Alivio de tensión de cables en la práctica: construcción, instalación y selección

Un cable que se ve perfectamente bien desde el exterior aún puede fallar internamente. Pele la cubierta cerca de una caja de terminales y es posible que encuentre conductores desprendidos de sus engarces, con el aislamiento mostrando marcas de tensión blancas en el punto de flexión. Ésta es la característica clásica del daño por tensión. Rara vez aparece el día de la instalación; se desarrolla a lo largo de meses de vibración, ciclos térmicos y algún tirón ocasional y descuidado. Una vez que la tracción mecánica llega al conductor y su terminación, ningún material de la cubierta puede detener el eventual circuito abierto. En entornos de producción, este tipo de falla se manifiesta como una parada repentina de la máquina, un código de error en una unidad o una señal intermitente que es casi imposible de rastrear.

¿Qué hace realmente el alivio de tensión del cable?

El alivio de tensión es un concepto mecánico simple: desplace la fuerza de tracción lejos del punto más débil y hacia una parte del conjunto diseñada para soportarla. En cualquier instalación de cables, los puntos más débiles son las uniones soldadas, los terminales engarzados y el límite donde el cable ingresa a la carcasa. Los puntos más fuertes son la funda del cable, las trenzas internas y los elementos estructurales rígidos como cajas o soportes. Un sistema de alivio de tensión diseñado adecuadamente sujeta o soporta la funda del cable de modo que cualquier tirón sea absorbido por la funda y transmitido al gabinete, no a la conexión eléctrica.

¿Por qué es tan importante esta separación de fuerzas? Los conductores de cobre son dúctiles. Una carga de tracción que parece pequeña (sólo unos pocos kilogramos) puede alargar gradualmente el conductor, reducir su sección transversal y crear un punto caliente. En la construcción trenzada, los cables individuales se rompen uno por uno. Luego, el terminal transporta la carga restante y, finalmente, falla toda la terminación. El alivio de tensión evita esta cadena de eventos manteniendo el conductor mecánicamente descargado.

Un buen diseño de protección contra tirones también protege el cable del medio ambiente. El punto de sujeción suele ser el único lugar por donde la humedad, el polvo y los vapores de disolventes pueden entrar al interior de un cable. Un accesorio de tipo compresión con un sello adecuado cumple una doble función como prensaestopas y barrera de ingreso. Ésa es una de las razones por las que el accesorio protector contra tirones y la cubierta del cable deben considerarse juntos, no como elementos separados.

Factores de construcción del cable que afectan el alivio de tensión

No todos los cables se comportan de la misma manera bajo tensión de tracción. La construcción del cable determina cuánta carga absorbe la funda y cuánta llega a los conductores. Cuando seleccione un cable para una instalación exigente, examine cuatro elementos: material de la cubierta, cableado del conductor, capa de refuerzo y flexibilidad general.

Entre ellos, el material de la cubierta tiene la mayor influencia en el punto de alivio de tensión. Un prensaestopas o abrazadera sujeta la superficie exterior de la cubierta. La abrazadera puede deformar permanentemente una cubierta de PVC blando, lo que reduce el agarre con el tiempo y permite que el cable se deslice. Las fundas de goma mantienen mejor su conjunto de compresión y mantienen el cable firmemente sujeto sin cortarse. Por este motivo, los cables portátiles y de máquinas herramienta suelen utilizar construcciones revestidas de goma.

La flexibilidad no es un lujo. En aplicaciones donde el cable se flexiona continuamente, el cableado rígido del conductor se fatigará en el punto de sujeción independientemente de la cubierta. Los conductores flexibles de clase 5 distribuyen el movimiento a través de una mayor cantidad de cables finos, por lo que cada cable sufre menos tensión. La clasificación IEC 60228 le brinda una manera sencilla de especificar el cableado correcto para el perfil de movimiento de su máquina.

Tres formas prácticas de evitar la tensión de los terminales

Puede resolver la mayoría de los problemas de alivio de tensión de tres maneras: sujetar la funda en el punto de entrada, encaminar el cable de manera que las fuerzas naturales trabajen con usted y proteger el cable en zonas de mucho movimiento.

1. Sujete la vaina en el punto de entrada.

Utilice un prensaestopas, un pasacables o un casquillo protector contra tirones donde el cable ingresa a un gabinete. El accesorio debe coincidir estrechamente con el diámetro exterior del cable. Un casquillo suelto que se ajuste a un rango de diámetro exterior más amplio se sujetará de manera desigual y puede desprenderse con el tiempo. Anclar el herraje a una pared rígida, no a un panel fino extraíble.

2. Dirija los cables de modo que la dirección de tracción sea neutra.

El cable debe ingresar desde abajo o desde una dirección que permita que la gravedad y el propio peso del cable ayuden a la conexión, no trabajen en contra de ella. Evite tirar del cable tenso entre los puntos de fijación. Si un tramo debe recorrer horizontalmente una distancia larga, apóyelo con abrazaderas intermedias para que el peso no cuelgue del terminal.

