AISLAMIENTO CONDUCTORES ELCTRICOSMateriales aislantesLuis Castillo C.

Profesor: Felipe Opazo Rodriguez

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IINDICE

CONTENIDO

PAG.

Introduccin 3 El Aislamiento 4 Productos Para el aislamiento Elctrico. 5 Materiales de cermica y placas na de silicato clcico... 6 Tipos de Aislamientos.... 7 Clasificacin de los conductores Elctricos de acuerdo a su aislacin y N de Hebras .11 Tablas Condiciones de uso Para conductores aislados ...13 Conclusin.. 16

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INTRODUCCIN

AISLANTES ELCTRICOS Como su nombre lo dice es perfecto para las aplicaciones elctricas y sera aun ms perfecto si fuera absolutamente no conductor, pero claro ese tipo de material no existe. Los materiales empleados como aislantes siempre conducen algo la electricidad, pero presentan una resistencia al paso de corriente elctrica hasta 2,5 1024 veces mayor que la de los buenos conductores elctricos como la plata o el cobre. Un buen aislante apenas posee electrones permitiendo as el flujo continuo y rpido de las cargas. En los circuitos elctricos normales suelen usarse plsticos como revestimiento aislante para los cables. Los cables muy finos, como los empleados en las bobinas (por ejemplo, en un transformador), pueden aislarse con una capa delgada de barniz. El aislamiento interno de los equipos elctricos puede efectuarse con mica o mediante fibras de vidrio con un aglutinador plstico. En los equipos electrnicos y transformadores se emplea en ocasiones un papel especial para aplicaciones elctricas. Las lneas de alta tensin se aslan con vidrio, porcelana u otro material cermico. La eleccin del material aislante suele venir determinada por la aplicacin. El polietileno y poliestireno se emplean en instalaciones de alta frecuencia, y el mylar se emplea en condensadores elctricos. Tambin hay que seleccionar los aislantes segn la temperatura mxima que deban resistir. El tefln se emplea para temperaturas altas, entre 175 y 230 C. Las condiciones mecnicas o qumicas adversas pueden exigir otros materiales. El nylon tiene una excelente resistencia a la abrasin, y el neopreno, la goma de silicona, los polisteres de poxy y los poliuretanos pueden proteger contra los productos qumicos y la humedad.

El aislamiento El objetivo de la aislacin en un conductor es evitar que la energa elctrica que circula por l, entre en contacto con las personas o con objetos, ya sean stos ductos, artefactos u 3

otros elementos que forman parte de una instalacin. Del mismo modo, la aislacin debe evitar que conductores de distinto voltaje puedan hacer contacto entre s. Los materiales aislantes usados desde sus inicios han sido sustancias polimricas, que en qumica se definen como un material o cuerpo qumico formado por la unin de muchas molculas idnticas, para formar una nueva molcula ms gruesa. Antiguamente los aislantes fueron de origen natural, gutapercha y papel. Posteriormente la tecnologa los cambi por aislantes artificiales actuales de uso comn en la fabricacin de conductores elctricos. Los diferentes tipos de aislacin de los conductores estn dados por su comportamiento tcnico y mecnico, considerando el medio ambiente y las condiciones de canalizacin a que se vern sometidos los conductores que ellos protegen, resistencia a los agentes qumicos, a los rayos solares, a la humedad, a altas temperaturas, llamas, etc. Entre Los materiales usados para la aislacin de conductores podemos mencionar el PVC o cloruro de polivinilo, el polietileno o PE, el caucho, la goma, el neoprn y el nylon. Si el diseo del conductor no consulta otro tipo de proteccin se le denomina aislacin integral, porque el aislamiento cumple su funcin y la de revestimiento a la vez. Cuando los conductores tienen otra proteccin polimrica sobre la aislacin, esta ltima se llama revestimiento, chaqueta o cubierta. Las cubiertas protectoras El objetivo fundamental de esta parte de un conductor es proteger la integridad de la aislacin y del alma conductora contra daos mecnicos, tales como raspaduras, golpes, etc. Si las protecciones mecnicas son de acero, latn u otro material resistente, a sta se le denomina armadura La armadura puede ser de cinta, alambre o alambres trenzados. Los conductores tambin pueden estar dotados de una proteccin de tipo elctrico formado por cintas de aluminio o cobre. En el caso que la proteccin, en vez de cinta est constituida por alambres de cobre, se le denomina pantalla o blindaje.

