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REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÈCNICA.
ANTONIO JOSÈ DE SUCRE.
VICE-RECTORADO “LUIS CABALLERO MEJIAS”
NÙCLEO-GUARENAS.
TSU. MECÀNICA.
Profesor:
Integrante:
Ruddy Martinez Ciprian Quintana Exp: 2011202022
Cables de altatensión
Guarenas, Febrero 2015
INTRODUCCIÓN
El cable de cobre es un protagonista omnipresente en nuestras
vidas. Lo encontramos en la red eléctrica de nuestro hogar,
en los cables de nuestros electrodomésticos, o en los cables
destinados para manejar altas tensiones. Los cables que se
usan para conducir electricidad se fabrican generalmente de
cobre, debido a la excelente conductividad de este material,
o de aluminio que aunque posee menor conductividad es más
económico. A la hora de elegir un cable se han de tener en
cuenta una serie de condicionantes, en base a los cuales
hacen que cada línea tenga un cable más apropiado que el
resto.
Proceso de fabricación del cable
Reciclado de cobre
Se comienza recogiendo cualquier pieza que contenga cobre. La
mayor parte son cables viejos, pero a veces también hay otras
piezas más grandes. La mayor parte está oxidado y presenta
elementos contaminantes como plásticos.
Fundición
El material en bruto es fundido en una cámara en la que se
inyecta oxígeno a alta presión para elevar la temperatura. La
mayor parte de impurezas arden aquí hasta desaparecer.
Elaboración de láminas
El cobre fundido se canaliza hacia una máquina donde se
llenan unos moldes en forma de plancha.
Enfriado y limpieza
Las láminas se enfrían con agua y se llevan a un tanque donde
serán sometidas a un baño electrolítico para eliminar
impurezas. El resultado son unas piezas de metal de aspecto
mucho más brillante y lustroso.
Vuelta a la fundición
Las planchas de cobre limpio se reenvían a otra parte del
taller para volverlas a fundir, esta vez sin impurezas.
Estirado
Para crear el cable de cobre, el metal se deja enfriar
parcialmente y se le va dando una forma alargada, mediante
estiramiento mecánico, hasta que tenga el diámetro deseado.
Al enfriarse ya tiene un aspecto muy similar a como lo
conocemos. Más tarde pueden trenzarse varios hilos según las
necesidades.
Recubrimientos de un cable eléctrico
Entre los recubrimientos más importantes que se pueden
aplicar a un cable eléctrico destacamos los siguientes:
aislamiento, semiconductor, pantalla metálica, relleno,
asiento, armadura y cubierta. A continuación, los
detallaremos uno a uno.
Los recubrimientos de un cable eléctrico le confieren
protecciones eléctricas o mecánicas.
Entre los recubrimientos más importantes que se pueden
aplicar a un cable eléctrico destacamos los siguientes:
aislamiento, semiconductor, pantalla metálica, relleno,
asiento, armadura y cubierta. A continuación, los
detallaremos uno a uno.
Aislamiento
En el aislamiento, se coloca un recubrimiento aislante sobre
el conductor para evitar fugas de corriente. Las condiciones
ambientales y climáticas o los contactos con agentes
agresivos, así como la falta de cuidado en la instalación,
manejo y conservación, son las causas principales que limitan
la vida de un cable.
Los aislamientos se clasifican en dos grandes grupos:
termoplásticos y termoestables.
Los aislamientos termoplásticos más usuales en la fabricación
de cables eléctricos son: PVC (Policloruro de vinilo), Z1
(Poliolefinas), PE (Polietileno lineal), Poliuretano (PU),
Teftel, Teflón (fluorados), etc.
En cuanto a los aislamientos termoestables, los más usuales
son: EPR (Etileno Propileno), XLPE (Polietileno Reticulado),
EVA (Acetato de Etil Vinil), SI (Silicona), PCP (Neopreno),
SBR (Caucho Natural), etc.
El PVC y el Polietileno se utilizan como aislamiento y como
cubierta protectora de los cables eléctricos, por su alta
Resistencia a los impactos y a la abrasión.
Semiconductor
Los semiconductores se forman a través de capas extruidas de
resistencia eléctrica reducida de materiales afines a los
aislamientos. Si éstos son termoestables, las capas
semiconductoras también lo serán.
