Localización de averías en cables de energía (y Parte 2ª)

Localización exacta

La localización exacta del defecto sobre el terreno es esencial para la localización del punto exacto de la excavación. El método más común es el de escuchar la señal acústica que se produce en el defecto al aplicar una descarga constante por medio de unos condensadores incorporados en el interior del equipo del generador de impulsos de tensión variable (Figuras 12).

Figura 12: BICCOTEST T210 Generador de 28 kV.

Tabla 5: BICCOTEST T210 Márgenes de tensión

En algunos casos la señal acústica es tan fuerte que puede detectarse encima del suelo sin necesidad de ningún equipo especial, pero en general resultará ventajoso utilizar un micrófono en el suelo y amplificar la onda. Además de la señal acústica en el equipo se incorpora un detector magnético, que responde al paso del impulso de corriente procedente del generador. El método magnético permite al usuario asegurarse que opera el generador y permite localizar la orientación del cable, con el fin de posicionar correctamente el micrófono, a la vez que es un simple método de confirmar que la señal acústica coincide con los impulsos que viajan a través del cable.

La localización precisa no siempre podrá utilizarse, en algunos casos será difícil generar una buena señal audible, por ejemplo, debería evitarse un quemado prolongado. Una vez que el defecto es franco y de muy baja resistencia, llevará a la creación de un arco de corta duración y resultará imposible la creación de una señal acústica. En tales casos es muy importante realizar una prelocalización lo más exacta posible con el fin de evitar diferentes tanteos de excavación, antes de identificar la precisa localización del defecto.

Si se produce un defecto de baja resistencia entre dos conductores, o entre un conductor y tierra, es posible la localización exacta utilizando un generador de audiofrecuencia o BIMEC.

El generador de audiofrecuencia se conecta entre los dos conductores defectuosos, y la señal radiada por el cable es trazada a lo largo de la ruta. Como se indica en la Fig. 13, la señal inducida en una bobina tendrá subidas y bajadas debido al enrollamiento de los conductores entre el generador y el defecto.

Figura 13: Método BIMEC para localización de defectos entre conductores

Después del defecto la señal desaparecerá completamente o caerá gradualmente sin ninguna subida posterior. Esta característica de subida y bajada es positiva ya que identifica que la señal proviene del cable defectuoso y no es producida por otro servicio metálico enterrado próximo a éste. Teniendo en cuenta estas condiciones, el método BIMEC para localización exacta puede utilizarse sin prelocalizar anteriormente y sin recordar el tipo de cable, longitud o trazado.

Trazado de cables

Es común desconocer el trazado preciso del cable o lo que es peor tenerlo mal registrado. Si existe alguna duda sobre la ruta, la longitud precisa, o la profundidad del cable averiado, es recomendable llevar a cabo un trazado del cable antes de empezar la fase de localización exacta del defecto. El trazado puede llevarse a cabo de dos formas mediante un generador de audiofrecuencia. La primera, y la más preferible, es la conductiva que consiste en conectar dos conductores de cable (Fig. 13), pero con un puente entre ambos conductores en el extremo opuesto. Con esta conexión se puede trazar la ruta del cable sin ambigüedad pues se observa la característica del efecto de subida y bajada de la señal.

Si no es posible utilizar el método entre conductores, la señal puede aplicarse al cable conectado al generador de forma conductiva entre pantalla y tierra o entre un conductor (generalmente se utiliza el neutro) y tierra o utilizando el método inductivo. En el método inductivo la señal induce al cable por inducción, ya sea mediante una antena interna del equipo que se coloca junto al cable, por ejemplo en un punto conocido de la ruta, o ya sea mediante un transformador de pinza especial que debe conectarse alrededor del cable (Fig. 14).

Figura 14: Método inductivo para localizar cables y tuberías

La Fig. 15 muestra la respuesta de la bobina de búsqueda cuando se orienta horizontalmente, verticalmente y a 45º. Nótese que cuando la bobina está en posición vertical y encima del cable, se aprecia una caída muy aguda y permite una mayor precisión de donde se encuentra el cable, que cuando la bobina se encuentra en posición horizontal donde la señal es máxima cuando ésta está encima del cable. La orientación horizontal permite determinar la dirección del cable con solo girar la bobina horizontalmente y observar cuando la señal es máxima.

