Qué son las descargas parciales
En un cable de media tensión, el aislamiento de XLPE se sitúa entre dos pantallas semiconductoras: la pantalla de conductor por dentro y la pantalla de aislamiento por fuera, con una cinta o hilos de cobre como pantalla metálica encima. Entre ellas el campo eléctrico es elevado y, en un buen cable, uniforme. Un hueco en el aislamiento, una partícula contaminante o una protuberancia donde una pantalla se une al XLPE concentra ese campo. Cuando es lo bastante intenso, se producen pequeñas descargas eléctricas a través del defecto sin puentear todo el aislamiento. Eso son las descargas parciales (DP).
Las DP no provocan un fallo inmediato, y precisamente por eso importan. Cada descarga erosiona el aislamiento alrededor del defecto y, con el tiempo, el daño puede crecer hasta que el cable perfora en servicio. Un ensayo de tensión soportada puede dar por bueno un cable con un pequeño defecto; un ensayo de DP está pensado para encontrarlo. Por esa razón la medición de DP es un ensayo individual para cable de MT apantallado, realizado en cada longitud fabricada. Los cables de baja tensión según IEC 60502-1 no tienen el mismo requisito, porque no tienen un campo apantallado que controlar.
El ensayo individual de IEC 60502-2
IEC 60502-2 cubre los cables de potencia con aislamiento extruido en clases de tensión de 3.6/6 kV a 18/30 kV. Su ensayo individual de DP se mide con el método de IEC 60885-3. La tensión de ensayo se eleva a 2 U0 y se mantiene un breve tiempo, y después se reduce a 1.73 U0, donde el cable no debe mostrar descargas por encima de la sensibilidad declarada. Para el ensayo de rutina, esa sensibilidad es de 10 pC o mejor. U0 es la tensión asignada entre conductor y pantalla: 8.7 kV para un cable de 8.7/15 kV.
Junto con las DP, el ensayo individual de tensión aplica 3.5 U0 durante 5 minutos sin perforación. La tabla siguiente muestra esos múltiplos calculados para cada clase, redondeados, solo a título orientativo; el plan de ensayos siempre toma sus valores de la norma y del pedido.
| Clase de tensión | U0 | Medición de DP a 1.73 U0 | Ensayo de tensión a 3.5 U0, 5 min |
|---|---|---|---|
| 3.6/6 kV | 3.6 kV | unos 6.2 kV | unos 12.6 kV |
| 6/10 kV | 6 kV | unos 10.4 kV | 21 kV |
| 8.7/15 kV | 8.7 kV | unos 15.1 kV | unos 30.5 kV |
| 12/20 kV | 12 kV | unos 20.8 kV | 42 kV |
| 18/30 kV | 18 kV | unos 31.1 kV | 63 kV |
El catálogo del socio que respalda nuestra página de cables de potencia de MT cubre clases hasta 8.7/15 kV, con una construcción de referencia 8.7/15 kV Cu/XLPE/CTS/PVC 3x95 mm2; las clases superiores se asignan a otra planta con la capacidad de ensayo adecuada.
Por qué la sensibilidad es la cifra a vigilar
Un resultado de DP de «no se detectan descargas» no significa nada por sí solo. Significa que no hubo descargas por encima de lo que el sistema podía detectar en ese momento. Si la sala de ensayo tiene ruido eléctrico, o el sistema está mal calibrado, el umbral de detección puede quedar muy por encima de 10 pC y los defectos reales pasan inadvertidos. Por eso la norma vincula el requisito a una sensibilidad declarada, y por eso un buen informe la indica.
Un registro de DP útil por bobina muestra:
- Número de bobina, designación del cable y longitud ensayada.
- Calibración con una carga conocida antes del ensayo y la sensibilidad resultante en pC.
- Nivel de ruido de fondo durante el ensayo.
- Perfil de tensión: el escalón a 2 U0 y la medición a 1.73 U0.
- El nivel de DP medido y la declaración de conformidad o no conformidad frente a la sensibilidad declarada.
- Fecha del ensayo, identificación del equipo y firma de la persona responsable.
Un resultado de DP no conforme también merece un procedimiento claro. Una planta puede repetir el ensayo tras limpiar o rehacer las terminaciones usadas para el ensayo, porque una descarga en una terminación de ensayo mal preparada puede parecer una descarga en el cable. Es legítimo, pero el registro debe mostrar ambos resultados y el motivo de la repetición. Si la descarga persiste, la longitud debe rechazarse o localizarse y cortarse la sección defectuosa, volviendo a ensayar las longitudes restantes y registrándolas con nuevos números de bobina. Pregunte a la planta con qué frecuencia fallan longitudes en DP y cómo se gestionan; una respuesta creíble, con registros, dice más de la línea de aislamiento que cualquier folleto.
De dónde vienen los defectos de DP
La mayoría de las fuentes de DP se crean en producción, razón por la cual la auditoría de una planta de MT examina de cerca la línea de aislamiento. La contaminación del compuesto de XLPE, una manipulación deficiente del compuesto en una zona abierta, una interfaz irregular entre las pantallas y el aislamiento, y la humedad o los huecos por un procesado incompleto son causas típicas. El daño posterior a la producción también cuenta: un cable doblado por debajo de su radio mínimo de curvatura, aplastado en una bobina mal almacenada o con los extremos sin sellar, de modo que entra humedad en la pantalla, puede desarrollar descargas más tarde aunque haya superado el ensayo de fábrica. La lista de verificación de auditoría de fábrica indica qué buscar en planta, y prevención de daños en bobinas cubre la parte de almacenamiento.
Ensayos presenciados y en obra
En proyectos de compañías eléctricas y de ingeniería es habitual presenciar los ensayos de DP y de tensión en bobinas seleccionadas antes del embarque. La presencia funciona mejor cuando el comprador elige las bobinas el mismo día, se observa el paso de calibración y el inspector se lleva una copia de los resultados brutos. Reserve un día de ensayo en el calendario; el tiempo que lleva un ensayo de DP depende del número de bobinas y de la sala, y se planifica con la planta.
Tras la instalación, el proyecto puede realizar sus propios ensayos de puesta en servicio con empalmes y terminaciones montados. Son independientes del ensayo individual de fábrica y los especifican el ingeniero del proyecto y el propietario de la red. Un registro de DP de fábrica limpio sirve de referencia: si los ensayos en obra muestran descargas más adelante, es más probable que el problema esté en un accesorio o en la instalación que en el propio cable. Nuestra página de redes y compañías eléctricas explica cómo encaja el cable de MT en un proyecto de distribución.
Incluir las DP en el pedido
Escriba el requisito de DP explícitamente en la ficha de especificación: ensayo individual de DP en cada bobina según IEC 60502-2, medido según IEC 60885-3, con la sensibilidad declarada y los registros completos entregados con los documentos de embarque. Añada la presencia si el proyecto la necesita. El plazo de entrega del cable de MT depende de la reserva de cobre, del calendario de la línea de aislamiento y de los ensayos individuales, y se confirma por escrito para cada pedido; véase MOQ y plazos. Para definir un pedido de media tensión, envíe la lista de cantidades mediante el formulario de cotización.