Son aplicables fundamentalmente a los cables de Media y Alta
Tensión en dos capas: la primera, directamente sobre el
conductor. La segunda, entre el aislamiento y pantalla.
Pantalla metálica
Las protecciones eléctricas, también denominadas “pantallas”,
aíslan las señales que circulan por el cable de posibles
interferencias externas. También blindan los cables de
potencia para evitar que interfieran en circuitos de señal
adyacentes.
Relleno
El relleno es la masa de material que tiene por función
ocupar los espacios vacíos dejados en el cableado de los
conductores aislados. Estos rellenos pueden ser textiles o de
material plástico.
Asiento
Los cables diseñados con armaduras metálicas disponen de una
capa extruída que, colocada sobre el relleno, protege a los
aislamientos de posibles interacciones con las masas
metálicas.
Armaduras
Las protecciones mecánicas, denominadas “armaduras”, protegen
el cable de agresiones externas, como golpes, ataque de
roedores, tracción, etc.
Las armaduras se fabrican en acero o aluminio y pueden ser de
fleje, corona de hilos o trenza de hilos.
Cubierta
Los cables suelen llevar un recubrimiento polimérico exterior
para su protección. Es lo que se denomina “cubierta
exterior”.
Está cubierta aísla el interior del cable de elementos
externos que podrían alterar sus propiedades eléctricas, como
la humedad, y lo protege de los golpes que pueda recibir
durante su instalación y uso.
Como el aislamiento, la cubierta exterior puede ser
termoplástica o termoestable. Los materiales de cubierta
pueden ser de distinta naturaleza, en función del nivel de
protección requerido, de la flexibilidad final del cable, del
entorno de trabajo, etc.
Cables con aislamiento de papel impregnado
Tienen una elevada resistencia al envejecimiento y a la
ionización, y una resistencia intrínseca a la humedad por la
inevitable presencia de la cubierta de plomo. Sin embargo la
presencia del plomo desaconseja el uso en aquellas
instalaciones donde se prevea la posibilidad de modificar el
trazado, debido a su mala manejabilidad y su peso.
Es un cable idóneo para la red subterránea de Alta Tensión,
ya que su bajo índice de averías reduce al mínimo la
reapertura de las zanjas para las reparaciones, al tiempo que
mantiene una regularidad de servicio muy buena.
Los conductores de estos cables son de cobre recocido o
aluminio, normalmente de cuerdas compactas.
El compactado de la cuerda se logra comprimiendo la misma
durante su fabricación, haciéndola pasar por hileras
adecuadas.
Esto permite reducir el diámetro del cable, siendo la
reducción tanto más importante cuanto mayor es la sección
nominal del conductor, esta reducción del diámetro del cable,
trae como consecuencia la de su peso y coste, comparado a su
equivalente con conductores redondos no compactados.
Designación
a) Tipo constructivo:
Aislamiento de papel y bajo tubo de plomo: PP
Protección directa sobre el plomo:
Materias fibrosas embreadas, J
Capa termoplástica, V
Caso de cables tripolares con envolvente de plomo individual:
3P
Si cada tubo de plomo está protegido con una capa
termoplástica: 3(PV)
Las restantes letras indican las eventuales protecciones
mecánicas:
Flejes de hierro, F
Alambres de hierro, M
b) Tensión nominal del cable. Se expresará en Kv y se
designará con los valores de U0 y U, en la forma U0/U.
c) Indicaciones relativas a los conductores: número, sección
nominal, naturaleza y forma:
Número que corresponda seguida por el signo x.
Sección nominal del conductor, milímetros cuadrados.
Forma del conductor: no tendrá indicación cuando se
trate de una cuerda convencional redonda, se señalará
con la letra K para las compactas, se señalará con la
letra S para las sectorales.
Naturaleza del conductor, se sitúa al final y no tendrá
indicación cuando se trate de cobre, cuando se trate de
aluminio se colocará es símbolo Al.
Aislamiento
La envoltura aislante está formada por varias capas de papel
especial cometidas a una operación previa de secamiento y a
otra de impregnación al vacío con una mezcla aislante.
Para tensiones iguales o superiores a 12/20 Kv y superiores,
se coloca un papel conductor sobre el aislamiento, con el fin
de uniformizar la distribución del campo eléctrico en la
superficie del conductor.
Los cables se fabrican para campo eléctrico radial o para
campo no radial. Los de tensiones superiores a 12/15 Kv son
siempre de campo radial. Pertenecen al grupo de los cables a
campo eléctrico radial:
Los cables unipolares.
