TEORIA Y APLICACION DE LOS CONECTORES
UNA GUIA PARA EL DISEÑO Y LA ESPECIFICACION DE CONEXIONES
Material
traducido de FCI Electrical, Tercera Edición Revisada, escrito por:
- G. Di Troia - Miembro de la IEEE de FCI Electrical de Estados Unidos
- Kenneth Woo - FCI Electrical de Estados Unidos
- Gaylord Zahlman - FCI Electrical de Estados Unidos
INTRODUCCION
Un tratado que abarque todos los aspectos de la teoría de los conectores puede volverse muy confuso si no se subdivide en temas manejables. Es más, dentro de un tema en particular, hay diversas cuestiones que pueden (y de hecho, así sucede) sobreponerse entre sí. Sin embargo, sin importar el medio de conexión, su aplicación o su función, todas las conexiones eléctricas tienen un objetivo fundamental: brindar un camino de conducción eléctrica entre los conductores que se unen. Un resultado inherente de este objetivo es que una conexión eléctrica debe exhibir un bajo contacto o resistencia.
Dos superficies de conductores cualesquiera en contacto (por ejemplo, el conector y el cable) no se emparejan perfectamente. A nivel microscópico, cada superficie se asemeja a un terreno accidentado con picos y valles. Cuando se juntan las dos superficies, los picos y valles de uno se emparejarán aleatoriamente con los de la otra superficie. Cuando ocurre un contacto directo, la resistencia de una superficie a la otra es teóricamente cero, es decir, no existe una caída de tensión con al superficie inmediata.
Sin embargo, en realidad, existen pocos puntos de contacto directo, también conocidos como "puntos A" entre las dos superficies (ver la Figura 1.4-1). Si se aplica una tensión entre las superficies de acoplamiento, fluirá una corriente pero sólo a través de los puntos de contacto. La restricción del flujo de corriente a estos pocos puntos de contacto constituyen la resistencia de contacto.
Por lo tanto, para que un conector eléctrico alcance su objetivo, se
debe crear tantos puntos de contacto con el conductor como sea posible.
Cuanto más puntos de contacto se establezcan dentro de un área dada, habrá
menor resistencia de contacto. La eficiencia de largo plazo del conector
se relaciona directamente con los puntos de contacto establecidos originalmente.
El contactor no sólo debe maximizar los puntos de contacto durante la instalación,
también debe mantener ese contacto por todo el tiempo de vida deseado para
esa conexión.
Figura 1.0-1 Vista Microscópica de las asperezas entre
dos superficies
Aunque la premisa de crear una conexión eléctrica parece sencilla, muchos factores influencian la capacidad de una conexión para establecer en primer lugar, y luego mantener, una baja resistencia de contacto. Los contaminantes de superficie o corrosión interferirán con el establecimiento del contacto inicial, la fatiga térmica puede aflojar al conector y el esfuerzo mecánico y la corrosión de largo plazo puede disminuir la superficie de contacto en forma directa o indirecta atacando la integridad estructural del conector.
Estos aspectos, y muchos más, se discuten en el balance de este tratado. Al subdividir en varios temas, como se explicó antes, los temas principales relacionados a un diseño, especificación e instalación eficaz del conector eléctrico se tocarán con mayor detalle. Las subdivisiones descritas a continuación brindan la base para empezar nuestra cobertura de los conceptos más importantes de la teoría de conectores.
La aplicación del conector es la primera categoría que se discutirá en la teoría del conector. La aplicación es el tema principal debido a que cuando se selecciona un conector, la primera pieza determinable de información es usualmente la aplicación. La aplicación empieza diferenciando las conexiones debido a que las consideraciones de una aplicación puede que no sean adecuadas en otra aplicación, o viceversa. La categorización de aplicaciones permite el desarrollo de la teoría alrededor de las consideraciones específicas relacionadas a cada área de empleo. Las Secciones 1.1 hasta 1.5 discuten las categorías específicas de aplicación: (1.1) puesta a tierra y conexión equipotencial, (1.2) subestaciones, (1.3) distribución subterránea, (1.4) aérea y (1.5) Acometida.
Un segundo medio de diferenciar al conector es por su función. Hay tres funciones generales de conectores: derivación (tap), terminal y empalme. Aunque pueden ocurrir algunos traslapes, un conector típicamente tendrá una función primaria que permite diferenciarla. La Sección 1.6 discute las diferencias fundamentales entre las funciones y las áreas potenciales de traslape para brindar una base consistente para definir y diferenciar una función de conexión.
Finalmente, hay diversos medios de conexión que permiten que un conector realice su función dentro de una aplicación. La Sección 1.7 examina los diversos medios de conexión o tipos de conector (mecánico, de compresión, de cuña, fusión, etc.) en detalle para brindar un entendimiento de la teoría detrás de la tecnología empleada.