conductor es v2

7/26/2019 Conductor Es v2

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Calculo para lneas de

conduccin elctricas.

Conductores elctricos.

Compilacin de estudios previos y elementales sobre el clculo

necesario para las lneas elctricas segn los criterios empleados al

respecto.

Ing. Jaime F Alvarido M.

01/05/2007

Ver 1.1


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Compendio para el clculo de la corriente por un conductor. JAM Pgina 2

Clculo de los Conductores

Los criteriosa tener en cuenta para su dimensionado son: Tensin nominal Clculo trmico Verificacin de la cada de tensin Verificacin al cortocircuito

Tensin nominal.Es el valor que define al aislamiento. Se deber cumplir en todo momento que su tensin nominalsea superior, o a lo sumo igual a la tensin de servicio existente en la instalacin. ( Un Us, ).Losconductores para las instalaciones elctricas de baja tensin son diseados para tensiones deservicio de 1,1 KV. En caso de tener que constatar el estado de elementos existentes, el nivel deaislamiento a alcanzar no deber ser inferior a los 1000 por cada Volt de tensin aplicada por elinstrumento de medicin.

Clculo trmico.

Cuando circula corriente por un conductor se produce un calentamiento del mismo, (efecto JOULEI=VR) aumentando su temperatura hasta que llega al equilibrio trmico cuando todo el calorproducido es cedido al exterior. Para mantener la temperatura de equilibrio trmico debemantenerse el flujo de corriente en un valor determinado que cada fabricante de conductores lotabula como corrientes admisibles segn las secciones de los conductores.

El criterio trmico supone que la seccin del cable (Iad) soporte la corriente de diseo (Ical) que va apasar por el y ser el que determine en principio la seccin del conductor. El valor eficaz de laintensidad de corriente nominal del circuito no tiene porque ocasionar un incremento de temperaturasuperior a la especificada para cada tipo de cable. Para los conductores aislados y sin envoltura deproteccin, la norma IRAM 2183 refiere las intensidades mximas admisibles para cables instaladosen caeras o tuberas, para servicio continuo, con temperaturas lmites de 30C o 40C para elambiente, 70C en el conductor y 160C en caso de cortocircuito o, de 30C o 40C para elambiente, 90C en el conductor y 250C en caso de cortocircuito, segn el revestimiento aislante delpropio conductor. Ejemplo, si es PVC, THHN, etc.

Tambin debemos tener en cuenta algunos aspectospara el clculo de los conductores delas Instalaciones interiores. Estos son los siguientes:

- Potencia de los receptores.- Caractersticas de la alimentacin.

- Longitud de la lnea.- Tipo de cable y forma de instalacin.

Para determinar la seccin de los conductores deben tenerse en cuenta tambin los factoressiguientes:a) Temperatura mxima admisible en el conductor.b) Cada de tensin admisible segn el tipo de carga.c) Valor mximo de la impedancia (longitud del conductor) que permita asegurar el

funcionamiento de la proteccin contra cortocircuitos.La seccin mnima del conductor ser en cada caso, la mayor que resulteal realizar los clculoscorrespondientes a temperatura mxima (a), cada de tensin (b) y proteccin contra cortocircuitos(c), adems, se ha de tener en cuenta la seccin mnima impuesta por el Reglamento de BajaTensin (REBT).As pues, para la correcta eleccin de la seccin de un cable por calentamiento, debe verificarse:Ical Iad= Itb Fct Fci . FcaItbs Ical / FctFci.FcaSiendo:- Ical (A): Intensidad de clculo o empleo que atraviesa un cable elctrico, segn la potenciaelctrica a suministrar, tensin de lnea, etc, en Amper.- Itbs: Intensidad normalizada para una seccin (mm), segn el material conductor, aislamiento,polaridad y condiciones estndar de T ambiente, canalizacin y agrupamiento (si procede).- Fct: Factor de correccin por T ambiente. Ver pgs. 18 a la 20.- Fci: Factor de correccin por canalizacin. Ver pgs. 11 y 12

- Fca: Factor de correccin por agrupamiento de circuitos. Ver pg. 11


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Valores Mximos y Mnimos de las Intensidades Mximas Admisibles en losConductores en las Instalaciones Interiores

Ntese la importancia del tipo de instalacin:

Lnea monofsica/trifsica, tubo con/sin, pared/aire libre, aislamiento PVC/XLPE

El rea de un conductor en mils circular mm x 1973,53NEC 2005 cap. 9, pg. 1182


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Intensidades Mximas Admisibles en los Conductores (ITC-BT-19)

Norma Europea (UNE 20.460-5-523 ao 2004)

Las intensidades mximas admisibles, se regirn en su totalidad por lo indicado en la NormaUNE 20.460 -5-523 (ltima modificacin ao 2004) y su anexo Nacional. En la siguiente tabla (apartir de la mencionada norma UNE) se indican las intensidades admisibles, para conductores alaire, temperatura ambiente del aire de 30C o 40 C, para distintos mtodos de instalacin,

agrupamientos y tipos de cables y para conductores enterrados (Mtodo D) a una profundidad de0,7 m y temperatura ambiente del terreno 25 C.De manera que: La temperatura ambiente viene fijada en nuestra normativa entre 30C y 40 Cpara cables al aire y 25 C para cables enterrados.


