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CAPÍTULO VIII

TEMPERATURA MÁXIMA DE OPERACIÓN DEL CONDUCTOR

1.Capacidad de Corriente de Conductores

La capacidad de corriente de un conductor depende de:* material del mismo; * de sus características constructivas (forrado, desnudo o

aislado); y * de sus condiciones de instalación (al aire libre-aéreo o bajo

tierra-subterráneo)

Por ello, para especificar la capacidad de corriente de un conductor, primero es necesario dar las “condiciones base” las que se definen como las “características de instalación bajo las cuales se ha determinado dicha capacidad”.

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Estas condiciones base, por lo general, son las siguientes:

La “temperatura máxima de operación del conductor” o también llamada “temperatura máxima admisible del conductor”: es el mayor valor de temperatura que el metal del que está construido el conductor (aluminio o cobre) aunado a la cobertura del mismo (aislamiento o cubierta), pueden soportar, sin dañar el conductor y su aislamiento o cubierta, en su conjunto, a fin de no reducir su vida útil.

La “temperatura ambiente”: es el valor de la temperatura del medio que rodea al conductor (aire en caso de red aérea o la tierra en el caso de red subterránea).

La Tabla VIII-1 da las condiciones base y las capacidades de: * Red subterránea: cable NYY. * Red aérea: cable autosoportado de aluminio y CPI

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CABLE AUTOSOPORTADO O AUTOPORTANTE PARA RED AÉREA : 3 fases + cable portante

La temperatura de operación máxima es de 90 °C. El cable portante es de aleación de aluminio de 50 mm2 y 25 mm2

de sección, con una tensión de ruptura de 15 kN y 7,5 kN respectivamente y lleva una cubierta de protección de polietileno reticulado.

Cables para Red Subterránea

Cable NYY –Paralelo Horizontal

La denominación paralela, por lo general formados por tres cables unipolares, se asigna al caso en que estos cables están uno al lado del otro (sin trenzar), ya sea en un mismo plano (disposición horizon-tal) o formando un triángulo entre sus ejes (disposición triangular). La denominación triplex se asigna a tres cables unipolares entrelaza-dos entre sí (formando una trenza) la cual ya no se usa.

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* Es necesario aclarar que tanto el cable NYY como el cableautosoportado son aislados.

* En cambio el conductor CPI tiene únicamente una cubiertatermoplástica (por ello también se le conoce como cubierto oforrado) que el fabricante no garantiza o especifica comoaislamiento, sino únicamente como protección del conductor alos efectos del medio ambiente (sol, lluvia, polvo u otro agenteperjudicial).

* Debido a que el CPI no es aislado es necesario instalarloseparando las fases una distancia de 15 a 20 cm en el caso deredes de 220 V entre fases, de modo tal que el aire entre lasfases es lo que las aísla.

Cuando se tenga necesidad de utilizar conductores en condicio-nes diferentes a las “condiciones base”, será necesario emplear los factores de corrección dados por los mismos fabricantes en sus catálogos, en normas o en códigos oficialmente aprobados por la autoridad competente.

La principal condición base a tener en cuenta para determinar la capacidad de corriente de un cable es la temperatura ambiente. Si se prevé que la temperatura ambiente en la hora de máxima carga será diferente a la temperatura ambiente base, será necesario emplear factores de corrección que a modo de referencia se da en la Tabla VIII-2 para conductores aéreos.

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I = Icn * f.c.

1. ¿Cuál es la capacidad de corriente de un conductorautosoportado de aluminio de 25 mm² a unatemperatura ambiente de 25 °C?

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1. ¿Cuál es la capacidad de corriente de un conductorautosoportado de aluminio de 25 mm² a una temperaturaambiente de 25 °C?

* La fórmula para calcular la capacidad de corriente es :

I = Icn * f.c.

* De la Tabla VIII-1 el conductor autosoportado de 25 mm²puede transportar: Icn = 97 A a una temperaturaambiente de 30 °C.

* Si la temperatura ambiente fuera de 25 °C, el factor decorrección a aplicar de acuerdo a la Tabla VIII-2 es 1,07.

* La nueva capacidad de corriente será:

I = 97 A x 1,07 = 103,8 A

2. ¿Cuál es la capacidad de corriente de un conductorautosoportado de aluminio de 25 mm² a unatemperatura ambiente de 35 °C?

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2. ¿Cuál es la capacidad de corriente de un conductorautosoportado de aluminio de 25 mm² a una temperaturaambiente de 35 °C?

* La fórmula para calcular la capacidad de corriente es :

I = Icn * f.c.

* De la Tabla VIII-1 el conductor autosoportado de 25 mm²puede transportar: Icn = 97 A a una temperaturaambiente de 30 °C.

* Si la temperatura ambiente fuera de 35 °C, el factor decorrección a aplicar de acuerdo a la Tabla VIII-2 es 0,92.

