Los conductores eléctricos en baja tensión, ya sean hilos o cables, están formados fundamentalmente por 3 partes:
- Alma conductora: fabricado de cobre y por donde circula la corriente eléctrica.
- Aislante o Aislamiento: material por el que no puede pasar la corriente eléctrica y que envuelve al alma conductora para que la corriente no salga fuera de la misma.
Su misión principal es separar la parte activa (conductor con
corriente) de su entorno.
Normalmente suele ser de un material polímero, es decir de plástico.
Los más usados son el Policloruro de Vinilo (PVC), el Caucho Etileno-Propileno (EPR) y el Polietileno Reticulado (XLPE).
- Cubierta protectora: Sirve para proteger mecánicamente al cable o hilo.
Protege al alma y al aislante de daños físicos y/o químicos como el calor, la lluvia, el frío, raspaduras, golpes, etc.
Se suelen construir de
nailon, aunque no todos los conductores tienen esta cubierta, a veces el propio aislante hace las veces de aislante y cubierta protectora.
Cuando el conductor estará sometidos a desgastes externos muy grandes la cubierta protectora puede ser de acero, latón u otro material resistente.
En este caso a la cubierta protectora se la denomina "armadura".
Según lo que hemos visto, los hilos solo tendrían un alma conductora y los cables varias.
A los hilos, también se les llama monoconductores y a los cables multiconductores.
En la siguiente imagen vemos lo que comúnmente, en el argot eléctrico se llama "manguera", que son varios hilos, recubiertos cada uno con su aislante y todos ellos recubiertos por la
cubierta protectora dando la sensación de ser un solo elemento.
La manguera lógicamente es un cable porque está formado por varios hilos.
A la hora de elegir un tipo de cable es muy importante ver en el REBT las
tensiones de trabajo que debe tener para cumplir con la normativa.
Cuando hablamos de un cable conductor se suelen especificar 2 tensiones
diferentes:
- Tensión Nominal Entra Conductor y la Pantalla o Cubierta Uo:
Podríamos decir que es la Tensión Fase-Neutro o
Fase-Tierra, ya que prácticamente las 3 son la misma.
Podríamos decir que es
la Tensión de Fase (VF) para la que se ha construido el cable y sus
accesorios.
- La Tensión Nominal Entre 2 Conductores U o Un: Es la
tensión para la que el cable ha sido construido y define sus características
obtenidas con diferentes pruebas eléctricas a las que se le ha sometído.
Podríamos decir que es la Tensión de Línea (VL) para la que
se ha construido el cable y sus accesorios (tensión entre fases).
Se utiliza
como referencia en muchos casos, por ejemplo como veremos más abajo para
establecer los diferentes tipos de líneas en Alta Tensión.
Estas 2 Tensiones Nominales son a las que se les llama Tensión Asignada de
un Cable Conductor.
También se les suele llamar tensiones de aislamiento.
Las cables más utilizados en baja tensión son los de
tensiòn asignada 450/750V y los de 0,6/1KV
(600V-1.000V).
Comercialmente hay muchos tipos de conductores eléctricos pero vamos a ver los principales y más usados.
Abajo tiene imágenes de cada uno.
- Unipolares: formados por un hilo conductor.
- Multipolares: formados por más de un hilo.
- Mangueras: formado por 2 o 3 conductores rodeados de protección.
- Rígidos: difíciles de deformar.
- Flexibles: fáciles de deformar.
- Planos: de forma plana.
- Redondos: de forma redonda.
- Coaxial: Tiene un núcleo chapado en cobre, rodeado por un aislante dieléctrico.
Un escudo tejido de cobre rodea la capa aislante, el cual está finalmente unido por una cubierta de plástico más exterior.
- Trenzado: consiste en pares de alambres de cobre aislantes, los cuales están trenzados alrededor del otro.
- Con aislante: con capa protectora.
- Al aire: sin aislamiento.
