CONDUCTORES ELÉCTRICOS

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1 CONDUCTORES ELÉCTRICOS

2 CONDUCTOR ELÉCTRICO Cuerpo capas de conducir o transmitir la energía eléctrica. Este puede ser alambre (formado por una sola hebra) o cable (formado por varias hebras retorcidas entre sí). Los materiales más empleados en la fabricación de los conductores eléctricos son el Cobre y el Aluminio.

3 MATERIAL DE CONDUCTORES
El cobre electrolítico recocido desnudo es el material tradicional y el más utilizado para los conductores de potencia, comando e instrumentación electrónica. Su calidad responde a los requisitos establecidos por normas nacionales e internacionales como IEC 25, etc. Los conductores pueden fabricarse con cobre electrolítico recocido estañado para mejorar la soldabilidad y/o resistencia química.

4 CALCULO DE SECCIÓN DE UN CONDUCTOR
Se denomina sección de un conductor al área en mm2 de todos los alambres que lo componen y se calcula de la siguiente manera: N x 3,14 x d2 Sección (mm2) = donde: N = número de alambres que integran el conductor, d = diámetro en milímetros de un alambre de la cuerda.

5 FORMACIÓN DE LOS CONDUCTORES
Según la cantidad de alambres que conforman la cuerda, los conductores pueden ser: Sólidos (clase 1) Cableados (clase 2) Flexibles (clase 4) Flexibles (clase 5) El criterio de selección de la cuerda debe contemplar el grado de flexibilidad necesaria para la instalación y posterior servicio del cable. Las formaciones concéntricas (7 – 19 – 37 – 61 alambres) ofrecen una geometría simétrica que optimiza la aislación del conductor. En las tablas siguientes se indican las dimensiones y valores de resistencia eléctrica de las secciones más usuales en cables de instrumentación, comando y potencia. Sin embargo, otras secciones y formaciones también son posibles. 10mm² - Clase hilo 10mm² - Clase hilos 10mm² - Clase hilos 10mm² - Clase hilos

6 MATERIAL DE AISLACIÓN. Si bien existe una importante variedad de materiales aislantes adecuados para satisfacer aplicaciones especiales, el policloruro de vinilo (PVC) sigue siendo el material aislante más utilizado para cables de baja tensión, por su favorable relación costo/prestaciones. Diversas formulaciones en la composición del PVC permiten destacar algunas de la propiedades y, en consecuencia, mejorar el comportamiento bajo condiciones distintas de las estándares, como, por ejemplo, temperatura de servicio extremas, resistencia a aceites y/o productos químicos, propagación del incendio, etc. Otros materiales termoplásticos o termofijos son igualmente aplicables a cables de instrumentos, comando y potencia en baja tensión, de acuerdo a requisitos particulares de cada instalación.

7 Se denomina material termoplástico a aquel que se ablandará, fluirá o distorsionará apreciablemente cuando sea sometido a suficiente calor y presión. TERMOPLÁSTICOS PVC Policloruro de vinilo LDPE Polietileno de baja densidad HDPE Polietileno de alta densidad PP Polipropileno TPR Caucho termoplástico LSZH Compuesto termoplástico sin halógenos (Low-Smoke Zero-Halogen - Baja emisión de humo, sin halógenos)

8 En cambio, se considera material termofijo (también llamado termoestable) al que, a diferencia del anterior, no cambiará sus características aun cuando sea sometido al calor y presión. TERMOFIJOS XLPE Polietileno reticulado SI Caucho de silicona EPR Caucho etileno propileno XL HFFR Compuesto termoestable libre de halógenos NY Poliamida (Nylon) Como complemento a las aislaciones, para requerimientos especiales, se coloca una cinta separadora entre la cuerda del conductor y la aplicación extrudada del material aislante. Para cables en servicios móviles o torsionables se suele aplicar una cinta envolvente de poliéster o algodón. En el caso de cables resistentes al fuego para cumplir este requerimiento la cuerda es envuelta de manera helicoidal por una cinta de Mica, esta cinta que garantiza el funcionamiento bajo fuego del cable también contribuye  sustancialmente a la aislación de los conductores en servicio normal.

