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3M Mercados Eléctricos
Space for 3M Montage
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Area Latinoamérica
SolucionesPara la Distribución y Alimentación Eléctrica
Productos Eléctricos para Energía
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A que llamamos Media Tensión?
� Baja Tensión: < 1,5 kV
� Media Tensión: > 1,5 kV
< 50 kV
� Alta Tensión: > 50 kV
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Cables de Media Tensión
� Cómo comenzamos?
Conductor
Aislamiento
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Conductor
� Transmite la corriente eléctrica a través del cable
� Mayor corriente => Mayor sección ó calibre
� Solidos o trenzados (cableados)
� Trenzado más delgado => Mayor flexibilidad
SECCION
(AWG/mm2)
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Aislamiento
� AISLA!!!!
� Evita fugas de corriente hacia fuera del conductor
� CLAVE: Temperatura de Operación
� Operación continua: 90 °C
� Sobrecarga: 130 °C
� Cortocircuito: 230 °C
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Cables de Media Tensión
AISLACIÓNDESCARGASCORONA
CONDUCTOR
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Cables de Media Tensión
AISLACIÓNDESCARGASCORONA
CONDUCTOR
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Cables de Media Tensión
CAPA SEMICONDUCTORA INTERNA
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Que es un material semiconductor?
� Conduce, pero no mucho
� Generalmente material plástico con agregados de
carbono
� Cables modernos
� CLAVE:
� El fabricante del cable debe quitar TODO EL AIRE entre
el aislamiento y la capa semiconductora!!!
EL AIRE LLEVA LA PEOR PARTE!!!!!
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LINEAS DE FLUJO ELECTRICO
CABLE SINPANTALLA
ALTA CONCENTRACIONDE CAMPO
Cables de Media Tensión
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CAPA SEMICONDUCTORA EXTERNA
PANTALLAMETALICA
DISTRIBUCION DECAMPO UNIFORME
Cables de Media Tensión
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Funciones de la Pantalla metálica
� “Contener” al campo eléctrico dentro del cable,
uniforme e invariable
� Evitar las radiointerferencias
� Conducir las corrientes de cortocircuito
� Generar una referencia de tierra alrededor del cable
de media tensión
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Diversas Configuraciones de Pantalla
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CUBIERTA
Cables de Media Tensión
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Funciones de la Cubierta
� Protección Mecánica
� Abrasión, golpes
� Protección contra agentes en el suelo
� Humedad, compuestos químicos
� Protección contra rayos UV
� Materiales:
� PVC
� Polietilenos
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Unipolares y Tripolares
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Lea detalladamente las instrucciones de instalación!!!!!!
� Recomendación:
� Lea las instrucciones (de corrido) antes de
comenzar los trabajos
� Repita la lectura paso por paso a medida que
avanza la instalación
� No confíe en su memoria!!!!
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Retirar la cubierta
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Retirar la pantalla metálica
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Retirar la capa semiconductora
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El aire mataa los
aislantes!!!
3333División Mercados Eléctricos
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Retirar la aislación
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• Limpie la aislación utilizando solvente o abrasivo• No permita que el solvente toque la capa semiconductora
Limpieza de la aislación
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Terminaciones
para
Cables de Media Tensión
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Campo Eléctrico en un cable de Media Tensión
LINEAS DE FLUJO ELECTRICO
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Campo Eléctrico en un Cable de Media Tensión
LINEAS EQUIPOTENCIALESLINEAS DE FLUJO
ELECTRICO
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Hacer una terminación en un cable con pantalla significa:
Discontinuar, o darle fin a la pantalla de la
aislación.
Definición:
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Terminaciones de acuerdo a la norma IEEE 48-1990
Las Terminaciones de Clase 1 deben tener:
� Control de Campo Eléctrico en el corte de la capa
semiconductora.
� Aislamiento contra Corrientes de Fuga (Tracking)
� Sello de Protección contra el Medio Ambiente
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LINEAS DE FLUJO ELECTRICO
Concentración de Campo en el Corte de la Pantalla
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LINEAS EQUIPOTENCIALES
Concentración de Campo en el Corte de la Pantalla
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Daño en un cable sin Control de Campo
CAPA SEMICONDUCTORA REMOVIDA
(Para Claridad Visual)
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� Este método consiste en extender la pantalla e
incrementar gradualmente el espesor de la aislación, al
cual se le da una forma geométrica cónica. También
conocido como Cono de Alivio.
