conductores eléctricos
TRANSCRIPT
Departamento de MecánicaInstalaciones Eléctricas
Conductores
Ciudad Bolívar
Introducción
Los materiales conductores son aquellos materiales cuya resistencia al paso de
la corriente es muy baja. Dentro de los materiales metálicos más utilizados:
el cobre, aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre y conductores
compuestos de aluminio-acero y cobre-acero cuyas aplicaciones en
las industrias eléctricas son muy útiles. Para el transporte de energía eléctrica, así
como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor es
la plata, pero debido a su elevado precio, los materiales empleados habitualmente son
el cobre (en forma de cables de uno o varios hilos), o el aluminio; metal que si bien
tiene una conductividad eléctrica del orden del 57% de la del cobre, es sin embargo
un material tres veces más ligero, por lo que su empleo está más indicado en líneas
aéreas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión.
Conductores Eléctricos
Se define como conductor al material metálico, usualmente en forma de
alambre o cable, adecuado para el trasporte de corriente eléctrica. La función básica
de un cable consiste en transportar energía eléctrica en forma segura y confiable
desde la fuente de potencia a las diferentes cargas. En casos especiales el conductor
puede tener formas de hilo, varillas, platinas, tubos o barras. De acuerdo a los
componentes del material de su aleación el conductor tendrá una conductividad que
lo caracteriza, los más importantes son: el platino, plata, cobre, aluminio, hierro, etc.
Tomando como base la plata, la conductividad relativa en otros metales es la
siguiente:
2
Fig1 Conductor
La conductividad real a 0° C es la siguiente:
Conductores de cobre y aluminio
Los más utilizados, de mayor importancia en ingeniería eléctrica y en especial
para la industria del ramo, son el cobre y el aluminio. Para usos especiales esta la
plata, el platino o el acero. Con respecto al cobre y el aluminio tienen un costo de
producción bastante mas bajo que los otros y el comportamiento desde el punto de
vista eléctrico es excelente; por ello se usan perfectamente en instalaciones eléctricas
3
y equipos en general. Conforme a sus características y propiedades poseen las áreas
de utilización bien definidas. Desde el punto de vista económico, se debe destacar que
el cobre no se produce en Venezuela en calidad suficiente, debiéndose importar de
Chile, Canadá, Corea, Rodesia u otros países, variando su costo según el precio del
mercado in internacional y, por consiguiente, también de las fluctuaciones propias del
dólar.
Fig2 Aluminio
El aluminio, como es de conocimiento general, se produce en el país y en los
últimos tiempos la producción del mismo ha ido incrementando. Varias empresas
mixtas, entre el estado y capitales privadas venezolanos y extranjeros, se dedican a la
explotación de la bauxita, produciendo el aluminio en el área de Guayana, utilizando
la electrizad, la cual se obtiene a bajo costo en esa zona y en abundancia,
aprovechándola generación hidroeléctrica de los ríos del lugar. Por tal motivo en
Venezuela el aluminio resulta más económico que el cobre, aparte de otras razones
que se exponen mas adelante.
El cobre es un metal de color rojizo, dúctil y maleable, se puede fundir, forjar
en láminas y estirarlo por medios mecánicos.
4
Fig3 Cobre
En principio, del metal se obtiene el alambrón, que es macizo, de sección
circular producido por laminación o "extrusión" en caliente; luego por "trefilación" y
laminación en frío se produce el alambre de cobre. Las propiedades físicas del cobre
son las siguientes:
En la tabla Nº 1 se comparan algunas de las características más importantes en
conductores fabricados de cobre y aluminio
5
Tipos de cobre para conductores eléctricos
Cobre de temple duro:
Conductividad del 97% respecto a la del cobre puro.
Resistividad de 0,018 a 20 ºC de temperatura.
Capacidad de ruptura a la carga, oscila entre 37 a 45 kg/mm2.
Por esta razón se utiliza en la fabricación de conductores desnudos, para líneas
aéreas de transporte de energía eléctrica, donde se exige una buena resistencia
mecánica.
Cobre recocido o de temple blando:
Conductividad del 100%
Resistividad de 0,01724 = respecto del cobre puro, tomado este
como patrón.
Carga de ruptura media de 25 kg/mm2.