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Importante:Los valores de las intensidades mximas admisibles de estas tablas deben ser corregidos mediantelos correspondientes coeficientes de correccin: se ha producido un cambio, respecto de la normaanterior, en los factores de correccin de la resistividad del terreno, para conductores enterrados.

(Fuente de las Tablas: Prysmian)

Intensidad de la lnea:

Lnea trifsica:

Lnea monofsica:

donde:

I = Intensidad (A)P = Potencia (W)V = Tensin de lnea ( 400 V)VF= Tensin de fase (230 V)

Clculo de los Conductores por Cada de Tensin U (ITC-BT-19)

Cada de voltaje en instalaciones elctricas.

Es un fenmeno que se presenta en los conductores elctricos cuando se alimenta a una carga concierta distancia del punto de alimentacin. Esto quiere decir que cuando se va a suministrar energaelctrica por ejemplo a un foco o bombillo (lmpara incandescente), no es lo mismo que el foco obombillo est a tres metros del alimentador que a cincuenta.

Para comprobarlo puedes hacer lo siguiente.

Selecciona Volts de C.A. en un m ultmetro y m ide el vo ltaje que tienes en el co ntacto queestms c erca del int errupto r prin cipal d e tu c asa, antalo, luego h az lo m ism o p ero c on elcon tacto ms lejano (al fon do de tu casa).

Cuando compares las dos cantidades encontrars lo siguiente

A.El voltaje en el lugar ms cercano al interruptor principal es mayor que el otro (considera que elvoltaje vara constantemente por lo que a veces es necesario promediarlo). Si sucede lo contrario,una de dos, o te equivocaste en las lecturas o el electricista que realiz la instalacin no estaba ensus cinco sentidos.

Ahora bien,


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B.Si la diferencia es grande (10, 15 Volts), lo siento amigo, puedo decirte que la instalacin larealiz un aprendiz de electricista y te garantizo que problemas no te faltarn, en cambio si ladiferencia es pequea dos o tres Volts, estuvo bien hecha, pero si es de cero Volts, felictalo de miparte.

En una buena instalacin elctrica residencial, la diferencia entre los voltajes no debe irms all de los dos o mximo tres Volts, de la entrada de la casa hasta la ltimahabitacin. Hay viviendas donde el voltaje es el mismo a la entrada que hasta el fondo, esosera lo idneo.

Se supone que la empresa que suministra la energa elctrica (en nuestro caso la C.F.E.) debehacernos llegar un voltaje de 120 Volts a nuestras casas, cosa que sera muy rara a menos quetuviramos el transformador que alimenta a la zona frente a nuestra residencia. Por lo regular esteaparato que es el alimentador general para un conjunto de casas, est ubicado a 10, 20, 30, 50, 80,o ms metros de nuestra residencia. Para las acometidas se estipula no ms de un 0,5% de U,para las viviendas de un 3%, para alumbrado del 3% igualmente y para fuerza del 5%.

Por esta razn se utilizan lneas de distribucin areas que distribuyen la energa elctrica haciatodas las casas utilizando conductores elctricos colocados en postes, o bien tuberas especialescuando las lneas de distribucin son subterrneas en las grandes ciudades. En cualquier caso hayconductores elctricos que van del transformador hasta una casa-habitacin.

Si la distanc ia entre el transform ador y la residencia es muy g rande la cantidad decond uc tor uti lizado para h acerte lleg ar la energa elctr ica es mu y g rand e po r lo que exis tirun a mayo r cada de ten sin, y si es m eno r ento nc es si tend rs los 120 Volts .

Ahora bien, todos los aparatos elctricos estn diseados para funcionar a voltajes ligeramenteinferiores o superiores al que muestran en su etiqueta de datos (o placa de datos), la cualgeneralmente consigna un voltaje de 115 Volts (Por qu 115 y no 120 Volts? Respuesta.- porquelos fabricantes ya consideran que a tu casa no van a llegar los 120 Volts, precisamente por la cadade tensin).

Si se diera el caso de que tuvieras conectado un aparato al contacto ms lejano al interruptor

principal de tu casa con un voltaje de 100 Volts, el aparato puede funcionar pero no ptimamente,por ejemplo, si se trata de una lmpara la intensidad luminosa ser menor (aunque no lo percibas asimple vista), si se trata de un aparato que tenga motor el rendimiento de ste ser menor llegandoincluso a detenerse o a sobrecalentarse al funcionar, y si se tratara de una televisin podra darse elcaso de que la imagen se redujera en la pantalla.

