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PANTALLAS ELECTROSTÁTICAS EN CABLES 
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Unidad de Proyectos Industriales – Especialidad Ele ctricidad 
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Fecha de última revisión 
20/03/2018 
 
RESUMEN DEL DOCUMENTO 
 
OBJETO 
 
Proveer al proyectista eléctrico conocimientos básicos sobre las pantallas 
electrostáticas en cables de media y alta tensión y su verificación ante 
corrientes de cortocircuito a tierra. 
ALCANCE Orientado a ser aplicado en la etapa de diseño de la ingeniería. 
 
 
TABLA DE CONTENIDO 
 
1 INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 3 
2 DESARROLLO ........................................................................................................................ 3 
2.1 Función de la pantalla electrostática en cables subterráneos de media y alta tensión ...... 3 
2.2 Tipos de Pantalla Electrostática ....................................................................................... 5 
2.3 Voltaje inducido en pantallas electrostáticas ..................................................................... 5 
2.3.1 Voltaje inducido en condiciones normales de funcionamiento .................................... 7 
2.3.2 Voltaje inducido en condiciones anormales de funcionamiento .................................. 7 
2.4 Corriente circulante en pantallas electrostáticas ............................................................... 8 
2.5 Puesta a tierra de las pantallas electrostáticas ................................................................. 9 
2.5.1 Puesta a tierra en un solo punto ................................................................................ 9 
2.5.2 Puesta a tierra en dos puntos .................................................................................. 10 
2.5.3 Métodos de conexión especiales de las pantallas electrostáticas ............................ 10 
2.5.4 Aplicación de los métodos de puesta a tierra de pantallas electrostáticas ............... 11 
2.6 Dimensionamiento y verificación de pantallas electrostáticas ante corrientes de 
cortocircuito ............................................................................................................................... 11 
 
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2.7 Ejemplos de cálculo con pantallas electrostáticas ........................................................... 12 
2.7.1 Cálculo de tensiones inducidas en las pantallas ...................................................... 12 
2.7.2 Cálculo de corrientes circulantes en las pantallas .................................................... 14 
2.7.3 Cálculo de la sección de la pantalla considerando calentamiento adiabático ANSI-
ICEA-P-45-482 ...................................................................................................................... 14 
2.7.4 Cálculo de la corriente admisible en la pantalla considerando calentamiento no 
adiabático IEC 60949 ............................................................................................................. 15 
2.8 Fallas típicas en cables, empalmes y terminales de media tensión ................................ 18 
2.8.1 Fallas típicas en cables ............................................................................................ 19 
2.8.2 Fallas típicas en empalmes ..................................................................................... 19 
2.8.3 Fallas típicas en terminales ..................................................................................... 21 
2.9 Aclaración importante sobre cables tripolares apantallados ............................................ 22 
2.10 Información general ........................................................................................................ 22 
2.10.1 Fabricantes de cables de media tensión .................................................................. 22 
2.10.2 Ejemplo de proyecto de línea subterránea 115kV utilizando método Cross Bonding 23 
3 REFERENCIAS ..................................................................................................................... 25 
4 HISTORIAL DE REVISIONES ............................................................................................... 25 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1 INTRODUCCIÓN 
El presente cuadernillo técnico tiene como objeto aportar conocimientos básicos sobre pantallas 
electrostáticas utilizadas en cables subterráneos de media y alta tensión, también se describen los 
problemas asociados a la forma en que operan dichas pantallas y su solución para que las 
mismas no pongan en riesgo la seguridad de los operarios de mantenimiento, soporten sin que se 
dañen las corrientes de cortocircuito a tierra que se dan en condiciones de falla y no comprometan 
la integridad de los cables de media tensión o alta tensión. 
Partiendo de los conceptos básicos sobre pantallas electrostáticas se podrá durante la etapa de 
diseño de la ingeniería: 
 
• Dimensionar las pantallas electrostáticas correctamente para que verifiquen térmicamente 
ante fallas a tierra. 
 
• Determinar un método de puesta a tierra para las pantallas electrostáticas de manera tal 
que no se ponga en riesgo la seguridad de los operarios ni se comprometa la integridad de 
los cables de media o alta tensión. 
 
Figura 1 – Componentes de un cable subterráneo de media tensión 
 
 
2 DESARROLLO 
2.1 Función de la pantalla electrostática en cables subterráneos de media y alta tensión 
 
La pantalla electrostática actúa como el circuito secundario de un transformador en donde la 
función del circuito primario la cumple el conductor de fase. 
 
