La tensión nominal de los cables de control no debe ser inferior a la tensión de funcionamiento del circuito en cuestión, y debe satisfacer los requisitos en materia de sobretensiones transitorias y de frecuencia eléctrica-a las que pueda estar sometido. Para garantizar que se minimice el alcance del impacto en caso de rotura del aislamiento, daño mecánico o incendio, la norma nacional GB50217-91, *Código para el diseño de cables en proyectos de energía eléctrica*, estipula que dos conjuntos de sistemas que requieren confiabilidad mejorada-como aquellos para protección redundante (circuitos de corriente y voltaje), fuentes de alimentación de CC y circuitos de control de disparo, deben utilizar cables de control separados e independientes.
Una vez que los cables de control se ponen en funcionamiento, surgen problemas relacionados con interferencias eléctricas tanto entre diferentes núcleos dentro del mismo cable como entre cables tendidos en estrecha proximidad paralela. Las causas principales de dicha interferencia eléctrica incluyen:
(1) Interferencia electrostática resultante de voltajes aplicados que actúan mediante acoplamiento capacitivo entre los núcleos del cable;
(2) Interferencia de inducción electromagnética generada por el flujo de corriente. En términos generales, la interferencia eléctrica es más grave cuando hay fuentes de interferencia de alto-voltaje o alta-corriente cerca; además, debido al espaciamiento mínimo entre los núcleos dentro de un solo cable, el grado de interferencia entre estos núcleos es significativamente mayor que el que ocurre entre cables paralelos muy juntos. Por ejemplo, en el circuito de control de un disyuntor de fase-separada en una determinada subestación de voltaje ultra-alto--donde las tres fases compartían un solo cable-se produjo un incidente en el que el pulso de control destinado a una fase específica activó inadvertidamente los tiristores de las otras fases, lo que resultó en un disparo simultáneo erróneo de las tres fases. Después de cambiar posteriormente a cables separados e independientes para cada fase, no se produjeron más casos de funcionamiento erróneo. De manera similar, en el sistema de monitoreo por computadora de una determinada planta de energía, el enrutamiento de líneas de señal analógica-de bajo nivel y las líneas de suministro de energía para transmisores a través del mismo cable de cuatro-núcleos dio como resultado la generación de un voltaje de interferencia de 70 V en las líneas de señal; Para circuitos de señal de bajo nivel-que funcionan en el rango de milivoltios, dicha interferencia obviamente afecta el funcionamiento normal.
Las medidas para prevenir o mitigar las interferencias eléctricas se clasifican principalmente en las tres categorías siguientes:
1. Conexión a tierra de un núcleo de repuesto del cable de control.
La experiencia práctica ha demostrado que conectar a tierra un núcleo de repuesto dentro de un cable de control puede reducir la amplitud del voltaje de interferencia entre un 25% y un 50% de su nivel original. Esta medida es sencilla de implementar y añade sólo una cantidad insignificante al coste total del cable.
2. Los circuitos donde las interferencias eléctricas podrían tener consecuencias graves no deben compartir el mismo cable de control.
Esto incluye: (1) bucles de control de señales de bajo-voltaje y bucles de control de señales de alto-voltaje; (2) bucles de señal de bajo-nivel y bucles de señal de alto-nivel; y (3) los bucles de control de bajo voltaje-individuales para la operación separada de fases-de los disyuntores de CA-ninguno de los cuales debe utilizar el mismo cable de control. Sin embargo, si los conductores de salida y retorno de un solo par dentro de un bucle de bajo-voltaje se enrutan a través de diferentes cables de control, su disposición física durante la instalación puede formar inadvertidamente un bucle cerrado. Bajo la influencia del enlace de flujo electromagnético de fuentes de energía cercanas, se puede generar una fuerza electromotriz inducida (EMF) dentro de este circuito. La magnitud de este EMF inducido podría interferir significativamente con los parámetros de bajo-nivel del circuito de bajo-voltaje; por lo tanto, generalmente es aconsejable tender los conductores de salida y retorno de dichos bucles juntos dentro de un único cable de control.
