La reflectometría en el dominio del tiempo (TDR) envía un pulso de baja tensión por el cable y registra los ecos que vuelven donde cambia la impedancia: empalmes, derivaciones, el extremo abierto o una falla. Con el tiempo de ida y vuelta y la velocidad de propagación del cable (v/2) calcula la distancia. Sirve para medir longitud, ubicar empalmes y localizar cortes y fallas de baja resistencia; las fallas de alta resistencia casi no reflejan el pulso y requieren métodos con alta tensión.
Qué es la reflectometría TDR
El reflectómetro en el dominio del tiempo (TDR, time domain reflectometer) es el instrumento base de la localización de fallas en cables. Inyecta un pulso de baja tensión en un extremo, entre un conductor y la pantalla o entre dos conductores, y registra todo lo que vuelve. Cada cambio de impedancia a lo largo del cable devuelve parte del pulso: un empalme, una derivación, un cambio de sección, el extremo del cable o una falla.
El resultado es una traza (reflectograma): un eje horizontal en distancia y uno vertical con la amplitud de los ecos. Leerla bien es la diferencia entre excavar en el lugar correcto o abrir zanja de más. Las demás pruebas del cable están en la guía de pruebas de diagnóstico de cables.
Cómo se calcula la distancia
El pulso viaja hasta el cambio de impedancia y vuelve. El instrumento mide el tiempo total t y multiplica por la mitad de la velocidad de propagación, el valor que los reflectómetros llaman v/2:
distancia = v/2 × t
La velocidad de propagación depende del aislamiento (su permitividad), no del conductor; las capas de cada tipo de cable se describen en cables de potencia. En física general, v = c / √εr, donde c es la velocidad de la luz y εr la permitividad relativa del aislamiento. Por eso dos cables de la misma sección con aislamientos distintos tienen v/2 distintos, y un circuito con tramos de cable diferentes no tiene una sola velocidad.
Cómo se obtiene un v/2 confiable: del fabricante del cable o calibrando sobre un tramo de longitud conocida del mismo cable, ajustando v/2 hasta que la traza marque esa longitud. No publicamos valores por tipo de cable porque dependen del producto concreto.
Cómo se lee la traza
| Lo que aparece | Forma de la reflexión | Qué significa |
|---|---|---|
| Extremo abierto o conductor cortado | Reflexión positiva grande (factor de reflexión cercano a 1) | Si aparece antes de la longitud esperada, hay un corte |
| Cortocircuito o falla de baja resistencia | Reflexión negativa (la impedancia cae) | Falla franca entre conductor y pantalla o entre fases |
| Empalme | Una forma pequeña en «S» horizontal | Cambio de impedancia en la unión de tramos |
| Cambio de tipo de cable | Escalón en la traza | Tramos con distinta impedancia y velocidad |
| Falla de alta resistencia | Casi nada | La impedancia de la falla es muy alta frente a la del cable |
La polaridad sale de la física de las líneas de transmisión: el coeficiente de reflexión es positivo cuando la impedancia sube (abierto) y negativo cuando baja (corto). BAUR describe el extremo abierto como una reflexión positiva con factor cercano a 1 y el empalme como una «S» horizontal.
- ¿La traza muestra una reflexión distinta de la fase sana?
- Sí: ¿La reflexión es negativa o positiva antes del extremo?
- Negativa: Falla de baja resistencia: marque la distancia y pase a ruta y punto exacto
- Positiva: Corte del conductor: confirme con la medición desde el otro extremo
- No: Falla de alta resistencia o intermitente: pase a impulso con arco, corriente de impulso o decay
- Sí: ¿La reflexión es negativa o positiva antes del extremo?
Por qué medir desde los dos extremos
En un circuito con tramos de cable diferentes la velocidad cambia, y la distancia calculada con un solo v/2 tiene error. BAUR indica que, al medir desde ambos extremos, se obtienen dos posiciones distintas y la falla está entre ellas. La suma de las dos distancias debe parecerse a la longitud total del cable; si no, el v/2 o la longitud de referencia están mal. Esta comprobación cuesta poco y evita una excavación en el lugar equivocado.
Límites del método
- Fallas de alta resistencia: son la mayoría en cables de media tensión dañados por envejecimiento o humedad. El pulso las atraviesa casi sin reflejarse. La solución es hacer que la falla rompa con un impulso de alta tensión y medir durante el arco, con métodos como el impulso con arco, la corriente de impulso o el decay.
- Zona ciega al inicio: el pulso tiene un ancho y los primeros metros quedan ocultos por el propio pulso. Algunos equipos tienen modos específicos para esa zona.
- Atenuación en cables largos: el pulso pierde amplitud y se ensancha con la distancia; en cables muy largos el eco del extremo llega débil.
- Fallas de cubierta: el TDR no sirve, porque la tierra no es un camino de retorno definido. Se usa el puente de medida y la tensión de paso.
- Pantallas corroídas o neutros abiertos: distorsionan la traza y pueden simular reflexiones.
La traza de referencia
Una traza tomada cuando el cable está sano (al recibirlo o en la puesta en servicio) es la mejor herramienta para la siguiente falla: muestra la longitud real, la posición de cada empalme y la forma normal del cable. Comparar la traza actual con esa referencia, o con una fase sana, hace que la falla destaque. Por eso recomendamos guardar la traza de cada circuito en el protocolo de entrega de la red colectora o de la red industrial.
Qué puede falsear la lectura
- v/2 tomado de un cable distinto.
- Puntas de prueba y cables de conexión que no se descuentan.
- Ruido de cables vecinos energizados.
- Circuitos con derivaciones: cada derivación genera su propio eco y la traza se vuelve más difícil de leer.
- Conexión a la fase equivocada: siempre se compara con las otras fases.
Qué no hacer
- Excavar con la distancia del TDR sin trazar la ruta: la longitud eléctrica no es la posición en el terreno.
- Concluir que «el cable está bien» porque el TDR no muestra nada.
- Aplicar alta tensión al cable sin aislar y poner a tierra los extremos según las reglas de seguridad.
Pruebas de cables con Tiza Group
Si tiene un cable fallado o una red nueva y quiere su huella de referencia, le ayudamos a planear y ejecutar las pruebas de su red de cables con equipos de prueba de fabricantes reconocidos (OMICRON, Doble, Baur, entre otros). Vea el servicio de localización de fallas en cables o escríbanos.
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Referencias
- IEEE Std 1234-2019, Guide for Fault-Locating Techniques on Shielded Power Cable Systems.
- BAUR GmbH, Time domain reflectometry (TDR), página técnica del proceso de localización de fallas.
- BAUR GmbH, Cable fault location: process steps and methods.
Preguntas frecuentes
¿Qué valor de v/2 debo usar en el reflectómetro?
El que corresponda al aislamiento real del cable, tomado del fabricante del cable o, mejor, calibrado midiendo un tramo de longitud conocida del mismo cable. Un v/2 mal ajustado desplaza todas las distancias en la misma proporción.
¿Por qué el TDR muestra la longitud completa del cable pero no la falla?
Porque la falla es de alta resistencia: su impedancia es mucho mayor que la impedancia característica del cable y casi no produce reflexión. En ese caso se usan métodos que hacen que la falla rompa con alta tensión, como el impulso con arco (SIM/MIM), la corriente de impulso o el decay.
¿Cómo distingo un empalme de una falla en la traza?
Comparando con una traza de referencia del mismo cable o con la fase sana: los empalmes aparecen en las tres fases a la misma distancia y con una forma pequeña; la falla aparece solo en la fase dañada.