en delta

Las corrientes de línea son las que se generan de la fase de alimentación hacia la carga. Corrientes de fase son las que se presentan entre fases. Tensiones de línea, las que existe entre las fases de la conexión Y. Tensiones de fase son las que existen entre el punto común o neutro, y fase.

Observando el siguiente diagrama entenderemos mejor los conceptos anteriores, cabe mencionar que la carga debe cumplir con la característica de estar balanceada, es decir los valores de impedancia (Z) deben ser iguales, de tal forma que Z_A = Z_B = Z_C.

En realidad la característica de carga balanceada existe solo en sistemas controlados, en redes de distribución en baja tensión la carga por lo general está desbalanceada, ya que los equipos y aparatos dentro de una vivienda varían con respecto a otra.

Continuemos con el análisis de esta conexión en Y con una carga balanceada también conectada en Y, a esta conexión la llamamos conexión Y-Y.

Como ya se mencionó anteriormente, las corrientes de línea (I_L) son las que se generan en el conductor de conexión de la carga, las identificamos con los subíndices correspondientes de la fase, en el caso de la conexión con la carga balanceada son las mismas, es decir: I_L = I_a = I_b = I_c. También podemos decir que las corrientes de línea son las que se generan en cada fase en relación con el neutro.

Las corrientes de fase se generan en las cargas conectadas a las fases y dependen del valor de la carga; del mismo modo, si la carga es balanceada, las corrientes de fase son iguales entre sí: I_F = I_ab = I_bc = I_ca.

Las tensiones de línea son iguales entre sí, tomando como principio que los devanados del transformador y la inducción del primario sobre el secundario es exactamente la misma, por lo cual: E_L = E_ab = E_bc = E_ca. La tensión de fase es la diferencia de potencial que hay entre el neutro (N) y fase, siguiendo la idea de que son sistemas balanceados: E_F = E_aN = E_bN = E_cN.

De las E_L y E_F podemos decir que las primeras son mayores con respecto a las segundas en un 73.2% aproximadamente. Esto debido a que están afectadas por una 3 , resultado de un análisis de un diagrama fasorial, similar al que se realizó en el número anterior. Por lo tanto: E_L = 3 E_F, además de que existe un desfasamiento entre ellas de 30º.

Veamos el siguiente diagrama fasorial:

En este diagrama podemos observar los desfasamientos que existen entre las tensiones de fase y tensiones de línea. Del desarrollo del diagrama fasorial tenemos lo siguiente:

La tensión de fase (E_aN)se toma como referencia, por lo tanto no tiene ángulo de desfasamiento, así que podemos representarla de la siguiente manera: E_aN = E_L∠0º ; la otra tensión de fase E_bN sí tiene un desfasamiento de 120º respecto a la de referencia, entonces se representa de la siguiente manera: E_bN = E_L∠120º , lo mismo ocurre con la tensión de E_cN , que está desfasada 120º con respecto a la E_bN y 240º con respecto a E_aN, que es la de referencia; por lo tanto la representamos así: E_cN = E_L∠240º o bien E_cN = E_L∠ −120º .

Análisis del circuito trifásico conectado en delta

El uso de un sistema trifásico en instalaciones eléctricas residenciales está siendo cada vez más socorrido, ya que con una instalación monofásica frecuentemente se superan los tipos de consumo establecidos por la CFE, por lo que la facturación aumenta.
Las líneas de distribución que están soportadas en postes y llegan a los transformadores de distribución. Si observas los cables que se conectan a las boquillas del transformador de distribución, notarás que son únicamente tres conductores, correspondientes a las tres fases del sistema de distribución de media o baja tensión, y en la salida hay cuatro conductores. Esto se debe a que la conexión del primario es trifásica a tres hilos, por lo general en conexión delta (Δ), y en el secundario es estrella (Y) a cuatro hilos.
La conexión delta (Δ) se realiza en el primario del transformador, los devanados deben conectarse en serie formando la Δ y se conecta una fase en cada punto de unión entre los devanados.