Los cables formados por tres cables unipolares, cada uno
protegido bajo su propio tubo de plomo, reunidos entre
sí bajo una protección común (cables 3P).
Corresponden a la denominación de cables de campo no radial
los elaborados con envoltura aislante común. Son cables de
más de un conductor en los que, sobre el conjunto de almas
aisladas individualmente no apantalladas y cableadas entre
sí, se aplica una envoltura aislante común constituida por
varias capas de papel formando un determinado espesor
aislante, que complementa al del aislamiento de cada
conductor contra la cubierta que se dispone sobre ellas
(cables con cintura aislante).
Por lo tanto, en el caso de los cables a campo radial se
considera un solo espesor aislante, el de cada alma aislada,
mientras que en los cables con envoltura aislante común deben
considerarse dos:
El espesor aislante entre conductor y conductor
El espesor aislante entre conductor y cubierta metálica.
Rellenos
En los cables con cubierta única de plomo, los espacios
vacios que quedan entre las almas cableadas se rellenan con
papel aislante para dar forma cilíndrica al conjunto.
Cubierta metálica
Los cables aislados con papel impregnado deben ser revestidos
con una envoltura metálica continua. Esta se halla
constituida normalmente por un tubo de aleación de plomo,
estudiada especialmente para conseguir una mayor dureza y
mejor resistencia a las vibraciones y esfuerzos repetidos
(fatiga), que el metal puro.
Protecciones externas
Para proteger el tubo de plomo contra los agentes químicos,
se recubre éste normalmente con una capa de mezcla adhesiva y
densa de betunes.
Cuando la protección deba estar prevista desde un punto de
vista químico, los cables se terminan con una cubierta de
material termoplástico, estudiada para que responda a los
necesidades de protección de carácter químico y además para
preservar mecánicamente el plomo.
Cuando los cables deban ser armados por exigencias de
carácter mecánico, la armadura consistirá en flejes o
alambres de hierro puestos sobre el tubo de plomo. Sobre esta
armadura se situará la protección de carácter químico o
anticorrosivo (al cual se ha hecho referencia en el párrafo
anterior).
En el caso de los cables 3P, cuando se requiere una mayor
protección de carácter químico, puede aplicarse una capa de
material termoplástico sobre cada uno de los tubos de plomo
(tipo 3PV, reseñado a continuación en el apartado de
designación de este tipo de cables), y sobre el conjunto de
la armadura de cintas de hierro.
Cables con aislamiento de dieléctrico seco
Es más ligero que los cables de papel impregnado. Posee una
excelente rigidez dieléctrica, soporta altas temperaturas y
resiste perfectamente la acción de la humedad (aislamiento
seco EPR, etileno-propileno).
Los cables se designarán en cada caso de conformidad con el
contenido de la Norma UNE 21.123
La designación de los cables se efectúa por medio de las
siglas que indican: a) tipo constructivo, b) tensión nominal
del cable, expresada en Kv y c) indicaciones relativas a los
conductores.
UNE 21.123.- cables de transporte de energía aislados con
dieléctricos secos extruidos para tensiones nominales de 1 Kv
a 30 Kv.
Designación
a).- Tipo constructivo:
Naturaleza del aislamiento:
Goma de etileno-propileno (EPR): D
Cables de campo radial:
Pantalla semiconductora sobre el conductor y sobre el
aislamiento y pantalla metálica individual: H
Como en el caso anterior pero, además, con pantalla metálica
sobre el conjunto de los conductores aislados cableados: HO
Las restantes letras indican las eventuales protecciones
metálicas e incluso asientos de armadura.
Cubierta de separación:
Polietileno termoplástico (PE): E
Policloruro de vinilo(PVC): V
Policloropreno (PCP) (neopreno): N
Polietileno clorosulfonado (CSP): I
Protecciones metálicas:
Pantalla conjunta: O
Flejes de hierro: F
Alambres de hierro: M
Flejes de aluminio: FA
Alambres de aluminio: MA
Pletinas de hierro: Q
Pletinas de aluminio: QA
Tubo de plomo: P
Tubo liso de aluminio: A
Tubo coarrugado de aluminio: AW
b)- Tensión nominal del cable. Se expresará en Kv y se
designará con los valores de U0 y U, en la forma U0/U.
c)- Indicaciones relativas a los conductores: número, sección
nominal, naturaleza y forma:
Número que corresponda seguida por el signox.
