Dimensionamiento y selección de conductores eléctricos, Esquemas y mapas conceptuales de Ingenieria Eléctrica

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CONDUCTORES

ELÉCTRICOS

• 1. øQUE ES UN CONDUCTOR ELECTRICO? INDICE
  • 1.1 Tipos de cobre para conductores elÈctricos
    • 1.1.1 Cobre de temple duro
    • 1.1.2 Cobre recocido o de temple blando
  • 1.2 Partes que componen los conductores elÈctricos
    • 1.2.1 El alma o elemento conductor
    • 1.2.2 El aislamiento
    • 1.2.3 Las cubiertas protectoras
  • 1.3 ClasificaciÛn de los conductores elÈctricos de acuerdo a su aislaciÛn o n˙mero de hebras
    • 1.3.1 Conductores para distribuciÛn y poder
    • 1.3.2 Cables armados
    • 1.3.3 Cordones
    • 1.3.4 Cables port·tiles
    • 1.3.5 Cables submarinos
    • 1.3.6 Cables navales
  • 1.4 ClasificaciÛn de los conductores elÈctricos de acuerdo a sus condiciones de empleo
    • 1.4.1 Conductores de cobre desnudos
    • 1.4.2 Alambres y cables de cobre con aislaciÛn
• 2 DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES ELECTRICOS
  • elÈctrica 2.1 DaÒos que genera el mal dimensionamiento y mal uso de los conductores en una aislaciÛn
  • 2.2 Capacidad de transporte de los conductores
    • 2.2.1 Factores de correcciÛn a la capacidad de transporte
    • 2.2.1.1 Factores de correcciÛn por cantidad de conductores ì f Nî
    • 2.2.1.2 Factores de correcciÛn por temperatura ambiente
    • 2.2.1.3 Factores de correcciÛn por temperatura
  • 2.3 Dimensionamiento por voltaje de pÈrdida
    • 2.3.1 C·lculo de alimentadores
    • 2.3.1.1 Alimentadores con carga concentrada
    • 2.3.1.2 Alimentadores con carga distribuida
• 3 VERIFICACION DE LAS INSTALACIONES ELECTRICAS
  • 3.1 InspecciÛn de la instalaciÛn elÈctrica
    • 3.1.1 InspecciÛn visual
    • 3.1.2 Mediciones y ensayos de la instalaciÛn
    • 3.1.3 Mediciones de aislaciÛn y puestas en marcha
    • 3.1.3.1 MediciÛn de aislaciÛn
    • 3.1.3.2 MediciÛn de la ìpuesta a tierraî
    • 3.1.3.3 MediciÛn resistencia de pisos
    • 3.1.3.4 Ensayo de polaridades
    • 3.1.3.5 Ensayo de tensiÛn aplicada
    • 3.1.3.6 Ensayos de funcionamiento

1.2. P1.2. P1.2. P1.2. P1.2. Partes que componen los conductores elÈctricosartes que componen los conductores elÈctricosartes que componen los conductores elÈctricosartes que componen los conductores elÈctricosartes que componen los conductores elÈctricos

Estas son tres muy diferenciadas:

ï El alma o elemento conductor.

ï El aislamiento.

ï Las cubiertas protectoras.

1.2.1. El alma o elemento conductor

Se fabrica en cobre y su objetivo es servir de camino a la energÌa elÈctrica desde las centrales generadoras a los

centros de distribuciÛn (subestaciones, redes y empalmes), para alimentar a los diferentes centros de consumo (in-

dustriales, grupos habitacionales, etc.).

De la forma cÛmo estÈ constituida esta alma depende la clasificaciÛn de los conductores elÈctricos. AsÌ tenemos:

ï Seg˙n su constituciÛnSeg˙n su constituciÛnSeg˙n su constituciÛnSeg˙n su constituciÛnSeg˙n su constituciÛn

AlambreAlambreAlambreAlambreAlambre: Conductor elÈctrico cuya alma conductora est· formada por un solo elemento o hilo conductor.

Se emplea en lÌneas aÈreas, como conductor desnudo o aislado, en instalaciones elÈctricas a la intemperie, en

ductos o directamente sobre aisladores.

CableCableCableCableCable: Conductor elÈctrico cuya alma conductora est· formada por una serie de hilos conductores o alambres de

baja secciÛn, lo que le otorga una gran flexibilidad.

ï Seg˙n el n˙mero de conductoresï Seg˙n el n˙mero de conductoresï Seg˙n el n˙mero de conductoresï Seg˙n el n˙mero de conductoresï Seg˙n el n˙mero de conductores

MonoconductorMonoconductorMonoconductorMonoconductorMonoconductor: Conductor elÈctrico con una sola alma conductora, con aislaciÛn y con o sin cubierta protectora.

MulticonductorMulticonductorMulticonductorMulticonductorMulticonductor: Conductor de dos o m·s almas conductoras aisladas entre sÌ, envueltas cada una por su respec-

tiva capa de aislaciÛn y con una o m·s cubiertas protectoras comunes.

