Factores que influyen en el coste de los casquillos para alta tensión: material, clase y ensayos

El precio de un pasamuros de media tensión rara vez se reduce a una sola cifra en una ficha técnica. Tres variables interactúan para determinar el coste unitario final: el sistema de materiales del aislante, la clase de tensión/corriente para la que está homologado el pasamuros y el nivel de exhaustividad de los ensayos y la certificación a los que se ha sometido. Los compradores que solo comparan la tensión nominal entre los distintos proveedores suelen pasar por alto que un pasamuros de 24 kV sometido a pruebas de tipo completas puede costar entre un 30 y un 50% más que una unidad nominalmente equivalente fabricada únicamente con pruebas rutinarias, incluso cuando ambas cumplen la misma clase de tensión indicada en el catálogo.

En las tareas de adquisición sobre el terreno, la sorpresa más habitual en materia de precios no tiene que ver con el material ni con la clase de tensión, sino con descubrir, en una fase avanzada del proceso de solicitud de presupuesto, que las especificaciones del proyecto exigen, sin indicarlo explícitamente, pruebas especiales que no se habían incluido en el presupuesto inicial. Confirmar el alcance de las pruebas desde el principio evita tener que volver a elaborar presupuestos, lo que puede alargar el plazo de entrega en varias semanas.

En los apartados siguientes se analizan por separado cada una de estas tres variables, comenzando por el sistema de materiales, ya que este establece la base sobre la que se desarrollan posteriormente la clase de tensión y el alcance de los ensayos. Para obtener una visión más amplia de cómo encajan los accesorios para pasacables en la selección general de accesorios para transformadores, consulte el documento de ZeeyiElec titulado Resumen de los accesorios para transformadores.

La selección de materiales y su repercusión en los costes

El sistema de materiales es el primer factor que influye en el coste, y también el que los compradores suelen evaluar de forma demasiado superficial —“porcelana frente a composite”—, sin tener en cuenta cómo el proceso de fabricación, el rendimiento mecánico y la vida útil prevista influyen cada uno de ellos en el precio unitario.

Casquillos de porcelana

La porcelana sigue siendo el material de referencia en cuanto a coste en la mayoría de las gamas de catálogo, gracias a unos procesos de cocción consolidados y de gran volumen. Su fragilidad ante impactos mecánicos o cargas sísmicas es la desventaja que lleva a algunas especificaciones a optar por alternativas compuestas, a pesar de la diferencia de precio. Un casquillo de porcelana típico para media tensión, en el rango de 12 kV a 24 kV, tiene un coste unitario base inferior al de un diseño equivalente de material compuesto, aunque la diferencia de precio varía en función del fabricante y del volumen del pedido.

Casquillos de resina epoxi

Los casquillos de resina epoxi moldeados son más caros que los de porcelana, debido en gran medida a la duración del ciclo de curado y a la inversión en utillaje de moldeo, que no se amortiza con la misma eficacia cuando los volúmenes de pedido son bajos. A cambio, el epoxi ofrece una mayor consistencia dimensional y compatibilidad con los equipos de conmutación de interior. La experiencia en la puesta en servicio sobre el terreno demuestra que los casquillos de resina epoxi se especifican con frecuencia para aplicaciones de GIS y aparamenta en envolvente metálica, precisamente porque su geometría compacta de distancia de fuga —a veces entre 15 y 20% más corta que un diseño equivalente de porcelana para la misma clase de tensión— reduce el espacio ocupado por la envolvente, lo que puede compensar parte del sobrecoste del material a nivel del sistema.

Cobertizos de caucho de silicona

El caucho de silicona (que suele aplicarse en forma de recubrimiento sobre un núcleo de epoxi o compuesto) es el material más caro, debido al coste del polímero hidrofóbico y a la etapa adicional de unión y vulcanización. A cambio, ofrece un rendimiento superior en entornos muy contaminados o costeros, donde la hidrofobicidad autolimpiable de la silicona reduce el riesgo de descarga eléctrica que, de otro modo, requeriría una distancia de fuga sobredimensionada —lo cual, en sí mismo, supone un factor de coste, independientemente de la elección del material—.

La elección del material debe basarse en las condiciones de uso, y no únicamente en el precio — IEC 60137 establece los requisitos de distancia de fuga según la clase de contaminación, y la elección de un material que cumpla con un requisito de contaminación o sísmico no es un objetivo discrecional de ahorro de costes.

