XiuaElectronics: Ruido eléctrico y los transitorios parte #03.

Buenos días, en el día de hoy vamos a ver la parte #03 de un tema que hemos venido tratando desde el año pasado, y es acerca de las diferentes fuentes que nos pueden generar ruido en un circuito eléctrico. Vamos a ver el ruido eléctrico generado por conducción. 

Acoplamiento Conductivo.

El ruido por acoplamiento conductivo se genera por que los conductores que utilizamos en los circuitos, o en general el cableado de estos poseen una impedancia finita. Un error muy común que los diseñadores de circuitos es que no tienen en cuenta la resistencia de los conductores. Se debe tener en cuenta el efecto de estas impedancias de cableado al diseñar un esquema de cableado. El acoplamiento conductivo puede eliminarse, minimizarse y/o reducirse eliminando los ciclos a tierra o GND (si los hay) y proporcionando retornos a tierra o GND separados para señales de alta potencia de bajo y alto nivel. En la siguiente imagen a se ilustra un esquema de conexión a tierra en serie que resulta en un acoplamiento conductivo.

Si la resistencia del cable de retorno común de A a B es 0.1 Ω, el voltaje medido del sensor de temperatura variaría en 0.1 Ω * 1 A = 100 mV, dependiendo de si el interruptor está cerrado o abierto. Esto se traduce en 10 ° de error en la medida de la temperatura. El circuito de la imagen b proporciona retornos a tierra separados; por lo tanto, la salida del sensor de temperatura medida no varía conforme se activa y desactiva la corriente en el circuito de carga pesada.

Mientras que todos los ruidos acoplados finalmente se refieren a la conducción del ruido, se utiliza generalmente este término al ruido acoplado por una conexión directa y galvanizada(metálica). Se incluye en esta categoría, los circuitos que han compartido los conductores (tales como neutrales o de tierra compartidos). La conducción del ruido puede ser alta frecuencia, pero también puede ser 60Hz. 

Ejemplos comunes de las conexiones que presentan ruido de corrientes directamente en la conexión a tierra:

• Sub-paneles con uniones extras G-N.
• Tomacorrientes mal cableadas con N y G conectadas.
• Equipo con dispositivos de protección internos en estado sólido que se han recortado desde la línea o desde el neutral a la conexión a tierra, ó que no han fallado pero que presentan derrame normal de corriente. Este derrame de corriente está limitado por la norma UL a 3.5 mA para equipos conectados a un enchufe, pero no existe limitante para los equipos cableados permanentemente con derrame de corrientes potencialmente más altos. (Se puede identificar fácilmente el derrame de corrientes porque desaparecerá cuando el dispositivo se encienda).
• Otro ejemplo común es la tan nombrada barra aislada de conexión atierra. Cuando se encuentra en un punto a tierra potencialmente diferente al electrodo de conexión a tierra de origen, entonces se origina una curva cerrada de corriente a tierra. Esto todavía se conoce como conducción del ruido, aunque la conexión directa sea a través de la tierra.
• Las conexiones Datacom que proporcionan una línea metálica desde una terminal a otra pueden también ser conductores del ruido. En el caso de conexiones no balanceadas con terminales sencillas (RS-232), la conexión a la terminal a tierra se hace al final de cada cable. Esto forma una línea de corrientes a tierra si el equipo,en cada terminal, tiene un origen de energía diferente con una conexión atierra diferente.

Bien estimados lectores, y esto seria todo por el día de hoy. Espero que les haya gustado. En la siguiente entrada trataremos el ruido generado por las frecuencias de radio o ruido radiativo.

Para ver las otras partes de este tema tan interesante ingresa al siguiente link: Fuentes de ruido eléctrico

Escrito por: Breismam Alfonso Rueda Díaz

Fuentes:

• https://dam-assets.fluke.com/s3fs-public/2815086_6120_ENG_A_W.PDF
• https://instrumentacionycontrol.net/efecto-de-ruido-en-los-circuitos-de-instrumentacion-criterios-para-minimizar-los-efectos/
• http://www.trainingconsultinggroup.com/tips/detail/-como-se-acopla-el-ruido-electrico-a-dispositivos-de-medicion-y-control-acoplamiento-galvanico
• http://www.smar.com/newsletter/marketing/index152.html
• Articulos técnicos - César Cassiolato
• Manuales SMAR
• www.system302.com.br
• www.smar.com.br
• http://www.smar.com/brasil2/artigostecnicos/
• http://www.electrical-installation.org/wiki/Coupling_mechanisms_and_counter-measures
• EMI - Interferência Eletromagnética, César Cassiolato
• Aterramento, Blindagem, Ruídos e dicas de instalação, César Cassiolato
• O uso de Canaletas Metálicas Minimizando as Correntes de Foucault em Instalações PROFIBUS, César Cassiolato
• Ruídos e Interferências em instalações Profibus, César Cassiolato
• Pesquisas en internet
• http://www.ni.com/product-documentation/3344/es/

Estén pendientes de mi canal, de mi blog y de mi pagina de Facebook para más contenido.