* La nueva capacidad de corriente será:

I = 97 A x 0,92 = 89,24 A

2. Temperatura de Operación del Conductor

* Un conductor cuando no transporta corriente tiene unatemperatura igual a la del medio ambiente.

* Cuando el conductor empieza a transportar corriente seproduce en él un incremento de temperatura, por encima de laambiental, que es función de la corriente que transporta.

* Las tablas de capacidades de corriente a condiciones nomina-les, normalmente se dan para la temperatura máxima deoperación y para una temperatura ambiente de 30 °C en redaérea y 20° en red subterránea.

* Esto significa que cuando un conductor aéreo de determinadasección transporta la corriente nominal especificada en laTabla VIII-1, a una temperatura ambiente de 30 °C, elconductor alcanzará su temperatura máxima de operación.

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Si el conductor transporta menos corriente que la nominal, la temperatura de operación que alcanza el conductor se puede determinar, con la fórmula siguiente:

I 2Top = Tamb + t t = ──── ( Tcn - Tan )

Icn

Donde:t : incremento de temperatura por transporte de corriente, en °C.Tamb : temperatura ambiente en °C.I : corriente que transporta el conductor en Ampere.Icn : capacidad de corriente en condiciones nominales,

(corriente nominal) en A.Tcn : temperatura máxima de operación del conductor en

condiciones nominales.Tan : temperatura ambiente nominal.

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El gráfico ilustra la curva de calentamiento del conductor cuando la temperatura ambiente es 30°C, y se aprecia que la corriente nominal (Icn) produce un incremento t igual a 60 °C, en el caso de que la temperatura máxima de operación sea 90 °C, como es el caso del cable autosoportado.

I 2t = ----- (Tcn – Tan)

Icn

•La temperatura de operación es la que se debe emplear para corregir la resistencia a 20 °C que sirve de base para calcular elfactor de caída de tensión.

* Algunos proyectistas acostumbran corregir la resistencia a 20 °Cen CC hasta el valor de la máxima temperatura de operación, queen el caso de cables autosoportados es de 90°C.

* Esto en realidad no es correcto ya que los cables quedan diseñadossobredimensionados por capacidad de corriente, debido al hechode que el parámetro de diseño fundamental es la caída de tensión,lo que implica que los cables no llegarán a alcanzar sus valoresnominales de corriente y, por lo tanto, nunca alcanzarán latemperatura máxima operación.

* Por esta razón, algunas empresas han definido 50 °C como valorpromedio de temperatura de operación de los cables de su zona deconcesión y es a este valor que se corrige la resistencia a 20 °C paracalcular el factor de caída de tensión.

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En algunos casos la temperatura ambiente es diferente a 30 °C (mayor o menor). En estos casos para conocer qué corriente en el conductor haría que alcance una temperatura de operación de 90 °C es necesario aplicar factores de corrección, ya que no es prácti-co dar tablas de capacidades de corriente para cada temperatura ambiente, dándose únicamente la que corresponda a una tempera-tura ambiente base igual a 30°C.

En la Tabla VIII-2 de factores de corrección, se puede apreciar que para 30 °C el factor de corrección es 1 y para más de 30° es menor a 1. En el gráfico siguiente se muestran las curvas de calentamiento del conductor para temperaturas ambientales de 20 °C y 30 °C. En la curva de 20 °C se puede apreciar que la corriente I´ es la que ocasiona una temperatura de operación de 90 °C.

En el gráfico se aprecia también que I´ > Icn y el factor de corrección a aplicarse a la corriente Icn, se determina como:

I´f.c. = ------- = 1,14 (ver Tabla VIII-2)

Icn

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3. Un conductor CPI de 16 mm² transporta una corriente de 125 ampere. Si la temperaturaambiente es 30 °C:

a) ¿Cuál es el incremento de temperatura?b) ¿Cuál es la temperatura de operación?

3. Un conductor CPI de 16 mm² transporta una corriente de125 ampere. Si la temperatura ambiente es 30 °C:


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4. Un conductor CPI de 16 mm² transporta unacorriente de 80 ampere. Si la temperatura ambiente es 30 °C:




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5. Un conductor CPI de 16 mm² transporta unacorriente de 80 ampere. Si la temperatura ambiente es 20 °C:




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6. Un cable autosoportado de aleación de aluminio de 25 mm² transporta una corriente de 97 ampere.Si la temperatura ambiente es 20 °C:


6. Un cable autosoportado de aleación de aluminio de 25 mm²transporta una corriente de 97 ampere. Si la temperaturaambiente es 20 °C:


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7. ¿Cuál es el incremento de temperatura de unconductor autosoportado que transporta el 50% de su corriente nominal, si la temperatura ambientees 30 °C?

7. ¿Cuál es el incremento de temperatura de un conductorautosoportado que transporta el 50% de su corrientenominal, si la temperatura ambiente es 30 °C?

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