6
Como es dúctil y flexible se utiliza en la fabricación de conductores aislados. El
conductor está identificado en cuanto a su tamaño por un calibre, que puede ser
milimétrico y expresarse en mm o americano y expresarse en AWG o MCM con una
equivalencia en mm2.
Partes que componen los conductores eléctricos
Estas son tres muy diferenciadas:
. El alma o elemento conductor.
. El aislamiento.
. Las cubiertas protectoras.
El alma o elemento conductor
Se fabrica en cobre y su objetivo es servir de camino a la energía eléctrica
desde las centrales generadoras a los centros de distribución (subestaciones, redes y
empalmes), para alimentar a los diferentes centros de consumo (industriales, grupos
habitacionales, etc.).
De la forma cómo esté constituida esta alma depende la clasificación de los
conductores eléctricos. Así tenemos:
. Según su constitución
Alambre: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por un solo
elemento o hilo conductor.
Se emplea en líneas aéreas, como conductor desnudo o aislado, en
instalaciones eléctricas a la intemperie, en ductos o directamente sobre aisladores.
7
Cable: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por una serie de hilos
conductores o alambres de baja sección, lo que le otorga una gran flexibilidad.
. Según el número de conductores
Monoconductor: Conductor eléctrico con una sola alma conductora, con aislación y
con o sin cubierta protectora.
Multiconductor: Conductor de dos o más almas conductoras aisladas entre sí,
envueltas cada una por su respectiva capa de aislación y con una o más cubiertas
protectoras comunes.
8
El aislamiento
El objetivo de la aislación en un conductor es evitar que la energía eléctrica
que circula por él, entre en contacto con las personas o con objetos, ya sean éstos
ductos, artefactos u otros elementos que forman parte de una instalación. Del mismo
modo, la aislación debe evitar que conductores de distinto voltaje puedan hacer
contacto entre sí.
Los materiales aislantes usados desde sus inicios han sido sustancias
poliméricas, que en química se definen como un material o cuerpo químico formado
por la unión de muchas moléculas idénticas, para formar una nueva molécula más
gruesa.
Antiguamente los aislantes fueron de origen natural, gutapercha y papel.
Posteriormente la tecnología los cambió por aislantes artificiales actuales de uso
común en la fabricación de conductores eléctricos.
Los diferentes tipos de aislación de los conductores están dados por su
comportamiento técnico y mecánico, considerando el medio ambiente y las
condiciones de canalización a que se verán sometidos los conductores que ellos
protegen, resistencia a los agentes químicos, a los rayos solares, a la humedad, a altas
temperaturas, llamas, etc. Entre los materiales usados para la aislación de conductores
podemos mencionar el PVC o cloruro de polivinilo, el polietileno o PE, el caucho, la
goma, el neoprén y el nylon.
Si el diseño del conductor no consulta otro tipo de protección se le denomina
aislación integral, porque el aislamiento cumple su función y la de revestimiento a la
vez.
Cuando los conductores tienen otra protección polimérica sobre la aislación,
esta última se llama revestimiento, chaqueta o cubierta.
Las cubiertas protectoras
9
El objetivo fundamental de esta parte de un conductor es proteger la
integridad de la aislación y del alma conductora contra daños mecánicos, tales como
raspaduras, golpes, etc.
Si las protecciones mecánicas son de acero, latón u otro material resistente, a
ésta se le denomina «armadura» La «armadura» puede ser de cinta, alambre o
alambres trenzados. Los conductores también pueden estar dotados de una protección
de tipo eléctrico formado por cintas de aluminio o cobre. En el caso que la protección,
en vez de cinta esté constituida por alambres de cobre, se le denomina «pantalla» o
«blindaje».
Alma conductora Aislante Cubierta Protectora
Selección de un conductor
Para la selección de un conductor se debe tener en cuenta las consideraciones
eléctricas, térmicas, mecánicas y químicas. Las principales características de cada una
de ellas se pueden resumirse de la siguiente forma:
Consideraciones eléctricas: tamaño (capacidad de corriente), tipo y espesor de
la aislación, nivel de tensión (baja, media o alta), capacidad dieléctrica,
resistencia de aislación, factor de potencia.
Consideraciones térmicas: compatibilidad con el ambiente, dilatación de la
aislación, resistencia térmica.
Consideraciones mecánicas: flexibilidad, tipo de chaqueta exterior, armado,
resistencia impacto, abrasión, contaminación.