Facebook: https://www.facebook.com/electronicalibrexc/

Youtube: http://www.youtube.com/c/breismanrueda

Twitter: https://twitter.com/BreismamR

Correo: ElectronicaLibreXC@outlook.com

XiuaElectronics: Ruido eléctrico y los transitorios Parte #02

Buenas noches estimados lectores, en el día de hoy vamos a ver la segunda parte del tema que trabajamos en la entrada pasada, y es el ruido que se presenta en las diferentes etapas de nuestros proyectos. En la anterior entrada vimos lo concerniente a algunos conceptos básico para entender este tema, y tratamos sobre el acoplamiento capacitivo. Para esta entrada trabajaremos con el acoplamiento inductivo. Para el que es nuevo en mi blog le recomiendo que lo mire y estudie la anterior entrada correspondiente a el tema que trataremos el día de hoy. Pueden iniciar desde cero dando clic aquí: Ruido eléctrico. No siendo más, comencemos. 

Acoplamiento Inductivo.

este tipo de ruido tiene como fuente excitatriz fuentes electromagnéticas y/o también la corriente de un circuito y el campo magnético producido en este. Resulta que dentro de un circuito, cuando se produce un cambio de corriente, este cambio tiene como efecto la inducción de una corriente en otro circuito. Algunos  ejemplos comunes de las conexiones que presentan ruido de corrientes directamente en la conexión a tierra:

• Sub-paneles con uniones extras Tierra-Neutro
• Tomacorrientes mal cableadas con neutro y tierra conectadas
• Equipo con dispositivos de protección internos en estado sólido que se han recortado desde la línea o desde el neutro a la conexión a tierra, ó que no han fallado pero que presentan derrame normal de corriente. Este derrame de corriente está limitado por la norma UL a 3.5 mA para equipos conectados a un enchufe, pero no existe limitante para los equipos cableados permanentemente con derrame de corrientes potencialmente más altos. (Se puede identificar fácilmente el derrame de corrientes porque desaparecerá cuando el dispositivo se encienda)
• Otro ejemplo común es la tan nombrada barra aislada de conexión a tierra. Cuando se encuentra en un punto a tierra potencialmente diferente al electrodo de conexión a tierra de origen, entonces se origina una curva cerrada de corriente a tierra. Esto todavía se conoce como conducción del ruido, aunque la conexión directa sea a través de la tierra.
•  Las conexiones Datacom que proporcionan una línea metálica desde una terminal a otra pueden también ser conductores del ruido. En el caso de conexiones no balanceadas con terminales sencillas (RS-232), la conexión a la terminal a tierra se hace al final de cada cable. Esto forma una línea de corrientes a tierra si el equipo,en cada terminal, tiene un origen de energía diferente con una conexión atierra diferente.

El principio básico de inducción de corriente se da cuando el “cable perturbador” y el “cable victima”, son acompañados por un campo magnético. El nivel de perturbación depende de las variaciones de corriente (di/dt) y de la inductancia de acoplamiento mutuo.
El acoplamiento inductivo aumenta con:

• La frecuencia: la reactancia inductiva es directamente proporcional a la frecuencia (XL = 2pfL).
• La distancia entre los cables perturbador y víctima y la longitud de los cables que corren en paralelo.
• La altura de los cables con relación al plano de referencia (en relación al suelo).
• La impedancia de carga del cable o circuito perturbador.

Algunas medidas básicas para reducir el efecto de acoplamiento inductivo entre cables.

• Limite la longitud de los cables corriendo en paralelo.
• Aumente la distancia entre el cable perturbador y el cable victima.
• Conecte a tierra una de las extremidades de los “shields” de los dos cables.
• Reduzca el dv/dt del perturbador aumentando el tiempo de subida de la señal, siempre que sea posible (Resistores conectados en serie o resistores PTC en el cable perturbador, anillos de ferrita en los perturbadores y/o cable víctima).

Algunas medidas básicas para reducir el efecto de acoplamiento inductivo entre cable y campo.

