INSTITUTO TECNICO INDUSTRIAL SAN JUDAS TADEO CONTINUIDAD PEDAGOGICA CONDUCTORES ELECTRICOS CLASIFICACION A. DESNUDOS (líneas de distribución, transmisión, instalaciones internas ej tierra) B. AISLADOS O CUBIERTOS ( Son la gran mayoría de los que vamos a ver) Aislantes de los conductores Es la capa que brinda protección contra: a) Agentes químicos ( agua, humedad, cambios de temperatura ácidos ) b) Agentes mecánicos ( elongaciones dobleces, aplastamiento, presión) c) Agentes eléctricos ( voltajes mínimos y máximos) : Aislantes usados en conductores + PVC ( POLICLORURO DE VINILO) CPVC ( POLICLORURO DE VINILO CLORADO) EPR ( GOMA ETILENPROPILENICA) + XLP / XLPE o PEX ( POLIETILENO DE CADENA CRUZADA) PS: ( POLIESTIRENO) HYPALON EPDM: ( CAUCHO DE ETILENO PROPILENO DIENO) PE: (POLIETILENO) LDPE : ( POLIETILENO LINEAL DE BAJA DENSIDAD) HDEP : ( POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD) PP: (POLIPROPILENO) + LOS MAS USADOS Un conductor es un material que permite el paso de la corriente eléctrica. En general, los metales son buenos conductores, siendo losmas empleados el cobre y el aluminio. A los fines de una instalación eléctrica, mas específicamente en el ámbito de la reglamentación AEA 90364, un conductor es definido como un conductor aislado mas una aislación básica (AEA 90364.7-771.12) Cables La misma reglamentación define un cable como un conductor aislado que además cuenta con una cubierta protectora aislante(AEA 90364.7-771.12). Un cable eléctrico se compone de: Conductor: Elemento que conduce la corriente eléctrica y puede ser de diversos materiales metálicos. Puede estar formado por uno o varios hilos. Aislamiento: Recubrimiento que envuelve al conductor, para evitar la circulación de corriente eléctrica fuera del mismo. Capa de relleno: Material aislante que envuelve a los conductores para mantener la sección circular del conjunto. Cubierta: Está hecha de materiales que protejan mecánicamente al cable. Tiene como función proteger el aislamiento de los conductores de la acción de la temperatura, sol, lluvia, etc. La función de esta cubierta protectora, además de aislar, es la de proteger mecánicamente al conductor e impedir el ingreso de la humedad u otras sustancias. Si el cable tiene un solo conductor, se llama unipolar. En cambio si hay varios conductores bajo la misma cubierta aislante, el cable se llama multipolar. En instalaciones de baja tensión se usan conductores y cables que utilizan el cobre para transportar la corriente. El empleo de aluminio se reserva para conductores empleados en líneas de transporte de media y alta tensión, sobre todo por su peso. Calibre El calibre define el tamaño de la sección transversal del conductor. El calibre puede estar expresado en mm² o bajo la normalización americana en AWG (American Wire Gauge). Cuando se expresa en AWG, el más grueso es el 4/0, siguiendo en orden descendente 3/0, 2/0, 1/0, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 14, 16 y 18 que es el más delgado usado en instalaciones eléctricas. En este caso, mientras más grande es el número más pequeña es la sección transversal del conductor. Para conductores con un área mayor del designado como 4/0, se hace una designación en función del su área en pulgadas, denominada CM (circular mil), siguiendo 250,000 CM o 250 KCM. La sigla NM significa ( NORMA MERCOSUR) Existe una gran variedad de conductores y cables para distintas aplicaciones, fabricados bajo distintas normas IRAM, variando la tensión de operación, el tipo de aislante, los usos permitidos, la temperatura de trabajo y su comportamiento ante la llama entre los mas importantes. Conductores IRAM NM 247-3 (ex 2183) Conductores con aislación termoplástica a base de PVC (Policloruro de Vinilo) constituidos por alambres de cobre sin estañar trenzados para aumentar su flexibilidad, sin envoltura de protección. Tensión nominal de trabajo entre 450 y 750 Volts. Temperatura de trabajo: 70 grados en condiciones normales, 100 grados en