CONDUCTORES

Conductores Para la transmisión de la energía eléctrica se usan variados tipos de conductores, dentro de las técnicas más usuales se tienen: A – Conductores desnudos: 1 – Perfiles: para uso en instalaciones fijas, interiores y exteriores. 2 – Cables: para uso en líneas aéreas e instalaciones de puesta a tierra. B – Conductores aislados: 1 – Cables: para uso en instalaciones fijas y móviles. Materiales conductores Se emplea el cobre (Cu) y el aluminio (Al), y sus aleaciones. Propiedades: (ejemplo) Conductividad m/(mm2  R.S/L ( ohm . metro ) conductibilidad a 20ºC conductibilidad a 60ºC

Cu 99,9% 56

Al 99,9% 35.1

T °C 20

48

30

60

Capacidad de carga: I – Perfiles: La capacidad de carga para barras de conducción, se obtiene en laboratorios, obteniendo fórmulas o tablas que permiten luego en la práctica obtener la capacidad real de aplicando factores de corrección. Estos coeficientes tienen en cuenta las diferencias entre: Materiales. Disposición. Condiciones ambientales. Ejemplo: un método de cálculo puede ser el indicado por la normas DIN(43670 y 43671), donde la I admisible es: Iadm = It. ( k1.k2.k3.k4.k5)

1

Siendo It = I nominal indicada en tablas k1 a k5 = Factores de corrección por material y condiciones de instalación. Las tablas se elaboran en las siguientes condiciones: a) Frecuencia f = 50 hz. (en tablas hasta 60 hz.) Para otra frecuencia se calcula por : Ix´ = Ix √ 50/ fx ( Se modifica la capacidad del conductor por efecto superficial ) b) Aire ambiente quieto. c) Barras parcialmente oxidadas d) Barras pintadas con coeficiente de radiación = 0,9 Ejemplo de tabla para perfiles rectangulares (Manual AEG) Características:

eee

Frecuencia: Hasta 60 Hz Material: Cobre electrolítico Temperatura ambiente: 35 º C Temperatura barra (Límite): 65ºC Distancia entre barras de cada fase = Espesor de barra Distancia recta entre fases: 0,8 distancia entre caras de fases e : espesor de barra d : distancia entre fases ancho x espesor mm x mm

Sección mm2 c/u  

Peso Kg/m  



20 x 10 50 x 10

199 499

1,77 4,44

497 1020

0.8d d

In (Corriente en Amperes) Pintadas Desnudas      

924 1720

Para barras anulares:

1320 2320

-----2950

427 852

825 1510

1180 2040



-----2600

1.25 a 2d

(ver tablas) R

S

T d

En C.A, a igual sección por efecto Skin ( la densidad de corriente es mayor en la superficie ), que causa un aumento de resistencia en el conductor, los diferentes perfiles tienen capacidades diferentes. Tambien por capacidad de disipación de calor, que es función del perímetro (disipa por convección). Se observa que las barras pintadas tienen mayor capacidad, esto es debido a que se han logrado pinturas con una mejor disipación térmica que las barras desnudas oxidadas.-

Ejemplo comparativo de capacidades de carga:

2

1–

2–

d

d

3–

d

d

h g

5d

100%

118%

4–

125%

5–

6-

h d 128%

154%

171%

Factores de corrección (K1 a K5) Cambio de conductividad 1 – Factor K1: para conductores que varían la conductividad (a 20ºC). Ejemplo . Cu (56 m/mm2) y el Al (35,1 m/mm2), por variación de la composición del material según pureza. Ejemplo: para Cu será:

0.9 35

40

1

0.95 45

K1

55 Conductividad (m/mm2)

50

Cambio de temperatura

2 – Factor K2: para el cambio de temperatura en ambientes distintos de 30ºC y para las barras de 60 º C de temperatura de régimen.