PRODUCTOS PARA AISLAMIENTO ELCTRICO

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Existen materiales con aislamiento elctrico de alto rendimiento de clase TS disponibles en lmina, varilla o tubera con una variedad de resinas y refuerzos plsticos para aplicaciones industriales a temperaturas baja, media y alta. Las bases de los productos son papel, algodn, vidrio o mica. Las resinas incluyen fenlico, polister, melamina, epoxi, silicona, mica y poliamida. Existe una gama de otros productos especializados disponible para aplicaciones especficas e incluyen Isomag y mica flexible. Isomag 175 es una placa aislante de alta resistencia apropiado como aislante elctrico o un material de barrera trmica en una variedad de aplicaciones industriales exigentes. El revestimiento flexible de mica es un material en placa laminado usado como una barrera aislante dentro de bobinas, por ejemplo, en hornos de induccin.

RECUBRIMIENTOS ESPECIALES

El recubrimiento epxico Wise Chem es un recubrimiento de dos partes de amina y epoxi de alto rendimiento, para propsitos mltiples. Los recubrimientos Wise Chem son para una aplicacin uni-capa de curado rpido y buena adherencia a s mismo. Crean una barrera de seguridad efectiva entre el substrato hmedo y el aluminio fundido para reducir el riesgo de explosin del aluminio fundido. El recubrimiento es efectivo para inhibir la formacin de xido en partes de acero expuesto. Los recubrimientos ZYP Boron Nitride Lubricoat y Lubricoat Blue son recubrimientos de nitruro de boro que pueden ser pintados para todos los usos. Estos recubrimientos cuentan con una superficie de tipo Teflon , impermeable, que brinda flujo lquido homogneo. Las aplicaciones incluyen cajas de filtros, canaletas, vertedores, compuertas, distribuidores, embudos y varias aplicaciones en el proceso de fundicin.

Materiales de cermica y placas na de silicato clcico 5

Se suministran placas sin procesar o formas maquinadas para requerimientos especficos en aplicaciones trmicas, qumicas y mecnicas. Estos materiales estn disponibles en una amplia gama de grados diseados para ajustarse a las necesidades de la industria. Por ejemplo, la placa refractaria Pyrotherm N-17 fue diseada especficamente se mantiene como la norma industrial del mundo para aplicaciones de fundicin de techos de aluminio. Estos productos minimizan los costos asociados con los tiempos muertos, prdida de energa y mantenimiento.

Telas, fieltros y sellos de empaque diseados Las telas con aislante fibroso en composiciones de fibra adecuadas para usarse en un amplio rango de temperaturas. Existen tratamientos especiales disponibles, como recubrimientos de vermiculita, aluminizados y de silicona, as como refuerzos con cable de acero inoxidable, para mejorar el rendimiento de la tela. Los fieltros y las mantas con aislante fibroso son apropiados para cubrir una variedad de necesidades de aplicaciones exigentes en una gama de temperaturas. Las aplicaciones industriales incluyen juntas, sellos, aislamiento, mantas contra incendio, revestimientos de contenedores y muchos otros usos. La amplia gama de sellos que resisten alta temperatura y juntas De goma (tadpole seals), que se ha comprobado que brindan un sellado ptimo.