[Perspectiva del experto]

• No te decantes automáticamente por los materiales compuestos “por motivos de durabilidad” si la obra no presenta riesgos sísmicos ni de contaminación: la porcelana suele cumplir las mismas especificaciones a un coste menor.
• El tamaño reducido de los productos epoxi puede compensar su mayor coste unitario en instalaciones de conmutación con limitaciones de espacio
• Pide a los proveedores que desglosen el coste de los materiales por separado del coste de las fases de prueba, ya que, aunque a menudo se incluyen juntos en los presupuestos, dependen de factores distintos.

Para obtener orientación sobre la selección específica según la clase de tensión para los distintos tipos de pasamuros, consulte el documento de ZeeyiElec Guía para elegir entre casquillos de alta tensión (LV) y media tensión (MV).

Clase de tensión y corriente nominal: ahí es donde el coste se dispara

La clase de tensión es la variable que los compradores comparan más directamente entre los distintos proveedores, pero es la corriente nominal —y no la tensión nominal— la que suele provocar el mayor incremento en el coste de la lista de materiales. Ambas interactúan con los requisitos de longitud de aislamiento y distancia de fuga de formas que no resultan evidentes si solo se comparan las placas de características.

Factores que influyen en los costes por clase

Clase de 12 kV-17,5 kV

Esta gama abarca la mayor parte de las aplicaciones estándar de los transformadores de distribución y constituye la referencia en cuanto a costes. En este caso, el dimensionamiento de los conductores se ajusta a la corriente nominal en pasos bastante predecibles, con una merma mínima en la longitud del aislamiento.

Clase de 24 kV

A 24 kV, los requisitos de distancia de fuga empiezan a alargar de forma significativa el cuerpo del aislador, lo que aumenta tanto el volumen del material como la complejidad del molde y las herramientas en los diseños de materiales compuestos. Es también aquí donde suelen especificarse con mayor frecuencia las mejoras en la clase de contaminación —reguladas por la clasificación de gravedad de la contaminación de la norma IEC 60815—, lo que agrava el aumento de costes derivado de la clase.

Clase de 36 kV

Por encima de los 30 kV, la geometría de la brida y los accesorios de los terminales suelen variar junto con la longitud del aislamiento, ya que las intensidades nominales en esta clase suelen rondar los 1.600 A-2.000 A en el caso de los transformadores de mayor capacidad. Esta es la clase en la que los compradores suelen sobredimensionar la intensidad nominal “por si acaso”, sin comprobar si el coste adicional está justificado por la carga real: un conductor de 2000 A en un transformador que nunca superará los 1200 A de carga es un gasto excesivo habitual y evitable.

Ajustar la intensidad nominal a la carga real prevista, en lugar de optar por defecto por el siguiente nivel superior del catálogo, es una de las formas más fiables de controlar los costes sin alterar los materiales ni el alcance de las pruebas. Para obtener un desglose completo de la lógica de selección en las distintas clases de tensión y corriente, consulte el documento de ZeeyiElec titulado guía de selección de accesorios para transformadores.

Niveles de costes de ensayo y certificación

El alcance de las pruebas es el factor de coste menos visible en un presupuesto y el que más probabilidades tiene de provocar sorpresas presupuestarias a mitad del proyecto, ya que a menudo viene definido por las especificaciones del proyecto del comprador, en lugar de por los valores de catálogo del casquillo.

Pruebas rutinarias (por unidad)

Se realizan pruebas rutinarias en cada unidad que se envía, cuyo coste ya está incluido en el precio base de la unidad. Estas pruebas suelen incluir pruebas de resistencia dieléctrica y detección de descargas parciales en la fase de producción, lo que supone un coste adicional mínimo por unidad, ya que forman parte del proceso estándar de control de calidad de la línea de fabricación.

Pruebas de tipo (a nivel de diseño, amortizadas)

Los ensayos de tipo certifican un modelo de casquillo una sola vez, no por cada unidad enviada; sin embargo, si un proyecto exige que un proveedor realice o repita los ensayos de tipo para ese pedido concreto (una nueva configuración, una intensidad nominal no estándar o una primera relación con el proveedor), ese coste se amortiza sobre la cantidad del pedido, en lugar de sobre el volumen total de producción del fabricante. En los pedidos más pequeños, esto puede suponer un porcentaje significativo del precio por unidad; en los pedidos más grandes, ese mismo coste absoluto resulta casi insignificante por unidad.

Pruebas especiales/opcionales

Los ensayos especiales —ciclos térmicos, calificación sísmica o medición prolongada de descargas parciales a temperatura elevada— quedan fuera del alcance de los ensayos rutinarios y de tipo, y se facturan por separado, según [VERIFICAR NORMA: cláusula de la norma IEC 60137 que distingue entre las categorías de ensayos rutinarios, de tipo y especiales].

