El trenzado de conductores se refiere al trenzado de varios cables individuales con el mismo o diferente diámetro juntos en una dirección determinada y de acuerdo con ciertas reglas para formar un núcleo de cable trenzado general. Los conductores macizos de gran sección transversal no se pueden tender, formar y conectar suavemente porque no son fáciles de doblar. Los conductores trenzados solucionan este problema. Los métodos de trenzado dependen del metal y sus propiedades.
Trenzado concéntrico
Esta es la forma típica en que se tuercen los conductores de los cables de alimentación. Consiste en una línea central o un núcleo rodeado por una o más capas de espirales. Cada capa siguiente agrega seis núcleos de alambre más que la capa anterior. Excepto en el caso de los conductores que están trenzados en una dirección, cada capa se coloca en la dirección opuesta a la capa inferior. Para los conductores de cables eléctricos, el núcleo es un solo cable y los cables trenzados son todos del mismo diámetro. Como se muestra en la figura, la primera capa fuera del núcleo del cable tiene 6 cables; la segunda capa tiene 12 cables; la tercera capa tiene 18 cables; etcétera. La distancia que un solo alambre de un conductor completa una espiral completa dentro de una capa se llama paso. Los requisitos de paso se especifican en la Parte 4 de la norma ASTM. El paso debe ser entre 8 y 16 veces el diámetro exterior de la capa de colocación correspondiente.
En los cables de alimentación, el estándar de trenzado es Clase B. El estándar requiere que se deje la dirección de torsión más externa. Esto significa que, cuando se observa a lo largo del eje del conductor del cable, los hilos más externos se tuercen hacia la izquierda cuando abandonan al observador. Se obtiene una mayor flexibilidad aumentando el número de hilos individuales en el conductor. La Clase C tiene una capa de alambre más que la Clase B, y la Clase D tiene una capa de alambre más que la Clase C. Configuraciones de nivel hasta el nivel M (usado comúnmente para cables de soldadura, etc.). Los conductores Clase C y Clase D son similares en peso a los conductores Clase B y tienen diámetros exteriores dentro de 3 mils mayores que los conductores Clase B. n=1+3N (N+1) se puede utilizar para calcular el número de cables individuales deconductores trenzados concéntricamente. En la fórmula, n es el número total de cables individuales en el conductor trenzado; N es el número de capas fuera del cable único central.
Trenzado compacto
Este concepto describe la estrecha integración de las capas trenzadas mediante una ligera deformación. El área del conductor no se reduce. El diámetro del conductor compactado final se puede reducir en no más del 3% en comparación con el diámetro equivalente de los conductores de núcleo trenzado concéntricamente ordinarios. La reducción común es del 2,5%.
Reducir el paso exterior del conductor puede resolver este problema, pero da como resultado una impedancia alta y requiere el consumo de más material conductor.
El trenzado compacto es el método de trenzado más común porque el paso establecido en el trenzado concéntrico crea pequeños espacios entre las capas de conductores. El material de baja viscosidad "cae" en estos huecos después de la extrusión. Esto da como resultado irregularidades en la superficie, aumenta el voltaje a soportar y hace que la capa sea más difícil de despegar.
Línea de perfil trenzado
Este método es similar al cableado por compactación, excepto que el proceso de formación adicional permite reducir el diámetro del conductor en un 9% en comparación con el diámetro de los conductores trenzados concéntricamente ordinarios. Dando como resultado un diámetro del conductor que es aproximadamente el de un conductor sólido. Sin embargo, el espacio de aire todavía existe como canal de migración de humedad. La principal ventaja de los conductores trenzados perfilados es el diámetro reducido del conductor.
Varamiento de racimos
Este concepto se utiliza para describir la torsión centralizada de cables individuales en una dirección uniforme sin considerar la disposición geométrica.
Esta estructura se utiliza para cables con conductores de pequeño calibre americano que requieren una flexibilidad extremadamente alta, como cables portátiles utilizados en aspiradoras, cortadoras de césped, etc.