AISLAMIENTOS

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Es la envolvente de material aislante continua y uniforme en toda la longitud del conductor, con un espesor adecuado para la tensin de trabajo del cable. Los cables de alta tensin pueden aislarse con varios tipos de materiales aislantes. Cuando se exijan comportamientos frente al fuego, las mezclas de los materiales utilizados sern inifugadas. Hay varios tipos de materiales aislantes: Policloruro Vinilo (PVC) Caucho Etileno-Propileno (EPR) Polietileno Reticulado (XLPE) FORRO DE PVC Los cables revestidos con forro de PVC son los cables de uso ms simple, normalmente se consideran cables de aplicacin general. Este tipo de cables estn destinados a instalaciones en sitios sin requerimientos especiales en cuanto a seguridad contra incendios. Como ejemplo puede servir la conexin de un bloque de sistema y de un monitor en casa o en una oficina. En caso de combustin, es posible que los cables revestidos con forro de PVC emitan cloruro de hidrgeno. El cloro sirve de receptor de los radicales libres y aumenta las resistencia contra incendios del material. A pesar de que los gases del cloruro de hidrgeno, debido a su origen, tambin pueden suponer un peligro para la salud, el cloruro de hidrgeno se desintegra en las superficies, especialmente en espacios dnde hay bastante aire fro. PLENUM (CMP) RATED CABLE Los cables Plenum estn indicados para la instalacin a travs de canales aeroacuticos (tambin denominados plenums). Los cables plenum se tienen que auto-extinguir y no inflamarse repetidamente. Tambin emiten menos humo que los cables de PVC tradicionales. El humo y el gas son txicos. Este requerimiento normalmente se aplica a la clase de seguridad contra incendios y pertenece al tipo de requerimientos especialmente exigentes en cuanto a seguridad anti-incendios, con el cual este tipo de cable debe estar en conformidad. LOW SMOKE ZERO HALOGEN (LSZH, LS0H) RATED CABLE Los cables con forro LSZH estn destinados al uso en espacios dnde tiene que haber tanto gases poco corrosivos y de baja emisin de humos. Se utilizan a bordo de embarcaciones y en centros de comunicaciones de ordenadores, en dnde el humo y gas txico y cido pueden ser perjudiciales para las personas y para los equipos. Por ejemplo el halgeno contiene flor, cloro, bromo y yodo. En caso de combustin, estos materiales emiten humo cido que puede ocasionar perjuicios a las personas y al equipamento informtico. La baja cantidad de humo, significa que el cable no debe emitir holln negro y 7

humo parecido a los cables de PVC. Este tipo de cables se apagan, pero no satisfacen las normas UL-910 o UL-1666 para cables Plenum o cables que permiten el tendido en tubos bajantes. RISER (CMR) RATED CABLE En conformidad con UL-1666. Destinados al uso en canales verticales, como lneas de cables entre pisos por tubos bajantes o en huecos de ascensor. Este tipo de espacios no se pueden utilizar para el aire alrededor. Estos cables se apagan y obstaculizan la propagacin de la llama hacia arriba por el cable. GENERAL PURPOSE (CM, CMG, CMX) CABLE (Cable De Aplicacin Bsica) Habr combustin y se apagar en parte. No apto para el uso bajo suelo tcnico y cavidades plenum. Frecuentemente, estos cables se utilizan para centrales de trabajo y patch cords. LIMITED USE CABLE (Cable De Uso Limitado) Este cable tiene determinadas limitaciones en tendidos abiertos, por ejemplo se puede uilizar solamente en edificios para viviendas, se permite el cableado de este tipo nicamente en tubos de material ininflamable, o se limita su dimetro mximo etc. FIRE RETARDANT POLYVINYLCHLORIDE (FR-PVC) (Cloruro Polivinlico Resistente Al Fuego) El forro de cloruro polivinlico resistente al fuego (FR-PVC) tiene mejores caractersticas en cuanto a resistencia al fuego, que el forro de PVC normal. Tiene importantes ventajas como una emisin de cidos ms baja y menor formacin de humos. La emisin de cloro por forros de PVC resistentes al fuego es bastante superior (5%) que la que emiten los forros normales de PVC. El PVC ininflamable tiene buenas caractersticas de aislamiento en temperatura inferior a 100 C. HALOGEN FREE FLAME RETARDANT (HFFR) CABLES (Cables Libres De Halgenos Resistentes Al Fuego) Los cables resistentes al fuego, sin halgenos, ayudan a prevenir la combustin del cable desde el momento en que surge el fuego, e incluso si el cable ha empezado a arder, la cantidad de humo producida es bastante ms inferior. Por esta razn, este tipo de cable es especialmente importante para la proteccin de la vida de las personas y animales. La principal ventaja de los cables HFFR son las calidades elctricas y mecnicas, as como la mejor ecnologa fusible; lo que tambin se puede conseguir por medio de una adhesin ptima de rellenos y polmeros o bien mediante el empalme de polietilenos. Ventajas del compaund resistente al fuego y libre de halgenos: Alto nivel de carga, alta resistencia al fuego, absorcin de agua muy baja por parte del polmero, popiedades elctricas bastante mejores, capacidad de paso muy alta de los cables, propiedades mecnicas mejoradas. 8