[Perspectiva del experto]

• Confirma por escrito el nivel de prueba en la fase de solicitud de presupuesto, antes de solicitar un presupuesto formal.
• “La expresión ”cumplimiento total de la norma IEC 60137» en unas especificaciones puede referirse tanto a pruebas rutinarias como a pruebas especiales; la formulación por sí sola no permite saber cuál de las dos opciones se aplica.
• La amortización de las pruebas de tipo implica que los pedidos pequeños asumen una parte desproporcionada del coste de la homologación del diseño.
• Las pruebas especiales, como las de descargas parciales a alta tensión, suelen ser, con diferencia, la partida más elevada e inesperada de un presupuesto.

En las tareas de puesta en servicio y revisión de control de calidad, suele repetirse el mismo patrón: las especificaciones del proyecto hacen referencia al “cumplimiento íntegro de la norma IEC 60137”, sin que el comprador confirme qué nivel de ensayo se aplica realmente. En un pedido reciente, un cliente dio por hecho que se aplicaban las tarifas de los ensayos rutinarios, pero descubrió que la cláusula a la que se hacía referencia exigía ensayos especiales de descargas parciales a 1,5 veces la tensión nominal —una diferencia en el alcance que no salió a la luz hasta después de haber enviado la solicitud de presupuesto—, lo que añadió aproximadamente dos semanas al ciclo de revisión del presupuesto.

ZeeyiElec's lista de comprobación de los accesorios para transformadores aborda las cuestiones relacionadas con el alcance de las pruebas que conviene plantearse antes de solicitar un presupuesto.

Condiciones sobre el terreno que hacen que aumenten las especificaciones —y los costes—

Incluso cuando los materiales, la clase y el nivel de ensayo se ajustan correctamente a los requisitos básicos de un proyecto, las condiciones in situ pueden obligar a realizar mejoras en las especificaciones que no figuraban en la solicitud de presupuesto original, y cada una de ellas tiende a sumarse a los factores que inciden en el coste ya contemplados, en lugar de sustituirlos.

Reducción de altitud

Los casquillos diseñados para condiciones estándar suelen partir de la base de que se instalan a una altitud igual o inferior a 1.000 m. Por encima de ese umbral, el rendimiento dieléctrico disminuye a medida que aumenta la densidad del aire, y según IEC 60071-2, cláusula 7.2.2 (corrección por altitud), los proyectos situados a mayor altitud suelen necesitar un casquillo con una clasificación de aislamiento un nivel superior al que sugeriría únicamente la tensión nominal del sistema, lo que supone aplicar la estructura de costes de la siguiente clase de tensión sin que se produzca ningún cambio en la tensión de funcionamiento real.

Mejoras en las clases de contaminación

Las instalaciones costeras, industriales o desérticas suelen requerir un aumento de la clase de contaminación, pasando de la calificación predeterminada “media” a “alta” o “muy alta”, lo que aumenta la distancia de fuga requerida independientemente de la clase de tensión. Este es uno de los cambios más habituales en las especificaciones en las últimas fases del proyecto: un proyecto presupuestado inicialmente según los valores predeterminados del catálogo se revisa después de que un estudio del emplazamiento confirme la proximidad a una costa o a una planta de cemento, lo que eleva los requisitos de distancia de fuga entre un 20 y un 30% y provoca un cambio de material o de dimensiones en los pasacables que ya se encuentran en fase de planificación de la producción.

Temperatura ambiente

Las temperaturas ambientales sostenidas por encima de unos 40 °C pueden requerir una reducción de la capacidad de los conductores o un margen térmico adicional en el diseño de las conexiones de los terminales, ya que la capacidad de conducción de corriente depende de la temperatura. En una reciente instalación industrial con temperatura ambiente elevada, el pasacables de 1250 A especificado inicialmente requirió una nueva comprobación de la corriente reducida en función de las lecturas máximas reales de la temperatura ambiente antes de la aprobación de la puesta en servicio —un paso que es fácil pasar por alto cuando las especificaciones se extraen de una tabla de catálogo estándar en lugar de basarse en datos del emplazamiento—.

Estas modificaciones impulsadas por las necesidades sobre el terreno son la razón por la que una especificación de casquillo definida exclusivamente a partir de un esquema unifilar suele resultar más cara una vez que se tienen en cuenta las condiciones in situ, y por la que confirmar los datos in situ antes de formalizar un pedido evita costosas revisiones a mitad del proyecto.