• Limite la altura h del cable al plano de tierra.
• Siempre que sea posible coloque el cable junto a la superficie metálica.
• Use cables trenzados.Use ferritas y filtros de EMI.

Algunas medidas básicas para reducir el efecto de acoplamiento inductivo entre cable y loop a tierra.

• Reduzca la altura (h) y el largo del cabo.Siempre que sea posible ponga el cable junto a la superficie metálica.
• Use cables trenzados.
• En altas frecuencias, conexione a tierra el “shield” en dos puntos (cuidado!) y en bajas frecuencia en un solo punto solamente.

A continuación veremos una tabla en la cual podremos apreciar las distancias requeridas para garantizar la protección EMI:

Las interferencias Electromagnéticas pueden ser reducidas:

• Cable trenzado 
• Insolación Óptica
• Por el uso de canaletas y bandejas metálicas de conexión a tierra.

Espero que les haya gusta el tema del día de hoy. Estén pendientes que dentro de poco estaré publicado la parte #03 de este tema a través de este link donde hablaremos de acoplamiento conductivo. Para estudiar la primera parte de este tema, por favor ingresa al siguiente link: Parte #01

Para saber más acerca de este tema, en los enlaces de fuentes se encuentra toda esta información, ya que en muchos casos literalmente tome la información y la pegue acá sin editar ya que me no me pareció prudente algún cambio -pereza de resumir o reescribir-. Sin embargo respeto los derechos de autor anunciando las fuentes y diciendo que esta entrada así como otras contienen recopilación de diferentes autores sin hacer alusión a ellos solo al momento de incluir los recursos del presente.

Para ver las otras partes de este tema tan interesante ingresa al siguiente link: Fuentes de ruido eléctrico

Escrito por: Breismam Alfonso Rueda Díaz

Fuentes:

• https://dam-assets.fluke.com/s3fs-public/2815086_6120_ENG_A_W.PDF
• https://instrumentacionycontrol.net/efecto-de-ruido-en-los-circuitos-de-instrumentacion-criterios-para-minimizar-los-efectos/
• http://www.trainingconsultinggroup.com/tips/detail/-como-se-acopla-el-ruido-electrico-a-dispositivos-de-medicion-y-control-acoplamiento-galvanico
• http://www.smar.com/newsletter/marketing/index152.html
• Articulos técnicos - César Cassiolato
• Manuales SMAR
• www.system302.com.br
• www.smar.com.br
• http://www.smar.com/brasil2/artigostecnicos/
• http://www.electrical-installation.org/wiki/Coupling_mechanisms_and_counter-measures
• EMI - Interferência Eletromagnética, César Cassiolato
• Aterramento, Blindagem, Ruídos e dicas de instalação, César Cassiolato
• O uso de Canaletas Metálicas Minimizando as Correntes de Foucault em Instalações PROFIBUS, César Cassiolato
• Ruídos e Interferências em instalações Profibus, César Cassiolato
• Pesquisas en internet

Estén pendientes de mi canal, de mi blog y de mi pagina de Facebook para más contenido.

Facebook: https://www.facebook.com/electronicalibrexc/

Youtube: http://www.youtube.com/c/breismanrueda

Twitter: https://twitter.com/BreismamR

Correo: ElectronicaLibreXC@outlook.com

XiuaElectronics: Ruido eléctrico y los transitorios Parte #01

Buenas noches estimados lectores, en el día de hoy vamos a ver un tema de gran importancia tanto para el sector eléctrico, como para el sector electrónico y de telecomunicaciones. Es el ruido que se presenta en las diferentes etapas de nuestros proyectos. En esta entrada veremos los conceptos claves para entender estos fenómenos que tanto dolor de cabeza nos produce, -- incluido -- y veremos las posibles causas; además de esto veremos los efectos del ruido eléctrico en las mediciones y algunas técnicas para evitarlos. Este tema estará dividido en varias partes, por consiguiente en la parte inferior de esta estrada estará el link de la siguiente parte y en las posteriores de la siguiente y de la anterior. No siendo más comencemos.

Ruido eléctrico y los transitorios

El ruido eléctrico son señales eléctricas no deseadas que se presentan en un circuito. Estas son aleatorias, es decir, se presentan de diferentes formas dependiendo del origen de estas. El ruido eléctrico se convierte en un problema ya que puede ocasionar perdidas o distorsión de la información en diferentes tipos de circuitos. Además de esto nos produce falsa información lo cual  nos puede provocar un accidente. un ejemplo de lo anterior es por ejemplo el manejo de un motor trifásico, el cual estará sujetando una cortina eléctrica, en el caso que se presente en la etapa de control una señal falsa, podría caerse esta cortina y si somos muy desafortunados caerá sobre alguien o sobre nosotros.

