Para efectos de diseño en un proyecto de instalaciones eléctricas es necesario seleccionar el calibre, tipo y características de los conductores eléctricos a utilizar. La selección de los conductores se realiza de acuerdo a lo siguiente: a) Capacidad de Corriente o Ampacidad del Conductor. b) Caída de Tensión. c) Capacidad de Cortocircuito. d) Fluctuación de Tensión. e) Selección de conductor y de puesta a tierra. En la selección del conductor se tomará la condición más desfavorable, es decir el peor de los casos. Es necesario considerar que en residencias los niveles de cortocircuito son bajos, razón por la cual este cálculo no es necesario considerarlo, sin embargo en comercios y edificios debe tomarse en cuenta dicho estudio. Para ello deberá conocerse la corriente de cortocircuito simétrica y el tiempo de duración de la falla., Para evadir el cálculo de selección del conductor por fluctuación de tensión se deberán considerar los siguientes rasgos: 1. Circuitos de iluminación y y tomacorrientes por separado. 2. En áreas grandes a iluminar colocar tableros ex clusivos para tal fin. 3. En caso de edificios, proveer de tableros para ser ser vici vi cios os general es , iluminación o iluminación o equi pos especial especial es. es.
a) Cálculo del Conductor por Capacidad de Corriente o Ampacidad.
Capacidad de corriente: es la máxima carga en amperios que puede soportar un conductor sin fundirse o dañarse el material aislante. En todo caso el conductor a elegirse deberá soportar una corriente mayor a la calculada y en caso de que la corriente calculada sea igual a la de algún conductor ya tabulado habrá que considerar los criterios de diseño y costo. Obtención de la Corriente.
1. Caso Monofásico (1φ), 2 hilos:
I
P 1 V f cos( )
S 1 V f
2. Caso Monofásico (2φ), 3 hilos:
I
P 1 V L cos( )
S 1 V L
3. Caso Trifásico (3φ), 3 ó 4 hilos:
I
P 3 3V L cos( )
S 3 3V L
Consideraciones para la selección del conductor del neutro.
Tabla 1. Criterios de Selección del Neutro
Tipo de circuito
Calibre a seleccionar Mismo calibre de la fase o conductor
Monofásico (1φ) a 2 hilos (120 V)
activo
Monofásico (2φ) a 2 hilos (208 V)
Se calcula por desequilibrio máximo de
Monofásico (2φ) a 2 hilos (240 V)
cargas resultantes, o bien sea tomando el neutro de un calibre menor para los primeros 200 A y si excede este valor se
Trifásico (3φ) a 3 hilos
toman los primeros 200 A al 100% y los demás al 70%.
b) Selección del Conductor por Caída de Tensión. Para seleccionar el conductor por caída de tensión debe conocerse o considerarse la máxima caída de tensión en porcentaje que tendrá el diseño a realizarse, para esto ya se han creado normas que definen el criterio de caída de tensión, de modo que la instalación sea segura, confiable y económica. Tabla 2. Porcentajes de caída de tensión máximos establecidos por CORPOELEC.
Lugar o Circuito
%ΔV máximo
Interiores de Residencias
0.5
Alimentador de Subtableros
1.5
Alimentador de Tablero Principal
2
Red de Distribución Secundaria
4
Red de Distribución Primaria
6
Se define la caída de tensión como: V %
kVA L
r cos( ) xsen( ) 10kV
2
S 3 3V L
K
V %
kVA L K
Donde: kVA, es la potencia en kilo volt-amper. L, es la longitud del conductor en metros. K, es un factor que depende de los paremétros del conductor a elegir. En términos de la corriente se expresa ΔV% como: V % I L K
Un término muy importante a la hora de definir ΔV es la capacidad de distribución CD, la cual se refiere a la carga en relación a la longitud del conductor, le podemos asociar al mismo. Esta se define como: CD kV A L
V %
K
ó CD I L
V %
K
Es necesario considerar lo siguiente: i.
Factor de Potencia.
ii.
Tipo de Conductor.
iii.
Tipo de Tubería (Magnética o no Magnética, metálicas) o de Plástico.
iv.
Tipo de aislante (TW 60°C ó TTU a 75°C), se puede considerar THW equivalente al TTU y THHN equivalente al TW.
Capacidad Real.
CDRe al Donde F 1
CDCálculada F 1 F 2
:
V Nuevo ( Dato ) V Tabla
F2, es un valor de tabla para un sistema de tensión distinto (Factor de Corrección por diferentes sistemas de Tensión).
c) y d)
Se seguirán los criterios anteriormente mencionados en el apartado Selección de Conductores.
e) Selección del Conductor de Neutro y Puesta a Tierra.
La selección del neutro se hará de acuerdo a lo estipulado en la tabla n°1. La selección de la puesta a tierra se hará mediante tablas una vez que se conozca el conductor de fase y el conductor de neutro. Selección de Protecciones
En el caso general de instalaciones eléctricas residenciales, se emplean tableros de distribución
eléctrica
por
circuito.
Cada
circuito
dispondrá
de
interruptores
termomagnéticos. La corriente de diseño nos permitirá seleccionar el conductor y, mediante la capacidad de esta, se escogerá la protección. Para la escogencia adecuada de protecciones, se recomienda: I p = (Id+Ic)/2 Donde: Ip, es la corriente de protección. Id, es la corriente obtenida por cálculo y estimaciones de diseño. Ic, es la corriente permisible del conductor seleccionado.
La corriente de diseño I d dependerá de: a. Factor de Bancada. b. Factor de Temperatura. c. Factro de ulitización. Así, la corriente de diseño será: Id=Ic/(Fu x Ft x Fb) Donde: Id, es la corriente de diseño. Ic, es la corriente calculada para el circuito o alimentador. Fu, es el factor de utilización del conductor. Ft, es el factor de corrección de temperatura. Fb, es el factor de bancada o ubicación de tuberías. En caso de bandejas para cables se puede considerar el 100%.