Las funciones de la pantalla electrostática son: 
 
• Confinar el campo eléctrico en el interior del cable. 
 
• Lograr una distribución simétrica y radial del esfuerzo eléctrico en el seno del aislamiento. 
 
• Limitar la influencia mutua entre cables eléctricos. 
 
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• Evitar, o al menos reducir, el peligro de electrocuciones. 
 
• Conducir la corriente capacitiva de carga y las corrientes de cortocircuito a tierra que se 
presentan durante una falla. 
 
• Evitar el ingreso de humedad al aislante. 
 
No obstante lo referido anteriormente la función principal de la pantalla electrostática sobre el 
aislamiento es confinar al campo eléctrico al interior de dicho aislamiento, es decir que no exista 
diferencia de potencial con respecto a tierra en la superficie exterior del cable. 
 
Figura 2 – Voltaje y campo eléctrico en cables sin pantalla metálica 
sobre el aislamiento 
 
 2a- Dos cables aislados próximos 2b- Cable aislado en una 
 canalización puesta a tierra 
 
 
Figura 3 – Voltaje y campo eléctrico en cables con pantalla metálica 
 
 
Observarde la Figura 3 que el campo eléctrico en el exterior del cable se anula cuando el cable 
cuenta con pantalla electrostática, no ocurre lo mismo si el cable es no apantallado como en la 
Figura 2. 
 
 Líneas equipotenciales 
 Líneas de campo eléctrico 
 
 
Pantalla 
electrostática 
 
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Figura 4 – Voltaje en cubierta de cables apantallados y sin apantallar 
 
 
 
 4a- Cable sin pantalla 4b- Cable con pantalla 4c- Cable con pantalla 
 puesta a tierra sin poner a tierra 
 
 
2.2 Tipos de Pantalla Electrostática 
 
Los tipos de pantalla electrostática pueden ser: 
 
• Alambres de cobre o aluminio. 
• Cintas de cobre. 
• Corona de alambres y cintas. 
• Cobre corrugado. 
• Aluminio corrugado. 
• Aleaciones de plomo. 
 
2.3 Voltaje inducido en pantallas electrostáticas 
 
El problema de cuantificar y minimizar el voltaje inducido en las pantallas electrostáticas es 
aplicable fundamentalmente a los cables “unipolares” no a los “cables tripolares apantallados” 
puesto que en estos últimos el voltaje neto inducido es despreciable, ver punto 2.9. 
 
La pantalla electrostática actúa como el circuito secundario de un transformador en donde la 
función del circuito primario la cumple el conductor de fase. 
 
 
 
 
 
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Figura 5 – Circuito equivalente entre el conductor de fase y la pantalla metálica 
 
 
XL, XP = Reactancia inductiva propia de conductor y pantalla, respectivamente. 
R, RP = Resistencia de conductor y pantalla, respectivamente. 
I = Corriente en el conductor. 
XM = Reactancia inductiva mutua entre el conductor y la pantalla. 
∆E = Voltaje en el conductor. 
EP = Voltaje inducido en la pantalla. 
 
Como consecuencia de lo referido anteriormente sobre dicha pantalla se inducirá un voltaje el cual 
tiene la ecuación general: 
 
Ep = I. XM. L (1) 
 
Es decir que el voltaje “Ep” inducido en la pantalla electrostática depende de la corriente “I” 
transportada por el conductor de fase, de la reactancia mutua “XM” y de la longitud “L” de dicho 
conductor. 
La reactancia mutua “XM” varía de acuerdo a si la disposición de los cables unipolares es coplanar 
o en tresbolillo: 
 
XM = 2π .f .M (2) 
 
M = Inductancia mutua entre el conductor y la pantalla, en Henry / km. 
f = frecuencia de la corriente alterna, en Hertz (50 Hertz). 
 
Disposición coplanar: 
 
M= 2. Ln (2. (2.a)1/3 /dm) 10-4 (3) 
 
 
Disposición en tresbolillo: 
 
M= 2. Ln (2.a /dm) 10-4 (4) 
 
a = Distancia media geométrica entre cables unipolares. 
Ep 
 
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dm = Diámetro medio de la pantalla. 
 
2.3.1 Voltaje inducido en condiciones normales de f uncionamiento 
 
El voltaje “EP”, (Ec. 1), inducido en la pantalla electrostática debe ser evaluado para condición 
normal de operación bajo la cual se encontrará el conductor de fase, dicha ecuación quedara en 
este caso: 
 
Condición normal: 
 
Epn = In. XM. L (5) 
 
Epn= Voltaje inducido en la pantalla electrostática con el conductor de fase transportando su 
corriente nominal. 
 
