EL PAPEL DEL BLINDAJE METÁLICO EN LA CONDUCCIÓN DE CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO

Los sistemas eléctricos están compuestos por varios elementos para su funcionamiento: generador, cables de alimentación, seccionadoras, disyuntores.

Los cables aislados para media y alta tensión siempre deben estar equipados con algún material metálico aplicado después de la triple extrusión simultánea de las capas de semiconductores y el aislamiento. ¿Pero para qué es este material metálico?.

Creado el 7 de agosto de 2020 a las 11:23

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Los sistemas eléctricos están compuestos por varios elementos para su funcionamiento: generador, cables de alimentación, seccionadoras, disyuntores, etc. Pero, incluso si está correctamente dimensionado y especificado, no hay forma de garantizar que este sistema eléctrico siempre funcione sin problemas. Están sujetos a una serie de factores adversos que pueden afectar su funcionamiento, desde una falla durante la instalación, una intervención indebida o un accidente en algún momento de la instalación o incluso una descarga atmosférica puede afectar y reducir su vida útil. Casi todos hemos tenido la oportunidad de ver un cortocircuito en nuestros equipos domésticos; son de baja intensidad y están protegidos por algún dispositivo, sin embargo, a menudo están dañados y deben repararse. En los sistemas de distribución o transmisión de energía, el daño físico y la pérdida financiera son mucho mayores y el diseñador debe tomar todas las precauciones para evitar o minimizar los malos resultados.

Los circuitos eléctricos están diseñados para obligar a los electrones a pasar por el camino elegido por nosotros para que el equipo funcione. Pero si hay un camino con menos resistencia eléctrica, una forma más fácil de llegar a la tierra, este será el elegido por ellos. En el caso de la aparición transitoria de este camino inesperado, en fracciones de segundo la corriente en ese punto se vuelve extremadamente alta, causando reacciones violentas como calor y fuego y amarre mecánico de cables en la instalación y daños al equipo si no se detiene de inmediato. El secreto es cómo interrumpir esta corriente a tiempo y permitir que la parte de la alta corriente que logró pasar a través del camino de menor impedancia durante ese tiempo no destruya ni dañe el cable eléctrico. Este cortocircuito es la principal causa de incendios.

Pero podemos estar seguros, ya que todos los sistemas eléctricos están equipados con dispositivos de protección: fusibles, disyuntores e incluso la tierra, donde conectamos algunas partes del circuito y el equipo a la tierra. Todo tiene que estar muy bien dimensionado para soportar tales corrientes de cortocircuito, de lo contrario el sistema no funcionará en caso de cortocircuito.

En el caso de cables de media y alta tensión, los cables de cobre aplicados sobre el sistema de aislamiento son responsables de conducir las corrientes de cortocircuito a tierra. El diseñador eléctrico debe calcular el valor que puede alcanzar esta corriente en caso de cortocircuito. También debe saber cuánto tiempo puede durar el cortocircuito antes de que el sistema de protección, diseñado por él, actúe e interrumpa el cortocircuito. De esta forma, con los valores de la corriente de cortocircuito asumidos en esa instalación eléctrica y la duración máxima del tiempo de cortocircuito hasta que el fusible, el disyuntor o el relé de protección funcionan, el fabricante del cable puede dimensionar la sección apropiada para el blindaje metálico del cable.

Este blindaje metálico está conectado a tierra mediante conductores especialmente diseñados para la protección del sistema eléctrico, precisamente para drenar cualquier corriente de cortocircuito. Por lo tanto, deben soportar el valor de la corriente de cortocircuito con facilidad.
Cuando no hay requisitos especiales del cliente, los cables se suministran con la sección de blindaje estándar mínimo, es decir, 6 mm². Esto es suficiente para transportar hasta 746 amperios durante 1 segundo, es decir, no admite corrientes altas. Su función en este caso es conducir corrientes capacitivas a la tierra e igualar el campo eléctrico, manteniendo la instalación segura mientras el cable está energizado. Si la protección tarda más de un segundo en funcionar, o si la corriente es mayor que este valor durante un segundo, el sistema no estará protegido. En el caso de un cortocircuito, parte de la corriente irá a tierra a través de la pantalla metálica que está conectada a la tierra, pero la otra parte buscará el camino más corto que pueda encontrar a tierra, que puede ser a través de cualquier equipo conectado al sistema, reventando todo lo que queda por delante.

Muchas empresas saben que 6 mm² no son suficientes para proteger adecuadamente sus sistemas y, por lo tanto, requieren cables con "protección contra cortocircuitos", es decir, especialmente diseñados para soportar cualquier corriente de cortocircuito. Como ejemplo, ANDE específica para sus cables corrientes de cortocircuito trifásico de 15/25 kV hasta 70 kA y monofásico de 25 kA y 32 kA en sus subestaciones de potencia, lo que requiere blindajes metálicos especialmente dimensionados para soportarlas. Naturalmente, esto eleva el precio de los cables, pero la pérdida será mucho mayor en el caso de un cortocircuito si el diseñador no se preocupa con este dimensionamiento.

La foto muestra el blindaje metálico del cable ya conectado a un conector que tendrá en el otro lado el "cable de tierra" (aún no conectado). En caso de falla, esta será la ruta segura para toda la corriente de cortocircuito a la tierra.

Finalmente, recuerde que los alambres de cobre son el tipo más común de blindaje metálico para drenar la corriente de cortocircuito. Pero también hay otros tipos de blindaje metálico, como cintas de cobre, cintas de aluminio, plomo extruido, alambres de aluminio, etc., siempre con el tamaño adecuado para, solos o juntos, servir como una ruta segura para toda la corriente de cortocircuito a la tierra, manteniendo la integridad del patrimonio y la seguridad de las personas.


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