Cuando la prueba de cubierta de un cable enterrado indica un daño, el punto se encuentra en dos pasos: el puente de medida da la distancia aproximada desde un extremo y el método de tensión de paso marca el punto exacto en el terreno. Para el segundo se inyecta tensión continua pulsada en la pantalla; la corriente que sale por el daño crea un gradiente de tensión en el suelo, y un voltímetro conectado a dos picas indica hacia dónde está la falla y marca cero cuando las picas quedan simétricas a ella.
El problema
Una prueba de cubierta con corriente de fuga alta dice que la cubierta exterior del cable tiene un daño, pero no dónde. Mientras no se repare, el agua del suelo puede llegar a la pantalla metálica y luego al aislamiento. BAUR recuerda que el daño de cubierta es una causa frecuente de fallas de cables y que, en media y alta tensión, la humedad favorece los árboles de agua. Encontrar el punto a tiempo es una reparación pequeña; dejarlo es una falla del cable más adelante.
La reflectometría no sirve para estas fallas, porque el suelo no es un camino de retorno definido para el pulso. El método es otro, en dos pasos: prelocalización con puente y punto exacto con tensión de paso. Las pruebas de cables y su función están en pruebas de diagnóstico de cables, y el proceso completo para las fallas del aislamiento en localización de fallas en cables subterráneos.
Paso 1: prelocalización con puente
El puente de medida, por el método de Murray o de Glaser, compara la resistencia de la pantalla fallada con la de una pantalla sana unida en el extremo lejano y da la distancia a la falla desde un extremo. BAUR advierte que esa distancia es a lo largo del cable: aunque la medición del puente sea muy exacta, las curvas y desvíos de la ruta enterrada hacen que la posición en el terreno pueda diferir de forma importante. Por eso el segundo paso es necesario.
Paso 2: punto exacto por tensión de paso
Principio. Se inyecta tensión continua pulsada entre la pantalla del cable fallado y tierra, con la pantalla desconectada de tierra en sus extremos. La corriente recorre la pantalla hasta el daño y sale al suelo. Alrededor del punto de salida aparece un gradiente de tensión en el terreno, como un embudo centrado en la falla.
Medición. Un operario recorre la ruta del cable con dos picas (electrodos) clavadas en el suelo a una distancia fija entre sí, conectadas a un voltímetro sensible. El voltímetro mide la diferencia de tensión entre las dos picas.
Lectura, según BAUR:
- Lejos de la falla la lectura es pequeña.
- Al acercarse, la lectura crece y el instrumento indica la dirección hacia la falla.
- Justo antes de la falla la tensión sube de forma marcada.
- Cuando las picas quedan simétricas a ambos lados de la falla, la lectura cae a cero: ese es el punto.
Como la diferencia de tensión entre las picas cambia de signo a uno y otro lado del embudo, al pasar el punto la indicación de dirección se invierte. El pulsado de la tensión mejora el reconocimiento de la señal y suprime interferencias de efectos galvánicos y de otras tensiones presentes en el suelo.
- Prueba de cubierta con corriente de fuga alta
- Prelocalización con puente. Distancia a lo largo del cable desde un extremo
- Trazado de la ruta. Recorrido real del cable en el terreno
- Recorrido con picas. Tensión DC pulsada en la pantalla, lectura de dirección
- ¿La lectura cae a cero con las picas simétricas? Sí: continúa; No: vuelve al paso 4.
- Punto marcado para excavar y reparar la cubierta
Condiciones que afectan la medición
| Condición | Efecto | Qué se hace |
|---|---|---|
| Suelo muy seco | La corriente no sale bien al terreno y el gradiente es débil | Asegurar buen contacto de las picas y repetir la lectura |
| Pavimento o concreto | No se pueden clavar las picas | Medir en juntas o zonas verdes cercanas a la ruta |
| Varias fallas de cubierta | Varios embudos de tensión que se confunden | Repetir la prueba de cubierta tras reparar la primera |
| Ruta desconocida | Se camina fuera del cable | Trazar la ruta antes de recorrerla con picas |
| Otros cables o tuberías metálicas cerca | Desvían la corriente del suelo | Leer con cuidado la dirección y confirmar |
Qué se hace cuando se encuentra
Se excava en el punto marcado, se identifica el cable (en una zanja suele haber varios), se limpia y se repara la cubierta con el material y el método del fabricante del cable o del accesorio de reparación. Después se repite la prueba de cubierta del circuito completo: si la corriente vuelve al rango normal, la reparación fue suficiente; si no, hay otro daño y el proceso se repite. Las partes del cable y la función de la cubierta se explican en cables de potencia.
En circuitos de alta tensión con pantallas transpuestas o con conexión a tierra en un solo extremo, la cubierta también cumple una función de aislamiento de la pantalla, de modo que una falla de cubierta altera las corrientes y tensiones de pantalla previstas en el diseño.
Seguridad
- La tensión de prueba se aplica a la pantalla, que en todo el recorrido queda a esa tensión respecto a tierra: cámaras, cajas de pantallas y terminales deben estar señalizadas.
- El circuito está desenergizado, bloqueado y con sus conductores principales a tierra según las reglas de oro (vea bloqueo y etiquetado); la pantalla es lo único que recibe la tensión de prueba.
- Al terminar, se descarga y se reconecta la pantalla a tierra según el diseño del circuito.
Qué no hacer
- Recorrer con picas sin haber prelocalizado: el recorrido puede abarcar todo el cable.
- Dejar la pantalla aterrizada en un extremo durante la localización.
- Reparar la cubierta sin repetir la prueba de cubierta.
- Ignorar una falla de cubierta porque «el cable sigue funcionando».
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Nuestro equipo trabaja con equipos de prueba de fabricantes reconocidos (OMICRON, Doble, Baur, entre otros) en subestaciones, industria y plantas solares. Si su red tiene una prueba de cubierta fallida, le ayudamos a planear y ejecutar las pruebas de su red de cables. Vea el servicio de localización de fallas en cables o escríbanos.
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Referencias
- BAUR GmbH, Cable sheath faults, página técnica del proceso de localización de fallas (puente de Murray y Glaser, método de tensión de paso).
- BAUR GmbH, Cable fault location: process steps and methods.
- IEC 60229:2007, Electric cables – Tests on extruded oversheaths with a special protective function.
Preguntas frecuentes
¿Por qué la tensión es pulsada y no continua fija?
Porque en el suelo ya existen tensiones de origen galvánico y otras interferencias. Al pulsar la tensión de prueba, el receptor reconoce su propia señal y descarta las demás, lo que hace la lectura más clara.
¿Cuánto se aleja el punto real de la distancia que da el puente?
Puede alejarse bastante, porque el cable enterrado no va recto y la distancia del puente es a lo largo del cable. Por eso el recorrido con picas se hace sobre la ruta trazada y en una franja alrededor de la distancia prelocalizada, no en un solo punto.
¿Se puede usar el método de tensión de paso en un cable dentro de ducto?
Depende de que la corriente de la falla llegue al suelo. En ductos secos o en bancos de ductos con concreto, la corriente puede no salir de forma medible donde está el daño; en esos casos la localización se apoya en cámaras y en otros métodos.