Tipos de alambre y cable para las cajas

Caja eléctrica Alambre y cable

Alambre y cable son términos que se utilizan para describir varios artículos no necesariamente asociados con la electricidad, la electrónica, la energía o las comunicaciones. Sin los adjetivos, las normas, especificaciones y otras regulaciones de la industria son aún más confusas.

El término "cable eléctrico" incluye cables individuales y un grupo de cables (Cable). Un ejemplo de cable es el cable de cuatro hilos que se utiliza en el hogar. ¿Creías que sólo había tres cables en el cable eléctrico usado en los hogares? Este tipo de cableado existe, y una de las razones por las que hay códigos y normas para el alambre y el cable. 

El cable de comunicación o de señales suele estar asociado a la transmisión de datos o señales de telecomunicaciones. También hay cable de vídeo o cable AV.

Tipos de cableado de la caja electrónica

Un solo recinto industrial podría tener múltiples tipos de cableado.

• Cableado de energía
• Cableado de control
• Cableado de la señal
• Cables de fibra óptica

Cableado de energía

El voltaje y la corriente son variables esenciales para seleccionar el cableado de alimentación que entra en el panel o recinto para alimentar todos los componentes eléctricos, contactores, interruptores, ventiladores y dispositivos electrónicos. El revestimiento exterior debe evitar que el voltaje y la corriente entren en contacto con otras superficies o con los humanos.

Es esencial tener en cuenta el encaminamiento del cable hacia el armario. ¿Está en bandejas o conductos de cable abiertos? Incluso con el cableado encerrado dentro del aislamiento, la corriente que fluye a través del cable produce calor. En una bandeja de cables abierta, el cable puede dispersar parte de ese calor. Dentro de un conducto o tubería, el calor no tiene forma de disiparse. 

La distancia del cableado de energía desde su fuente también es una consideración, si el cable tendrá que doblarse en las esquinas del conducto, bandejas de cables o canales de cables.

Los conductores que llevan el voltaje y la corriente a dispositivos de calefacción, refrigeración o condensación utilizado para el control ambiental en recintos debe ser considerado como cableado de energía y el diseño en consecuencia. Estos dispositivos tendrán diversos requisitos de corriente que requerirán una cuidadosa consideración tanto del cableado como de las terminaciones.  Arneses de cable personalizados se utilizan a menudo para este tipo de cableado de energía.

Cableado de control

Los paneles de control industrial a menudo utilizan 120 voltios o menos dependiendo de los circuitos e interruptores. Algunos cables son de 24 voltios o incluso de 5 voltios para algunas aplicaciones informáticas.

Se consideran el voltaje y la corriente, pero entran en juego las conexiones, la curvatura, las bandejas de cables y otras variables de enrutamiento. Un buen diseño de panel tendrá el cableado de control aislado del cableado de alimentación para evitar que las interferencias emitidas por la corriente en el cableado de alimentación afecten a las señales.

El tipo de dispositivo de control y la ubicación dentro del gabinete también entra en juego. La aplicación de los dispositivos puede dictar el tipo de cableado que cumple con las especificaciones o regulaciones.

Estos cables más pequeños pueden estar sujetos a la abrasión en la ruta y al calor de otros componentes. Todo el cableado del gabinete puede necesitar ser resistente al fuego o no emitir gases tóxicos cuando se exponga al fuego. Este requisito sería adecuado para los paneles de control a bordo de los barcos o bajo tierra.

Signa

A veces confundidas con el cableado de control, las señales de bajo voltaje se utilizan para transmitir pulsos eléctricos o comunicaciones digitales para la notificación de datos. En los niveles de bajo voltaje, es posible la interferencia de la señal tanto del cableado de potencia como del de control.

El cableado de la señal suele estar envuelto en un trenzado metálico protector para evitar las interferencias de otros cables y circuitos de control. El cable coaxial es para la televisión de tu casa, e Internet es un excelente ejemplo de cableado trenzado cubierto.

