Fallas de alta resistencia en cables: ARM, ICE y decay

Por qué el TDR «no muestra nada»

El reflectómetro TDR solo ve cambios de impedancia. Un corto franco entre conductor y pantalla los produce y aparece claro en la traza. Pero muchas fallas de cables de media tensión no son cortos francos: son perforaciones carbonizadas, caminos húmedos en un empalme o puntos que solo rompen cuando la tensión sube. Su resistencia es mucho mayor que la impedancia característica del cable, y el pulso de baja tensión las atraviesa casi sin reflejo.

El síntoma es típico: el cable no sostiene tensión, la protección dispara al energizar, pero la traza del TDR se ve igual a la de una fase sana. La solución no es otro ajuste del reflectómetro, sino hacer que la falla rompa con alta tensión y medir en ese instante. IEEE 1234-2019 recoge estas técnicas (reflexión de arco y descarga con generador de impulsos) dentro de su guía de localización para cables apantallados.

Cómo se caracteriza la falla antes de elegir el método

La caracterización empieza con la medición de resistencia de aislamiento por fase y, si hace falta, una prueba de tensión para ver a qué nivel rompe.

Impulso con arco (ARM, SIM/MIM)

Principio. Primero se toma una traza TDR de referencia con baja tensión: muestra la longitud y los empalmes. Luego un generador de impulsos descarga un impulso de alta tensión sobre el cable a través de una unidad de acople. La falla rompe y forma un arco, que durante un instante muy corto es un camino de baja resistencia. En ese instante el reflectómetro envía su pulso, que ahora se refleja en la falla como en un corto. Al superponer la traza con arco y la de referencia, el punto donde se separan es la distancia a la falla.

La ventana es corta. BAUR advierte que la duración del arco depende de las condiciones: una falla húmeda o con agua en un empalme se comporta distinto que una falla en cable de papel impregnado. Si el pulso de medida llega antes o después del arco, la traza no sirve y se repite con otros parámetros. Por eso las variantes de impulsos múltiples (MIM) envían una serie de pulsos alrededor del instante de la ruptura, de los cuales al menos uno suele quedar dentro del arco.

Límite. Cada impulso esfuerza el cable; los impulsos repetidos toman tiempo y suman esfuerzo al aislamiento sano.

Corriente de impulso (ICM o ICE)

Principio. El generador descarga un impulso que hace romper la falla. La ruptura lanza una onda que viaja entre la falla y el extremo del generador, invirtiendo su polaridad en cada reflexión. Un acoplador inductivo toma esa corriente de la pantalla y el reflectómetro la muestra; la distancia sale del intervalo entre reflexiones sucesivas.

Cuándo conviene. En cables muy largos o de alta capacitancia, donde el pulso de medida llega demasiado atenuado para el impulso con arco, y donde el condensador del generador tendría que ser mucho mayor que la capacitancia del cable. BAUR describe una variante en corriente continua que primero carga el cable hasta la ruptura usando su propia capacitancia.

Límite. En cables cortos las reflexiones se superponen y el intervalo no se puede leer.

Decay

Principio. El cable se carga con una fuente de tensión hasta que la falla rompe. Tras la ruptura, la tensión oscila entre la falla y la fuente; un divisor capacitivo la acopla al reflectómetro. La distancia sale de la mitad del intervalo entre dos picos sucesivos de esa oscilación, descontando los cables de conexión.

Cuándo conviene. Para fallas intermitentes que dependen de la tensión y no rompen con el impulso del generador. Es un método de prelocalización: después se sigue con ruta y punto exacto por onda de choque, como en todo el proceso de localización de fallas.

Acondicionamiento de la falla

Algunas fallas, en especial las húmedas, no se dejan medir de entrada. El acondicionamiento aplica impulsos para estabilizar el camino de la falla y luego se mide con SIM/MIM. En cables de papel impregnado con cubierta de plomo existe además el «quemado» con transformadores de potencia, que baja la resistencia de la falla hasta que el TDR la ve; BAUR lo presenta para ese tipo de cable.

Qué puede falsear el resultado

• Una traza de referencia tomada en otra fase o con otros ajustes.
• v/2 equivocado: desplaza la distancia igual que en el TDR.
• Circuitos con derivaciones o tramos de cable diferentes.
• Medir solo desde un extremo cuando la velocidad no es uniforme.

Qué no hacer

• Subir la tensión o la cantidad de impulsos sin criterio para «forzar» la falla.
• Trabajar sin aislar, bloquear y poner a tierra el circuito y sin despejar los extremos.
• Excavar con la distancia prelocalizada sin trazar la ruta ni marcar el punto exacto.

Pruebas de cables con Tiza Group

Nuestro equipo trabaja con equipos de prueba de fabricantes reconocidos (OMICRON, Doble, Baur, entre otros) en subestaciones, industria y plantas solares. Si tiene un cable que no sostiene tensión, le ayudamos a planear y ejecutar las pruebas de su red de cables. Vea el servicio de localización de fallas en cables o escríbanos.

Guías relacionadas

• Pruebas de diagnóstico de cables de potencia
• Prueba de resistencia de aislamiento e índice de polarización
• Empalmes y terminales de media tensión
• Cables de potencia
• Localización de fallas en cables subterráneos: métodos
• Reflectometría TDR en cables: cómo se lee la traza
• Localización exacta de fallas: onda de choque y acústica

Referencias

• IEEE Std 1234-2019, Guide for Fault-Locating Techniques on Shielded Power Cable Systems.
• BAUR GmbH, Multiple impulse method (SIM/MIM), Impulse current method y Decay method, páginas técnicas del proceso de localización.
• BAUR GmbH, Cable fault location: process steps and methods.

Preguntas frecuentes