2.4.1.- Tensiones inducidas.
2.4.2 .- Conexión a tierra.
El blindaje o pantalla está constituido por una capa conductora colocada sobre el aislante y conectada a tierra, que tiene por principal objetivo crear una superficie equipotencial para uniformar el campo eléctrico radial en el dieléctrico. La pantalla sirve además, para blindar al cable de campos externos y como protección para el personal, mediante su conexión efectiva a tierra. El blindaje de un cable puede ser metálico o de algún material semiconductor.
Para cables que operan en baja tensión, no se requiere del control de la distribución del campo eléctrico y por lo tanto puede prescindirse del blindaje. Sin embargo, este se usa ocasionalmente en instalaciones de baja tensión, para evitar inducciones de potencial a conductores externos, principalmente en salas de control. Para tensiones superiores, el blindaje protege al cable de daños por efecto corona y permite una distribución más uniforme del campo eléctrico. Las principales causas de usar un blindaje metálico son:
• Confinar el campo eléctrico, entre el conductor y el blindaje.
• Igualar esfuerzos de voltaje dentro de la aislación, minimizando descargas parciales.
• Proteger mejor el cable contra potenciales inducidos.
• Limitar las interferencias electromagnéticas o electrostáticas.
. Reducir peligros por golpes externos.
Las condiciones que determinan el uso de cable blindado son:
• Cuando el cable va directamente enterrado.
• Cuando en la superficie del cable se pueden concentrar cantidades importantes de partículas conductoras (sales químicas, etc).
El problema de cuantificar y minimizar las tensiones inducidas en las pantallas de los cables de energía, se refiere fundamentalmente a los cables unipolares, ya que las variaciones del campo magnético en los cables tripolares se anulan a una distancia relativamente corta del centro geométrico de los conductores y en consecuencia, las tensiones que se inducen en sus pantallas o blindajes son tan pequeñas que pueden despreciarse.
La conexión de las pantallas a tierra es de gran importancia. Si los extremos no se conectan, se inducirá en la pantalla una tensión muy cercana al potencial del conductor, en forma parecida a lo que ocurre en el secundario de un transformador; por lo que se recomienda aterrizar la pantalla, evitando peligros de choque eléctrico al personal y posible daño al cable por efecto de sobre tensiones inducidas en las pantallas, que pudieran dañar las capas de aislación.
Usualmente las conexiones se realizan en uno o más puntos. Al aterrizar la pantalla en un solo punto, la tensión inducida en la pantalla aumenta con la distancia al punto aterrizado. Si el cable trabaja en estas condiciones, es importante conocer cuál es la tensión máxima alcanzada en el extremo no aterrizado. Esta tensión se puede determinar en forma gráfica. Al aterrizar en ambos extremos o en más puntos la pantalla, se garantiza una tensión inducida baja a lo largo de todo el cable.
Cuando la pantalla está aterrizada en ambos extremos, la tensión inducida producirá la circulación de corriente a través de ella, la cual es función de la impedancia de la pantalla. Esta corriente inducida produce a su vez una caída de tensión que, punto a punto, es igual a la tensión inducida y el efecto neto de ambos fenómenos es nulo. Por esta razón, el potencial a tierra de las conexiones de los extremos se mantiene a lo largo de la pantalla del cable. Por lo tanto, es conveniente aterrizar la pantalla en el mayor número de puntos posibles, por razones de seguridad, por si se llegara a abrir alguna de las conexiones.
Esta corriente, producto de las tensiones inducidas en el cable no aterrizado, produce los siguientes efectos desfavorables en el cable:
• Aumenta las pérdidas.
• Puede reducir notablemente la capacidad de corriente nominal de los cables, sobre todo en calibres de mayor sección (350 MCM y mayores).
• Produce calentamiento que puede llegar a dañar los materiales que lo rodean (aislación y cubierta del cable).