Lo anterior es solo uno de una gota en un mar de ejemplos el los cuales el ruido es un  factor a considerar para prevenir diferentes accidentes y/o desastres. Anteriormente nombramos la etapa de control, y esto por que para todo buen electrónico, su proyecto deberá tener una etapa de control, ya sea análoga o digital. Esta etapa es la más vulnerable, ya que trabaja con niveles bajos de tensión, y muchas veces el ruido se presenta en niveles bajos de tensión, pudiendo producir información errónea. Claro!, no siempre es baja, también puede ser alta, como los famosos picos de tensión. El radio de ruido-a-señal describe cuánto ruido puede tolerar un circuito antes que corrompa la señal y la información válidas. 

El ruido lo podemos definir en función a como se produce y como se acopla al circuito. En general, existen 5 tipos básico de acoplamientos de ruido los cuales son:

1. Capacitivo.
2. Inductivo.
3. Conductivo.
4. Frecuencia de radio.
5. Impedancia común.

Acoplamiento Capacitivo.

Nos referimos al ruido electrostático y es un efecto basado en el voltaje. La descarga del rayo es solamente un ejemplo extremo, esta descarga puede provocar daño en los transformadores y demás circuitos eléctricos cercanos. Cualquiera de los conductores separados por un material aislante (incluyendo el aire), constituye un capacitor, en otras palabras, la capacitancia es una parte inseparable de cualquier circuito. El potencial para el acoplamiento capacitivo se incrementa cuando la frecuencia aumenta (reactancia capacitiva, la cual puede ser la resistencia al acoplamiento capacitivo, disminuye con la frecuencia,como puede verse en la fórmula: Xc =1/2πƒC

De lo anterior, vemos que el acoplamiento capacitivo  es representado por la interacción de campos eléctricos entre conductores.  Un conductor pasa cerca a una fuente de ruido (fuente perturbadora), capta el ruido y lo transporta para otra parte del circuito (víctima o fuente perturbada).  Es el efecto de capacitancia entre dos cuerpos con cargas eléctricas, separadas por un dieléctrico, o que llamamos efecto de la capacitancia mutua.

El efecto de campo eléctrico es proporcional a la frecuencia e inversamente proporcional a la distancia.

El nivel de perturbación depende de las variaciones de la tensión (dv/dt) y el valor de capacitancia de acoplamiento entre el “cable perturbador” y el “cable víctima”.

La capacitancia de acoplamiento aumenta con:

• El inverso de la frecuencia:  La potencia para acoplamiento capacitivo aumenta de acuerdo con el aumento de la frecuencia (la reactancia capacitiva, que puede ser considerada como la resistencia del acoplamiento capacitivo, disminuye de acuerdo con la frecuencia y puede ser vista en la fórmula XC = 1/2pfC)
• La distancia entre los cables perturbadores y víctima y la longitud de los cables que corren en paralelo.
• La altura de los cables en relación al plan de referencia (en relación al suelo).
• La impedancia de entrada del circuito victima (circuito de alta impedancia de entrada son más vulnerables).
• El aislamiento del cable victima principalmente para paredes de cables fuertemente acoplados.

Técnicas para la reducción del ruido asociado con el acoplamiento capacitivo.

• Limite de la extensión de cables corriendo en paralelo.
• Aumente la distancia de los cables corriendo en paralelo.
• Conecte a tierra una de las extremidades de los shields en los dos cables.
• Reduzca el dv/dt de la señal perturbadora, aumentando el tiempo de subida de la señal, siempre que sea posible (bajando la frecuencia de la señal).
• Envuelva siempre que sea posible el conductor o equipo con material metálico (blindaje de Faraday). 
• Lo ideal es que cubra 100%  la parte a ser protegida y que se conecte a tierra este blindaje para que la capacitancia parásita entre el conductor y el blindaje no actué como elemento de realimentación o de crosstalk. Algunos cables poseen ya un blindaje interno para esto, como el cable UTP con blindaje. Un error habitual es que el cableador corte el blindaje restante de este cable y no lo lleve a tierra, por tal motivo no estaría protegiendo el control del acoplamiento capacitivo.

Espero que les haya gusta el tema del día de hoy. Estén pendientes que dentro de poco estaré publicado la parte #02 de este tema a través de este link donde hablaremos de acoplamiento inductivo

Para saber más acerca de este tema, en los enlaces de fuentes se encuentra toda esta información, ya que en muchos casos literalmente tome la información y la pegue acá sin editar ya que me no me pareció prudente algún cambio -pereza de resumir o reescribir-. Sin embargo respeto los derechos de autor anunciando las fuentes y diciendo que esta entrada así como otras contienen recopilación de diferentes autores sin hacer alusión a ellos solo al momento de incluir los recursos del presente.