In = Corriente nominal del conductor de fase. 
 
En condiciones de operación normal con la pantalla electrostática puesta a tierra en un punto, (ver 
2.5), y con el conductor transportando la corriente nominal, la tensión inducida en la pantalla 
puede alcanzar valores de “decenas de volts”, este valor máximo se alcanza en el extremo no 
puesto a tierra de dicha pantalla, dicho valor de tensión inducida no está estandarizado 
internacionalmente, dependiendo del país que sea es el valor adoptado de la tensión inducida, se 
citan las prácticas utilizadas en otros países a modo de ejemplo: 
 
• Estados Unidos: 65V. 
• Canadá: 100V. 
• Gran Bretaña: 100V. 
• Francia: 25V. 
• Noruega: 60V. 
• Italia: 25V. 
 
 
2.3.2 Voltaje inducido en condiciones anormales de funcionamiento 
 
El voltaje “EP”, (Ec. 1), inducido en la pantalla electrostática también debe ser evaluado para 
condición de cortocircuito bajo la cual puede encontrarse el conductor de fase, dicha ecuación 
quedará en este caso: 
 
Condición de cortocircuito: 
 
Epk = Ik. XM. L (6) 
 
Epk= Voltaje inducido en la pantalla electrostática con el conductor de fase transportando la 
corriente de cortocircuito. 
Ik = Corriente de cortocircuito transportada por los conductores de fase. 
 
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XM = Reactancia inductiva mutua entre el conductor y la pantalla. 
L= Longitud del conductor en metros. 
 
En condiciones de cortocircuito con el conductor transportando la corriente de falla a tierra la 
tensión inducida en la pantalla electrostática puede alcanzar valores de “cientos o miles de volts” 
dependiendo del valor de la corriente de cortocircuito poniendo en riesgo la vida de los operarios 
de mantenimiento si estos hacen contacto con las pantallas electrostáticas, además la tensión 
inducida podría ser suficiente para perforar la cubierta exterior del cable. 
 
Otra condición que puede ocurrir es una sobretensión por descarga atmosférica o por maniobra de 
interruptores, en estos casos la tensión inducida en la pantalla electrostática puede alcanzar 
valores que está en el orden de los “miles de volts”, dichos valores de tensión inducida son 
alcanzados en el extremo no puesto a tierra de la pantalla,(ver 2.5). En estos casos además de 
correr riesgo la vida del operario de mantenimiento si este hace contacto con dicha pantalla puede 
producirse la perforación dieléctrica de la cubierta del cable con la consiguiente penetración de 
humedad en el interior del cable lo que puede ocasionar la falla total del mismo. 
 
2.4 Corriente circulante en pantallas electrostátic as 
El problema de cuantificar y minimizar las corrientes de circulación permanente en las pantallas 
electrostáticas es aplicable a los cables “unipolares” no a los “cables tripolares apantallados” 
debido que en estos últimos prácticamente no existe una corriente de circulación en régimen 
permanente, ver punto 2.9. 
 
Si los extremos de la pantalla electrostática se unen, al existir una tensión inducida en la misma 
dará origen a una corriente de circulación permanente en dicha pantalla, dichos extremos pueden 
unirse eléctricamente si cada uno de ellos es puesto a tierra en el origen y al final de la trayectoria 
del cable, (ver 2.5), quedando el circuito equivalente de la figura 5 de la siguiente manera: 
 
Figura 6 – Circuito equivalente con la pantalla metálica puesta a tierra en los dos extremos 
 
 
 
La corriente que circula por la pantalla despreciando las resistencias de las tomas de tierra tiene la 
expresión simplificada: 
 
 
 
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 �� � �			��	���	
��	 (7) 
 
I = Corriente en el conductor de fase. 
XM = Reactancia inductiva mutua entre el conductor y la pantalla. 
rp= Resistencia de la pantalla. 
 
La corriente circulante permanente en la pantalla electrostática provocará un calentamiento 
adicional en el conductor de fase lo que reducirá levemente la capacidad de carga del mismo, este 
fenómeno en general es importante en cables de alta tensión. 
 
 
2.5 Puesta a tierra de las pantallas electrostática s 
La conexión de las pantallas electrostáticas a tierra es de gran importancia pues como se 
mencionó anteriormente las tensiones inducidas en dichas pantallas pueden poner en riesgo la 
vida de los operarios de mantenimiento de líneas subterráneas de energía y además pueden 
dañar la cubierta exterior del cable si se supera la rigidez dieléctrica de la misma. 
 
