conductores electricos
April 6, 2017 | Author: janeth_cahui | Category: N/A
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UNIDAD III
Dimensionamiento y Selección de Conductores
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FIEE - UNMSM
DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES ELECTRICOS
Índice
Índice Unidad III :
“
DIMENSIONAMIENTO Y SELECCIÓN DE CONDUCTORES ”
1.INTRODUCCIÓN......................................................................................................3 Presentamos, también, una metodología de cálculo del comportamiento de los conductores trabajando con su carga nominal, logrando la optimización de las redes eléctricas industriales. ..............................................................................................................3 2.OBJETIVOS.............................................................................................................3 1.- Seleccionar los conductores eléctricos , conociendo su identificación y codificación.. 3 2.- Elegir la tensión nominal, determinar la capacidad de carga del sistema, logrando ..3 cuantificar las pérdidas totales que se produce en los conductores.........................3 3.- Hacer el dimensionamiento correcto de los conductores eligiendo los mejores ........3 parámetros para poder obtener una optimización en las redes eléctricas.................3 4.- Conocer las pruebas eléctricas de comprobación realizadas en las instalaciones . . .3 nuevas y/o en servicio.........................................................................................3 5.- Se revisarán algunos conceptos sobre la localización de averías que ......................3 frecuentemente se presentan en los conductores..................................................3 6.- Finalmente se abordarán los conceptos de confiabilidad y seguridad los mismos . .3 que deben ser aplicados a las instalaciones eléctricas modernas...........................3 3.CONTENIDO...........................................................................................................3 ..........................................................................................................................7
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Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
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UNIDAD III “
DIMENSIONAMIENTO Y SELECCIÓN DE CONDUCTORES ”
1. INTRODUCCIÓN En esta unidad se presenta un procedimiento pormenorizado de la selección y dimensionamiento de los conductores eléctricos utilizados en el transporte de energía eléctrica. Así mismo se analizarán las correcciones del su valor Ohmico afectados por la temperatura y por la frecuencia industrial. Presentamos, también, una metodología de cálculo del comportamiento de los conductores trabajando con su carga nominal, logrando la optimización de las redes eléctricas industriales. Para optimizar el comportamiento de los conductores cuando trabajan formando varios sistemas trifásicos, planteamos dos alternativas en su disposición esto es : Utilizando el método del espejo y las transposiciones cuando así se requiere. 2. OBJETIVOS. 1.- Seleccionar los conductores eléctricos , conociendo su identificación y codificación. 2.- Elegir la tensión nominal, determinar la capacidad de carga del sistema, logrando cuantificar las pérdidas totales que se produce en los conductores. 3.- Hacer el dimensionamiento correcto de los conductores eligiendo los mejores parámetros para poder obtener una optimización en las redes eléctricas. 4.- Conocer las pruebas eléctricas de comprobación realizadas en las instalaciones nuevas y/o en servicio. 5.- Se revisarán algunos conceptos sobre la localización de averías que frecuentemente se presentan en los conductores. 6.- Finalmente se abordarán los conceptos de confiabilidad y seguridad los mismos que deben ser aplicados a las instalaciones eléctricas modernas. 3. CONTENIDO. 3.1.- SELECCIÓN DE LOS CONDCUTORES. Para seleccionar el conductor mas adecuado, para una determinada instalación eléctrica es necesario tener en cuenta los siguientes factores : Condiciones del medio ambiente.- El tipo de aislamiento que lleve el conductor dependerá de las condiciones del medio ambiente, donde los conductores eléctricos van ha instalarse. Según las normas IEC 34 –1 item 11 las condiciones usuales de servicio son : . La altitud no superior a los 1000 metros sobre el nivel del mar. . La temperatura del medio refrigerante hace que el aire circulante sufra cambios considerables cuando la temperatura ambiente supera los 30° C. Hasta éstos valores de altitud y temperatura ambiente se consideran condiciones normales donde los conductores deben trabajar sin alteración alguna. Corriente máxima de transporte.- Elegido el tipo de cable es necesario Unidad III
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precisar la sección de los conductores, para lo cual debo conocer la corriente máxima que deberá pasar en servicio continuo sin que el conductor sufra deterioro alguno por éste motivo es que se desarrollará el tema en 3.2.2.4 y 3.3.1. Caída de tensión máxima admisible.- Conocido los aspectos anteriores, debo también precisar el nivel de tensión en la parte final del conductor y/o en las zonas donde existen cargas. Frecuentemente se presentan casos en que con satisfechos los factores anteriores pero con esto no se asegura que la caída de tensión en el cable tenga un valor aceptable ya que los fenómenos son completamente diferentes e independientes, dado su importancia se desarrollará en 3.3.4. Tensión de servicio.- Es la tensión nominal de trabajo de los equipos y máquinas. Este parámetro puede ser definido como sigue: . Las instalaciones ya existen en consecuencia la tensión ya esta definida. . Es un proyecto que recién se inicia ( puedo elegir el mejor nivel de tensión ). Estamos incluyendo en el presente capítulo en 3.2.1 una metodología a seguir para poder seleccionar la tensión adecuada las instalaciones eléctricas a proyectarse. 3.1.1.- ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LOS CONDUCTORES. Se denominan así a todos los factores que intervienen en la selección del conductor y/o aspectos técnicos con los que se va definir una buena selección y por ende un adecuado dimemsionamiento. Estos aspectos técnicos son : Tabla N° 1.- ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LOS CONDUCTORES ITEM ESPECIFICACIONES TÉCNICAS 1 Tipo de corriente 2 3 4 5
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Unidad III
Continua Alterna Corriente alterna Monofásica. Trifásica Frecuencia Hz. Tensión ( Voltios ) Nominal Sobre tensión máxima Corriente ( Amperios ) Nominal. Sobrecarga ( 1 a 1.3 ) In Corto circuito ( 2 a 10 ) In Potencia HP, CV, KW Temperaturas Ambiente Trabajo Tipo de aislamiento A seleccionar Cubierta protectora A seleccionar Régimen de servicio normalizado S1 a S8 Tipo de instalación Directamente enterrado En ductos bajo tierra Aéreo Interior, en edificios Otros Condiciones de la instalación Factor de carga Resistividad térmica suelo. 4
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Humedad del suelo Proximidad entre conductores.
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Necesidad de protección
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Número de conductores
14 15 16
Mecánica Química Por ducto Conduit
Condiciones de puesta a tierra Caída de tensión Condiciones del ambiente
Entre (2 a 5 % ) Vnominal
3.1.2.- IDENTIFICACIÓN DEL CONDUCTOR. Los conductores eléctricos tienen una conformación de acuerdo al tipo de trabajo para el cual ha sido diseñado, en consecuencia hay que tener un especial cuidado en elegirlos. Las normas armonizadas ubicadas en las determinaciones VDE0281 y VDE 0282 son concordantes con las IEC correspondientes. Los conductores con aislamiento PVC VDE 0281. Los conductores con aislamiento de goma VDE 0282. En éstas normas se fijan se fijan dos tipos de cables : . Para tendido fijo. . Para medios de servicio móviles. Además éstas normas contienen indicaciones sobre su constitución, características, pruebas y especificaciones sobre su utilización. A continuación haremos presentamos la siguiente figura en la que se puede notar sus partes muy importantes, éstas son : Alma del conductor.- Se identifica por su tamaño ó calibre ( sección transversal ), que puede ser expresado en : . mm² . AWG – MCM ó su equivalencia en mm². ALM A
Aislamiento Armadura
CUBI ER TA P R OTECTORA
Cubierta ALM A
Aislamiento Pantalla
CUBI ER TA P R OTECTORA
Cubierta Fig. N° 3.1.- Identificacion del conductor
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Cubierta protectora.- Reúne las siguientes características : . Protege el aislamiento y el alma conductora contra daños mecánicos tales como : Raspaduras, golpes , etc. . Si las protecciones mecánicas son de acero, latón u otro material resistente, a ésta se le denomina armadura. . Los conductores también pueden tener una protección del tipo eléctrico formada por cintas conductoras, ya sea de cobre ó de aluminio. En el caso que sea de cobre se le denomina pantalla ó blindaje. 3.1.3.- CÓDIGO PARA LA DENOMINACIÓN DE CABLES. Con la finalidad de unificar criterios en la nominación de los cables eléctricos es que se cuenta con la tabla N° 2.
Tabla N° 2.- CODIGO PARA LA DENOMINACIÓN DE LOS CABLES CODIGO N K B S A F R G b A E O A H Y X
DESCRIPCIÓN Conductor normalizado Camiseta de plomo. Si va después de la N se refiere a un conductor de cobre con aislamiento de papel impregnado en aceite. Armadura de cinta de acero. Armadura de cinta de cobre. Capa externa de yute impregnada en alquitrán. Armadura de alambre chato. Armadura de alambre redondo. Espiral en los dos sentidos ( solo para F ó R ). Espiral de flejes de acero en los dos sentidos ( después de RG ó FG). Después de N = Conductor de aluminio. Después de K = Cable con tres envolturas de plomo. Después de F ó R = Armadura de alambre abierta. Al final = Capa adicional de yute alquitrannado. Delante de k = Conductores metalizados. Aislamiento de termoplástico. En lugar de N = Cables que se apartan de las normas.
Presentamos algunos ejemplos:
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NYY TRI P OLAR 0,6/ 1K V
NYY UN I POLAR 0,6/ 1K V
N 2X SY 12/ 20K V
N 2X Y 0,6/ 1K V
Fig. N° 3.2. Ejemplos del código para la denominación de cables
NYY
Donde : N Y Y
N2XSY Donde : N 2 X S Y N2XY
Donde : N 2 X Y
Conductor normalizado de cobre. Con doble aislamiento de material Termoplástico. Con doble aislamiento de material Termoplástico. tripolar y unipolar. Conductor normalizado de cobre. Con doble cubierta de material Termoplástico. Se apartan de la norma. Armadura de cinta de cobre. Con doble aislamiento de material Termoplástico. unipolar. Conductor normalizado de cobre. Con doble cubierta de material Termoplástico. Se apartan de la norma. Con doble aislamiento de material Termoplástico. tripolar.