Peor an, si tuvieras menos de los 100 Volts, te recomiendo que contrates a un buen electricistaque reconstruya tu instalacin elctrica antes de que te suceda un problema ms grande que ver latelevisin a media pantalla.

Concluyendo entonces. Existe cada de tensin del transformador a tu casa, y dentro de tucasa del punto ms cercano al interruptor principal al punto ms lejano a ly todo por causadel conductor elctrico y su longitud. .

La forma de controlar la cada de tensin es incrementando el grosor del conductor, o seaaum entand o un calib re desp us de hacer el clcu lo del m ism o.

Asume como regla lo siguiente: Para una determinada corriente elctrica a mayor longituddel c on du cto r (1,2) mayo r es la c ada de ten sin. Tamb in a m enor gro so r del c on du cto r (3,4),es mayor la cada de tensin. Si la corriente por el conductor aumenta el doble, la temperaturaaumentara cuatro veces.

As que, cuando realices una instalacin elctrica sea del tipo que fuere, evita las vueltas, curvas ytodo aquello que lo nico que hace es que el conductor sea ms largo y tengas por consiguienteuna mayor cada de tensin.


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La cada de tensinmximaes del 3 %para cualquier circuito interior de viviendas, y paraotras instalacionesinteriores o receptoras, del3 % para alumbrado y del 5 % para los dems usos.Esta cada de tensin se calcular considerando alimentados todos los aparatos de utilizacinsusceptibles de funcionar simultneamente. El valor de la cada de tensin podr compensarseentre la de la instalacin interior y la de las derivaciones individuales (posible en ambos sentidos,Gua-BT-19), de forma que la cada de tensin total sea inferior a la suma de los valores lmitesespecificados para ambas, segn el tipo de esquema utilizado.

Para instalaciones industrialesque se alimenten directamente en alta tensin mediante

un transformador de distribucin propio, se considerar que la instalacin interior de baja tensintiene su origen en la salida del transformador. En este caso las cadas de tensin mximasadmisibles sern del 4,5 % para alumbrado y del 6,5 % para los dems usos.

El nmero de aparatos susceptibles de funcionar simultneamente, se determinar en cada casoparticular, de acuerdo con las indicaciones incluidas en las instrucciones del presente reglamento yen su defecto con las indicaciones facilitadas por el usuario considerando una utilizacin racional de

los aparatos.

Seccin por Cada de Tensin, UNE:

Lnea trifsica:

Lnea monofsica:

donde:S = Seccin del conductor (mm2)L = Longitud de la lnea (m)P = Potencia (W)= Conductividad del cable= Cada de tensin (V)V = Tensin de lnea (240 V)VF= Tensin de fase (127 V)

Coeficiente de conductividad: Temperatura 20 C 30 C 40 C 50 C 60 C 70 C 80 C 90 CCobre 56 54 52 50 48 48 45 44

Aluminio 36 34 32 31 30 29 28 27

Conductividades de los conductores a distintas temperaturas.

Si se ha de tener en cuenta la reactancia de la lnea, las expresiones a utilizar son:


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Siendo :

U = Cada de tensin, en%R = Resistencia del conductor ena la temperatura de servicioX = Reactancia del conductor a frecuencia 50 Hz en P = Potencia, en kWL = Longitud, en mU = Tensin entre fases, en V

UF= Tensin entre fase y neutro, en Vcos= Factor de potencia

Otra frmula que pudiramos emplear segn el NEC:

U =(2*K*L*I) / Cm Para circuitos monofsicos.U =(1,73*K*L*I) / Cm Para circuitos trifsicos.

K= Resistencia en ohm de un circular mil pie a 75(temperatura mxima de trabajo)K= 12,9 para el Cu K= 21,2 para el aluminioCm= rea del conductor en circular mil. (Ver tabla pg. 25)L= Longitud de uno de los conductores en pie.

I= corriente del conductor en Amper.

Simplificaremos el anlisis de la cada de tensin interpretando la lnea de la siguiente manera:

V1: Tensin de salida de la lnea.

V2: Tensin de llegada de la lnea.

R: Resistencia en corriente alterna a la temperatura de servicio.

X: Reactancia de la lnea.

Donde:


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Los valores de R y X se pueden hallar en la siguiente tabla NEC 2005:

Tambin la cada de tensin en las lneas viene determinada pore= (U en % * UL) / 100 para lneas trifsicas y para lneas monofsicases Uf. Donde e = U en volts.

