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FALLAS COMUNES EN SISTEMAS DE MEDIA TENSIÓN:
imagen de fondo tomada de web de INDUCOR
Las fallas que comunmente se presentan en Sistemas de Distribución de Energía Eléctrica en Media Tensión son:
Uno de los retos más importantes en la construcción de sistemas de distribución de media tensión es evitar los errores comunes que pueden comprometer la seguridad y vida útil de las instalaciones. Abajo se desarrollan los fallos típicos y cómo prevenirlos según mejores prácticas actuales.
Principales errores en construcción:
Selección incorrecta de componentes. Usar accesorios de baja tensión en instalaciones de media tensión, como conectores o terminaciones, genera puntos calientes, mayor resistencia y daños en el aislamiento. Es vital elegir accesorios certificados para la tensión de trabajo requerida y seguir las especificaciones de los fabricantes.
Manipulación indebida de cables. No respetar el radio de curvatura recomendado por el fabricante puede provocar grietas en el aislamiento y descargas parciales, reduciendo la vida útil y seguridad del sistema. Además, cortes profundos al pelar el semiconductor generan espacios de aire y problemas eléctricos.
Problemas de aislamiento. La contaminación, humedad, alineación incorrecta de contactos o envejecimiento del aislamiento son causas frecuentes de arcos eléctricos y fallas peligrosas. El aislamiento debe ser inspeccionado y mantenido; cualquier signo de deterioro requiere intervención inmediata.
Mantenimiento deficiente.Falta de inspección, limpieza y lubricación de componentes aumenta la probabilidad de cortocircuitos y cortes de suministro. El mantenimiento preventivo y correcto de las líneas aéreas y subterráneas es esencial para garantizar la continuidad y fiabilidad.
Errores en la instalación de celdas y centros de transformación. Deficiencias en la paramenta interior, mala alineación o mala conexión de equipos, causan averías recurrentes, especialmente en celdas y transformadores. Una correcta formación técnica y seguimiento de protocolos minimiza estos riesgos.
Cómo evitar los errores de Construcción:
Cómo evitar los errores en Empalmes:
Los empalmes de cables de media tensión sufren fallos muy específicos, normalmente relacionados con instalación, materiales y condiciones operativas. Durante la instalación o con el tiempo, el aislamiento puede presentar micro-cavidades, cortes o grietas, generalmente al remover el semiconductor o por presión mecánica incorrecta. Estas imperfecciones son zonas donde pueden ocurrir descargas parciales, acelerando el envejecimiento y provocando fallas.
El mal sellado de empalmes permite la entrada de humedad, lo que favorece la formación de caminos de conducción, arcos eléctricos y carbonización del aislamiento. Esto es especialmente común cuando las capas de empalme o funda no se termocontraen correctamente o quedan bolsas de aire.
Una retirada incorrecta de la cubierta o el semiconductor puede dañar el aislamiento, creando puntos de concentración de campo eléctrico. El uso de conectores inadecuados suele dejar zonas sometidas a descargas parciales por falta de contacto adecuado. Aplicar accesorios o aislantes diseñados para baja tensión en cables de media tensión genera esfuerzos eléctricos mal distribuidos, lo que aumenta el riesgo de fallaLa flexión excesiva, instalación en trayectorias incorrectas, almacenamiento inadecuado o golpes pueden dañar el aislamiento y la funda exterior, produciendo fallos prematuros.
Cómo evitar estos fallos:
– Seguir estrictamente las instrucciones de fabricantes para cada accesorio específico de media tensión.
– Realizar pruebas de aceptación, como medición de descargas parciales y resistencia de aislamiento, previo a la puesta en marcha.
– Mantener formación técnica actualizada en el personal y llevar control riguroso de materiales usados.
– Vigilar el sellado hermético y la correcta preparación de las superficies antes de la instalación de empalmes y terminales.
Estos fallos son responsables de un gran porcentaje de averías en cables de MT y afectan significativamente la vida útil y confiabilidad de los sistemas.
Video publicado en YouTube por Unce Oficial
Cómo evitar los errores en la colocación de los cables:
Cumplir estrictamente con las recomendaciones de fabricantes, especialmente en radios de curvatura y selección de componentes. El radio de curvatura se expresa como múltiplo del diámetro exterior del cable (D). Por ejemplo, para cables de media tensión unipolares apantallados, la normativa recomienda un radio mínimo de 15D en la posición definitiva y 20D durante el tendido.
