Un cortocircuito puede durar apenas una fracción de segundo. Aun así, durante ese pequeño intervalo, un cable eléctrico puede estar sometido a condiciones mucho más severas que las encontradas durante su operación normal.
La corriente aumenta rápidamente, la temperatura del conductor se eleva y surgen esfuerzos térmicos y mecánicos capaces de comprometer la instalación si el sistema no ha sido dimensionado correctamente.
Pero, ¿qué sucede realmente con el cable durante un cortocircuito?
¿Por qué aumenta tanto la corriente durante un cortocircuito?
En condiciones normales, la corriente eléctrica recorre un circuito con valores previstos durante el proyecto. En un cortocircuito, se produce una conexión de baja impedancia entre puntos con diferentes potenciales eléctricos.
Como consecuencia, la corriente puede alcanzar valores muchas veces superiores a la corriente normal de operación.
Este aumento ocurre muy rápidamente y permanece hasta que el dispositivo de protección, como un interruptor automático o un fusible, interrumpe el circuito.
Es precisamente durante este intervalo cuando el cable debe soportar condiciones extremas.
El conductor se calienta rápidamente
Uno de los principales efectos del cortocircuito es el aumento brusco de la temperatura del conductor.
Toda corriente que atraviesa un conductor produce calor debido a su resistencia eléctrica. Como la corriente de cortocircuito es muy elevada, la cantidad de energía térmica generada también aumenta significativamente.
Por ello, al dimensionar un cable, no basta con considerar únicamente la corriente que deberá transportar de manera continua. También es necesario verificar su capacidad para soportar la corriente de cortocircuito durante el tiempo necesario para la actuación de la protección.
Los materiales del conductor, el tipo de aislamiento, la sección nominal y la duración de la falla se encuentran entre los factores que influyen en este comportamiento.
El aislamiento también está sometido a esfuerzos
El calentamiento del conductor afecta directamente al sistema aislante.
Los materiales utilizados en el aislamiento de los cables poseen límites de temperatura definidos para condiciones de operación normal, sobrecarga y cortocircuito.
Durante una falla, la temperatura puede aumentar rápidamente. Si se superan los límites previstos para el cable, pueden producirse envejecimiento acelerado, deformaciones o daños en el sistema aislante.
Por eso, los cables industriales se diseñan considerando no solo su funcionamiento continuo, sino también las condiciones excepcionales a las que pueden estar sometidos.
El cortocircuito también genera esfuerzos mecánicos
El problema no es únicamente térmico.
Las corrientes muy elevadas producen campos magnéticos intensos alrededor de los conductores. La interacción entre estos campos puede generar fuerzas electrodinámicas significativas.
En instalaciones con cables de potencia, estas fuerzas pueden provocar movimientos y esfuerzos sobre cables, soportes, terminaciones y otros componentes.
Por este motivo, la forma en que los cables se instalan y fijan también debe considerar las condiciones que pueden producirse durante una falla.
¿Y en los cables de media tensión?
En sistemas de media tensión existe además otro elemento importante: la pantalla metálica.
En cables como el Epronax Slim 105 de Induscabos, la construcción incluye capas semiconductoras, aislamiento en EPR y una pantalla metálica formada por hilos de cobre.
Dependiendo de la configuración del sistema y del tipo de falla, esta pantalla puede estar sometida a la circulación de corriente. Por ello, su dimensionamiento y la correcta ejecución del sistema de puesta a tierra también forman parte de la ingeniería de la instalación.
Al igual que el conductor principal, estos componentes deben considerarse de acuerdo con las características eléctricas del sistema.
La protección y el cable deben trabajar juntos
El comportamiento del cable durante un cortocircuito demuestra por qué el dimensionamiento de una instalación eléctrica no debe considerar cada componente de manera aislada.
El cable debe soportar la corriente de falla durante el período previsto, mientras que el dispositivo de protección debe interrumpir esa corriente dentro del tiempo adecuado.
Cuanto mayor sea la corriente y cuanto más tiempo permanezca circulando, mayor será la energía térmica a la que estará sometido el cable.
Por eso, conocer parámetros como la corriente de cortocircuito, el tiempo de actuación de la protección, la sección del conductor, el material y las características del aislamiento es fundamental para especificar correctamente los cables de una instalación.
El cortocircuito puede durar poco tiempo, pero sus efectos son intensos. Una especificación adecuada ayuda a garantizar que los cables, las protecciones y los demás componentes del sistema estén preparados para responder con seguridad cuando se produzca una falla.
Solicite cables adecuados al nivel de exigencia de su proyecto
Si su proyecto necesita considerar corriente de cortocircuito, coordinación con la protección y desempeño eléctrico en un entorno industrial, conviene evaluar cuidadosamente la especificación del cable desde el punto de vista técnico. Induscabos atiende al mercado B2B con foco en aplicaciones eléctricas que requieren confiabilidad, soporte para el dimensionamiento y adecuación al uso previsto.
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