Resistencia de una lnea de dos conductores:Rn=(2L*) / SSeccin por cada de tensin (C.D.T.): S= (2L**I) / e

Resistividad: t= 20 (1 + U)

Coeficiente de resistividad: ()20 C 70C 90 C

Cobre 0,018 mm2 /m 0,0215 mm2 /m 0,0229 mm2 /mAluminio 0,029 mm2 /m 0,0348 mm2 /m 0,0372 mm2 /m

Coeficiente de temperatura: ()Cobre: = 0,00392

Aluminio: = 0,00403

El clculo se har en principio utilizando la resistividad de las condiciones ms desfavorables:a 70 C para los aislantes termoplsticos oa 90 C para los termoestables.Los clculos empleando estos valores son ms reales y exactos.Si se cree en la posibilidad de que una seccin menor podra servir, se replantear el clculo parauna temperatura de cable menor. Por ejemplo cuando la intensidad admisible es muy superior a laintensidad real del conductor, o cuando la seccin calculada es ligeramente superior a una de lasnormalizadas.

a) Buscar la intensidad admisible de la seccin inferior (Iadm)b) Determinar la nueva temperatura previsible: t=t+(tmax- t)*(I / Iadm)

to= Temperatura ambiente (40, 30 C 25 C)


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tmax= Temperatura mxima del conductor (70 C 90 C)I = Intensidad real del circuito. (la de la carga)Iadm= Intensidad admisible de la nueva seccin del conductor para el replanteo.

c) Calcular la nueva resistividad: t=30(1 + U)d) Calcular la nueva seccin: S=( 2L**I) / e

Las u mxima permitida por el Reglamento de Baja Tensin (REBT) son:Lnea general de alimentacin (acometidas) 0,5%Derivacin individual (un solo usuario) 1,5%

Derivacin individual (varios usuarios) 1%Circuito interior de vivienda 3%Circuito de alumbrado (no vivienda) 3%Circuito de fuerza (no vivienda) 5%

Recordemos que:

Potencia activa

Potencia reactiva:

Potencia aparente:

S = I * VFactor de potencia.

FP = P/SLa Potencia aparente tambin es:

S=P+QTr iangulo de potencia.


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Factores de Reduccin por Agrupamiento de Circuitos (GUA BT-BT-19)

En la siguiente tabla (GUA-BT-19) se indican factores de reduccin de la intensidad mximaadmisibleusuales en caso de agrupamiento de varios circuitos o de varios cablesmulticonductores, mientras que los factores de correccin para el agrupamiento de varios circuitosen bandejas se pueden consultar directamente en la ITC-BT-07. Las tablas A y B estn extradas dela norma UNE 20 460-5-523.

Las intensidades mximas admisibles para cables enterrados directamente en el terreno sepueden consultar en al ITC-BT-07.ITC, tanto sus valores, como los factores de correccin.

Cuando los conductores enterrados se instalen bajo tubo, no se instalar ms de uncircuito por cada tubo, en caso de instalar agrupaciones de tubos(un cable por tubo) se puedenaplicar los factores de correccin del la Tabla B de la GUA-BT-19.


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Tubos en canalizaciones fijas en superficie,segn la UNE.

Dimetros exteriores mnimos de los tubos en funcin delnmero y la seccin de los conductores o cables a conducir

Seccinnominal de losconductoresunipolares

(mm2)

Dimetro exterior de los tubos (mm)

Nmero de conductores

1 2 3 4 5

1,52,54610162535507095

120150185240

1212121216162025253232

40405050

1212161620253232404050

50636375

1616202025323240505063

637575--

1616202032324040506363

7575----

1620202532324050506375

75------

Para ms de 5 conductorespor tubo o para conductores aislados ocables de secciones diferentesa instalar en el mismo tubo, suseccin interior ser, como mnimo igual a 2,5veces la seccin ocupadapor los conductores.

Tubos en canalizaciones empotradas,UNE.Dimetros exteriores mnimos de los tubos en funcin del nmero

y la seccin de los conductores o cables a conducirSeccinnominal de losconductoresunipolares(mm2)



1 2 3 4 5

1,52,54610162535507095120150185240

121212121620252532324040505063

121616162525324040505063637575

16202025253240405063637575----

162020253232405050637575------

2020252532405050636375--------

Para ms de 5 conductorespor tubo o para conductores aisladosocables de secciones diferentesa instalar en el mismo tubo, su


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seccin interior ser, como mnimo igual a 3 veces la seccin ocupadapor los conductores.

Tubos en canalizaciones areas o con tubos alaire, UNE.Dimetros exteriores mnimos de los tubos en funcin del nmeroy la seccin de los conductores o cables a conducir.

Se recomiendano utilizar este tipo de instalacin para seccionesnominales de conductor superiores a 16 mm2.

Seccin nominalde los

conductores(mm2)



1 2 3 4 5

1,52,546

10

16

1212121216

20

1216161625

25

1620202525

32

1620202532

32

2020252532

40

Para ms de 5 conductorespor tubo o para conductoresaislados o cables de secciones diferentesa instalar en el mismo

tubo, su seccin interior ser, como mnimo igual a4veces laseccin ocupada por los conductores

Tubos en canalizaciones enterradas, UNE.Dimetros exteriores mnimos de los tubos en funcin del nmeroy la seccin de los conductores o cables a conducir

Seccin

nominal de losconductoresunipolares(mm2)



< 6 7 8 9 10

1,52,54610162535

507095120150185240

2532405063639090

110125140160180180225

32324050637590110

110125140160180200225

32404050637590110

125140160180200225250

324040637575110110

125160160180200225250

324050637590110125

140160180200225250--

Para ms de 10 conductorespor tubo o para conductores aislados ocables de secciones diferentesa instalar en el mismo tubo, su seccininterior ser, como mnimo igual a 4veces la seccin ocupada por losconductores.


