Portal para Investigadores y Profesionales

Encuentra más Cursos o Publica tu Contenido en ElPrisma.com





Conductores Eléctricos



Enlaces Patrocinados






Navigation bar
  Start Previous page
 1 of 5 
Next page End 1 2 3 4 5  

Tema desarrollado por: Ing. Juan Alercio Alamos Hernández - juan_alamos_h@yahoo.es
CONDUCTORES ELECTRICOS
2.1.- GENERALIDADES
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. Existe una gran cantidad de
terminología referente a este tema.
En el caso general, la figura N° 2.1 muestra los componentes que pueden distinguirse en
un cable.
Figura N° 2.1 Partes componentes de un cable.
Mediante la ayuda de la figura N° 2.1 se puede hacer una descripción de las partes que
constituyen un cable, las cuales son:
Conductor, los cables pueden estar constituidos por un conductor        
(cables monofásicos), tres (cables trifásicos), cuatro, etc.
Aislamiento, capa de material dieléctrico, que aísla los conductores de
distintas fases, o entre fases y tierra. Puede ser de distintos tipos, tanto de
material orgánico, como inorgánico.
Capa semiconductora o barniz, se emplea para homogenizar la superficie en
la distribución de los conductores.
Blindaje o pantalla, cubierta metálica, que recubre el cable en toda su
extensión y que sirve para confinar el campo eléctrico y distribuirlo
uniformemente en su interior.
Chaqueta o cubierta, de material aislante muy resistente, separa los
componentes de un cable del medio exterior.
2.2.- CONDUCTORES
Son cuatro los principales factores que deben ser considerados en la selección de
conductores:
Materiales.
Flexibilidad.
Forma.
Dimensiones.
2.2.1.- Materiales.
Los materiales más usados como conductores eléctricos son el cobre y el aluminio,
aunque el primero es superior en características eléctricas y mecánicas (la conductividad del
aluminio es aproximadamente un 60% de la del cobre y su resistencia a la tracción es de un 40%),
las características de bajo peso y menor costo del aluminio, han dado lugar a un amplio uso tanto
para conductores desnudos como aislados.
En la tabla Nº 2.1 se compara en forma general las propiedades principales de los metales
usados en la manufactura de cables. Se han incluido en esta tabla, metales que no se utilizan
directamente como conductores; por ejemplo: plomo, usado para agregar la impermeabilidad del
cable, y el acero, que se emplea como armadura para protección y como elemento de soporte de
la tensión mecánica.
Tabla Nº 2.1 Características de los Metales
Metal
Cu. elec.
Blando
Al.
duro
Almelec
3/4 dureza
Plomo
(alea. al)
Acero
Peso Espec.        [kg/dm
3]
8.89
8.89
2.7
2.7
11.35
7.8
a 20
o
C       [
?km/mm
2]
17.5
17.8
28.5
32.5
206
190
Temp. Fusión            [
o
C] 
1083
1083
657
657
327
1400
Resis. Ruptura    [N/mm
2]
20-25
35-50
12-15
35-40
1.75
40-150
Calor Especif.    [Cal/
o
Cg]
0.093
0.093
0.214
0.214
0.030
0.114
Mod. Elasticidad [N/mm²
]
10500
12000
5600
6000
1700
18500
a 20° C           [10
-6
/
o
C]
17
17
23
23
29
11.5
Coef.
con t   [10
-3
/
o
C]
4
4
4
3.6
4.2
4
Cond.Térmica   [W/
o
Ccm]
3.85
3.85
2.17
1.84
0.35
0.46
En el cobre usado en conductores eléctricos, se distinguen tres temples; blando, semiduro
y duro; con propiedades algo diferentes, siendo el cobre blando de mayor conductibilidad y el
cobre duro el de mayor resistencia mecánica.
En la tabla Nº 2.2 se comparan algunas de las características más importantes en
conductores fabricados de cobre y aluminio.
Tabla Nº 2.2 Comparación de características entre cobre y aluminio.
Características
Cobre
Aluminio
Resistencia eléctrica
1
1.56
Resistencia mecánica
1
0.45
Para igual volumen         : Relación de pesos.
1
0.30
Para igual conductancia  : Relación de áreas.
1
1.64
                                        : Relación de diámetros.
1
1.27
                                        : Relación de pesos.
1
0.49
Para igual diámetro        : Relación de resistencias.
1
1.61
                                       : Capacidad de corriente.
1
0.78
2.2.2.- Flexibilidad
La flexibilidad de un conductor se logra de dos maneras, recociendo el material para
suavizarlo o aumentando el número de hebras que lo forman.
La operación de reunir varios conductores se denomina cableado y da lugar a diferentes
flexibilidades, de acuerdo con el número de hebras que lo forman, el peso o longitud del torcido
de agrupación y el tipo de cable.
2.2.3.- Configuraciones.
Los conductores pueden tener varias configuraciones, algunas de ellas se muestran en la
figura N° 2.2.
Figura N° 2.2 Distintas formas de conductores.
 