Consideraciones químicas: aceites, llamas, ozono, luz solar, ácidos.
10
La selección del calibre o tamaño del conductor requerido para una aplicación, se
determina mediante:
Corriente requerida por la carga
Caída de tensión admisible
Corrientes de cortocircuito
El problema de la determinación de la capacidad de conducción de corriente es un
problema de transferencia de calor. Ya sea en condiciones normales de operación,
como en sobrecargas y en cortocircuito. Por tal razón algunos autores definen estas
características en conceptos de temperaturas (incremento de temperatura por efecto
Joule I²R ).
La verificación del tamaño o sección transversal del conductor se puede efectuar
mediante los siguientes criterios:
En base a la capacidad de corriente: se deben considerar las características
de la carga, requerimientos del NEC, efectos térmicos de la corriente de carga,
calentamiento, pérdidas por inducción magnética y en el dieléctrico. Cuando
la selección del tamaño del cable se hace en base a este criterio, se recurre a
tablas normalizadas donde para distintos valores de corriente se especifica la
sección mínima del conductor a emplear. Debe tenerse presente cuando los
cables van canalizados, o cuando pasan por fuentes de calor. La temperatura
permanente no debe exceder del valor especificado por el fabricante, que
generalmente está en el rango de 55 a 90 °C.
En base a sobrecargas de emergencias: las condiciones de operación
nominales de un cable aseguran una vida útil que fluctúa entre 20 y 30 años.
Sin embargo, en algunos casos por condiciones de operación especiales se
debe sobrepasar el límite de temperaturas de servicio, por tal motivo, en
períodos prolongados, disminuye así su vida útil. Para este fin, IPCEA ha
establecido temperaturas máximas de sobrecarga para distintos tipos de
aislación. La operación a estas temperaturas no deben exceder las 100 horas
11
por año, y con un máximo de 500 horas durante toda la su vida útil. Existen
tablas donde, para distintos tipos de aislación, se especifica el factor de
sobrecarga para casos de emergencias. Al operar bajo estas condiciones no se
disminuye la vida útil del cable porque la temperatura en él se va
incrementando paulatinamente hasta alcanzar su nivel máximo de equilibrio
térmico, es por esto que los cables admiten la posibilidad de sobrecarga. Este
criterio es válido para la selección de cables en media y alta tensión.
En base a la regulación de tensión: se considera la sección que permita una
caída de tensión inferior al 3% en el alimentador respecto a la tensión
nominal, y que no supere al 5% en la carga más alejada. Este criterio es
aplicable en baja tensión. En base a la corriente de cortocircuito: bajo
condiciones de cortocircuito, la temperatura del cable aumenta rápidamente, y
si la falla no es despejada se producirá la rotura permanente del aislante.
IPCEA recomienda para cada tipo de aislación un límite de temperatura
transitoria de cortocircuito, que no debe durar más de 10 segundos.
Instalación de conductores
La determinación del tipo de instalación de los conductores es de vital
importancia, debido a que tiene gran influencia en la capacidad de conducción de
corriente. Por esta razón es necesario hacer un estudio de las condiciones de cada
instalación para poder tomar la decisión más adecuada. Los tipos de instalación más
utilizados se describen a continuación.
- Conductores directamente enterrados.
La instalación de conductores directamente enterrados se hace en lugares
donde la apertura de zanjas no ocasiona molestias, donde no se tienen construcciones
o donde haya la posibilidad de abrir zanjas posteriormente para cambio de
conductores, reparación o aumento de circuitos. Este tipo de instalación presenta
algunas ventajas, como el hecho de que están menos expuestos a daños por curvaturas
12
excesivas, o por deformación, o por tensión mecánica. La capacidad de conducción
de corriente, es mayor que en instalaciones en ductos, debido a la mayor capacidad de
disipación térmica del terreno. Otra ventaja, es que la instalación de los conductores
directamente enterrados es más rápida y segura, siendo su costo más bajo que en otro
tipo de canalización.
Teniendo en cuenta la edificación y las condiciones topográficas del lugar, la
trayectoria debe ser recta en lo posible, para que la longitud de los conductores sea
mínima. Cuando sea necesario seguir una trayectoria curva, se debe tener cuidado que
el radio de curvatura sea lo suficientemente grande para evitar el daño de los
conductores durante su instalación.
