Características eléctricas básicas de alambres y cables.

Las principales características eléctricas de alambres y cables incluyen características medidas a voltaje constante, a saber:

• resistencia óhmica de los cables que transportan corriente,

• resistencia de aislamiento,

• capacidad.

resistencia óhmica

La resistencia óhmica de los conductores conductores de alambres y cables se expresa en ohmios y generalmente se refiere a una unidad de longitud (m o km) de un alambre o cable. La resistencia óhmica, que se refiere a una unidad de longitud y sección transversal, se denomina resistencia y se expresa en ohm·cm.

En las condiciones técnicas para alambres y cables, la resistencia se expresa en ohmios, refiriéndose a una unidad de longitud de 1 m y una sección transversal de un alambre de 1 mm2.

La resistencia de los conductores de cobre de alambres y cables se calcula en función del valor de la resistencia del cobre en los productos. Para hilo no templado (clase MT) con diámetro de hasta 0,99 mm — 0,0182, con diámetro superior a 1 mm — 0,018 — 0,0179, para hilo calentado (clase MM) de todos los diámetros — 0,01754 ohmios mm2/m.

La resistencia óhmica específica del hilo de aluminio no debe superar los 0,0295 ohm·mm2/m a 20 °C de todas las marcas y diámetros.

Resistencia de aislamiento

La resistencia de aislamiento es una de las características más comunes de los alambres y cables. En el período inicial del desarrollo de la tecnología de cable la resistencia del aislamiento se considera una característica definitoria en términos de resistencia a la ruptura y confiabilidad de los productos de cable.

En ese momento, el material aislante se consideraba un muy mal conductor, y obviamente desde este punto de vista se creía que cuanto mayor era la resistencia del aislamiento, más se diferenciaba ese material del conductor, por lo tanto, mejor aislaría a un conductor. .

Las normas para la resistencia de aislamiento de hilos y cables siguen siendo fundamentales en varios casos, por ejemplo, para hilos conectados a instrumentos de medición o circuitos con baja corriente de fuga. Obviamente, en este caso, es necesario exigir una alta resistencia de aislamiento al igual que para todos los cables y cables de comunicación, etc.

Para cables de potencia que transmiten una cantidad relativamente grande de energía eléctrica, la fuga como pérdida de energía es prácticamente irrelevante si no reduce la resistencia eléctrica y la fiabilidad del cable, por lo que la resistencia de aislamiento para cables de potencia con aislamiento de papel impregnado no es tan importante como para otros tipos de cables y alambres que transmiten una cantidad relativamente pequeña de energía eléctrica.

En base a estas consideraciones, para cables de potencia con aislamiento de papel impregnado, se suele especificar únicamente el límite inferior de la resistencia de aislamiento aplicable a una longitud de 1 km, por ejemplo, no menos de 50 megaohmios para cables para tensiones de 1 y 3 kV y no más de menos de 100 megaohmios para cables de 6 — 35 kV a 20 °C.

La resistencia del aislamiento no es un valor constante; depende en gran medida no solo de la calidad de los materiales y la perfección del proceso tecnológico, sino también de la temperatura y la duración de la aplicación de voltaje durante la prueba.

Para lograr una mayor certeza al medir la resistencia de aislamiento, se debe prestar especial atención a la temperatura del objeto medido y la duración de la tensión (electrificación).

En los dieléctricos no homogéneos, especialmente en presencia de humedad en ellos, aparece una carga residual bajo la influencia de un voltaje constante que se les aplica.

Para evitar obtener resultados incorrectos, es necesario realizar una larga descarga del cable antes de las mediciones conectando los conductores del cable a tierra y a la cubierta de plomo.

Para llevar los resultados de las mediciones a una temperatura constante, por ejemplo, 20 ° C, los valores obtenidos se vuelven a calcular de acuerdo con las fórmulas, cuyos coeficientes se determinan de antemano según el material de la capa de aislamiento y el construcción del cable.

La dependencia de la resistencia de aislamiento de la duración de la aplicación de voltaje está determinada por el cambio de la corriente que pasa a través de la capa de aislamiento con un voltaje constante aplicado al dieléctrico. A medida que aumenta la duración de la aplicación de voltaje (electrificación), la corriente disminuye.

El papel más importante lo juega la resistencia de aislamiento en los cables de comunicación, porque allí determina la calidad de la transmisión de la señal en el cable y es una de las principales características. Para cables básicos de este tipo, la resistencia de aislamiento es de 1000 a 5000 MΩ y se reduce a 100 MΩ.

Capacidad

La capacitancia es también una de las principales características de los cables y alambres, especialmente los utilizados para comunicación y señalización.

El valor de la capacitancia está determinado por la calidad del material de la capa de aislamiento y las dimensiones geométricas del cable. En los cables de comunicación, donde se buscan valores de capacitancia más bajos, la capacitancia del cable también está determinada por el volumen de aire en el cable (aislamiento de papel de aire).

La medición de capacitancia se usa actualmente para controlar la integridad de la impregnación del cable y sus dimensiones geométricas. En cables de tres hilos de alta tensión, la capacitancia del cable se define como una combinación de capacitancias parciales.

Para calcular la corriente de carga del cable cuando se le aplica un alto voltaje de CA y para calcular las corrientes de cortocircuito, es necesario conocer el valor de la capacitancia del cable.

La medición de capacitancia se lleva a cabo en la mayoría de los casos con voltaje alterno, y solo para simplificar y acelerar las mediciones, se usa la determinación de capacitancia en corriente continua.

Al medir la capacitancia de CC, debe tenerse en cuenta que la capacitancia del cable, determinada por el galvanómetro balístico a partir de la descarga después de cargar el cable con voltaje de CC durante algún tiempo, dependerá de la duración de la carga en el cable.Por lo general, cuando se mide la capacitancia de alambres y cables, se supone que la duración del suministro de voltaje es de 0,5 o 1 min.

Lista de características de alambres y cables que se miden bajo tensión alterna

A voltaje alterno, se miden las siguientes características de alambres y cables:

• el ángulo de pérdidas dieléctricas o más bien la tangente de este ángulo y el aumento del ángulo de pérdidas en el rango del 30% desde la tensión nominal de trabajo del cable hasta la tensión durante la medición;

• dependencia del ángulo de las pérdidas dieléctricas en el voltaje (curva de ionización);

• dependencia del ángulo de pérdida dieléctrica con la temperatura (curso de temperatura);

• fuerza eléctrica;

• la dependencia de la rigidez dieléctrica de la duración de la aplicación de tensión.

De acuerdo con los requisitos de las especificaciones técnicas, algunas de estas características se miden en todos los carretes de cable producidos en fábrica (pruebas actuales), otras solo en pequeñas muestras o longitudes tomadas de un lote de carretes de cable según una determinada velocidad (tipo pruebas).

Los ensayos de corriente de los cables de potencia de alta tensión incluyen: la medida del ángulo de pérdida dieléctrica y su variación con la tensión (curva de ionización y aumento del ángulo de pérdida).

Las pruebas de tipo incluyen el comportamiento de la temperatura y la dependencia de la resistencia a la rotura del cable en la duración de la aplicación de voltaje. La prueba de resistencia al impulso del aislamiento del cable también se ha generalizado.