martes, 22 de enero de 2013

CONDUCTORES ELÉCTRICOS

Este post tiene como finalidad aprender a distinguir/identificar/seleccionar el cable eléctrico o conductor que necesitemos en cada momento.

Comenzaré explicando, como se suele decir, desde cero hasta llegar a la "Data sheet" u hoja técnica donde tenemos que elegir en concreto qué queremos en base a nuestras necesidades.

Un material conductor es el que permite el paso de la corriente a través de él, será buen conductor si lo hace con facilidad (cobre) o, al contrario, aislante si no permite el paso de la corriente(madera).
Los conductores eléctricos pueden ser:
Flexibles: Formados por un conjunto de alambres finos, unidos eléctricamente, constituyendo un único cable.
Rígidos: (hilos) Un único alambre cilíndrico de una sección específica.
Unipolar: Formado por un solo conductor aislado (rígido o flexible).
Multiconductor: (manguera  o cable múltiple) Formado por varios conductores aislados entre sí. Normalmente formado por tres cables o conductores.

Aislamiento:
Los conductores se presentan recubiertos, aislados por materiales termoplásticos o termoestables  para que no existan fugas de corriente y para su protección.
Termoplásticos: PVC (Policloruro de vinilo), Teflón (fluorados), PE (Polietileno lineal), PU (Poliuretano), Z1 (Poliolefinas)…
Termoestables: SI (Silicona), PCP (Neopreno), XLPE (Polietilento Reticulado), EPR (Etileno Propileno), SBR (Caucho Natural), EVA (Acetato de Etil Vinil)…

Colores:
La funda aislante de los conductores  se presenta de diferentes colores, cada uno con un significado:
Marrón, negro, gris                     Fase (L1, L2, L3)
Azul claro                                   Neutro
Verde/amarillo                            Tierra

Sección:
Existen diferentes secciones de cables, en función de la potencia necesaria, de los dispositivos eléctricos que se conecten.
Las secciones normalizadas, con la que trabajan técnicos y fabricantes, vienen de la relación:  

Secciones normalizadas: 0’5, 0’75, 1, 1’5, 2’5, 4, 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500, 630.
Secciones y usos comunes:
Sección
Intensidad
Usos
1, 1’25, 1’5 mm
10A
Circuito de iluminación. Planchas, cafeteras eléctricas, estufas, radiadores.
2’5 mm
16A
Circuito eléctrico principal de una casa. Enchufes.
4 mm
20A
Hornos, cocinas y pequeños calentadores.
6 mm
25A
Hornos (>12kw).
10 mm
40A
Hornos y grandes aparatos.
16 mm
63A

25 mm
100A


Nota: Normalmente, a la hora de comprar los cables, se piden por el número de conductores que lo forman y por su sección (manguera de 3 x 2’5 mm2) excepto el cable esmaltado (bobinado) que se pide por su diámetro en vez de por sección.

Conexiones eléctricas:
Los conductores se conectarán a otros conductores o a los diferentes mecanismos mediante bornes, de varias formas y tamaños, según el tipo de conexión que se vaya a realizar. Sin embargo, si necesitamos realizar derivaciones usaremos las regletas de conexión, que también sirven para unir conductores.

Normativa: Cables y UNEs:

-       UNE 21031: Cables de tensión asignada inferior o igual a 450/750 V, con aislamiento termoplástico.
-       UNE 21027: Cables de tensión asignada inferior o igual a 450/750 V, con aislamiento reticulado.
-       UNE 21153: Cables flexibles planos con cubierta de policloruro de vinilo.
-       UNE 211002: Cables de tensión asignada hasta 450/750 V con aislamiento de compuesto termoplástico de baja emisión de humos y gases corrosivos. Cables unipolares sin cubierta para instalaciones fijas.
-       UNE-EN 50214: Cables flexibles para ascensores y montacargas.
-       UNE 21123: Cables eléctricos de utilización industrial de tensión asignada 0,6/1kV
-       UNE 21030: Conductores aislados cableados en haz de tensión asignada 0,6/1 kV, para líneas de distribución y acometidas.
-       UNE 21022: Especifica las características constructivas y eléctricas de las diferentes
      clases de conductor, tanto de cobre como de aluminio.