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Clculo por corriente mxima de cortocircuito para losconductores.En baja tensin este criterio no suele ser determinante, aunque se debe tener en cuenta.

Por sus caractersticas (gran intensidad y corta duracin), durante uncortocircuito se considera uncalentamientoadiabtico del conductor, es decir, todo el calor generado, se invierte en elevar latemperatura del cable.

Mediante la sigu iente expresin s e puede calcu lar la corr iente mxima decor tocircui to para

una seccin determinada:

Icc=((S*51076*Ln(234,5+160)/(234,5+90)/0,02s)

Icc= ((S*(51076*0,195)/0,02)

Icc=((S*996)/0,02)

donde:

es la intensidad mxima de cortocircuito admisible (en Amper)es la duracin del cortocircuito (en segundos)

K y son constantes que dependen del material conductor.

S es la seccin del material conductor (en milmetros cuadrados)

es la temperatura final del cortocircuito (En C. Ver tabla del punto anterior)

es la temperatura inicial del conductor (En C. Se toma la temperatura mxima de

cortocircuito del conductor)

es el logaritmo neperiano.

Material conductor K

Cobre 226 234,5

Aluminio 148 228

En cualquier caso, la intensidad obtenida para el conductor debe ser mayor a la intensidaddecortocircuito en el punto de lainstalacin donde vaya instalado.

Este criterio de clculo por Icc se realiza para determinar la mxima solicitacin trmica a la que seve expuesto el conductor durante la evolucin de corrientes de breve duracin o cortocircuitos.Existir entonces, una seccin mnima S que estar en funcin del valor de la potencia decortocircuito en el punto de alimentacin, el tipo de conductor evaluado y su proteccin automticaasociada. En esta verificacin se deber cumplir con:

S = ScSiendo Sc la seccin calculada trmicamente y verificada por cada de tensin.El clculo de esta seccin mnima est dado por :S Icc . vT / KSiendo:S = Seccin mnima del conductor en mm2 que soporta el cortocircuito.Icc = Valor eficaz de la corriente de cortocircuito en AmperT = Tiempo de actuacin de la proteccin en segundos.K = Constante que contempla el tipo de conductor sus temperaturas mximas de servicioy la alcanzada al finalizar el cortocircuito previsto por la norma:

K = 114 para conductores de cobre aislados en PVC.
http://es.wikipedia.org/wiki/Cortocircuitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_adiab%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cortocircuitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Aluminiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aluminiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cortocircuitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Instalaci%C3%B3n_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Instalaci%C3%B3n_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cortocircuitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Aluminiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cobrehttp://es.wikipedia.org/wiki/Cortocircuitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_adiab%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cortocircuito


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K = 74 para conductores de aluminio aislados en PVC.K = 142 para conductores de cobre tipo XLP y EPRK = dem para el aluminio

Si la S mnima verificada para el cortocircuito es menor que la Sc (el rea del conductor yacalculada trmicamente y verificada por U), se adopta esta ltima. En caso contrario, se deberincrementar la seccin del cable y volver a realizar la verificacin hasta que se compruebe S = Sc.

Por otra parte, para calcular la corriente de cortocircuito por ejemplo en una PGD o PA etc (no lasecc. del conductor por Icc) y como generalmente se desconoce la impedancia del circuito dealimentacin a la red (impedancia del transformador, red de distribucin y acometida) se admite queen caso de cortocircuito la tensin en el inicio de las instalaciones de los usuarios se puedeconsiderar como 0,8 veces la tensin de suministro. Se toma el defecto fase tierra como el msdesfavorable, y adems se supone despreciable la inductancia de los cables. Esta consideracin esvlida cuando el centro de transformacin, origen de la alimentacin, est situado fuera del edificio olugar del suministro afectado, en cuyo caso habra que considerar todas las impedancias.

Por lo tanto se puede emplear la siguiente frmula simplificada

Icc = (0,8 Uf)/RDonde:

Icc = Intensidad de cortocircuito mxima en el punto considerado, en Amper.Uf =Tensin de alimentacin fase-neutro (230 V)R = Resistencia de los conductores entre el punto considerado y la alimentacin.

