conductores electricos real

INSTALACIONES ELCTRICAS INDUSTRIALES ML 452

1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA

TRABAJO MONOGRFICO

CONDUCTORES, SERIE AMERICANA Y

SERIE EUROPEA, NOMENCLATURA Y

CABLES MS COMUNES

ESTUDIANTE : PAREDES ROJAS JHON EDISON 20091032b

HUARI ESTELO GIAN PIER FERNANDO 20102146I

CURSO : INSTALACIONES ELCTRICAS INDUSTRIALES ML- 452

SECCIN : A

PROFESOR : ING. ALBERTO INGA RENGIFO

2014-I


2

INDICE

ndice....... 2

Introduccin.... 4

1. Conductores elctricos.......... 5

1.1. Definicin..... 5

1.1.1. Conductor elctrico...... 6

1.1.2. Aislamiento.... 7

1.1.3. Cubierta externa......... 7

1.1.4. Flexibilidad.... 8

1.1.5. Forma... 9

1.1.6. Dimensiones........9

2. Tipos de conductores...........10

2.1.1. Clase 1: Conductores de un solo alambre.. 11

2.1.2. Clase 2: Conductores de varios alambres cableado..12

2.1.3. Clase 5: Conductores flexibles.. 13

2.1.4. Clase 6: Conductores que son ms flexibles que las clase 514

3. Designacin del conductor....15

3.1.1. Serie americana15

3.1.1.1. Sistema circular (CM).....15

3.1.1.2. Designacin AWG para conductores....17

3.1.1.3. Cables USA comerciales.....17

3.1.2. Serie europea....18

3.1.2.1. Designacin y secciones de cables....18

3.1.2.1.1. Literal ....19

3.1.2.1.2. Numrica... 20

3.1.2.2. Secciones y formas normalizadas de los cables

NYY para distribucin primaria.....21

3.1.2.3. Secciones y formas normalizadas de los cables

NKY para y NKY para distribucin secundaria......21

3.1.3. Principales entidades normativas........21

4. Clasificacin de los cables....22

4.1. Cables por familias....22

4.1.1. Cables desnudos....22

4.1.1.1. Cables de cobre......22

4.1.1.2. Cables de aluminio...22

4.1.2. Cables de uso general..23

4.1.2.1. Cables para instalaciones fijas..23

4.1.2.2. Cables para instalaciones mviles....25


3

4.1.2.3. Cables para instalaciones especiales...26

4.1.3. Cables de energa.27

4.1.3.1. Red de distribucin primaria28

4.1.3.2. Red de distribucin secundaria.29

4.1.4. Cables telefnicos.30

4.1.5. Cables de alta seguridad....33

5. Seleccin de Conductor.....35

5.1.1. Clculo por capacidad de

corriente.....35

5.1.2. Clculo por cada de

potencial....40

6. Bibliografa..42


4

INTRODUCCIN

La energa elctrica sin duda es el energtico ms utilizado en el mundo, se dice

tambin que la electricidad es el pilar del desarrollo industrial de todos los

pases, parte importante del desarrollo social de una nacin y el elemento

esencial para el desarrollo tecnolgico y mejorar la vida del hombre.

Por lo tanto la electricidad juega un papel muy importante en la vida del ser

humano, con la electricidad se establece una serie de comodidades que con el

transcurso de los aos se van haciendo indispensables para el hombre.

Es por ello que se toman las medidas para su ahorro, ya que las termoelctricas

constituyen nuestra principal fuente de energa elctrica, al aumentar la

demanda elctrica hay que aumentar la capacidad de generacin de las centrales

elctricas, es por eso que la cooperacin de cada ciudadano evitando el malgasto

es indispensable para eliminar esta situacin. Para lograrlo es necesaria la

eficiencia en el ahorro energtico, tanto en las industrias como en el hogar.

El campo elctrico en los medios materiales por los que se traslada la energa

elctrica es conocido como conductor elctrico (tpicamente metales), Un

conductor es una sustancia capaz de transportar carga elctrica. Esta propiedad

se debe a que algunos de los electrones de cada tomo se encuentran dbilmente

ligados a los ncleos. Entonces, un pequeo campo elctrico puede ponerlos en

movimiento.

Dichos conductores son los usados para suministrar energa elctrica a las

naciones a travs de lneas de transmisin y redes de distribucin formada por

conductores elctricos, desde el inicio de su recorrido en las centrales

generadoras hasta llegar a los centros de consumo.


5

CONDUCTORES ELCTRICOS

1) DEFINICIN

Un conductor elctrico es un material que ofrece poca resistencia al paso de la

corriente elctrica. Los mejores conductores elctricos son metales, tales como el

cobre, el oro, el hierro y el aluminio.

Todos los metales estn constituidos por paquetes compactos de tomos de metal

con pequesimos electrones libres flotando en los espacios entre los tomos,

libres para viajar a lo largo de todo metal.