Diagrama de conexión en Δ de los devanados primarios del transformador

Haremos un pequeño análisis de tensión y corriente en la conexión Δ.
Como se puede apreciar en el diagrama, la conexión en Δ no posee neutro, una vez entendido esto trabajaremos con tres fases. Los devanados del transformador los tomaremos como impedancias Z_A, Z_B y Z_C del mismo valor, ya que el sistema siempre debe estar balanceado.
Para entender mejor el análisis usaremos el siguiente diagrama:

Dadas las condiciones anteriores es posible hacer las siguientes afirmaciones:
La tensión de línea (E_L) es igual para todas las fases, por lo tanto E_L = |E_ab| = |E_bc| = |E_ca| y, como mencionamos anteriormente, las impedancias también son iguales entre sí, es decir: Z_A = Z_B = Z_C, debido a ello y para facilitar su representación las identificaremos como una sola impedancia: Z_u.
Las corrientes son sencillas de calcular dado que I_AB = E_ab/Z_u y, dado que las tensiones e impedancias son iguales, las corrientes también lo serán, entonces I_BC = E_bc/Z_u e I_CA = E_ca/Z_u
A estas corrientes se las conoce como corrientes de fase (I_F).
La corriente de línea (I_L) es la que va del punto de alimentación al punto de conexión con la carga, por ejemplo, la que existe entre el punto a y el punto de conexión A, su valor es la diferencia de las corrientes de fase I_AB e I_CA , es decir, I_aA = I_AB - I_CA . Las otras corrientes de línea se determinan de la misma manera, aquí vale la pena observar bien la ecuación, habíamos dicho que las tensiones son iguales entre sí, lo mismo ocurre con el valor de las impedancias, debido a ello las corrientes también serán iguales, entonces… ¿el valor de I_aA debería ser cero?
La respuesta es: no, ya que existe un ángulo de desfasamiento de 30º entre las corrientes de línea y de fase, así mismo hay 120º entre las corrientes de fase.
Nos valdremos del siguiente diagrama para representar todo lo que se ha mencionado anteriormente:

A este tipo de representación, se le conoce como diagrama fasorial. El diagrama fasorial es una
representación gráfica por medio de vectores. Un vector es un segmento de recta que tiene magnitud, dirección y sentido.
Una vez construido el diagrama, analicemos sólo una parte de ella para demostrar que la corriente de línea no es cero.

Seleccionamos la correspondiente a la I_aA al proyectar una línea perpendicular de I_AB , hasta I_aA. Notaremos inmediatamente que se forman dos triángulos iguales, esto resulta obvio ya que afirmamos que I_AB e I_CA son de igual magnitud, por lo tanto, IaA se divide en dos partes iguales con magnitud ½I_aA:

Analicemos el triangulo formado por: I_AB , I_aA y el ángulo de 30º.

Aplicamos una relación trigonométrica con base en un ángulo conocido: cosƟ = C_a/h, para este caso el cateto adyacente (C_a), la hipotenusa h y el ángulo Ɵ serán: I_aA, I_AB y 30º respectivamente.
Aplicando en la ecuación trigonométrica queda de la siguiente forma: cos30º = ½I_aA/I_AB, no olvidemos que deseamos determinar el valor de la corriente de línea, por lo tanto, la despejamos: cos30º = ½I_aA/I_AB entonces I_ABcos30º = ½I_aA , ordenando ½I_aA = I_ABcos30º.
De esta ecuación es posible determinar el valor completo de I_aA; queda de la siguiente manera: I_aA = 2I_ABcos30º y con ello demostramos que el valor de la corriente de fase no es cero.
Bien, aprovechemos para determinar la ecuación simplificada de la corriente de línea, para ello haremos uso de la equivalencia cos30º = √3/2 . Sustituyendo en la ecuación anterior tenemos
que:

          I_aA = 2I_ABcos30º = I_aA = 2I_AB√3/2 = I_aA = √3I_AB

Retomando los conceptos anteriores de corrientes de línea (I_L) y de fase (I_F), podemos afirmar que:

          I_L = │I_aA│=│I_bB│ = │I_cC│; e I_F = │I_AB│=│I_BC│ = │I_CA│.