- Blindados: Está hecho de uno o más alambres aislantes que están colectivamente adjuntos por una lámina de aluminio Mylar o tejido trenzado de blindaje.
- Cables para Baja Tensión, para Media y para Alta Tensión.
Los fabricante de cables marcan mediante letras y números
normalizados las características del cable, siendo estas las que
nos determinará el tipo de cable que es.
Veamos como se designan los cables
en baja tensión.
Los cables eléctricos aislados de tensión asignada hasta 450/750 V se
designan según las especificaciones de la norma UNE 20434
Veamos todas los posibilidades con un ejemplo:
PRYSMIAN AFUMEX PLUS ES07Z1-K (AS) 1 x 2,5 mm2 AENOR
- Lo 1º) que veremos será la marca del cable con la que el
fabricante lo comercializa, lo que se suele llamar "Nombre Comercial".
Por ejemplo PRYSMIAN AFUMEX PLUS. - 2º) - Normas que cumple el cable. Tenemos:
H - Significa que el cable está diseñado y construido según normas
armonizadas
A o ES o ES-N: Conforme a normas nacionales, en este caso
ES = que cumple las normas establecidas por el gobierno de España para la
fabricación de cables.
- 3º) - la Tensión Asignada. Esta se
especifica según un código:
01: 100/100 v
03: 300/300 v
05: 300/500 v 07: 450/750 v
Luego veremos para 0,6/1KV.
Esto siempre viene. A partir de aqui puede variar, pero lo normal es poner
es poner el Aislamiento-Cubierta Exterior-Tipo según Flexibilidad
(Tipo de Seguridad).
Si después de la Tensión asignada solo hay una letra es el aislamiento, si
hay 2 Aislamiento y Cubierta Exterior ( lo más normal)
Nosotros vamos a poner todas las posibilidades que puedes encontrarte,
pero estas dichas enteriormente son las más normales.
- 4º)- Material del Aislamiento:
B ......Goma de etileno-propileno (EPR)
G ......Copolímero etileno-acetato de vinilo (EVA)
N2 .....Mezcla especial de policloropreno
R .......Goma natural (NR) o goma de estireno-butadieno (SBR)
S........Goma de silicona
V .......Policloruro de vinilo (PVC)
V2 .....Mezcla de PVC (servicio de 90 ºC)
V3 .....Mezcla de PVC (servicio baja temperatura)
V4 .....Policloruro de vinilo (reticulado)
Z........Mezcla reticulada de poliolefina con baja emisión de gases
corrosivos y humos Z1 .....Mezcla termoplástica de poliolefina con baja
emisión de gases corrosivos y humos
- 5º) - Revestimiento Metálico:
C4 ......Pantalla de cobre en forma de trenza, sobre los conductores
aislados reunidos. Nuestro ejemplo no lleva.
- 6º) Material Cubierta Exterior:
B ..........................................................Goma de
etileno-propileno (EPR).
G ..........................................................Copolímero
etileno-acetato de vinilo (EVA).
J...........................................................Trenza de fibra
de vidrio.
N ..........................................................Policloropreno
(o producto equivalente).
N4 ........................................................Polietileno
clorosulfonado (CM).
N8 ........................................................Policloropreno
especial, resistente al agua.
Q ..........................................................Poliuretano
(TPU).
R ..........................................................Goma natural
(NR) o goma de estireno-butadieno (SBR).
S...........................................................Goma de
silicona.
T...........................................................Trenza textil,
impregnada o no, sobre conductores aislados.
V ..........................................................Policloruro de
vinilo (PVC).
V2 ........................................................Mezcla de PVC
(servicio de 90º C).
V3 ........................................................Mezcla de PVC
(servicio baja temperatura).
V4 ........................................................Policloruro de
vinilo (reticulado).
V5 ........................................................Mezcla de PVC
(resistente al aceite).
Z...........................................................Mezcla
reticulada de poliolefina con baja emisión de gases corrosivos y humos.
