1.7.1 - CONECTORES MECÁNICOS
1.7.1.2 El Elemento de Engrampe
El elemento de engrampe de un conector mecánico brinda la resistencia mecánica, así como los caminos de recorrido de la corriente de la conexión. Las siguientes reglas generales son básicas para el diseño del elemento de engrampe, sin importar el material usado para su construcción:
- Minimizar la distorsión y la abrasión del conductor para prevenir la fatiga del conductor (especialmente en aquellas aplicaciones donde exista concentración de vibración o de esfuerzo). No se recomienda el uso de tornillos que aplican presión directamente al conductor. Los conectores que usan los tornillos de presión directa deben diseñarse de tal forma que se minimice la distorsión o el daño al conductor. Si un conector compacto requiere un solo perno para acomodar el conductor, se recomienda una barra de presión, a menos que el conector se use en una aplicación de poco esfuerzo (light duty).
- La NEMA (National Electric Manufacturer's Association) ha adoptado
algunos estándares como guías para el diseño mecánico de los conectores.
La asociación NEMA diferencia por el número mínimo y por el tamaño de
pernos. El tamaño del perno es determinado por la presión de engrampe
requerida para reducir la resistencia a un valor lo suficientemente
bajo para suministrar una unión altamente estable conductora. Los pernos
usados en los conectores mecánicos no son sólo los medios de unir todas
las partes, pero aún más importante, estos son los medios para establecer
los puntos de contacto a lo largo de las superficies del conector y
del conductor.
Se recomiendan pernos de acero inoxidable para aquellas aplicaciones de ambientes altamente corrosivos y deben usarse conjuntamente con una adecuada selección del conductor.
Adicionalmente, se recomienda el uso de las arandelas (guachas) elásticas tipo Belleville en lugar de las arandelas planas cuando se usan combinaciones de diferentes materiales de conexión. Las arandelas Belleville mejoran la elasticidad de la conexión a diferentes esfuerzos de expansión y de contracción térmicos (el aluminio tiene el doble del coeficiente de expansión del acero). Sin embargo, observar que las arandelas Belleville no pueden compensar completamente un área de contacto inadecuado, el torque incorrecto o un diseño pobre. Ver la Sección 2.1.1.4 Ferretería para recomendaciones específicas.
- Colocar los pernos tan cerca al conductor como sea posible para reducir la longitud eficaz del brazo del momento. La reducción del momento reduce el esfuerzo dentro del conector. El elevado esfuerzo interno puede hacer que se agriete y por ello se requerirían elementos del conector más grandes que los que se necesitarían.
- Accesibilidad con una herramienta de instalación y una adecuada separación. Los conectores mecánicos a menudo permiten que una herramienta de instalación facilite el trabajo en vivo y simplifican el proceso de instalación. Además, todas las cabezas de los pernos deben colocarse en el mismo lado del conector para permitir su accesibilidad.
- Emplear el suficiente envoltorio para que haga contacto con todos los filamentos externos. Establecer contacto con todos los filamentos externos de un conductor es esencial para la igualación de la corriente y la performance térmica promedio.
- Emplear el material de tal manera que se haga el mejor uso de sus propiedades. El diseño del elemento de engrampe debería resistir el ingreso de la corrosión atmosférica o galvánica. También cuando se consideran los conectores mecánicos de cobre, son posibles secciones más delgadas debido a que el material puede formarse alrededor del conductor y, por lo tanto, recortará el brazo del momento y reducirá el esfuerzo. Sin embargo, un conector mecánico de aluminio debe tener la suficiente sección transversal para evitar la deflexión debido a la falta de conformación y fragilidad inherente del material.
Figura 1.7-1 Conector Simple Mecánico de Derivación y Empalme
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