La presencia de esos electrones libres hace a todos los metales buenos

conductores. No todos los metales conducirn la electricidad con la misma

facilidad.

Fig.1.- Conductor Elctrico

Fig.1: Obtenido de Manual de Instalaciones Elctricas en B.T, Edicin 9na, Servicion Condumx S.A, Pag.17


6

Para el transporte de energa elctrica, as como para cualquier instalacin de

uso domstico o industrial, el mejor conductor es el cobre. Tambin se puede

utilizar el aluminio, metal que si bien tiene una conductividad elctrica del orden

del 60% de la del cobre, es sin embargo un material tres veces ms ligero, por lo

que su empleo est ms indicado en lneas areas que en la transmisin de

energa elctrica en las redes de alta tensin.

Los alambres y cables que se emplean en casas habitacin, bodegas, etc., se

conocen en el argot de los conductores elctricos como cables para la industria de

la construccin.

Estos cables para la industria de la construccin en baja tensin estn formados

por los siguientes elementos:

El conductor elctrico, que es el elemento por el que circula la corriente

elctrica: es de cobre suave y puede tener diferentes flexibilidades:

Rgida: Conductor formado por un alambre.

Semiflexibles: Conductor formado por un cable.

Flexible: Conductor formado por un cordn.

El aislamiento, cuya funcin principal es la de soportar la tensin aplicada

y separar al conductor elctrico energizado de partes puestas a tierra.

Los materiales aislantes usados desde sus inicios han sido sustancias

polimricas, que en qumica se definen como un material o cuerpo qumico

formado por la unin de muchas molculas idnticas, para formar una

nueva molcula ms gruesa.

Antiguamente los aislantes fueron de origen natural, gutapercha y papel.

Posteriormente la tecnologa los cambi por aislantes artificiales actuales

de uso comn en la fabricacin de conductores elctricos.

Los diferentes tipos de aislacin de los conductores estn dados por su

comportamiento tcnico y mecnico, considerando el medio ambiente y las


7

condiciones de canalizacin a que se vern sometidos los conductores que

ellos protegen, resistencia a los agentes qumicos, a los rayos solares, a la

humedad, a altas temperaturas, llamas, etc. Entre los materiales usados

para la aislacin de conductores podemos mencionar el PVC o cloruro de

polivinilo, el polietileno o PE, el caucho, la goma, el neoprn y el nylon.

Cubierta Externa, cuya funcin es la de proteger al cable de factores

externos (golpes, abrasin, etc.) y ambientales (lluvia polvo, rayos solares,

etc.). Normalmente est cubierta externa es de cloruro de vinilo (PVC) y

se aplica en cables multiconductores.

Fig.2. Partes de un Cable

Son cuatro factores que deben ser considerados en la seleccin de los

conductores: material, flexibilidad, forma y dimensiones.

Material

Los materiales ms usados como conductores elctricos son el cobre y el

aluminio, aunque el primero es superior en caractersticas elctricas y

mecnicas (la conductividad del aluminio es aproximadamente 60% de

Fig.2.: Manual de Instalaciones Baja Tensin, 9na. Edicin, Serivicios Condumex S.A. Pag.63


8

la del cobre y su esfuerzo de tensin a la ruptura, el 40%). Las

caractersticas de bajo peso del aluminio han dado lugar a un amplio uso

de este metal en la fabricacin de los cables aislados y desnudos.

Por qu el cobre es el metal que se prefiere en la elaboracin de

conductores elctricos?

Hay muchas razones tcnicas que respaldan el uso del cobre como

material para los conductores elctrico, pero la principal es la

confiabilidad probada que ste posee.

Las razones de xito que ha tenido el cobre se basan en su conductividad

elctrica y sus propiedades mecnicas, puesto que su capacidad de

conduccin de corriente lo convierte en el ms eficiente conductor elctrico,

en trminos econmicos.

Podemos asegurar que el cobre debido a su mayor capacidad de corriente

para un calibre dado, a igual espesor de aislamiento que los cables de

aluminio, puede instalarse en tubos, ductos, charolas o canaletas de menor

tamao. Es decir, los conductores de cobre minimizan los requerimientos

de espacio.

Esto resulta til si se toma en cuenta que un aumento en el dimetro de

los tubos, ductos o canaletas, en conjuntos con el espacio requerido por el

alambrado, incrementa los costos de instalacin al igual que todos los

componentes que integran esta.

Flexibilidad

Acorde con los requerimientos de una instalacin en particular, las

normas de productos clasifican la flexibilidad de los conductores en clases

de cableado, combinando diferentes dimetros de alambres y el nmero de

stos.


9

a) Alambres Conductores Slidos

b) Cables (AA, A, B o C) Conductores cableados concntricos( con o sin

compactacin)

c) Cordones (I, J, K) Conductores flexibles (aumenta la flexibilidad

con el nmero de hilos)

Fig.3. Flexibilidad de los conductores.