1.2.2. El aislamiento

El objetivo de la aislaciÛn en un conductor es evitar que la energÌa elÈctrica que circula por Èl, entre en contacto con

las personas o con objetos, ya sean Èstos ductos, artefactos u otros elementos que forman parte de una instalaciÛn. Del

mismo modo, la aislaciÛn debe evitar que conductores de distinto voltaje puedan hacer contacto entre sÌ.

Los materiales aislantes usados desde sus inicios han sido sustancias polimÈricas, que en quÌmica se definen como

un material o cuerpo quÌmico formado por la uniÛn de muchas molÈculas idÈnticas, para formar una nueva molÈcula

m·s gruesa.

Antiguamente los aislantes fueron de origen natural, gutapercha y papel. Posteriormente la tecnologÌa los cambiÛ

por aislantes artificiales actuales de uso com˙n en la fabricaciÛn de conductores elÈctricos.

Los diferentes tipos de aislaciÛn de los conductores est·n dados por su comportamiento tÈcnico y mec·nico,

considerando el medio ambiente y las condiciones de canalizaciÛn a que se ver·n sometidos los conductores que ellos

protegen, resistencia a los agentes quÌmicos, a los rayos solares, a la humedad, a altas temperaturas, llamas, etc. Entre

los materiales usados para la aislaciÛn de conductores podemos mencionar el PVC o cloruro de polivinilo, el polietileno

o PE, el caucho, la goma, el neoprÈn y el nylon.

Si el diseÒo del conductor no consulta otro tipo de protecciÛn se le denomina aislaciÛn integral, porque el aisla-

miento cumple su funciÛn y la de revestimiento a la vez.

Cuando los conductores tienen otra protecciÛn polimÈrica sobre la aislaciÛn, esta ˙ltima se llama revestimiento,

chaqueta o cubierta.

1.2.3. Las cubiertas protectoras

El objetivo fundamental de esta parte de un conductor es proteger la integridad de la aislaciÛn y del alma conduc-

tora contra daÒos mec·nicos, tales como raspaduras, golpes, etc.

Si las protecciones mec·nicas son de acero, latÛn u otro material resistente, a Èsta se le denomina ´armaduraª La

´armaduraª puede ser de cinta, alambre o alambres trenzados.

Los conductores tambiÈn pueden estar dotados de una protecciÛn de tipo elÈctrico formado por cintas de aluminio

o cobre. En el caso que la protecciÛn, en vez de cinta estÈ constituida por alambres de cobre, se le denomina ´pantallaª

o ´blindajeª.

1.3. ClasificaciÛn de los conductores elÈctricos de acuerdo a su aislaciÛn o n˙mero de hebras1.3. ClasificaciÛn de los conductores elÈctricos de acuerdo a su aislaciÛn o n˙mero de hebras1.3. ClasificaciÛn de los conductores elÈctricos de acuerdo a su aislaciÛn o n˙mero de hebras1.3. ClasificaciÛn de los conductores elÈctricos de acuerdo a su aislaciÛn o n˙mero de hebras1.3. ClasificaciÛn de los conductores elÈctricos de acuerdo a su aislaciÛn o n˙mero de hebras

La parte m·s importante de un sistema de alimentaciÛn elÈctrica est· constituida por conductores.

Al proyectar un sistema, ya sea de poder; de control o de informaciÛn, deben respetarse ciertos par·metros im-

prescindibles para la especificaciÛn de la cablerÌa.

ï Voltaje del sistema, tipo (CC o CA), fases y neutro, sistema de potencia, punto central aterramiento.

ï Corriente o potencia a suministrar.

ï Temperatura de servicio, temperatura ambiente y resistividad tÈrmica de alrededores.

ï Tipo de instalaciÛn, dimensiones (profundidad, radios de curvatura, distancia entre vanos, etc.).

ï Sobrecargas o cargas intermitentes.

ï Tipo de aislaciÛn.

ï Cubierta protectora.

Alma conductora Aislante Cubierta protectora

1.3.6. Cables navales:

ï Cables (N 0 de hebras: 3 a 37).

ï TensiÛn de servicio: 750 volts.

ï Uso: diseÒados para ser instalados en barcos en circuitos de poder, distribuciÛn y alumbrado.

ï Tendido fijo.

Dentro de la gama de alambres y cables que se fabrican en el paÌs, existen otros tipos, destinados a diferentes usos

industriales, como los cables telefÛnicos, los alambres magnÈticos esmaltados para uso en la industria electrÛnica y en

el embobinado de partidas y motores de tracciÛn, los cables para conexiones automotrices a baterÌas y motores de

arranque, los cables para parlantes y el alambre para timbres.

1.4. ClasificaciÛn de los conductores elÈctricos de acuerdo a sus condiciones de empleo1.4. ClasificaciÛn de los conductores elÈctricos de acuerdo a sus condiciones de empleo1.4. ClasificaciÛn de los conductores elÈctricos de acuerdo a sus condiciones de empleo1.4. ClasificaciÛn de los conductores elÈctricos de acuerdo a sus condiciones de empleo1.4. ClasificaciÛn de los conductores elÈctricos de acuerdo a sus condiciones de empleo

Para tendidos elÈctricos de alta y baja tensiÛn, existen en nuestro paÌs diversos tipos de conductores de cobre,

desnudos y aislados, diseÒados para responder a distintas necesidades de conducciÛn y a las caracterÌsticas del medio

en que la instalaciÛn prestar· sus servicios.