Cómo conseguir especificaciones rentables sin comprometer la fiabilidad

El coste de los pasamuros de media tensión rara vez se puede reducir a una simple decisión sobre una partida concreta. El material, la clase de tensión/corriente y el nivel de ensayo interactúan entre sí, y las condiciones in situ pueden anular los tres factores a posteriori. Las especificaciones más rentables se obtienen al adaptar cada variable a los requisitos reales de la aplicación, sin recurrir por defecto a la opción más cara del catálogo “por si acaso” y sin reducir las especificaciones para ahorrar costes en una partida que más tarde provoque una orden de modificación.

Una lista de comprobación práctica para la contratación pública que permite encontrar el equilibrio entre el coste y la fiabilidad:

• Comprueba la carga real de corriente antes de seleccionar el tamaño del conductor; no te limites a seguir el siguiente paso del catálogo
• Comprueba la clase de contaminación comparándola con los datos del emplazamiento (costero, industrial, desértico) antes de decidir el material definitivo.
• Pregunta directamente a los proveedores qué nivel de pruebas requiere el pliego de condiciones de un proyecto, antes de solicitar un presupuesto.
• Comprueba la altitud y la temperatura ambiente comparándolas con los supuestos de condiciones estándar
• Considera las primas de los productos de epoxi y silicona como decisiones a nivel de sistema, y no solo como comparaciones de costes unitarios.

Para proyectos en los que se adquieren conjuntamente transformadores y accesorios para cables, ZeeyiElec ofrece gama de accesorios para cables abarca los componentes complementarios de media y baja tensión que suelen aparecer en la misma solicitud de presupuesto. Si las especificaciones de tu proyecto aún se están definiendo, el equipo de ingeniería de ZeeyiElec puede analizar la corriente, la clase de tensión y las condiciones del emplazamiento antes de que solicites presupuestos, lo que te ayudará a evitar las sorpresas relacionadas con la fase de pruebas y la revisión de especificaciones mencionadas anteriormente.

Preguntas frecuentes

¿Cuánto cuesta normalmente un casquillo para MV?

El coste unitario varía considerablemente en función del material, la clase de tensión y el alcance de las pruebas, pero un pasamuros de porcelana estándar de 12 kV-24 kV, fabricado para un alcance de pruebas rutinarias, se sitúa en el extremo inferior del rango, mientras que un pasamuros compuesto de 36 kV con requisitos de prueba especiales puede costar varias veces más; el precio real depende en gran medida del volumen del pedido y del proveedor.

¿La resina epoxi es más cara que la porcelana para los casquillos de alta tensión?

Sí, normalmente entre 15 y 35% más para valores nominales eléctricos equivalentes, debido al tiempo del ciclo de curado y al coste de las herramientas; no obstante, el tamaño reducido del epoxi puede compensar parte de ese sobrecoste en aplicaciones de aparamenta con limitaciones de espacio.

¿Por qué las pruebas de tipo encarecen tanto el coste de adquisición de los casquillos?

Las pruebas de tipo certifican un diseño una sola vez, pero su coste se amortiza entre la cantidad total del pedido; sin embargo, cuando un proyecto requiere volver a realizar pruebas específicas del diseño, los pedidos más pequeños asumen una parte proporcionalmente mayor de ese coste de certificación que los pedidos de gran volumen.

¿Es la clase de tensión por sí sola la que determina el precio de los pasacables?

No: la corriente nominal suele tener un mayor impacto en los costes que la clase de tensión por sí sola, ya que el dimensionamiento de los conductores y los accesorios de los terminales varían en función de la corriente de formas que no se reflejan en la tensión nominal.

¿Merece la pena el coste adicional que suponen las pruebas especiales, como las de descargas parciales?

Depende de la aplicación; por lo general, las pruebas especiales están justificadas cuando las especificaciones del proyecto o las condiciones ambientales exigen márgenes de rendimiento contrastados, pero suponen un coste considerable y no deben darse por sentadas como parte del alcance predeterminado sin confirmar primero que el proyecto realmente las requiere.

¿Cómo influye el grado de contaminación en el coste de los pasamuros para vehículos de transporte público?

Al pasar de una clase de contaminación media a una pesada o muy pesada, la distancia de fuga requerida suele aumentar entre un 20 y un 30%, lo que puede exigir el uso de un aislante más grande o un cambio de material; ambas opciones elevan el coste unitario, independientemente de la tensión o la intensidad nominales.

¿Cómo pueden los compradores evitar sobrecostes inesperados en los casquillos?

Confirmar la corriente de carga real, las condiciones ambientales de la instalación y el nivel de prueba requerido antes de solicitar un presupuesto es la forma más fiable de evitar revisiones de las especificaciones a mitad del proyecto que encarecen el coste una vez realizado el pedido.