Cables Eléctricos: Componentes, Protección y Clasificación

Protecciones de Cables

Los cables eléctricos requieren diferentes tipos de protección para asegurar su correcto funcionamiento y prolongar su vida útil. Estas protecciones se dividen principalmente en dos categorías: eléctrica y mecánica.

Protección Eléctrica

La protección eléctrica se logra mediante:

• Capas Semiconductoras: Interna (alisa el campo eléctrico próximo al conductor, impidiendo la ionización del aire entre conductor y aislante) y externa (función similar pero en la capa externa, evitando la presencia de vacíos en tensión entre pantalla y aislamiento).
• Pantallas o Blindajes: Elementos metálicos con funciones de protección eléctrica constituida por una corona de alambres o envoltura metálica que a la vez hace función de armadura. Dan forma cilíndrica al campo eléctrico y lo aíslan en el interior del cable, limitan la influencia entre éstos y evitan el peligro de electrocuciones.

Protección Mecánica

La protección mecánica se logra mediante:

• Armaduras: Elementos metálicos que protegen mecánicamente el cable.
• Cubiertas: Elementos de protección no metálicos que protegen el cable contra agentes exteriores. Los materiales comunes incluyen:
• Termoplásticos: PVC, polietileno termoplástico, poliolefinas.
• Termoestables: Neopreno, hypalón.

Clasificación de Cables

Los cables se pueden clasificar según su configuración y el campo eléctrico que generan.

Según Configuración

• Unipolar: Constituido por 1 conductor y sus aislamientos y protecciones. Cuanta más potencia, más se utilizan, son económicos, y fáciles de transportar e instalar.
• Multipolar: Dos o más conductores, cada uno con su aislamiento, el conjunto está con envolvente aislante, pantalla, recubrimiento, etc. común.

Según Campo Eléctrico

Las líneas de campo de los unipolares son radiales, en cambio en el multipolar no, debido a los potenciales entre los espacios. En los multipolares apantallados individualmente hacemos otra clasificación:

• Campo Radial: Para que estos cables puedan soportar altas tensiones, se colocan en pantallas individuales, aislando el campo eléctrico de su interior, sin influir con los otros.
• No Radial: Se aplican solo hasta 15kV si el aislamiento es de papel impregnado, si es seco, solo hasta 6 o 10kV.

Componentes de un Cable

• Conductor: Por él circula la corriente. Se le exige una baja resistividad eléctrica, buenas características mecánicas y alta resistencia a la corrosión. Se emplean sobre todo el cobre y el aluminio.
• Material Aislante: Aísla el conductor por sus características dieléctricas, se dispone alrededor de éste cubriéndolo totalmente. Se clasifican en:
• Estratificados: Cintas aislantes aplicadas en hélice a paso muy corto, hay de papel impregnado en aceite o mixtas impregnadas en aceite.
• Extrusionados: Materiales sintéticos aplicados mediante el extrusionamiento, hay termoestables (EPR 150KV o XLPE 250KV) termoplásticos (PVC 6KV y HEPR 400KV).

Propiedades y Aplicaciones de Aislamientos

• Aislados con papel impregnado: Tienen muy buenas propiedades dieléctricas, se emplean en tensiones elevadas. La envoltura aislante está formada por varias capas de papel impregnado, compuesta por aceites minerales y materias de gran rigidez dieléctrica. Son idóneos para redes subterráneas de AT de las ciudades.
• Aislados con XLPE: Tienen buenas propiedades eléctricas y excelente estabilidad térmica, pero tiene baja resistencia a la ionización en humedad. Para mejorarlos, se les pone una cubierta de alta impermeabilidad y elevada resistencia a los desgarres y cortes, se emplean cintas absorbentes para evitar el paso del agua entre la cubierta y la capa semiconductora externa, el conductor se envuelve con un compuesto absorbente de humedad. Se trata de un cable bueno por sus pérdidas en el dieléctrico, resistividad térmica y eléctrica así como rigidez dieléctrica. Su inconveniente es la humedad, así es que es idóneo para instalaciones industriales en el interior.
• Aislados con EPR y HEPR: Con buena estabilidad térmica y buena resistencia a la humedad, así como resistencia al efecto corona, por lo tanto es el mejor aislamiento seco. Su desventaja son las pérdidas en el dieléctrico y mayor resistencia térmica, reduciendo la intensidad máxima admisible en servicio. Es bueno para instalaciones subterráneas e instalaciones con posibles cambios de recorrido. El HEPR, aumenta las temperaturas de servicio y así, se logran mayores intensidades admisibles.