La selecciÛn de un conductor se har· considerando que debe asegurarse una suficiente capacidad de transporte de

corriente, una adecuada capacidad de soportar corrientes de cortocircuito, una adecuada resistencia mec·nica y un

comportamiento apropiado a las condiciones ambientales en que operar·.

1.4.1. Conductores de cobre desnudos

Estos son alambres o cables y son utilizados para:

ï LÌneas aÈreas de redes urbanas y suburbanas.

ï Tendidos aÈreos de alta tensiÛn a la intemperie.

ï LÌneas aÈreas de contacto para ferrocarriles y trolley-buses.

1.4.2. Alambres y cables de cobre con aislaciÛn

Estos son utilizados en:

ï LÌneas aÈreas de distribuciÛn y poder, empalmes, etc.

ï Instalaciones interiores de fuerza motriz y alumbrado, ubicadas en ambientes de distintas naturaleza y con

diferentes tipos de canalizaciÛn.

ï Tendidos aÈreos en faenas mineras (tronadura, gr˙as, perforadoras, etc.).

ï Tendidos directamente bajo tierra, bandejas o ductos.

ï Minas subterr·neas para piques y galerÌas.

ï Control y comando de circuitos elÈctricos (subestaciones, industriales, etc.).

ï Tendidos elÈctricos en zonas de hornos y altas temperaturas.

ï Tendidos elÈctricos bajo el agua (cable submarino) y en barcos (conductores navales).

ï Otros que requieren condiciones de seguridad.

Ante la imposibilidad de insertar en este folleto la totalidad de las tablas que existen, con las caracterÌsticas

tÈcnicas y las condiciones de uso de los conductores de cobre, tanto desnudos como aislados, entregamos a modo de

ejemplo algunas de las m·s usadas por los profesionales, tÈcnicos y especialistas. Se recomienda solicitar a los

productores y fabricantes las especificaciones, para contar con la informaciÛn necesaria para los proyectos elÈctricos.

TTTTTipo de AislaciÛnipo de AislaciÛnipo de AislaciÛnipo de AislaciÛnipo de AislaciÛn DesignaciÛnDesignaciÛnDesignaciÛnDesignaciÛnDesignaciÛn T∫ Max. deT∫ Max. deT∫ Max. deT∫ Max. deT∫ Max. de TTTTTensiÛn Max.ensiÛn Max.ensiÛn Max.ensiÛn Max.ensiÛn Max. Condiciones de EmpleoCondiciones de EmpleoCondiciones de EmpleoCondiciones de EmpleoCondiciones de Empleo Servicio. ∫CServicio. ∫CServicio. ∫CServicio. ∫CServicio. ∫C de Servicio.de Servicio.de Servicio.de Servicio.de Servicio. V (ca)V (ca)V (ca)V (ca)V (ca)

Monoconductor T 60 600 En Interiores con ambiente seco, colocaciones con aislaciÛn de PVC. dentro de tubos embutidos o sobrepuestos o directamente sobre aisladores.

Monoconductor con THW (1) 60 600 Id. T pero para ambiente seco o h˙medo y aislaciÛn de PVC mayor temperatura. resistentes a la humedad.

Monoconductor con aislaciÛn de PVC y cubierta de un Nylon THHN 75 600 Id. THW, y para utilizarse en ambientes en que resistente a la humedad, se manipulen lubricantes y combustibles. mayor temperatura, a los lubricantes y combustibles.

Multiconductor: Para instalar en recintos secos y h˙medos a la aislaciÛn y TN-60 60 600 interperie, sin exponerse a rayos solares en chaqueta de PVC. canaletas directamente enterradas en el suelo y bajo el agua con protecciÛn adicional cuando estÈ expuesto a posibles daÒos mec·nicos.

Multiconductor con aislaciÛn de PVC resistente a TN-75 75 600 Id. TN-60 con mayor temperatura. mayor temperatura.

Cable multiconductor con aislaciÛn de PVC resistente a TN-90 90 600 Id. TN-75 con mayor temperatura. mayores temperatura.

Monoconductor con Ambiente h˙medo u corrosivo sobrepuesto en aislaciÛn de canaletas, instalaciones subterr·neas en ductos, polietileno y TTU (1) 75 600 directamente bajo tierra, en agua y a la chaqueta de PVC PT interperie sin exponerse a los rayos solares.