9 SELECCIÓN DE MATERIAL AISLANTE
Para la correcta selección del material aislante más adecuado, deberán tenerse en cuenta los siguientes aspectos: Capacidad dieléctrica Rango de temperatura de servicio (mínima – máxima) Comportamiento frente al fuego Flexibilidad Permeabilidad al agua Resistencia a los hidrocarburos Resistencia a la radiación ultravioleta Emisión de gases tóxicos y/o corrosivos Emisión de humos opacos Estas propiedades están basadas en comportamientos de materiales estándares. Un único compuesto puede no satisfacer ambos extremos del rango de temperatura. Alguna propiedad determinada puede mejorarse con compuestos especiales.

10 BLIDAJES /PANTALLAS Con el uso de sistemas de instrumentación de procesos más sofisticados e instrumentos más sensibles, la reducción del “ruido eléctrico” o interferencia electromagnética captada por los circuitos de instrumentación representa un serio problema para los ingenieros instrumentistas. El blindaje de los cables de interconexión electrónica puede jugar un papel crítico en la performance del conjunto. La configuración del sistema, el tipo de señales transmitidas, la proximidad de la fuente generadora de ruidos y la frecuencia de la onda perturbadora deben tenerse muy en cuenta. Las pantallas encintadas de aluminio-poliéster, cobre-poliéster, cobre o mallas de cobre trenzados de alta densidad son muy buena solución para las bajas frecuencias (hasta 100kHz.). En el rango de las altas frecuencias (superiores a 1MHz.), se logran mejores resultados con pantalla helicoidal de alambre de alambres de cobre, malla de cobre de muy alta densidad o cinta longitudinal de cobre corrugado.

11 BLINDAJE DE CINTA LAMINADA O POLIESTER
Constituido por una cinta laminada de aluminio-poliéster (A) o de cobre- poliéster (K) aplicada en forma de envoltura helicoidal con un solape del 25% y con el metal en continuo contacto con un conductor de drenaje de cobre estañado. Dicho blindaje se aplica, según el diseño del cable, sobre cada conjunto individual (par, terna o cuadrete), quedando aislados entre sí y/o sobre el conjunto de unidades como pantalla general.

12 BLINDAJE DE MALLA DE COBRE
Constituido por una malla trenzada de alambres de cobre rojo (M) o estañado (Ñ) aplicada en forma continua sobre el conductor, multiconductor o multipar, produce un efectivo blindaje contra perturbaciones generadas por campos eléctricos. Su uso es menos frecuente en cables de instrumentación debido a su mayor costo respecto a las cintas de aluminio-poliéster, pero resulta irremplazable cuando la flexibilidad es una condición imprescindible. *Nota: Estas letras identifican el elemento detallado para formar códigos de cables no estándar.

13 BLINDAJE DE FLEJE DE COBRE HELICOIDAL
Consiste en la aplicación de un fleje de cobre dispuesto en forma helicoidal cubriendo el 100% del cable con una superposición adecuada. Proporciona un efectivo blindaje a la vez que una razonable flexibilidad. *Nota: Estas letras identifican el elemento detallado para formar códigos de cables no estándares

14 BLINDAJE LONGITUDINAL DE COBRE CORRUGADO
Consiste en una cinta de cobre conformada sobre el cable a modo de tubo cilíndrico sobre el mismo, con un corrugado transversal que permite el curvado necesario para el montaje. Este tipo de pantalla asegura un valor decreciente de la impedancia de transferencia hasta un valor decreciente de la impedancia de transferencia hasta 1MHz de frecuencia cumpliendo el ensayo indicado en la IRAM 2268 y en la norma francesa HN 33-S-34. *Nota: Estas letras identifican el elemento detallado para formar códigos de cables no estándar.

15 BLINDAJE HELICOIDAL DE ALAMBRE DE COBRE
Consiste en una corona de alambres de cobre electrolítico aplicada uniformemente más una contraespiral de cobre. Protege contra cortocircuitos y asegura la compatibilidad electromagnética EMC. *Nota: Estas letras identifican el elemento detallado para formar códigos de cables no estándar.