De acuerdo a lo referido en el párrafo anterior por una cuestión de seguridad se debe cumplir un 
requerimiento operativo importante y es que las pantallas electrostáticas deben estar siempre 
puestas a tierra en por lo menos un punto a lo largo de la trayectoria de los cables, sin embargo se 
recomienda conectar a tierra las pantallas electrostáticas en todos aquellos puntos que sean 
accesibles al personal de operación y mantenimiento de las líneas subterráneas de energía. 
 
2.5.1 Puesta a tierra en un solo punto 
 
Figura 6- Pantalla electrostática puesta a tierra en un solo punto 
 
 
 
• Existe tensión inducida en el extremo no puesto a tierra de la pantalla electrostática. 
• No existen circulación de corriente en la pantalla. 
• Los puntos de tensiones permanentes deben de ser protegidos por otros medidas 
adicionales. 
 
 
 
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2.5.2 Puesta a tierra en dos puntos 
 
Figura 7- Pantalla electrostática puesta a tierra en dos puntos 
 
 
• No existen tensiones inducidas en los extremos de la pantalla electrostática. 
• Mayor seguridad durante maniobras de mantenimiento. 
• Circulación de corriente en las pantallas debido al lazo formado entre los dos puntos de 
puesta a tierra y la tierra física. 
• Debido a la circulación permanente de la corriente en la pantalla electrostática se 
produce el calentamiento adicional del cable con la consiguiente disminución de la 
intensidad admisible del mismo, generalmente este fenómeno se tiene en cuenta para 
cables cuya sección es igual o mayor a 240mm2. 
 
2.5.3 Métodos de conexión especiales de las pantall as electrostáticas 
Se menciona únicamente el método “Cross Bonding” por ser el más utilizado. 
 
Cuando se quieren reducir las corrientes circulantes en las pantallas electrostáticas y 
simultáneamente limitar la tensión inducida en las mismas a valores seguros se utiliza este 
método que consiste en permutar o trasponer la conexión de las pantallas entres las fases como 
se muestra en la Figura 8. 
 
Figura 8- Método de conexión Cross-Bonding 
 
 
 
Las trasposiciones de las pantallas deben hacerse a 1/3 de la longitud total de los cables. 
 
 
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2.5.4 Aplicación de los métodos de puesta a tierra de pantallas electrostáticas 
 
A modo de resumen se muestra una tabla para mostrar en que situaciones se aplican los métodos 
de puesta a tierra de las pantallas electrostáticas. 
 
Tabla 1 
 
Método de puesta a tierra 
de la pantalla 
Voltaje permanente 
en el extremo de la 
pantalla 
Descargadores de 
sobretensión 
requeridos en el 
extremo de las 
pantallas 
Aplicación típica 
En un solo punto Si Si 
Usualmente solo 
para longitudes de 
circuito hasta 1 km. 
En dos puntos No No 
Subestaciones, 
conexiones cortas. 
Se aplica 
principalmente a 
cables de media 
tensión, apenas 
utilizado para cables 
de alta tensión. 
Cross-bonding 
Solo en los puntos en 
donde se hace la 
trasposición de las 
pantallas 
electrostáticas 
Si 
Conexiones de 
larga distancia 
donde se requieren 
juntas. 
 
 
2.6 Dimensionamiento y verificación de pantallas el ectrostáticas ante corrientes de 
cortocircuito 
 
El proceso de calentamiento que se desarrolla en la pantalla electrostática cuando por ella circula 
la corriente de cortocircuito a tierra durante una falla es “no adiabático”, es decir parte del calor 
generado por dicha pantalla es transferido al ambiente que la rodea. 
Sin embargo y según estándares de cálculo de ANSI e IEC, si la duración del cortocircuito es 
menor que 2 (dos) segundos o para relaciones “duración del cortocircuito/ sección del conductor 
< 0,1s/mm2”, el proceso de calentamiento puede ser considerado “adiabático” cometiéndose un 
error insignificante en considerarlo de esta manera para dimensionar la pantalla electrostática. 
Si no se cumplen las condicionas citadas anteriormente el cálculo para el dimensionamiento de la 
pantalla debe ser realizado considerando el proceso de calentamiento como “no adiabático” 
puesto que el error que se cometería al considerarlo de otra manera sería apreciable con el 
consiguiente sobredimensionamiento de dicha pantalla. 
 