Los conductores directamente enterrados, se dispondrán en una zanja de
ancho suficiente y de profundidad mínima de 45 cm., debiendo colocarse entre dos
capas de arena y protegiéndose con una capa de mortero de cemento coloreado de 10
cm. de espesor o por ladrillos o pastelones colocados a lo largo de todo su recorrido.
En zonas de tránsito de vehículo la profundidad de la zanja será de 80 cm. como
mínimo. Las uniones y derivaciones se harán en cámaras, mufas o cajas de
conexiones.
-Conductores en ductos subterráneos.
Este tipo de instalación es la más común, se usa en la mayoría de las
industrias, en los sistemas de distribución comercial y en aquellos casos en donde se
requiera una red configurable con rapidez (por reparación o ampliación).
La instalación de conductores en ductos subterráneos es la mejor alternativa
cuando el sistema de cables tenga que atravesar zonas construidas, caminos o
cualquier otro sitio en donde permite con facilidad cambiar o aumentar la cantidad de
conductores.
Los ductos se colocaran en una zanja de ancho y profundidad suficiente,
considerando que deberán ir cubiertos por un mínimo de 45 cm. de tierra de relleno,
exigiéndose una profundidad mínima de 80 cm. en zonas de tránsito de vehículos.
13
El fondo de la excavación debe emparejarse con una capa de arena y los ductos
deberán tener una pendiente mínima de 0.25 % hacia las cámaras próximas.
Las uniones entre los ductos se harán de modo de asegurar la máxima hermeticidad
posible y no deberán alterar la sección transversal interior de ellos.
Para condiciones desfavorables de resistencia mecánica del terreno, se deberán tomar
las medidas necesarias para asegurar un adecuado soporte y protección de los ductos.
En la tabla Nº 2 se muestra el porcentaje máximo de sección transversal del
ducto que deban ocupar los conductores:
-Conductores en líneas aéreas.
Al instalar líneas aéreas, se tratará de deslucir el paisaje lo menos posible. En
la construcción de estas líneas se utilizan, casi exclusivamente, conductores desnudos,
estos solo se aceptan en lugares de transito escaso o nulo y la distancia del conductor
en su punto mas bajo con respecto al suelo será de 5 metros.
Los metales utilizados en la construcción de líneas de líneas aéreas deben tener las
siguientes características:
Presentar una baja resistencia eléctrica y bajas perdidas.
Presentar una elevada resistencia mecánica
14
Los conductores utilizados son el cobre, aluminio y aluminio-acero y se
presentan normalmente desnudos.
Pese a la menor resistencia y superior condición mecánica el cobre ha dejado
de ser utilizado en la construcción de líneas aéreas.
El aluminio es el material que se ha impuesto como conductor de líneas
aéreas, habiendo superado por la técnica las desventajas que se notaban con respecto
al cobre, además ayudado por un precio menor, y por las ventajas de menor peso para
igual capacidad de transporte.
Fig4 Líneas aéreas
Dimensionamiento de los cables
El cable de conexión representa el componente indispensable para el
transporte de la energía eléctrica entre los diferentes bloques que integran un sistema
fotovoltaico. Resulta inevitable que parte de esta energía se pierda en forma de calor,
ya que la resistencia eléctrica de un conductor nunca es nula.
Los cables utilizados en un sistema fotovoltaico están cuidadosamente
diseñados. Como el voltaje en un sistema fotovoltaico es voltaje CC bajo, 12 o 24 V,
15
las corrientes que fluirán a través de los cables son mucho más altas que las de los
sistemas con voltaje AC de 110 o 220 V.
La cantidad de potencia en Watts producida por la batería o panel fotovoltaico
está dada por la siguiente fórmula: P = V x I
V = tensión en Voltios
I = corriente en Amperios
Esto significa que para suministrar una potencia a 12 V la corriente será casi
20 veces más alta que en un sistema de 220 V. Esto significa que cables mucho más
gruesos deben usarse para impedir el recalentamiento o incluso la quema de los
cables.
Para darse una idea del tamaño de los cables las siguientes tablas da algunas
características de ellos, la corriente máxima que puede fluir sin recalentar el cable y la
cantidad de potencia que puede producirse a diferentes voltajes: A continuación una
tabla para conductores eléctricos extraído del manual de un fabricante de cables
eléctricos, que nos servirá para saber que calibre de conductor necesitamos teniendo
como dato la corriente que circulará por el conductor.