Por lo tanto nuestra ecuación para determinar la corriente de línea es I_L = √3I_F .
En resumen, para un sistema trifásico equilibrado conectado en delta (Δ) y alimentado por una fuente balanceada:

1. La tensión de línea es igual para todas las cargas:

E_L = │E_ab│=│E_bc│ = │E_ca│


2. La impedancia de las cargas es la misma:

Z_u = Z_A = Z_B = Z_C .


3. La corriente de fase se calcula como:
I_{F =} E_L/Z_u


4. La corriente de línea se determina con la ecuación simplificada:

I_L = √3I_F .

Con esto terminamos el análisis de tensiones y corrientes en los devanados del primario del transformador de distribución, en una próxima entrada analizaremos la conexión en estrella (Y), que
corresponde al lado secundario del transformador y la conexión a una carga trifásica balanceada.

Nota: Cuando un número(s) se presenta encerrado(s) entre dos barras, indica que es un valor absoluto, o bien una magnitud que no está afectada por ningún signo.

5 tipos de subestaciones eléctricas

Por su función, las subestaciones eléctricas se clasifican en:

1. Subestaciones en las plantas generadoras o centrales eléctricas. Modifican los parámetros de la energía suministrada por los generadores para poder transmitirla en alta tensión. Los generadores pueden suministrar la potencia entre 5 y 25 kV. La transmisión depende del volumen, la energía y la distancia.
   
   
   
   
   
2. Subestaciones receptoras primarias. Reciben alimentación directa de las líneas de transmisión y reducen la tensión para alimentar los sistemas de subtransmisión o las redes de distribución. Pueden tener en su secundario tensiones de 115, 69, 34.5, 6.9 ó 4.16 kV.
   
   
   
   
   
3. Subestaciones receptoras secundarias. Reciben alimentación de las redes de subtransmisión y suministran la energía a las redes de distribución a tensiones comprendidas entre 34.5 y 6.9 kV.
   
   
   
   
   

Ver también: 8 partes de las subestaciones eléctricas

Por el tipo de instalación, se clasifican en:

1. Subestaciones tipo intemperie. Son instalaciones de sistemas de alta y muy alta tensión generalmente, y están habilitadas para resistir las diversas condiciones atmosféricas.
   
   
   
   
   
2. Subestaciones tipo blindado. Son una variante del tipo interior, se instalan en edificios que disponen de espacios reducidos para alojarlas. Sus componentes deben estar bien protegidos.
   
   
   
   
   

Los parámetros eléctricos a considerar para definir el tipo de construcción y los equipos y aparatos de las subestaciones son: la tensión que requiere la instalación, el nivel de aislamiento aceptable en los aparatos, la corriente máxima y la corriente de corto circuito.

Las tensiones del sistema eléctrico nacional, según lo reportado por CFE son:

• Para transmisión: 161, 230 y 400 kV.
• Para subtransmisión: 69, 85, 115 y 138 kV.
• La red de distribución está integrada por las líneas de subtransmisión con los niveles mencionados anteriormente de 69, 85, 115 y 138 kV; así como las de distribución en niveles de 34.5, 23, 13.8, 6.6, 4.16 y 2.4 kV y baja tensión.
• Para distribución en plantas industriales: 34.5 kV, 23 kV, 13.8 kV, 4.16 kV, 440 V, 220/127 V.

Entre los beneficios que proporcionan las subestaciones eléctricas podemos mencionar:

1. Mayor seguridad en el suministro. Por lo general, la alimentación de las subestaciones proviene de líneas de alto voltaje que por estar protegidas hacen que la probabilidad de fallo sea menor. Por lo tanto, existe una mejor regulación del voltaje.
   
   
2. Uso racional de energéticos. Al reducir las caídas de tensión, el uso de conductores de grueso calibre también disminuye, de modo que es posible tener voltajes de distribución de 440 V, 2300 V, 4160 V, etc., con los que habrá menos pérdidas.
   