Método Geométrico
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Método Geométrico
LINEAS DE FLUJO ELECTRICO
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Método Geométrico
LINEAS EQUIPOTENCIALES
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Metodo Eléctrico o Capacitivo (High-K)
� Este método incorpora un tubo de caucho moldeado
cuyo material es de alta constante dieléctrica (K).
� El control de esfuerzo se logra con la refracción del
campo eléctrico. Esta refracción es causada por la
diferencia de los valores de K de las capas
dielectricas.
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Constante Dieléctrica (K):
� Es una medida de la capacidad de un material para
almacenar carga eléctrica
� Aire --------------------------------------- 1
� Aislación del cable ------------------- 3
� Cinta Scotch 23 ----------------------- 3
� Material de alta-K -------------------- 30
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Material de Alta K
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Ejemplo: Ley de Refracción de Snell
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Método de Alta-K
LINEAS DE FLUJO ELECTRICO
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Método de Alta-K
LINEAS EQUIPOTENCIALES
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Terminaciones de acuerdo a la norma IEEE 48-1990
Las Terminaciones de Clase 1 deben tener:
� Control de Campo Eléctrico en el corte de la capa
semiconductora.
� Aislamiento contra Corrientes de Fuga (Tracking)
� Sello de Protección contra el Medio Ambiente
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Principales Factores Ambientales que Causan la Degradación de la Superficie del Material
� Contaminación ambiental
� Radiación ultravioleta (solar)
� Llovizna o niebla
� La interacción de los anteriores llevará al
tracking y/o erosión y eventualmente causará
arcos o la ruptura del aislante
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Duracion de Aislaciones Poliméricas
� La duración de una aislación plástica o poliméricadepende de los climas en el lugar de la instalación.
� El proceso de envejecimiento es muy complejodebido a la interacción de muchos procesos.
� Las fallas se producen por el envejecimientocausado por los efectos del medio ambiente.
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Degradación Superficial o “Tracking”
� Es la degradación irreversible de la superficie
de un material debido a la formación de
caminos conductivos de carbono.
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Degradación Superficial o “Tracking”
Componentes
producidos
a partir de
compuestos
orgánicos
Alto Contenido de Carbono
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Resultados del Tracking
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Condiciones Necesarias para el “Tracking”
� Contaminación
� Partículas que se encuentran en la intemperie
� Substancias Químicas
� Sal
� Humedad
� Neblina, Condensación
� Lluvia
� Tensión
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Formas de Controlar el Tracking
� Incrementar la distancia entre el conductor de altatensión y tierra
� Campanas corta-aguas
� Materiales resistentes al tracking
� Porcelana
� Silicona
� Vidrio
� Rellenos inorgánicos añadidos al caucho
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La Silicona y su Resistencia al Tracking
� La silicona es, en su mayor parte, inorgánica, por
lo tanto, cualquier posible erosión debido a una
descarga eléctrica no forma caminos conductivos
de carbono.
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La resistencia superficial
se reduce al mojarse
BANDAS SECAS
DESCARGAS
ELECTRICAS
(Generadas en las
Bandas Secas)
(Areas de mayor
Resistencia Superficial
&
Concentración del
Gradiente de Tensión)
Formación de Descargas
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Hidrófugo vs. Hidrófilo
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Hidrófugo vs. Hidrófilo
HIDROFUGO
Ang. de Contacto > 90o
El agua tiende a formar
gotas – No a mojar la
superficie
SILICONA
Ang. de Contacto < 90o
HIDROFILO
El agua tiende a
esparcirse y a mojar
toda la superficie
EVA, Porcelana, EPR
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QTII
Hidrofobicidad de la Silicona
El agua forma gota sobrela terminación nueva
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QTII
Hidrofobicidad de la Silicona
El agua tambien forma gota luego de envejecido y contaminado
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H H H H
C C C C
C C C C
H H H H
EPDM (Vulcanizado
con Peroxido)
Fuerza del Enlace C-C:
348 KJ/M
Estructura y Enlace Molecular
H
H C H
Si O Si O Si
H C H
H
Silicona
Fuerza del Enlace Si-O:
445 KJ/M
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Energía de Enlace Polimérico
Si - O 445
C - H 414
C - O 360
Si - H 318
C - S 275
Si - Si 222
S - S 205
318Si - C
C - C 348
Silicona
EPDM, EVA, PE
UV @ 300 nm 398
445
348
398
Tipo de Enlace Energía de Enlace (kJ/Mol)
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Daño por UV
Aislador de EPDM
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La Silicona contra la Intemperie
� La Silicona es hidrófuga.