Los cables de señal utilizados en aviones y vehículos espaciales necesitan protección contra las interferencias, el calor y la vibración. El Milspec, especificación militar para este tipo de cableado, es muy estricto.

Cables de fibra óptica

Los cables de fibra óptica han mejorado la protección contra las interferencias electromagnéticas y han permitido una transmisión más rápida de grandes cantidades de datos. Muchas fibras de vidrio frágiles se enrollan juntas para formar un solo cable óptico.

Aunque no son susceptibles a las típicas interferencias de señal como los cables metálicos, necesitan protección extra contra daños y dobleces.  

Tipos de Alambre y Cable para Gabinetes de Control Industrial

No es sencillo clasificar todos los cables en tipos. Los cables eléctricos y de comunicación podrían considerarse las categorías principales. Los datos a lo largo de los cables ópticos transmiten señales eléctricas o datos usando luz. Los cables de datos y de comunicación tienen sus estándares y caen bajo las mismas referencias del código eléctrico para etiquetar las instalaciones.  

Los tipos de cableado eléctrico pueden variar desde el cableado doméstico convencional, cableado de mayor voltaje y corriente para la industria, hasta las líneas de transmisión de energía. Los cables de comunicaciones o de transmisión de datos diseñados para transmitir señales de datos son muy diferentes a los cables eléctricos. 

Estos cables van desde pares trenzados y coaxiales para redes, USB para computadoras, hasta cables de fibra óptica para transmitir grandes volúmenes de información a grandes distancias. 

Cada uno de los tipos tiene una multitud de coberturas y tamaños especializados en función de las aplicaciones y el uso. Los cables subterráneos de transmisión de energía eléctrica y los cables submarinos de comunicación óptica están en un extremo del espectro por su tamaño y protección. La aviación y la industria aeroespacial están al final de la durabilidad y la especialización.

¿Cómo se fabrican todos estos tipos de cable?

La fabricación de cables ópticos utiliza un proceso muy diferente al de los cables de alambre metálico, en el que el vidrio fundido se introduce en las fibras en lugar del metal. El vidrio o cable óptico debe permanecer en estado semifundido a muy altas temperaturas para ser trefilado y recocido por calentamiento externo en tubos de vidrio individuales más delgados.  

El alambre de metal o de cobre es forzado a través de matrices de dimensiones más pequeñas y recocido por calor al pasar la electricidad a través del metal para crear un alambre más delgado.

Centrándonos en la cobertura y el etiquetado/codificación de los filamentos de alambre y vidrio desnudos, encontramos que las coberturas no son tan diferentes. Algunas fábricas dibujan los metales, principalmente el cobre, y lo cubren durante el proceso de dibujo. La mayoría de los métodos de cobertura o creación de los cables se originan con el alambre desnudo trefilado y extruyen las coberturas especializadas en los cables individuales, trenzados o agrupados.

Ambos tipos de alambre y cable, una vez cubiertos, deben ser identificables por el color o la codificación aplicada a su superficie. Estos códigos son establecidos por múltiples organizaciones internacionales y nacionales, dependiendo de sus usos finales.

¿Cuáles son las normas y códigos utilizados para identificar alambres y cables?

Hay tantos estándares diferentes como tipos de cables y alambres. Las normas rectoras o el código de reglamentación se refieren al etiquetado de la cubierta durante la fabricación y la instalación. Hay volúmenes de información con orientación sobre cómo debe etiquetarse e instalarse cada tipo. Hay certificación UL, requisitos Mil-Spec, normas NFPA y NEC, EIA, TIA, IEEE, NEMA y SAE.