condiciones de sobrecarga y hasta 160 grados en cortocircuito. No propagan la llama ni el incendio, aunque si emiten gases tóxicos. Son aptos para instalaciones eléctricas en interiores (fijas), dentro de cañerías o en cable canales a la vista. Cables IRAM 247-5 (ex 2158) Cable multipolar con aislante y envoltura de PVC, popularmente conocido como “cable taller” o “cable TPR”, por una marca comercial. Tensión nominal de trabajo entre 300V (sección de 1 mm2) y 500V (secciones mayores). Temperatura de trabajo: 70 grados en condiciones normales, 100 grados en condiciones de sobrecarga y hasta 160 grados en cortocircuito. No propaga la llama pero si el incendio y también emiten gases tóxicos. Debido a que propagan el incendio y la tensión nominal es inferior a 750V estos cables no están permitidos en instalaciones fijas (en el interior de caños, cable canal o a la vista ni bandejas portacable o subterráneo) pero sí en instalaciones portátiles (prolongaciones, conexiones de electrodomésticos o herramientas de mano, etc, excluyendo los aparatos de calefacción). Cable IRAM 247-5 Cables IRAM 2178 Cables unipolares o multipolares que poseen un relleno sobre el material aislante del conductor o conductores y a su vez una vaina o cubierta aislante de PVC, XLPE (polietileno reticulado) o EPR (caucho etileno-propileno). Popularmente se los conoce como “cables subterráneos” o “sintenax”. Tensión nominal de trabajo de 1,1 KVolts. Temperatura de trabajo: 70 grados en condiciones normales, 100 grados en condiciones de sobrecarga y hasta 160 grados en cortocircuito. No propagan la llama ni el incendio, aunque si emiten gases tóxicos. Pueden ser utilizados en bandejas, directamente enterrados, dentro de canaletas o enterrados en cañerías o a la intemperie. Cable subterráneo o sintenax fabricado según IRAM 2178 Cables IRAM 62267 Estos cables comparten las características de aislación y temperatura con los fabricados según IRAM 247-3 pero el material aislante es libre de halógenos (LSZH) por lo que tienen otra respuesta frente al fuego: además de no propagar la llama ni el incendio tienen reducida emisión de gases tóxicos, nula emisión de gases corrosivos y baja emisión de humos opacos. Esto los hace aptos para instalaciones en lugares con alta concentración de personas y/o difícil evacuación (cines, teatros, túneles de subterráneos, shoppings, supermercados, aeropuertos, hospitales, sanatorios, etc.), y en general en toda instalación donde el riesgo de incendio no sea despreciable, como las canalizaciones verticales en edificios, colocados en cañerías o en tableros. Cables IRAM 62266 A veces también llamado “Subterráneo LSZH” es un cable equivalente a los fabricados según norma IRAM 2178 pero empleando aislantes libres de halógenos (LSZH) que les permiten un mejor desempeño en caso de incendio: no propagan la llama ni el incendio tienen reducida emisión de gases tóxicos, nula emisión de gases corrosivos y baja emisión de humos opacos. Debido a estas características son especialmente aptos para distribución de energía en baja tensión en lugares con alta concentración de personas y/o difícil evacuación (cines, teatros, túneles de subterráneos, shoppings, supermercados, aeropuertos, hospitales, sanatorios, etc.), y en general en toda instalación donde el riesgo de incendio no sea despreciable, como ser instalaciones en montaje superficial, canalizaciones verticales en edificios o sobre bandejas. Conductor de cobre desnudo IRAM 2004 Son conductores sin aislación empleados en distribución de energía eléctrica en baja y media tensión en zonas urbanas, suburbanas, rurales, redes de conexionado a tierra y bajadas de pararrayos. Pueden usarse en instalaciones a la vista o en bandejas. Los cables y conductores que vimos anteriormente son los mas empleados en instalaciones eléctricas en inmuebles, pero existen muchos mas para otras aplicaciones, de los cuales veremos sólo algunos mas a continuación. Cables IRAM 2268 Son cables con aislación