Forma

La forma geomtrica de los conductores elctricos es generalmente

redonda, y dependiendo de su aplicacin puede ser:

Fig.4. Forma geomtrica de los conductores elctricos

Dimensiones

El tamao o seccin transversal o calibre de los conductores elctricos debe

indicarse o el nmero de la escala de calibres americanos (AWG).

Es importante recordar que a nivel mundial se usan dos escalas de

calibres para cuantificar el tao de los conductores elctricos:

Escala americana AWG.

Escala Internacional (IEC), mm2.


10

2) TIPOS DE CONDUCTORES

Segn el Nmero de alambres como este constituido un conductor, depende su

clasificacin. As tenemos:

Segn la norma NTP 370.250.2008 los conductores deben ser de: Cobre recocido,

sin o con recubrimiento metlico, o bien aluminio puro. Los conductores han sido

divididos en 4 clases: 1, 2,5 y 6. Los de la clase 1 y 2 se destinan para la

construccin de cables aislados para las instalaciones fijas. Los de la clase 5 y 6

se utilizan en cables para instalaciones mviles, pero tambin puede usarse en

instalaciones fijas.

Clase 1 : Conductores de un solo alambre

Clase 2: Conductores de varios alambres cableado.

Clase 5 : Conductores flexibles

Clase 6 : Conductores que son ms flexibles que las clase 5


11

Tabla 1: Norma Tcnica Peruana (NTP 370.250.2008) Conductores Elctricos. Conductores para cables

aislados, 2008-06-25, 3ra Edicin, Pag.8


12


aislados, 2008-06-25, 3ra Edicin, Pag.9.


13




14




15

3) DESIGNACION DEL CONDUCTOR

El conductor est designado, en cuanto a su tamao, por un calibre que puede

ser:

Americana (AWG MCM)

Europea

3.1) Serie Americana

Sistema de cables AWG (American Wire Gage)

Segn las especificaciones de las normas ASTM (American Society for

Testing and Materials).

Cuando se expresa en AWG, el ms grueso es el 4/0, siguiendo en orden

descendente 3/0, 2/0, 1/0, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 14, 16 y 18 que es el ms delgado

usado en instalaciones elctricas. En este caso, mientras ms grande es el

nmero ms pequea es la seccin transversal del conductor.

Sistema Circular Mil (CM).

Para conductores de rea mayor al 4/0, se utiliza una unidad denominada

Circular Mil. El Circular Mil se define como el rea de una circunferencia

cuyo dimetro es una milsima de pulgada. Este sistema de unidad es para

cable de alta tensin, lo colocamos para completar dicho trabajo ya que es

de suma importancia este sistema.

Fig.5. Mil Circula Mil


16

Para conductores con un rea mayor del designado como 4/0, se hace una

designacin en funcin del su rea en pulgadas, denominada CM (circular

mil), siguiendo 200,000 CM o 200 KCM.

TABLA 5.

AREA DE LOS CONDUCTORES AWG en mm2 y KCM

Calibre

(AWG o

Kcmil)

rea

mm2 Circula mil

18 0.823 1620

16 1.31 2580

14 2.08 4110

12 3.31 6530

10 5.261 10380

8 8.367 16510

6 13.3 26240

4 21.15 41740

3 26.67 52620

2 33.62 66360

1 42.41 83690

1/0 53.49 105600

2/0 67.43 133100

3/0 85.01 167800

4/0 107.2 211600

Tabla 5: rea de los Conductores AWG en mm2 y KCM, Norma Tcnica Peruana (NTP 370.250.2008)

Conductores Elctricos. Conductores para cables aislados, 2008-06-25, 3ra Edicin, Pag.19

Fig.6. Calibre de conductores desnudos, designacin AWG.


17

Designacin AWG para los conductores

Se designan con nmeros entre 0 y 40.

Algunos cdigos utilizados:

T: Resistente a la temperatura

H: Resistente al calor

W: Resistente a la Humedad

SB: Retardador de llama.

WP: Resistente a la Intemperie.

F: A prueba de flama

Cables USA comerciales

TW: Cable formado por un conductor de cobre, con una cubierta de termoplstico

de Cloruro de Polivinilo (PVC), el cual soporta una temperatura de 60C y es

resistente a la humedad.

Se usa en instalaciones interiores y exteriores de baja tensin, al aire o enterrado

en ductos. Este cable est aislado hasta 600 V. En la actualidad se consigue en

calibres desde 14 hasta el 4 AWG de varios hilos y 14 hasta el 8 AWG slido.

TF: De caractersticas similares al TW, pero la diferencia es el calibre, que va

desde 16 a 20 AWG. Se usa en instalaciones de alumbrado.

THW: Cable formado por un conductor de cobre de varios hilos, con una cubierta

de termoplstico de Cloruro de Polivinilo (PVC), el cual soporta una temperatura

de 75C y es resistente a la humedad. Se usa en instalaciones interiores y

exteriores de baja tensin, hasta 600 V. El cable es bastante resistente al calor.