TTTTTABLA 1ABLA 1ABLA 1ABLA 1ABLA 1

CONDICIONES DE USO PCONDICIONES DE USO PCONDICIONES DE USO PCONDICIONES DE USO PCONDICIONES DE USO PARA CONDUCTORES AISLADOS CON SECCIONES METRICASARA CONDUCTORES AISLADOS CON SECCIONES METRICASARA CONDUCTORES AISLADOS CON SECCIONES METRICASARA CONDUCTORES AISLADOS CON SECCIONES METRICASARA CONDUCTORES AISLADOS CON SECCIONES METRICAS

(F(F(F(F(FabricaciÛn seg˙n Normas VDE)abricaciÛn seg˙n Normas VDE)abricaciÛn seg˙n Normas VDE)abricaciÛn seg˙n Normas VDE)abricaciÛn seg˙n Normas VDE)

TTTTTipo de AislaciÛnipo de AislaciÛnipo de AislaciÛnipo de AislaciÛnipo de AislaciÛn DesignaciÛnDesignaciÛnDesignaciÛnDesignaciÛnDesignaciÛn TTTTTemperaturaemperaturaemperaturaemperaturaemperatura TTTTTensiÛn deensiÛn deensiÛn deensiÛn deensiÛn de Condiciones de EmpleoCondiciones de EmpleoCondiciones de EmpleoCondiciones de EmpleoCondiciones de Empleo de Servicio. ∫Cde Servicio. ∫Cde Servicio. ∫Cde Servicio. ∫Cde Servicio. ∫C Servicio Max.Servicio Max.Servicio Max.Servicio Max.Servicio Max. (T(T(T(T(Tendido Fendido Fendido Fendido Fendido Fijo)ijo)ijo)ijo)ijo) AdmisibleAdmisibleAdmisibleAdmisibleAdmisible Respecto A TRespecto A TRespecto A TRespecto A TRespecto A Tierraierraierraierraierra

Monoconductor NYA 70 660 V ca Instalaciones interiores de ambiente de aislaciÛn PVC 750 V cc seco colocado dentro de tubos embutidos sobrepuestos o directamente sobre aisladores.

Monoconductor NSYA 70 660 V ca En recintos h˙medos y a la interperie sobre especial 750 V cc aisladores, en lÌneas de entrada a viviendas aislaciÛn PVC situado fuera del alcance de la mano, tendido fijo protegido en alimentaciÛn a m·quinas, herramientas y similares o adosados a las mismas.

Cables NYC (1) 70 660 V ca para instalar en recintos secos y h˙medos a la Multiconductor 750 V cc interperie sin exponerse a rayos solares, aislaciÛn y en canaletas directamente enterrado en el suelo chaqueta de PVC y bajo el agua, con protecciÛn adicional cuando esta expuesta a posibles daÒos mec·nicos.

Cables planos TPS, Para instalaciones bajo techo, embutidos, a la vista multiconductor NYIF 70 660 V ca u ocultos, en ning˙n caso podr·n apoyarse sobre Res. aislaciÛn y NYIFY 70 750 C cc material combustible chaqueta de PVC

TTTTTABLA 2ABLA 2ABLA 2ABLA 2ABLA 2

CONDICIONES DE USO DE LSO CONDUCTORES AISLADOS CON SECCIONES AWGCONDICIONES DE USO DE LSO CONDUCTORES AISLADOS CON SECCIONES AWGCONDICIONES DE USO DE LSO CONDUCTORES AISLADOS CON SECCIONES AWGCONDICIONES DE USO DE LSO CONDUCTORES AISLADOS CON SECCIONES AWGCONDICIONES DE USO DE LSO CONDUCTORES AISLADOS CON SECCIONES AWG

(F(F(F(F(Fabricados seg˙n Normas UL Û IPCEA)abricados seg˙n Normas UL Û IPCEA)abricados seg˙n Normas UL Û IPCEA)abricados seg˙n Normas UL Û IPCEA)abricados seg˙n Normas UL Û IPCEA)

2. DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES ELECTRICOS

Es frecuente que las instalaciones elÈctricas presenten problemas originados por la mala calidad de la energÌa.

ï Variaciones de voltaje.

ï Variaciones de frecuencia.

ï SeÒal de tensiÛn con altos contenidos de impurezas.

ï etc.

Estos efectos producen un funcionamiento irregular en los equipos elÈctricos y generan pÈrdidas de energÌa por

calentamiento de los mismos y de sus conductores de alimentaciÛn.

La norma ANSI/IEEE C57.110-1986, recomienda que los equipos de potencia que deben alimentar cargas no

lineales (computadoras ), operen a no m·s de un 80% de su potencia nominal. Es decir, los sistemas deben calcularse

para una potencia del orden del 120% de la potencia de trabajo en rÈgimen efectivo.

Como se puede apreciar; el correcto dimensionamiento de conductores elÈctricos tiene una importancia decisiva

en la oper·ciÛn eficiente y segura de los sistemas.

2.1. DaÒos que genera el mal dimensionamiento y mal uso de los2.1. DaÒos que genera el mal dimensionamiento y mal uso de los2.1. DaÒos que genera el mal dimensionamiento y mal uso de los2.1. DaÒos que genera el mal dimensionamiento y mal uso de los2.1. DaÒos que genera el mal dimensionamiento y mal uso de los

conductores en una instalaciÛn elÈctricaconductores en una instalaciÛn elÈctricaconductores en una instalaciÛn elÈctricaconductores en una instalaciÛn elÈctricaconductores en una instalaciÛn elÈctrica

ï Cortes de suministro.

