Conexiones Eléctricas (Parte 3ª)

Terminales para cables monometálicos o bimetálicos

Terminales monometálicos

Los terminales monometálicos pueden ser de aluminio o de cobre adecuados para la conexión específica de cables de aluminio y aluminio-acero o de cobre a bornes del mismo material o de sus aleaciones.

Figura 33

Terminales bimetálicos

            Ø Los terminales bimetálicos están diseñados para la realización de conexiones eléctricas aluminio-cobre desmontables, efectuadas en ambientes secos o protegidos de la humedad. Puede considerarse que constan de tres partes, la conexión al cobre, la conexión al aluminio y la unión entre ambas.

           Ø La unión entre el aluminio y el cobre se realizan mediante soldadura por fricción.

         Ø Pueden ser desnudos, que requerirán implementarlos con un recubrimiento aislante de la zona de compresión o preaislados.

Figura 34

Pasos a seguir

La unión se realizará por compresión de la parte tubular del terminal, siguiendo los siguientes pasos:

         Ø Preparar los cables a conectar cortando en el lugar apropiado para que cuando se proceda al embornado del cable no se someta la conexión a esfuerzos mecánicos que pueden dar lugar a la deformación del borne receptor.

             Ø Retirar el aislamiento del extremo del cable, eliminar rebabas y limpiar.

       Ø En los terminales no aislados introducir en el cable un manguito termoretráctil o contráctil de suficiente longitud de modo que cubra desde el inicio de la pala hasta unos centímetros del aislamiento.

         Ø Introducir el cable en el terminal y mediante prensa hidráulica o mecánica apropiada, prensar con punzonado o hexagonal. El prensado se realizará partiendo de la pala hacia el cable.

           Ø Situar el manguito retráctil y contraerlo.

 Figura 35

Caja de derivación (figura 36)

Ø Consiste en una caja de doble aislamiento que aloja en su interior cuatro bornes fijos los cuales permiten la conexión de una derivación al cable principal de la red sin necesidad de cortarlo. La conexión se realiza a dos niveles uno para el conductor pasante y otro para el derivado. Los bornes son de presión por tornillería y aptos para la conexión indistinta de aluminio o cobre.

Ø Su envolvente impide la entrada de agua y le confiere el aislamiento funcional y de protección apto para instalaciones hasta 440 V.

Ø La presión de contacto la proporciona el par de apriete aplicado a los tornillos de los bornes.

Ø Se utilizan para la conexión a la red de acometidas de suministros en BT o derivaciones de la red.

Figura 36

Instalación

Ø Separar la red de la pared donde está fijada y anclar la caja en el muro de forma que el centro de la caja unos 5 a 10 cm. Por encima del eje de la línea.

Ø Retirar la cubierta del borne superior y desmontar el estribo y la placa intermedia. 

Ø Retirar el aislamiento del conductor en la zona coincidente con el borne.

Ø Colocar el conductor pasante sobre la base del borne y montar, provisionalmente, la placa intermedia y el estribo apretando ligeramente las tuercas.

Ø Repetir las operaciones  en el resto de los conductores de la línea pasante.

Ø Preparar los extremos del cable derivado de forma que el cable llegue justo al borde del estribo.

Ø Retirar el aislamiento del cable derivado justo el ancho del borne.

Ø Retirar el estribo, colocar el cable derivado, volver a montar el estribo y apretar de acuerdo al par de apriete indicado por el fabricante.

Ø Repetir las operaciones en el resto de los conductores de la línea derivada.

Ø Verificar el apriete de las tuercas de los bornes y cubrirlos con sus correspondientes capuchones protectores.

Figura 37

Conexión de cables aislados para instalaciones subterráneas

Empalmes para cables de aluminio o de cobre

Los empalmes para conductores aislados para instalación subterránea constan de tres partes:

Figura 38: Empalmes monometálicos

       Ø Pieza de empalme. Pieza de forma tubular construida en cobre o en aluminio con formas y dimensiones normalizadas, en la que se alojarán los extremos de los cables a unir y mediante deformación por compresión asegurará la conexión eléctrica.

  Ø Recubrimiento aislante. Material que colocado sobre la pieza de conexión restituye las características del aislamiento del cable en la zona del empalme. Puede estar constituido por: Empalmes monometálicos

-     Tubo expandido que mediante la aportación de calor o liberación del soporte que lo mantiene dilatado, se adapta a la superficie del cable y de la pieza de conexión.

-       Resina colada directamente sobre la pieza de empalme utilizando como contenedor  un ”torpedo” de plástico rígido.

En este tipo de instalación, el propio recubrimiento aislante por sus características asume la función de cubierta resistente a la humedad y a los ácidos o bases procedentes de filtraciones de desagües en mal estado.

Para evitar que la humedad o los líquidos penetren en la conexión y puedan alterarse las características aislantes o se produzca oxidación, el recubrimiento aislante se extenderá sobre la cubierta del cable como mínimo una longitud de 6 cm por ambos lados de la pieza de conexión, la unión se efectuará mediante resina termofusible o vulcanizable en frío.