Comercialmente se encuentran en calibres desde el 14 AWG hasta el 500 KCM.

3.2) Serie Europea

Designacin y Secciones de Cables Normalizados.


18

Cada cable tiene una designacin segn norma que cuenta con diferentes

letras y nmeros que hacen referencia a los recubrimientos del cable, a

revestimientos metlicos, a la clase de los conductores, y a la composicin

final del cable.

Literal (siglas)

Se aplica la simbologa utilizada por la VDE (Verband Deutscher

Elektrotechniker - Asociacin Alemana de Ingenieros Elctricos) para la

designacin de la conformacin de los cables:

N Conductor de Cobre electroltico

NA Conductor de Aluminio

X En reemplazo de N: Conductor no normalizado.

K Cubierta de Plomo

EK Cubierta de Plomo en cada fase(cables multipolares)

Y Aislamiento y cubierta de PVC : Poli vinil Cloruro (termoplstico)

2Y Doble Cubierta de Cloruro de PE : Polietileno (Termoplstico)

G Aislamiento y cubierta de Goma (Termoestable)

S Pantalla Electrosttica de Cobre sobre el aislamiento

SE Pantalla Electrosttica de Cobre sobre cada fase (cables multipolares)

SA Pantalla Electrosttica de Aluminio

SEA Pantalla Electrosttica de Aluminio

X Capa de Polietileno Semiconductor Extruido

2X Aislamiento de Polietileno Reticulado XLPE (Cross= X, Linked=L,

Polietileno=PE) (Termoestable)

B Armadura de flejes de Acero

R Armadura de alambres de Acero


19

Numrica

La designacin numrica de las secciones de los

cables se realiza de la siguiente manera:

Ejemplo N1: 3 Conductores de 35 mm2,

aislamiento con polietileno reticulado (XLPE),

cubierta exterior con cloruro de polivinilo (PVC).

3x35 mm2 N2XY 0.6/1 KV

Ejemplo N2: 3 Conductores de cobre con formacin triplex de 35 mm2,

aislamiento con polietileno reticulado (XLPE),

cubierta exterior con cloruro de polivinilo (PVC).

(3-1x35) mm2 N2XY 0.6/1 KV

Fig.7, 8. Designacin Numrica de Cables

Fig 7, 8: Catlogo Conductores Elctricos Lima S.A., Pag.52, 54


20

SECCIONES Y FORMAS NORMALIZADAS DE LOS CABLES NKY PARA

DISTRIBUCION PRIMARIA

SECCIONES Y FORMAS NORMALIZADAS DE LOS CABLES NYY y NKY

PARA DISTRIBUCIN SEC


21

UNDARIA

3.1) PRINCIPALES ENTIDADES NORMATIVAS.

SI Sistema Internacional de Medidas

ANSI American National Standard Isntitute

ASA American Standard Asociation

ASTM American Society for Testing and Materials

API American Petroleum Institute

BSI British Standards Institution

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

DIN Deuchs Industries National


22

IEC International Electrotechnical Commission

JIS Japanese Industrial Standards

VDE Asociacin de Electrnicos alemanes

NEMA National Electrical Manufacturers Association

NEC National Electrical Code

RA Armadura de alambres de aluminio

C Alma concntrico de cobre o aluminio

A Cubierta exterior de yute

H Libre de halgenos (F,I,C,CI,Br)

4) CLASIFICACIN DE CABLES

4.1) Cables por Familia

4.1.1) Cables Desnudos

4.1.2) Cables de Uso General

4.1.3) Cables de Energa

4.1.4) Cables Telefnicos

4.1.5) Cables de Alta Seguridad

4.1.1) Cables Desnudos

Son especiales para: lneas areas para distribucin elctrica primaria y

secundaria, circuitos de conexin a tierra, sistema de puesta a tierra de

maquinaria y equipo.

Cobre

Suave: Para tierra

Duro: Lneas Areas

Aluminio

Aluminio Puro (AAC): Vanos Cortos

Aleacin de Aluminio (AAAC): Lneas Areas

ACSR: Lneas Areas

Fig.9. Cables Desnudos


23

Caractersticas de los Conductores*

Caractersticas COBRE ALUMINIO

Suave Duro Puro Aleacin ACSER

Peso Especfico kg/mm2.

km

8.89 8.89 2,70 2,69 4,00

Conductividad % 100 96,16 61,0 52,5

Resistividad ohm.mm2 /

km

17,241 17,93 28,265 32,841

Esfuerzo de rotura kg-

f/mm2

44 >18,3 >33,7 >36,00

El material a utilizar como conductor depende:

Al uso especfico que le quiera dar.