Normalmente el valor de R deber tener en cuenta la suma de las resistencias de losconductores entre la Caja General de Proteccin (CGP) y el punto considerado en el que se deseacalcular el cortocircuito, por ejemplo el punto donde se emplaza el cuadro con los dispositivosgenerales de mando y proteccin.Es prctica habitual tanto en la literatura tcnica como en los proyectistas e instaladores calcular lacada de tensin y la R de los distintos tramos de la instalacin considerando la resistividad a 20 Cpara el cobre como 0,018 mm2 /m y para los conductores de aluminio 0,029 mm2 /m ascomo la conductividad para el cobre, c20 = 56 m/mm

2y para el aluminio, c20 = 35 m/mm2, es

decir, suponiendo que la temperatura del conductor es 20 C, lo cual es rigurosamente falso en lamayor parte de las ocasiones (no hay ms que tocar el aislante de cualquier cable por el que circulacorriente). Si el cable conduce una corriente cercana a la mxima admisible puede estar cercano a70 C (si el aislante es PVC) o a 90 C (si el aislante es XLPE o EPR). A estas temperaturas realesde trabajo la resistividad es mucho mayor y la cada de tensin consecuentemente puede superar lamxima admisible si el cable se ha calculado teniendo en cuenta los 20 C, como suele hacersehabitualmente. Por tanto, elmtodo para el clculo exacto de las secciones tiene en cuenta latemperatura real de trabajo del conductor por lo que es ms exacto. Aunque para el presentetrabajo los clculos se realizaran para la temperatura de 20 C es decir, por el mtodo tradicional. Elmtodo tradicional corre el riesgo de sub-dimensionar la instalacin, incumpliendo con la cada detensin admisible, mientras con el aproximado, que supone el caso ms desfavorable (el cable a sumxima temperatura admisible) se corre el riesgo de sobredimensionar el conductor.

La resistencia de los conductores se puede hallar empleando la formula siguiente:

R= *(2*L/S)

Donde:= resistividad para el cobre= 0,018 mm/mL= longitud en mts.S= seccin del conductor en mm

Si se emplea la conductividad entonces la formula ser:R= (2*L)/ SDonde =56 mm/m para conductores de Cu.

La resistencia total de las lneas a considerar es:


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R = Rtramo1 +..+Rtramo n = Aqu repetimos una tabla similar de las conductividades a distintas temperaturas:

Conductividad 20 30 40 50 60 70 80 90

Cu 56 54 52 50 48 47 45 44

Al 36 34 33 31 30 29 28 27

Es un procedimiento simplificado de clculo de la Icc aplicable a circuitos finales suficientementealejados de las fuentes de alimentacin.Este mtodo que permite estimar las corrientes de cortocircuito aguas arriba del circuito consideradose basa en considerar que cuando se origina un cortocircuito en el extremo final del circuito, latensin aplicada en el origen del mismo, durante el tiempode cortocircuito es el 80 % de la tensinnominal, esto es, se supone que el 20 % restante cae aguas arriba de dicho circuito.Este mtodo solo tiene en cuenta la resistencia de los conductores y es aplicable para secciones deconductor hasta 95 mm2. Para secciones mayores, la reactancia ya no es despreciable frente a laresistencia y el valor de Icc calculado sera excesivamente superior al real.De manera aproximada para estas secciones de conductor superiores a 95 mm2 podemosconsiderar la impedancia total incrementando en un porcentaje indicado en la tabla siguiente laresistencia calculada:

Norma europea UNE:Seccin del conductor (mm2) Impedancia total a considerar120 R + 10 %150 R + 15 %185 R + 20 %240 R + 25 %300 R + 30 %

Tambin se puede realizar el clculo teniendo en consideracin una reactancia de valor XL = 0,08 m/m.

La siguiente tabla indica las temperaturas lmites de utilizacin de los distintos aislamientos:

Tipo de aislamiento Serviciopermanente

Cortocircuito (duracin mxima 5 s)

Policloruro de vinilo(PVC)

75C 160C

Polietileno reticulado(XLPE), Etilenopropileno (EPR),Goma butlica

90C 250C

Para las instalaciones Interiores se estipulan 40 C y para las lneas subterrneas de 25 C.

Clculo de la seccin mnima de los conductores para soportarun cortocircuito.

Las lneas elctricas deben poder soportar las corrientes de cortocircuito de corta duracin porqueactuarn los elementos de proteccin al cabo de pocos segundos.

Para un tiempo de cortocircuito del orden de 1,5 segundos se considera la intensidad de lnea enrgimen permanente para cortocircuito tripolar, siendo su valor eficaz.


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Icc: Intensidad eficaz de corriente de fase en el cortocircuito en Amper.Scc: Potencia aparente de cortocircuito en VA.VL: Tensin de lnea en volts.3= 1,73

La seccin del conductor se calcula en funcin de la intensidad permanente de cortocircuitoteniendo en cuenta:

o El cortocircuito es de muy corta duracin.o La temperatura es la mxima admisible por el aislamiento.o El calor producido se utiliza en incrementar la temperatura del conductor.

Segn estas condiciones, la seccin necesaria para soportar el cortocircuito es:

S: Seccin del conductor en mm2.t: Tiempo de duracin del corto en segundos.K: Constante que depende del conductor y de las temperaturas al inicioy al final del cortocircuito.