� La Silicona recupera su hidrofobia aun cuando ha sido transformada en hidrófila debido a descargaseléctrica.
� La Silicona tiene gran estabilidad frente a los rayosultravioleta.
� La Silicona tiene una superficie lisa que evita la adhesion de contaminación.
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Terminaciones de acuerdo a la norma IEEE 48-1990
Las Terminaciones de Clase 1 deben tener:
� Control de Campo Eléctrico en el corte de la capa
semiconductora.
� Aislamiento contra Corrientes de Fuga (Tracking)
� Sello de Protección contra el Medio Ambiente
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Sellado del Cable
Las terminaciones deben ser selladas contra la humedad con el fin de:
� Mantener la longitud de la línea de fuga.
� Prevenir la corrosión de los componentes de la terminación.
� Prevenir la degradación de cualquier parte de la aislaciónafectada por la humedad.
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Sello contra el Medio Ambiente
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Sellado de Cables Tripolares
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Hacia adonde vamos desde aquí?
� ANTERIOR
� Rápido
� Fácil
� Pequeño
� Requiere Grasa
de Siliconas
� Muy buena
resistencia al
Tracking
� Cinta de
Siliconas como
sello superior
� NUEVO
� Más Rápido
� Más Fácil
� Más Pequeño
� Sin Grasa de
Siliconas
� Mucho mejor
resistencia al
Tracking
� Sello integrado
en el extremo
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QTIII - La nueva generación de terminaciones
� MEJORAS DESEADAS:
• Eliminar la Grasa de Siliconas
• Reducir la Distancia de Fuga
• Eliminar el Encintado Superior
• Mayor Resistencia a Impulsos
• Mejorar la Resistencia del Aisladorcontra Arco y Tracking
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� Mastic de Control de Campo de Alta-K
� Elimina la grasa de siliconas y la cinta
Scotch 13
� Trabaja para una mayor reducción del
esfuerzo eléctrico en el corte de la capa
semiconductora
Mejoras del QTIIIRelleno integrado para el borde de la capa semiconductora
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Mejoras del QTIIIControl de Campo Nuevo y Mejorado
� Permite el uso de terminaciones tubulares
(sin campanas) en todas las aplicaciones
de interior
� Tamaño reducido del terminal
• 2 campanas para 15 kV
• 4 campanas para 25 kV
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0
500
1000
1500
2000
2500
3000
-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Distancia desde el borde de la capa semiconductora (mm)
Cam
po E
léct
rico
(V/m
m)
Tecnología AnteriorNueva Tecnología
Concentración de campo en el borde de la capa semiconductora
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� Reduce el esfuerzo eléctrico en un 33%
� Mejora el comportamiento en:
• Ensayo de efecto corona
• Ensayo a frecuencia industrial
• Ensayo de impulso
Y TODO ESTO EN UN TERMINAL MAS
CORTO!!!
Mejoras del QTIIIControl de Campo Nuevo y Mejorado
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Mejoras del QTIIIComparación de Tamaños: 15 kV
� Instalación más versátil
� Se adapta a celdas con
menores espacios
� Preparación del cable más
corta
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Mejoras del QTIIISello integrado (Mastic) en el extremo
� No hace falta encintar
� Simplifica la instalación
� Sello independiente de la mano de obra:
asegura la confiabilidad
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Terminal Contráctil en Frío QTIII
Compuesto sellador de siliconas
Aislador de siliconas con 2 campanasTubo de altacte. dieléctrica
Compuesto de controlde campo
Núcleo escalonado
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Agregado de ATH en la QTIII
� El caucho de siliconas tiene un agregado de ATH (Trihidrato de Aluminio)
� El ATH reduce la elasticidad y la resistencia a la tracciónde la silicona.