A sus caractersticas elctricas y mecnicas

Al costo

4.1.2) Cables de Uso General

4.1.2.1) Instalaciones Fijas

4.1.2.2) Instalaciones Mviles

4.1.2.3) Aplicaciones especiales

4.1.2.1) Instalaciones Fijas

Usados para el cableado de vivienda,

edificios e instalaciones industriales

Fig.10.-Cables para Instalaciones Fijas

*Manual de Instalaciones en Baja Tensin, 9na Edicin, Servicios Condumex, Pag.64.


24

TIPO DE

CABLES

TEMPERATURA

MXIMA DE

OPERACIN

APLICACIN

TW-80

80 C

Instalaciones generales dentro de tubera, para

ambientes secos y hmedos

THW- 90

90 C

Instalaciones generales en industrias, dentro de

tubera donde se requieran conductores de

caractersticas superiores al TW-80

TWT- 70

70 C

Instalaciones interiores, visibles o empotradas,

directamente en el interior de muros y paredes,

como alimentadores o en derivaciones.

TW -80

TENSION NOMINAL: 750 V

TEMPERATURA DE OPERACIN: 80 C

APLICACIN: Instalaciones Interiores Fijas

Domiciliarias, Dentro de tuberas

CONSTRUCCIN:

Conductor de cobre suave, slido o cableado.

Aislamiento con Cloruro de Polivinilo (PVC)

COLOR:


25

THW -90




Industriales, Dentro de tuberas

CONSTRUCCIN:

Conductor de cobre suave, slido o cableado.

Aislamiento con Cloruro de Polivinilo (PVC).

COLOR: Del 14 al 10 AWG y del 2,5 al 6 mm2:

negro, blanco, rojo azul, amarillo y verde.

Calibres y secciones mayores: Negro o Amarillo Fig.12.- THW-90

TWT -70




Domiciliarias, visibles o empotradas

CONTRUCCION:

Dos o tres conductores paralelos de cobre suave

slido.

Aislamiento con Cloruro de Polivinilo (PVC).

Cubierta exterior con Cloruro de Polivinilo (PVC)

COLOR: Cubierta color Gris Fig.13.- TWT-70

Fig12 y 13: Catlogo de Conductores Elctricos Lima S.A., Fig. 30


26

4.1.2.2) Instalaciones Mviles

Usados para instalaciones fijas o mviles, donde se requieran cables flexibles.

Tipos de cables utilizados:

TWF -80


TEMPERATURA OPERACIN: 80 C

APLICACIN: Instalaciones Fijas o mviles, donde

se requieran cables flexibles.

CONSTRUCCIN:

Conductor flexible de cobre suave cableado en haz,

Flexibilidad clase 5

COLOR: Del 18 al 10AWG y del 1,5 al 6mm2: negro,

blanco, rojo, azul, amarillo y verde

Calibres y secciones mayores: negro y amarillo

Fig.14. TWF - 80

TFM -70



APLICACIN: Instalaciones Fijas o mviles, donde

se requieran cables flexibles.

CONSTRUCCIN:



COLOR: Blanco

Fig.15. TWF - 80

Fig.14, 15: Catlogo Conductores Elctricos S.A, Pgina 28.


27

TTRF -70



APLICACIN: Para servicio no muy pesado, uso

domstico como: Refrigeradoras, lustradoras, etc.

CONSTRUCCIN:



COLOR: Cubierta color gris o negro

Fig.16. TTRF 70

4.1.2.3) Aplicaciones Especiales

Dentro de la industria de la construccin son utilizados para ciertas aplicaciones

especiales.


Alambre telefnico para interiores(ATI)

Cable para intercomunicadores.

Cable para Antena de CATV.

4.1.3) Cables de Energa

La funcin principal de los cables de potencia es la de transportar electricidad

desde la fuente de generacin hasta los puntos de consumo, donde puede ser

transformada en luz y otras formas de energa.

Los cables de energa son utilizados en instalaciones subterrneas, ductos o

charolas, y en tensiones mayores a 5 kV.

Fig.16: Catlogo Conductores Elctricos S.A, Pgina 39.


28

4.1.3.1) Red de Distribucin Primaria

a) Red Area

b) Red Subterrnea

4.1.3.2) Red de Distribucin Secundaria

a) Red Area

b) Red Subterrnea

c) Acometida Domiciliaria

a) Red Area

CABLES AISLADOS AUTOPORTANTES

Descripcin:

Conjunto de tres cables unipolares, reunidos en

espiral visible alrededor de un portante de acero

galvanizado.

Ventajas:

Mejor calidad de servicio y seguridad.

Tipos de Cables ms Difundidos:

Autoportante de aluminio (NA2XSA2Y-S).

Autoportantes de cobre (N2XS2Y-S).

Fig.17.Cables Aislados Autoportantes

b) Red Subterrnea


N2XSY

NA2XSY

N2XSEY

NA2XSEY

Fig.17: Manual de Cables Elctricos Celsa S.A .Pgina 45


29

Tipo de Cable N2XSY; N2XSEY

TENSION NOMINAL:

Uo / U= 1,8/3 3,6/6 6/10 -8,7/15 12/20

18/30 kV

TEMPERATURA

De operacin 90C

Sobrecarga de emergencia 130C

De cortocircuito 250C

APLICACIONES: Fig.18.- Cable N2XSY, N2XSEY

Sistemas subterrneos o areos de distribucin y alimentacin de energa

elctrica en media tensin.