3.1.4.- CÓDIGO PARA LA DENOMINACIÓN DE ALAMBRES. A continuación presentamos la tabla N° 3 donde se pueden ubicar los códigos asignados a los alambres. Tabla N° 3.- CODIGO PARA LA DENOMINACIÓN DE LOS ALAMBRES CODIGO DESCRIPCIÓN R Goma R Goma con látex. U Termoplástico.Te T Termoplástico Unidad III
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Algodón. Nylon. Tela barnizada. Asbesto. Plomo. Polietileno. Después de L = Armadura de aluminio. Después de L = Armadura de bronce. Después de V = Armadura de acero.
Presentamos algunos ejemplos: THW
WP
Donde : T H W
Aislamiento termoplástico. Resistente al calor Resistente a la humedad.
W P
Resistente a la humedad. Aislamiento de polietileno.
THW
WP
Donde :
SET
Fig. N° 3.3 .- Elemplo del código para la denominación de los alambres
Tabla N° 3.4 .- CODIGO DE LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES AISLANTES CODIGO W H SB WP Unidad III
PROPIEDADES Resistente a la humedad ( 60° C ) Resistente al calor Retardador de llama Resistente a la intemperie 8
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Después de R ó T = para uso especial en luminarias Al final = a prueba de flama.
Tabla N° 3.5 .- CODIGO DE LA CANTIDAD DE POLOS CODIGO S D T F
PROPIEDADES Conductor único Conductor doble. 03 conductores. 04 conductores ( alambres del tipo V y R ).
Tabla N° 3.6 .- CODIGO DE LA ARMADURA CODIGO A B S
PROPIEDADES Después de L = Armadura de aluminio. Después de L = Armadura de bronce. Después de V = Armadura de acero.
3.2.- PLANEAMIENTO EN LAS INSTALACIONES DE CONDUCTORES. Los conductores deben dimensionarse de acuerdo con los esfuerzos a que está sometido durante el servicio y en función de su aislamiento y sección. Se recomienda comprobar si no resultaría mas rentable elegir una sección mayor que la necesaria desde el punto de vista técnico. A continuación se exponen las pautas necesarias, que nos conducirán a realizar un buen proyecto, que nos ayudarán al planeamiento de las instalaciones de los conductores eléctricos. Básicamente nos referimos a : 3.2.1.- ELECCIÓN DE LA TENSIÓN NOMINAL ( VDE 0298 parte 3). Tensión nominal.- Se llama así a la tensión para la que se han diseñado los conductores y que se aplican a determinadas características de servicio y condiciones de ensayo. VDE 0101 – 11.80. Tensión de servicio.- Es la que se establece en servicio normal, en un lugar y momentos dados, entre los conductores ó entre un conductor y tierra en una determinada instalación de fuerza. Se utilizan como tensiones nominales : . La tensión entre el conductor y la envoltura metálica ó tierra Uo. . La tensión entre fases al cual le denominamos tensión de línea U. . En sistemas trifásicos conectados en estrella : U = √3 . Uo. . En sistemas trifásicos conectados en ∆ : U = Uo. Los conductores tratados en el presente trabajo están referidos únicamente relacionados a sistemas trifásicos, ya que la demanda para sistemas monofásicos es pequeña. La designación de la tensión se expresa como sigue : U / Uo
Unidad III
Siendo U = √3 . Uo.
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Tensión de servicio permanente admisible.- Es la tensión máxima admisible ( corriente continua ó alterna trifásica) permanente de servicio tal que NO SOBREPASE la tensión nominal de los cables tal como se presenta en la siguiente tabla. Tabla N° 3.7.- NIVELES MAXIMOS DE TENSIONM DE SERVICIO PERMANENTE ADMISIBLE. TOLERANCIA DENOMINACIÓN 10% Cables con tensión nominal Uo / U de hasta 450 / 750 V. 15% Cables con tensión nominal Uo / U = 0.6 / 1 Kv. Conductores en corriente continua.- La tensión permanente admisible de servicio entre los conductores no pueden sobrepasar un valor 1.5 veces la tensión admisible de servicio en corriente alterna. El sistema de corriente continua con puesta a tierra monofásica el valor debe multiplicarse por un factor de 0.5. Según las normas VDE 0111 , IEC 183 y la BS 77 se indican la máxima tensión que se admite en régimen permanente las mismas que incluimos en la siguiente tabla. Tabla N° 3.8.- TENSIONES NOMINALES ( Un ) Y MÁXIMAS ( Umax. ) DE SERVICIO ADMISIBLES EN RÉGIMEN PERMANENTE EN SISTEMAS DE CORRIENTE ALTERNA TRIFÁSICA. Norma VDE 0111 Un(Kv) Umax(Kv) 0.6 / 1 1.2 3.5 / 6 7.2 5.8 / 10 12 8.7 / 15 17.5 11.6 / 20 24 17.8 / 30 36 34.7 / 60 72.5 64 / 110 125 87 / 150 170 127 / 220 250 220 / 380 420
Norma IEC 183 Un(Kv) Umax(Kv) 3.5 7.2 6 12 8.7 17.5 12 24 18 36 36 72.5 64 123 87 170 130 245 220 420
Norma BS 77 Un(Kv) Umax(Kv) 1.1 1.1 6.6 7.2 11 12 22 24 33 36 66 72.5 110 123 132 145 220 245 380 420
Las normas VDE nos indican que todos los conductores deben soportar una tensión admisible en servicio permanente de hasta un 15%. como máximo. En nuestro país las tensiones nominales son como sigue: Tabla N° 3.9.- TENSIONES NORMALIZADAS MAS USUALES DEL SISTEMA PERUANO Un ( Kv ) .22 Unidad III
UTILIZACIÓN En instalaciones domiciliarias, comerciales e 10
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.38 .44 2.3 4.16 6 10 13 22.9 60 138 220
industria pequeña En instalaciones de la industria mediana. En instalaciones medianas y grandes. En máquinas rotativas < 1000 HP. En máquinas rotativas > 1000 HP. En máquinas rotativas < 2000 HP. En máquinas rotativas > 2000 HP. En generación y distribución. En generación y distribución. En distribución. En sub – transmisión. En transmisión y sub – transmisión. En transmisión.
3.2.2.- CAPACIDAD DE CARGA. La capacidad de carga de un conductor depende de la temperatura máxima admisible del conductor y de las condiciones del medio ambiente para la disipación del calor. Las altas temperaturas y los calentamientos excesivos aceleran el envejecimiento de los conductores. El cable se calienta debido a las pérdidas óhmicas que se producen en los conductores y en las envolturas metálicas si por el pasa corriente alterna. La transmisión del calor se rige por una ley análoga a la ley de Ohm; teniendo la siguiente equivalencia : El flujo térmico φ T Corriente eléctrica I La diferencia de temperatura ∆V Tensión U La resistencia térmica Rt Resistencia eléctrica R ∆V = φ T . Rt
U = I . R
A continuación presentamos dos esquema :
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Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos. PERDIDAS EN EL CONDUCTOR RESISTENCIA TERMICA DEL AISLAMIENTO
RESISTENCIA TERMICA DEL AISLAMIENTO
PERDIDAS EN LA ENVOLTURA RESISTENCIA TERMICA DE LAS ENVOLTURAS INTERIORES
RESISTENCIA TERMICA DE LAS ENVOLTURAS INTERIORES
PERDIDAS EN LA ARMADURA RESISTENCIA TERMICA DE LAS ENVOLTURAS EXTERIORES
RESISTENCIA TERMICA DE LAS ENVOLTURAS EXTERIORES
RESISTENCIA TERMICA CORRESPONDIENTE A LA CONVENCION Y A LA RADIACION
RESISTENCIA TERMICA DEL SUELO
PERDIDAS TOTALES
Conductor tendido al aire
Conductor tendido bajo tierra.
Fig. N° 3.4.- Esquemas de flujo térmico
Cables tendidos al aire libre.- La transmisión del calor en los conductores instalados al aire libre es por radiación y convección ( ver 3.2.2.4 ). Cables tendidos bajo tierra.- La transmisión del calor pasa por una conducción térmica desde la superficie del conductor hasta la atmósfera a través de la tierra ( ver 3.2.2.6 ). El calentamiento admisible de un cable se determina, excluyendo otras fuentes de calor, por la temperatura admisible de servicio y la temperatura ambiente. Finalmente la capacidad de carga es determinada por : La resistencia eléctrica del conductor. Resistencia térmica del cable. Las temperaturas del conductor y del medio ambiente. La clase de tendido ( en aire ó en tierra ). Todos éstos temas serán desarrollados mas adelante. 3.2.2.1.-
DETERMINACIÓN DE LA CORRIENTE DE CARGA.La corriente de carga I ( en Amperios ) resulta de la tensión de servicio Un en Kv y de la potencia a transmitir P en Kw. Si se ha elegido correctamente la sección, la capacidad de carga es igual o mayor que la corriente de carga. Si la corriente de carga se desea evaluar en una red eléctrica conociendo la tensión Un y su potencia P entonces : Para corriente continua se tiene : I = P / Un
Amperios.
Para corriente alterna monofásica se tiene :
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I = P / Un . FP
Amperios.
Para corriente alterna trifásica se tiene : I = P / √3 . Un . FP
Amperios.