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Otro aspecto a tener en cuenta al momento de calcular un conductor es el:

FACTOR DE CORRECCIN POR TEMPERATURA:La corriente mxima admisible, deducida de las Tablas deber corregirse teniendo en cuenta lascaractersticas de la instalacin, de forma que el incremento de temperatura provocado por la

corriente elctrica, no d lugar a una temperatura en el conductor superior a 70C, en los cables conaislamiento de policloruro de vinilo o de goma y 90C en los cables con aislamiento de gomabutlica, etileno - propileno o polietileno reticulado.La temperatura ambiente alta influye desfavorablemente en la conduccin de electricidad debido aque aumenta la resistencia elctrica. Por el contrario, a menor temperatura se conduce mejor laelectricidad. De hecho hay un fenmeno que se llama superconductividad que se presenta enalgunos materiales a temperaturas por debajo de los 200 grados centgrados.

Para temperaturas ambiente normales o comunes se dan los siguientes valores.

NOM-001-SEDE-vigente.Factores de correccin por temperatura.

Factores de correccin de temperatura por tipo de aislamiento de los conductores.Tipo de aislamiento Temperatura a C

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

V 1,15 1,10 1,05 1 0,94 0,88 0,82 0,75 0,67 0,58 0,47 - - - -

B 1,13 1,09 1,04 1 0,97 0,91 0,87 0,82 0,77 - - - - - -

D 1,11 1,07 1,04 1 0,96 0,92 0,88 0,83 0,79 - - - - - -

R 1,11 1,08 1,04 1 0,96 0,92 0,88 0,84 0,79 0,73 0,68 0,63 0,56 0,48 0,39

P 1,13 1,08 1,04 1 0,96 0,91 0,87 0,79 0,73 - - - - - -

V = Cloruro de Polivinilo B = Goma Butlica D = Etileno - Propileno R = Polietileno reticulado P = Papel impregnado


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Cuando se determina el calibre del conductor apropiado para una instalacin elctrica, se debeconsiderar tambin el Factor de Temperatura, de la siguiente manera.Despus que se ha determinado el calibre del conductor se multiplica la cantidad de Amper quesoporta dicho conductor, por el factor (Fct ) correspondiente con la temperatura de operacin.Por ejemploSupngase que la corriente corregida determinada para una instalacin elctrica residencial es de28 Amper (Ic).Si eligiramos alambre tipo THW CONOFLAM para los alimentadores generales (instalacin oculta),entonces el calibre del conductor sera nmero 10 (AlambreTHW CONOFLAM en tubo conduit de 1-

3 conductores 75 C). Dicho conductor soporta hasta 40 Amper.Si la temperatura ambiente es de 38 C, se observa en la tabla de temperaturas de operacin que lecorresponde un factor de correccin de 0.88 (a una temperatura mxima de operacin de 75 C).Entonces, lo que debe hacerse es multiplicar la capacidad de conduccin del conductor por 0.88,quedando:(40)(0.88 ) = 35.2 Amper.De aqu se deduce como en realidad el conductor solo puede soportar hasta 35.2 Amper (en lugarde los 40 que muestra la tabla correspondiente a la marca CONOFLAM), esto, considerando que latemperatura del medio ambiente fuera de 38 C, por tanto, concluyendo, debido a que la corrientecorregida (Ic)es de 28 Amper, se comprueba como el conductor es capaz de soportar esa cantidadde corriente sin sufrir sobrecalentamiento.

Otro factor de correccin de temperaturaque debemos remarcar por su importancia, es el

conocer si las lneas van a ser canalizadas y tendidas sobre el techo (roof) es decir, a la intemperie

y expuestas al Sol, como lo es en el caso de las lneas que alimentan los condensadores de aireacondicionado o plantas elctricas que se encuentran en los techos de algunos comercios,residencias, industrias, etc.,. Para lo cual debemos tener en cuenta la distancia de la parte msbaja, es decir, la parte de abajo del conduit o tubo y la superficie del techo, pues el Sol sobrecalentara ms o menos, segn esa distancia entre el tubo y el techo, variando por tanto latemperatura mayor permisible de trabajo de estos. De manera que los conductores en esa situacintendrn una afectacin que atentara, de igual manera, contra la corriente mxima de dichosconductores por el efecto trmico solar. Ver la tabla que a continuacin se muestra segn el NEC310.15 (B)(3)(c), donde se muestra el valor que se debe adicionar a la temperatura ambiente. Peropara el ejemplo anterior si ese mismo conductor est en una tubera sobre el techo a una distanciade la parte inferior del tubo entre y 3 y el techo por estar soportado sobre pilotes de concreto,

madera o cualquier otro soporte, la temperatura ambiente ahora sera de 38 + 22 segn la tabla,igual a 60 grados Celsius, de tal forma ahora la temperatura ambiente corregida seria de 60grados Celsius lo que implica un factor de correccin de 0.67 por lo cual la corriente permisible delconductor ser de 40 Amper x 0.67= 26,8 Amper. Por tanto, ese calibre de conductor NO servirapara transportar esa carga de 28 Amper si se colocara sobre el techo a una separacin de esteentre y 3, por lo que necesitaramos un conductor de dimetro superior. Ntese comodisminuye notablemente la corriente admisible de los conductores cuando las lneas estncanalizadas sobre el techo. Tambin se debe ver la tabla A.52-1bis de la pg. No.4 del presentemanual.