COLOR: Cubierta color rojo.

Descripcin del Cable N2XSY

Conductor: El conductor asegura la transmisin de la energa elctrica.

Semiconductor Interno y Externo: Garantizan el nivel adecuado de seguridad

elctrica para las tensiones de servicio.

Pantalla Cinta de Cu: Su funcin es desviar las corrientes de defecto, formar el

campo elctrico y que en algunos tipos de cables, adems se usan para la

proteccin mecnica.

Cubierta: Proporciona la proteccin contra el ataque del tiempo y de los agentes

externos.

Fig.18: Manual de Cables Elctricos Celsa S.A .Pgina 60.


30

4.1.3.2) Red de Distribucin Secundaria

a) Red Area

Autoportantes de cobre: (CAI, CAI-S).

Autoportantes de aluminio: (CAAI, CAAI-S).

Auto portante de Cobre: (CAI, CAI-S)

Cable areo multipolar trenzado.

TEMPERATURA:

De operacin 90C.

Sobrecarga de emergencia 130 C.

De cortocircuito 250 C.

TENSION NOMINAL: Uo/U = 0.6/1kV

APLICACIONES: Para rede areas de

distribucin secundaria de energa

elctrica de bajo costo, en zonas urbanas y

rurales.

DENOMINACIN:

CAI: Conductor de Cu suave, con cable

soporte de Cu . Duro aislado con XLPE

CAI-S: Conductor de Cu suave, con cable

soporte de acero

Galvanizado protegido con XLPE

Fig.19.- Autoportante de Cobre

Fig.19: Catlogo Conductores Elctricos Lima S.A., Pgina 15-17.


31

Autoportante de Aluminio: (CAAI, CAAI-S)

Cable areo multipolar trenzado.

Precauciones especiales:

- Derivaciones y conexiones, emplear

tcnicas adecuadas.

- No daar el aislamiento en las

instalaciones.

- No emplear aluminio en ambientes

corrosivos.

TENSION NOMINAL: Uo/U = 0.6/1 kV

TEMPERATURA

De operacin 90C

Sobrecarga de emergencia 130 C

De cortocircuito 250 C

APLICACIONES Fig.19.- Autoportante de Aluminio CAAI, CAAI-S

Para redes areas de distribucin secundaria de energa elctrica de bajo costo,

en zonas urbanas y rurales.

DENOMINACIN

CAAI: Conductor de Al, con cable soporte de Aleacin de AL

(El cable soporte puede ser desnudo ND o aislado NA).

CAAI-S: Conductor de Al, con cable soporte de acero galvanizado protegido con

XLPE.

Fig.19.- Catlogo Conductores Elctricos Lima S.A. ,


32

b) Red Subterrnea

Cables provistos de una cubierta exterior. Instalacin en ductos o directamente

enterrado.

Tipos de cables utilizados: NYY, NAYY, N2XY, NA2XY, NYSY, N2XSY

Cable NYY

TENSION NOMINAL: Uo/U=0.6/1kV

TEMPERATURA

De operacin 70C


De cortocircuito 130C

APLICACIONES

En sistemas de distribucin secundaria,

redes industriales, minera y otros. Fcil

de instalar ya sea directamente

enterrado, en ducto o al aire libre en

bandejas y en lugares secos y hmedos Fig.19 ,20: Cables Subterrneos

COLOR: Cubierta color negro

c) Acometida Domiciliaria

TIPO DE CABLE CONCENTRICO SET

TENSIN NOMINAL: Uo/U=0.6/1 kV

TEMPERATURA

De operacin 80C


De Cortocircuito 130 C

APLICACIONES:

Fig.21: Acometida Domiciliaria


33

Cables de bajada de la Red de distribucin area B.T. a los medidores de los

usuarios. Se utiliza para evitar el hurto de energa.

COLOR: Cubierta color negro.

4.1.5) Cables de Alta seguridad

Normalmente los conductores y cables elctricos que se estn utilizados, son

fabricados con Cloruro de Polivinilo (PVC). En caso de incendio emiten gran

cantidad de:

- Humo negro y denso.

- Gases irritantes y txicos.

- Gas cido.

Todo esto puede impedir la evacuacin segura de zonas muy concurridas, con

medios limitados de salidas como son:

- Hospitales,

- Aeropuertos

- Centros Comerciales, etc

CABLE REVESTIDO

CON PVC

30 segundos 6 minutos


34

CABLE SIN

HALGENOS

30 segundos 6 minutos 12 minutos

TIPOS DE

CABLES

TEMPERATURA

MAXIMA DE

OPERACIN

APLICACIONES

LSOH-80 80 C Para instalaciones fijas, en locales de pblica

concurrencia

LSOHX-

90

90 C Para instalaciones fijas, en locales de pblica

concurrencia, donde se requieran conductores

de caractersticas superiores al LSOH-80.