Sección nominal del conductor, milímetros cuadrados.
Forma del conductor:
No tendrá indicación cuando se trate de una cuerda
convencional redonda.
Se señalará con la letra K para las compactas y
Se señalará con la letra S para las sectorales.
Naturaleza del conductor, se sitúa al final y no tendrá
indicación cuando se trate de cobre, cuando se trate de
aluminio se colocará el símbolo Al.
Descripción de los cables de aislamiento seco (EPR)
Conductor
Clase de conductor:
Los conductores están constituidos por cuerdas redondas
compactas de cobre recocido o de aluminio. La compactación
(como ya se ha explicado en los cables aislados con papel
impregnado), se efectúa por un método que permite obtener
superficies más lisas y diámetros de cuerdas menores que los
de las cuerdas de igual sección.
Estos conductores se fabricarán de acuerdo con las
especificaciones de la Norma UNE 21-022.
Capa semiconductora interna:
Su función es doble:
Impedir la ionización del aire que, en otro caso, se
encontraría entre el conductor metálico y el material
aislante (efecto corona). La capa semiconductora forma
cuerpo único con el aislante y no debe separarse del
mismo ni aún con las dobladuras a que el cable pueda
someterse, constituyendo la verdadera superficie
equipotencial del conductor. Los eventuales espacios de
aire quedan bajo esta superficie y, por lo tanto, fuera
de la acción del campo eléctrico.
Mejorar la distribución del campo eléctrico en la
superficie del conductor. Dicha capa, gracias a su
conductividad, convierte en cilíndrica y lisa la
superficie del conductor, ya que puede concebirse como
parte integrante del mismo, eliminando así los posibles
focos de gran solicitación eléctrica en el aislamiento.
Aislamiento
Consideraciones
El aislamiento es una mezcla a base de “etileno-propileno”
(designado con EPR) y tiene las características de una goma.
Sus características mecánicas, físicas, eléctricas, etc., son
iguales o superan a las de las mejores gomas aislantes para
cables empleadas hasta el momento, pero lo que la distingue
particularmente es su mayor resistencia al envejecimiento
térmico y su elevadísima resistencia al fenómeno de las
“descargas parciales”.
Capa semiconductora externa:
Los cables de las tensiones en cuyo rango están incluidas las
tensiones a que hace referencia este trabajo, normalmente van
apantallados. En los cables trifásicos se aplica una pantalla
sobre cada uno de los conductores aislados.
Las pantallas desempeñan distintas misiones, entre las que
destacan:
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.
Evitar, o al menos reducir, el peligro de
electrocuciones.
Identificación de las almas
Para la identificación de las almas en los cables tripolares
como norma más general, los fabricantes, utilizan tiras de
distinto color (amarillo, verde, y marrón son los más
usuales), aplicadas en sentido longitudinal entre la capa
semiconductora externa y la pantalla.
Rellenos
En los cables tripolares, los conductores aislados y
apantallados se cablean. Para dar forma cilíndrica al
conjunto se aplica un relleno, y eventualmente una capa, de
un material apropiado que puede ser fácilmente eliminado
cuando hay que confeccionar empalmes o terminales.
Armadura:
Están constituidas por flejes o alambres metálicos dispuestos
sobre un asiento apropiado y bajo la cubierta exterior, con
lo que la armadura queda protegida de las corrosiones
químicas.
La armadura puede asumir diversas funciones:
Refuerzo mecánico, aconsejable según la forma de instalación
y posterior utilización.
Pantalla eléctrica antiaccidentística.
Barrera de protección contra roedores e insectos o larvas.
Según el aislamiento y el material utilizado, los cables se
dividen en:
Por la condición del aislamiento se dividen en:
Por la constitución del material conductor:
Cables con conductor de cobre
Cables con conductor de aluminio
La elección entre cables con estos conductores debe basarse
en las propiedades de ambos metales y el aspecto económico:
A igualdad de carga, la sección del aluminio debe ser
aproximadamente un 55% superior a la del cobre.
A igualdad de sección del conductor, la carga de un
cable de aluminio es el 78% de la del cable de cobre.
La comparación debe efectuarse siempre entre un cable de
aluminio capaz de transportar la misma carga que otro de
cobre, teniendo en cuenta una determinada caída de
tensión admisible.