PE (Polietileno) El polietileno es un material policristalino termoesttico y uno de los tipos de plstico ms utilizados. Generalmente, se caracteriza por su plasticidad, flexibilidad y baja densidad. Se distinguen dos tipos de polietileno bsicos: polietileno de baja densidad (LPDE - low density polyethylene) y polietileno de alta densidad (HDPE - high density polyethylene). HIGH DENSITY POLYETHYLENE (HDPE) (Polietileno De Alta Densidad) PEAD (HDPE) es la variedad ms resistente de polietileno. Es ms resistente y un poco ms duro que el polietileno de baja densidad, aunque menos elstico. El uso de estabilizadores UVA (carbono tcnico) mejora la resistencia al impacto atmosfrico, pero tie el polietileno de color negro. El PEAD tambien es menos transparente y ms resistente a altas temperaturas (120C en periodo de tiempo corto, 110C en rgimen continuo). El polietileno de alta densidad tiene numerosas ventajas: resistente a la corrosin y a los qumicos, ligero, absorbe la humedad con dificultad, no tie (no deja manchas), no txico, alta resistencia a la ruptura.

Clasificacin de los conductores elctricos de acuerdo a su aislacin o nmero de hebras La parte ms importante de un sistema de alimentacin elctrica est constituida por conductores. Al proyectar un sistema, ya sea de poder; de control o de informacin, deben respetarse ciertos parmetros imprescindibles para la especificacin de la cablera. Voltaje del sistema, tipo (CC o CA), fases y neutro, sistema de potencia, punto central aterramiento. Corriente o potencia a suministrar. Temperatura de servicio, temperatura ambiente y resistividad trmica de alrededores. Tipo de instalacin, dimensiones (profundidad, radios de curvatura, distancia entre vanos, etc.). Sobrecargas o cargas intermitentes. Tipo de aislacin. Cubierta protectora. Alma conductora Aislante Cubierta protectora Todos estos parmetros estn ntimamente ligados al tipo de aislacin y a las diferencias constructivas de los conductores elctricos, lo que permite determinar de acuerdo a estos antecedentes la clase de uso que se les dar. De acuerdo a stos, podemos clasificar los conductores elctricos segn su aislacin, construccin y nmero de hebras en monoconductores y multiconductores. 9

Tomando en cuenta su tipo, uso, medio ambiente y consumos que servirn, los conductores elctricos se clasifican en la siguiente forma: Conductores para distribucin y poder: Alambres y cables (N0 de hebras: 7 a 61). Tensiones de servicio: 0,6 a 35 kV (MT) y 46 a 65 kV (AT). Uso: Instalaciones de fuerza y alumbrado (areas, subterrneas e interiores). Tendido fijo. Cables armados: Cable (N0 de hebras: 7 a 37). Tensin de servicio: 600 a 35 000 volts. Uso: Instalaciones en minas subterrneas para piques y galeras (ductos, bandejas, areas y subterrneas) Tendido fijo