Si el cable se curva por debajo de este límite, pueden aparecer grietas en el aislamiento, desplazamientos de la pantalla semiconductora o daños en la pantalla metálica, resultando en descargas parciales y riesgo de falla eléctrica.Siempre tomar como referencia el mayor radio de curvatura posible durante la manipulación y tendido, especialmente en cambios de dirección o al entrar al registro o celda de conexión.
Consultar siempre la ficha técnica del fabricante y la normativa IEC 60502, UNE 21123 o las correspondientes, ya que la composición (armado, semiconductora, sección) puede modificar los valores recomendados para distintos tipos de cables. Cumplir con el radio de curvatura adecuado es fundamental para garantizar la durabilidad, el rendimiento y la seguridad de los cables de media tensión instalados.
Video publicado en YouTube por Prysmian Club
Cómo evitar los errores en el halado del cable
El halado de cables de media tensión es el proceso de instalación donde se tira o “jala” el cable a través de tuberías, canalizaciones o ductos de manera controlada, garantizando que la tensión de tracción aplicada no dañe el cable ni su aislamiento. La tensión de halado (T) es la fuerza que se aplica para tirar del cable y debe mantenerse dentro de los límites especificados por el fabricante para evitar daños mecánicos o eléctricos al cable.
Se calcula considerando el coeficiente de fricción entre el cable y la tubería, longitud del trazado, diámetro y peso del cable, así como la cantidad y el radio de las curvas en la ruta. Es fundamental evitar el atascamiento o cruces dentro de las tuberías, que generan puntos de alta tensión y daño al aislamiento.
Para minimizar la fricción y proteger el aislamiento, se recomienda usar lubricantes aprobados específicos para cables eléctricos, pero evitar grasas o aceites conductores. El radio de curvatura y la correcta utilización de poleas y rodillos para soportar y guiar el cable son claves para prevenir tensiones laterales excesivas y deformaciones. Se debe realizar una prueba de megado luego del halado para verificar que el aislamiento no sufrió daños durante la instalación y sellar los extremos para evitar humedad.
RECOMENDACIONES:
– Colocar el carrete o devanadora lo más cerca posible al inicio del ducto para reducir la tensión en el halado.
– Planificar y calcular el esfuerzo en cada tramo, especialmente en curvas y cambios de orientación, para seleccionar la dirección ideal de instalación y evitar superar la resistencia mecánica máxima del cable.
– Asegurar que la ocupación dentro de las tuberías no exceda el 40% para facilitar el movimiento y evitar daños durante el halado. El halado es un proceso crítico que requiere un diseño cuidadoso del trazado, cálculo de tensiones y seguimiento de buenas prácticas para preservar la integridad y vida útil del cable de media tensión instalado.El halado de cables de media tensión es el proceso de instalación en el que se tira cuidadosamente el cable a través de tuberías o ductos, controlando la tensión para evitar daños mecánicos o eléctricos.
– La tensión de halado debe mantenerse dentro de los límites indicados por el fabricante, considerando el coeficiente de fricción entre cable y ducto, la longitud, diámetro y peso del cable, y el radio de las curvas que debe respetarse para evitar daños.
ARTÍCULO TÉCNICO RECOMENDADO:
Cómo instalar terminales en cables de Media Tensión subterránea:
Los defectos más críticos en la preparación de la punta del cable de media tensión que causan una mayor concentración de campo eléctrico son principalmente cortes irregulares, filos, microincisiones y falta de biselado en el extremo del semiconductor. Si el corte de la pantalla semiconductora no es uniforme, sino que queda con ondulaciones, protuberancias o filos, estos escenarios generan puntos de alta densidad de carga superficial donde el campo eléctrico se intensifica localmente. Esta acumulación produce erosión y desgaste acelerado del aislamiento en esa zona.
Cuando la herramienta de corte pasa más allá de la semiconductora y marca el aislamiento, se crean pequeñas cavidades o rayas que actúan como efecto punta y favorecen la aparición de descargas parciales. Si no se prepara un bisel adecuado (efecto lápiz) al finalizar la capa semiconductora, el tránsito brusco entre materiales genera concentración de líneas de campo eléctrico, lo que suele desembocar en fallos prematuros por acción del campo intenso en ese punto.
Fragmentos remanentes de material conductor sobre el aislamiento alteran la distribución homogénea del campo eléctrico y son puntos de inicio para descargas parciales. Todos estos defectos favorecen la aparición de descargas parciales, efecto corona y degradación rápida del aislamiento, aumentando el riesgo de una falla eléctrica grave o perforación a tierra.
Video publicado en YouTube por el Ing. Abraham Espinoza
Características constructivas de un Cable de Media Tension:
La estructura constructiva de un cable de media tensión está diseñada para soportar niveles de tensión y condiciones eléctricas y mecánicas más exigentes que cables de baja tensión, garantizando la seguridad y durabilidad del sistema.