   
3. Economía. El costo del suministro de energía de alta tensión es más bajo que el de baja tensión. Además, la instalación de subestaciones en los grandes centros de consumo permite ahorrar materiales como cables y conductos.
   
   

Antes de diseñar una subestación, es necesario solicitar a la compañía proveedora de energía eléctrica datos como el nivel de voltaje disponible, la variación del nivel de voltaje, el punto de entrega del suministro y la ruta de la línea, la corriente de corto circuito trifásico y monofásico en el punto de suministro y las tarifas.

8 partes de las subestaciones eléctricas

Para que la energía eléctrica llegue a los distintos centros de consumo, recorre un largo camino que inicia en las centrales generadoras. Las subestaciones son uno de los subsistemas que conforman el sistema eléctrico, su función es modificar los parámetros de la energía para hacer posible su transmisión y distribución.

Las subestaciones eléctricas intervienen en la generación, transformación, transmisión y distribución de la energía eléctrica. Una subestación eléctrica está compuesta por dispositivos capaces de modificar los parámetros de la potencia eléctrica (tensión, corriente, frecuencia, etc.) y son un medio de interconexión y despacho entre las diferentes líneas de un sistema eléctrico.

Los elementos principales de una subestación son:

1. Transformador. Es una máquina eléctrica estática que transfiere energía eléctrica de un circuito a otro conservando la frecuencia constante, opera bajo el principio de inducción electromagnética y tiene circuitos eléctricos que están enlazados magnéticamente y aislados eléctricamente.
   
   
2. Interruptor de potencia. Interrumpe y restablece la continuidad de un circuito eléctrico. La interrupción se debe efectuar con carga o corriente de corto circuito.
   
   
3. Restaurador. Es un interruptor de aceite con sus tres contactos dentro de un mismo tanque y que opera en capacidades interruptivas bajas. Los restauradores están construidos para funcionar con tres operaciones de recierre y cuatro aperturas con un intervalo entre una y otra; en la última apertura el cierre debe ser manual, ya que indica que la falla es permanente.


Ver también: El sistema de distribución de la energía eléctrica


4. Cuchillas fusibles. Son elementos de conexión y desconexión de circuitos eléctricos. Tienen dos funciones: una como cuchilla desconectadora, para lo cual se conecta y desconecta, y otra como elemento de protección. El elemento de protección lo constituye el dispositivo fusible que se encuentra dentro del cartucho de conexión y desconexión.
   
   
5. Cuchillas desconectadoras y cuchillas de prueba. Sirven para desconectar físicamente un circuito eléctrico. Por lo general se operan sin carga, pero con algunos aditamentos se puede operar con carga hasta ciertos límites.
   
   
6. Apartarrayos. Se encuentra conectado permanentemente en el sistema, descarga la corriente a tierra cuando se presenta una sobretensión de determinada magnitud. Su operación se basa en la formación de un arco eléctrico entre dos explosores cuando se alcanza el valor para el cual esta calibrado o dimensionado.
   
   
7. Transformadores de instrumento. Existen dos tipos: transformadores de corriente (TC), cuya función principal es cambiar el valor de la corriente en su primario a otro en el secundario; y transformadores de potencial (TP), cuya función principal es transformar los valores de voltaje sin tomar en cuenta la corriente. Estos valores sirven como lecturas en tiempo real para instrumentos de medición, control o protección que requieran señales de corriente o voltaje.
   
   
8. Barras o buses. Son las terminales de conexión por fase.
   
   

El sistema eléctrico está compuesto por las centrales generadoras, líneas de transporte, subestaciones, líneas de distribución y centros de consumo.

Los sistemas de una subestación son:

• Sistema de protección contra sobrevoltaje y sobrecorriente
• Sistema de medición y control
• Sistema de barras colectoras o buses
• Sistemas auxiliares: sistema de enfriamiento, filtrado de aceite, presión etc.