A pesar de las mejores cualidades del cobre, el factor
económico es muy importante y en la mayoría de los casos
prima éste de forma que el conductor elegido es el
aluminio.
Por el tipo de cable:
Normalmente se utilizan, en cables de aislamiento seco (EPR),
los unipolares, debido a que son más fáciles de manejar en el
tendido, facilitando enormemente el trabajo en los empalmes
(además de ser fabricados en bobinas de mayor longitud y por
tanto, reduciendo el número de éstos), y son más fáciles de
sustituir en caso de avería además de ser menor el coste de
reparación (normalmente se suele dejar un cuarto cable de
reserva).
Cuando en la línea a construir el tipo de aislamiento elegido
para el cable es de papel impregnado, se utilizan normalmente
cables tripolares, ya que éstos tienen escasas averías y el
periodo de vida estimado es muy superior al de los cables de
EPR, por lo que las posibles sustituciones que se prevean
serán a muy largo plazo.
Características generales de un cable
Empleo para el cual va a ser destinado el cable,
corriente continua alterna, etc.
Condiciones de instalación, fija o móvil.
Número y sección de los conductores, corriente en
amperios o datos necesarios para su determinación
(potencia en Kva, o en Kw y cos), servicio continuo o
intermitente y, en su caso características de esta
intermitencia (en la medida en que esta se conozca).
Normas y especificaciones a que el cable debe responder.
Longitud necesaria del cable.
Diámetro exterior máximo del cable.
Características particulares:
Cable enterrado directamente en terreno normal.
Cable instalado en conductos o tubulares.
Cable tendido en galería.
Características particulares de los sistemas trifásicos:
¿Es para servicios móviles?
Valor posible de la corriente de cortocircuito.
Duración del cortocircuito, etc.
Además de los condicionantes señalados en este punto, se
deberán tener en cuenta, todos los posibles condicionantes
que puedan surgir en cada línea a construir y que darán como
resultado la elección de un tipo de cable que por sus
características sea el que mejor se adapte a cada línea
concreta.
Cables de baja, media y alta tensión
Aplicaciones
Resistencia óhmica.
Materiales aislantes
Cables en papel impregnado:
Papel impregnado con mezcla no migrante.
Papel impregnado con aceite fluido.
Cables con aislamientos poliméricos extrusionados:
Polietileno reticulado.(XLPE)
Goma etileno propileno (HEPR)
Polietileno termoplástico de alta densidad (HDPE).
Cable de alta tensión
Los cable de media tensión se diseñan con aislamientos
termoestables a base de XLPE o EPR para ser utilizados
principalmente en redes de distribución desde 5Kv hasta 60Kv
en uno o 3 conductores bajo temperaturas de operación de 90
ºC y 105 ºC y chaqueta no propagante a la llama y/o libres
de halógenos.
Opcionalmente se pueden añadir armaduras para protección
mecánica. Estos cables se fabrican y prueban de acuerdo con
las normas internacionales IEC 60502-2 o UL1072.
Aplicaciones: Adecuados para instalaciones tanto
horizontales como verticales, sujetas o no a vibraciones, en
ambientes secos o húmedos, para tendidos subterráneos
Cable de alta y extra alta tensión
Los cables de alta y extra alta tensión se diseñan con
aislamientos termoestables a base de XLPE para ser
utilizados principalmente en redes de distribución desde
72.5Kv hasta 550Kv en mono conductores de 240mm2 a 2,500 mm2
y chaqueta no propagante a la llama y/o libres de halógenos.
Estos cables se fabrican y prueban de acuerdo con las normas
internacionales IEC 60840, IEC 60287, IEC 62067, y normas
estadounidenses ICEA S-108-720 y AEIC CS9.
Aplicaciones: Adecuados para instalaciones tanto
horizontales como verticales, sujetas o no a vibraciones, en
ambientes secos o húmedos, para tendidos subterráneos
Características de los cables
Durante este apartado, veremos las características más
generales de los cables de alta tensión. Las principales
características son:
Tabla 1
Red sistema trifásico Cable a utilizar
Tensión nominal
de la red
Tensión máselevada de la red
Tensión soportada
a impulsos
Categoría de la
red
Campo radialtensión nominal del
(Kv) (Kv)tipo
rayo (Kv)
cable UO/U
(Kv)
20 24 125 A-B 12/2020 24 150 C 15/2525 30 150 A-B 15/2525 30 170 C 18/3030 36 170 A-B 18/3030 36 250 C 26/45
Entendiendo por (según la Norma UNE 21.302):
Tensión nominal: Valor de la tensión entre
fase-tierra/fase-fase por el cual se denominan a las
líneas, y a los cuales se refieren las características
de servicio de la red.