ï Riesgos de incendios.

ï PÈrdidas de energÌa.

2.2. Capacidad de transporte de los conductores2.2. Capacidad de transporte de los conductores2.2. Capacidad de transporte de los conductores2.2. Capacidad de transporte de los conductores2.2. Capacidad de transporte de los conductores

La corriente elÈctrica origina calentamiento en los conductores (efecto Joule: I 2 x R).

El exceso de temperatura genera dos efectos negativos en los aislantes:

ï DisminuciÛn de la resistencia de aislaciÛn.

ï DisminuciÛn de la resistencia mec·nica.

El servicio operativo de la energÌa elÈctrica y su seguridad dependen directamente de la calidad e integridad de las

aislaciones de los conductores.

Las aislaciones deben ser calculadas en relaciÛn a la carga de energÌa elÈctrica que transporten los conductores y

a la secciÛn o di·metro de los mismos.

CaÌdas de tensiÛn

Sobrecalentamiento de las lÌneas (^) Cortos circuitos

Fallas de aislaciÛn a tierra

Las tablas que se presentan a continuaciÛn establecen los limites de corrientes admisibles para conductores de

secciÛn milimÈtricas y AWC, bajo las siguientes condiciones:

Temperatura ambiente : 30∞C

N∞ m·x. de conductores por ducto : 3

2.2.1. Factores de correcciÛn a la capacidad de transporte.

La capacidad de transporte de los conductores est· restringida por su capacidad de disipar la temperatura del

medio que los rodea. Para ello, los aislantes no deben sobrepasar la temperatura de servicio de los conductores.

Para el caso especÌfico de las tablas de conductores consignadas anteriormente, la temperatura ambiente y el

n˙mero de conductores por ducto son un factor relevante en la capacidad de disipaciÛn de la temperatura por parte de

los conductores; a ese efecto se presentan los siguientes factores de correcciÛn de la capacidad de transporte, seg˙n

sea el n˙mero de conductores por ducto superior a 3 y la temperatura ambiente superior a 30 0 C.

Finalmente la capacidad de transporte de los conductores queda consignada a la siguiente expresiÛn:

I = fN x fT x ItI = fN x fT x ItI = fN x fT x ItI = fN x fT x ItI = fN x fT x It (A)(A)(A)(A)(A)

ï IIIII : Corriente admisible corregida (A)

ï fNfNfNfNfN : Factor de correcciÛn por N 0 de conductores.

ï fTfTfTfTfT : Factor de correcciÛn por temperatura.

ï ItItItItIt : Corriente admisible por secciÛn de conductor seg˙n tablas (A).

TTTTTABLA 4ABLA 4ABLA 4ABLA 4ABLA 4

INTENSIDINTENSIDINTENSIDINTENSIDINTENSIDAD DE CORRIENTE ADMISIBLE PAD DE CORRIENTE ADMISIBLE PAD DE CORRIENTE ADMISIBLE PAD DE CORRIENTE ADMISIBLE PARA CONDUCTORES DE COBREAD DE CORRIENTE ADMISIBLE PARA CONDUCTORES DE COBREARA CONDUCTORES DE COBREARA CONDUCTORES DE COBREARA CONDUCTORES DE COBRE

(Secciones A(Secciones A(Secciones A(Secciones A(Secciones AWG)WG)WG)WG)WG)

AISLADOS TEMPERATURA DE SERVICIO: 60∞ 75∞ 90∞C

SECCIONSECCIONSECCIONSECCIONSECCION SECCIONSECCIONSECCIONSECCIONSECCION GRUPO AGRUPO AGRUPO AGRUPO AGRUPO A GRUPO BGRUPO BGRUPO BGRUPO BGRUPO B

TEMPERATEMPERATEMPERATEMPERATEMPERATURA DE SERTURA DE SERTURA DE SERTURA DE SERTURA DE SERVICIOVICIOVICIOVICIOVICIO TEMPERATEMPERATEMPERATEMPERATEMPERATURA DE SERTURA DE SERTURA DE SERTURA DE SERTURA DE SERVICIOVICIOVICIOVICIOVICIO DESNUDODESNUDODESNUDODESNUDODESNUDO

Nominal AWG 60∞C 75∞C 90∞C 60∞C 75∞C 90∞C (mm)^2

Grupo A: hasta 3 conductores en tubo o en cable o directamente enterrados. Grupo B: Conductor simple al aire libre.