3 tipos de accesorios de una red de distribución subterránea

La distribución subterránea se puede clasificar por su uso (giro) en: residencial, comercial, turística e industrial. Los nombres indican por sí mismos las diferencias entre ellas, no obstante, esto significa que cuanto mayor sea el área por electrificar o la densidad de carga, el sistema deberá ser congruente siendo más confiable, más grande, más seguro y con mejor calidad de servicio. Para ilustrar esto diremos que una red subterránea para una unidad con casas de interés social se podría diseñar con unas bases de proyecto que empleen un sistema monofásico sencillo, con trasformadores monofásicos de 37.5 kVA, porque la carga por lote sería de sólo de 1 kVA; en cambio, un fraccionamiento residencial alto requerirá un diseño más exigente, por ejemplo, un seccionador y trasformadores monofásicos de 75 kVA, pues la carga por lote sería de 5 kVA. Éstos son dos ejemplos de distribución residencial, en un caso comercial se utilizarían trasformadores de 300 ó 500 kVA en lugar de 37.5 ó 75 kVA y serían trifásicos en lugar de monofásicos, además, al aumentar la capacidad de los transformadores aumenta el calibre de los conductores, en el primer caso sería 1/0 ó 3/0 AWG y en el segundo se requieren 350 kCM; es decir, operan para cada caso como un conjunto (conductores-transformadores-número de fases), y son lo que marca la diferencia entre residencial, comercial, turística o industrial.

Otra subclasificación se haría por la tensión del servicio que da el suministrador, por ejemplo, la media tensión abarca 13.2, 22.86, 34.5 kV; y el equipo, materiales y accesorios que usa cada una de esas tensiones es muy diferente.

Ver también: 2 configuraciones de las redes subterráneas de distribución

La red de distribución subterránea se compone de:

• transformadores, que pueden ser tipo pedestal, o sumergible, de una o tres fases, y capacidades desde 25, 37.5, 50, 75 y 100 kVA en 1F y 75, 112.5, 150, 225, 300 y 500 kVA en 3 F;
  
  
• accesorios de media tensión de 200 A, algunos de ellos serían: adaptador de tierra de 200 A, conector tipo codo, conector tipo múltiple MT-200-OCC de 2,3 ó 4 vías, conector codo portafusible, tapón aislado, boquilla estacionaria, inserto tipo bushing, etcétera;
  
  
• de los accesorios de media tensión de 600 A se pueden mencionar: adaptador de tierra de 600 A, boquilla estacionaria de 600 A, boquilla de extensión 600 A, boquilla reductora 600/200 OCC, conector tipo codo operación sin tensión 600 A, conector tipo múltiple MT-600/200 de 2,3 ó 4 vías, tapón aislado 600 ST para codo de 600 A.

2 configuraciones de las redes subterráneas de distribución

La planeación, conexión y protección de las instalaciones subterráneas no son cosa sencilla, sin embargo, reportan muchos beneficios, como la seguridad en caso de huracanes o terremotos, o que los aislantes no se contaminen con sal en la franja costera, además de las ventajas que reporta estéticamente (de ahí su uso en zonas residenciales o centros históricos).

En México, el incremento en la construcción de redes subterráneas de distribución en los últimos años obedece principalmente a las necesidades impuestas por la densidad de carga, flexibilidad, confiabilidad, estética, así como al desarrollo de nuevas tecnologías, materiales y equipo para la construcción de estos sistemas.

A lo anterior se unen los costos de materiales, equipo, operación, mantenimiento, los cuales han disminuido, el precio de la energía eléctrica, y las estadísticas de fallas, que enfatizan la necesidad de revaluar permanentemente los parámetros de diseño.

La Norma Oficial Mexicana (NOM) define una línea subterránea como aquella que está constituida por uno o varios cables aislados que forman parte de un circuito eléctrico o de comunicación colocados bajo el nivel del suelo, ya sea directamente enterrados, en ductos o bancos de ductos.