N2XOH 90 C Para instalaciones fijas, en locales de pblica

concurrencia, instalaciones generales de

alimentacin.

LSOHRF-

70

70 C Para alimentacin de aparatos elctricos

como congeladoras, licuadoras, etc., en

locales de pblica concurrencia


35

- H: Compuesto termoplstico libre de halgenos

- HX: Compuesto termoestable libre de halgenos.

Cable LSOH

TENSIN NOMINAL:

Uo/U= 450/750 V


APLICACIONES: Para instalaciones fijas, en locales

donde se requieren cables de alta seguridad en caso

de incendio (Especialmente por la posible

concentracin humana).

CONSTRUCCIN: Conductor de cobre suave, slido

o cableado. Aislamiento con EVA (Ethylene Vinyl

Acetate Copolmer) Compuesto libre de halgeno no propagador del

incendio.COLOR: Del 14 a10 AWG y del 2,5 al 6 mm2: negro, blanco, rojo, azul,

amarillo y verde.

5. SELECCIN DEL CONDUCTOR

Para seleccionar un conductor se deben realizar dos tipos de clculos elctricos.

El primero por capacidad de corriente y el segundo por cada de tensin.

5.1. Clculo por capacidad de corriente

La condicin inicial e importante es tener en cuenta es que los conductores

deben trabajar al 80% de su capacidad nominal, es decir al 80% de la

corriente mxima que soporta el conductor.

En el siguiente cuadro se muestran datos de algunos conductores con su

corriente admisible, segn datos del fabricante CELSA.


36

Cuadro1: Conductor, Capacidad de Corriente

Si observamos el cuadro tenemos lo siguiente:

1. El conductor de calibre 18 AWG-MCM, seccin de 0.821 mm, para una

instalacin en tubo a una temperatura mxima de operacin de 70C, tiene una

capacidad de corriente mxima de 9 amperios.

2. El conductor de calibre 14 AWG-MCM, seccin de 2.08 mm, para una

instalacin en tubo a una temperatura mxima de operacin de 70C, tiene una

capacidad de corriente mxima de 20 amperios.

Si usamos el conductor 18 AWG para la alimentacin de un circuito elctrico,

su corriente de diseo debe ser de 0.80*9 amperios, que es igual a 7.2 amperios.

Si usamos el conductor 16 AWG para la alimentacin de un circuito elctrico,

su corriente de diseo debe ser de 0.80*13 amperios, que es igual a 10.4

amperios.

Esto significa que si para la alimentacin de un circuito, se necesita una corriente

mayor se debe usar el conductor de mayor seccin.

Cuadro 1: Catlogo Conductores Elctricos Lima S.A, Pgina 56.


37

Circuito monofsico o trifsico?

Como el conductor se selecciona por capacidad de corriente, en este primera

parte, hay que calcular este valor tomando como dato inicial la mxima demanda

o mxima potencia, la tensin a la cual va operar ese circuito y, su factor de

potencia.

Para un circuito monofsico se debe usar la relacin:

=

. .

Donde:

P: Potencia activa medida en vatios

V: tensin en la cual va operar el circuito medido en voltios

f.d.p: factor de potencia que es un valor numrico menor o igual a uno.

Para un circuito trifsico se debe usar la relacin:

=

3 . .

Ejemplo1

Determinar la seccin de conductor que debe utilizar, para la alimentacin de un

circuito cuya mxima demanda es de 1kW. La tensin de la red a donde se

conectar este circuito es de 220V monofsico con un factor de potencia de 0.95.


38

Solucin

La potencia mxima es de 1kW = 1000W, es decir P=1000W

La tensin en la que funcionar el circuito es de 220V, es decir V=220V

El factor de potencia es de 0.95, es decir f.d.p=0.95

Como el circuito es monofsico, reemplazamos en la relacin correspondiente y

obtenemos el valor de la corriente que debe soportar el conductor.

=

. . =

1000

2200.95= 4.78

Para este valor de corriente seleccionamos el conductor de calibre 18 AWG (ver

catalogo)

Ejemplo2

Determinar la seccin de conductor que debe utilizar, para la alimentacin de

una vivienda cuya mxima demanda es de 5kW. La tensin de la red a donde se

conectar este circuito es de 220V monofsico con un factor de potencia de 0.95.

Solucin

La potencia mxima es de 5kW = 5000W, es decir P=5000W

La tensin en la que funcionar el circuito es de 220V, es decir V=220V

El factor de potencia es de 0.95, es decir f.d.p=0.95.

Como el circuito es monofsico, reemplazamos en la relacin correspondiente y



39

=

. . =

5000

2200.95= 23.92

Para este valor de corriente seleccionamos el conductor de calibre 10 AWG.