k2

ºC 3

2.2

0

2

Temperatura ambiente

30 35

1.2 1

65

0.95

80

50

65

75

100

ºC Temperatura de barra

125

3 – Factor K3: cambio de posición: factor de reducción por posición de las barras horizontales, estas poseen una mayor incidencia térmica que las verticales. Cant. de barras horiz. 2 3

ancho de barras en mm de 50/200 50/80 100/120

pintadas  0.85  0.85 0.80

desnudas 0,80 0,80 0,75

Barra 1 Barra 2

Calor

4 – Factor K4 (ver efecto skin): disminución de la carga por efectos adicionales en caso de escasa distancia entre fases(a): Ejemplo: (efecto proximidad) n =3

n=2 a h s

a s

b

h b

4

K4 1

n=2 n=3 h = 100

0.9

h = 50

Material: Cobre

n=4

n=4

0.75 0.5

a

b.h/a² h b

5 – Factor K5: disminución de carga para alturas mayores de 1000 m sobre el nivel del mar. h sobre el nivel del mar 1000 2000 3000 4000

Factor K5 Interior 1 0,99 0,96 0,9

Aire libre 0,98 0,94 0,89 0,83

Uniones entre barras 1 – Mediante platinas de unión (soldadura es poco usada) 2 – Mediante bulones: 2.1 – Unión Cu – Cu: cubrir con vaselina y usar bulón; arandela plana y grower. 2.2 – Unión Al –Al: se usan además arandelas elásticas para evitar deformaciones del Aluminio por la temperatura de la corriente circulante. 2.3 – Unión Cu – Al: Igual a Al – Al pero con planchuela bimetálica Al – Cu en la unión, para evitar efecto pila.

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II ) Conductores aislados (cables) Norma IRAM – ISO 9001/ 2000 (Sistema de Aseguramiento de Calidad ) IRAM 2176 / 77 / 78 IEC 60228 / 60502 Los aislantes usados normalmente son: 1 – Productos Sintéticos (PVC) (BT). 2 – Caucho sintético con aditivos (goma) (BT, MT). 3 – Papel impregnado (MT): 1 – se usa el PVC (cloruro de polivinilo) y el polietileno, este ultimo para tensiones de 10Kv. 2 – el caucho sintético tiene las siguientes propiedades : – Alta flexibilidad. – Baja conductividad. – Resistencia a la tracción. – Resistencia a aceites minerales; combustibles y al calor. Distintos tipos: -

Caucho butílico: en BT y MT y temperatura final hasta 100ºC. Caucho etileno- propileno: hasta 60Kv y temperaturas de 80ºC a 100ºC.

Polidoropreno: Buena resistencia al frío, al calor y a agentes químicos. Se usa en baja tensión por tener baja propiedad dieléctrica. -

Caucho de silicona: alta resistencia al calor (hasta 180ºC) y excelente poder aislante.

3 – Papel impregnado: se usa en cables en todas las tensiones. Se ha reemplazado solo en BT y MT por productos sintéticos, no así en AT. El papel de celulosa una vez envuelto en el cable se seca e impregna con aceite o resina mineral. -

Recubrimientos (para protección mecánica).

-

Mezclas de PVC (uso general).

-

Polietileno reticulado (vulcanizado)

-

Poliamidas: Poliuretano (industrias petroleras).

-

Goma (cables flexibles).

-

Polidoropreno: (flexibles, ignífugos, uso en minas).

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-

Caucho nitrilo: (alta resistencia a los aceites).

-

Caucho silicona: (alta resistencia al calor).

COMPLEMENTO de AISLANTES : ( Referencia Manual Prysmian ) Un material aislante es aquel que, debido a que los electrones de sus átomos están fuertemente unidos a sus núcleos, prácticamente no permite sus desplazamientos y, por ende, impide el paso de la corriente eléctrica cuando se aplica una diferencia de potencial entre dos puntos del mismo. En estos materiales para conseguir una determinada corriente sería necesario aplicar una tensión muchísimo más elevada que en el conductor; ello no ocurre dado que se produce antes la perforación de la aislación que el paso de una corriente eléctrica detectable. Se dice entonces que su resistividad es prácticamente infinita. Siendo los aislantes los que definen las características básicas de los cables en relación con sus prestaciones, es donde el ingenio humano se ha desarrollado y lo sigue haciendo día a día. La primera clasificación que podemos hacer entre los aislantes es la siguiente: Por su forma de aplicación: - Estratificados (fajados) - Sólidos (extruídos) Los aislantes estratificados, básicamente el papel, requieren, en los cables de potencia, la impregnación con un aceite fluido o masa aislante migrante o no migrante para lograr una alta rigidez dieléctrica. Este aislante, que cronológicamente fue el primero en aparecer, continúa en vigencia, especialmente en transmisión en altísima tensión (132, 220, 500 ó 750 kV) por su gran confiabilidad, derivada precisamente de su estratificación. Los aislantes sólidos son normalmente compuestos del tipo termoplástico o termoestable (reticulados) con distintas características, que fueron evolucionando a través del tiempo hasta nuestros días. Los principales aislantes utilizados por PRYSMIAN para distribución de energía son: Policloruro de vinilo (PVC): Material termoplástico utilizado masivamente para la mayoría de los cables de uso domiciliario e industrial en baja tensión. Con el agregado de aditivos especiales en su formulación se logran variedades con resistencia a la propagación del incendio; reducida emisión de gases tóxicos y corrosivos. La temperatura de funcionamiento normal de este aislante es de 70° C y de 160º C en cortocircuito y durante no mas de 5 segundos. Los cables en PVC responden a las normas IRAM 2178, 2268 y NM 247-3, a la norma IEC 60502, etc.