Para ver las otras partes de este tema tan interesante ingresa al siguiente link: Fuentes de ruido eléctrico

Escrito por: Breismam Alfonso Rueda Díaz

Fuentes:

• https://dam-assets.fluke.com/s3fs-public/2815086_6120_ENG_A_W.PDF
• https://instrumentacionycontrol.net/efecto-de-ruido-en-los-circuitos-de-instrumentacion-criterios-para-minimizar-los-efectos/
• http://www.trainingconsultinggroup.com/tips/detail/-como-se-acopla-el-ruido-electrico-a-dispositivos-de-medicion-y-control-acoplamiento-galvanico
• http://www.smar.com/newsletter/marketing/index152.html
• Articulos técnicos - César Cassiolato
• Manuales SMAR
• www.system302.com.br
• www.smar.com.br
• http://www.smar.com/brasil2/artigostecnicos/
• http://www.electrical-installation.org/wiki/Coupling_mechanisms_and_counter-measures
• EMI - Interferência Eletromagnética, César Cassiolato
• Aterramento, Blindagem, Ruídos e dicas de instalação, César Cassiolato
• O uso de Canaletas Metálicas Minimizando as Correntes de Foucault em Instalações PROFIBUS, César Cassiolato
• Ruídos e Interferências em instalações Profibus, César Cassiolato
• Pesquisas en internet

Estén pendientes de mi canal, de mi blog y de mi pagina de Facebook para más contenido.

Facebook: https://www.facebook.com/electronicalibrexc/

Youtube: http://www.youtube.com/c/breismanrueda

Twitter: https://twitter.com/BreismamR

Correo: ElectronicaLibreXC@outlook.com

XiuaElectronics: ¿Qué son los aisladores eléctricos?

¿Qué son los aisladores eléctricos?

En los sistemas eléctricos y con mayor frecuencia en las acometidas, directamente en las lineas de transmisión hay algunos factores que pueden hacer variar el desempeño de las lineas de transmisión de alto voltaje. En las lineas de transmisión, tenemos dos factores fundamentales de los cuales tenemos la certeza que al no tenerlos en cuenta con el tiempo podría afectar el rendimiento y funcionamiento de la transmisión de voltaje por estas. Estos factores son el aire y los elementos aisladores. Ya que las líneas de transmisión se ubican al aire libre y pueden cubrir, en muchos casos, cientos de kilómetros es necesario considerar diversos factores para un buen desempeño del aislamiento. Estos factores deben tomar en cuenta los espaciamientos mínimos línea-estructura, línea-tierra y entre fases, el grado de contaminación del entorno, la cantidad de elementos aisladores a considerar y la correcta selección de estos. Los aisladores cumplen la función de sujetar mecánicamente el conductor manteniéndolo aislado de tierra y de otros conductores. Deben soportar la carga mecánica que el conductor transmite a la torre a través de ellos. Deben aislar eléctricamente el conductor de la torre, soportando la tensión en condiciones normales y anormales, y sobretensiones hasta las máximas previstas (que los estudios de coordinación del aislamiento definen con cierta probabilidad de ocurrencia). La tensión debe ser soportada tanto por el material aislante propiamente dicho, como por su superficie y el aire que rodea al aislador. La falla eléctrica del aire se llama contorneo, y el aislador se proyecta para que esta falla sea mucho más probable que la perforación del aislante sólido. Surge la importancia del diseño, de la geometría para que en particular no se presenten en el cuerpo del aislador campos intensos que inicien una crisis del sólido aislante.

Tipo de materiales utilizados en aisladores

Aislador de porcelana

Históricamente se han utilizado distintos materiales, porcelana, vidrio, y actualmente materiales compuestos, y la evolución ha ocurrido en la búsqueda de mejores características y reducción de costos. 

• Porcelana: Es una pasta de arcilla, caolín, cuarzo o alúmina se le da forma, y por horneado se obtiene una cerámica de uso eléctrico. Este material es particularmente resistente a compresión por lo que se han desarrollado especialmente diseños que tienden a solicitarlo de esa manera. 

• Vidrio: Cristal templado que cumple la misma función de la porcelana, se trabaja por moldeado colándolo, debiendo ser en general de menos costo. Se puede afirmar que en general la calidad de la porcelana puede ser más controlada que la del vidrio, esta situación es evidenciada por una menor dispersión de los resultados de los ensayos de rotura. 