En los conductores Clase K y Clase M, el diámetro del cable único es constante. La sección transversal requerida del conductor se alcanza aumentando el número de conductores individuales.
Trenzado múltiple
Este concepto se utiliza para conductores trenzados concéntricos en los que cada hilo también está trenzado. Es decir, una colección de conductores concéntricos y conductores agrupados. El conductor final se construye a partir de un conjunto concéntrico de conductores agrupados o trenzados coaxialmente. Cada grupo se compone de un cierto número de cables individuales, en lugar de un solo cable. La descripción de un conductor multifilar indicará el número de grupos de hilos y el número de hilos individuales de cada grupo.
Los cables Clase G y Clase H se utilizan comúnmente para cables portátiles de minería. Los cables Clase I, Clase L y Clase M utilizan cables trenzados para formar cables concéntricos con el mismo tamaño de cable único. El tamaño del área de sección transversal requerido se puede lograr aumentando el número de cables. Los cables de Clase I utilizan un solo cable #24AWG (0,020 pulgadas), los cables de Clase L usan cables individuales #30AWG (0,010 pulgadas) y los cables de Clase M usan cables individuales #34AWG (0,0063 pulgadas). Los cables de Clase I se utilizan normalmente en ferrocarriles, mientras que los cables de Clase L y Clase M se utilizan en aplicaciones más portátiles, como cables de soldadura y cables de alimentación móviles.
Conductor en forma de abanico
Un conductor cuya sección transversal tiene aproximadamente forma de abanico se denomina conductor en forma de abanico. Un cable típico de tres conductores tiene tres sectores de 120°, que forman la forma básica de un cable circular. Dichos cables tienen un diámetro exterior más pequeño que los correspondientes cables conductores concéntricos y pueden presentar una impedancia de CA más baja debido a efectos de proximidad reducidos.
Para cables aislados con papel, los conductores sectoriales se tuercen y compactan en su mayoría para obtener la mayor relación posible entre el área de la sección transversal del conductor y el área de la sección transversal del cable. La forma y dimensiones exactas de los productos de cada fabricante varían ligeramente.
La imagen muestra las clasificaciones típicas de un conductor comprimido en forma de abanico.
En los cables de baja tensión se han utilizado hasta cierto punto conductores sectoriales macizos en lugar de trenzados, y se ha intentado utilizar dichos conductores en cables de media tensión, pero esto aún no se ha conseguido por razones económicas en aquel momento.
Director de orquesta
Los conductores Milliken son circulares y constan de tres o más hilos trenzados entre sí y separados por una fina capa aislante. Cada bloque transporta una corriente más pequeña que todo el conductor y la corriente se transmite a través de las ubicaciones interior y exterior de todo el conductor. La ventaja de esta estructura es que el efecto de piel es menor y el efecto de piel más pequeño hace que la impedancia de CA sea menor que el método de torsión tradicional.
Esta forma de conductor debe considerarse para su uso en cables como 1000 kcmil (correspondiente a 507 mm² métrico) y áreas de sección transversal más grandes que transportan grandes corrientes. El diámetro de un cuarto de conductor es aproximadamente igual al diámetro de un conductor trenzado concéntricamente Clase B.
Conductor anular
Los conductores anulares son conductores trenzados circulares en los que los cables individuales están trenzados alrededor de un cable de fibra central, un tubo metálico roscado o una viga en forma de I. La ventaja de este tipo de conductor es que para un conductor con un área de sección transversal determinada, se puede eliminar la influencia del efecto piel en el centro, haciendo que la impedancia CA general sea menor. Sujeto a que el espacio lo permita, los conductores en anillo son más económicos para cables con un área de sección transversal de 60 Hz, 1000 kcmil y superiores, y para conductores de cable con un área de sección transversal de 1500 kcmil (correspondiente a 760 mm² en el sistema métrico) y superiores en condiciones bajas. -condiciones de frecuencia (como 25 Hz).