Polietileno reticulado (XLPE):

7

Material termoestable (una vez reticulado no se ablanda con el calor) presenta mejores características eléctricas y térmicas que el PVC por lo que se lo utiliza en la construcción de cables de baja, media y alta tensión. La ausencia de halógenos en su composición hace que los gases, producto de su eventual combustión no sean corrosivos. Su termoestabilidad hace que puedan funcionar en forma permanente con temperaturas de 90º C en los conductores y 250º C durante 5 segundos en caso de cortocircuito. Los cables aislados en XLPE responden a las Normas IRAM 2178, IRAM 62266, IEC 60502 o ICEA, para baja y media tensión según corresponda e IRAM 2381, IEC 60 840 para alta tensión o IEC 62067 para muy alta tensión. – Goma etilén-propilénica: Material termoestable con características comparables al XLPE pero más flexible. Su temperatura de funcionamiento es también de 90º C y 250º C durante 5 segundos para el caso de cortocircuitos. Los cables en EPR responden a las Normas IRAM 2178 e IEC 60502 para baja y media tensión. – Mezclas Afumex: Materiales con excelentes características eléctricas que, debido a su composición, en caso de combustión emiten muy pocos humos y cero gases halogenados (tóxicos y corrosivos); por ello se denomina a estos materiales como LOW SMOKE ZERO HALOGEN (LS0H). Los cables aislados con mezclas LS0H responden a la Norma IRAM 62267.

METALES USADOS PARA CONDUCTORES : -

1 - (Aluminio), en caso de protección de elementos sensibles a la humedad como lo es el papel impregnado, (el plomo se ha dejado de usar). 2 – Armadura: fleje de acero o alambres planos en forma helicoidal.

Ejemplos: 1 – Baja tensión: Conductor de Cu

Vaina de PVC 2 – Alta tensión:

1

2

Aislamiento de PVC

3- Fajado de papel 4 aislamiento de papel 1 – Vaina exterior de PVC 2 – Envoltura de aluminio

8

Parámetros de diseño: Tensiones: Según normas europeas. A - Tensión de servicio: es la tensión en las fases (Uf). B – Tensión nominal: (Ul), es la tensión de línea, y es para la cual se diseñó el cable y Uo es la tensión entre fases y la envoltura metálica a tierra. En sistemas trifásicos: U U

U = Uo

Uo

Uo En C. Cont .o monofásica (con fase a tierra) Las distintas normas indican las relaciones entre las tensiones de servicio y nominales y la máxima “U” admisible. En sistemas trifásicos:

tensión Nominal (Kv) Uo/U 0,6/1 3,5/6

-

VDE 0111 Máx. Uadm en servicio permanente Um 1,2 7,2

Tensión Nominal (Kv) Uo 3,5

IEC 183 Máx. Uadm en servicio permanente Um 7,2

tensión Nominal (Kv) Uo 1,1 6,6

BS 77 Máx. Uadm en servicio permanente Um 1,1 7,2

En los casos no indicados la tensión de servicio permanente puede sobrepasar la tensión nominal en:  

en cables con aceite a presión: 10% (máx.). en demás cables: 15% (máx.).

