El dimensionamiento de Conductores Eléctricos debe cumplir , con los requerimientos :
Las instalaciones eléctricas hoy en día, presentan una serie de problemas originados en la calidad de la energía eléctrica ..
· ·
Lo anterior , origina en los Sistemas Eléctricos : Funcionamiento irregular , donde se acrecientan las Pérdidas de Energía por Calentamiento en :
La norma ANSI/IEEE C57.110-1986 , recomienda que
los equipos de potencia que deben servir cargas no lineales ( Computadoras ), deben operar a no más de un 80% su potencia Nominal ; es decir , los sistemas deben ser Sobredimencionados a un 120% la potencia nominal que el sistema de cargas requiera.
La energía Eléctrica , transportada a través de los conductores eléctricos, debe estar presente en el momento y en las cantidades que el usuario requiere en las mejores condiciones de Seguridad y Operación para los fines requeridos.
La seguridad y la operación están en directa relación con la calidad e Integridad de las Aislaciones de los conductores eléctricos ; y estas están en directa relación con la Carga servida por los conductores y por la Sección de los mismos.
La corriente eléctrica Al circular , a través de un conductor origina un Calentamiento que obedece a la expresión de :
Joule :
R
2
I
Esta elevación de Temperatura ,genera en los aislantes : *·
Disminución de la Resistencia de Aislación. * · Disminución de la Resistencia Mecánica.
•
•
•
•
•
•
· Sobrecalentamiento de las líneas. · Caídas de tensión. · Corto circuitos y Riesgos de incendios. · Fallas de aislación a tierra. · Cortes de suministro. · Pérdidas de energía.
SECCIÓN NOMINAL 2
(mm)
TEMPERATURA DE SERVICIO = 70°C GRUPO
I
GRUPO
II
GRUPO III
1.5
15
19
23
2..5
20
25
32
4
25
34
42
6
33
44
54
10
45
61
73
16
61
82
98
GRUPO 1 :Monoconductores Tendidos al Interior de Ductos . GRUPO 2 :Multiconductores con Cubierta Común, que van al interior de Tubos Metálicos Cables Planos , Cables Portátiles o Móviles ,etc..... GRUPO 3 :Monoconductores Tendidos Sobre Aisladores TEMPERATURA AMBIENTE
30° C
TEMPERATURA AMBIENTE = 30° C TEMPERATURA DE SERVICIO
SECCIÓN NOMINAL
2
GRUPO
A
GRUPO
B
(mm)
AWG
60°C
.82
18
7.5
7.5
-
-
1.31
16
10
10
-
-
2.08
14
15
15
20
20
3.31
12
20
20
25
25
5.26
10
30
30
40
40
8.36
8
40
45
55
65
13.30
6
55
65
80
95
75°C
60°C
75°C
21.15 4 70 85 105 125 Grupo A : Hasta 3 Conductores en tubo o en Cable o Directamente Enterrados. Grupo B : Conductor Simple al Aire Libre
La capacidad de transporte de los conductores Se define por la capacidad de los mismos para disipar la temperatura al medio que los rodea ; a efecto que los aislantes no sobrepasen su temperatura de servicio.
Las tablas de conductores consignan : •
•
Temperatura ambiente
= 30°C.
Numero de conductores por ducto = 3
Finalmente la capacidad de transporte de los conductores queda consignada a la siguiente expresión :
Donde:
I
T
f
N
f
T
I
: Corriente admisible corregida
f
: Factor de corrección por N° de conductores.
f
: Factor de corrección por temperatura.
·
I
N
T
· I
T
(A)
: Corriente admisible por sección según tablas (A) .
FACTORES DE CORRECCIÓN POR CANTIDAD DE CONDUCTORES “ f
N
“
Cantidad de Conductores 4 a 6 7 a 24 25 a 42 Sobre 42
Factor 0.8 0.7 0.6 0.5
FACTORES DE CORRECCIÓN POR TEMPERATURA AMBIENTE
Secciones Milimetricas “ f T “
Temperatura Ambiente ° C Mas de 30 hasta 35 Mas de 35 hasta 40 Mas de 40 hasta 45 Mas de 45 hasta 50 Mas de 50 hasta 55
Factor 0.9 0.87 0.8 0.71 0.62
FACTORES DE CORRECCIÓN POR TEMPERATURA
Secciones
AWG
“
f T
Temperatura Ambiente ° C
Mas de Mas de Mas de Mas de Mas de Mas de
30 hasta 40 hasta 45 hasta 50 hasta 55 hasta 60 hasta
40 45 50 55 60 70
“
Temperatura de servicio 60 ° C 75 ° C 0.82 0.88 0.71 0.82 0.58 0.75 0.41 0.67 0.58 0.35
EJEMPLO 1 Verificar la capacidad de transporte de
un conductor
en las sig...... condiciones : 2
Sc = 2.5 mm Tamb.= 37 ºC. Nº de cond./ ducto = 5 De tablas por factor de corrección: f N =0.8 f T =0.87 I T =20 (A) •
•
•
Luego
: I
I
T
f
N
f
T
13.9(
A )
Al circular una corriente eléctrica a través de los conductores ; se produce una caída de tensión que responde a la siguiente expresión :
Vp = I * Rc
· Vp : Voltaje de Pérdida
(V)
· I : Corriente de Carga (A)
· Rc : Resistencia de los Conductores (Ohm)
La resistencia de un conductor eléctrico esta dado por la
siguiente expresión: k* Rc =
A
2 : Resistividad especifica del Conductor (Ohm-mm / m ) 2 ( Cu = 0.018 (Ohm-mm / m ) )
·
·
l
·
2 A : Sección de Conductor ( mm )
*l
: Longitud del conductor ( m )
Finalmente la expresión , para Determinar la sección del conductor en función del Vp queda :
k *
A =
* *
Vp
I
(mm )
La exigencia establece que la Pérdida de Tensión en la Línea no debe exceder a un 3 % la “ Tensión Nominal de Fase “ ; siempre que la pérdida de voltaje en el punto mas desfavorable de la instalación no exceda a un 5 % de la tensión nominal.
CALCULO DE ALIMENTADORES Para determinar la sección de los conductores que alimentan a un conjunto de Cargas ( Alimentadores ) , se procede según la siguiente situación : •
•
· Alimentadores con Carga Concentrada. · Alimentadores con Carga Distribuida.
En los Alimentadores con carga concentrada , el centro de carga se sitúa solo a una distancia del punto de Empalme o alimentación del sistema. Alimentación
I
Carga
La Expresión para determinar la sección del Conductor es:
k *
*
A=
Vp
2 * I ( mm )
k=2
(Alimentadores Monofásicos)
k=1
(Alimentadores Trifásicos)
EJEMPLO 2 •
•
Se tiene un alimentador monofásico con carga concentrada , que presenta las sig..... características: L = 60 m. Ohm-mm / m
•
Vp = 6.6 V. 2* * L * I
S=
2 * 0.018 * 60 * 10 =
Vp
2 = 3.27 mm
6.6
En la situación que las cargas se encuentren distribuidas a lo largo de la línea , se presentan dos criterios para el Dimensionamiento de Conductores :
I1
I2
I3
I4
· Criterio de Sección Constante.
· Criterio de Sección Cónica.
I5
La Sección del Alimentador, es Constante en toda su extensión
l1
i2
i1
i3
l2 l3
i1; i1; i3 : Corrientes de rama de los consumos asociados al Alimentador (A)
·
l 1 ; l 2 ; l 3 : Longitud de cada uno de los tramos del