16
17
En la siguiente imagen se puede ver la diferencia de diámetros entre cables
con diferente calibre. Por ejemplo, un cable calibre 14 (ver el circulo con el número
14), es mucho más pequeño que el de calibre 2.
Los fabricantes de cables proporcionan tablas que permiten seleccionar el
calibre óptimo de acuerdo a la intensidad de corriente (en amperios) que pase por
ellos.
Es importante considerar la caída de tensión en el cable proveniente del
arreglo de paneles hacia el controlador o del arreglo de baterías hacia el controlador.
Otra tabla que nos podría ser útil es la siguiente, donde se considera a la
potencia para distintos niveles de tensión.
18
De esta tabla queda claro que a voltajes bajos sólo bajas demandas de potencia
pueden abastecerse o cables muy gruesos deben utilizarse. Para alcanzar una
potencia de 1 kW a 12 V un cable de 25.0 mm2 debe utilizarse para suministrar tanto
como 20 kW a 220 V. Esto aumenta el precio del sistema drásticamente debido a que
los cables más gruesos son más costosos.
Cuando se utilizan fusibles, para proteger la unidad de control o
dispositivos contra corrientes altas, el tamaño de los fusibles no debería ser mayor a
la proporción de corriente máxima del cable. Los fusibles son sólo útiles en el
extremo de uso de la batería pues en el lado Fv de la batería la corriente de corto
circuito es sólo 10% mayor que la corriente máxima durante brillo solar completo.
Cuando se diseñan sistemas más grandes, uno debe realizar un análisis de
costo/performance para elegir el voltaje operativo más adecuado. Más aún sería mejor
reunir pequeños grupos de paneles y de ser posible hacer el voltaje de operación más
alto que 12 ó 24 V.
Identificación de conductores
19
Según el CÓDIGO ELÉCTRICO NACIONAL, los conductores eléctricos
aislados deberán ser identificados con marcas permanentes en su superficie a
intervalos no mayores de 60 cm. En casos de cables multipolares se identificarán con
cintas, o por etiquetas, en casos especiales. Los conductores usados para el neutro,
serán blancos o grises, para la puesta a tierra de equipos se utilizará color verde o
verde con franjas amarillas.
Los conductores activos monopolares o multipolares se distinguirán del hilo
neutro o de puesta a tierra y podrán ser negros, rojos, azules o amarillos,
preferentemente.
En todo proyecto, en el área de las especificaciones del mismo, deberá
señalarse el Código de colores a utilizar, el cual será de estricto cumplimiento.
Empalmes de conductores eléctricos
Se define como el punto donde se unen los extremos de dos o más alambres o
cables mediante un método apropiado, cuando se efectúa su instalación. Deberá
hacerse una diferenciación cuando el empalme es en líneas aéreas, que cuando es un
conductor aislado ubicado en una canalización. En el primero soportará el mismo una
tensión mecánica en el segundo no.
Cuando la unión de dos conductores se hace en forma deficiente, aumenta su
resistencia y hay exceso de calentamiento en el cable y en el aislante; por
consiguiente, el deterioro de las condiciones del mismo, causa pérdidas por efecto
Joule que con el tiempo si no se repara, dañará la unión por completo, interrumpiendo
la continuidad del servicio. Para calibres de conductores sólidos cableados hasta el Nº
10 se podrá hacer a nivel residencial el empalme con el simple retorcido de las puntas
de los mismos utilizando el alicate o bien uniendo las puntas con un conector a
compresión apropiado. Luego se cubrirá la unión con cinta aislante de plástico scotch
33 de 3M o similar, cubriendo la unión 5 cm antes y 5 cm. Después solapando la cinta
al 50%. Para el retorcido de los cables se emplean formas diversas tanto para el
20
empalme recto, en derivación simple o doble. El empalme en estrella es conocido por
el tejido que se realiza con los hilos componentes del cable.
Las formas más adecuadas de empalmar dos conductores y aceptadas por el CEN son:
Utilizando soldadura de las partes.
Utilizando conectores mecánicos o de compresión, para unión de los
conductores.