• Materiales compuestos: Fibras de vidrio y resina en el núcleo, y distintas "gomas" en la parte externa, con formas adecuadas, han introducido en los años más recientes la tecnología del aislador compuesto. Estas modernas soluciones con ciertas formas y usos ponen en evidencia sus ventajas sobre porcelana y vidrio.

Aislador compuesto

Aislador de vidrio

Forma de los aisladores

La forma de los aisladores está en parte bastante ligada al material, y se puede hacer la siguiente clasificación: 

• Aisladores de campana: (también llamados de disco) generalmente varios forman una cadena, se hacen de vidrio o porcelana con insertos metálicos que los articulan con un grado de libertad (horquilla) o dos (caperuza y badajo, cap and pin). Las normas fijan con detalle geometría, tamaños, resistencia electromecánica, ensayos. 
• Aisladores de barra: los hay de porcelana, permiten realizar cadenas de menor cantidad de elementos (más cortas), la porcelana trabaja a tracción y existen pocos fabricantes que ofrecen esta solución, especialmente si se requieren elevadas prestaciones, ya que no es una solución natural para este material, en cambio es la solución natural de los aisladores de suspensión compuestos. Mientras que para la porcelana se limita la longitud de la barra y en consecuencia para tensiones elevadas se forma una cadena de algunos elementos, para el aislador compuesto siempre se realiza un único elemento capaz de soportar la tensión total.
• Aisladores rígidos: en tensiones bajas y medias tienen forma de campana, montados sobre un perno (pin type) y se realizan de porcelana o vidrio. A medida que la tensión crece, tamaño y esfuerzos también, y se transforman en aisladores de columna aptos para soportar esfuerzos de compresión y de flexión (post type) y pueden asumir la función de cruceta en líneas de diseño compacto. En estos casos pueden ser de porcelana y modernamente de materiales compuestos, cuando el esfuerzo vertical a que se somete la "viga" aislante es muy elevado se agrega un tensor del mismo material (inclinado 45 grados generalmente) dando origen a una forma de V horizontal. Los aisladores se completan, como ya indicado, con insertos metálicos de formas estudiadas para la función, y que tienden a conferir movilidad (en las cadenas) o adecuada rigidez (en las columnas). Al especificar los aisladores se resaltan dos tipos de características, que deben combinar por su función, las mecánicas, y las eléctricas.

Características de los aisladores

Las características exigibles a los aisladores para su empleo en líneas eléctricas son: 

• Adecuada tensión de perforación: rigidez dieléctrica suficiente para que la tensión de perforación sea lo más elevada posible. 
• Adecuada tensión de contorneamiento: disposición adecuada de forma que la tensión de contorneamiento presente valores elevado y, por consiguiente, no se produzcan descargas entre los conductores y el apoyo a través de los aisladores. 
• Resistencia a las variaciones de temperatura, por encontrarse a la intemperie. 
• Ausencia de envejecimiento durante el periodo de vida útil de la línea. 
• Resistencia combinada adecuada a los esfuerzos eléctricos, técnicos y mecánicos.

Características mecánicas:

Los aisladores de cadena deben soportar solo cierta tracción 7000, 16000 o mas kg. Los aisladores rígidos deben soportar cierta compresión, y/o cierta flexión. Los ensayos de características mecánicas se hacen con solicitación eléctrica simultánea. Al estar sometidos a las inclemencias del tiempo una característica muy importante es la resistencia al choque térmico (que simula el pasar del pleno sol a la lluvia). También por los sitios donde se instalan, los aisladores son sometidos a actos vandálicos (tiros con armas, proyectiles pétreos o metálicos arrojados), es entonces importante cierta resistencia al impacto. Frente a estas solicitaciones el comportamiento de los tres tipos de materiales es totalmente distinto, el vidrio puede estallar, siendo una característica muy importante que la cadena no se corte por este motivo. La porcelana se rompe perdiendo algún trozo pero generalmente mantiene la integridad de su cuerpo, mecánicamente no pierde características, solo son afectadas sus características eléctricas. Con los aisladores compuestos por su menor tamaño es menos probable que la agresión acierte el blanco, los materiales flexibles no se rompen por los impactos y las características del aislador no son afectadas.