Cuando se trata de cuantificar la corriente de carga de las máquinas rotativas ó cargas donde se tiene como dato la potencia útil, resulta imprescindible introducir la eficiencia de la máquina, por ese motivo es que a continuación presentamos la siguiente tabla, donde con tan solo conocer algunos parámetros se puede calcular la corriente de carga de la máquina ó sistema. Tabla N° 3.10 .- FORMULAS PARA DETERMINAR LA CORRIENTE DE CARGA DE UN SISTEMA CORRIENTE EN AMPERIOS Conociendo HP Conociendo Kw
CORRIENTE CONTINUA HP x 746 Un x EF Kw x 746 Un x EF
Conociendo KVA Conociendo CV
CV x 735 Un x EF
CORRIENTE ALTERNA MONOFASICA TRIFÁSICA HP x 746 HP x 746 Un x EF x FP √3 x Un x EF x FP Kw x 1000 Kw x 1000 Un x EF x FP √3 x Un x EF x FP KVA x 1000 KVA x 746 Un √3 x Un CV x 746 CV x 735 Un x EF x FP √3 x Un x EF x FP
Donde : Un EF FP HP CV Kw KVA
Es la tensión nominal en Voltios. Es la eficiencia expresada en decimales. Es el factor de potencia. Potencia en caballos de fuerza. Potencia en caballos de vapor. Potencia activa ó mecánica en Kilovatios. Potencia aparente en Kilovoltio - amperio.
Además : 1 Kw 1 HP 1 CV 3.2.2.2.-
= 1000 Vatios. = 746 Vatios. = 735 Vatios.
RESISTENCIA DEL CONDUCTOR Y PERDIDAS POR EFECTO JOULE ( VDE 0295/ 9.80 - IEC 228/1978 ).Resistencia en corriente continua.- La resistencia de los conductores se pueden obtener experimentalmente mediante el método del voltio – amperímetro utilizando una fuente de corriente continua pura ( BATERIA ), el cual se realiza a temperatura ambiente. R = V / A
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Ω 13
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Donde : R Resistencia en Ohmios a 20° C. V Tensión DC en voltios. A Corriente DC en amperios. Utilizando la segunda expresión de George Simon Ohm:
= ρ L /A
R
Ω
Donde : A L ρ R
Area transversal en mm². Longitud en m. Resistividad en Ω . mm² / m. Resistencia a T ambiente.
Compensación por temperatura.- La medida se realiza a temperatura ambiente, luego es necesario proyectarlo, ala temperatura de trabajo, esto es : RT
=
R[ 1 +
α20
( T - To ) ]
Ω
Donde : RT
α20
T Además :
Resistencia en Ohmios a T° C en Ω / Km. Coeficiente de temperatura a 20° C en 1 / K. Temperatura de trabajo en °C.
α20 El α20 El
para el cobre
= 0.00393 1 / K.
para el aluminio = 0.00403 1 / K.
Tabla N° 3.11.- FACTOR DE CONVERSIÓN PARA TEMPERATURAS SUPERIORES A 20° C. TEMPERATURA del CONDUCTOR °C
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Unidad III
FACTOR : COBRE 1.0000 1.0196 1.0393 1.0590 1.0786 1.0982 1.1180 1.1380 1.1570 1.1770 1.1960 1.2160 1.2360
1+ α20 (T- Tamb.) ALUMINIO 1.0000 1.0202 1.0403 1.0604 1.0806 1.1010 1.1210 1.1410 1.1610 1.1820 1.2040 1.2250 1.2450 14
Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
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85 90 95 100
1.2550 1.2750 1.2930 1.3140
COR R ECCI ON P OR TEM P ERATUR A
1.2650 1.2850 1.3050 1.3250
VALORES DE T 234.5 para el cobre recocido de 100% de conductividad. 241 para el cobre estirado en frío 97.3 % de condutividad. 228 para el aluminio estirado en frío 61% deconductividad
T ( °C )
R2 (Ω) a temperatura trabajo t2 (°C ) R1 (Ω) a temperatura ambiente t1 (°C )
T2
EFECTO SK I N ( P I EL) T1
R(Ω) R1
Conductor de 8 hilos
R2
T
5.5 A
R 2 / R 1 = T + t2 / T + t1 15 A 5.5 A
L
5Ω 5Ω 5Ω
L HILOS EXTERNOS Lc HILOS INTERNOS.
Lc 4A
L
15 A
Lc > L
Fig. N° 3.5.- Correccion por temperatura y por efecto skin.
Compensación por efecto piel skin ( efecto piel ).- En los conductores eléctricos a medida que la frecuencia aumenta, en corriente alterna, se hace mas pronunciada la diferencia entre las densidades de corriente de las distintas zonas de la sección transversal del conductor. A éste fenómeno se le denomina EFECTO PIEL. En los conductores de sección circular, generalmente, aumenta la densidad de corriente del interior al exterior. Esto implica que la zona interior ofrece más oposición que la zona exterior, consiguientemente, la impedancia del conductor en la zona interior es mayor que en la exterior. Por tanto la corriente se desplaza hacia las zonas exteriores del conductor ( W. A. Lewis, N. W. McLachlan, W. D. Stevenson ). El efecto piel puede ser evaluado con la siguiente expresión: K = 0.063598 ( u . F / R T ) 1/2 Donde : u F RT RT
Permeabilidad del conductor ( para cobre u = 1) Frecuencia del sistema ( 60 Hz ) Resistencia a Ttrabajo Ω / milla. Resistencia a Ttrabajo 0.6215 Ω / Km. ( #)
Luego : R T ac = K . R T Unidad III
Ω. 15
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TABLA N° 3.11.- FACTORES K PARA EL CÁLCULO DEL EFECTO SKIN X
K
X
K
X
K
X
K
0.0
1.0000
1.0
1.0052
2.0
1.0782
3.0
1.3181
0.1
1.0000
1.1
1.0076
2.1
1.0938
3.1
1.3510
0.2
1.0001
1.2
1.0107
2.2
1.1113
3.2
1.3850
0.3
1.0004
1.3
1.0147
2.3
1.1307
3.3
1.4199
0.4
1.0013
1.4
1.0197
2.4
1.1521
3.4
1.4557
0.5
1.0032
1.5
1.0258
2.5
1.1754
3.5
1.4920
0.6
1.0006
1.6
1.0332
2.6
1.2006
3.6
1.5288
0.7
1.0012
1.7
1.0421
2.7
1.2275
3.7
1.5658
0.8
1.0021
1.8
1.0524
2.8
1.2562
3.8
1.6031
3.9
1.6405
0.9
1.0034
1.9
1.0644
2.9
1.2864
Vatios/m P o t e n ci a
Fig. N° 3.6.Potencia de pérdidas en cables de masa de 3 conductores, con armadura cargados simetricamente , para Uo/U = 0.6/1 Kv y 3.6/6 Kv para una temperatura máxima admisible de los conductores de 80 C.
d e p é r di d a s e n v a ti o s
Intensidad I en los conductores
Pérdidas por Efecto Joule ( PEJ ).- Estas pérdidas dependen directamente de la corriente de carga, en un cable de tres conductores ó en tres cables de un solo conductor, en un sistema trifásico ( m = 3 ) para carga uniforme esta dado por la siguiente expresión : Unidad III
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P EJ
=
3 x I² x R T ac
Vatios / m
Donde : I Corriente de carga en Amperios. PEJ Pérdidas por efecto joule en W / m ó KW / Km Para cálculos estimados, las potencias de pérddas pueden hallar en la figura anterior. Los valores se aplican a cables fijados de masa, de 3 conductores cargados simétricamente con conductores de cobre y armadura para Uo / U = 0.6 / 1 y 3.6 / 6 Kv. 3.2.2.3.-
RESISTENCIA TÉRMICA DEL CABLE, AIRE Y TERRENO. Resistencia térmica del cable.La resistencia térmica aparente del cable ( Rtc ), para un solo cable , necesaria para los cálculos se determina con la siguiente expresión : Rtc = W.
( ∆T . 10 ² / P EJ ) - Rts.
°C . cm /
Donde : ∆T Elevación de temperatura a condiciones normales. PEJ Pérdidas debidas a la corriente de carga. Rts Resistencia térmica del suelo. El valor de la resistencia térmica depende del efecto amortiguador del aislamiento y de las envolturas de protección. Resistencia térmica del aire.- En la fig. N° 3.4 se muestra la representación térmica del aire como una conexión en paralelo de dos resistencias térmicas correspondientes a la convección y ala radiación. La resistencia térmica del aire ( Rta ), se calcula con la siguiente expresión : Rta =
1 / π . d ( αc . αr )
°C . cm / W.
Donde : d Diámetro exterior del cable en cm. αc Coeficiente de transmisión de calor por convención. αr Coeficiente de transmisión de calor por convención. Resistencia térmica del terreno.En la fig. N° 3.4 se muestra la representación térmica del aire como una conexión en paralelo de dos resistencias térmicas correspondientes a la convección y ala radiación. La resistencia térmica del aire ( Rta ), se calcula con la siguiente expresión : Rta =
Unidad III
1 / π . d ( αc . αr )
°C . cm / W.