16 IMPEDANCIA DE TRANSFERENCIA
Como se señaló al principio el blindaje sirve para reducir la interferencia electromagnética, donde los distintos tipos de blindajes tienen diferentes comportamientos y respuesta. Las interferencias pueden alcanzar a dispositivos sensibles que se encuentran en la misma planta o en inmediaciones provocando fallas en su desempeño habitual. Para evaluar entonces la efectividad de un blindaje existe el método de medición de impedancia de transferencia a diferentes frecuencias. La impedancia de transferencia (Zt) es la relación entre la tensión a circuito abierto, desarrollada entre los conductores internos y el blindaje. A frecuencia nula la Zt coincide con la resistencia del blindaje, pero con el aumento de la frecuencia los valores de Zt cambian. En los casos de los blindajes continuos la impedancia de transferencia disminuye sostenidamente con el aumento de frecuencia. A continuación en el gráfico podemos ver como aumenta la Zt con el crecimiento de la frecuencia, cada una de las curvas representa un tipo de blindaje diferente pero siempre sobre la base de proteger, blindar al mismo cable.

17 IMPEDANCIA DE TRANSFERENCIA
No quedan dudas de que el blindaje con el mejor comportamiento es el de cinta longitudinal de cobre corrugado. La representación del gráfico surge de modelos reales ensayados por Marlew ante un reconocido y prestigioso laboratorio independiente.

18 PRESTACIÓN ELECTRICA Acá analizamos los parámetros que intervienen en la construcción del cable para poder brindar una correcta transmisión de las señales. Los ítems más importantes son: Resistencia eléctrica: Como definición clásica podemos decir que la resistencia eléctrica (Re) es la oposición que ofrece un material (en este caso el cobre de los conductores) al flujo de intensidad de corriente eléctrica con un determinado valor de tensión aplicado. La Re se mide en ohms. Al igual que en los tradicionales cables de potencia e iluminación, es importante conocer el valor de este parámetro, pues sirve de base para la selección correcta de la sección de los conductores teniendo en cuenta la caída de tensión en el circuito, las pérdidas de energía, la corriente admisible, etc. Los circuitos de instrumentación en muchos casos tienen longitudes considerables, lo que hace vital la elección correcta del calibre de los conductores, que está directamente relacionado con la resistencia eléctrica.

19 Torzado (pareado): En todo lo que es transmisión de señales lo primero que se solicita es el uso de cables con conductores formando pares (2 conductores), ternas (3 conductores) o cuadretes (4 conductores). Un par consiste en dos conductores aislados retorcidos con un paso fijo y estable, los cuales forman un bucle o línea de un circuito (ver figura 1). El torzado permite la transmisión de señales balanceadas, pues la interferencia de modo común afecta en menor medida a la información transmitida por un par. También el torzado de los conductores evita la interferencia provocada por “ruido magnético”, el cual puede ser generado por campos magnéticos, radiación de cables de potencia, motores cercanos, transformadores, etc. Al trenzar los conductores sucede que cada uno de ellos atraviesa el campo magnético en espacios iguales soportando de manera alternada los efectos de dicho campo. El efecto o disturbio magnético tiende a anularse cuando la corriente inducida en un anillo se encuentra en dirección opuesta con la del anillo adyacente.

20 Capacidad mutua: Se mide entre el conductor “a” y el conductor “b” que forman el par. Un valor bajo de capacidad mutua minimiza la distorsión de la señal. El valor de capacidad mutua depende de varios factores que hacen a la construcción del cable, a saber: construcción del conductor (sólido, cableado, flexible). Dimensiones del conductor, espesor de aislación y material de aislación, paso de cableado y protección electromagnética (ver figura 2).

21 Blindajes: Concepto:  Resulta esencial considerar el blindaje cuando se trata de la transmisión de señales débiles que pueden ser interferidas o modificadas por perturbaciones electromagnéticas externas. Para ello se utiliza el blindaje general (BG). Cuando se tienen cables constituidos por más de un par o terna, es decir, multipares o multiternas y se quiere proteger la señal de un par respecto de otro contiguo, se utiliza el blindaje individual (BI). Como regla general a seguir podemos decir que: Si un cable multipar lleva señales digitales alcanza con un blindaje general (BG), porque no se produce interferencia entre este tipo de señales (ver figura 3).