Características Eléctricas:

Los aisladores deben soportar tensión de frecuencia industrial e impulso (de maniobra y/o atmosféricos), tanto en seco como bajo lluvia. Influyen en la tensión resistida la forma de los electrodos extremos del aislador. Una característica importante es la radio-interferencia, ligada a la forma del aislador, a su terminación superficial, y a los electrodos (morsetería). En las cadenas de aisladores, especialmente cuando el número de elementos es elevado la repartición de la tensión debe ser controlada con electrodos adecuados, o al menos cuidadosamente estudiada a fin de verificar que en el extremo crítico las necesidades que se presentan sean correctamente soportadas. La geometría del perfil de los aisladores tiene mucha importancia en su buen comportamiento en condiciones normales, bajo lluvia, y en condiciones de contaminación salina que se presentan en las aplicaciones reales cerca del mar o desiertos, o contaminación de polvos cerca de zonas industriales. La contaminación puede ser lavada por la lluvia, pero en ciertos lugares no llueve suficiente para que se produzca este efecto beneficioso, o la contaminación es muy elevada, no hay duda de que la terminación superficial del aislante es muy importante para que la adherencia del contaminante sea menor, y reducir el efecto (aumentar la duración). Una característica interesante de los materiales compuestos siliconados es un cierto rechazo a la adherencia de los contaminantes, y/o al agua. La resistencia a la contaminación exige aumentar la línea de fuga superficial del aislador, esta se mide en mm/kv (fase tierra), y se recomiendan valores que pasan de 20, 30 a 60, 70 mm/kv según la clasificación de la posible contaminación ambiente. En este artículo se hace una revisión de las características dieléctricas del aire, tipos de aisladores y los ensayos a los que deben someterse estos.

Escrito por: Breismam Alfonso Rueda Díaz

Fuentes:

• https://www.dirind.com/die/monografia.php?cla_id=5
• http://www.quieroapuntes.com/tipos-de-aisladores.html

Bien muchachos, esto es todo por hoy. Estén pendientes de mi canal, de mi blog y de mi pagina de Facebook para más contenido.

Facebook: https://www.facebook.com/electronicalibrexc/

Youtube: https://www.youtube.com/c/breismanrueda

Google +: https://plus.google.com/u/0/+breismanrueda

Twitter: https://twitter.com/BreismamR

Cualquier duda, trabajo, tutoria personalizada por correo electrónico o pagina en facebook:

Correo: ElectronicaLibreXC@outlook.com

Facebook: https://www.facebook.com/electronicalibrexc/

XiuaElectronics: Compuestos termoplásticos y termoestables usados en la fabricación de cables para baja tensión.

Cableado de control- Breismam Rueda

Compuestos termoplásticos y termoestables usados en la fabricación de cables para baja tensión.

Buenos días estimados lectores. En el día de hoy vamos a ver un un tema muy importante, que en la actualidad la mayoría de personas encaminadas en las ciencias eléctricas y electrónicas desconocen y se trata de los materiales utilizados para los distintos tipos de cables usados en la fabricación de celdas y/o proyectos que involucren baja tensión.

Los cables con aislamientos termoestables han venido desplazando los tradicionales cables aislados con compuestos termoplásticos como el PVC (Policloruro de Vinilo) o el PE (Polietileno), especialmente en las instalaciones eléctricas de uso industrial. La principal razón de este cambio se debe a que los materiales termoplásticos sufren deformación en presencia de altas temperaturas producidas especialmente por sobrecargas de corriente en el conductor. Por el contrario, los cables con aislamientos termoestables, han sido tratados bajo un proceso de reticulación o vulcanización con el que el material no se funde ni se deforma al incrementar la temperatura.

En la industria eléctrica y electrónica por lo general no usado muy frecuentemente en esta última se desarrollan proyectos en los cuales involucran conductores de distintos tipos, con diferentes características; estos conductores son usualmente cables, por ellos viaja un diferencial de potencial que posteriormente energizará un dispositivo electrónico, electromecánico y/o eléctrico. A través de estos cables pasaran tensiones de diferentes magnitudes, y a su vez tendrá que soportar una disipación térmica producida por la colisión de electrones que viajan por este. Por tal motivo la industria algunos conductores (cables) con un tipo de aislamiento especial, que variará según sean los requerimientos de diseño del circuito a implementar. Vamos a ver algunos de estos y cuales son sus diferencias (Tabla 1).

Tabla 1: Cables típicos usados en baja tensión. Imagen de Centelsa Colombia.

Lo anterior, ha generado el uso masivo de los cables que usen un aislamiento termoestable como el XLPE (Cross linked Polyethylene – Polietileno de enlace cruzado o Polietileno Reticulado) y el EPR (Ethylene propylene rubber – Caucho de Etileno Propileno) que son exigidos en la mayoría de proyectos industriales.