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Donde : d Diámetro exterior del cable en cm. αc Coeficiente de transmisión de calor por convención. αr Coeficiente de transmisión de calor por convención. 3.2.2.4
TENDIDO AL AIRE LIBRE. Un conductor se halla tendido al aire libre cuando las pérdidas de calor se transmiten libremente de la superficie del cable al medio ambiente por convención natural y radiación , excluyéndose otras fuentes de calor exteriores. El tendido al aire deben cumplir las siguientes condiciones : • La separación entre cables y paredes, suelos y techos tienen que ser como mínimo 20 mm. • El tendido horizontal y en disposición contigua en una capa, la separación entre dos cables no debe ser menor que dos veces el diámetro del cable. • En la misma disposición anterior, pero ordenados los cables en varias capas, la separación vertical entre capas debe ser como mínimo de 300 mm. • Protección contra los rayos directos del sol. • Recintos ventilados para no alterar la temperatura ambiente. Cabe mencionar que si los cables tocan las paredes ó el suelo reducen su capacidad de carga a un 95%.
d
TECH O
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d
2d
d ≥ 20 m m
2d
2d
2d
TECH O
≥ 20 m m
≥ 20 m m P AR ED
≥ 20 0 m m
≥ 200 m m
≥ 20 0 m m
≥ 200 m m
N ota.- Cunado no interes a la precision de la reduccion la sepa racion de sistem as es 4 d.
d = Diám etro del conductor.
Cab les tendidos sobre rejas unos junto a otros N° de rejas
2
3
Factor de corrección
≥ 20 m m
Cab les tendidos sobre rejas unos junto a otros N° de rejas
N úm ero de sistem as 1
P AR ED
N úm ero de sistem as 1
2
3
Factor de corrección
1
1
0.97
0.96
1
1
0.98
0.96
2
0.97
0.94
0.93
2
1
0.95
0.93
3
0.96
0.93
0.92
3
1
0.94
0.92
6
0.94
0.91
0.90
6
1
0.93
0.90
Fig. N° 3.8.- Tendido de los conductores al aire libre.
3.2.2.5.Unidad III
CABLES TENDIDOS EN CANALES. 18
FIEE - UNMSM
Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
En los canales cubiertos no ventilados el calor acumulado incrementa la temperatura del aire que rodea al cable, lo que significa que la carga debe disminuirse en comparación con los cables tendidos al aire libre. Podemos encontrar dos tipos: Tendido de los cables en canales viables.- Consiste en fijar bien los cables directamente en las paredes del canal usando abrazaderas ó bien sobre estructuras de acero ó bandejas La separación entre éstas debe ser como mínimo 300 mm. Debe mantenerse además entre los cables la separación mostrada en la fig. N° 3.7. Canales con ventilación forzada.- Si la disipación a través del canal es insuficiente y la temperatura sobrepasa el valor límite, lo más conveniente es forzar la ventilación. El calor producido se debe a la sumatoria de pérdidas de todos los conductores y al calentamiento del aire de con la cual se refrigera el sistema. En éste caso se tiene que diseñar un ventilador debe ser bastante holgado para así responder a futuras expansiones, el caudal se calcula como sigue: Q = 0.77 x 10
-2
. Σ ( I2 . R ) / ∆ Kr
m3 / seg.
Donde: ∆ Kr Es el calentamiento del aire de refrigeración que atraviesa el canal. Σ ( I2 . R ) Es la sumatoria de pérdidas. La velocidad del aire V se obtiene a partir de la sección del canal A en m². V = Q / A
m / seg.
Donde: V Es la velocidad del aire en m/seg. Q Es el caudal en m3 / seg. A Es el área del canal en m².
Unidad III
19
Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
FIEE - UNMSM
1.5 m
1.50 m d
d
d
d
TECH O
TECH O
≥ 20 m m
2d
2d
2d
2d
≥ 20 m m
≥ 20 m m P AR ED
≥ 300 m m
≥ 300 m m
≥ 300 m m
≥ 300 m m
2.20 m
P AR ED
≥ 20 m m
d = Diám etro del conductor.
Fig. N° 3.9.- Tendido de los conductores en canales
3.2.2.6.-
TENDIDO BAJO TIERRA ( VDE 0298 parte 2 ).Cuando los cables son tendidos bajo tierra las capacidades de las cargas están estipulados en la norma VDE antes mencionada, en condiciones normales y temperaturas de servicio e incrementos de temperatura admisibles allí estipulados. A condiciones diferentes de utilización los valores de la capacidad de carga estarán afectadas de los siguientes factores: . Temperatura admisible del conductor. . Temperatura del suelo . Resistividad térmica del suelo. . Número de cables en un sistema trifásico. . Disposición de los conductores. Los factores de carga utilizados muy frecuentemente son : 0.7, 0.85 y 1.0. Las Compañías Concesionarias trabajan generalmente con un factor de carga de 0.7. La resistividad térmica del suelo dependerá
Unidad III
20
FIEE - UNMSM
Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos. Primera terna
7 cm.
Segunda terna
7 cm.
7 cm.
Primera terna
Segunda terna
7 cm. 25 cm.
Cables de un solo conductor tendidos en el suelo, dispuestos en línea, y a una misma distancia
Cables de un solo conductor tendidos en el suelo, dispuestos en ternas, y a una misma distancia
Primera terna
Segunda terna
7 cm.
7 cm.
Cables de tres conductores tendidos en el suelo a una misma distancia Fig. N° 3.10.- Tendido de los conductores en el suelo
La profundidad del tendido.- Los cables se entierran en una capa de arena ó en una capa de terreno tamizado y deben estar cubiertos con ladrillos. Los datos de la capacidad de carga están referidos a éstas modalidades de tendido, es decir :
Tipo de cubierta
10 cm.
Arena apisonada con recubrimiento de tierra gruesa sin piedras.
Descripción
Factor de conversión
1.0
Con cubierta de protección y espacio hueco cubierto con arena. 0.9
Ducto ó cubeta espacio hueco con aire.
0.8 5
Fig. N° 3.11.- Factores de conversión para cubiertas de protección.
.
Una profundidad de 70 cm. para baja tensión. . Una profundidad de 120 cm. para media tensión. . Resistividad térmica específica de 1 K. m / W. La influencia de la profundidad es pequeña teniéndose en cuenta que las zonas más profundas contienen por lo general mas humedad y esto beneficia al conductor.
Unidad III
21
FIEE - UNMSM
Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
3.3.- DIMENSIONAMIENTO DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS. En nuestro país, es muy frecuente, que nuestras instalaciones eléctricas presentan una mala calidad de energía esto se debe a : Variaciones de tensión y frecuencia y altos contenidos de impurezas. Para alimentar cargas NO LINEALES ( grandes esfuerzos electromecánicos ) se debe seleccionar un equipo eléctrico de potencia que debe operar a no más de un 80% de su potencia nominal, según recomienda la norma ANSI / IEEE C57.110 – 1986. Por éste motivo es que los equipos eléctricos de potencia se sobredimensionan a un 125% de su potencia nominal, con la que se llega a satisfacer sin problema alguno. Este concepto también será aplicado en el dimensionamiento de conductores para cargas no lineales. En general, para dimensionar los conductores, se tiene que conocer los siguientes factores, tales como : . Régimen de servicio. . Tipos de carga Lineal y no lineal. . Factor de seguridad. . Factor de expansión. Por lo antes mencionado, podemos afirmar, que el correcto dimensionamiento de los conductores eléctricos tiene una importancia decisiva en la operación eficiente y segura de los sistemas. 3.3.1.- CAPACIDAD DE TRANSPORTE DE LOS CONDUCTORES. Las pérdidas ocurridas en los conductores eléctricos como consecuencia del Efecto Joule ( I²R ), producen calentamiento, pero cuando éste logra exceder a los niveles admisibles de temperatura genera dos efectos negativos en lso aislantes, a saber : . Fuerte disminución de la resistencia de aislamiento. . Disminución de la resistencia mecánica. Así mismo un mal uso ó mal dimensionamiento de los conductores en una instalación eléctrica producen : . Sobrecalentamiento de las líneas. . Cortocircuitos. . Fallas de aislamiento a tierra. . Cortes de suministros. . Riesgos de incendios ( por el sub-dimensionamiento ). . Excesivas pérdidas de energía. A continuación presentamos las tablas de INTENSIDADES en Amperios de los conductores de cobre en secciones AWG.
Tabla N° 3.12.- INTENSIDAD DE CORRIENTE ADMISIBLE PARA Unidad III
22
Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
FIEE - UNMSM
CONDUCTORES DE COBRE ( SECCIONES AWG ) SECCION
Mm²
0.32 0.51 0.82 1.31 2.08 3.31 5.26 8.36 13.30 21.15 26.67 33.62 42.41 53.49 67.42 85.01 107.2 127 152 177.3 202.7 253.4 304 354.7 380 405.4 456 506.7 633.4 886.7 886.7 1013
SECCION
AWG
22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 3 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0 250# 300# 350# 400# 500# 600# 700# 750# 800# 900# 1000# 1250# 1500# 1750# 2000#
GRUPO A
GRUPOB
TEMERATURA DE SERVICIO
TEMPERATURA DE SERVICIO
60° C 3 5 7.5 10 15 20 30 40 55 70 80 95 110 125 145 165 195 215 240 260 280 320 355 385 400 410 435 455 495 520 545 560
75° C 3 5 7.5 10 15 20 30 45 65 85 100 115 130 150 175 200 230 255 285 310 355 380 420 460 475 490 520 545 590 625 650 665
90° C --------25 30 40 50 70 90 105 120 140 155 185 210 235 270 300 325 360 405 455 ---500 -----585 -------------
60° C --------20 25 40 55 80 105 120 140 165 195 225 260 300 340 375 420 455 515 475 630 655 680 730 780 890 980 1070 1155
75° C --------20 25 40 65 95 125 145 170 195 230 265 310 360 405 445 505 545 620 690 755 785 815 870 925 1065 1175 1280 1385
DESNUDO 90° C --------30 40 55 70 100 135 155 180 210 245 285 330 385 425 480 530 575 660 740 ---845 ------1000 ---------
--------------90 130 150 200 230 270 310 360 420 490 540 610 670 730 840
Grupo A : Hasta 03 conductores en tubo ó directamente enterrado. Grupo B : Conducto simple al aire libre. # : Se trata de MCM.