3. Agregue protectores de resorte, conductos flexibles o envoltura en espiral en las zonas móviles

Las máquinas que giran, se deslizan o vibran ejercen una tensión de flexión repetida sobre un cable en el punto donde está sujeto. Un protector de resorte o un tramo corto de conducto flexible absorbe el movimiento y evita que el radio de curvatura caiga por debajo del mínimo del cable. Esto también protege la abrazadera contra un aflojamiento permanente con el tiempo.

Estas medidas mecánicas son fáciles de aplicar y económicas, pero sólo funcionan si la cubierta del cable puede soportar la fuerza de sujeción durante años de servicio. el Guía práctica para la selección e instalación de cables flexibles revestidos de PVC. cubre exactamente este tipo de decisión para entornos industriales ordinarios.

Selección de cables para entornos con alta tensión de tracción

La construcción de cable adecuada hace que el alivio de tensión sea más fácil y confiable. Para equipos portátiles y flexiones frecuentes, comience con un cable recubierto de goma. El revestimiento sujeta mejor los accesorios, tolera la flexión repetida y mantiene su forma en el punto de sujeción durante mucho más tiempo que un revestimiento de PVC estándar. Un cable revestido de goma es la opción más segura para herramientas manuales, equipos de prueba y fuentes de alimentación temporales, donde los usuarios arrastran el cable por el suelo y tiran de él sin pensar en el terminal.

Cable flexible revestido de caucho para equipos y herramientas portátiles Este cable con revestimiento y aislamiento de goma está diseñado para flexiones frecuentes y manipulación brusca. Su resistencia al aceite, la abrasión y el agua es adecuada para herramientas eléctricas portátiles, grúas y suministros temporales, lo que la convierte en una opción práctica para los problemas de alivio de tensión discutidos anteriormente. Ver producto →

En armarios de control y sistemas de automatización, una opción común es un cable de control multipolar con aislamiento de plástico. Estos cables utilizan conductores flexibles y una cubierta exterior lisa que se asienta bien dentro de los conductos y prensaestopas para cables. Están diseñados para circuitos de control de bajo voltaje, instrumentación y conexiones de señales donde la confiabilidad de los terminales es importante. La elección de la clase de trenzado y del espesor de la funda afecta directamente al comportamiento del cable en el punto de alivio de tensión. Nuestro guía de selección de cables de control Describe las características que se deben comprobar antes de realizar el pedido.

Cable de control multinúcleo con aislamiento de plástico para sistemas de bajo voltaje Diseñado para circuitos de control, señal y medición de hasta 450/750 V, este cable ofrece buen aislamiento, múltiples opciones de núcleo y resistencia a interferencias. Se adapta al contexto del gabinete de control y de la automatización donde la confiabilidad de los terminales y el alojamiento de los conductos son prioridades. Ver producto →

Mención especial merecen las instalaciones de variadores de frecuencia. El cable entre un VFD y un motor está expuesto tanto a vibración continua como a reflexión de voltaje desde la salida del variador. Un cable de alimentación estándar puede funcionar durante un tiempo, pero no está diseñado para la combinación de tensión mecánica y tensión armónica que produce un sistema de accionamiento. Un cable VFD dedicado con un conductor a tierra simétrico mantiene los puntos de terminación silenciosos y reduce el riesgo de daños al aislamiento a largo plazo. Si el cable pasa a través de un conducto y se tira con fuerza durante la instalación, la construcción simétrica más robusta de un cable VFD también hace que sea más fácil de manejar sin distorsionar la geometría del núcleo.

Cable VFD simétrico con blindaje para instalaciones de variadores Este cable de alimentación de variador de frecuencia maneja sobretensiones, pulsos de frecuencia e interferencias electromagnéticas. Su construcción robusta se adapta a la vibración y la tensión armónica entre un VFD y el motor, y soporta altas temperaturas del conductor de hasta 90 °C. Ver producto →

Cómo verificar el alivio de tensión durante la instalación

Una vez terminado el cable, realice algunas comprobaciones sencillas antes de cerrar el panel:

1. Tire del cable en el punto de entrada y confirme que la funda, no el conductor, soporta la carga. Si el terminal se mueve cuando tira del cable, el alivio de tensión no funciona.
2. Mida el radio de curvatura en cada vuelta. Una curva cerrada de 90 grados inmediatamente detrás de un casquillo es una fuente común de fatiga del conductor.
3. Mira cómo se fija el cable a lo largo de su recorrido. Utilice abrazaderas intermedias a los intervalos recomendados por el fabricante o proveedor.
4. Para áreas al aire libre o de lavado, instale un circuito de goteo para que el agua no pueda viajar a lo largo del cable y entrar al gabinete.

Estas comprobaciones tardan menos de un minuto cada una y no cuestan nada, pero eliminan las causas más frecuentes de fallos en la terminación prematura.

La protección contra tirones eficaz no es un único accesorio. Es un sistema que combina la construcción de cable adecuada, el accesorio de entrada adecuado y un plan de enrutamiento que respeta los límites de flexión. Cuando estas tres piezas están alineadas, el punto más débil de un conjunto de cables deja de ser la conexión terminal.