22 PRESTACIÓN MECANICA Una vez definido el cable en cuanto al tipo de señales que transmitirá y a las posibles perturbaciones a las que pueda estar sometido, hay que evaluar la posibilidad física de su instalación, analizando las variables a las que puede ser sometido en cuanto su integridad mecánica. A continuación se detallan los principales requisitos: Comportamiento frente al fuego: No propagación del incendio: Este es un requisito en la actualidad para todo cable cuyo propósito es que el cable no se comporte como un transmisor del fuego hacia otras áreas. Para el cumplimiento de este objetivo es primordial utilizar materiales plásticos que permitan al cable cumplir el ensayo de fuego solicitado. Hay diferentes ensayos de fuego los cuales están pensados para diferentes condiciones. Debe ser claramente informado que ensayo de fuego cumple el cable. Resistencia al fuego: En esta condición se busca que el cable siga operando aunbajo fuego directo. Esto es muy solicitado cuando el cable interviene en algún servicio crítico como en el caso de alarmas y manejo de bombas de agua. El cable resistente al fuego además es no propagador de incendio.

23 Protección contra las radiaciones solares:
También conocido como protección a rayos UV (ultravioleta), esto es solicitado cuando el cable estará en servicio a la intemperie y lo que se busca es que las condiciones climáticas no reduzcan la vida útil del cable. Para ello se realiza un ensayo de intemperismo, donde se evalúa que el material de cubierta del cable soporte las condiciones climáticas extremas simulando los rayos del sol, la lluvia y el ambiente húmedo mediante un aparato que genera luz intensa, humedad y spray de agua a intervalos determinados. Protección contra golpes y roedores: Esta protección se solicita cuando los cables pueden estar expuestos a golpes, se usan directamente enterrados y se busca prevenir el daño de un futuro golpe en una excavación o están expuestos en zonas donde abundan roedores que pueden dañar la cubierta y luego las aislaciones de los conductores. En estos casos, la protección se brinda por medio de una armadura de acero galvanizado que puede ser flejes helicoidales, alambres helicoidales o trenza de alambres. En lo que respecta a cables de instrumentación, la armadura más utilizada es la de alambres helicoidales (ver figura 5), por ser la mas robusta y brindar una cobertura superior al 90%. Además, es el tipo de armadura especificada por excelencia en la industria petroquímica.

24 Figura 5

25 VENTAJAS DEL XLPE FENTE AL PVC
Los materiales aislantes son los que definen las características básicas de los cables en cuanto a sus prestaciones eléctricas y mecánicas. Con el objetivo de satisfacer las demandas cada vez mayores del mercado mundial de conductores eléctricos, las industrias han incorporado nuevos materiales dieléctricos aislantes, obtenidos a partir de largos procesos de investigación y desarrollo. El fin ha sido proporcionar conductores aislados que fueran los mejores y más seguros posibles para disponer en diferentes aplicaciones, considerando tanto las cualidades eléctricas y físicas del aislante, que permitan instalar el conductor y ponerlo en servicio en múltiples condiciones ambientales en forma segura y eficiente. Como resultado de este desarrollo, ha surgido el polietileno reticulado (XLPE) o polietileno de cadena cruzada como aislante de conductores eléctricos. El polietileno reticulado parte de un polietileno termoplástico que es vulcanizado o reticulado mediante el empleo de agentes químicos y/o físicos tales como presión, temperatura y vapor, reordenando de este modo las cadenas moleculares del polietileno termoplástico y obteniendo finalmente un polietileno reticulado con cadenas moleculares entrelazadas.