Tabla N° 3.13.- INTENSIDAD DE CORRIENTE ADMISIBLE PARA CONDUCTORES DE COBRE ( SECCIONES mm² ) Temperatura de servicio Unidad III
70° C. 23
Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
FIEE - UNMSM
SECCION NOMINAL ( mm² ) 0.75 1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500
Temperatura ambiente GRUPO 1 GRUPO 2 --12 11 15 15 19 20 25 25 34 33 44 45 61 61 82 83 108 103 134 132 167 164 207 197 249 235 291 --327 --374 --442 --510 ----------
30° C. GRUPO 3 15 19 23 32 42 54 73 98 129 158 197 244 291 343 382 436 516 595 708 809
GRUPO 1.- Mono conductores tendidos al interior de ductos. GRUPO 2.- Multiconductores con cubierta común, que van en el interior de tubos metálicos, cables planos, cables portátiles ó móviles, etc. GRUPO 3.- Monoconductores tendidos sobre aisladores.
3.3.2.- FACTORES DE CORRECCIÓN A LA CAPACIDAD DE TRANSPORTE. La conductores eléctricos son afectados por su capacidad de disipar la temperatura del medio que los rodea, de no tener en cuenta este detalle, los aislantes de los conductores tendrán un envejecimiento prematuro. carga de los conductores. 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 efectos que los aislantes no sobrepasen su temperatura de servicio. Las tablas de conductores consignan : . La temperatura ambiente es de 30° C. . El número máximo de conductores es 3. Finalmente podemos expresar que la capacidad de transporte de los conductores que consignada a la siguiente expresión : I =
It . f n
.
ft
A.
Donde: Unidad III
24
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Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
I Corriente admisible corregida ( A ). fn Factor de corrección por número de conductores. ft Factor de corrección por temperatura. It Corriente admisible por sección según tablas ( A ). Tabla N° 3.14.- FACTORES DE CORRECCION POR CANTIDAD DE CONDUCTORES AISLADOS ( f n ) Cantidad de conductores Factor 4 a 6 0.8 7 a 24 0.7 25 a 42 0.6 Sobre los 42 0.5
Tabla N° 3.15.- FACTORES DE CORRECCION POR TEMPERATURA AMBIENTE AISLADOS ( f t ) Secciones AWG Temperatura ambiente °C Más Más Más Más Más Más
de de de de de de
30 40 45 50 55 60
hasta hasta hasta hasta hasta hasta
40 45 50 55 60 70
Factores Temperatura de servicio: 60 °C 70 °C 0.82 0.88 0.71 0.82 0.58 0.75 0.41 0.67 --0.58 --0.35
Tabla N° 3.16.- FACTORES DE CORRECCION POR TEMPERATURA AMBIENTE AISLADOS ( f t ) Secciones milimétricas Temperatura ambiente °C Más Más Más Más Más
de de de de de
30 35 40 45 50
hasta hasta hasta hasta hasta
35 40 45 50 55
Factor 0.90 0.87 0.80 0.71 0.62
Ejemplo.- Verificar la capacidad de transporte de un conductor, en un sistema trifásico en las siguientes condiciones : S = 16 mm². Tambiente = 39° C Número de conductores por ducto = 5 De las tablas N° 3.13 ( It ), 3.14 ( In ) y 3.16 ( It ) podemos obetener : ft = 0.87 fn = 0.8 It = 61 A. Unidad III
25
Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
FIEE - UNMSM
Aplicando la expresión : I = fn . ft . It Luego : I = 0.8 . 0.87 . 61 =
42.5 A.
3.3.3.- DIMENSIONAMIENTO POR CAÍDA DE TENSIÓN. Caída de tensión ( Up ).- Al circular una corriente eléctrica a través de los conductores, se produce en ellos una caída de tensión que responde a la siguiente expresión: Up
=
I
.
R
V.
Donde: Up I R
Caída de tensión ( V ). Corriente de carga ( A ). Resistencia de los conductores ( Ω ).
Resistencia del conductor eléctrico ( R ).- La resistencia de un conductor eléctrico, está en función de los parámetros físicos y de la naturaleza del material del conductor, esta dado por la siguiente expresión : R
= K. ρ .L / S
Donde: K K ρ
= = :
L S
: :
Ω.
1 ( Para circuitos trifásicos ). 2 ( Para circuitos monofásicos ). Resistividad específica del conductor (Ω. mm²/ m) ρcu = 0.018 Ω. mm²/ m Longitud del conductor ( m ). Sección del conductor ( mm² ).
Sección del conducto ( S ).deducir la siguiente expresión: S
=
De las expresiones anteriores se pueden
K . ρ . L . I / Up
mm².
3.3.4.- CÁLCULO DE ALIMENTADORES. La exigencia establece que la caída de tensión en la línea no debe exceder a un 3% la tensión nominal de fase , siempre que la caída de tensión en el punto mas desfavorable de la instalación no exceda un 5% de la tensión nominal. Para determinar la sección de los conductores que alimentan a un conjunto de cargas, se procede como sigue: • Alimentadores con carga concentrada. • Alimentadores con carga distribuida. 3.3.4.1.-
Unidad III
ALIMENTADORES CON CARGA CONCENTRADA.
26
FIEE - UNMSM
Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
En este tipo de alimentadores el centro de carga se sitúa solo a una distancia del punto del empalme ó alimentación del sistema.
~ GENER ACI ÓN
L
CARGA
La sección del conductor se determina con se determina con la siguiente expresión: S = K . ρ . L . I / Up. Ejem plo.- Se tiene un conductor triásico con carga concentrada que presenta las siguienets características : Vn = 440 Voltios, 60 Hz. L = 60 m. , ρ = 0.018 Ω . mm² / m., I = 42.5 A., Up = 13.2 V. Luego: S
= 1 . 0.018 . 60 . 42.5 / 13.2
S
=
3.48 mm²
De la tabla N° 3.13. Escogemos un conductor comercial 4 m m ².
Fig. N° 3.12.- Alimentadores con carga concentrada.
3.3.4.2.- ALIMENTADORES CON CARGA DISTRIBUIDA. En el caso de que las cargas no se encuentren concentradas en un solo punto, sino distribuidas a lo largo de la línea, en el dimensionamiento de la sección del conductores, se presentan dos criterios : • Criterio de sección constante. • Criterio de sección cónica. 3.3.4.2.1.-
CRITERIO DE SECCIÓN CONSTANTE. Se caracteriza por utilizar como alimentador un conductor de una sola sección en toda su trayectoria.
Unidad III
27
FIEE - UNMSM
Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos. CRI TER I O DE SECCI ON CON STAN TE
~ GENER ACI ÓN
I1
L1
I2
I3 CARGA
L2 L3
I1, I2, I3 L1, L2, L3
Corrientes de cada rama ó carga asociada al alimentador ( A ). Longitud de cada tramo del alimentador ( m ).
La sección del conductor es constante en toda su ex tensión. Para calcular la sección se utiliza la siguiente expresión:
S = [ K . ρ / Up ] ( L1. I 1 + L2 . I 2 + L3 . I 3 )
mm²
Fig. N° 3.13.- Alimentadores de carga distribuida.
Ejemplo.- Se tiene un conductor trifásico con carga distribuida, que presenta las siguientes características:
10 A
30 m
20 A
50 A
80 m 180 m
ρ = 0.018 Ω.mm² /m.
Up = 13.2 V., K = 1
S = [ K. ρ / Up ] ( L1. I1 + L2 . I2 + L3 . I3 ) m² S = [1 . 0.018 / 13.2] (30.10 + 80 . 20 + 180. 50 ) S
=
14.86 mm²
De la tabla N° 3.13 escogemos una sección comercial 16 mm². 3.3.4.2.2.- CRITERIO DE SECCIÓN CÓNICA. Al dimensionar la sección de los conductores, a través de éste criterio, la sección del alimentador disminuye a medida que nos alejamos de la alimentación.
Unidad III
28
FIEE - UNMSM
Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
CRI TER I O DE SECCI ON CON I CA
~
I1
I2
GENER ACI ÓN
I3
i1
i2 L3
L2
L1
CARGA
i3
LT
I1 = i1 + i2 + i3 A. ,
I2
= i2 + i3
A. ,
I3 =
i3 A.
La sección del conductor dism inuye a lo largo del alim entador. La sección del alimentador se determina a través de la densidad de corriente ( J ) constante .
J = Up / K . ρ . L T
A / mm²
K = 2 Alimentadores monofásicos. K = 1 Alimentadores trifásicos. S1 = I 1 / J mm² ,
S2 = I 2 / J mm²,
S3 = I 3 / J mm²
J es constante Fig. N° 3.14.- Alimentadores de carga distribuida.
Ejemplo.- Se tiene un alimentador trifásico con carga distribuida que presenta las siguientes características : 80 A
50 A
70 A 10 A
50 A
20 A 180 m
ρ = 0.018 Ω . mm²/m. Up = 13.2 V. , K= 1 J = Up / K. ρ . LT
A / mm²
J = 13.2 / 1 . 0.018 . 180 J
=
4.07 A / mm².
Cálculo de las secciones parciales del alimentador. S1 = I1 / J = 80 / 4.07 = 19.66 mm² S2 = I2 / J = 70 / 4.07 = 117.2 mm² S3 = I3 / J = 50 / 4.07 = 12.29 mm².
Unidad III
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FIEE - UNMSM
Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
De la tabla N° 3.13 escogemos las secciones comerciales en mm². S1
=
25 mm².
S2
=
25 mm².
S3
=
16 mm².