 
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2.7 Ejemplos de cálculo con pantallas electrostátic as 
 
Se muestran ejemplos de cálculo para clarificar mejor los conceptos citados anteriormente. 
Se parte del siguiente caso con el cual se realizarán distintos cálculos: 
 
• Terna de cables de cobre unipolares de 13,2kV, aislación XLPE, vaina PVC, disposición en 
tresbolillo, sección del conductor 185mm2, sección de la pantalla 50mm2 formada por hilos 
de cobre, longitud de la terna de cables: L=3 km. 
 
 
a1=0,05m 
a2=0,05m 
a3=0,1m 
 
Distancia media geométrica “a” entre cables unipolares: 
 
 � �
�		. 
�		. 
�� (8) 
 
a =0,063m 
 
2.7.1 Cálculo de tensiones inducidas en las pantall as 
 
• Tensión inducida en condición normal 
 
I= 300A (Corriente transportada por los conductores de fase). 
L=3 km. 
dm=0,028m (diámetro medio de la pantalla). 
M= Inductancia mutua entre el conductor y la pantalla para disposición en tresbolillo. 
XM= Reactancia mutua entre el conductor y la pantalla para disposición en tresbolillo. 
Método de puesta a tierra de la pantalla: En un solo punto, (ver 2.5). 
 
a1 a2
a3
 
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M= 2. Ln (2.a /dm) 10-4 (4) 
 
M= 0,0003008 H/km 
 
XM = 2π .f .M (2) 
 
XM = 0,0945 Ω/km 
 
Epn = In. XM. L (5) 
 
Epn = 300. 0,0945. 3 Volts 
 
Epn = 85,05 V 
 
Vemos que la tensión inducida en las pantallas electrostáticas en condición normal de 
funcionamiento tiene un valor mantenido en los extremos no puestos a tierra de dichas pantallas 
que supera los 50V valor límite considerado por la norma IEC para tensiones de contacto. Por lo 
tanto debieran protegerse los extremos no puestos a tierra de dichas pantallas para proteger a los 
operarios de mantenimiento o poner a tierra las mismas en ambos extremos de tal manera que la 
tensión inducida en dichos extremos sea 0 (cero), (ver 2.5). 
 
 
• Tensión inducida en condición de cortocircuitoIk3F= 10000A (Corriente de cortocircuito trifásico transportada por los conductores de fase). 
Método de puesta a tierra de la pantalla: En un solo punto, (ver 2.5). 
 
Epk = Ik. XM. L (6) 
 
 
Epk = 10000. 0,0945. 3 Volts 
 
Epk = 2835 V 
 
Vemos que la tensión inducida en las pantallas electrostáticas en condición de cortocircuito tiene 
un valor en los extremos no puestos a tierra de las mismas que además de poner en riesgo la vida 
de los operarios de mantenimiento puede perforar el aislamiento de la cubierta exterior de los 
cables con la consiguiente penetración de la humedad en los mismos lo que pone en riesgo la 
integridad de dichos cables. 
Si por algún motivo la puesta a tierra en ambos extremos de las pantallas electrostáticas no es 
conveniente realizarla lo que debería hacerse es instalar descargadores de sobretensión en los 
extremos de las pantallas de tal manera de proteger el aislamiento de la cubierta exterior de los 
cables. 
 
 
 
 
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2.7.2 Cálculo de corrientes circulantes en las pant allas 
Partiendo siempre del mismo ejemplo referido en 2.7 supongamos ahora que se opta por poner a 
tierra ambos extremos de las pantallas electrostáticas para que la tensión inducida en los 
extremos se igual a 0 (cero), esto dará origen a una corriente de circulación permanente en dichas 
pantallas que está dada por la ecuación 7, (ver 2.4 y Figura 6). 
 �� � �			��	���	
��	 (7) 
 
I= 300A (Corriente transportada por los conductores de fase). 
rp=0,4 Ω/km (resistencia de la pantalla electrostática). 
XM=0,0945 Ω/km, (reactancia mutua entre el conductor y la pantalla para disposición en 
tresbolillo). 
Método de puesta a tierra de la pantalla: En ambos extremos, (ver 2.5). 
 �� � 300			. 0,0945	�0,0945� + 0,4� 	� 
 
IP =69 A 
 
Observar que la corriente que circula por las pantallas electrostáticas de forma permanente es 
aproximadamente el 23% de la corriente que circula por los conductores de fase, esta corriente de 
circulación en las pantallas provocará un calentamiento adicional en los conductores que afectará 
la corriente admisible en los mismos, en general la disminución de la corriente admisible del 
conductor debido al calentamiento adicional provocado por la corriente circulante en las pantallas 
es leve y se considera por lo general para cables de alta tensión. 
 