de PVC empleados para control, señalización y medición. La tensión de operación es de 1,1 KV y la temperatura de servicio es de 70 grados. No propagan la llama ni el incendio. Generalmente son multipolares, conteniendo entre 2 y 24 conductores con una sección de 1 a 4 mm2. Pueden utilizarse en bandejas, enterrados en ductos o directamente enterrados. A veces estos cables son denominados “Sintenax comando”. Cables IRAM 2039 También denominados “cordones flexibles” son cables flexibles de cobre, con cubierta textil, para aparatos electrodomésticos de calefacción. Cables IRAM 2188 Se fabrican según esta norma los cables flexibles de cobre con aislación y envoltura de caucho. Aunque en la actualidad su uso ha decaído todavía se los puede encontrar como cordones de alimentación de algunos electrodomésticos. Son similares a los cables tipo TPR o taller. Los conductores de la Norma IRAM 2183 y barras conductoras se identificarán con los siguientes colores: Para los conductores de RETORNO se admitirán GRIS O BLANCO. Para el conductor de fase de las instalaciones monofásicas se podrá utilizar indistintamente cualquiera de los colores indicados para las fases pero se preferirá el castaño. En el caso de instalaciones trifásicas deberá respetarse el orden de líneas empezando de izquierda a derecha. Capacidad máxima admisible de los conductores Es la corriente que un conductor puede transportar en forma continua sin incrementar la temperatura de su aislamiento mas allá del punto de peligro (punto en el que el aislante puede derretirse arder o endurecerse). La máxima cantidad de corriente admisible dependerá de 1. 2. 3. 4. 5. 6. Diámetro del conductor Del material del conductor Del tipo de aislamiento De la longitud del circuito Del n° de conductores por conducto De la temp ambiente Calentamiento admisible de los conductores Un conductor ofrece una resistencia al paso de la corriente eléctrica que genera calor por efecto Joule produciéndose una transformación permanente de energía eléctrica en calórica. De esta manera aumenta la temperatura del cable cediendo el calor al medio ambiente que lo rodea. disipación de calor Temperatura limite fluido de electrones disipación de calor la eliminación del calor dependerá de: a) b) c) d) e) f) La humedad del suelo Temperatura ambiente Por la protección exterior del cable ( ladrillos reboque, etc.) Por el calentamiento adicional de otro conductores Por una aglomeración excesiva de otros conductores Del desecamiento del suelo La temperatura máxima admisible de conductores en servicio continuo por tiempo de hasta 5 segundos podrán ser las siguientes Aislamiento PVC 70 °C NORMAL 160 °C CORTOCIRCUITO Aislamiento XLPE 90 °C NORMAL 250 ° C CORTOCIRCUITO Efecto Skin Kelvin o Pelicular Uno de los fenómenos comunes en las líneas de transmisión es el efecto Skin, también se le conoce como efecto pelicular, o efecto Kelvin. El efecto pelicular es un fenómeno eléctrico muy curioso que solo se puede observar en corriente alterna, y consiste en que la densidad de corriente se da principalmente por el exterior del conductor. Hace que la resistencia efectiva o de corriente alterna sea mayor que la resistencia óhmica o de corriente continua. En corriente continua, la densidad de corriente es similar en todo el conductor (figura a), pero en corriente alterna se observa que hay una mayor densidad de corriente en la superficie que en el centro (figura b). El efecto pelicular es el aumento de la densidad de la corriente superficial en los cables al aumentar la tensión. Cuando las tensiones son bajas, el desplazamiento de carga es uniforme en toda la sección transversal del conductor; en cambio, cuando se aumenta la tensión se produce un incremento del campo magnético en la zona central del conductor que dificulta el desplazamiento de los portadores por dicha zona, haciendo aumentar la densidad de corriente en la zona superficial del conductor. Mientras más alta es la tensión, el efecto es más visible.