Figura 39: Empalme bimetálico

         Ø Cubierta protectora. Cuando se considere que el empalme pueda estar sometido a presiones externas transmitidas por el propio terreno, una vez confeccionado el empalme se alojará en el interior de una envolvente que se rellenará de resina colada semirígida.

Los empalmes de conductor de aluminio con conductor de cobre se realizarán con piezas de conexión bimetálicas.

Empalmes con aislamiento termoretráctil para cable unipolar 

Ø Preparar los cables a unir de forma que queden orientados y coincidentes entre si de forma que exista un cierto solape. 

Ø Cortar de uno en uno los conductores que forman la línea, de manera que al confeccionar los empalmes queden escalonados longitudinalmente.

Ø Retirar el aislamiento de los conductores en la zona del empalme. 

Ø Eliminar las rebabas del extremo de los conductores y limpiar.

Ø Introducir el recubrimiento aislante

Ø Introducir la pieza de conexión y proceder al prensado en forma hexagonal o circular, en los conductores de aluminio puede aplicarse el punzonado profundo.

Ø Limpiar de grasa la cubierta del conductor, desplazar el tubo aislante hasta situarlo centrado al empalme y empezar a contraer de forma alternada partiendo del centro hacia el cable.

Ø Repetir estas operaciones en cada uno de los conductores.

Ejemplos:

Figura 40

Empalmes con aislamiento termoretráctil para cable multipolar

Ø Preparar los cables a unir de forma que queden orientados y coincidentes entre si de forma que exista un cierto solape. 

Ø Retirar la cubierta exterior del cable en una longitud suficiente.

Ø Cortar de uno en uno los conductores que constituyen el cable, de forma que al confeccionar los empalmes queden escalonados longitudinalmente.

Ø Retirar el aislamiento de los conductores en la zona del empalme.

Ø Introducir la cubierta exterior del empalme.

Ø Eliminar las rebabas del extremo de los conductores y limpiar 

Ø Introducir el recubrimiento aislante.

Ø Introducir la pieza de conexión y proceder al prensado en forma hexagonal o circular, en los conductores de aluminio puede aplicarse el punzonado profundo.

Ø Limpiar de grasa la cubierta del conductor, desplazar el tubo aislante hasta situarlo centrado al empalme y empezar a contraer de forma alternada partiendo del centro hacia el cable.

Ø Repetir estas operaciones en cada uno de los conductores.

Ø Situar la cubierta exterior del empalme y contraer de forma alternada partiendo del centro hacia el cable.

Pasos a seguir:

Figura 41

Empalmes con aislamiento de resina para cable multipolar

Ø Preparar los cables a unir de forma que queden orientados y coincidentes entre si de forma que exista un cierto solape. 

Ø Retirar la cubierta exterior del cable en una longitud suficiente.

Ø Separar los conductores entre si y cortarlos.

Ø Retirar el aislamiento de los conductores en la zona del empalme.

Ø Eliminar las rebabas del extremo de los conductores y limpiar.

Ø Introducir la pieza de conexión y proceder al prensado en forma hexagonal o circular, en los conductores de aluminio puede aplicarse el punzonado profundo.

Ø Repetir estas operaciones en cada uno de los conductores.

Ø Separar los cables de forma que entre ellos exista la distancia indicada por el fabricante.

Ø Mediante masilla obturar los extremos del cable, para evitar la penetración longitudinal de la resina aislante.

Ø Preparar la carcasa exterior del empalme, situarla de forma que cubra la zona del empalme cerrar las dos mitades y obturar los extremos.

Ø Mezclar los componentes de la resina.

Ø Verter la resina en la carcasa lentamente de manera que no se formen burbujas de aire. Dejar que se efectúe el endurecimiento de la resina.

Ejemplo:

Figura 42

Derivaciones para cables de aluminio o de cobre

Las derivaciones para conductores aislados para instalación subterránea constan de cuatro partes:

Ø Pieza de conexión. Pieza en forma de “C” abierta construida en cobre o en aluminio, en su interior se alojarán el cable principal pasante y el extremo del cable derivado. La unión se realiza mediante deformación por compresión circular.

Ø Recubrimiento aislante. Restituye las características del aislamiento del cable en la zona del empalme. Puede estar constituido por:

-        Cinta aislante autovulcanizable en frío que se aplica sobre la superficie del cable y de la pieza de conexión.

-      Resina colada directamente sobre la pieza de empalme utilizando como contenedor  un "torpedo" de plástico rígido.

Figura 43

                Ø Sistema de sellado. Da una forma regular al conjunto de la pieza de conexión y a los cables, rellenando y obturando que pueden quedar al restituir el aislamiento. El sistema de sellado evita que la humedad o los líquidos penetren en la conexión y puedan alterarse las características aislantes o se produzca oxidación. El sellado se efectuará mediante resina o masilla vulcanizable en frío.

                Ø Cubierta protectora. Cubre el conjunto de la conexión aportando una protección externa que evite las agresiones mecánicas y la degradación del aislamiento y los productos de sellado. Puede estar constituida por una carcasa rellena de resina o una manta termoretráctil.