2.7.3 Cálculo de la sección de la pantalla consider ando calentamiento adiabático ANSI-
ICEA-P-45-482 
Como se refirió en el punto 2.6 se puede considerar que el proceso de calentamiento en la 
pantalla que se da por la circulación en la misma de la corriente de cortocircuito a tierra es 
adiabático si la duración de dicho cortocircuito es menor a 2 (dos) segundos de acuerdo con este 
estándar de cálculo cometiéndose en tal caso un error despreciable en el dimensionamiento de la 
sección de dicha pantalla. 
 �	.��	 � K	. Log #$	
	λ$%
	λ& (8) 
 
(Sección 2- ANSI-ICEA-P-45-482) 
 
 
I= Intensidad de corriente de cortocircuito a tierra (homopolar) que circula por la pantalla 
electrostática (Amp.). 
 
 
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K= Factor dependiente del material de la pantalla electrostática., corresponde un valor de K=0,030 
para pantallas de cobre. 
K1 = Factor de conversión a mm² K1 = 5x10-4. 
λ=Inversa del coeficiente de temperatura por resistencia del blindaje, a 0°, para el cobre el valor 
de λ= 234. 
t=Tiempo de actuación de las protecciones (seg). 
T2= Temperatura final de la pantalla electrostática (200°C) para cables de XLPE. 
T1 =Temperatura inicial de la pantalla electrostática (85°C) para cables de XLPE. 
S=Sección de la pantalla electrostática. 
 
Despejando la sección “S” de la (8) y aplicando el factor de conversión K1 queda: 
 S � (%	�	√��*	+,-	(λ/0	
λ/0%) (9) 
 
 
Supongamos que tenemos los siguientes valores de corriente de cortocircuito a tierra circulando 
por la pantalla electrostática y de tiempo “t” en que se despeja dicho cortocircuito: 
 
I= 3000 A, (Corriente de cortocircuito a tierra que circula por la pantalla electrostática) 
t= 0,5seg 
 
Reemplazando en la (9) se tiene 
 S � 5. 1034	. 3000	.		�0,5	�0,030	.		Log	(234 + 200234 + 85 )	77
� 
 
 
S = 16,74 mm 2 sección mínima por corriente de cortocircuito a tierra 
 
 
2.7.4 Cálculo de la corriente admisible en la panta lla considerando calentamiento no 
adiabático IEC 60949 
 
Determinaremos en este caso por el método no adiabático cual es la corriente admisible de la 
pantalla electrostática formada por hilos de cobre dada en el ejemplo del punto 2.7 cuya sección 
es de 50mm2 que corresponde a un cable de 13,2kV con aislación XLPE y vaina de PVC. 
Para ello se parte por determinar la corriente admisible adiabática luego se determina un factor de 
corrección que se aplica a la corriente admisible adiabática para obtener finalmente la corriente 
admisible no adiabática de la sección de la pantalla electrostática. 
 
 
 
 
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Datos: 
-Sección pantalla electrostática: 50mm2, material cobre. 
-Método de puesta a tierra de la pantalla: Puesta tierra en 2 (dos) puntos, (ver 2.5). 
-Aislación: XLPE. 
-Vaina: PVC I9:� 	. t	 � 	<�	. 	=�	. >?(	@A
	B@C
	B 	) (10) (Capítulo 3-IEC 60949) 
 K	 � 	�DE	.(	B
�F).		�FG%	H	I (11) (Capítulo 3-IEC 60949) 
 
IAD= Corriente adiabática admisible de la pantalla electrostática. 
t = Tiempo de despeje de la falla. 
K= Constante según el material de la pantalla. 
σc = Calor volumétrico específico según el material de la pantalla. 
β = Inversa del coeficiente de temperatura por resistencia de la pantalla, a 0° C. 
ρ20= Resistividad del material de la pantalla. 
θf = Temperatura final de la pantalla. 
θi = Temperatura inicial de la pantalla. 
S= Sección de la pantalla electrostática 
 
Despejando IAD de la ecuación 10 se tiene: 
 
�9: 		� 	< 	. =	. JKL(	MA/	NMC/	N 	)� (12) 
 
t = 0,5seg. 
σc = 3,45 106 J/K.m3, (ver Tabla I IEC 60949 para pantallas de cobre). 
β = 234,5 Kelvin, (ver Tabla I IEC 60949 para pantallas de cobre). 
ρ20= 1,7241 10-8 Ω.m, (ver Tabla I IEC 60949 para pantallas de cobre). 
θf = 250°C, material aislante XLPE. 
θi = 90°C, material aislante XLPE. 
S= 50mm2. 
 