Tensión más elevada: Valor más elevado de la tensión
entre fases, para el cual, el material está especificado
en lo que se respecta a su aislamiento, así como a otras
características relacionadas con esta tensión en las
Normas propuestas para cada tipo de material.
Tensión soportada nominal a los impulsos tipo rayo:
Valor de cresta de la tensión soportada a los impulsos
tipo rayo prescrito para un material, el cual
caracteriza el aislamiento de este material en lo
relativo a los ensayos de tensión soportada.
Intensidades admisibles:
Las intensidades máximas admisibles en servicio permanente
dependen en cada caso de la temperatura máxima que el
aislante pueda soportar sin alteraciones en sus propiedades
eléctricas, mecánicas o químicas.
Esta temperatura es función del aislamiento y del régimen de
carga. En cables con aislamiento de papel impregnado, depende
también de la tensión. Para cables sometidos a ciclos de
carga, las intensidades máximas admisibles serán superiores a
las correspondientes en servicio permanente.
Temperatura de servicio, tablas de carga:
La temperatura de servicio es aquella a la cual puede estar
sometido el cable durante un tiempo indefinido, sin sufrir
merma de calidad por este motivo.
Se determina en laboratorio, sobre muestras de materiales y
de cables, sometiéndolos en cámaras a diversas temperaturas
durante tiempos variables, y midiendo la degradación sufrida
en cada caso.
Admitir una temperatura de servicio superior a la determinada
como se indica en el párrafo anterior, equivale a admitir una
sobrecarga permanente de mayor o menor cuantía, con lo cual
se deja al cable inhábil para resistir razonablemente
eventualidades de otras sobrecargas o cortocircuitos
imprevistos.
Como la vida real de un cable es en general muy dilatada, y a
lo largo de ella se van sucediendo toda suerte de
vicisitudes, es muy tentador escoger una temperatura de
servicio algo superior a la que resulte de los cálculos
teóricos, esto conduce a que cuando comiencen a presentarse
los primeros inconvenientes es fácil que haya transcurrido un
periodo de tiempo bastante largo y sea por lo tanto difícil
establecer la verdadera causa, ya que en realidad habrán
intervenido varias, con las que quedará enmascarada la
influencia que en el resultado final tenga la temperatura
adoptada, induciendo a errores más o menos graves en las
medidas a adoptar como solución.
En la inmensa mayoría de los casos no se puede medir la
temperatura de los cables, existente en momentos puntuales,
para evitar así sobrecalentamientos; únicamente se conoce y
se puede actuar sobre la intensidad que estos transportan.
Sobrecargas, temperaturas e intensidades:
Al circular una intensidad por un cable, superior a la máxima
carga permanente, esté está trabajando en unas condiciones de
sobrecarga, la cual hace que el cable alcance una temperatura
superior a la máxima admitida en servicio permanente, con el
consiguiente deterioro del material.
Los cables están preparados para aguantar una determinada
temperatura de sobrecarga durante un cierto tiempo, sin una
apreciable variación en su vida. Sin embargo, es necesario
admitir una cierta degradación, ya que de no existir (aunque
sea mínima) podría tomarse la temperatura correspondiente
como de sobrecarga, con la condición indispensable de que tal
degradación sea pequeña, para que no se haga sensible la
disminución de vida del cable por esta causa.
El daño producido por un sobrecalentamiento, depende no sólo
de la temperatura alcanzada, sino también del tiempo durante
el cual ésta actúa. Luego para fijar la sobrecarga admisible
hay que relacionarla con el tiempo de actuación y con la
degradación que se acepte. Dicho tiempo de actuación puede
ser conocido si es debido a procesos cíclicos con puntas
previstas.