Las derivaciones de conductor de aluminio con conductor de cobre se realizarán con piezas de conexión de cobre estañado o de aluminio.

Derivaciones con aislamiento termoretráctil para cable unipolar

Ø Preparar los cables a unir de forma que queden orientados y coincidentes entre sí. 

Ø Cortar de uno en uno los conductores que forman la derivación, de manera que al confeccionar las derivaciones queden escalonadas longitudinalmente.

Ø Retirar el aislamiento del extremo de los conductores que forman la derivación.

Ø Eliminar las rebabas del extremo de los conductores y limpiar.

Ø Retirar el aislamiento del cable principal, en la zona donde se efectúe la derivación.

Ø Introducir la pieza de conexión de forma que abrace el conductor principal y el derivado, proceder al prensado en forma circular.

Ø Limpiar de grasa la cubierta del conductor lijar la superficie de la cubierta de los cables y aplicar masilla de relleno sobre los cables así como sobre la pieza de conexión.

Ø Colocar un tubo termoretráctil abierto sobre la derivación y empezar a contraer de forma alternada partiendo del centro hacia el cable.

Ø Repetir estas operaciones en cada uno de los conductores.

 Ejemplo:

Figura 44

 Conexión de pletinas

Ø La unión de un terminal o una pletina a un borne se realiza mediante uno o varios tornillos según la intensidad que deba circular por la conexión.

Ø Los parámetros más significativos para definir la calidad de una conexión de este tipo son: La resistencia de contacto y la capacidad de disipar el calor producido por el paso de la corriente. Es frecuente en los ensayos de equipos eléctricos valorar el calentamiento de los bornes de conexión.

Ø La resistencia de contacto para un mismo tipo de material, varía según lo hagan los siguientes factores:

Superficie de contacto

Una superficie lisa con buena calidad del acabado superficial de la zona de contacto disminuye la resistencia de contacto y facilita la distribución del paso de la corriente.

 Presión de contacto

Ø Produce la unión de las superficies de contacto haciendo que la unión ofrezca la menor resistencia posible al paso de la corriente. 

Ø La presión que se ejerce sobre las superficies  de contacto debe mantenerse durante  todo el ciclo de carga, por lo cual el sistema de unión tendrá una elasticidad capaz de absorber la dilatación de los elementos de conexión.

Ø La elasticidad de la unión dependerá de las características de las arandelas elásticas y del par de apriete aplicado al tornillo. Una conexión no debe apretarse todo lo que se puede, sino lo necesario.

Figura 45

 Capacidad de disipar el calor producido en la conexión

Ø En general el calentamiento máximo que debe producirse en una conexión es de 60 ºC, para ello es necesario dimensionar adecuadamente las pletinas para que puedan disipar el calor.

Ø Cuando las conexiones se realicen en el interior de una envolvente, esta deberá disponer de un sistema de aireación que evacúe por convección el calor producido en las conexiones.

Ø Es recomendable disponer las conexiones en diferentes planos verticales, o separadas suficientemente para que el calor desprendido por una no afecte a las superiores.

Ø Si el calentamiento es mayor al previsto en el diseño de la conexión, varían: La resistencia de contacto, la dilatación y la presión de contacto,  pudiendo superarse los limites elásticos de los materiales (tornillos, cables, bridas).

Apriete por tornillería

Ø En las piezas de conexión con apriete por tornillería la presión de contacto está regulada por la deformación elástica del conjunto de las piezas que la forman, de modo que la dilatación que tiene lugar al calentarse por el paso de la corriente  produce deformaciones que una vez enfriada la conexión deben recuperar su posición inicial, sin que varíen las características de la unión. 

Ø La elasticidad de la pieza de conexión puede ser debida a la forma del cuerpo de la pieza o la de su sistema de apriete.

Ø En los movimientos elásticos de una conexión la presión que se ejerce sobre el conductor debe asegurar el contacto, sin producir la fluencia del material ni dar lugar a deformaciones permanentes por superarse el límite elástico del material.

Ø Para mantener la conexión con unos márgenes de elasticidad adecuados, deberá tenerse un especial cuidado en aplicar el par de apriete apropiado a la pieza de conexión y al material del conductor. Para ello el fabricante dará el valor del par de apriete para el que está diseñada la pieza, o aportará soluciones constructivas como, tornillos con cabeza fusible que al efectuar el apriete de la conexión cuando se alcanza el par necesario, rompe una parte la cabeza del tornillo, indicando que la conexión ha alcanzado la presión suficiente.

Ø Un par de apriete insuficiente da lugar a calentamientos por excesiva resistencia de contacto.

Ø Un par de apriete excesivo da lugar a deformaciones permanentes por fluencia de los materiales al sobrepasar sus límites elásticos. Al establecerse un nuevo ciclo de carga la conexión habrá perdido parte de la presión de contacto dando lugar a un calentamiento cada vez mayor de la conexión.

Ø A título orientativo en la tabla siguiente se indica el valor del par de apriete máximo aplicable a los tornillos de acero para que mantengan sus características elásticas:

Continua en: Conexiones Eléctricas (y Parte 4ª)
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