Reemplazando en la ecuación 11 se tiene: 
 
 
K	 � 	J3,45	. 10O. (	234,5 + 20).		103��1,7241	.		103Q 
 
K= 226 [A s1/2 mm2] 
 
(Ver Tabla I-IEC 60949 para pantallas de cobre). 
 
 
 
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Si reemplazamos los valores en la ecuación 12 obtenemos: 
 
�9: 		� 	 226	. 50	. S>? #	250 + 	234,590 + 	234,5 	&0,5 						[�] 
 
“IAD = 10118 A” 
 
 
* Cálculo del factor “ε” de incremento de corriente admisible por proceso no adiabático (Capítulo 6 
punto 6.1- IEC 60949) 
 
ε = 1 + 0, 61 M √t – 0,069 (M √t)2 + 0,0043 (M √t)3 (13) 
 
 
M		 � 		 W�X	Y		
	�X�Y�Z�	[%	[	�FG� 		\ (14) 
 
δ2 = Calor volumétrico específico del material no metálico adyacente a la pantalla XLPE. 
δ3 = Calor volumétrico específico del material no metálico adyacente a la pantalla PVC. 
ρ2= Resistividad térmica del material adyacente a la pantalla XLPE. 
ρ3= Resistividadtérmica del material adyacente a la pantalla PVC. 
δ1 = Calor volumétrico específico según el material de la pantalla. 
δ = Espesor de la pantalla electrostática. 
F= Factor que tiene en cuenta contacto térmico imperfecto. 
M= Factor de contacto térmico. 
 
δ2 = 2,4 106 J/K m3. 
δ3 = 1,7 106 J/K m3. 
ρ2= 3,5 K.m/W. 
ρ3= 6 K.m/W. 
δ1 = 3,45 106 J/K.m3 
δ = 1 mm. 
F= 0,9. 
 
Valores de las constantes según IEC-60949, Tablas I y II 
 
M		 � 		 ]�2,4	.		10
O3,5 	+	�1,7	.		10O6 ^2	. 3,45	. 10O	.		1	.		103� 		 . 0,9 
 
M= 0,177 [s-1/2] 
 
 
 
 
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El factor “ε” resulta: 
 
ε = 1 + 0, 61 x 0,177 √0,5 – 0,069 x (0,177 √0,5)2 + 0,0043 x (0,177 √0,5)3 
 
ε = 1,075 
 
Finalmente el cálculo de la corriente admisible no adiabática es, (ver IEC-60949- capítulo 2): 
 
INAD = ε IAD (15) 
IAD = 10118 A 
INAD = 1,075 x 10118 [A] 
 
“I NAD = 10877 [A]” 
(Corriente admisible no adiabática que soporta la pantalla electrostática) 
 
 
Es decir que realmente la pantalla electrostática con una sección de 50mm2 formada por hilos de 
cobre soportará una corriente de cortocircuito “no adiabática” “INAD” circulando por ella que es 
mayor que la corriente “IAD” correspondiente al proceso adiabático en un factor “ε = 1,075”, (7,5% 
más), esto es debido a que hay una transferencia de calor de la pantalla hacia los materiales 
adyacentes a la misma durante el proceso de calentamiento originado por el cortocircuito. 
 
A medida que el tiempo “t” de despeje de la falla aumenta el factor “ε” aumentará llegando para 
tiempos mayores a 2(dos) segundos de despeje de la falla a un valor cercano “ε=1,2”, (20% más), 
para este ejemplo, es decir que la pantalla electrostática soportará realmente un 20% más de 
corriente de cortocircuito que si dicha corriente hubiera sido determinada únicamente 
considerando el proceso de calentamiento como adiabático, en el ejemplo concreto que 
consideramos sería: 
 
INAD = 1,2 x 10118 [A] 
 
“INAD = 12142 [A]” 
 
De esta manera queda demostrado que cuando el tiempo de despeje de la corriente de 
cortocircuito supera los 2 (dos) segundos el error que se comete al considerar el proceso de 
calentamiento como adiabático es considerable debiéndoselo considerar como “no adiabático” 
para no sobredimensionar la sección de las pantallas electrostáticas. 
 