Z1 .........................................................Mezcla
termoplástica de poliolefina con baja emisión de gases corrosivos y humos
- 7º) Más sobre el Cable y su Aislamiento.
Nuestro ejemplo no especifica.
Ninguno - Cable cilíndrico.
D3 - Elemento portador constituido por uno o por varios componentes
(metálicos o textiles) situados en el centro de un cable redondo o
repartidos en el interior de un cable plano
H - Cables planos, con o sin cubierta, cuyos conductores aislados pueden
separarse.
H2 - Cables planos cuyos conductores aislados no pueden separarse.
H6 - Cables planos comprendiendo tres conductores aislados o más.
H7 - Doble capa de aislamiento extruída.
H8 - Cable extensible
- 8º) - Tipo Según Flexibilidad:
-D........Flexible para cables de máquinas de soldar.
-E .......Muy flexible para uso en máquinas de soldar.
-F .......Flexible de cobre para servicios móviles (clase 5 de UNE 21022).
-H.......Extraflexible (clase 6 de UNE 21022).
-K .......Flexible de cobre para instalaciones fijas (clase 5 de UNE 21022).
-R........Rígido, de sección circular, de varios alambres cableados.
-U........Rígido, de sección circular, de un solo alambre.
-Y ........Formado por cintas de cobre arrolladas en hélice alrededor de un
soporte textil (Oropel).
Estas se reconocen en el marcado por el guión delante de la letra. VA detrás
de la última letra del bloque. Ejemplo: ES07Z1-K
Detrás de esta especificación se suele poner las letras que indican el
Tipo de Seguridad:
(S) - de Seguridad: Libre de Halógenos y no propagador de llamas. (AS) - de Alta Seguridad: Libre de Halógenos y no
propagador de llamas, pero mejores.
(AS+) - de alta Seguridad igual que los AS, pero además, mantienen el
servicio durante y después de un fuego prolongado, a pesar de que durante el
fuego se destruyan los materiales orgánicos del cable en la zona afectada.
Son los más utilizados hoy en día.
- 9º) Número de conductores:
N - Número de conductores (1, 2, 3,..., n)
X - Signo «X» en ausencia de conductor amarillo/verde,
G - Símbolo «G», sustituye al «X» si existe un conductor amarillo/verde
En nuestro ejemplo 1 x 2,5 mm2
- 10º) Certificación:
AENOR <HAR> .......................................Su
utilización significa que el producto está sujeto a un control regular de su
fabricación por parte de un organismo externo (AENOR), disponiéndose del
certificado correspondiente.
Se trata de un producto certificado <HAR>.
Mira otros ejemplos:
H07V-R 4x16 + 16TT: Cable conforme a las normas europeas armonizadas de
tensión nominal de 450 v entre fase y tierra y tensión nominal de 750 v
entre fases, aislamiento de PVC, rígido con varios alambres.
Formado por
cuatro conductores de 16 mm² y un cable de protección de 16 mm², conductor
de cobre.
H07V-R 3x25 + 1x16 + 16TT: Cable conforme a las normas europeas armonizadas
de tensión nominal de 450 v entre fase y tierra y tensión nominal de 750 v
entre fases, aislamiento de PVC, rígido con varios alambres.
Formado por
tres conductores de 25 mm² de sección y dos de 16 mm² de sección, neutro y
conductor de protección, los conductores son de cobre.
Para los de 0,6/1KV suele ser muy parecido, aunque con
alguna pequeña diferencia.
Una regla muy simple:
- Si hay 2 letras son el Aislante y la Cubierta Exterior
- Si hay 3 letras son el Aislante, la Cubierta o Revestimiento Interior y la
Cubierta Exterior
- Si hay 4 letras son Aislante, la Cubierta o Revestimiento Interior, tipo
de armadura y la Cubierta Exterior.