Las primeras instalaciones de cables subterráneos se utilizaron alrededor de 1890 para la explotación de minas, textiles y otros usos, pero fueron de escasa cuantía y, por sus características, no son de trascendencia. La evolución de las redes subterráneas en México inició con las que se llevaron a cabo a partir de los últimos 3 ó 4 años del siglo XIX y principios del siglo XX para abastecer de energía a usuarios industriales y domésticos en la Ciudad de México. Posteriormente ha habido instalaciones de cables subterráneos en lugares fuera del D.F., pero fue hasta la década de los sesenta cuando empezó verdaderamente, aunque con una diversidad de tipos, el desarrollo de estos sistemas en algunas ciudades del país como Monterrey, Guadalajara, Puebla, Veracruz, etcétera. En el D.F., la Compañía de Luz y Fuerza del Centro (CLyFC) utiliza el tipo malla automática, que consiste en un sistema eléctrico con varias fuentes de alimentación, todas ellas interconectadas entre sí para formar una malla, como la instalación es con cable directamente enterrado sin ducto, cuando falla un cable en un punto hay una aportación de corriente de cortocircuito a la falla de los diferentes fuentes, de tal manera que el cable se funde, y cuenta con un dispositivo llamado protector de red, que aísla el tramo dañado para no afectar el resto de la instalación.

Una línea subterránea comprende:

1. La obra civil, que es la combinación de ducto, bancos de ductos, registros, pozos, bóvedas y cimentación de subestaciones.
   
   
2. El equipo subterráneo, diseñado y construido para quedar instalado dentro de pozos o bóvedas y capaz de soportar las condiciones de operación.
   
   
3. Equipo sumergible, el que por sus características puede estar inmerso en cualquier tipo de agua en forma intermitente.
   
   
4. El equipo tipo pedestal, el cual está instalado sobre el nivel del terreno, en una base con cimentación adecuada.
   
   
5. La terminal de cable, que distribuye los esfuerzos dieléctricos del aislamiento en el extremo de un cable.
   
   

Ver también: Normas para líneas subterráneas de CFE

Tanto la selección de los materiales, como el diseño y la construcción de la línea subterránea, deben estar de acuerdo con la tensión eléctrica, intensidad de corriente, corriente de cortocircuito, elevación de temperatura y condiciones mecánicas y ambientales a que se sometan durante su instalación y operación, por ejemplo, en ambientes húmedos y corrosivos es conveniente que se use un determinado tipo de cubiertas protectoras.

Lo primero que se debe considerar para el diseño son los tipos de configuraciones que existen, tanto en media como en baja tensión. Dependiendo de la importancia y tamaño del servicio que proporcionará, las configuraciones básicas se pueden clasificar en tres radial, anillo y selectiva. En baja tensión la configuración siempre será radial.

1. Radial es aquella cuya configuración en media tensión cuenta con una sola trayectoria para proporcionar el servicio de energía eléctrica, por ejemplo, cuando tenemos un pequeño grupo de usuarios (como 50 casas de interés social), que con un solo transformador basta para darles el servicio, pueden quedar configurados en radial.
   
   
2. Configuración en anillo con operación radial es aquella cuya configuración en media tensión cuenta con más de una trayectoria para proporcionar el servicio de energía. De nuevo, considerando el tamaño y la importancia, hay muchas variantes de la configuración en anillo: una sola fuente (un circuito de la subestación alimentadora del suministrador); con una o dos fuentes que llegan a un seccionador y de ahí se forma el anillo; con dos fuentes alimentado el anillo, pero sin seccionador (un fraccionamiento con 10 ó más transformadores, pero que no rebasan los 500 kVA; cuando rebase esta magnitud, ya se requiere un seccionador); otro modelo sería llegando a un seccionador con tres fuentes, pero puede haber más arreglos.
   
   

Por último, para servicios más importantes, se puede hacer un diseño de un sistema selectivo donde se tienen dos fuentes que alimentan a un seccionador automático, una de las fuentes es el preferente, que lo alimenta normalmente, y la emergente lo hace en caso de falla, la selección la hace automáticamente el seccionador.

A continuación se muestran las configuraciones básicas en radial y anillo: