Tipos de terminales de cable: una guía práctica para elegir el conector correcto

Aquí está la respuesta corta: hay cuatro familias de terminales de cable que cubren casi todos los trabajos de baja y media tensión: terminales de cobre, terminales de aluminio, terminales bimetálicos (cobre-aluminio) y terminales preaislados . Cuál necesita depende sólo de dos cosas: el material del conductor que ingresa al terminal y el material del terminal al que se atornilla. Si se aciertan esos dos datos, el 90% del trabajo de selección estará realizado.

Este artículo analiza cada tipo, sus especificaciones típicas y las situaciones en las que elegir el incorrecto provoca sobrecalentamiento, corrosión o falla total en la junta. Si especifica, compra o instala terminaciones de cables, debe salir de esta página sabiendo exactamente qué familia de terminales requiere su próximo proyecto.

Por qué la oreja es más importante de lo que la mayoría de la gente piensa

Un terminal de cable es un elemento pequeño en la lista de materiales. También es, estadísticamente, uno de los puntos de falla más comunes en un sistema de distribución.

Los análisis de fallas de la industria señalan consistentemente a las conexiones (no a los cables ni a los disyuntores) como el origen de una gran parte de los incidentes térmicos en los equipos de distribución de baja tensión. La lógica es simple: una junta es donde vive la resistencia de contacto. Un terminal que añade incluso 50 µΩ de resistencia innecesaria a 400 A disipa calor medible, de forma continua, durante la vida útil de la instalación.

Ese calor acelera la oxidación. La oxidación aumenta aún más la resistencia. El bucle se alimenta a sí mismo hasta que la junta se decolora, el aislamiento cercano se vuelve quebradizo y, finalmente, un estudio termográfico (o una barra colectora quemada) encuentra el problema.

Una orejeta que combine correctamente cuesta unos pocos dólares. Una terminación fallida de 630 mm² en una subestación cuesta una parada. Esa asimetría es la razón por la que este tema merece más atención de la que suele recibir.

Los cuatro tipos principales de terminales de cable

1. Terminales de cable de cobre (tipo de compresión tubular)

Los terminales de cobre son la opción predeterminada para conductores de cobre que aterrizan en terminales de cobre o cobre estañado. Las series comunes que verá en los mercados IEC:

• Tipo SC (JGK) : un tubo con una palma formada y una ventana de inspección, que cubre aproximadamente entre 10 mm² y 630 mm²

• Tipo DT : terminal de cobre con boca de campana estilo DIN que se usa ampliamente en paneles y aparamenta

• Tipo AUS : variantes de servicio pesado para alimentaciones industriales de alta corriente

Las terminales de cobre de calidad están hechas de cobre electrolítico T2/T3 , lo que mantiene una conductividad alta, generalmente igual o superior al 97% IACS. La superficie suele estar estañada de 5 a 10 µm. Ese revestimiento no es cosmético: el cobre desnudo comienza a formar películas de óxido a las pocas horas de exposición, y el estaño mantiene estable la superficie de contacto durante años, especialmente en ambientes húmedos o costeros.

Un detalle que vale la pena comprobar en cualquier hoja de datos: el espesor de la pared del cañón. Las orejetas de paredes delgadas se engarzan fácilmente pero pierden fuerza de sujeción bajo el ciclo térmico. En nuestras propias pruebas de ciclo de carga según IEC 61238-1, el espesor de pared adecuado fue el predictor más claro de resistencia estable después de repetidos ciclos de calor.

2. Terminales de cable de aluminio

Terminales de aluminio, series DL y AU (DIN), terminan los conductores de aluminio en terminales o almohadillas de aluminio. El material típico es el aluminio de grado 1070 , elegido por su pureza y ductilidad en lugar de su resistencia.

Dos cosas separan una buena orejeta de aluminio de una barata:

• Recocido. Un cilindro adecuadamente recocido fluye alrededor de los hilos conductores durante el engarzado en lugar de agrietarse.

• Grasa para contactos rellena de fábrica. El aluminio se vuelve a oxidar en segundos después de la abrasión. Un barril precargado con un compuesto inhibidor de óxido atraviesa la capa de óxido durante el engarzado y sella el metal fresco del aire.

Las orejetas de aluminio cubren aproximadamente entre 10 y 630 mm² en la serie común. Son más livianos y más baratos que el cobre, una ventaja real en grandes proyectos de líneas aéreas y servicios públicos donde se instalan miles de terminaciones.

La limitación es igualmente clara: nunca apoye una terminal de aluminio directamente sobre una barra colectora de cobre. Lo que nos lleva al tipo que la mayoría de los ingenieros infrautilizan.

3. Terminales de cable bimetálicos (cobre-aluminio)

Los terminales bimetálicos resuelven un problema específico: conectar un conductor de aluminio a un terminal de cobre sin crear una celda de corrosión galvánica.

El cobre y el aluminio se encuentran muy separados en la serie electroquímica. Ponlos en contacto directo, añade un poco de humedad y el aluminio se corroe preferentemente. El producto de la corrosión no es conductor, la resistencia aumenta y la junta se cocina sola, a menudo en unos pocos años en servicio al aire libre o húmedo.

Una orejeta bimetálica soluciona esto previamente en fábrica. Un cilindro de aluminio se une a una palma de cobre mediante soldadura por fricción , lo que produce una unión metalúrgica densa en lugar de una interfaz mecánica. Si se hace correctamente, la zona de soldadura muestra:

• Fuerza de unión superior a 200 MPa: más resistente que el aluminio original

• Resistencia de contacto inferior a 10 µΩ en toda la transición

• No hay grietas para que entre el electrolito, que es lo que realmente detiene la corrosión.

La familia DTL (DTL-1 a DTL-8, DTL-F, DTLL tipo perno) cubre la mayoría de las geometrías: de un solo orificio, de doble orificio, de palma estrecha para disyuntores compactos y versiones con terminal de perno. La serie ACL tiene una forma específica para conexiones de disyuntores de caja moldeada (MCCB), y el tipo de clavija PBL se adapta a bloques de terminales en tableros de distribución compactos.

Aquí está la parte contraria a la intuición: muchos compradores intentan evitar las orejetas bimetálicas para ahorrar costos y luego gastan más en la solución alternativa. La alternativa (un terminal de cobre más una arandela bimetálica o placa de transición) introduce dos interfaces adicionales, cada una con su propia resistencia de contacto y su propio requisito de torque. En la práctica, la orejeta de una sola pieza soldada por fricción es eléctricamente mejor y más barata de instalar una vez que se cuenta la mano de obra.

4. Terminales de cable preaislados

Las orejetas preaisladas, como las de la serie DTL-4, agregan una funda aislante instalada de fábrica sobre el cañón. Están diseñados para redes de cables aéreos de bajo voltaje (LV-ABC) y conexiones de medición al aire libre, donde la terminación está expuesta a la lluvia y los rayos UV.

Una buena terminal preaislada es hermética; las pruebas de tipo típicas mantienen el conjunto a 6 kV durante un minuto sumergido. Los anillos de sellado codificados por colores identifican el tamaño del conductor de un vistazo, lo cual es importante cuando un personal de línea trabaja en altura y no puede leer fácilmente las marcas estampadas.

Estos se rigen por estándares diferentes a los de los terminales simples ( EN 50483-4 y NFC 33-021 en lugar de IEC 61238-1 solo), así que verifique que el certificado coincida con el estándar que especifica su empresa de servicios públicos.

Tabla de selección rápida

Imprime esta tabla y fíjala en la tienda de paneles. La mayoría de los errores de campo que vemos se remontan a ignorar la fila tres.

Especificaciones que realmente importan

Las hojas de datos contienen muchos números. En nuestra experiencia en el suministro de terminaciones para proyectos industriales y de servicios públicos, estas son las que vale la pena verificar antes de realizar el pedido:

• Rango de conductores. Las series estándar van desde 10 mm² hasta 630 mm². Confirme que el cilindro de orejeta coincida con la clase de conductor real (trenzado versus compactado): un conductor compactado Clase 2 de 240 mm² no llena un cilindro del tamaño de Clase 5 flexible.

• Tamaño del agujero de la palma. M6 a M20 es estándar. Un orificio de gran tamaño reduce el área de contacto debajo de la cabeza del perno; use la arandela plana correcta si debe aumentar el tamaño.

• Grado de material. Cobre T2/T3 para piezas de cobre; Aluminio 1070 para piezas de aluminio. Solicite el certificado de fábrica si la aplicación es crítica.

• Espesor del revestimiento. El rango de trabajo es de 5 a 10 µm de estaño. Debajo de eso, el revestimiento se desgasta durante la instalación.

• Cumplimiento de normas. Para los mercados IEC, la referencia es IEC 61238-1 , que cubre los ciclos de calor y la resistencia a cortocircuitos, no solo las dimensiones. El marcado CE debe acompañar a la documentación.

No es lo mismo un terminal que 'encaja' que un terminal que pasa 1000 ciclos de calor al 120% de corriente nominal. Sólo los informes de pruebas de tipo te cuentan la segunda parte.

Tres errores de selección que seguimos viendo

Error 1: Dimensionar el terminal según el diámetro exterior del cable en lugar de la sección transversal del conductor. El espesor del aislamiento varía según las marcas de cables. Dimensione siempre el conductor en mm² y luego verifique la clase del hilo.

Error 2: Usar terminales de cobre en conductores de aluminio 'temporalmente'. No hay corrosión galvánica temporal. La célula comienza a funcionar el día que la articulación se activa en aire húmedo.

Error 3: mezclar juegos de matrices y marcas de orejetas. La geometría de engarzado es un sistema combinado. Un perfil de matriz hexagonal diseñado para el espesor de pared de un cilindro comprime demasiado o demasiado poco a otro. Si cambia de proveedor de terminales, vuelva a calificar el engarzado con una prueba de tracción y una verificación de resistencia; esto lleva veinte minutos y evita un lote completo de uniones marginales.

Donde cada tipo se gana la vida

• Subestaciones y aparamenta: terminales SC/DT de cobre sobre bus de cobre; DTL bimetálico donde los alimentadores de aluminio aterrizan en terminales de cobre.

• Plantas solares y de almacenamiento: los cables troncales de CC de aluminio se encuentran constantemente con los terminales de los inversores de cobre; este es territorio bimetálico, y omitirlo es uno de los defectos más comunes encontrados en las inspecciones de plantas fotovoltaicas.

• Redes BT de servicios públicos: terminales DTL-4 preaislados para conexiones de servicios ABC; orejetas de aluminio DL/AU a lo largo de la línea.

• Edificios comerciales: las terminales de cobre DT dominan los paneles; Terminales bimetálicas ACL donde las bandas verticales de aluminio terminan en MCCB.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre un terminal de cable y un terminal?
En el lenguaje comercial cotidiano, las palabras se superponen en gran medida. Estrictamente, 'terminal de cable' se refiere al accesorio de compresión engarzado sobre un conductor con una palma para atornillarlo, mientras que 'terminal' es la familia más amplia que también incluye tipos de pasador, horquilla, anillo y cuchilla para cables más pequeños. En el rango de potencia analizado aquí (10 mm² y más), la lengüeta y el terminal se usan indistintamente, y los catálogos enumeran la misma pieza SC, DT o DTL bajo ambos nombres.

¿Puedo utilizar un terminal bimetálico en un conductor de cobre?
No. El cilindro de aluminio de una orejeta bimetálica está perforado y engrasado para ser conductor de aluminio. Engarzar hilos de cobre crea el mismo problema de contacto Cu-Al que la orejeta debe evitar, simplemente reubicado dentro del cilindro. El conductor de cobre lleva un terminal de cobre; Si el lado del terminal es de aluminio, esa dirección específica se maneja con accesorios de transición de palma de aluminio o una placa de transición con la clasificación adecuada, así que consulte con el proveedor en lugar de improvisar.

¿Son intercambiables las orejetas de cañón largo y de cañón corto?
No en silencio. Los cilindros más largos soportan más engarces, desarrollan una mayor resistencia a la extracción y se adaptan a conductores sujetos a tensión o vibración. Las versiones de cañón corto se adaptan a espacios de paneles más reducidos pero tienen menos capacidad. Si el dibujo de diseño especifica uno, la sustitución necesita una aprobación de ingeniería, no una decisión de tienda.

¿Cuántas veces se puede volver a terminar una terminal?
Cero. Un terminal engarzado es un componente de una sola vez: cortarlo acorta el cable y consume un terminal nuevo. Es por eso que las verificaciones de tamaño y matriz en este artículo se realizan antes de que se cierre la herramienta; el momento económico para detectar un error es mientras la orejeta todavía está en la bolsa.

¿Las orejetas estañadas también necesitan compuesto para juntas?
En interfaces atornilladas de cobre a cobre en servicio interior normal, el estañado por sí solo es suficiente. El compuesto se gana su lugar en exteriores, en atmósferas costeras y en cualquier interfaz de aluminio: allí hace un trabajo real, no un seguro.

La conclusión

Haga coincidir la orejeta con los metales en ambos lados de la junta. Utilice terminales de cobre para cobre con cobre, terminales de aluminio para aluminio con aluminio y un terminal bimetálico soldado por fricción (no una pila de arandelas) siempre que los dos metales se encuentren. Confirme la prueba de tipo IEC 61238-1, los grados de material de cobre T2/T3 o aluminio 1070 y el estañado adecuado antes de enviar la orden de compra.

Si está especificando terminaciones para un próximo proyecto y desea dibujos dimensionales o informes de prueba de tipo para cualquier serie mencionada aquí (SC, DT, DL, AU, DTL, ACL o PBL), el equipo de ingeniería de MINGXU responde con documentación, no solo una lista de precios. Envíe su programa de conductores y lo asignaremos a la serie de orejetas correcta, incluidos los tamaños de orificios.