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FACTOR DE CORRECCION POR CANTIDAD DE CONDUCTORES EN UN MISMO

CONDUCTO:Cuando por un tubo o conducto tengan que pasar ms de 3 conductores, normalmente recorridospor la corriente, los valores de la corriente mxima admisible de la ltima columna de la tabla, sereducirn aplicando los factores de correccin o reduccin siguientes (Fci):de 4 a 7 conductores = 0.90 y,ms de 7 conductores = 0.70.Para el cmputo de estos conductores no se tendr en cuenta, en ningn caso, el conductor deproteccin, ni el neutro, en un suministro trifsico con neutro.

Nota: 1 pie= 0,3048 mt.Circulars mil = mmX 1973,53 k = 1973,57 (circulars mil / mm)

Calculo de la seccin del conductor neutro en las instalaciones elctricas:

En instalaciones interiores, para tener en cuenta las corrientes armnicas debidas cargas nolineales y posibles desequilibrios, salvo justificacin por clculo:La seccin del conductor neutro ser como mnimo igual al de las fases.Carga del neutro del alimentador:La carga del neutro del alimentador deber corresponder a la mxima carga de desequilibrio delsistema, o sea, la mxima carga conectada entre el neutro y cualquiera de los conductores activos.Para un alimentador que suministre energa a cocinas elctricas de uso domstico, hornosempotrados y cocinas de mostrador, la mxima carga desequilibrada deber ser considerada comoel 70% de la carga de los conductores activos.Para sistemas de tres conductores de corriente continua o de corriente alterna, monofsica y parasistemas trifsicos de cuatro conductores, se puede aplicar adems un factor de demanda del 70%a la parte de carga desequilibrada que exceda de 200 A. No deber aplicarse reduccin de lacapacidad de corriente del neutro para la parte de la carga que corresponda al alumbrado conlmparas de descarga elctrica.


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Calculo de la seccin del conductor de proteccin de acuerdo con la tabla de la UNE:

La seccin de los conductores de proteccin se elegir de acuerdo con la tabla siguiente

segn la norma europea UNE:

Secciones de los conductores de fase opolares de la instalacin(mm2)

Secciones mnimas de los conductores deproteccin(mm2)

S < 16 6 AWG16< S < 35 (6 AWG< S < 2 AWG)S > 35 2 AWG

S (*)16 6 AWGS/2(**) = mm/2

(*) Con un mnimo de:

2,5 mm2

12 AWG si los conductores de proteccin no forman parte de la canalizacin de alimentacin ytienenuna proteccin mecnica.4 mm2 10 AWGsi los conductores de proteccin no forman parte de la canalizacin de alimentacin ynotienenuna proteccin mecnica.(**) Ej: Un 4/0 AWG=107,2mm por tanto el conductor de proteccin es de (107,2)/2=53,5mm=1/0AWG


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Tabla del NEC-2005

Calculo de la seccin del conductor de tierra segn la seccin de los conductoreselectrificados.


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ALGUNAS TABLAS DE LA NORMA AMERICANA NEC y NOM-001-SEDE.


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Ampacidad de conductores segn su calibre, aislante y mxima temperatura y reas de losconductores AWG en mmno ms de tres conductores corriendo por canalizacin, o en tierra y otratablas con las reas de los conductores AWG, en mm y CM. NEC 2005.


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La NOM-001-SEDE es la norma mexicana derivada de la NEC.

Cargas de alumbrado general por tipo del inmueble

Tipo del inmueble Carga unitaria (VA/m2)

Bancos 39

Casas de huspedes 17

Clubes 22

Cuarteles y auditorios 11

Depsitos (almacenamiento) 3Edificios de oficinas 39

Edificios industriales y comerciales (lugares dealmacenamiento)

22

Escuelas 33

Estacionamientos comerciales 6

Hospitales 22

Hoteles y moteles, incluidos apartamentos sin cocineta 22

Iglesias 11

Juzgados 22

Lugares de almacenamiento 3

Peluqueras y salones de belleza 33

Restaurantes 22

Tiendas 33

Unidades de viviendaa

En cualquiera de las construcciones anteriores, excepto en viviendasunifamiliares y unidades individuales de vivienda bifamiliares ymultifamiliares:

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Vestbulos, pasillos, closets, escaleras 6

Lugares de reunin y auditorios 11

Bodegas 3


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conductor es v2

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