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Conductores Eléctricos



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geométrico de los conductores y en consecuencia, las tensiones que se inducen en sus pantallas o
blindajes son tan pequeñas que pueden despreciarse.
2.4.2 .- Conexión a tierra.
La conexión de las pantallas a tierra es de gran importancia. Si los extremos no se conec-
tan, se inducirá en la pantalla una tensión muy cercana al potencial del conductor, en forma
parecida a lo que ocurre en el secundario de un transformador; por lo que se recomienda aterrizar
la pantalla, evitando peligros de choque eléctrico al personal y posible daño al cable por efecto
de sobre tensiones inducidas en las pantallas, que pudieran dañar las capas de aislación.
Usualmente las conexiones se realizan en uno o más puntos. Al aterrizar la pantalla en un
solo punto, la tensión inducida en la pantalla aumenta con la distancia al punto aterrizado. Si el
cable trabaja en estas condiciones, es importante conocer cuál es la tensión máxima alcanzada en
el extremo no aterrizado. Esta tensión se puede determinar en forma gráfica. Al aterrizar en
ambos extremos o en más puntos la pantalla, se garantiza una tensión inducida baja a lo largo de
todo el cable.
Cuando la pantalla está aterrizada en ambos extremos, la tensión inducida producirá la
circulación de corriente a través de ella, la cual es función de la impedancia de la pantalla. Esta
corriente inducida produce a su vez una caída de tensión que, punto a punto, es igual a la tensión
inducida y el efecto neto de ambos fenómenos es nulo. Por esta razón, el potencial a tierra de las
conexiones de los extremos se mantiene a lo largo de la pantalla del cable. Por lo tanto, es
conveniente aterrizar la pantalla en el mayor número de puntos posibles, por razones de
seguridad, por si se llegara a abrir alguna de las conexiones.
Esta corriente, producto de las tensiones inducidas en el cable no aterrizado, produce los
siguientes efectos desfavorables en el cable:
Aumenta las pérdidas.
Puede reducir notablemente la capacidad de corriente nominal de los cables,
sobre todo en calibres de mayor sección (350 MCM y  mayores).
Produce calentamiento que puede llegar a dañar los materiales que lo rodean
(aislación y cubierta del cable).
2.5.- 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.
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
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.
2.6.- INSTALACION 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.
2.6.1.- 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 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.
2.6.2.- 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.
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 2.3 se muestra el porcentaje máximo de sección transversal del ducto que
deban ocupar los conductores
Tabla Nº 2.3
Nº de conductores
%
Esquema
1
< 50
2
< 31
3
< 35
2.6.3.- 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 [21].
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
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.
2.7.- AISLADORES
2.7.1.- Condiciones generales
Los conductores empleados en líneas aéreas, en la mayor parte de los casos, son
desnudos; por lo tanto, se necesita aislarlos de los soportes por medio de aisladores, fabricados
generalmente de porcelana o vidrio. La sujeción del aislador al poste, se realiza por medio de
herrajes. Pero además, un aislador debe tener las características mecánicas necesarias para
soportar los esfuerzos a tracción o comprensión a los que está sometido.
Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto, las cualidades específicas que deben
cumplir los aisladores son:
Rigidez dieléctrica suficiente para que la tensión de perforación sea lo más
elevada posible. Esta rigidez depende de la calidad del vidrio o porcelana y
del grueso del aislador. La tensión de perforación es la tensión con la cual se
puede producir el arco a través de la masa del aislador.
Disposición adecuada, de forma que la tensión de contorneamiento presente
valores elevados y por consiguiente no se produzcan descargas de contorno
entre los conductores y el apoyo, a través de los aisladores. La tensión de
contorneamiento es la tensión con la cual se puede producir el arco a través
del aire, siguiendo la mínima distancia entre fase y tierra, es decir, el
contorno del aislador. Esta distancia se llama línea de fuga.
Resistencia mecánica adecuada para soportar los esfuerzos demandados por
el conductor, por lo que la carga de rotura de un aislador debe ser por lo
menos igual a la del conductor que tenga que soportar.
Resistencia a las variaciones de temperatura.
Ausencia de envejecimiento. 
Los aisladores son, de todos los elementos de la línea, aquellos en los que se pondrá el
máximo cuidado, tanto en su elección, como en su control de recepción, colocación y vigilancia
en explotación. En efecto, frágiles por naturaleza, se ven sometidos a esfuerzos combinados,
mecánicos, eléctricos y térmicos, colaborando todos ellos a su destrucción. 
2.7. 2.- Materiales empleados en los aisladores
2.7.2.1.- Aisladores de porcelana 
Su estructura debe ser homogénea y para dificultar las adherencias de la humedad y polvo,
la superficie exterior está recubierta por una capa de esmalte. Están fabricados con caolín y
cuarzo de primera calidad.
2.7.2.2.- Aisladores de vidrio
Están fabricados por una mezcla de arena silícea y de arena calcárea. El material es más
barato que la porcelana, pero tienen un coeficiente de dilatación muy alto, que limita su
aplicación en lugares con cambios grandes de temperatura; la resistencia al choque es menor que
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