3.4.- DISPOSICIÓN DE LOS CONDUCTORES EN REDES TRIFÁSICAS. Para el tendido de cables rigen fundamentalmente las determinaciones establecidas en la norma VDE 0298 parte 1. Esta norma especifica minuciosamente los pasos a seguir antes, durante y después del tendido de los conductores eléctricos. A continuación presentamos el procedimiento a seguir: - Planos de implantación del tendido y distribución: . Al aire libre. . En canales no ventilados y con ventilación forzada. . Bajo tierra. - Lista de cables incluyendo : . El tipo de cable. . Marca y longitud. . Longitud del tendido. . Número del tambor. - Los cables se suministran generalmente en tambores de hasta 1000 m que vienen convenientemente embalados con maderas. - El transporte de los tambores se realizan generalmente por tierra. - Controlar la carga y descarga de los tambores. - Una retirado el embalaje hacer la comprobación de daños. - Respetar los radios de curvatura establecidos. La inductancia ( L ) .- En un conductor macizo, redondo, e infinitamente largo, dispuesto según la fig. N° 3.13., viene dado por la ecuación siguiente : L = 0.2 Ln ( a / R )
mH / Km.
L = 0.2 ( 0.25 + Ln a / r )
mH / Km.
Donde: a R r
Separación entre ejes de los conductores en mm. Radio equivalente del conductor en mm. R = 0.779 r. Radio del conductor en mm.
En cables con envolturas metálicas ó apantallamientos de cobre, los circuitos que establecen los conductores y sus envolturas se comportan como espiras de un transformador con una relación de transformación 1 : 1 . En consecuencia en las envolturas se inducen una tensión con respecto a tierra. Con la ecuación anterior pueden plantearse las ecuaciones para realizar el cálculo de las inductancias de los sistemas trifásicos simétricos.
Unidad III
30
Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
FIEE - UNMSM
Incluimos este tema por que resulta muy importante, conocer la disposición adecuada de los conductores, para así poder evitar desbalances de corriente en cada línea del sistema. Por este motivo es que presentamos las figuras N° 3.14 y 3.15. INDUCTANCIA EQUIVALENTE
SEPARACION Y DISPOSICION
2r
2r
L = 0.2 ( 0.25 + Ln a / r ).
a
L1
L2
2r
L3
2r
2r
a
a
L
L1
= 0.2 [ Ln (√2 . a / R ) – j √3 . Ln √2 ].
L
L1
= 0.2 Ln a / R ) + 0.0692 – j 0.12.
L
L2
= 0.2 [ Ln ( a / R )
L
L3
= 0.2 [ Ln (√2 . a / R ) + j √3 . Ln √2 ].
L
L1
= 0.2 Ln a / R ) + 0.0692 + j 0.12.
Inductancia media L m = 0.2 Ln a*/ R Separacion geométrica media a* = 1.2599 a
Fig. N° 3.14.- Inductancias L en mH / Km por conductor en sistemas trifásicos simétricos.
INDUCTANCIA EQUIVALENTE
SEPARACION Y DISPOSICION L1
L
a
L3
a
=L
L2 =
L
L3
= L
L = 0.2 ( 0.25 + Ln a / r ). L2
a
L1
L L1 = 0.2 [ Ln (√2L1L2. aL3L1/ R ) +
a L1 L2 = a L2 L3 = a L3 L1 = a
√3 . Ln ( √2aL1L2 / a L3L1 ) ]. L L2 = 0.2 [ Ln (√2L3L2. aL2L1/ R ) +
L1 aL1L2 L2
aL3L1 aL2L3
√3 . Ln ( √2aL3L2 / a L2L1 ) ]. L L3 = 0.2 [ Ln (√2L3L1. aL2L3/ R ) + √3 . Ln ( √2aL3L1 / a L2L3 ) ].
L3 Inductancia media L m = 0.2 Ln a*/ R
Seoaración geométrica media en mm. 3
a* = √ aL1L2 . aL2L3 . aL3L1
Fig. N° 3.15.- Inductancias L en mH / Km por conductor en sistemas trifásicos simétricos.
¡ CUIDADO CON EL EFECTO INDUCTIVO ¡ Así pues se establecen las corrientes en las envolturas metálicas generadas por las tensiones inducidas. Las corrientes que circulan por las envolturas crean un campo magnético opuesto al originado por las corrientes en el conductor. La inductancia de cada conductor se reduce, de este modo, aumenta la resistencia. Unidad III
31
FIEE - UNMSM
Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
Por consiguiente se produce el desequilibrio de las corrientes en cada una de las fases, creando corrientes circulantes en el sistema provocando excesivas pérdidas y por ende un SOBRECALENTAMIENTO del conductor. Si se unen dos sistemas de barras colectoras mediante varios sistemas paralelos de cables de un solo conductor se debe cumplir con las siguientes exigencias : 1. La inductancias de cada fase deben ser iguales ( RECOMENDABLE ). De ello depende la distribución de las corrientes entre fases. 2. De esto depende de la distribución de las intensidades de los cables. 3. Es mejor agrupar cables de distintas fases en sistemas. 4. La distancia mínima entre dos sistemas de cables de un solo conductor es 2r. 5. El orden de fases dentro de un sistema es de SUMA IMPORTANCIA, en concordancia con el número de sistemas trifásicos se recomienda la secuencia siguiente: RST TSR RST TSR RST TSR , etc. 6. Para la instalación en bandejas, respetando la separación entre ellas de 300 mm como mínimo la disposición debe ser : RST TSR RST RST TSR RST Con esta disposición, los coeficientes de inducción de los cables paralelos en una fase son prácticamente iguales 7. Caso de haber un sistema en disposición triangular es conveniente establecer la secuencia siguiente: T R S 8. Caso de haber varios sistemas en disposición triangular es conveniente establecer la secuencia siguiente: T T T T R S S R R S S R No es recomendable hacer la superposición de la disposición en triángulo de varios sistemas. LOS CABLES TIENEN QUE SUJETARSE A INTERVALOS REDUCIDOS , AFIN DE PREVENIR DESPLAZAMIENTOS DEBIDOS A LAS FUERZAS DINAMICAS POR EFECTO DE LOS IMPULSOS DE CORRIENTE EN CASO DE CORTOCIRCUITO.
Unidad III
32
Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
FIEE - UNMSM
VAR I OS SI STEM AS LI NEALES
VAR I OS SI STEM AS EN TR I AN GULO
TECH O
P AR ED
2r
2r
≥ 20 m m
2r
2r
≥ 20 m m
2r
≥ 300 m m
≥ 300 m m
P AR ED
≥ 300 m m
≥ 300 m m
≥ 20 m m
r = radio del conductor.
r = radio del conductor. FASE R
UTILIZACION DE CANALETAS EN LAS DISPOSICIONES NORMALIZADAS
FASE S FASE T
NPT
N PT
Fig. N° 3.16.- Disposición de conductores en redes trifásicas. L
L
L
Puesta a tierra
a.- Transposición de pantallas y su aterramiento
b.- Tansposición ciclica de conductores
Fig. N° 3.17.- Tansposición de pantallas y conductores transpuestos ciclicamente.
3.5.- SOLICITACIONES EN CASO DE CORTOCIRCUITO ( VDE 0298 parte 2 y VDE 0102 ). Al planificar las instalaciones de cables debe comprobarse si el tipo y los accesorios elegidos son capaces de soportar las solicitaciones dinámicas y térmicas debido al cortocircuito. De la potencia inicial de cortocircuito en corriente alterna se obtiene: . Intensidad inicial de cortocircuito ( Ik” ), valor eficaz.. Ik” = Sk” / √3 . UN
Unidad III
KA
33
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FIEE - UNMSM
. Impulso máximo de la corriente de cortocircuito ( Is. ), valor de pico. Is = X . √2 . Ik”
KA
Donde: Sk” Un X
Potencia inicial de cortocircuito en MVA. Tensión nominal en Kv. Factor de pico ver Fig. N° 3.18.
La figura N° 3.18 nos permite obtener para distintas tensiones nominales, la IK” y Is para X = 1.8 partiendo de la potencia inicial de cortocircuito SK”. Ejemplo .- Si Sk” = 250 MVA y Un = 20 KV. Ik” = 250 MVA / √3 . 20 KV = 7.2 KA. Ik” = 1.8 . √3 . 7.2 KA = 18.3 KA. Las fuerzas Fs que se producen son proporcionales al cuadrado de Is ( Fig. N° 3.20 ). Esta es la razón por la cual los cables y terminales pueden ser solicitados mecánicamente. Los cables armados de varios conductores, los esfuerzos de cortocircuito que se originan dentro del cable, son absorbidos por el trenzado de los conductores, la envoltura y la armadura. Tabla N° 3.17.ITEM 1 2
Is ADMISIBLES SEGÚN VDE 0298
Uo / U ( KV ) 0.6 / 1 6 / 10
Is ( KA ) 40 63
Para evitar calentamiento adicionales, conviene usar abrazaderas de material AMAGNETICO ó de acero en las que no esté cerrado el circuito magnético.
Unidad III
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FIEE - UNMSM Is
Ik”
Fig.N° 3.18.Potencia inicial de cortocircuito Sk” Intensidad inicial de cortocircuito en corriente alterna. Para X = 1.8 y tensiones Un = 380 Voltios a 30 Kv en sistemas trifásicos.
Potencia inicial de cortocircuitoen corriente alterna Sk”
m
Ik”/ Ik
n
Unidad III
Fig N° 3.19.Determinación de la intensidad media de la corriente de cortocircuito Ikm, efectiva a efectos de la solicitación térmica, en caso de transcurso no estacionario de la corriente de cortocircuito según VDE 0102.
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CORTO CIRCUITOS BIPOLARES
Fs2 = 0.2 Is² / a
a
Fs3 = 0.808 Fs2
a
CORTO CIRCUITOS TRIPOLARES
N/cm.
N/cm.
Fs3 = ( √3/ 2 ) Fs2
a
Fs3 = 0.87 Fs2
a
a
N/cm.