250 MCM

300 MCM

350 MCM

400 MCM

500 MCM

600 MCM

700 MCM

750 MCM

800 MCM

900 MCM

1000 MCM

1250 MCM

1500 MCM

1750 MCM

2000 MCM

2.3.2.3.2.3.2.3.2.3. Dimensionamiento por voltaje de pÈrdidaDimensionamiento por voltaje de pÈrdidaDimensionamiento por voltaje de pÈrdidaDimensionamiento por voltaje de pÈrdidaDimensionamiento por voltaje de pÈrdida

Al circular una corriente elÈctrica a travÈs de los conductores de una instalaciÛn; se produce en ellos una caÌda de

tensiÛn que responde a la siguiente expresiÛn:

ïïïïï VpVpVpVpVp : Voltaje de PÈrdida (V)

ïïïïï IIIII : Corriente de Carga (A)

ïïïïï RcRcRcRcRc : Resistencia de los Conductores ()

La resistencia de un conductor elÈctrico, responde a la siguiente expresiÛn, que relaciona sus par·metros

fÌsicos y la naturaleza del material conductor

ïïïïï ρρρρρ : Resistividad especÌfica del conductor (Ohm mm^2 / m)

(pCu=0018(Ohm-mm^2 /m))

ï lllll : Longitud del conductor ( m)

ïïïïï AAAAA : SecciÛn de conductor ( mm^2 )

La expresiÛn para determinar la secciÛn del conductor en funcion del Vp queda finalmente del siguiente modo:

La exigencia con respecto al Vp, establece que la PÈrdida de TensiÛn en la LÌnea no debe exceder a un 3% la

´TensiÛn Nominal de Faseª; siempre y cuando la pÈrdida de voltaje en el punto m·s desfavorable de la instalaciÛn no

exceda a un 5 % de la tensiÛn nominal

2.3.1. C·lculo de alimentadores

Para determinar la secciÛn de los conductores que alimentan a un conjunto de Cargas (Alimentadores ), se procede

seg˙n la siguiente situaciÛn:

2.3.1.1. Alimentadores con Carga Concentrada.

En los Alimentadores con carga concentrada, el centro de carga se sit˙a a una determinada distancia del punto de

Empalme o alimentaciÛn al sistema, tal como se presenta en el esquema:

Vp= I x Rc ( ΩΩΩΩΩ )

2 x ρρρρρ x l

Rc = ( ΩΩΩΩΩ )

A

2 x ρρρρρ x l

A = x I ( mm 2 )

Vp

AlimentaciÛn

Carga

I

Alimentadores Monof·sicos

2 x ρρρρρ x l A = x I ( mm^2 ) Vp

Alimentadores Trif·sicos

ρρρρρ x l A = x I ( mm^2 ) Vp

l

La expresiÛn para determinar la secciÛn del conductor es:

2.3.1.2. Alimentadores con carga distribuida

En caso de que las cargas no se encuentren concentradas en un solo punto, sino distribuidas a lo largo de la lÌnea,

se pueden presentar dos criterios para el Dimensionamiento de la secciÛn del conductor:

ï Criterio de SecciÛn Constante.

ï Criterio de SecciÛn CÛnica.

a) Criterio de secciÛn constantea) Criterio de secciÛn constantea) Criterio de secciÛn constantea) Criterio de secciÛn constantea) Criterio de secciÛn constante

El Dimensionamiento de la SecciÛn de los conductores, resulta ser constante para toda la extensiÛn del Alimenta-

dor; en este caso tendremos:

ï (^) iiiii 1; (^) iiiii 2; (^) iiiii 3; (^) iiiii 4 : Corrientes de rama ( propia de los consumos asociados al Alimentador )(A)

ï LLLLL1; LLLLL2; LLLLL3; LLLLL4 : Longitud de cada uno de los tramos del Alimentador (m)

La expresiÛn de C·lculo resulta ser:

Alimentador Monof·sico 2 x ρρρρρ A = ( Ll x il + L2 x i2 + L3 x i3 + L4 x i4 ) ( mm^2 ) Vp

Alimentador Trif·sico ρρρρρ A = ( Ll x il + L2 x i2 + L3 x i3 + L4 x i4 ) ( mm^2 ) Vp

i 1 i 2 i 3 i 4

L 4

L 3

L 1

L 2

3. VERIFICACION DE LAS INSTALACIONES ELECTRICAS

El control de calidad de una instalaciÛn elÈctrica se denomina supervisiÛn elÈctrica. La supervisiÛn elÈctrica es un

proceso que debe estar presente en todas las fases de la ejecuciÛn de una obra elÈctrica y, especialmente, cuando esta

ha concluido y se entrega para el servicio.

La supervisiÛn elÈctrica es una evaluaciÛn constante de la calidad y seguridad del trabajo realizado.

La seguridad de los usuarios de estas instalaciones y de sus bienes es el producto de un trabajo efectuado con

idoneidad y Ètica profesional. Considerando que muchas etapas de una instalaciÛn sÛlo ser·n conocidas por quienes

la ejecuten, es de vital importancia que la labor tÈcnica sea bien realizada.

Toda instalaciÛn elÈctrica, antes de ser puesta en servicio por el usuario, debe ser inspeccionada y sometida a

diversas pruebas o ensayos, a fin de verificar que ella ha sido bien realizada y cumple con los estudios y especificacio-

nes inherentes al proyecto. Lo mismo es exigido para las extensiones y modificaciones de instalaciones existentes.