26 Este nuevo material conserva las excelentes propiedades eléctricas que se evidencian en el polietileno termoplástico tales como: alta resistencia dieléctrica y de aislación, baja constate dieléctrica, bajo factor de perdida y resistencia aumentada a la humedad. Dadas sus características eléctricas y mecánicas, el PVC es el material de aislación más popularmente utilizado en conductores eléctricos. El PVC es un material sólido del tipo termoplástico. El XLPE presenta características eléctricas y térmicas altamente mejoradas frente al PVC. Esto se debe a que el XLPE es un material del tipo termoestable. Los materiales termoestables son aquéllos que una vez reticulados no cambiarán sus características sometidos a un aumento de temperatura y presión. La principal ventaja que presentan los cables aislados con XLPE es el aumento de temperatura máxima de servicio (de 70°C a 90°C). Esto permite transportar mayor intensidad de corriente por la misma sección de conductor o transportar el mismo valor de corriente utilizando una sección menor de conductor con el consiguiente beneficio económico. Dentro del catálogo de Marlew, en las secciones de cables de potencia podemos apreciar los valores de intensidad admisible tanto para cables aislados en PVC como XLPE y en consecuencia compararlos para verificar cuánta más corriente se puede transportar con conductores aislados en XLPE.

27 Además, nos permite tener una corriente de cortocircuito más elevada (debido a que este material permite una mayor densidad de corriente) y mayor temperatura (250°C frente a 160°C) que con el PVC. También, normas como la IRAM 2178 especifican para los cables de potencia la posibilidad de operar en sobrecarga hasta una temperatura de 130°C durante determinado tiempo en el total de la vida útil del cable. Esto significa que durante un lapso determinado, un cable aislado en XLPE podrá transportar aún más corriente que la especificada para 90°C. Por último, podemos destacar que el XLPE presenta una resistencia mejorada al contacto con el agua respecto a la prestación del PVC.

28 ACSR / Conductor de aluminio con refuerzo de acero
El ACSR / Conductor de aluminio con refuerzo de acero esta hecho a través Alambre de aluminio, cables de aluminio y usa una línea principal de transmisión de poder. Es la parte de interior del corazón de acero, los cables de aluminio van trenzados alrededor del cable central en forma de espiral y de acuerdo a ciertas reglas. El núcleo de acero se usa para mejorar la fuerza del ACSR. Aplicación Con una estructura sencilla, el Conductor de aluminio con refuerzo de acero es fácil de configurar y mantener, bajos costos en el mercado y alta capacidad de transmisión. El ASCR tiene la ventaja de tener conductibilidad eléctrica de sonido, alta resistencia mecánica, alta capacidad de extensión, etc. La distancia puede ser prolongada. Este, es usado para líneas de transmisión de potencia y con vario niveles de voltaje, los cuales juegan un rol importante in el campo de la transmisión de electricidad.

29 Los conductores tipo ACSR son utilizados como líneas de transmisión en altos voltajes a grandes distancias, y líneas de distribución en circuitos de media y baja tensión en áreas urbanas y rurales, así como alimentación general a empresas y subestacions, con una mayor distancia interpostal.

30 NOTA: Estos datos son aproximados y están sujetos a tolerancias normales de manufactura.

31 AAAC - Conductor de Aleación de Aluminio
Aplicaciones Utilizado normalmente como cable aéreo desnudo para distribución eléctrica primaria y secundaria. Es fabricado usando aleación de aluminio de alta fortaleza propiciando, así, una alta relación resistencia / peso. La aleación de aluminio del cable AAAC ofrece mayor resistencia a la corrosión que el cable ACSR.

32 ACAR - Conductor de Aluminio con Refuerzo de Aleación
Aplicaciones Utilizado normalmente como cable aéreo desnudo para distribución eléctrica primaria y secundaria. Una buena relación resistencia-peso hacen de ACAR un cable recomendable en aplicaciones en las que tanto la corriente máxima que puede soportar el cable (ampacity) como su fortaleza son consideraciones de importancia en el diseño de las líneas de transmisión. Para un peso equivalente, ACAR ofrece mayor fortaleza y ampacity que el cable ACSR

33 AAC - Conductor de Aluminio, Clases AA, A, B, C
Nota: Las clases están relacionadas con el cableado y son un indicativo de la flexibilidad relativa del conductor, siendo AA la menos flexible y C la de mayor flexibilidad. Aplicaciones Clase AA  Conductores normalmente usados en líneas de transmisión aéreas. Clase A  Conductores a ser recubiertos por materiales resistentes al clima y conductores desnudos con alta flexibilidad. Clase B  Conductores a ser aislados con diversos materiales y conductores que requieren mayor flexibilidad. Clase C  Conductores que requieren la más alta flexibilidad.