Capas y características principales
Conductor: Es el núcleo del cable, fabricado en cobre o aluminio electrolítico de alta pureza. Transporta la corriente eléctrica y está construido con alambres cableados en capas concéntricas para mayor flexibilidad y capacidad.
Pantalla semiconductora interna: Recubre totalmente el conductor. Su función es mejorar la distribución del campo eléctrico alrededor del conductor, evitando concentraciones de tensión que puedan dañar el aislamiento. Está compuesta por polímeros con negro de humo y está firmemente adherida al aislamiento.
Aislamiento: Capa crítica que soporta el campo eléctrico interno. Comúnmente está hecho de polietileno reticulado (XLPE), Etileno-Propileno de alto módulo (HEPR), o Etileno-Propileno (EPR). El espesor del aislamiento varía según la tensión asignada al cable.
Pantalla semiconductora externa: Recubre el aislamiento para crear una superficie lisa y uniforme. Facilita la preparación de conexiones al ser parcialmente adherida y pelable.
Pantalla metálica: Proporciona un camino para corrientes de falla y mejora la protección electromagnética. Suele estar formada por fibras de cobre distribuidas helicoidalmente, y una contra-espira de fleje de cobre para reforzar el cable.
Protección contra la humedad: En cables tipo-OL o 2OL se colocan cintas y hilos higroscópicos bajo la cubierta para impedir la entrada y propagación de agua.
Cubierta exterior: Material resistente, generalmente PVC o similar, que protege contra abrasión, productos químicos y condiciones ambientales.
Esta composición garantiza la capacidad del cable para transmitir energía a tensiones de 1kV a 36kV aproximadamente, soporte mecánico para instalación y uso duradero en diversas condiciones.
Partes de un cable mopolar de Media Tensión
Vídeo publicado en YouTube por Prysmian Club
Pruebas Eléctricas de un cable de Media Tensión:
Las pruebas eléctricas a realizar a un cable de media tensión son esenciales para verificar la integridad del aislamiento y la confiabilidad del cable durante y después de la instalación. Estas pruebas buscan detectar posibles defectos como fisuras, poros, descargas parciales y deterioro prematuro que puedan comprometer la seguridad y funcionalidad del sistema eléctrico.
Principales pruebas eléctricas en cables de media tensión
Resistencia eléctrica del conductor: mide la continuidad y valor de resistencia del conductor para detectar posibles defectos o desconexiones internas.
Ensayo de alta tensión (Hipot): se aplica un voltaje superior al nominal del cable para verificar la capacidad dieléctrica del aislamiento y detectar posibles puntos débiles.
Medición de descargas parciales: detecta defectos internos del aislamiento que generan pequeñas descargas eléctricas que pueden deteriorar el cable y originar fallas futuras.
Ensayo dieléctrico de la cubierta: verifica la resistencia y calidad de la cubierta exterior contra penetraciones eléctricas y daños.
Medición de tangente delta o factor de disipación: evalúa la pérdida dieléctrica en el aislamiento, indicador del envejecimiento o humedad interna.
Ensayos de impermeabilidad y absorción de agua: detecta la posible entrada de humedad que degrade el aislamiento y provoque fallas.
Ensayos térmicos y mecánicos: comprueban la resistencia a ciclos térmicos, flexión, presión del aislamiento y cubierta para asegurar la durabilidad bajo condiciones operacionales.
Procedimiento básico en el sitio
Inspección visual para detectar daños físicos.
Verificación de continuidad y resistencia del conductor.
Pruebas de rigidez dieléctrica y descargas parciales.
Reporte y análisis de resultados para determinar aceptación o necesidad de reparación.
Estas pruebas están reguladas por normas internacionales como la IEC 60502-2 y son clave para la puesta en servicio y mantenimiento de cables de media tensión, garantizando seguridad eléctrica y larga vida útil del sistema
Vídeo publicado en YouTube por CIPLima TV, con COMULSA y MEGGER
Enlaces de interés:
7 – BIBLIOGRAFÍA:
– ARTÍCULO TÉCNICO escrito por Edwin Márquez de la empresa SOUTHWIRE hay una muy buena explicación de los cálculos realizados de forma manual sobre el HALADO DE CABLES.
– Software de SOUTHWIRE para cálculo de Halado de Cables en el siguiente ENLACE.
– Tabla de Excel – SIMpull de la empresa Southwire para el Cálculo de Tracción del cable.
– Coeficientes de Fricción en la Tracción de Cables – Polywaters.
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