Figura 15: Determinación de la posición y de la profundidad de un cable enterrado

2.- Cables de transmisión

Introducción

Los cables de transmisión son tendidos con más cuidado y normalmente a mayor profundidad que los cables de distribución, y consecuentemente están expuestos a menos riesgos por contactos accidentales. Normalmente las averías de los cables de transmisión están más asociadas con las juntas y accesorios que con el cable propiamente dicho.

Existen tres diferencias básicas en los métodos de localización de averías para cables de transmisión comparados con los de distribución. La primera y evidente es que la tensión necesaria para probar y localizar averías es mayor, y muchas de las técnicas que se aplican con facilidad en cables de distribución son impracticables. La segunda diferencia es que los cables de distribución son normalmente instalados con sus vainas y juntas aisladas de la masa general de tierra, excepto en puntos específicos, y son necesarias técnicas especiales para localizar averías en el aislamiento exterior.

La tercera diferencia es que hasta recientemente todos los cables de transmisión eran presurizados y eran necesarios métodos de localización de fugas de gases y aceites.

Principales defectos de aislamiento

Los principales defectos de aislamiento van acompañados por la pérdida de presión interna en el cable, y la fuerza del aislamiento es más baja de lo normal.

A menudo, el nivel de aislamiento será todavía demasiado alto para que el defecto rompa con un generador de impulsos de proporciones manejables.

Figura 16: Método de impulso corriente para cable de transmisión

La mayoría de los defectos en cables de transmisión son de tipo arco o centelleo, en donde es posible utilizar un generador de prueba de alta tensión que provoque la rotura del defecto y pueda ser registrada, utilizando el equipo de impulso corriente, la oscilación de corriente que va desde la fase defectuosa hasta la fase buena. En el BICCOTEST MAGPIE (sistema completo de prueba y de localización de defectos en cubiertas de cables) el acoplador lineal se encuentra en el lazo que une las pantallas de los cables unipolares. Es importante que todas las pan- tallas se unan juntas durante las pruebas de alta tensión y de localización, tanto en los extremos del cable como en puntos intermedios.

Con objeto de simplificar la interpretación de las oscilaciones registradas, es lógico obtener registros con y sin puente en el extremo del cable. En cables de transmisión, normalmente el defecto no ionizará lo suficiente como para producir un cortocircuito total a través del aislamiento y entonces parte de la onda reflejada desde el extremo abierto del cable, cuando el puente no existe, pasarán por encima del defecto hacia el acoplador lineal. El intervalo de tiempo T, entre el inicio de la oscilación y el punto de separación da la distancia del defecto, medida desde el extremo opuesto del cable.

Figura 17: Forma de onda típica utilizando el esquema de la figura 16

Defectos en cubiertas de cables

En un cable simple no apantallado es difícil utilizar una técnica de prelocalización. Un método de prelocalización utilizado durante muchos años y basado en un puente, es el de Hilborn, pero es una prueba difícil de llevar a cabo con precisión. Más recientemente se utilizan magnetómetros para trazar la corriente que fluye a lo largo de la cubierta del cable desde el transmisor del punto de defecto. El transmisor utilizado es una versión modificada del método POPIE.

En el principio de operación del magnetómetro y del POPIE, el generador de c.c aplica una señal de características conocidas entre la cubierta metálica del cable y la tierra. La corriente va por la cubierta metálica del cable hacia el punto del defecto y vuelve al generador por tierra. Alrededor del defecto aparece un gradiente de potencial que va hacia la superficie en una serie de líneas equipotenciales circulares; el detector POPIE consiste en un milivoltímetro de alta impedancia conectado a un par de puntas de prueba, que son movidas a lo largo de la ruta del cable hasta que se posicionan encima del defecto en donde la diferencia de potencial es cero.

Figura 18: Localización de defectos en cables con cubierta metálica

utilizando los métodos de Magnetómetro y POPIE.

En cables largos sería pesado seguir todo el cable con las puntas de prueba; la prelocalización inicial o seccionamiento se realiza con un magnetómetro que responde al campo magnético que produce la corriente que va a través del cable hacia el defecto. El magnetómetro no da una localización precisa como el POPIE pero es extremadamente rápido y fácil de utilizar.

Figura 19: Sistema completo de prueba y de localización de defectos en cubiertas de cables

FUENTE:

Documentación técnica: BICCOTEST INSTRUMENTS