34 AACSR - Conductor de Aleación de Aluminio con Refuerzo de Acero
Aplicaciones Utilizado normalmente como cable aéreo desnudo para distribución eléctrica primaria y secundaria. El conductor AACSR ofrece una fortaleza óptima para el diseño de líneas de transmisión. El cableado con núcleo variable de acero permite alcanzar la dureza deseada sin sacrificar la corriente máxima que puede soportar el cable (ampacity).

35 ACSR/AW - Conductor de Aluminio con Refuerzo de Acero Aluminizado
Aplicaciones Utilizado normalmente como cable aéreo desnudo para distribución eléctrica primaria y secundaria. El conductor ACSR/AW ofrece las mismas características de fortaleza del ACSR pero la corriente máxima que puede soportar el cable (ampacity) y su resistencia a la corrosión son mayores debido al aluminizado del núcleo de acero. Provee mayor protección en lugares donde las condiciones corrosivas del ambiente son severas.

36 ACSR/TWD - Conductor de Aluminio con Refuerzo de Acero
Aplicaciones El conductor ACSR/TWD es ideal para recablear líneas de transmisión: ofrece el mismo diámetro que ACSR pero una mayor corriente máxima soportada (ampacity). Las estructuras a utilizar deben ser evaluadas cuidadosamente debido al gran peso de este conductor.

37 ACSR/SD - Conductor de Aluminio con Refuerzo de Acero
Aplicaciones Utilizado como cable aéreo desnudo para distribución eléctrica. El conductor ACSR/SD Aluminum Conductor, Steel Reinforced, Self-Damping limita la vibración eólica a niveles adecuados independientemente de la tensión del conductor o la longitud del tramo entre dos torres.

38 ACSR/AE - Conductor de Aluminio con Refuerzo de Acero
Aplicaciones Como su nombre lo indica, el ACSR/AE (Air Expanded) ACSR es un conductor cuyo diámetro ha sido incrementado o "expandido" por espacios de aire entre las capas exteriores de aluminio y el núcleo de acero. 

39 CONDUCTORES DE ALUMINIO AISLADOS
XHHW Aplicaciones El conductor aislado Tipo XHHW está orientado a aplicaciones de cableado de propósito general, en instalaciones aéreas, conduit u otro medio tradicional para servicios, tal como se especifica en el National Electric Code a una temperatura máxima de 90°C en lugares secos y 75°C en localidades húmedas.

40 USE-RHH-RHW Aplicaciones El conductor aislado Tipo USE-RHH-RHW es utilizado para aplicaciones de cableado de propósito general (a una temperatura máxima de 90°C en lugares secos y 75°C en localidades húmedas), en instalaciones aéreas, conduit, u otro medio tradicional para servicios, y para instalaciones subterráneas directas que no excedan los 600 voltios.

41 Service Entrance Cable, Type SE, Style U, 600 Volt
Aplicaciones Orientado para ser utilizado como cable primario para distribución eléctrica desde las casetas de servicio a los medidores de casas y edificios, a una temperatura máxima de 90°C en lugares secos y 75°C en localidades húmedas.

42 Service Entrance Cable, Type SE, Style SER, 600 Volt
Aplicaciones Orientado para ser utilizado para distribución eléctrica desde las casetas de servicio a los medidores de casas y edificios, y en cableado de interiores para suministro a electrodomésticos y otros equipos eléctricos (temperatura máxima de 90°C en lugares secos y 75°C en localidades húmedas).

