Análisis típico de fallos: Rastreo del origen de los problemas a partir de los datos de prueba

En el mundo de la distribución eléctrica, los accesorios de cable representan los puntos más vulnerables de cualquier red eléctrica. Cuando se producen fallos, rara vez ocurren sin previo aviso; por el contrario, dejan un rastro de evidencia detectable en los datos de las pruebas. El análisis moderno de fallos se ha convertido en una ciencia forense rigurosa, donde los especialistas actúan como detectives eléctricos, interpretando indicios sutiles en los resultados de las pruebas para identificar las causas raíz y prevenir futuras incidencias. Este enfoque sistemático transforma los fallos catastróficos en valiosas oportunidades de aprendizaje para mejorar el diseño de productos, las prácticas de instalación y las estrategias de mantenimiento.

Metodología de análisis de fallos: un enfoque sistemático
Un análisis de fallos eficaz sigue un protocolo de investigación riguroso que comienza en el momento en que se detecta una anomalía. El proceso se desarrolla normalmente en cuatro fases distintas: recopilación de pruebas mediante una documentación exhaustiva in situ, análisis físico-químicos en laboratorio, correlación de datos que relaciona los resultados de las pruebas con los patrones de daños observados y, finalmente, identificación de la causa raíz. Este enfoque metódico garantiza que no se pase por alto ninguna prueba crítica y establece cadenas de causalidad claras desde el síntoma inicial hasta la causa fundamental. El equipo de investigación debe mantener una objetividad total, considerando todos los mecanismos de fallo posibles en lugar de llegar a conclusiones prematuras basadas en pruebas superficiales.

Patrones de fallos comunes y sus firmas diagnósticas

Tras décadas de análisis sistemático, han surgido varios patrones de fallo distintos con firmas diagnósticas características:

Fallo inducido por descarga parcial

Este mecanismo de fallo insidioso comienza con descargas eléctricas microscópicas en los huecos del aislamiento o en las interfaces. El diagnóstico se inicia con lecturas elevadas de descargas parciales (DP) en las pruebas de mantenimiento periódicas, que a menudo muestran una magnitud creciente con el tiempo. A medida que la condición empeora, las mediciones de tangente delta (factor de disipación) muestran aumentos progresivos, lo que indica un deterioro de la calidad del aislamiento. La etapa final del fallo revela patrones característicos de arborescencia eléctrica: canales carbonizados ramificados que se propagan a través del material aislante. Estas arborescencias suelen originarse en puntos de alta tensión eléctrica, como conos de tensión instalados incorrectamente o contaminantes dentro del sistema de aislamiento.

Entrada de humedad y formación de árboles de agua
La presencia de humedad genera un patrón de fallo radicalmente distinto. Las mediciones de resistencia de aislamiento muestran una disminución constante durante las pruebas rutinarias, mientras que la reflectometría en el dominio del tiempo (TDR) puede indicar cambios de impedancia a lo largo del cable. En etapas avanzadas, las pruebas del factor de potencia revelan valores significativamente elevados. La prueba definitiva surge durante la inspección física: la formación de dendritas de agua que crecen desde puntos de concentración de humedad, especialmente en el aislamiento XLPE. Estas dendritas se observan como patrones plumosos al microscopio y suelen originarse en cubiertas exteriores dañadas, sellos comprometidos o durante la instalación en condiciones de humedad.

Fallos de interfaz y seguimiento
Un contacto interfacial deficiente genera patrones diagnósticos únicos. La termografía durante ciclos de carga revela puntos calientes localizados en la interfaz entre el cono de tensión y el cable, mientras que la espectroscopia dieléctrica muestra respuestas características dependientes de la frecuencia. El fallo final se manifiesta como trazas superficiales —trayectorias carbonizadas a través de las superficies de aislamiento— junto con evidencia de daño por efecto corona en los puntos de terminación del semiconductor. Estos fallos suelen deberse a una preparación inadecuada de las superficies del cable, contaminación durante la instalación o el uso de grasas de silicona incompatibles.

Degradación térmica y sobrecarga
Una corriente excesiva o una disipación de calor deficiente dejan evidencia inequívoca. El monitoreo térmico regular muestra temperaturas de operación progresivamente más altas, mientras que el análisis de gases disueltos (AGD) en sistemas llenos de fluido detecta productos de descomposición de hidrocarburos específicos. El resultado final muestra patrones distintivos de carbonización del aislamiento, con diferentes gradientes térmicos visibles en el análisis de la sección transversal. Entre los factores que contribuyen a esto se incluyen conductores de sección insuficiente, sobrecargas, ventilación restringida o una instalación incorrecta en conductos con propiedades de disipación de calor inadecuadas.

El kit de herramientas de diagnóstico: Interpretación de los resultados de las pruebas
El análisis moderno de fallos emplea una serie de sofisticadas herramientas de diagnóstico, cada una de las cuales proporciona piezas cruciales del rompecabezas de la investigación:

Mapeo de descargas parciales
Las pruebas avanzadas de descargas parciales (DP) van más allá de la simple medición de magnitud e incluyen patrones de descargas parciales con resolución de fase (PRPD). Los distintos mecanismos de fallo producen patrones distintivos de DP: las descargas en huecos muestran patrones simétricos en las fases de tensión, mientras que las descargas superficiales aparecen como patrones asimétricos concentrados en ángulos de fase específicos. El mapeo de DP también localiza las fuentes de descarga dentro del accesorio, lo que ayuda a distinguir entre defectos de aislamiento interno y problemas de interfaz.

Análisis de respuesta dieléctrica
La espectroscopia en el dominio de la frecuencia (FDS) y las mediciones de corriente de polarización/despolarización (PDC) proporcionan información detallada sobre el estado del aislamiento. Estas técnicas ayudan a diferenciar entre la absorción de humedad (que muestra desplazamientos de frecuencia característicos) y el envejecimiento térmico (que se manifiesta como cambios en las curvas de conductividad). Su verdadero potencial reside en la comparación de resultados a lo largo del tiempo, estableciendo trayectorias de degradación que permiten predecir la vida útil restante.

Análisis e imágenes térmicas
La termografía infrarroja ha evolucionado desde simples mediciones puntuales hasta sofisticados mapas térmicos con análisis diferencial. Los sistemas modernos comparan las temperaturas de los accesorios con las de los cables de referencia y las condiciones ambientales, detectando automáticamente anomalías de tan solo 2 °C por encima de los valores esperados. Los patrones térmicos también ayudan a distinguir entre el calentamiento interno (que muestra una elevación uniforme de la temperatura) y los problemas de resistencia de contacto (que muestran puntos calientes localizados).

Análisis químico y de materiales avanzado
Cuando se dispone de evidencia física, las técnicas de laboratorio proporcionan respuestas definitivas. La espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) identifica cambios químicos en el aislamiento polimérico, como productos de oxidación o degradación de la reticulación. La microscopía electrónica de barrido (SEM) con espectroscopia de rayos X de dispersión de energía (EDS) revela defectos microscópicos e identifica elementos contaminantes, mientras que el análisis termomecánico (TMA) detecta cambios en las propiedades del material que preceden al daño visible.