En sistemas trifásicos:

BLINDAJES:

9

Las funciones de los blindajes son muchas, pero fundamentalmente su proposito es el de controlar la tensión en aislacion, confinado completamente el campo eléctrico dentro del aislamiento si la pantalla metalica sobre la aislacion esta conectada a tierra.   Los blindajes generalmente constan de tres componentes básicos. Estos son: Las dos capas semiconductoras (del conductor y de la aislacion) y el blindaje metálico (llamado comúnmente pantalla), que se aplica sobre la capa conductora de la aislacion.  

1

2

3 a

b

c

-La capa semiconductora del conductor (Conductor Shield), asegura un voltaje uniforme sobre el conductor, eliminando la posibilidad que existan voltajes excesivos en los vacíos que quedan entre el conductor y el aislamiento. Además produce una uniforme tensión entre la baja resistencia del conductor y la baja resistencia de la aislacion.   -La capa semiconductora de la aislacion (Insulation Shield), confina el campo eléctrico dentro del cable y proporciona una distribución radial simétrica del voltaje dentro de la aislacion. Esta capa debe tener un intimo contacto con la aislacion y no permitir que se presenten vacíos entre ambas, por que de lo contrario sobrevendrían la ionizacion y se deterioraría el cable.   -El blindaje metálico (pantalla), en general están formados por metales no magnéticos y tienen por finalidad las siguientes funciones:   -Pantalla para fines electrostáticos: son generalmente compuestos por cintas, alambres o pueden ser una cubierta metálica extruida (plomo o aluminio)   -Pantalla para conducir corrientes de falla: dependiendo de las características electricas del sistema, particularmente de las protecciónes del sistema, la pantalla puede requerir una sección mayor para conducir corriente de cortocircuito en condiciones de falla. En este caso se utiliza frecuentemente pantallas formadas por alambres de cobre aplicados helicoidalmente sobre la capa semiconductora del aislamiento, de forma de cumplir con la sección requerida.   -Pantalla neutro: dimensionada adecuadamente para que funcione como neutro, por ejemplo en circuitos residenciales subterraneos.

   Aplicaciones de las pantallas:   La pantalla sobre el conductor es necesaria en cables sobre 2 kV (fase-fase). En el caso de cables mayores de 5 kV ademas se requiere de la capa conductora sobre el aislamiento. Adicionalmente al criterio anterior, la pantalla metálica se debe usar cuando:   a)     El cable esta conectado a una línea aérea. b)     Cuando la condición de instalación hace una tensión desde un medio conductor a uno no-conductor, como por ejemplo:   a)     Desde un ducto metálico a uno no metálico. b)     Desde un terreno húmedo a uno seco. c)     Transición de ambientes secos a húmedos. d)     Ductos anegados o húmedos.

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e)     Cuando se use compuestos, como lubricantes, para el jalado de cables que tengan características conductoras. f) Donde exista la posibilidad que se depositen substancias conductoras en la superficie del cable como sal, cemento, hollín, etc. g)     Donde se pueda presentar problemas de radio interferencia. h)     Donde se involucre la seguridad del personal.   Aterramiento de pantalla metálica: consiste en la conexión de la pantalla metálica al circuito de la tierra, la cual genera los campos simétricos en el aislamiento indicado anteriormente   El aterramiento de la pantalla promueve la seguridad de las personas minimizando potenciales fallas en la superficie exterior del cable y sus accesorios. La pantalla debe operar todo el tiempo, cerca o al potencial de la tierra. La pantalla que no tiene la conexión adecuada es mas peligrosa desde el punto de vista de la seguridad, que el cable sin pantalla, ya que un cable “flotante” puede ocasionar daños al cable. Si el potencial de la pantalla es tal que perfore la cubierta, la descarga resultante producirá calor y quemaduras en el cable.   ORDEN DE LOS COMPONENTES :