En la primera, la soldadura no garantiza que los conductores puedan ser
sometidos a esfuerzos mecánicos; por ello no se emplean en redes aéreas. El uso
generalizado es para unir cables enterrados y en especial en mallas de tierra, o por
empalmes de partes metálicas puestas a tierra. En el mercado nacional el sistema de
soldadura más conocido es el tipo "Cadweld". Esta es una marca registrada y
reconocida al científico Dr. Charles Cadweld, quien en 1939 por primera vez
desarrolló un sistema de soldadura a partir de la combinación de los componentes
siguientes:
Polvo de aluminio, una pequeña cantidad de óxido de zinc y óxido de cobre.
En ésta el aluminio y el óxido de zinc reducen el cobre produciendo una gran
generación de calor. Al comienzo la temperatura se eleva a 450°C por causa del
material de ignición o pólvora, la cual se enciende por medio de un yesquero
apropiado.
Luego se eleva a 900°C lográndose el punto de fusión del material, finalmente
se completa la reacción química a los 2200°C donde se produce la soldadura
exotérmica. En la figura N° 34 se presenta un esquema con el molde de grafito,
ubicado en el sitio de la soldadura de dos extremos de cables para aterramiento. Se
destaca el material fundente y la soldadura de las partes.
21
El fabricante de este tipo de soldadura "Cadweld", suministra los moldes de
grafito y el material fundente conjuntamente con un conjunto de herramientas para
lograr el acabado y limpieza de la soldadura.
En la figura N° 35, se ilustran varios tipos de empalme mediante el uso de la
soldadura antes mencionada.
En conductores para alta o baja tensión se utiliza, en los empalmes, conectores
mecánicos o de compresión. Existe una marca reconocida en el mercado denominada
"Burndy", que se nombra como referencia, la cual posee una gran variedad de
conectores apropiados para cada tipo de empalme según la forma, tipo de conductor
22
sólido, cableado, de cobre o aluminio, o la unión de ambos, y según el calibre de las
partes a unir. Los hay tipo "manguito", en forma de tabaco, en "T" o en "L",
manguitos de brida todos a compresión.
23
En tipo mecánico se destacan los de brida con tuerca conocidos como "Forma
U" o con dos tornillos para conexiones en "T". (Véase figura N° 36).
24
Es interesante destacar, y así hace referencia el CÓDIGO ELÉCTRICO
NACIONAL con el COVENIN 200 que: todo empalme deberá realizarse en
tanquillas, tanques, casetas, cajas, cajetines, o sitios de fácil acceso. Nunca se
realizará un empalme entre dos tanquillas, o caja a fin de evitar inconvenientes en
caso de tener que realizar revisión o mantenimiento o en un empalme debido a
modificación de la instalación.
Las técnicas de empalme varían según la aplicación del conductor y
refiriéndose a cables aislados, se tomará en cuenta si es en alta o baja tensión y el
ambiente donde se ubicará el cable. Para los casos de baja tensión en calibres aislados
TW se utilizará conector a compresión o tornillo según el calibre del cable. En caso
de cobre aluminio se emplearán conectores bimetálicos y se adicionará antes de
colocar los extremos del cable pasta antioxidante "penetrox", luego se cepilla y limpia
con estopas las puntas del cable; cubriéndose la unión con cinta de goma con espesor
igual al del aislante. Sobre la cinta de goma se colocan 2 capas de cinta plástica
enrollada en forma helicoidal con solapado del 50%. Para conductores de aislamiento
THW o TTU, se procede de forma similar a la del TW. En las figuras N° 37 y 38 se
presentan empalmes tipo de baja tensión. En empalmes de cables para alta tensión se
25
realizan con cinta, para lo cual se recomienda utilizar personal altamente
especializado.
En la figura N° 39 se presenta un empalme de AT con cinta, para un tramo
recto, allí se podrán observar todos los componentes que intervienen en el listado
anexo. Análogamente, en la Figura N° 40 se presenta un empalme para AT con cinta
y resina en derivación. Deberá tenerse especial cuidado en la elaboración de este tipo
de empalmes de alta tensión, observando que el operario utilice guantes de goma bien
limpios a fin de que el sudor de las manos no impida la adhesión correcta de la resina
o cinta con las capas aislantes y protección del conductor.
