Conocimientos sobre conectores de alta tensión

Según la norma IEC 60050 - (IEV) 601-01-27 - "alta tensión" se define como una tensión superior al nivel de baja tensión. Un "conector de alta tensión" transporta, por tanto, corrientes superiores a 1 kV CA / 1,5 kV CC. Por supuesto, el límite depende de las convenciones. Para diferenciar entre mercados individuales o gamas de productos -por ejemplo, la e-movilidad- también se utilizan otras demarcaciones entre alta y baja tensión. Por ejemplo, los conectores con una tensión nominal de 400 u 800 V también pueden denominarse de alta tensión.

Tipos de diseño:

• Polos simples/múltiples (por ejemplo, bipolares, en forma de U)

• Apantallado/sin apantallar

• carcasa de metal/plástico

• en ángulo/recto

• atornillable/bloqueable

• Receptáculo de conexión/adaptador especial

• Cables de conexión premontados en uno o ambos extremos

Los diámetros de los contactos y de los cables aumentan con la tensión a transmitir. Los límites superiores de tensión habituales en la distribución de energía y en la red de transporte son 6 kV / 30 kV / 110 kV y 380 kV. Actualmente están apareciendo cada vez más niveles de tensión enchufables, sobre todo en el sector de las energías renovables, es decir, entre 6 kV y 30 kV. Como los sistemas son modulares y deben montarse rápidamente, el uso de conectores es esencial. Esto se aplica a los sistemas de producción de hidrógeno, energía eólica, fotovoltaica y pilas de combustible.

Las formas de los conectores dependen de la capacidad de transporte de corriente requerida y de los aspectos de seguridad durante la instalación, el funcionamiento y al enchufar y desenchufar.

Los sistemas de ensayo en tecnología de materiales y ensayos, microelectrónica y semiconductores o medicina y biotecnología requieren altas tensiones y corrientes nominales relativamente bajas. Los contactos finos, alargados y puntiagudos colocados en robustos cuerpos aislantes de plástico, metal o caucho son suficientes en este caso.

En la distribución de energía se requieren elevadas corrientes nominales y altas tensiones. Para conectar o desconectar cables de transmisión prefabricados y accesorios para el nivel AT se necesitan herramientas especializadas y personal con formación específica. Para aumentar la seguridad del operario y la compatibilidad electromagnética, se colocan aislantes gruesos y fundas sólidas de goma o plástico alrededor de los conductores y contactos. Esto complica un poco el uso de conectores, pero sigue siendo posible y demandado aprovechar sus ventajas a estos niveles de tensión.

Los conectores separan y enlazan los cables eléctricos para poder interrumpir el flujo de corriente en un punto si es necesario. La transmisión se produce cuando el enchufe y el conector se unen mediante un bloqueo positivo. Los electrones viajan a través de las superficies de contacto entre el conector y el enchufe. El cable se conecta al contacto mediante tecnología de tornillo, engaste o tornillo axial.

Los conectores de alta tensión difieren según los requisitos de la aplicación. Si hay que transmitir corrientes y tensiones elevadas, se necesitan grandes secciones de conductor. Los contactos cilíndricos macizos torneados de aluminio y/o cobre se utilizan como contactos, en versiones rectas o acodadas. Para facilitar la inserción y extracción, los contactos de la toma están revestidos interiormente con trenzas, rejillas o manguitos de alambre insertados, que se aplican a los contactos de las clavijas y garantizan un contacto uniforme.

Para la transmisión de AT con corrientes relativamente bajas, por ejemplo 30 A, también se utilizan conectores circulares (por ejemplo M8, M12, M17 y también roscas no métricas). Utilizan robustas carcasas de plástico o metal, cuerpos aislantes y contactos de diámetros medianos o pequeños (personalizados o de tamaños estándar hasta Sub-D).

Las carcasas de los conectores de alta tensión suelen ser especialmente robustas. El material es aluminio fundido a presión, plástico o caucho de silicona. Los cuerpos aislantes se componen de varias carcasas para ampliar las distancias de paso y de fuga y contrarrestar el desarrollo de calor. Las versiones apantalladas también están protegidas por material conductor con una conexión de PE.

En diversas áreas de alta tecnología (por ejemplo, en tecnología médica), se utilizan clavijas de contacto estrechas en revestimiento metálico o plástico como contactos de alta corriente; las carcasas están equipadas con cierres de bayoneta, tornillo o grillete.

Los fabricantes de tecnología de transporte utilizan conectores de alta tensión en las etapas posteriores al colector de corriente, después del transformador, para la distribución de energía eléctrica de la locomotora a los vagones, que son conectables y ampliables. Los componentes potentes, como transformadores o accionamientos, también deben recibir alimentación eléctrica, señales y datos e integrarse en la infraestructura del tren. Los sistemas de cables para la distribución de energía en el subsuelo también están equipados con conectores. En el sector ferroviario, el límite superior de los transformadores de potencia enchufables se sitúa actualmente en torno a los 4,5 kV CA. Para la transmisión de corriente continua, los límites superiores son aproximadamente un 50% más altos.

En el campo de la tecnología de transmisión de potencia, se utilizan cables preconfeccionados con conectores de alta tensión, apantallados y atornillables. Algunos de ellos pueden transmitir varios cientos de kV. Se han optimizado para conectar conmutadores y transformadores a la red de suministro (tipo IEC, IEEE, GB/T). Otros ámbitos de aplicación son las subestaciones, el cableado subterráneo, los sistemas de energías renovables, la tecnología minera y ferroviaria, así como las plataformas marinas (petróleo/gas natural).

Los conectores contribuyen a acelerar y normalizar la instalación de tecnologías de transporte e infraestructuras energéticas. Los conectores aceleran las cosas porque permiten más preinstalaciones, hacen que los procesos sean repetibles y garantizan la calidad. Aceleran la instalación in situ en comparación con el cableado. En muchos casos, ya no es necesario emplear electricistas in situ. La instalación puede resultar más rentable.

Los conectores de alta tensión suelen utilizarse en exteriores o en condiciones ambientales adversas, por lo que hay que asegurarse de que los componentes tengan una tendencia mínima a la corrosión y una protección IP adecuada.

Las altas tensiones suponen un peligro para la vida del operario. Por lo tanto, en interés de la seguridad del operador, asegúrese de que los contactos son seguros al tacto.

La capacidad máxima de transporte de corriente de los contactos depende de la aplicación respectiva; ajuste las secciones del cable y de los contactos en consecuencia.

En el caso de los conectores de alta tensión, deben mantenerse unas distancias de aislamiento y de fuga elevadas, y los contactos deben estar integrados de forma que sean seguros al tacto y garanticen un funcionamiento o manipulación seguros.

Sólo debe confiar en material probado y certificado para su tipo de aplicación.