  1-Conductor 2-Capa semiconductora del conductor (Conductor Shield). 3-Aislamiento 4-Cinta semiconductora de la aislamiento (Insulated Shield) 5-Blindaje metalico(Pantalla) 6-Cubierta exterior.   Las pantallas se pueden conectar a tierra en un solo punto o en múltiples puntos. La selección de la modalidad de aterramiento depende de las condiciones del circuito, ya que cada conexión tiene sus ventajas y desventajas.   Aterramiento en un solo extremo: Un mejoramiento de la capacidad de corriente del cable se logra si la pantalla se conecta en un solo extremo, ya que se elimina la circulación de corrientes inducidas a través del circuito pantalla-neutro-tierra. La corriente indicada se debe al campo magnético que genera la corriente que circula por el conductor.  La corriente inducida se debe al campo magnético que genera la corriente que circula por el conductor. Al dejar uno de los extremos abiertos se interrumpe el circuito de circulación de la corriente por la pantalla.   El aterramiento de un solo extremo resultará en un incremento del voltaje a lo largo de la pantalla. El valor de este voltaje creciente es influenciado por el campo electromagnético creado por la corriente que fluye en el conductor y la longitud del cable.   Para mantener el voltaje en el extremo no aterrizado a un valor menor a 25 V, puede ser necesario aterrizaren el punto medio del trazado del cable. También se puede usar interruptores de la pantalla para crear secciones independientes, las cuales son aterrizadas en un solo extremo.   Aterramiento en múltiples puntos: Para mantener el voltaje inducido en la pantalla al mínimo, es práctica común aterrizar la pantalla metálica del aislamiento en cada punto en donde se pueda conectar de manera rápida y segura, tales como en cada unión o término.

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Se debe reconocer que el sistema de aterramiento en múltiples puntos genera circulación de corrientes desde la pantalla a tierra y puede tener un efecto adverso en la capacidad de corriente del cable.   La mayor frecuencia de conexiones de pantalla a tierra reduce la posibilidad de secciones de pantalla “flotantes” y aumenta la probabilidad de una adecuada conexión a tierra de todo el cable instalado.

12

13

- Capacidad de carga: la capacidad de carga de un cable depende de la temperatura máxima admisible del mismo y de las condiciones del ambiente que lo rodea. El calentamiento de los cables lo producen: o Las pérdidas dinámicas (efecto Joule; Icc). o Las pérdidas en envolturas metálicas (solo en C.A.). o Las pérdidas en el dieléctrico (solo en MT y AT). Por lo tanto debe considerarse: A – La resistencia eléctrica y el efecto joule. B – La resistencia térmica. C – La temperatura del conductor y del medio ambiente. D – La clase de tendido. - Los fabricantes indican en catálogo una intensidad admisible para determinadas condiciones de tendido, en cada caso particular se deben aplicar los factores de corrección: Inr = Int x K1 x K2 x K3 x K4 x K5 Donde: Inr = Inominal para condiciones reales de tendido. Int: In de catálogo. K1 a K5: factores de corrección para conductores de cobre y aluminio Donde: K1: factor por temperatura del medio ( tierra para cables subterráneos o aire). K2 : factor por cantidad y proximidad de cables (en canalización o bandejas). K3: factor por tipo y temperatura del suelo. Coeficiente que tiene en cuenta la resistencia térmica del terreno para cables subterráneos ( [t] = ºC*cm/w) (t  70ºC*cm/w). K4: coeficiente de corrección según el tipo de protección subterránea (ladrillo; media caña, caños o directamente enterrados). El factor K1 se puede calcular, para temperaturas distintas de 20ºC para bajo tierra y 30ºC para aire libre, la Iadm es:

Siendo: n + 20 -a (bajo tierra). n + 30 -a (aire libre). Iadm: I admisible máxima. In: I en condiciones normales. 14

n: incremento de temperatura en condiciones normales admisibles (por tablas, adm de catálogo - amb.adm). a: nueva temperatura ambiente. incremento de temperatura a calcular por formula arriba figurante. Especificaciones de cables: Colores de cables: Para la fase R se usa el color marron Para la fase S se emplea el color negro Para la fase T es el color rojo Para el neutro N es el celeste Para tierra : amarillo y verde Capacidad de carga: Iram 2220 aplicaciones VDE 0271, IEC 20-14. - La capacidad de carga de un cable depende de la temperatura máxima admisible del conductor y de las condiciones ambientales para una cómoda disipación del calor. - El cable calienta debido a las pérdidas óhmicas que se producen en el conductor y en las envolturas metálicas en caso de corrientes alternas. - Las pérdidas dieléctricas son prácticamente despreciables (en el polietileno reticulado) en BT y MT. - La eliminación del calor depende de la resistencia térmica interna entre conductor y la superficie el cable y de la transmisión al medio ambiente (la resistencia interna es aproximadamente constante. - En aire: convección y radiación. - En tierra: conducción térmica. La norma IEC 287 es válida para cables o sistemas de cables colocados individualmente y supone condiciones ambientales constantes: Ejemplo: 1 – condiciones propias del cable: a – temperatura máxima permanente: 90ºC. b – Resistividad térmica de los materiales (t): aislante (polietileno reticulado): 350ºC*cm/w; Envoltura externa (PVC): 600ºC*cm/w.