Un descuido en este detalle puede provocar fallas, explosiones, etc., lo cual
ocasionaría la pérdida del empalme. La explicación del fenómeno de una posible
explosión, se presentaría en el caso de haber burbujas de aire, agua u otra sustancia
26
extraña, que sometida a un campo eléctrico dentro del empalme produce un
calentamiento de la burbuja que aumenta de volumen y posteriormente estalla.
Las empresas de electricidad en Venezuela suelen utilizar para facilitar la
instalación de empalmes de alta tensión, en tensiones de hasta 15 KV, conectores de
la línea "Elastimold" o de características similares.
Su instalación es bastante sencilla y se realiza en corto tiempo, pues todos los
aditamentos son directamente enchufables una pieza con otra; vienen los empalmes
rectos en derivación "L" o terminales.
Empalmes termocontraibles rectos y en derivación para alta tensión
Por el método termocontraíble también se puede realizar un empalme en alta
tensión hasta 36 KV., sin utilizar compuestos de relleno ni resinas como los descritos
anteriormente. Este empalme se realiza en forma sencilla, rápida y es posible ponerlo
en servicio de inmediato.
El procedimiento de instalación es similar al de baja tensión, pues al
calentarse el tubo aislante se contrae hasta llegar ajustado al conductor y aislante de
los mismos, quedando finalmente un espesor de aislamiento apropiado al requerido.
Estos tubos se pueden seleccionar en base al calibre del conductor, desde el N° 4
hasta 2.500 MCM, y vienen aislados hasta 36.000 voltios.
Terminales para alta tensión
Los terminales para cables de mediana y alta tensión son requeridos para
niveles que van desde 5 KV., hasta 35 KV., se utilizan en la transición del conductor
mismo desde aislado hasta pasar a desnudo, donde se forma un campo eléctrico que
es necesario controlar para no dañar las partes. Se puede utilizar de varios tipos a
saber: Para uso interior o exterior, de porcelana y con cintas aislantes tipo "3M", o
similares. De materiales premoldeados elastoméricos enchufables tipo
27
"ELASTIMOLD" o similares. También existen los termocontraíbles tipo
"RAYCHEN" o similares, cuyas técnicas de montajes son análogas a los empalmes
antes descritos. Los hay también en todos ellos para terminales unipolares o tripolares
según se requiera.
Sistema de distribución por barras
Existen en el mercado nacional fabricantes de conductores formados por
barras para baja tensión hasta 600V. Y son utilizados en caso de manejar corrientes
elevadas.
Los alimentadores con barras están construidos en aluminio o cobre
debidamente aislados, ubicadas dentro de un ducto metálico de gran robustez. Tanto
los tramos rectos como las conexiones para derivación o cruces a 45° ó 90° son
elementos diseñados especialmente para tal fin. En caso de que decida cambiar la
trayectoria del alimentador, el sistema tiene la ventaja que se puede desarmar y
construir un nuevo diseño de acuerdo a las necesidades.
Su utilización debe ser justificada por medio de un estudio económico que nos
permita escoger la alternativa más conveniente. En el primer caso se utilizaría
conductores de aluminio o cobre de grueso calibre, en especial cuando se requieran
varios conductores por fase y en el segundo se emplearía el sistema de distribución
por barras.
28
Conclusión
Un conductor es un material metálico, usualmente en forma de alambre o
cable, adecuado para el trasporte de corriente eléctrica la función básica de un cable
consiste en transportar energía eléctrica en forma segura y confiable desde la fuente
de potencia a las diferentes cargas. Los más utilizados, de mayor importancia en
ingeniería eléctrica y en especial para la industria del ramo, son el cobre y el
aluminio. Para usos especiales esta la plata, el platino o el acero. Para la selección de
un conductor se debe tener en cuenta las consideraciones eléctricas, térmicas,
mecánicas y químicas. Los fabricantes de cables proporcionan tablas que permiten
seleccionar el calibre óptimo de acuerdo a la intensidad de corriente (en amperios)
que pase por ellos.
29
Referencias electrónicas
http://es.wikipedia.org/wiki/Conductor_eléctrico
http://www.elprisma.com/apuntes/ingenieria_electrica_y_electronica/conductoreselectricos/default.asp
http://www.electricidad-gratuita.com/cables-electricos-d5.html
Visto el día (8/06/2012)
30
Bibliografía
Oswaldo Penissi. Canalizaciones eléctricas residenciales (7 ed.).Venezuela
31