� Fuerte desarrollo para adaptarlo a la QTIII
� Las partículas de ATH tienen un tratamiento de Silanopara mejorar la hidrofobicidad en la Superficie.
� Las partículas de ATH enfrían la superficie del polímeromediante la liberación de agua de hidratación
� Contenido de Agua en el ATH = 34.6%
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Agregado de ATH en la QTIII
� Reacción del ATH ante la descarga eléctrica:
� Libera agua de Hidratación
� Enfriando la superficie
� Suprimiendo y extinguiendo el arco eléctrico
∆∆∆∆Al2O3 · 3H2O →→→→ Al2O3 + 3H2O
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CONCLUSIONESTerminación MEJORADA de Caucho de Siliconas Contraíble en Frío
� Caucho de Siliconas mejorado
� Mayor Resistencia al contorneo
� Sello Integrado en el extremo
� Elimina el encintado con Scotch 70
� Relleno Integrado para el borde de la CapaSemiconductora
� Sin grasa de siliconas ni cinta Scotch 13
� Control de Campo de Alta-K mejorado
� Mejor comportamiento en ensayos
� Tamaño mas pequeño
� Más facil de instalar
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3M Mercados Eléctricos
QTIII - CONCLUSIONES
� Diseño Contraíble en Frío• El Sello es dinámico
• Provee excelente presión en la interface
• Cuenta con un amplio rango de aplicaciones
� Nuevo Diseño del Control de Campo• El nuevo compuesto de alta-K es conformable
• Los esfuerzos eléctricos internos son muy bajos
• Los esfuerzos eléctricos externos son muy bajos
� Nuevo Aislador de Caucho de Siliconas con ATH• Cuenta con una excelente Resistencia al tracking
• Es Hidrófugo
• Altamente estable ante rayos UV
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Tecnología 3M Contraíble en Frío Tecnología Slide–On (Elástico)
Fortalezas:
• Contraíble en frío: no requiere lubricación
• terminal pequeño
• instalación simple y rápida
• menos pasos críticos de instalación
• amplio rango de aplicación
• excelente aplicación a baja temperatura
Fortalezas:
• terminal corto
• instalación rápida
Debilidades:
• leve aplicación de grasa de siliconas (sólo QTII)
• terminal más largo
• sellado en el extremo con cinta Scotch 70 (sólo
QTII)
Debilidades:
• abundante aplicación de grasa
• se necesita aplicar un esfuerzo considerable
durante la instalación
• necesidad de mayores inventarios
• terminal más ancho
• se requiere una medición muy precisa en la
preparación del cable
• se requiere estar bien afirmado para instalar el
terminal
• requiere la instalación de un sello adicional en el
extremo
Tecnologías: Fortalezas y debilidades
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Tecnología 3M Contraíble en Frío Tecnología Termocontraíble
Fortalezas:
• Contraíble en frío: instalación segura
• instalación simple y rápida
• no requiere herramientas especiales
• diseño de una pieza, incluyendo las polleras
• menos pasos críticos de instalación
• presión radial continua
• hidrófobo
• amplio rango de aplicación
• silicona de alta performance
• excelente aplicación a baja temperatura
• inmediatamente energizable
Fortalezas:
• cubre un amplio rango de tamaños de cables
• diseño probado con muchos años de experiencia
• se contrae en climas fríos
Debilidades:
• leve aplicación de grasa de siliconas (Sólo QTII)
• sellado en el extremo con cinta Scotch 70 (Sólo QTII)
Debilidades:
• mayor tiempo de instalación
• control de campo separado
• se requiere soplete u otra fuente de calor
• permiso de fuego para áreas peligrosas
• el uso en áreas pequeñas puede ser difícil
• más pasos críticos de instalación
• necesidad de aplicar calor uniformemente sobre la superficie
• necesidad de aplicar las polleras por separado
• hidrófilo
• el calor puede causar daños en la aislación del cable
• las partes deben enfriarse antes de energizar
• riesgo de asfixia durante la instalación
Tecnologías: Fortalezas y debilidades
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Aviso de precaución para el uso de Tecnología Termocontraíble
• Ajuste el soplete para obtener una llama azul suave, con extremo amarillo. Se deben evitar las llamas azules con forma de punta de lápiz.
• Mantenga la llama en constante movimiento para evitar chamuscar el material.