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2 – Condiciones de instalación: a – Aire libre: a.1 – unipolares: Temperatura ambiente: 30ºC. Disposición: tres cables sobre un plano de bandeja en libre aireación.

a.2 – Multipolares: Temperatura ambiente: 30ºC. Disposición: distancias mínimas a pared, techo o piso: 2cm. 2cm. 2cm.

Cables uno al lado el otro: 2d

d

Uno arriba del otro:

b – Cables enterrados (directamente): b.1 – Unipolares:

Tierra 7-9cm

Temperatura suelo: 20°C. Resistividad térmica: 100ºC*cm/w 7cm (un ladrillo)

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b.2 – Multipolares: Un cable individual ídem a b.1. Resumen de condiciones base para la cual se da la Iadm.: -

Temperatura a régimen continuo del conductor: 90ºC. Temperatura terreno: 20ºC. Temperatura aire: 30ºC. Resistividad térmica del terreno: 100ºC*cm/w. Profundidad: 0.7mts. => (1.1Kv); 1m. => (6.6 y 13.2Kv). Separación terna: 7 a 8cm. Como ejemplo se dan las características generales del cable para BT y MT Termolite (Siemens) : Aislamiento: polietileno reticulado (alta estabilidad térmica). Cubierta exterior: PVC. Tensiones nominales: hasta 30Kv. Norma: Iram 2261 (recomendaciones IEC). Conductores: Cu o Al de alta pureza. Usos: bajo tierra, bajo agua, aire, intemperie bandejas, cañerías, etc. Temperaturas: Régimen: 90ºC, en caso de cortocircuito: 250ºC y durante un tiempo de aproximadamente 5seg. Tipos: Secciones de hasta 500mm2 por conductor Cables armados o sin armar. Resistencia mecánica: 6Kg/mm2 (en conductor). Curvado: - Unipolar: 12/15D, Un =1.1Kv. - Multipolar: 9/12D, Un =1.1Kv. Características generales de cables:

Blindaje eléctrico: se usa en MT y AT y se compone de: a – Un compuesto semiconductor: para confinar al campo eléctrico en el interior del cable y lograr un gradiente de potencial radialmente uniforme (va dentro del aislamiento). b – Una segunda capa semiconductora: se coloca sobre la aislamiento y sobre ella una pantalla electrostática (alambres ó cintas de cobre), a fin de proteger contra contactos involuntarios; descarga en caso de averías; de cortocircuito y corrientes capacitivas. - Este blindaje debe conectarse a tierra en ambos extremos. - La forma IRAM 2261 admite hasta 15A como corriente permanente en el blindaje, y de 2000/3000A durante 0.2 Seg. - Cable armado: Consta de una protección mecánica constituida por una trenza de alambres o de flejes de acero helicoidales (para cables subterráneos). Se debe conectar a tierra a intervalos regulares. - Los cables unipolares no llevan armaduras para evitar pérdidas adicionales, en caso de ser necesario, serán amagnéticas. - El neutro se puede construir mediante alambres bajo la vaina exterior.

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Tensiones en los conductores (norma IRAM 2261): Niveles de aislamiento: se establece una relación entre la U red y el aislamiento admisible.

Un (red) [v] 1100 3300 6600 13200

Umax (red)

[v]

1200 3600 7200 14500

33000

36000

(*) Eo(U fase-tierra) [v] 600 2300 (*)3600(I)/5200(II) (*)7200(I)/ 10500(II) 18000

E [v] (Un entre fases) 1000 3000 6000 12000 30000

(*) Eo: Tensión de aislamiento (valor eficaz) a frecuencia industrial entre conductor y tierra (depende del tipo de red y de su tierra). E: Ídem entre dos conductores. Hay dos categorías de redes: I – cuando permanecen luego de la falla menos de una hora de servicio. II – más del tiempo arriba indicado (falla = fase a tierra). Verificación del conductor de a la caída de tensión - La caída de tensión en iluminación no deben ser superior al 3% y en fuerza motriz 5%; en Baja tensión, en alta tensión es de 6 % y 8 % respectivamente, siendo: = UA - UB = UR + UX -

En un sistema trifásico:

UA G Generador

A

I

Línea L (Km.)