Este es el cable considerado en cada caso
a
Fig. N° 3.20.- Formulas para el cálculo de las fuerzas que actúan cuando se producen cortocircuitos bipolares ó tripolares
El cálculo de la corriente de cortocircuito efectiva para las solicitaciones térmicas se calcula a partir de : Ikm = ( IN . S ) / ( 1000 √tkn / tk )
KA
Donde: Ikm S tkn tk
Valor eficáz de la corriente de cortocircuito en KA. Sección del conductor en mm². Duración nominal de cortocircuito = 1 seg. Duración del cortocircuito.
Corriente media de cortocircuito.- El efecto térmico de la corriente de cortocircuito viene determinada por la siguiente expresión : Ikm = Ik” √ m + n
KA
Donde: m n
Factor de amortiguamiento debido a la corriente continua. Factor de amortiguamiento debido a la corriente alterna.
La Compañía CEPER PIRELLI ha desarrollado una fórmula simplificada basada en la temperatura máxima de cortocircuito. TABLA N° 3.18.- CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO PARA EL CONDUCTOR. T1 ( °C ) 90
Conexiones soldadas T1 ( °C ) Fórmula 160 I = 99. S / √ t
Donde : I S Unidad III
Conexiones prensadas T1 ( °C ) Fórmula 250 I = 142. S / √ t
Corriente de cortocircuito ( A ). Sección nominal del conductor ( mm² ). 36
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FIEE - UNMSM t T1 T2
Tiempo de duración del cortocircuito ( seg. ). Temperatura máxima admisible de operación normal del conductor ( °C ) Temperatura máxima admisible de cortocircuito del conductor ( °C )
3.6.- PRUEBAS DE COMPROBACIÓN DE LOS CONDUCTORES INSTALADOS. Al concluir el tendido de los cables, montaje de los terminales, sujetadores, etc. hay que confeccionar los planos de replanteo de los cables conteniendo lo siguiente: -
Planos en escala 1 : 100 ó 1 : 1500. Tipo de cable, sección del conductor, tensión nominal. Año de fabricación, año y mes de instalación del cable. Longitudes tendidas y suministradas del cable. Algunos cambios de altura ó trazas no contemplados.
Todos los cambios referentes a la instalación debe indicarse en los planos. Esto es muy importante para los trabajos de mantenimiento ó ampliaciones futuras. Esto facilita la programación de otro tipo de trabajos y facilitará la reparación de cualquier avería. 3.6.1.- MEDIDAS ELÉCTRICAS. Para controlar la seguridad de servicio se recomienda medir los valores eléctricos de todos los ensayos realizados cuando la instalación esta terminada y anotarlos en los respectivos protocolos de prueba elaborados para ese fin. Estos datos pasarán a conformar la fuente de referencia del sistema. A continuación detallaremos las mediciones más importantes : 3.6.1.1.-
RESISTENCIA DE AISLAMIENTO. En los cables de energía la resistencia de aislamiento ( R1* ) se mide entre el conductor y la envoltura metálica. La resistencia de aislamiento ( R1 ) se calcula como sigue. R1 = R1* . L
MΩ . Km.
Donde: R1 Es la resistencia de aislamiento en MΩ . Km. R1* Es la resistencia de aislamiento en MΩ. L Es la longitud en Km. Estos valores deben ser comparados con los valores establecidos por los fabricantes, así mismo deben ser inscritos en los protocolos de prueba. Cada vez que se realice las medidas de la resistencia de aislamiento estoy comprobando su operatividad de los materiales aislantes. 3.6.1.2.- RESISTENCIA DE LOS CONDUCTORES. Para medir la resistencia de los conductores se unen éstos a través de un puente en uno de sus extremos, mediante conexiones de la misma conductividad. Unidad III
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En cables de tres conductores se miden como sigue: Conductor R y S. Conductor S y T. Conductor R y T.
Valor medido Valor medido Valor medido
A
A1 Ω A2 Ω A3 Ω Rc = 0.5 ( V / A )
V
M EDI DA DE LA R ESI STEN CI A BATERI A
MEGOMETRO ADECUADO AL NIVEL DE TENSION DEL SISTEMA
M EDI DA DEL AI SL AM IEN TO MEGOMETRO ADECUADO AL NIVEL DE TENSION DEL SISTEMA
CAPACIMETRO CAPACIMETRO
M EDI DA DE LA CAP ACI DA D
Fig. N° 3.22.- Mediciones de la resistencia, conductor, aislamiento y capacidad de los conductores.
Si A1 = A2 = A3 = A Rc = A / 2
El sistema se halla conforme.
Esta formado por 2 conductorse.
Presentamos la fig. N° 3.21 en la que se nota el montaje para realizar las medidas eléctricas. Anotar la temperatura ambiente durante la prueba. Para poder comparar los valores con los ya establecidos a la temperatura ambiente de 20°C se calcula la resistencia por Km del conductor utilizando la siguiente expresión : R20 = Rc / Lc [ 1 + α ( T – 20 ) ]
Ω / Km
Donde: Rc Lc αcu αal 3.6.1.3.-
Resistencia del conductor en Ω / Km. Longitud del conductor en Km. 3.93 x 10-3 Grad.-1 4.03 x 10-3 Grad.-1
CAPACIDAD. La capacidad se mide de forma similar que la resistencia de aislamiento mas detalles en la fig. N° 3.21.
3.6.2.- PRUEBA DE TENSIÓN. Unidad III
38
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Una vez realizados el montaje ( antes de la puesta en servicio ) los cables tienen que probarse con tensión alterna ó continua. Las tensiones de ensayo están determinadas por las normas siguientes : . VDE 0255, 0265 y 0271. . IEC 55 - 1 y 55 – 2. Tabla N° 3.19.- TENSIONES NORMALIZADAS PARA INSTALACIÓN DE CABLES Un Uo/U ( KV ) 0.6/1 3.6/6 5.8/10 8.7/15 11.6/20 17.3/30 1.2.3.4.5.6.7.-
Cables de masa Norma 0255 IEC 55-1, 55-2 1 2 3 4 ( KV ) ( KV ) ( KV ) ( KV ) 1.15 3.5 --7 21 --11.5 35 10.5 25 17.3 52 15.5 36.5 23 70 21 50.5 34.5 105 31.5 76 Tensión Tensión Tensión Tensión Tensión Tensión Tensión
Cables con aislamiento PVC VDE 271 Y 265 5 6 7 ( KV ) ( KV ) ( KV ) 3 8 12 8 23 33 12 36 51 17.3 --23 --34.5 ---
alterna de ensayo en sistemas trifásicos. continua de ensayo. alterna de ensayo en sistemas trifásicos. continua de ensayo. alterna de ensayo en sistemas trifásicos. continua de ensayo valor mínimo. continua de ensayo valor máximo.
Durante EL ensayo deben ponerse a tierra todas las juntas conductoras y aparatos ( transformadores de potencia, medida, interruptores, etc. ) . Las distancias mínimas al aire están fijadas según la norma VDE 101. 3.6.2.1.-
ENSAYO CON TENSIÓN ALTERNA. En sistemas trifásicos, el ensayo se realiza conectando las envolturas y cable de tierra al sistema de aterramiento y uniendo los tres conductores a las tres fases del sistema de medida. El ensayo se lleva a cabo con una tensión ( tabla N° 3.19 ) durante 15 minutos respectivamente. Durante la prueba la línea debe estar en vacío.
3.6.2.2.- ENSAYO CON TENSIÓN CONTINUA. Este ensayo debe realizarse a un valor de tensión tomada de la Tabla 3.19, pero que no se exceda del 90% de la tensión alterna. Para este ensayo se necesita una potencia reducida que en CA, sus costos de aparatos de control y medida para realizar la prueba son considerablemente mas baratos. 3.7.- LOCALIZACIÓN DE AVERÍAS. Unidad III
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A continuación presentamos los métodos de medida que se aplican para localizar exactamente las averías , y si éstas dependen de la naturaleza de los conductores y/o de las condiciones locales. En el mercado existen una gran gama de instrumentos de medida de localización de averías para los diversos métodos, éstos pueden dividirse en dos grupos : a.Método clásico con puentes de medida. b.- Técnicas modernas de localización con instrumentos de medida de reflexión de impulsos para la prelocalización e instrumentos de búsqueda para encontrar la posición exacta del punto defectuoso. No existen instrumentos que localicen todas las averías, por lo que en ciertos casos es necesario diseñar una metodología que facilite la ubicación de la avería. Los métodos de ubicación de averías se dividen en : 1.- Mediciones preliminares.- Estas mediciones indican la clase de avería. Muestran que conductores del cable tienen una derivación a tierra, esta cortocircuitado ó interrumpido. Además se obtienen los valores de las resistencias entre conductores ó entre éstos y la envoltura metálica. Basándose en éstas condiciones, se elige el método de localización apropiado que a continuación presentamos : . .
Pruebas de contacto con tierra y entre conductores. Prueba de continuidad de los conductores por medio de la resistencia.
2.- Métodos clásicos de localización.- Las mediciones preliminares dan a conocer la clase de avería y facilitan la elección del método apropiado de localización. A continuación presentamos algunos de ellos : . . . . . .
Medida dela relación de tensiones. Medida por el puente según Murray Puente de medida de alta tensión. Medida de tres puntos según Graf. Puente de medida de corriente alterna para capacidades exentas de pérdidas. Medida del sentido de paso de la corriente según Wurmbach.