Detrás de estas letras vien precedida con un guión la letra del tipo según
flexibilidad (en la tabla de más abajo faltan letras, miralas para el caso
de 450/750 que están todas y son las mismas).
El tamaño de un conductor viene determinado por su Sección.
La sección del conductor es el área del alma conductora.
A niveles de cálculos eléctricos, todas las demás partes no nos interesan, lo que realmente
interesa es la sección del alma conductora, ya que es por la que va a circular la corriente.
Esta sección es la que tendremos que calcular para que nuestro conductor sea el correcto para la instalación.
Los conductores elegidos deben tener suficiente sección para que permita todo el paso de la corriente que va a circular por el circuito, en caso contrario se calentarían en exceso pudiendo llegar a quemarse.
Para aprender facilmente a calcular la sección de los conductores en una instalación eléctrica te recomendamos la siguiente web:
Secciones de los Cables donde viene muy bien explicado.
Además de esto, su resistencia total no debe ser muy grande, ya que si fuera muy grande estaríamos perdiendo mucha energía en forma de caídas de tensión, en resumidas cuentas, tendríamos muchas pérdidas de energía en la
instalación por culpa de esta resistencia, que por culpa del efecto Joule se perdería en forma de calor.
La caída de tensión no debería ser mayor del 3% de la tensión total en ninguna instalación eléctrica de interior.
La potencia perdida, en líneas monofásicas, la podemos calcular con la siguiente fórmula: Pperdida = 2 x R x I2
En las líneas trifásicas serían por 3 en lugar de por 2.
Donde L es la longitud del cable, S la sección del cable y p es la resistividad del conductor o cable, un valor fijo que nos da el fabricante del cable.
La L se pone en metros, la Sección o diámetro en mm cuadrados y
la resistencia nos dará en ohmios.
Los conductores eléctricos, a más longitud mayor resistencia y a más sección menor resistencia.
Puedes comprobarlo por la fórmula anterior.
Lógico, si es muy largo la corriente tendrá más dificultad para llegar desde el principio hasta el final, y si es más ancho menos dificultad tendrá para pasar por el conductor que si es más estrecho.
Hablemos de la sección de los conductores.
Tenemos varias fórmulas para su cálculo, dependiendo si es en
corriente continua o alterna, pero lo forma más utilizada es mediante tablas.
Una vez que sabemos la intensidad de corriente eléctrica que va a travesar nuestro conductor, en amperios, el lugar donde estará colocado y el tipo de conductor que usaremos, deberemos buscar la sección adecuada del
cable en las tablas del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT), para el caso de España.
En otros países tendrán que consultar sus propios reglamentos.
Por ejemplo el NFPA en Estados Unidos, Reglamentación para la
Ejecución de las instalaciones eléctricas en Inmuebles de la Asociación Electrotécnica Argentina (AEA 90364), REGLAMENTO DE OBRAS E INSTALACIÓN ELÉCTRICA para México, etc.
En cualquier caso, siempre tenemos que tener en cuenta los siguiente:
- la sección del conductor neutro será como mínimo igual a la de las fases (suelen ser iguales siempre).
- La sección del cable de puesta o toma de tierra será según la siguiente tabla:
- Los conductores empleados en las instalaciones interiores son, por lo general, de cobre, bien rígidos, con tensión nominal de 750 V, o flexibles, con tensión nominal de 440 V.
- Busca información sobre cuáles son las secciones normalizadas de los conductores en el reglamento.
- La sección mínima de conductores aconsejada para cableado doméstico, para una instalación de dos conductores y tierra con aislamiento de PVC bajo tubo empotrado es:
- Cable de 1,5mm2 para iluminación
- Cable de 2,5 mm2 para tomas de uso general
- Cable de 2,5 mm2 para el baño y el cuarto de cocina
- Cable de 4 mm2 para lavadora, secadora, lavavajillas y termo eléctrico.
- Cable de 6 mm2 para la cocina y horno, aire acondicionado y la calefacción eléctrica.