43 Procedimiento para calcular el calibre de los alimentadores principales de una Instalación Eléctrica Residencial. Existen varios métodos para calcular el calibre de los alimentadores principales de una instalación eléctrica residencial, a saber: Por Corriente, Por Caída de Tensión y Por Resistencia de los Conductores. Puede haber más formas, pero los tres métodos especificados son los más comunes. De los tres métodos señalados el más utilizado es el decorrientes, el cual explicaré a continuación. Método de corrientes para calcular el calibre de los alimentadores principales. Procedimiento. 1. Se determina la CARGA TOTAL de la residencia o casa-habitación de la cual se calculará el calibre de los alimentadores principales. 2. Se aplica la fórmula: I= P/(V*0.9)

44 En donde: I es la corriente que pasará por los conductores (amperes); P es la carga total (Watts); V es el voltaje que llega a la residencia por medio de la acometida (127 Volts-ca para el caso de una instalación que no rebasa los 5,000 Watts); y, 0.9 es el denominado factor de potencia el cual regularmente es del 90% por la combinación de cargas resistivas e inductivas existentes en la instalación eléctrica. 3. Con la I, se determina una Ic (corriente corregida) multiplicándola por un factor de demanda o factor de utilización (f.d.) el cual tiene un valor que varía de la siguiente manera. Primeros 3,000 VA o menos: 100%; 1 De 3,001 a 120,000 VA: 35%; 0.35 A partir de 120,000 VA: 25%; 0.25 En virtud de que el factor de demanda o utilización especificado en la Norma Oficial, varía mucho antes y después de los 3000 Watts, puede utilizarse a cambio uno más acorde de 0.6 o 0.7 correspondiente al 60% y 70% respectivamente… Para calcular la Corriente Corregida simplemente se multiplica la I por el f.d. o sea: Ic=(I)(f.d.)

45 4. Con la Ic se busca el calibre del conductor en las tablas correspondientes, dependiendo de la marca del fabricante y de si estará al aire libre (instalación visible) o en tubo (instalación oculta). Ejemplo. La carga total en una vivienda es de 4,200 Watts, resultado de sumar cargas fijas monofásicas (dispositivos y aparatos eléctricos fijos que funcionan a 127 Volts-ca) y tiene un factor de utilización o de demanda del 70%. Hallar el calibre de los alimentadores principales considerando que la instalación será oculta. Solución. Paso 1. La Potencia total en este caso es de 4,200 Watts. Paso 2. I = 4200/(127*0.9) = Amp. Paso 3. Ic = (36.74)(0.7) = Amp. Paso 4. En las tablas (para conductores CONOFLAM) se busca el calibre apropiado que soporte amperes en la instalación oculta, ahí podremos observar que el calibre #12 puede conducir hasta 25 amperes. Criterios para elección del calibre: seguridad y economía. A. Para un electricista común primero es la economía y luego la seguridad, por lo que utilizaría calibre No. 12. B. Para un técnico electricista primero es la seguridad y después la economía, por lo que aumentaría un calibre a los conductores, evitando con ello también el fenómeno de la caída de tensión. Por lo tanto elegiría el calibre No. 10 que permite conducir hasta 40 Amperes.

46 Ejemplo

47 Cálculo del calibre de los alimentadores principales por el método de Caída de Tensión.
Este método es muy útil sobre todo cuando se trata de grandes instalaciones eléctricas, me refiero a las del tipo Comercial e Industrial, para los casos de instalaciones residenciales comunes con el método de corrientes es suficiente. Si la instalación es monofásica la fórmula a utilizar es: S=(4*L*Ic)/(Vn*e%) mm2 Bifásica: S=(2*L*Ic)/(Vn*e%) mm2 Trifásica: S=(2*L*Ic)/(Vf*e%) mm2 En donde: S se denomina Sección Transversal o Área del conductor. Vn es Voltaje entre Fase y Neutro, 127 Volts. Vf es Voltaje entre Fase y Fase, 220 Volts (Sistemas trifásicos). e% es el Porcentaje de Caída de tensión (no debe ser mayor al 3%)

48 e% = (e)*(100/Vn) Puedes aplicar el siguiente criterio con suficiente aproximación. Si la distancia entre el interruptor principal y el centro de carga es aproximadamente de 40 Mts; entonces e%=1 (no afecta). Si la distancia es mayor de 40 Mts hasta 80 Mts, entonces e%=2. Mayor de 80 Mts. hasta donde alcances el 3% que marca la NOM-001-SEDE-2005 del valor del voltaje que tengas en el Interruptor Principal. e se denomina caída de tensión entre fase y neutro. Ic es la ya conocida Corriente Corregida, para calcularla sigue el mismo procedimiento del método de corrientes en donde: I=P/(Vn*f.p.)Amps, e Ic=I*f.d. Igual puedes considerar un f.p. de 0.9 y un f.d. de 0.7 Ocasionalmente puedes utilizar ambos métodos para realizar el mismo cálculo y por lo regular da el mismo resultado, a veces por caída de tensión resulta mayor el calibre del conductor.