3. Blindaje metálico y conexión a tierra del blindaje
El blindaje metálico es una medida crucial para atenuar y prevenir interferencias eléctricas. Los métodos de blindaje incluyen blindaje general (que cubre todos los núcleos), blindaje individual (que cubre núcleos específicos) y blindaje general de doble-capa. La selección del tipo de blindaje metálico apropiado para un cable de control debe basarse en la intensidad prevista de la posible interferencia eléctrica, teniendo en cuenta al mismo tiempo estrategias integrales de supresión de interferencias, a fin de satisfacer los requisitos para reducir tanto la interferencia como las sobretensiones. Generalmente, cuanto más estrictos sean los requisitos para la supresión de interferencias, mayor será el coste de inversión correspondiente; por ejemplo, cuando se utiliza una armadura de cinta de acero o un trenzado general de alambre de acero para blindaje, el costo del cable generalmente aumenta aproximadamente entre un 10% y un 20%.
Con respecto a la interferencia dentro de -bucles de control de energía de alto voltaje-dada la fuerza inherente de sus señales,-los cables de control sin blindaje metálico son generalmente aceptables, excepto en escenarios específicos como la instalación dentro de un interruptor de distribución de voltaje ultra-alto- o cuando se colocan en proximidad cercana y paralela a cables de alimentación de alto-voltaje a lo largo de distancias extendidas. Para los cables de control utilizados en bucles de control de señales de bajo-voltaje, si el entorno de instalación está sujeto a interferencias y faltan medidas antiinterferencias externas-efectivas, es recomendable seleccionar cables de control equipados con blindaje metálico. Esta precaución sirve para evitar que las interferencias eléctricas provoquen fallos de funcionamiento en los circuitos de señal de bajo nivel-o provoquen una rotura del aislamiento. Alternativamente, si los cables de control para bucles de bajo-voltaje se pueden separar físicamente de los cables de alimentación por una distancia suficiente, o si se pasan a través de conductos de acero, la interferencia eléctrica externa se puede reducir efectivamente dentro de los límites permisibles. Los principios para seleccionar el tipo de blindaje para cables de control dentro de los bucles de señal de un sistema de monitoreo por computadora son los siguientes:
(1) Para señales discretas (digitales), se puede utilizar un blindaje general.
(2) Para señales analógicas de alto nivel-, se recomienda un blindaje general que cubra los pares trenzados; cuando sea necesario, también se podrá emplear un blindaje individual para cada par trenzado.
(3) Para señales analógicas de bajo nivel-o señales de pulso, se recomienda blindaje individual para cada par trenzado; cuando sea necesario, también se puede emplear un blindaje general compuesto-que incorpore blindaje individual para los pares trenzados-.
En cuanto a los métodos de puesta a tierra para capas de blindaje, se deben observar los siguientes puntos:
(1) Las capas de blindaje de los cables de control dentro de los bucles de señales analógicas de un sistema de control y monitoreo por computadora deben utilizar preferentemente una conexión a tierra centralizada de un solo punto-. La razón de esto radica en el requisito de garantizar el correcto funcionamiento del sistema, ya que una tensión de interferencia de incluso aproximadamente 1 V podría provocar errores en la toma de decisiones lógicas-. La conexión a tierra centralizada de un único punto-previene eficazmente la aparición de bucles de tierra.
(2) Con excepción de las capas de blindaje para cables de sistemas de control y monitoreo por computadora-que están estrictamente limitadas a una conexión a tierra de un solo-punto centralizado-las capas de blindaje de otros cables de control generalmente deben adoptar una conexión a tierra de dos-puntos cuando la interferencia de inducción electromagnética es significativa, mientras que se debe adoptar una conexión a tierra de un-punto único cuando la interferencia de inducción electrostática es significativa.
(3) Para cables con blindaje doble o blindaje general compuesto, la capa de blindaje interior debe utilizar preferentemente una conexión a tierra de un solo-punto, mientras que la capa de blindaje exterior puede utilizar una conexión a tierra de dos-puntos.
(4) Al seleccionar una conexión a tierra de dos-puntos, también se debe tener en cuenta garantizar que la capa protectora no se dañe ni se queme bajo la influencia de corrientes transitorias.