Mirando sólo un estándar para el cable aislado con PTFE, llamado NEMA HP3 PTFE.  La primera designación o código del cable es HP3, indicando que tiene aislamiento de PTFE. Después de un guión EE, un tipo NEMA, un tipo destinado a aplicaciones de alta temperatura adecuado para 1000 voltios RMS y circuitos de alta frecuencia. El X es un tipo de construcción, envuelto o extruido. La siguiente letra es el material conductor.  

Hemos escrito principalmente sobre el cobre, pero seis conductores diferentes están indicados con una designación de la B a la G. Luego viene el tamaño nominal del conductor AWG desde el calibre 32 hasta el 4/0, indicado con las letras de la A a la Z. El número de soportes en el interior del cable desde el 1 hasta el 2109 designado con una letra. El código de color es el último que va desde el 0 para el negro y el 9 para el blanco.

Un número típico codificado en el cable puede ser así:

HP3 - EEXBGE9

Otras normas pueden incluir especificaciones de los cables, material de blindaje, material de la cubierta y código de color de los cables individuales. Los cables estándar para casas y edificios tienen el tipo de cable, el tamaño, el número de cables, con o sin tierra, el voltaje, la marca y el UL si está certificado.

Tipo NM-8 14-2 CON TOMA DE TIERRA 600 VOLTIOS MARCA (UL)

Los fabricantes también incluyen los números de parte y los códigos de lote de los cables para su identificación y rastreo. Muchos imprimen el logo de la marca en el exterior.

Las terminaciones son parte de la gestión de los cables

La gestión de los cables incluye no sólo los tipos de cables y cómo se montan en el armario, sino también cómo se conecta cada cable a su destino. Los cables para armarios de control industrial requieren terminaciones en bloques terminales o directamente a dispositivos. Los materiales de las terminaciones y la fijación de los conectores son tan importantes como el cable para garantizar la seguridad y la fiabilidad. Las terminaciones deben proteger el cable y no deben soltarse por tirar o retorcerse.

Si se usa para aplicaciones de automatización industrial, una conexión fallida podría cerrar toda la línea de producción. Los conectores y el uso adecuado o el método de conectarlos al cable también están cubiertos por las regulaciones gubernamentales y de seguridad.

Si un cable debe cumplir ciertas condiciones y estándares tanto el conector. La metodología de soldadura y encogimiento utilizada para unir los conectores también está cubierta. Busca Certificaciones UL o NFPA 79 como guía sobre el cumplimiento de las normas y reglas nacionales que rigen la instalación.

Un ejemplo de las normas de la NFPA 79 en 13.1.2 Conductor Cable Runs establece que los conductores deben ir de terminal a terminal sin empalmes ni uniones. La única excepción es cuando se conectan a motores o solenoides donde los conductores están unidos a cables preexistentes. Incluso entonces hay reglas sobre cómo debe hacerse el empalme.

Arneses de cable prefabricados para gabinetes y dispositivos

Para asegurar que su cableado y conectores cumplan con el estándar correcto para su aplicación arneses de cable personalizados están disponibles para los fabricantes de componentes. Un arnés personalizado o prefabricado ahorra tiempo de instalación y asegura conexiones certificadas fiables que no fallarán durante la instalación o el uso.

Los conectores se sujetan al arnés de cables en ambos extremos del conductor asegurando que no se suelten y estén debidamente aislados. Los conectores deben ser seleccionados en base a los requisitos de terminación, así como a las normas mínimas de seguridad y contra incendios del propio cable.

Las pruebas de continuidad y de tracción se realizan en el cable y en la terminación, minimizando el tiempo necesario para realizar dichas pruebas en el lugar de la instalación.  

Se pueden especificar mazos de cables prefabricados para dispositivos individuales o diseñados para conexiones múltiples en los paneles eléctricos. Los modernos aviones, trenes, coches y otros vehículos tienen arneses de cables prefabricados para una rápida instalación y fiabilidad. Algunos constructores de viviendas están empezando a utilizar el mismo concepto en las casas prefabricadas y eventualmente en las casas construidas a medida.

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