Ejemplo3

Determinar la seccin de conductor que debe utilizar, para la alimentacin de

una vivienda cuya mxima demanda es de 5kW. La tensin de la red a donde se

conectar este circuito es de 220V trifsico con un factor de potencia de 0.95.

Solucin

La potencia mxima es de 5kW = 5000W, es decir P=5000W.La tensin en la que

funcionar el circuito es de 220V, es decir V=220V

El factor de potencia es de 0.95, es decir f.d.p=0.95.

Como el circuito es trifsico, reemplazamos en la relacin correspondiente y


=

3 . . =

5000

32200.95= 12.48

Para este valor de corriente seleccionamos el conductor de calibre 14 AWG.

Con los resultados del ejemplo 2 y 3 puede darse cuenta de la ventaja de usar un

circuito trifsico o un circuito monofsico.


40

5.2. CALCULO POR CADA DE TENSIN

La tensin es una diferencia de potencial entre dos puntos y se mide en voltios.

En nuestra casa, por ejemplo, la diferencia de potencial existente entre los dos

conductores que hacen funcionar nuestros artefactos es de 220 voltios, que en

forma resumida se escribe 220V.

Pero esa diferencia de potencial no es constante, a lo largo de toda nuestra casa,

ya que al pasar por cada artefacto esta tensin va disminuyendo. Esta diferencia

de potencial disminuye cada vez que hace funcionar una resistencia, inductancia

o capacitancia. Una licuadora, por ejemplo, est formada por una bobina que

hace rotar unas cuchillas para disminuir el tamao de los alimentos. Esta bobina

tiene una resistencia y una inductancia, por lo tanto la diferencia de potencial

ser menor despus de pasar por este artefacto.

Ahora, un conductor, tiene una resistencia, pues es una de sus caractersticas

fsicas. As que la diferencia de potencial, tambin disminuir al pasar por el

conductor. Lo mismo suceder al pasar por los contactos de un interruptor termo

magntico. En fin, disminuir por cada componente, dispositivo o elemento que

consuma corriente y que se comporte como una resistencia, inductancia o

capacitancia.

Cmo se calcula la cada de tensin?

Para una resistencia la disminucin de la tensin es igual al producto de la

corriente al cuadrado por la resistencia:

=


41

Ahora, ya sabemos que la corriente (I) se puede calcular de la potencia mxima

(o mxima demanda) que se tiene que suministrar y tambin del tipo de circuito

si es monofsico o trifsico.

La resistencia de un conductor depende de su longitud, de su seccin y del tipo

de material y se puede calcular usando la siguiente relacin matemtica:

=

Con estos datos ya es posible calcular la cada de tensin en un alimentador o

conductor principal de un suministro.

Ejemplo 4

Determinar la cada de tensin en el conductor que se debe utilizar, para la

alimentacin de un circuito cuya mxima demanda es de 1kW. La tensin de la

red a donde se conectar este circuito es de 220V monofsico con un factor de

potencia de 0.95 y su longitud hasta el tablero es de 60 m.

Solucin

La seccin del conductor, por capacidad de corriente, la hemos determinado en

el Ejemplo 1 y, el resultado fue un conductor 18 AWG cuya seccin es de 0.821

mm2.

Ahora calculamos la resistencia del conductor para esos 15 m, usando la

resistividad del cobre de 0.017.

= 0.01760

0.821= 1.2423

Ahora calculamos la cada de tensin que es igual a:

= 4.781.2423 = 5.938


42

Si analizamos el circuito y consideramos que a nuestro punto de suministro, que

es donde est el medidor de energa, llega una tensin de 220V, a nuestro tablero,

con una mxima demanda de 1kW, llegar 220V-5.93819V= 214.0618V

Podemos decir que este valor es aceptable, pero existe una mayor cada de

tensin desde nuestro tablero hasta cada una de los artefactos de nuestra casa,

por lo que debemos ser muy rigurosos es la seleccin de este conductor.

Para una mejor seleccin del conductor de alimentacin, el cdigo nacional de

electricidad recomienda una cada de tensin mxima del 2.5% de la tensin

nominal y, 5.938 V representa el 2.7% de la tensin nominal.

Si repetimos el clculo con un conductor de mayor seccin que ente caso sera el

16 AWG, la cada de tensin sera del 1.691%.

Por lo tanto, por cada de tensin seleccionamos el conductor de calibre 16 AWG.

7. BIBLIOGRAFA

Enriquez Harper. (1998) El ABC de las Instalaciones Elctricas

Residenciales. Ed. Lumusa. Mxico D.F.

Condumex Cables. (1998) Manual tcnico de Instalaciones Elctricas en

Baja Tensin. Ed. Condumex. Mxico D.F.

Conductores Elctricos S.A. Catlogo Conductores Elctricos, Per.

Cdigo Nacional de Electricidad Utilizacin (2006), Ministerio de Energa

y Minas, Per.

conductores electricos real

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