3.1. InspecciÛn de la instalaciÛn elÈctrica3.1. InspecciÛn de la instalaciÛn elÈctrica3.1. InspecciÛn de la instalaciÛn elÈctrica3.1. InspecciÛn de la instalaciÛn elÈctrica3.1. InspecciÛn de la instalaciÛn elÈctrica

Los TÈcnicos encargados de la supervisiÛn de las instalaciones elÈctricas, cuando Èstas han finalizado, deber·n

disponer para su labor de toda la documentaciÛn relacionada con la obra elÈctrica, esto es:

ï Planos definitivos de las instalaciones.

ï Esquemas y diagramas elÈctricos.

ï T·blas, caracterÌsticas y especificaciones tÈcnicas

de los componentes de la instalaciÛn.

ï Memoria de c·lculo al proyecto.

ï Elementos de inspecciÛn (escalas, herramientas

e instrumentos para desarrollar las mediciones finales,

como: megger, tester, etc.).

Durante la realizaciÛn de la inspecciÛn y de los ensayos o pruebas a las instalaciones, deben tomarse todas la

precauciones que garanticen la seguridad de las personas encargadas de la supervisiÛn, como asimismo, las que

eviten daÒos al equipamiento y a la propiedad.

3.1.1. InspecciÛn visual

La inspecciÛn de las instalaciones, de ser visual, precede a las pruebas finales y es realizada a travÈs de la inspec-

ciÛn fÌsica de la instalaciÛn, esto es, recorriÈndola desde el punto de empalme hasta el ˙ltimo elemento de cada

circuito de la instalaciÛn.

La inspecciÛn visual permite hacerse una idea globalizada de la instalaciÛn y de las condiciones tÈcnicas de la

ejecuciÛn, revisando los siguientes aspectos:

Elementos de InspecciÛn

Empalme

Punto de empalme:Punto de empalme:Punto de empalme:Punto de empalme:Punto de empalme:

Verificar que se encuentren los conductores, tableros,

cajas y puestas a tierra especificados en el plano elÈctrico.

En este punto se debe verificar adem·s la posiciÛn

de los tableros, que el alambrado sea ordenado,

la ausencia de suciedad y de rebabas en los ductos, etc.

TTTTTableros de protecciÛn:ableros de protecciÛn:ableros de protecciÛn:ableros de protecciÛn:ableros de protecciÛn:

Verificar las condiciones tÈcnicas de:

ï Estructura de la caja: pintura,

terminaciÛn y tamaÒo.

ï UbicaciÛn: altura de montaje, fijaciÛn y presentaciÛn.

ï Componentes: protecciones, alambrado, barras, llegada

y salida de ductos, boquillas, tuercas, etc.

Circuitos:Circuitos:Circuitos:Circuitos:Circuitos:

Al momento de revisarlos se debe verificar:

ï El dimensionamiento de lÌneas: revisar la secciÛn de los conductores.

ï Los ductos: sus di·metros y las llegadas a cajas.

ï Las cajas de derivaciÛn: inspeccionar la continuidad de lÌneas, el estado mec·nico de los conductores, la

uniÛn y aislaciÛn de las conexiones, el espacio libre, el cÛdigo de colores, el estado mec·nico de los ductos y

coplas, la ausencia de rebabas y la limpieza.

ï Las cajas de interruptores y enchufes: el largo de los chicotes, el estado mec·nico de uniÛn al elemento, la

llegada de ductos y la calidad de los dispositivos.

ï Las puestas a tierra: al inspeccionar las puestas a tierra hay que verificar la secciÛn de conductores, el cÛdigo

de colores, la calidad de las uniones a la puesta de tierra, la llegada al tablero, y la uniÛn a las barras de tierra

de servicio y tierra de protecciÛn situadas en el tablero.

En resumen, la inspecciÛn visual y an·lisis de la documentaciÛn entregada, tiene el objetivo de verificar si los

componentes o elementos permanentemente conectados cumplen las siguientes condiciones:

ï Los requisitos de seguridad normalizados por reglamentos legales.

ï Materiales correctamente seleccionados e instalados de acuerdo con

las disposiciones de las Normas correspondientes.

ï Materiales y equipos instalados en buenas

condiciones estructurales, es decir, no daÒados

visiblemente, de modo que puedan funcionar sin falta de la

seguridad necesaria;

ï Medidas de protecciÛn contra choques elÈctricos por contacto

directo e indirecto;

ï Conductores dimensionados adecuadamente y con sus

correspondientes dispositivos de protecciÛn a las sobrecargas;

ï Conductores con sus correspondientes dispositivos de seccionamieno

y de comando;

ï Accesibles para la operaciÛn y mantenciÛn de sus instalaciones y elementos.

Tablero de protecciÛn

InspecciÛn visual

RevisiÛn de circuitos

3.1.3. Mediciones de aislaciÛn y puestas en marcha

3.1.3.1. MediciÛn de aislaciÛn

Entre los materiales hay materiales ´aislantesª y conductores. Los aislantes perfectos no existen. Los conductores

activos de una instalaciÛn elÈctrica (neutro y fases) deben estar unidos entre sÌ y con tierra a travÈs de los aislantes que

los recubren para controlar dicha imperfecciÛn o ´corriente de fugaª. Dicha ´corriente de fugaª se genera cuando se

aplica una tensiÛn entre los conductores por el paso de pequeÒas cantidades de corrientes a travÈs de los aislantes.

