¿Qué es la tensión nominal en los cables de alimentación? Una guía para comprender las designaciones de tensión.
2026-08-18 17:29Cada cable de alimentación tiene una tensión nominal marcada en su cubierta, como por ejemplo "0.6/1 kV" o "6/10 kV.". Estos números no son arbitrarios; definen las capacidades y los límites eléctricos del cable. Elegir un cable con una tensión nominal incorrecta puede provocar fallos en el aislamiento, riesgos para la seguridad y costosos tiempos de inactividad. Pero, ¿qué significan exactamente estos números? Este artículo explica el concepto de tensión nominal, su importancia y cómo interpretar las marcas en los cables de alimentación.
1. Conceptos básicos: ¿Qué es la tensión nominal?
La tensión nominal de un cable es la tensión continua máxima que puede soportar de forma segura en condiciones normales de funcionamiento. Es un parámetro de diseño que determina el grosor y la calidad del aislamiento necesarios para evitar fallos eléctricos.
La tensión nominal de un cable no es un solo número, sino que normalmente se expresa como un par de valores, como U₀/U (Um). Cada uno de estos símbolos tiene un significado específico:
U₀ = Tensión nominal de frecuencia industrial entre el conductor y la pantalla, el blindaje metálico o la tierra. Esta es la tensión fase-tierra.
U = Tensión nominal de frecuencia industrial entre dos conductores de fase. Esta es la tensión fase a fase.
Um = La tensión máxima del sistema que el cable puede soportar durante períodos cortos (por ejemplo, durante sobretensiones transitorias).
Ejemplo: Un cable marcado como 0,6/1 kV tiene:
U₀ = 0,6 kV (600 V) – la tensión entre el conductor y tierra.
U = 1 kV (1000 V) – la tensión entre dos fases.
Un cable marcado como 6/10 kV tiene:
U₀ = 6 kV – tensión fase-tierra.
U = 10 kV – tensión entre fases.
2. ¿Por qué hay dos números?
Los dos números (U₀ y U) reflejan las diferentes tensiones a las que está sometido un cable en distintas partes del sistema:
Tensión fase-tierra (U₀): Esta es la tensión que debe soportar el aislamiento entre el conductor y la pantalla (o tierra). En un sistema con conexión a tierra sólida, U₀ es aproximadamente igual a la tensión de fase.
Tensión fase-fase (U): Es la tensión entre dos conductores. En un sistema trifásico, equivale a √3 veces la tensión de fase.
Por qué ambos aspectos son importantes: El aislamiento debe soportar la tensión máxima entre dos puntos cualesquiera. En un sistema trifásico, la tensión entre fases es mayor que la tensión entre fase y tierra. Un cable debe estar clasificado para ambas.
Ejemplo:
En un sistema de 230/400 V (común en Europa), U₀ = 230 V, U = 400 V. Un cable marcado como 0,6/1 kV es más que suficiente.
En un sistema de 6,6/11 kV, U₀ = 6,6 kV, U = 11 kV.
3. El valor "Um": Voltaje máximo del sistema
El valor Um es la tensión máxima que el cable puede soportar durante periodos cortos, como por ejemplo durante sobretensiones transitorias causadas por conmutaciones o rayos. Generalmente, es superior a la tensión nominal U.
Ejemplo: Para un cable con una tensión nominal de 0,6/1 kV, el valor de Um puede ser de 1,2 kV. Para un cable de 6/10 kV, Um puede ser de 12 kV.
La tensión de aislamiento (Um) es importante para el diseño del sistema porque las sobretensiones transitorias pueden someter el aislamiento a un estrés que supera su capacidad nominal continua. Los cables se prueban para soportar estas sobretensiones durante un período específico (normalmente de unos segundos a minutos).
4. ¿Cómo se determina la tensión nominal?
La tensión nominal de un cable está determinada por varios factores:
A. Material aislante
Los distintos materiales tienen diferentes rigideces dieléctricas. Un cable con aislamiento de XLPE puede soportar voltajes más altos que uno con aislamiento de PVC del mismo grosor.
PVC: Normalmente con una tensión nominal de hasta 0,6/1 kV.
XLPE: Puede tener una tensión nominal de hasta 500 kV o superior.
B. Espesor del aislamiento
Una capa de aislamiento más gruesa puede soportar un voltaje mayor. El fabricante especifica el grosor del aislamiento en función del voltaje nominal y la rigidez dieléctrica del material.
C. Condiciones de funcionamiento
La tensión nominal se especifica para una temperatura ambiente y un método de instalación determinados. Si el cable se instala en un entorno caluroso o se agrupa con otros cables, es posible que sea necesario aumentar el grosor del aislamiento para mantener la misma tensión nominal.
D. Puesta a tierra del sistema
El sistema de puesta a tierra (con conexión a tierra sólida, con conexión a tierra por impedancia o sin conexión a tierra) afecta la tensión a la que está sometido el aislamiento. En un sistema sin conexión a tierra, un fallo fase-tierra puede provocar que la tensión en las fases sanas aumente hasta alcanzar la tensión fase-fase (U). Por este motivo, algunos cables llevan diferentes valores de U₀ según el sistema de puesta a tierra.