• Asegúrese que el tubo se ha contraído uniformemente en toda su circunferencia antes de seguir avanzando.
• El tubo debe tener una apariencia uniforme y sin arrugas. El perfil de los componentes internos debe quedar claramente definido.
• Utilice adecuada ventilación y evite la carbonización o el quemado durante la instalación.
• Carbonizar o quemar el producto, producirá humos qu e pueden provocar irritación en ojos, piel, nariz y garganta , dolor de cabeza, mareos, nausea, y, en ausencia de ventilación, pued e llevar a la asfixia.
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Tecnología 3M Contraíble en Frío Otras Tecnologías “en Frío”
Fortalezas:
• 25 años de probada experiencia en el campo
• excelentes estadísticas de resultados
• experiencia con caucho de siliconas
• menos pasos críticos de instalación
• instalación simple y rápida
• terminal corto
• material de alta perfomance
• diseño compacto
• diseño de una pieza
Fortalezas:
• algunos ofrecen tecnología realmente contraíble en
frío (otros incluyen encintado y slide-on)
• algunos tienen diseño de una sola pieza
Debilidades:
• leve aplicación de grasa de siliconas (Sólo QTII)
• sellado en el extremo con cinta Scotch 70 (Sólo QTII)
Debilidades:
• menos experiencia con contraíbles en frío
• menos experiencia con cauchos de silicona
• algunos no son de caucho de silicona
• más pasos críticos de instalación
• terminal más ancho
• en algunos diseños el control de campo es una pieza
separada
• requieren un espacio considerable arriba y abajo del
terminal para retirar el sistema expansor
• Diseño del terminal más débil:
- menor espesor de pared aislante
- sistema expansor frágil
Tecnologías: Fortalezas y debilidades
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Análisis de Valor – 3M vs. .....
0
2
4
6
8
10Tiempo de Instalación
Experiencia en el Campo
Demora en la Energización
Costo de los AccesoriosAdicionales
Costo del Kit
Costo Total
Seguridad
3M QTII
Termocontraíble
Slide-On
Otros "en Frío"
10: Valor Alto
5: Valor Medio
1: Valor Bajo
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Nuevas Terminaciones para M.T. QTIII
� Más rápido
� Más fácil
� Más pequeño
� Mejor resistencia al contorneo, para una vida útil aún mayor
� Sin accesorios
� No requiere entrenamiento…solo hay que tirar de un resorte!!!
� El nuevo mejor terminal del mercado!!!
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3M Mercados Eléctricos
Uso de un conector adecuado
� Utilice el terminal metálico adecuado
� Atención con los metales en contacto!!!!
• Evitar la generación de potenciales electrolíticos que corroan los conductores
• Reducir los efectos si no se los puede eliminar
� El terminal debe estar sellado!!
� El uso de un terminal metálico adecuado, se complementa con el uso de la herramientaadecuada, en buenas condiciones
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3M Mercados Eléctricos
Utilice terminales de calidad adecuada!!!
� 3M™ Scotchlok™ Lugs Series 30000 y 31000
� Conductores de Cobre unicamente
� UL 486A Listed
� 3M™ Scotchlok™ Lugs Serie 40000
� Conductores de Cobre y Aluminio
� UL 486B Listed
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3M Mercados Eléctricos
Utilice el conjunto adecuado!!!!
� Asegúrese de estar usando el conjunto apropiado para el cable a terminar
� Verifique:• Tensión nominal
• Tipo de cable
• Tipo de Instalación (Interior/Exterior)
• Diámetro de la aislación primaria de las fases
• Diámetro de la cubierta del cable
� Las instrucciones incluyen el rango de aplicación para cada caso!!!
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Instalación QTIII Interior
Aislacion Primaria
Capa Semiconductora
ConductorCubierta
Alambres de pantalla
65
215
Retire la cubierta en esta longitud
C
C = Profundidad dentro del conector + 5 mm
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Capa SemiconductoraCubierta
Alambres de pantalla
Primer Sello con Masilla
5
Instalación QTIII Interior
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5
115
Borde de la Capa Semiconductora
Primer Sello de Masilla
Segundo Sello de Masilla
Dos capas de Cinta de PVC
(MARCA)Cinta de PVC
Alambres dePantalla
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Conector Terminal
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(Antihorario) TIRE
Cinta de PVC(MARCA)
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