49 Cada policontacto en muros incluye 2 tomas de corriente de 180 Watts cada una. La motobomba es de ¾ H.P., 580 Watts. Las lámparas son de 100 y de 60 Watts (el símbolo mayor representa las de 100 W). Las luminarias ubicadas al centro de la instalación tienen 4 lámparas de 60 Watts cada una. Además debemos incluir 3 arbotantes intemperie colocados al frente del comercio de 150 Watts cada uno, lo que nos da un gran total para la potencia de: 9,130 Watts, resulta pues un sistema Bifásico Aunque el cálculo lo vamos a hacer por el método de Caída de Tensión de todas maneras debemos utilizar el método de Corrientes para conocer la corriente corregida. Por lo tanto, aplicando la fórmula de corrientes para sistemas Bifásicos. I = P/(2*Vn*f.p.) = 9,130/(2*127*0.9) = 39.93 Amp. Ic = I*f.d. = 39.93*0.7 = 27.95 Amp. Este ya es un resultado que nos permite saber el calibre del conductor que va del Interruptor Principal hasta el Centro de Carga. Si quisiéramos concluir ahí el problema, entonces podríamos seleccionar Alambre CONOFLAM* 75ºC (instalación oculta) por lo que de acuerdo a las tablas resultan: 2 conductores, para las Fases Cal. 10 y un conductor Neutro Cal. 8 (un calibre mayor debido a que será común a ambas fases).

50 Pero si continuamos el procedimiento hasta concluirlo por el método de Caída de Tensión haríamos lo siguiente: Aplicando el Teorema de Pitágoras para calcular la distancia en línea recta del Interruptor Principal al centro de Carga queda: Distancia = √ (42+82) = √ (16+64) = √ 80 = 8.94 Mts. Luego utilizando S=(2*L*Ic)/(Vn*e%) para sistemas Bifásicos resulta: S=(2*L*Ic)/(Vn*e%)=((2)(8.94)(27.95)/((127)(1))=3.93 mm² Considerando 3.93 mm² buscando en la tabla correspondiente para Alambre CONOFLAM encontramos que: El calibre 12 tiene 3.31 mm², el 10 tiene 5.26 mm², y el 8 tiene 8.37 mm², por lo tanto el que más se acerca -hacia arriba- es el calibre 10, por lo cual seleccionamos: 2 conductores de alambre CONOFLAM calibre 10 para las fases y uno calibre 8 para el neutro. O sea que… el resultado es el mismo con ambos métodos. Aunque como ya lo dije, muchas veces con el método de caída de tensión resulta un calibre mayor, sobre todo en los casos en los que el método de corrientes arroja resultados ajustados.

51 Ahora bien, ¿de que calibre debe ser el alimentador que va desde el Kilowatthorímetro hasta el Interruptor Principal? Tienes dos opciones al respecto: 1. Ponerlo del mismo calibre de los conductores que van del Interruptor Principal al Centro de Carga, o bien, 2. Aumentar un calibre, en cuyo caso quedarían: 2 Fases en Cal. 8 y un Neutro Cal. 6 ¿Cuál de las dos opciones es la mejor en este caso? Por seguridad la segunda y por economía la primera. Si la distancia entre ambos dispositivos (KWatthorímetro e Interruptor Principal) fuera mayor (aproximadamente unos 20 Mts.) definitivamente tendrías que aumentar un calibre. Siempre, siempre, siempre, debes tener bien presente la distancia que hay de un punto a otro para alimentar con energía eléctrica, si ésta es considerable, habrá caída de tensión.

52 GRACIAS POR SU ATENCIÓN