Cortocircuitos, temperaturas e intensidades:
En la práctica, los cortocircuitos se valoran por las
intensidades de las corrientes al producirse el mismo; así se
hace necesario expresar las cualidades de los cables como
“intensidades de cortocircuito admitidas” en lugar de hacerlo
como “temperaturas”, lo que no constituye inconveniente ya
que ambas magnitudes están relacionadas entre sí. Puesto que
se trata de un fenómeno prácticamente instantáneo, la
elevación de temperatura se produce de un modo súbito sin dar
lugar a dispersión de calor, y por lo tanto las condiciones
de enfriamiento no influyen y en el cálculo intervienen
únicamente la temperatura inicial del cable, la final
admitida en relación con los puntos singulares antes
mencionados, y el tiempo de duración del cortocircuito.
Los efectos de un cortocircuito vienen más o menos
modificados sí el estado del cable en ese momento (cable
descargado, cargado o sobrecargado) no coincide con el que se
tomó para el cálculo.
Particularmente nocivo y peligroso es el caso de que se
produzcan dos o más cortocircuitos consecutivos en poco
espacio de tiempo (esta circunstancia no es raro que se
presente en la práctica, reenganche de automáticos), por lo
que es necesario tenerla al hacer las previsiones.
Efectos de los cortocircuitos
En primer lugar vamos a considerar los efectos de tipo
térmico; es sabido que cualquier sobreelevación de
temperatura por encima de un determinado valor que se toma
como de ejercicio, produce en los cables una degradación
tanto más acentuada cuanto mayores son el valor alcanzado y
el tiempo de actuación. (Entendemos por temperatura de
cortocircuito aquella que puede alcanzar un cable durante un
brevísimo periodo de tiempo, sin menoscabo apreciable de sus
cualidades).
Siendo los cortocircuitos el origen de un fuerte
calentamiento en los cables, es forzoso admitir que producen
perjuicio a los mismos, por lo que se hace necesario
limitarlos de tal forma que el perjuicio sea pequeño y no se
haga sensible a la diminución de vida del cable.
Además de los efectos térmicos sobre el material, los
cortocircuitos pueden dar origen a otros fenómenos
perjudiciales independientemente de la naturaleza de los
cables, siendo los principales:
Efectos electrodinámicos: producen repulsión entre
conductores por una fuerte intensidad; se nota bien
entre unipolares no ligados entre sí, y puede llegar a
producir la rotura de los conductores por esfuerzo
mecánico. Para prevenir estos accidentes, nos vemos
obligados a tomar una serie de precauciones en la
instalación como pueden ser: guardar una distancia
mínima entre conductores, sujetar los cables con
soportes adecuados al esfuerzo, etc.
Efectos en las soldaduras: es muy corriente que en un
cable instalado existan soldaduras en los terminales y
en los empalmes, realizadas con aleaciones de bajo punto
de fusión, teniendo en cuenta que no debe sobrepasarse
la temperatura de fusión de la aleación.
Aun cuando no existan soldaduras, como en el caso de
accesorios confeccionados con manguitos a presión, la
deformación producida por el calor puede modificar las
condiciones del contacto y ser el origen de
contratiempos más o menos inmediatos.
La sección de los conductores
Cuanto menor sea la sección de un conductor, mayor será el
calentamiento producido por el paso de la corriente. Por este
motivo, en normas y tablas se añaden intensidades o cargas
máximas admisibles para cada sección, calculadas de manera
que, dadas las condiciones de instalación, la temperatura del
conductor no sobrepase un valor determinado, teniendo en
cuenta la del ambiente en que está situado. Este cálculo está
basado en la resistencia que ofrece el conductor al paso de
la corriente, la cual depende de la sección real de éste y de
la calidad del material que lo forma.
CONCLUSIÓN
El cobre forma parte del mundo que nos rodea. Está en
nuestras casas y en los lugares donde trabajamos o
estudiamos, en los medios que utilizamos para transportarnos,
en artefactos sofisticados y artesanales, en las computadoras
y las industrias, en pequeños adornos y en grandes estatuas.
Además los alambres de cobre transportan energía y transmiten
información. Su presencia puede pasar desapercibida, pero
está allí, utilizado como un material resistente, durable,
reciclable y con alta conductividad térmica y eléctrica. Son
propiedades que garantizan su vigencia como una materia prima
esencial para la construcción de la civilización iniciada
hace miles de años. El cobre es clave para la generación y
distribución eléctrica ya que es un excelente conductor de
esa energía.
BIBLIOGRAFIA
www.icarito.cl
www.elecon.com.ve
es. wikipedia .org