El conductor circular compacto; en este tipo de conductor, las hebras que lo constituyen
.tienen diferentes secciones, de modo de aprovechar mejor el espacio. Con esta construcción, se
obtiene un conductor de menor diámetro y peso, que un conductor concéntrico, comparando una
misma sección de cobre. Esto significa estructuras mas livianas en tendidos aéreos o ductos de
menor diámetro en tendido subterráneo.
El conductor sectorial; en este tipo de conductor las hebras se agrupan para ocupar un
sector circular equivalente a un tercio de circunferencia. Esta forma de construcción se emplea
en la fabricación de cables trifásicos.
El cable anular; consiste en alambres trenzados helicoidalmente, en capas concéntricas,
sobre un núcleo que puede ser una hélice metálica. Esta construcción disminuye el efecto Skin y
por lo tanto la resistencia efectiva.
El conductor segmenta; este conductor esta formado por tres o cuatro segmentos, aislados
entre si por una delgada capa de aislante, todo trenzado en conducto. Los segmentos se conectan
en paralelo. Con esto se reduce el efecto Skin. El conductor tiene algunas ventajas en el orden
dimensional, ya que se consigue una sección menor y más económica que los conductores
anulares.
Comparando los cables conductores sectoriales, con los equivalentes de conductores
redondos, se tiene que los primeros presentan las siguientes ventajas:
Menor diámetro.
Menor peso.
Costo más bajo.
Pero tienen en cambio estas desventajas:
Menor flexibilidad.
Mayor dificultad en la ejecución de uniones.
La mayoría de los cables utilizados en líneas de transmisión, son concéntricos y están
formados por 3 - 7 - 12 - 19 - 37 - 61 - 91 - 127 hebras. Algunas de las formaciones en cables se
muestran en la figura N° 2.3
Cable desnudo de aleación de aluminio
Cable de aleación de aluminio protegida con PVC
Cable desnudo de aluminio con alma de acero
Figura N° 2.3 Construcción típicas de cables.
2.2.4.- Dimensiones
En el capítulo 8, sección 8.4 están descritas las formas de denominar los calibres de los
conductores eléctricos, como también las equivalencias entre medidas.
2.3.- AISLACION
La función de la aislación es evitar contactos involuntarios con partes energizadas del
cable y encerrar la corriente eléctrica en el conductor. En principio, las propiedades de las
aislaciones son con frecuencia más que suficientes para su aplicación, pero los efectos de la
operación, medio ambiente, envejecimiento, etc. pueden degradar al aislación rápidamente hasta
el punto en que llegue a fallar, por lo que es importante seleccionar el más adecuado para cada
aplicación.
En función del nivel de tensión, debe tomarse en cuenta ciertas condiciones de aislación
eléctrica, para los distintos conductores.
Dada la diversidad de tipos de aislación que existen para cables eléctricos, el proyectista
deberá tener presentes las características de cada uno de ellos, para su adecuada selección, tanto
en el aspecto técnico como económico. Existen para todo el universo de dichos aislantes,
características concretas para su diferencia, las cuales se rigen mediante los siguientes criterios:
Resistencia al calentamiento
Envejecimiento por temperatura
Resistencia al ozono y al efecto corona
Resistencia a la contaminación
Los materiales de aislación más utilizados se muestran en la siguiente clasificación.
Posteriormente se discuten las principales características de los más utilizados.
Cloruro de polivinilo o PVC
Polietileno o PE
Caucho
Goma
Neoprén
Nylon
2.4.- BLINDAJE
El blindaje o pantalla está constituido por una capa conductora colocada sobre el aislante
y conectada a tierra, que tiene por principal objetivo crear una superficie equipotencial para
uniformar el campo eléctrico radial en el dieléctrico. La pantalla sirve además, para blindar al
cable de campos externos y como protección para el personal, mediante su conexión efectiva a
tierra. El blindaje de un cable puede ser metálico o de algún material semiconductor. 
Para cables que operan en baja tensión, no se requiere del control de la distribución del
campo eléctrico y por lo tanto puede prescindirse del blindaje. Sin embargo, este se usa
ocasionalmente en instalaciones de baja tensión, para evitar inducciones de potencial a 
conductores externos, principalmente en salas de control. Para tensiones superiores, el blindaje
protege al cable de daños por efecto corona y permite una distribución más uniforme del campo
eléctrico. Las principales causas de usar un blindaje metálico son:
Confinar el campo eléctrico, entre el conductor y el blindaje.
Igualar esfuerzos de voltaje dentro de la aislación, minimizando descargas
parciales.
Proteger mejor el cable contra potenciales inducidos.
Limitar las interferencias electromagnéticas o electrostáticas.
Reducir peligros por golpes externos.
Las condiciones que determinan el uso de cable blindado son:
Cuando el cable va directamente enterrado.
Cuando en la superficie del cable se pueden concentrar cantidades
importantes de partículas conductoras (sales químicas, etc).
2.4.1.- Tensiones inducidas.
El problema de cuantificar y minimizar las tensiones inducidas en las pantallas de los
cables de energía, se refiere fundamentalmente a los cables unipolares, ya que las variaciones del
campo magnético en los cables tripolares se anulan a una distancia relativamente corta del centro
Previous page Top Next page
Comparte ElPrisma.com en:   Tweet     Mister Wong 


Es política de El Prisma.com cumplir con las leyes nacionales y tratados internacionales que protegen la propiedad intelectual y los Derechos de Autor (Copyright). Los textos mostrados en esta página han sido enviados por nuestros usuarios que han declarado ser los autores de los mismos y han permitido su uso por parte de www.elprisma.com, si usted considera que la información contenida en esta página viola sus derechos de autor, por favor envíenos su notificación de infracción a sugerencias1[en]elprisma.com y removeremos los textos de nuestros servidores. Condiciones de Uso.

Administración de Empresas y Negocios, Economía y Finanzas, Mercadeo y Publicidad, Arquitectura, Diseño Gráfico, Diseño Industrial, Teología, Pedagogía, Ciencias Políticas, Derecho, Historia, Bellas Artes, Comunicación y Periodismo, Español y Literatura, Filosofía, Ingeniería Civil, Ingeniería de Minas y Petróleos, Ingeniería de Sistemas e Informática, Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Ingeniería Industrial, Ingeniería Mecánica, Ingeniería Química, Biología, Física, Geografía, Matemáticas, Química, Medicina, Odontología, Psicología, Agronomía, Veterinaria, Zootecnia.