5. El factor de puesta a tierra: por qué U₀ puede variar
En algunas normas, los cables se marcan con varios valores U₀ para indicar su idoneidad para diferentes sistemas de puesta a tierra.
U₀ = 6 kV: Para uso en sistemas donde el neutro está conectado directamente a tierra y el tiempo de eliminación de fallas es corto.
U₀ = 6 kV (o 6 kV/10 kV): Para uso en sistemas donde el neutro no está conectado directamente a tierra.
La razón: En un sistema sin conexión a tierra, una falla monofásica a tierra puede provocar que la tensión en las demás fases aumente hasta alcanzar la tensión entre fases (U). El aislamiento debe ser capaz de soportar esta tensión durante el tiempo que dure la falla. En un sistema con conexión a tierra sólida, la tensión no aumenta tanto, por lo que se acepta una clasificación U₀ menor.
Ejemplo: Un cable marcado como 6/10 kV puede ser adecuado para su uso en un sistema con conexión a tierra sólida. El mismo cable podría estar marcado como 6/10 kV (para sistemas sin conexión a tierra) o incluso como 8,7/15 kV para una clase de tensión diferente.
6. Clases de tensión y aplicaciones típicas
| Clase de voltaje | Marcado típico | Aplicaciones comunes |
|---|---|---|
| Bajo voltaje | 0,6/1 kV | Cableado del edificio, iluminación, enchufes, motores pequeños. |
| Media tensión | 3,6/6 kV, 6/10 kV, 8,7/15 kV | Redes de distribución, alimentadores industriales, parques eólicos. |
| Alto voltaje | 18/30 kV, 36/66 kV, 64/110 kV | Líneas de transmisión, alimentadores de subestaciones. |
| Voltaje extra alto | 127/220 kV, 230/400 kV | Transmisión a larga distancia, interconexiones. |
7. ¿Qué sucede si se utiliza un voltaje incorrecto?
Cable con capacidad insuficiente (voltaje demasiado alto para el cable):
El aislamiento estará sometido a una tensión eléctrica excesiva.
Se producirá una descarga parcial (DP), que erosionará progresivamente el aislamiento.
El cable fallará prematuramente, posiblemente de forma catastrófica.
Cable sobredimensionado (tensión nominal demasiado alta para la aplicación):
El cable será más caro de lo necesario.
Puede que sea físicamente más grande y más difícil de instalar.
Es posible que la calificación más alta no ofrezca ninguna ventaja en cuanto al rendimiento.
Consejo: Elija siempre un cable con una tensión nominal igual o superior a la del sistema. Si bien es aceptable usar un cable de mayor capacidad, no siempre resulta rentable.
8. Cómo se relaciona la tensión nominal con las pruebas
Los cables se someten a pruebas para verificar su tensión nominal. Las pruebas de tipo (como las de las normas IEC 60502 o IEC 60840) incluyen:
Prueba de tensión de resistencia a la frecuencia industrial: El cable se somete a una tensión superior a su tensión nominal (normalmente de 2,5 a 3 veces U₀) durante un tiempo determinado.
Prueba de resistencia a impulsos de rayo: El cable se somete a impulsos de alto voltaje (que simulan descargas eléctricas) para verificar su capacidad de soportar sobretensiones transitorias.
Estas pruebas garantizan que el cable pueda soportar la tensión nominal en condiciones normales y anormales.
9. Marcas de los cables: Cómo interpretarlas
Las marcas en los cables suelen incluir la tensión nominal en el formato U₀/U.
Ejemplos:
0,6/1 kV: Cable de baja tensión para sistemas de 230/400 V.
6/10 kV: Cable de media tensión para sistemas de 6,6/11 kV.
8,7/15 kV: Cable de media tensión para sistemas de 10/15 kV.
18/30 kV: Cable de alta tensión para sistemas de 20/30 kV.
Algunos cables pueden incluir el valor Um, por ejemplo, 0,6/1 (1,2) kV.
10. Conclusión: La tensión nominal es una especificación de seguridad.
La tensión nominal de un cable no es solo un número, sino una especificación de seguridad fundamental que determina su capacidad para soportar esfuerzos eléctricos sin fallar. Comprender la diferencia entre U₀, U y Um, y saber cómo se relacionan estos valores con su sistema, es esencial para seleccionar el cable adecuado para su aplicación.
Elija siempre un cable con una tensión nominal que cumpla o supere la tensión del sistema, y tenga en cuenta el sistema de puesta a tierra y las sobretensiones transitorias. Un cable con la tensión nominal adecuada proporcionará un servicio fiable durante décadas, mientras que un cable con una tensión nominal insuficiente es una bomba de relojería. La próxima vez que vea la marca de un cable, sabrá exactamente qué significan esos números y por qué son importantes.