El XLPE (Polietileno Reticulado) es un material con propiedades físicas, mecánicas y eléctricas superiores a las del PVC, especialmente por su dureza, su elevada resistencia a la rotura, a la intemperie, al calor y a su vez a las bajas temperaturas; además de tener un mejor comportamiento eléctrico (mayor resistencia de aislamiento y rigidez dieléctrica). El XLPE se empezó a usar a mediados de los años 60 para aislamientos de cables de baja tensión extendiendo su uso rápidamente a cables de media, alta y extra alta tensión. El EPR (Caucho de Etileno Propileno) posee características muy similares en cuanto a capacidad de carga y temperaturas de operación del XLPE, sin embargo el EPR es un material más flexible y posee un mejor comportamiento frente a la humedad. En aplicaciones de media tensión (cables desde 5kV hasta 46kV) los aislamientos en EPR son exigidos por la industria cuando existe mucha presencia de humedad, debido a que se considera un compuesto naturalmente resistente a los efectos negativos producidos por ésta. En la siguiente tabla (Tabla 2), veremos las características esenciales de los compuestos termoestables y en que escenarios son utilizados frecuentemente.

Aislamientos eléctricos para cables

Los cables eléctricos son aislados generalmente con materiales plásticos,que es la forma común como se denominan a los polímeros de origen sintético; es decir los que se obtienen a partir del petróleo, gas natural o carbón. Además de los polímeros de alto peso molecular, un plástico contiene sustancias (aditivos) para adecuar sus propiedades eléctricas, físicas y mecánicas con el fin de facilitar su transformación de acuerdo a su uso o aplicación.

Entre los diferentes materiales plásticos usados para cables eléctricos y de telecomunicaciones tenemos:

• Policloruro de vinilo (PVC) – Rango de temperaturas de 60, 75, 90, 105 y hasta 125°C. 

• Polietileno (PE) – Estos pueden ser de baja, media y alta densidad. 

• Polietileno reticulado (XLPE) • Cauchos (Elastómeros) 

• Nylon – usado como protección mecánica y aislamiento de cables para baja tensión y algunas acometidas telefónicas. 

Los polímeros pueden ser termoplásticos o termofijos. Los polímeros termoplásticos bajo condiciones de temperatura experimentan un cambio “físico” de sus propiedades, cambian de su fase sólida a líquida por efecto de calor y este cambio es reversible. Los polímeros termoestables una vez reticulados, experimentan un cambio químico permanente. Este cambio genera un producto diferente de sus componentes originales, la reacción es permanente e irreversible.

Plásticos y su desglose con respecto a sus características térmicas y elásticas.

Sin embargo, el desarrollo de nuevas aplicaciones para los cables, ha sido el principal impulsor de nuevos compuestos aislantes con propiedades particulares para cada uso:

Compuestos aislantes actualmente usados en la industria eléctrica

Cable tipo SIS

Para algunos desarrollos especiales que requieren por lo general en las subestaciones eléctricas también se usa el cable tipo SIS. Se usa en circuitos de baja tensión, en operación e interconexión de dispositivos de protección que requieran alta performance de servicio. Cableado de tableros, paneles de control industrial y distribución. 

Características:

• Temperatura máxima: 90ºC de servicio en ambientes secos y húmedos.
• Tensión nominal: 600 Volt CA.
• Norma de construcción: UL 44.
• Norma de fuego: UL 1581 VW-1.
• Norma de conductores: ASTM B8.
• Código NEC: Art. 310.
• Descripción TIPO A Conductor:.
• Cobre electrolítico recocido estañado en formación clase C o D.
• Aislación: XLPE y HFFR (polietileno reticulado libre de halógenos y no propagante de la llama).
• Identificación: Color a elección: negro, rojo, marrón, azul, gris, blanco, verde, entre otros.

Escrito por: Breismam Alfonso Rueda Díaz

Fuentes: 

• http://www.centelsa.com.co
• https://www.marlew.com.ar/productos/cable_sis

Bien muchachos, esto es todo por hoy. Estén pendientes de mi canal, de mi blog y de mi pagina de Facebook para más contenido.


Facebook: https://www.facebook.com/electronicalibrexc/
Youtube: https://www.youtube.com/c/breismanrueda
Google +: https://plus.google.com/u/0/+breismanrueda
Twitter: https://twitter.com/BreismamR






Cualquier duda, trabajo, tutoria personalizada por correo electrónico o pagina en facebook:
Correo: ElectronicaLibreXC@outlook.com
Facebook: https://www.facebook.com/electronicalibrexc/