UB B

C Carga

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UA UX UB

UR

Siendo Rresistencia a temp. de servicio.

= resistencia en corriente continua. = resistencia adicional (debida a corrientes parásitas en envolturas y a efectos de proximidad).

I

-

En corriente continua:

UB

UA

RB

L (U/2) -

En corriente alterna monofásica:

UB

UA

ZB

- Para sistemas trifásicos: Siendo el circuito estrella equivalente:

UA

Z

UB Z

UA

Z

UB

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- Caída de tensión en un transformador: Ps = potencia suministrada Pn = potencia nominal. y = caída de tensión porcentual en R y X. - Sección económica: cuando el corto y la longitud del conductor lo justifiquen, se debe evaluar la sección nominal: Costo $/año Costos totales Costo de línea Costo de perdidas

q1

q1

qw

q2

Sección (mm2)

qw: sección económica. q1: sección mínima (por cálculo). q2: sección máxima (por catalogo).

Pasos para definir la sección de un conductor : 1 – elección del tipo de conductor y número de conductores en paralelo y condiciones del tendido (temperaturas). 2 – elección del tipo de tendido. 3 – determinar la corriente nominal según cargas y los factores de utilización y simultaneidad. 4 – calcular la corriente admisible en base a los factores k1, k2, k3, k4, k5. 5 – seleccionar del catalogo la sección correspondiente. 6 – verificar resistencia térmica y mecánica en base a las Icc : En forma aproximada la corriente admisible en cortocircuito Iccadm se puede calcular por :

I ccadm = K . S / √ t ( KA) siendo :

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K = densidad de la corriente de cortocircuito admisible según material K Cu = 143 K Al = 94 2

S = sección del conductor en mm t = tiempo duración del cortocircuito en segundos 7 – verificar al caída de tensión, según se alimente fuerza motriz o iluminación en BT o AT : Δu = 2 .I. R. L para corriente continua Δu = 2.I. L .( R cos f + X sen f ) para corriente alterna monofásica Δu = √ 3.I. L .( R cos f + X sen f ) para corriente alterna trifásica 8 – en caso necesario analizar sección económica. ( para distancias y potencias importantes, ver curvas ) EJEMPLOS DE TABLAS PARA CALCULO Y SELECCIÓN : ( Para cables de potencia Termolite de Cimet SA )

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22

23

AISLANTES ELECTRICOS

Los materiales aislantes se agrupan en diferentes clases: Y, A, B, y C con temperaturas limite de 90ºc, 105ºc y 130ºc para las primeras tres clases y sin limite especificado para la clase C. Las clases Y y A cubren varios materiales orgánicos con y sin impregnación respectivamente. Mientras que las clases B y C cubren materiales inorgánicos, respectivamente con y sin aglutinante. Con el advenimiento de materiales nuevos, por ejemplo, los plásticos y las siliconas durante los años 50, se necesitó reorganizar la clasificación de los materiales aislantes. Esto llevo a la IEC -85 (International Electrotechnical Commision) a producir nuevas categorías a saber: Clase Y:     90 º C Papel, algodón, seda, goma natural, Clorido de Polivinilo, sin impregnacion. Clase A:    105 º C Igual a la clase Y pero impregnado, mas nylon. Clase E:     120 º C Polietileno de teraftalato (fibra de terileno, film melinex) triacetato de celulosa Enamel-acetato-polivinilo Clase B:     130 º C Mica, fibra de vidrio (Borosilicato de alumino libre de alcalinos), asbestos bituminizados, baquelita, enamel de poliester. Clase F:     155 º C Como los de la clase B pero con alkyd y resinas basadas en epoxy, poliuretano. Clase H:    180 º C Como los de clase B con algutinante resinoso de siliconas, goma siliconada poliamida aromatica (papel nomex y fibra), film de poliamida (enamel, barniz y film) y enamel de estermida. Clase C:     >180 º C Como la clase B pero con aglutinantes inorgánicos apropiados (Teflon          Mica, Mecanita, Vidrio, Ceramicos, Politetrafluoroetileno).

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