3.Localización de averías por el método de reflexión de impulsos.- Las modernas técnicas de medida se basan en el principio de la reflexión. Los impulsos emitidos por el instrumento de medida se reflejan con mayor ó menor intensidad en los puntos cuya impedancia, diferente a la característica, es decir en puntos defectuosos. Este método de medida por reflexión esta limitado fundamentalmente a las averías que originan una reflexión visible. La eficacia de este método depende mucho de la experiencia del profesional en el manejo de éstos equipos y la localización de averías. 4.Método de búsqueda.- Para eliminar completamente la avería en el cable hay que conocer exactamente su situación. Este tipo de trabajo se realizan con equipos portátiles tales como : . Método de campo envoltura. . Método del campo helicoidal. . Método de alta frecuencia. . Método del campo acústico. Además se dispone de vehículos completamente equipados para detección de averías.
Unidad III
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Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
3.8.- CONFIABILIDAD Y SEGURIDAD. CONFIABILIDAD.Es la característica de un equipo y/ó sistema expresada por la probabilidad de que no falle bajo ciertas condiciones nominales de operación en un periodo de tiempo establecido, según la norma DS 4778 – 1991. Según como sea el proceso ó como se instalen los equipos podemos encontrar dos tipos de confiabilidad. Confiabilidad en sistemas serie.- En términos de confiabilidad, dos componentes de un sistema se hallan conectados en serie, cuando la falla de uno ocasiona la falla del sistema completo. Confiabilidad en sistemas en paralelo.Dos componentes de sistema se consideran conectados en paralelo, cuando la falla de uno no ocasionan la falla del sistema, el que por el contrario continúa funcionando normalmente. Al diseñar un sistema eléctrico se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos de confiabilidad: 1.- La elevada confiabilidad de cada uno de los elemento, hace de que el sistema sea mas confiable. 2.- Es preferible elegir la confiabilidad en sistemas en paralelo. 3.- El mantenimiento oportuno hace que el sistema mantenga y/o mejore su su confiabilidad. 4.- Los sistemas deben tener un factor de servicio mayor que 1. Para que pueda atender las solicitaciones transitorias. 5.- El sistema deberá ser flexible y previniendo los cambios tecnológicos. Cuando se requiera de un cambio, este pueda realizarse en forma rápida y sencilla sin que el sistema pierda confiabilidad. 6.- La IHM deberá ser adecuado con la infraestructura existente. ESQUEMAS Y OPCIONES QUE MEJORAN LA CONFIABILIDAD: . . .
El uso de esquemas modulares, en vez de un gran esquema central La utilización de equipos de reserva para las cargas críticas. Diseño de sistemas de distribución en paralelo ( esquemas con doble circuito ) con interruptores automáticos de transferencia. . El empleo de unidades de generación de electricidad de emergencia y unidades de electricidad ininterrumpibles. COMFIABILIDAD VINCULADA CON LA CALIDAD DE LA RED Los principales problemas de calidad de la red eléctrica son las siguientes : . . . . . . . Unidad III
Interrupción del suministro de energía. Interrupción transitoria del suministro de energía eléctrica. Los transitorios internos y externos al sistema. Mala regulación de al tensión y frecuencia. Desbalance de tensión y corriente. La existencia de fliker á parpadeo de la iluminación. La distorsión harmónica del sistema fuera de lo permisible. 41
Dimensionamiento y Selección de Conductores Eléctricos.
FIEE - UNMSM SEGURIDAD.-
Las instalaciones eléctricas están sometidas a exigencias muy estrictas de seguridad encaminadas todas ellas a la protección de la salud, de la vida y de los bienes materiales en el empleo de la energía eléctrica. SISTEMA DE ALIMENTACION Y CONSUMIDOR DE TIPO TN
-S
SISTEMA DE ALIMENTACION Y CONSUMIDOR DE TIPO TN - C
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
PN
PE
MASA
ATERRAMIENTO DE LA ALIMENTACION
CARGA
MASA
MASA
ATERRAMIENTO DE LA ALIMENTACION
CARGA
EQUIPOS ELECTRICOS DIVERSOS
CARGA
MASA
CARGA
EQUIPOS ELECTRICOS DIVERSOS
SISTEMA DE ALIMENTACION Y CONSUMIDOR DE TIPO IT
SISTEMA DE ALIMENTACION Y CONSUMIDOR DE TIPO TN
L1
L1
L2
L2
L3
-C-S
L3 PEN
IMPEDANCIA
ATERRAMIENTO DE LA ALIMENTACION
La fuente de alimentacion no es aterrada ( I ) y/o aterrada por medio de una impedancia considerable y la masa metálica de la carga tiene su propia tierra separada ( T ).
ATERRAMIENTO DE LA ALIMENTACION
MASA
CARGA EQUIPO ELECTRICO
PE
La fuente de alimentacion es aterrada ( T ) los equipos y/o cargas tiene su aterramiento que usa un conductor separado ( S ) que después de una cierta distancia es conectado al conductor neutro ( C ).
MASA
CARGA EQUIPO ELECTRICO
Fig. N° 3.23.- Formulas para el cálculo de las fuerzas que actúan cuando se producen cortocircuitos bipolares ó tripolares
Las normas VDE distinguen dos campos fundamentales: . .
Los requisitos aplicables a los medios de servicio. Las determinaciones referentes a la instalación de equipamientos eléctricos.
Protección contra contactos ( VDE 0100 parte 410 ) La finalidad de protegerse contra los contactos nos conduce a normalizar los tipos de redes tal como la figura N° 3.23. Contacto directo .- Se beben impedir el contacto con los elementos que estén bajo tensión durante el servicio – elementos activos. Contacto indirecto.- Se entiende, como el establecido con piezas conductoras no pertenecientes al circuito operativo, pero en las que, en caso de defecto, pueden establecerse una tensión con respecto a tierra. Estos elementos constituyen las masas de los elementos en servicio.
Unidad III
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FIEE - UNMSM
Corriente ( Miliamperios ) 500
100 Vatios
225 100
PELIGRO DE MUERTE
50 Vatios 25 Vatios
Muerte en 03 segundos
70
Fibrilación ventricular
50
Paro respiratorio - Graves daños
30
Respiración extremadamente difícil
20
Pérdida de control muscular - Contracción violenta
10 5
15 Vatios
TENER CUIDADO
Sacudida dolorosa puede soltarse Ligera percepción 500
1000
2000
3000
Trabajos físicos piel húmeda
R ( Ohmios )
Trabajos no físicos piel seca
Fig.CN° 3.24.Respuesta cuerpo humano a la corriente UER PO HUMA NO Y LA CORdel RIEN TE ELECT RICA DE Bfrente AJA TENSIONelectrica 220 VOLTIOS
La protección de los contactos indirectos se hallan estipulados en las normas VDE 0551. recomienda utilizar una tensión de hasta 50 Vac y 120 Vdc. La protección de los contactos directos se hallan estipulados en las normas VDE 0100 parte 200 recomienda el aislamiento básico que garantiza la protección elemental de los contactos directos e indirectos. Así mismo estipula sobre el aislamiento de servicio necesario para el buen funcionamiento de un equipo. El primer paso para lograr una buena seguridad es tener un buen sistema de aterramiento, para poder visualizar la importancia del mismo es que presentamos la fig. N° 25.
EQUIPOS Y ARTEFACTOS ELECTRICOS UTILIZADOS EN UN DOMICILIO
Linea de protección
REFRIGERADORA
HORNO MICROONDAS
TELEVISOR EDELNOR ó LUZ DEL SUR
LL. TERM.
1230
COMPUTADOR
KWH
Linea secundaria Linea principal
COCINA ELECTRICA Electrodo
POZO DE TIERRA
Terreno
DUCHA Linea de protección
Fig. N° 3.25.- Medidas de seguridad contra los contactos indirectos
Unidad III
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Finalmente podemos decir que tendremos las normas nos dan pautas a seguir para encontrarnos en un marco seguro y confiable.
4.-
BIBLIOGRAFÍA. www. procobre .peru.cor www. indeco.com.pe www.ceper .com.pe instalaciones eléctricas - SIEMENS. Cables y conductores de transporte de energía - SIEMENS Manual de baja tensión – SIEMENS. Instalaciones Eléctricas - Helio Creder. La puesta a tierra de instalaciones eléctricas - Rogelio García Márquez. Cálculo de instalaciones eléctricas - Siemens.
5.-
RESUMEN. 1.- Para seleccionar los conductores tenemos que conocer: La identificación del conductor, ( cable ó alambre ) y la codificación de los cables ó alambres. 2.- En la etapa del planeamiento en las instalaciones de conductores, se elige la tensión nominal del sistema que me produzca menos pérdidas. Por ejemplo 440 Voltios en BT. 3.- Conocida la tensión podemos calcular la capacidad de carga del sistema incluyendo sus
pérdidas diversas producidas en el transporte de energía, para lo cual
acompañamos la formulación respectiva. 4.- En la etapa del dimensionamiento de los cables, presentamos una metodología que nos conduce a optimizar las instalaciones eléctricas. 5.- Hemos desarrollado la disposición de los conductores trifásicos teniendo en cuenta el análisis de campos electromagnético creados en cada fase, así mismo se ha revisado Unidad III
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el comportamiento de la trayectoria de los flujos creados, en oposición, en la cubierta. 6.- Los conductores deberán soportar los esfuerzos electromecánicos producidos en los cortocircuitos, motivo por el cual los cables tienen que fijarse tal como se indica en 5.4.
y 3.5.
7.- Las pruebas de comprobación resultan imprescindibles, conjuntamente con los planos de replanteo, siendo éstas el soporte técnico para la localización de averías cuando éstas se hagan presentes. 8.- Finalmente tenemos que afirmar que el desarrollo de la presente a sido realizada teniendo en todo momento las normas VDE e IEC.
7.-
PRUEBA DE AUTOCOMPROBACIÓN:
Unidad III
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8.- RESPUESTAS A LA PRUEBA DE AUTOCOMPROBACIÓN:
Unidad III
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