Research on the threaded connection system from AlMgSi alloy for electrical power cables under various clamping loads

Investigación sobre el sistema de conexión roscada de aleación AlMgSi para cables de energía eléctrica bajo diversas cargas de sujeción

En este artículo se presentan ensayos con galgas extensométricas que muestran las cargas de fuerza en el sistema de conexión de cables eléctricos, con pernos de apriete AlMgSi. Entre otras cosas, se analizó la influencia del par de apriete de la unidad de apriete en la distribución de fuerzas y la evaluación de la deformación en todo el sistema. El conocimiento de las condiciones de fuerza y de las cargas en el sistema de conexión roscada permitió desarrollar, con el uso de la modelización por el método de los elementos finitos (MEF), la geometría y el material óptimos de los elementos para el sistema de conexión de cables eléctricos.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, existen en el mercado varias soluciones de diseño utilizadas para conectar distintos tipos de conductores de cable (diferenciados por su sección transversal, estructura y material) [1,2]. A día de hoy, no se conoce ninguna buena solución que utilice conectores y terminaciones atornilladas para conectar cables flexibles de Clase 5. Sin embargo, hay intentos de utilizar esta tecnología aplicando un manguito de cobre o envolviendo el conductor con una malla de latón (Figura 1a). No obstante, el uso de manguitos y mallas no garantiza que la conexión sea correcta, ya que a menudo los hilos individuales pueden destruirse al apretar un tornillo. Cuando se corta alguno de los hilos del conductor del cable, se debilita la sección transversal del conector que transporta la corriente. Debido a lo anterior, actualmente existe una necesidad creciente en todo el mundo de encontrar una solución para conectar conductores de Clase 5, pero no sólo de hilos de cobre, sino también de aluminio, que en comparación con el cobre es mucho más susceptible de dañarse durante el proceso de conexión. La figura 1 presenta una comparación de dos soluciones (convencional y de nuevo desarrollo) de conectores de tornillo para conductores de clase 1, 2 y 5, junto con una lista de sus principales ventajas e inconvenientes.

Además, los autores del artículo [3] señalan que la fiabilidad de las conexiones de los cables de alimentación depende principalmente de: el material del conector y del conductor del cable conectado; la construcción del elemento de contacto del conector con el conductor del cable; la construcción y el tipo del conductor; el número y la disposición de los tornillos utilizados en el conector; el par de apriete y la fuerza de compresión. Por otro lado, los autores de los trabajos [1, 2] indican que el par de apriete y la fuerza de contacto de los pernos es el factor que más influye en la calidad y la eficacia de la conexión.