Cables porttiles: Cables (N0 de hebras: 266 a 2 107). Tensin de servicio: 1 000 a 5 000 volts Uso: en soldadoras elctricas, locomotoras y mquinas de traccin de minas subterrneas. Gras, palas y perforadoras de uso minero. Resistente a: intemperie, agentes qumicos, a la llama y grandes solicitaciones mecnicas como arrastres,cortes e impactos. Tendido porttil. Cables submarinos: Cables (N0 de hebras: 7 a 37). Tensin de servicio: 5 y 15 kV. Uso: en zonas bajo agua o totalmente sumergidos, con proteccin mecnica que los hacen resistentes a corrientes y fondos marinos. Tendido fijo. Clasificacin de los conductores elctricos de acuerdo a sus condiciones de empleo Para tendidos elctricos de alta y baja tensin, existen en nuestro pas diversos tipos de conductores de cobre, desnudos y aislados, diseados para responder a distintas 10

necesidades de conduccin y a las caractersticas del medio en que la instalacin prestar sus servicios. La seleccin de un conductor se har considerando que debe asegurarse una suficiente capacidad de transporte de corriente, una adecuada capacidad de soportar corrientes de cortocircuito, una adecuada resistencia mecnica y un comportamiento apropiado a las condiciones ambientales en que operar. Conductores de cobre desnudos Estos son alambres o cables y son utilizados para: Lneas areas de redes urbanas y suburbanas. Tendidos areos de alta tensin a la intemperie. Lneas areas de contacto para ferrocarriles y trolley-buses. Alambres y cables de cobre con aislacin Estos son utilizados en: Lneas areas de distribucin y poder, empalmes, etc. Instalaciones interiores de fuerza motriz y alumbrado, ubicadas en ambientes de distintas naturaleza y con diferentes tipos de canalizacin. Tendidos areos en faenas mineras (tronadura, gras, perforadoras, etc.). Tendidos directamente bajo tierra, bandejas o ductos. Minas subterrneas para piques y galeras. Control y comando de circuitos elctricos (subestaciones, industriales, etc.). Tendidos elctricos en zonas de hornos y altas temperaturas. Tendidos elctricos bajo el agua (cable submarino) y en barcos (conductores navales). Otros que requieren condiciones de seguridad. Ante la imposibilidad de insertar en este folleto la totalidad de las tablas que existen, con las caractersticas tcnicas y las condiciones de uso de los conductores de cobre, tanto desnudos como aislados, se entregan a modo de ejemplo algunas de las ms usadas por los profesionales, tcnicos y especialistas. Se recomienda solicitar a los productores y fabricantes las especificaciones, para contar con la informacin necesaria para los proyectos elctricos.

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CONCLUCIN Los tipos de aislantes son dos: Elctricos y Trmicos (En este trabajo se muestran loselctricos)

Un aislante es un material que se resiste al flujo de carga. Los materiales utilizados ms frecuentemente son los plsticos y las cermicas. Un material aislante de la electricidad tiene una resistencia tericamente infinita. Los aislante elctrico son materiales con escasa conductividad elctrica. Aunque no existen cuerpos absolutamente aislantes o conductores, sino mejores o peores conductores, son materiales muy utilizados para evitar cortocircuitos, forrando con ellos los conductores elctricos, para mantener alejadas del usuario determinadas partes de los sistemas elctricos que, de tocarse accidentalmente cuando se encuentran en tensin, pueden producir una descarga elctrica. El comportamiento de los aislantes se debe a la barrera de potencial que se establece entre las bandas de valencia y conduccin que dificulta la existencia de electrones libres capaces de conducir la electricidad a travs del material. Algunos materiales, como el aire o el agua, son aislantes bajo ciertas condiciones pero no para otras. El aire, por ejemplo, aislante a temperatura ambiente y bajo condiciones de frecuencia de la seal y potencia relativamente bajas, puede convertirse en conductor.

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