2.8 Fallas típicas en cables, empalmes y terminales de media tensión 
 
Se muestran a modo de ejemplo imágenes de fallas típicas que ocurren en cables, empalmes y 
terminales de media tensión debido a defectos en su aislamiento principal originados ya sea por 
impurezas y penetraciones de humedad en dicho aislante, errores de instalación y corrientes de 
cortocircuito tanto en él como en sus pantallas electrostáticas. 
 
 
 
 
 
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2.8.1 Fallas típicas en cables 
 
Water tree por oclusión de humedad 
 
 
 
 
Falla por water-tree por previo daño de pantalla (detectado en zonas de cable con igual situación) 
 
 
 
 
2.8.2 Fallas típicas en empalmes 
Falla bifásica en proximidad a la trifurcación del empalme. 
 
 
 
 
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Se observa la falla bifásica en zona de trifurcación (falta mastic control de campo) 
 
 
 
 
Encaminamiento superficial en la aislación falta de mastic de control de campo. 
 
 
 
 
Pantalla de cobre no unida debidamente. Se observa la acción de la corriente de cortocircuito en 
el extremo fallado 
 
 
 
 
 
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Se observan las pantallas de los cables secos no unidas correctamente, quemadas por el paso de 
la falla 
 
 
 
 
2.8.3 Fallas típicas en terminales 
Oclusión de aire en terminal de 33 kV 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.9 Aclaración importante sobre cables tripolares a pantallados 
En el caso de los cables tripolares de media y alta tensión, el campo electromagnético en régimen 
equilibrado se anula a poca distancia del centro geométrico de los conductores y por lo tanto la 
tensión inducida en las pantallas electrostáticas puede despreciarse porque es muy pequeña y en 
consecuencia las corrientes de circulación en las mismas es prácticamente igual a 0 (cero), 
(pantallas puestas a tierra en ambos extremos, ver 2.5). 
 
 
 
 
2.10 Información general 
 
2.10.1 Fabricantes de cables de media tensión 
 
• Prysmian 
 
Retenax MT Cables unipolares y tripolares desde 2,3kV a 33kV 
 
 
Pantalla metálica 
 
Formada por cintas o una corona de alambres y cintas. En todos los casos el material es cobre 
electrolítico recocido. La resistencia eléctrica de la pantalla es de 3,3 Ω / km; opcionalmente se 
pueden dimensionar otras diferentes en función de la corriente de cortocircuito de la red. 
Asimismo, la pantalla puede ser obturada para evitar la propagación longitudinal del agua. 
 
Retenax MT Utilities Cables 13,2kV y 33kV 
 
 
 
 
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Pantalla metálica 
 
Combinación de alambres y cintas (ambas de Cu recocido), colocadas sobre el semiconductor 
externo, con sección de 50 mm2 (u otras bajo pedido). Asimismo, la pantalla puede ser obturada 
para evitar la propagación longitudinal del agua. 
 
 
• IMSA 
 
 
 
2.10.2 Ejemplo de proyecto de línea subterránea 115 kV utilizando método Cross Bonding 
 
Longitud del circuito 7100 metros 
 
 
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Caja de conexión para trasposición de las pantallas electrostáticas 
 
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3 REFERENCIAS 
• IEC 60949: Calculation of thermally permissible short-circuit currents, taking into account 
non-adiabatic heating effects. 
• ANSI/ICEA P-45-482: Short Circuit Performance of Metallic Shields and Sheaths on 
Insulated Cable. 
• ANSI-IEEE Std 575: IEEE Guide for the Application of Sheath-Bonding Methods for Single-
Conductor Cables and the Calculation of Induced Voltages and Currents in Cable Sheaths. 
• IEC 60502-1: Power cables with extruded insulation and their accessories for rated 
voltages from 1 kV (Um = 1,2 kV) up to 30 kV (Um = 36 kV)- Part 1: Cables for rated 
voltages of 1 kV (Um = 1,2 kV) and 3 kV (Um = 3,6 kV). 
• 60287-1-1: Electric cables – Calculation of the current rating – Part 1-1: Current rating 
equations (100 % load factor) and calculation of losses – General. 
• IRAM 2178: Cables de energía aislados con dieléctrico sólido extruído para tensiones 
nominales de 1,1 kV a 33 kV. 
• Ingeniería de cables aislados para transmisión de energía eléctrica. Editorial Eudeba. 
• Catálogo de cables Prysmian. 
• Catálogo de cables IMSA. 
• Cuaderno técnico Condumex fabricantes de cables. 
 
4 HISTORIAL DE REVISIONES 
Revisión Nº Fecha Descripción Realizó 
0 20/03/2018 Emisión Original CMZ