La Norma elÈctrica que rige en Chile, establece algunas precisiones sobre los niveles de corriente de fuga permiti-

dos.

Para instalaciones de hasta 100 metros de longitud se acepta que la corriente de fuga en la salida de la protecciÛn

general, entre un conductor activo (fase y neutro) y tierra, o entre los dos conductores activos, no sea superior a 1

miliampere (mA).

Dicho de otro modo, la resistencia que la aislaciÛn opone al paso de la corriente de fuga, o resistencia de aislaciÛn

mÌnima, debe ser:

ï De 300 000 ohms para la instalaciÛn cuya tensiÛn de servicio sea hasta 220 volts.

ï Para instalaciones con tensiÛn de servicio superior a 220 volts, se aceptar· una resistencia de aislaciÛn de

1 000 ohms por cada volt de tensiÛn de servicio, es decir, si la tensiÛn de servicio es de 380 volts, la resisten-

cia de aislaciÛn mÌnima es 380 000 ohms.

Las pruebas o ensayos de aislaciÛn que se deben realizar durante la supervisiÛn elÈctrica, son:

ï AislaciÛn entre cada conductor activo y tierra.

ï AislaciÛn entre conductores activos.

Para hacer ambas mediciones, la instalaciÛn debe estar en las siguientes condiciones:

ï Sin tensiÛn.

ï Ning˙n receptor conectado. Es decir, sin ampolletas en los portal·mparas, sin artefactos conectados a los en-

chufes.

ï Los interruptores que controlan a los receptores deben estar conectados, para continuidad elÈctrica de la ins-

talaciÛn.

Para realizar la prueba de aislaciÛn, se debe contar con un instrumento llamado megger, que mide resistencia de

aislaciÛn. Posee un generador de corriente contÌnua accionado por medio de una manivela, con tensiones de medida

de 500 y 1000 volts.

Para efectuar el ensayo de la medida de resistencia de aislaciÛn, se debe conectar el instrumento a la instalaciÛn tal

como se muestra en la figura, para cada una de las mediciones indicadas anteriormente.

Medidas de aislaciÛn entre conductores activos a tierra

Medidas de aislaciÛn entre conductores activos

3.1.3.2. MediciÛn de la ´puesta a tierraª

La puesta a tierra de protecciÛn debe tener un valor especÌfico, de acuerdo a los requerimientos de las medidas de

seguridad contra tensiones por contactos indirectos.

La mediciones de supervisiÛn elÈctrica, para las protecciones contra contactos indirectos, son dos:

1. Medida de la tierra de protecciÛn.

2. Medida de tierra para la protecciÛn diferencial.

Los objetivos de la ´puesta a tierraª, son:

ï Conducir a tierra (al suelo) todas las corrientes producidas por una falla de aislaciÛn que haya energizado las

carcazas de los equipos elÈctricos.

ï Evitar que en las carcazas met·licas de los equipos elÈctricos aparezcan tensiones que resulten peligrosas

para la vida humana.

ï Permitir que la protecciÛn del circuito (el disyuntor magneto-tÈrmico) despeje la falla en un tiempo no supe-

rior a los 5 segundos.

ï Controlar el nivel de tensiÛn (voltaje) que aparece en 1as carcazas de los equipos elÈctricos ante una falla de

aislaciÛn, para que Èste no alcance valores superiores a las tensiones de seguridad, es decir, 65 volts, en

ambientes secos o de bajo riesgo elÈctrico (habitaciones interiores y secas) y 24 volts, en ambientes h˙medos

o de alto riesgo elÈctrico ( a la interperie, zonas de humedad permanente, baÒos, etc.).

Para efectuar el ensayo de mediciÛn de una puesta a tierra, se deben tener presente las siguientes condiciones

previas:

ï La instalaciÛn debe estar ´desenergizadaª.

ï Se deben retirar las puestas a tierra de la instalaciÛn. Es decir, se debe desconectar la conexiÛn del conductor

de puesta a tierra, con la toma a tierra principal (electrodo o barra copperweld).

ï La mediciÛn se efect˙a utilizando un instrumento especial para la evaluaciÛn de puestas a tierra.

Este instrumento posee tres terminales, los cuales deben ser conectados como lo indica la figura siguiente:

• Uno de los terminales se conecta a la puesta a tierra de la instalciÛn (electro copperweld).
• Los otros dos terminaes se conectan a dos barras pilotos, que se deben clavar en el terreno a distancias

pertinentes.

• Porteriormente, se efect˙a la mediciÛn haciendo girar la manivela del instrumento.
• La aguja indicar· el valor de la resistencia de la puesta a tierra, el que deber· ser igual o menor al valor

calculado con la fÛrmula.

MediciÛn puesta a tierra