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Cables apantallados para uso
en subestaciones transformadoras

En una subestación de Alta Tensión, pueden existir interferencias electromagnéticas, que pueden alcanzar dispositivos sensibles, provocando fallas en su desempeño habitual. El uso de cables apantallados puede eliminar estos efectos.

En ambientes con una alta interferencia, tales como las instalaciones eléctricas de potencia y Alta Tensión, se requieren precauciones especiales en los circuitos de señal y comando que se utilizan para la supervisión y mando de las instalaciones.

Por ejemplo, en las subestaciones eléctricas de Alta Tensión existen variadas fuentes de interferencias electromagnéticas, tales como transitorios debido a la operación normal del equipamiento de potencia (interruptores, seccionadores), fallas de las aislaciones, descargas atmosféricas y actuación de descargadores, etc. Estas interferencias pueden alcanzar dispositivos sensibles que se encuentran en la misma planta o en inmediaciones provocando fallas en su desempeño habitual. Por estos motivos se requiere la utilización de cables con pantallas, también denominado como blindaje.

La efectividad de un blindaje es evaluada mediante un ensayo de impedancia de transferencia (Zt). La impedancia de transferencia (Zt) es la relación entre la tensión a circuito abierto, desarrollada entre los conductores internos y el blindaje, y la corriente circulante por el blindaje. Esta definición es válida para frecuencias en las que las longitudes de onda sean mucho mayores que la longitud del cable. La impedancia de transferencia a frecuencia nula coincide con la resistencia del blindaje. Por lo tanto, el valor de resistencia es el primer parámetro para ponderar la calidad del blindaje. En subestaciones de Alta Tensión, es habitual utilizar un valor de resistencia en CC de 2 ohm/ km para las pantallas. El segundo parámetro a tener en cuenta es el comportamiento del blindaje con el aumento de la frecuencia.

Los blindajes continuos (cinta longitudinal) suelen tener una Zt que disminuye sostenidamente con el aumento de frecuencia. Los blindajes realizados mediante mallas de alambres, cintas helicoidales o una combinación de ambas, suelen tener un comportamiento en donde Zt aumenta con el aumento de la frecuencia. Es preferible que la Zt disminuya con el aumento de la frecuencia, pues de esta manera su valor queda acotado al valor de resistencia eléctrica, evitándose la aparición de valores inesperadamente altos debido a magnificaciones en la Zt en frecuencias particulares.

De lo anterior, queda claro que la ponderación del blindaje se realiza utilizando métodos convencionales para medir Rcc y para medir a frecuencias altas se debe medir mediante osciladores y medidores de alta frecuencia. Para obtener el valor de Zt, se emplea el método desarrollado en la especificación francesa HN 33-S-34, norma reconocida y utilizada a nivel mundial. El ensayo indicado se realiza en el LAT IITREE, laboratorio dependiente de la Universidad de La Plata (Argentina), de reconocido prestigio en ensayos vinculados a temas eléctricos.

Además de asegurarse una buena pantalla en toda la longitud del cable, es importante garantizar un correcto conexionado del blindaje, esto es, respetando las buenas prácticas de la instalación, cuando se debe realizar la conexión, el cable blindado debe entrar a la caja y dentro de esta, se realiza la conexión a tierra del blindaje mediante la soldadura de un fleje de cobre a la pantalla y luego este fleje conectado al punto de tierra o mediante una abrazadera alrededor de la cinta de cobre corrugada.


Ventajas del cobre corrugado

Cuando se utiliza como blindaje cintas de cobre corrugado se garantiza, mediante el uso adecuado de la cinta, una Rcc menor a 2 ohm/km. Al disponerse la cinta sobre el cable en forma longitudinal se asegura que la sección del blindaje en corte perpendicular a la longitud del cable sea de alrededor de 10mm², valor suficiente para lograr la resistencia mencionada.

La otra ventaja que presenta es que con el transcurrir del tiempo se puede asegurar el mismo valor de resistencia, aunque en la superficie externa de la cinta el cobre sufra un proceso de oxidación (aún estando debajo de la cubierta, sin contacto con el aire) pues al ser una cinta continua este fenómeno no tiene efecto alguno en el valor de la resistencia eléctrica.

Con las mallas de cobre es más difícil lograr un valor de Rcc menor a 2 ohm/km, particularmente en diámetros menores a 15mm. Además, no es posible asegurar una cobertura del 100% con una trenza de alambres cuando quedan -aunque sean pequeños- huecos en la pantalla, estos son suficientes para que en altas frecuencias las perturbaciones electromagnéticas penetren al interior del cable. Otro inconveniente que se genera con mallas de cobre cinta helicoidal o combinación de ambas es que con el transcurrir del tiempo se produce la natural oxidación (oscurecimiento) superficial de los alambres de cobre. Por lo tanto, el contacto entre unos y otros no es tan efectivo, de manera que aun logrando un valor menor a 2 ohm/km al momento de construir el blindaje, este no se puede garantizar con el paso del tiempo.

Por Fernando Álvarez, Ingeniería de Producto de Marlew S.A. /www.marlew.com.ar
Julio 2015
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