La prueba VLF de tensión soportada aplica al cable una tensión alterna de muy baja frecuencia, por lo común 0,1 Hz, más alta que la de servicio y durante un tiempo fijado, para comprobar que no perfora. La baja frecuencia permite probar cables largos con un equipo portátil, porque la potencia reactiva que exige la capacitancia del cable baja en proporción a la frecuencia. IEEE 400.2-2024 la describe para cables apantallados de 5 kV en adelante, con tablas de tensión para instalación, aceptación y mantenimiento. Es una prueba de pasa o no pasa.
Qué es la prueba VLF
VLF significa very low frequency, muy baja frecuencia: tensión alterna por debajo de 1 Hz. En una prueba de tensión soportada VLF se eleva la tensión del cable por encima de la de servicio y se sostiene un tiempo determinado. Si un defecto grave existe (un accesorio mal armado, un daño del tendido, un punto débil del aislamiento), la tensión lo lleva a perforar durante la prueba, con el cable desenergizado, y no en servicio.
IEEE 400.2-2024, Guide for Field Testing of Shielded Power Cable Systems Using Very Low Frequency (VLF) (less than 1 Hz), es la referencia. Reemplazó a la edición de 2013 y cubre la tensión soportada VLF y otras pruebas de diagnóstico en campo sobre cables apantallados de 5 kV en adelante con aislamiento extruido y laminado. Según su resumen, la frecuencia comercial más usada es 0,1 Hz. El panorama de todas las pruebas de cables está en pruebas de diagnóstico de cables.
Por qué 0,1 Hz
Un cable de potencia es un condensador largo: el conductor, el aislamiento y la pantalla forman una capacitancia que crece con la longitud. Para probarlo con alterna a frecuencia de red, el equipo debe entregar una potencia reactiva proporcional a la frecuencia y a esa capacitancia. A 0,1 Hz la potencia necesaria es cientos de veces menor que a 60 Hz, y un equipo transportable en una camioneta puede probar circuitos de media tensión de longitud considerable. Es física básica: la reactancia capacitiva es inversamente proporcional a la frecuencia.
Frente a la tensión continua, la VLF tiene la ventaja de no dejar cargas espaciales atrapadas en el aislamiento extruido, que es el problema por el que IEEE 400 desaconseja la continua alta en cables XLPE y EPR envejecidos.
Qué fija IEEE 400.2
- Tres tipos de prueba: de instalación, de aceptación y de mantenimiento, cada uno con su propio nivel de tensión recomendado.
- Tablas por clase de tensión del cable: dan la tensión de prueba recomendada y la duración. No las copiamos: se toman de la edición vigente de la norma.
- Criterio: pasa si el cable sostiene la tensión el tiempo especificado sin perforar.
Algunas guías y fabricantes agregan monitoreo durante la prueba (tangente delta o descargas parciales en simultáneo) para que la prueba no sea solo pasa o no pasa; el principio de la medición de pérdidas está en la guía de factor de potencia y tangente delta.
Qué pide IEC en la prueba después de la instalación
| Nivel | Norma del cable | Prueba del aislamiento después de la instalación |
|---|---|---|
| MT (6 a 30 kV) | IEC 60502-2 | Alterna, incluida la de 0,1 Hz, o continua; más la prueba de cubierta en continua |
| AT (más de 30 a 150 kV) | IEC 60840 | Alterna, que en campo se genera con sistemas resonantes; más la prueba de cubierta |
| EAT (más de 150 a 500 kV) | IEC 62067 | Alterna resonante y medición de descargas parciales; más la prueba de cubierta |
En alta tensión la VLF no es la fuente habitual: la CIGRE, en su Technical Brochure 841 (2021), analiza el uso de fuentes resonantes, VLF y de tensión alterna amortiguada en cables de alta y extra alta tensión. La prueba con alterna resonante se explica en tensión soportada en sitio.
Cuándo se hace
- Prueba de cubierta tras el tendido. Daños del tendido antes de armar accesorios
- Accesorios instalados. Empalmes y terminales según el fabricante
- Prueba de aceptación VLF. Circuito completo, aislado en ambos extremos
- ¿Sostiene la tensión el tiempo especificado? Sí: continúa; No: Localizar, reparar y repetir.
- Huella de referencia y energización
La prueba de cubierta del primer paso verifica la barrera contra el agua antes de armar accesorios. Antes de la VLF se aíslan las celdas, transformadores de tensión, descargadores y cualquier equipo conectado que no deba recibir la tensión de prueba; los extremos remotos quedan señalizados y vigilados. Al terminar, el cable se descarga y se pone a tierra. Los empalmes y terminales son la parte que con más frecuencia falla en la aceptación. Los equipos VLF de campo se describen en las guías del b2 HVA 60 y de las familias HVA 68, HVA 28TD y KPG.
Qué puede falsear el resultado
- Carga capacitiva del equipo excedida: un cable muy largo puede superar la capacidad del equipo VLF y obligar a dividir la prueba.
- Terminales sucias o húmedas: generan fugas o descargas superficiales que interrumpen la prueba sin que el cable esté mal.
- Equipos conectados que no se aislaron: un descargador o un PT en el circuito cambian la carga y pueden dañarse.
- Cables mixtos: tramos de papel impregnado y XLPE en el mismo circuito tienen criterios distintos.
Qué hacer si el cable no pasa
Se localiza el punto de perforación con los métodos de localización de fallas (la falla suele quedar como de alta resistencia), se repara el tramo o el accesorio y se repite la prueba. Si el cable es nuevo, el resultado y su ubicación son la base del reclamo al instalador o al fabricante.
Qué no hacer
- Usar tensión continua alta en cables extruidos envejecidos.
- Aplicar la tensión de aceptación a un cable en mantenimiento sin considerar su edad y su condición.
- Dar por diagnosticado el envejecimiento con una prueba soportada.
- Dejar el cable sin descargar y sin tierra al terminar.
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Referencias
- IEEE Std 400.2-2024, Guide for Field Testing of Shielded Power Cable Systems Using Very Low Frequency (VLF) (less than 1 Hz).
- IEEE Std 400-2023, Guide for Field Testing and Evaluation of the Insulation of Shielded Power Cable Systems Rated 5 kV and Above.
- IEC 60502-2:2014, cables de 6 kV a 30 kV con aislamiento extruido.
- IEC 60840:2020 e IEC 62067:2022, cables de alta y extra alta tensión.
- CIGRE, Technical Brochure 841, After Laying Tests on AC and DC Cable Systems with New Technologies, 2021.
Preguntas frecuentes
¿Por qué no se prueba con tensión continua un cable XLPE?
Porque en cables de aislamiento extruido envejecidos la tensión continua alta deja cargas atrapadas en el aislamiento, en especial donde hay árboles de agua, y al volver a energizar con alterna esas zonas pueden fallar. La familia IEEE 400 desaconseja la continua alta en esos cables y prefiere VLF o alterna.
¿Qué tensión y cuánto tiempo se aplica en una prueba VLF?
Las fija IEEE 400.2 en tablas según la clase de tensión del cable y el tipo de prueba (instalación, aceptación o mantenimiento), y las normas IEC del cable para la prueba después de la instalación. Se toman de la edición vigente de la norma que pida el contrato; no conviene usar valores copiados de otra fuente.
¿Si el cable pasa la prueba VLF está en buen estado?
Pasar significa que el cable no tenía defectos lo bastante graves para perforar durante la prueba. No mide el grado de envejecimiento. Para eso se complementa con tangente delta VLF o con descargas parciales.