Normativa: Cables y RBT:

Instalaciones de distribución
ITC-BT 06: Redes aéreas
ITC-BT 07: Redes subterráneas
ITC-BT 11: Acometidas
Instalaciones de enlace.
ITC-BT 14: Línea General de Alimentación (LGA)
ITC-BT 15: Derivación Individual (DI)
ITC-BT 16: Centralización de contadores (CC)

Instalaciones interiores en viviendas.
ITC-BT 026: Prescripciones generales de instalación
ITC-BT 27: Locales que contienen una bañera o ducha.
ITC-BT 28: LOCALES DE PÚBLICA CONCURRENCIA
ITC-BT 29: INSTALACIONES DE LOCALES CON RIESGO DE INCENDIO O EXPLOSIÓN

Otras aplicaciones particulares.
ITC-BT 30: Instalaciones en locales de características especiales
ITC-BT 31: Instalaciones con fines especiales: Piscinas y fuentes
ITC-BT 32: Instalaciones con fines especiales: Máquinas de elevación  y 
transporte
ITC-BT 33: Instalaciones con fines especiales: Instalaciones provisionales y 
temporales de obras
ITC-BT 34: Instalaciones con fines especiales: Ferias y stands
ITC-BT 41: Instalaciones eléctricas en caravanas y parques de caravanas
ITC-BT 42: Instalaciones eléctricas en puertos y marinas para barcos de recreo
ITC-BT 44: Instalación de receptores. Receptores para alumbrado
ITC-BT 49: Instalaciones eléctricas en muebles



Normativas, designación y, cómo no, discrepancias:

Para designar un cable utilizamos una secuencia de símbolos en el que cada uno tiene un significado.

- UNE 20434 designa a los conductores eléctricos aislados de tensión hasta 450/750 V, correspondiendo a un sistema armonizado, de aplicación Europea.
El sistema de designación de cables de tensión 0'6/1kV no está armonizado y no corresponde a esta norma. Cada norma particular definirá su propio código de asignación.
Normas: UNE 21123, UNE-HD 603 o UNE 21030.

Existen discrepancias y contradicciones entre las normativas, entre los sistemas de designación, el mismo símbolo tiene significados diferentes según se trate de un cable 450/750V o 0'6/1kV.

La Asociación Española de fabricantes de cables y Facel tienen publicados  estudios donde comparan dichas normativas y exponen los diferentes métodos de cálculos, adjuntando también ejemplos correspondientes.

Publicación 0'6/1kV y 450/750V

Los cables eléctricos y el RBT


Guias y publicaciones de Facel. Cables y normativas.


   Guia general de cables (Europea)

Representación gráfica:



SISTEMAS DE MEDIDA
El sistema de medida empleado en proyectos eléctricos se rige por el sistema MKS. Sin embargo, dependiendo del país de origen, pueden venir en diferentes unidades. Este es un aspecto que debe ser considerado en la etapa del proyecto para evitar cometer errores.
 Un caso especial lo constituyen las secciones de los conductores, los que se pueden especificar de diferentes formas.
-   Sistema norteamericano (AWG): Define una progresión geométrica entre los diámetros de los conductores, considerados como conductores sólidos.  Define 39 pasos del alambrón para máquinas y los 2 diámetros extremos. El diámetro mayor corresponde al calibre 4/0AWG y el menor #36AWG.  Progresión geométrica:

 Sistema métrico: En el sistema métrico consideramos la sección en mm2, como el ejemplo de secciones normalizadas que mostraba anteriormente.
-   Serie Europa: Al igual que la americana, la norma europea define una progresión geométrica (mucho más lógica para mí) para relacionar un cable con otro, llamada serie normal y cuya razón se basa en las potencias de diez. Las series normales con R5, R10, R20, R40… Por ejemplo, R5 :

DIMENSIONADO

El cable o conductor transportará la energía eléctrica entre los diferentes sistemas que integren, en mi caso, un sistema fotovoltaico.
Partiendo de la premisa de que la resistencia eléctrica de un conductor nunca es nula, sabemos que nuestros cables perderán o disiparán energía en forma de calor.
El voltaje en un sistema fotovoltaico es bajo,CC, de 12 o 24V.
Los Watts o cantidad de potencia producida en el sistema (por batería o panel) viene de la fórmula P = V x I. (Potencia= Tensión (voltios) x Corriente (amperios))
Al utilizar un voltaje bajo, la corriente será casí 20veces más alta que en un sistema de 220V. Quiero decir, los cables serán mucho más gruesos para así impedir el recalentamiento/quemado.

Los fabricantes suministran tablas con las características  de sus cables, donde podemos seleccionar el calibre del conductor que necesitemos.
En instalaciones fotovoltaicas es importante tener en cuenta:
- la caída de tensión en el cable proveniente de los paneles hacia el controlador o baterías.
- el tamaño de los fusibles no debería ser mayor a la proporción de corriente máxima del cable.







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