Conductores Eléctricos Características y Aplicaciones CABLES DE ENERGÍA DEFINICIÓN ¿QUÉ ES UN CONDUCTOR ELÉCTRICO? Es un elemento destinado a transmitir energía con la mayor eficiencia, es decir con la menor pérdida posible. 3 www.inpaco.com.py CLASIFICACIÓN DE LOS CABLES ELÉCTRICOS AISLADOS Por su función Por su tensión de servicio Por la naturaleza de sus componentes 4 Por sus aplicaciones específicas www.inpaco.com.py CLASIFICACIÓN DE LOS CABLES ELÉCTRICOS AISLADOS Por su función Cables para el transporte de energía Cables de control y para transmisión de señales codificadas 5 www.inpaco.com.py CLASIFICACIÓN DE LOS CABLES ELÉCTRICOS AISLADOS Por su tensión de servicio De muy baja tensión (menos de 50 V) Baja tensión (más de 50 V y hasta 1 kV) Media tensión (más de kV y hasta 35 kV) Alta tensión (más de 35 kV y hasta 150 kV) Muy alta tensión (más de 150 kV) 6 www.inpaco.com.py CLASIFICACIÓN DE LOS CABLES ELÉCTRICOS AISLADOS Por la naturaleza de sus componentes Con conductores de cobre o aluminio Aislados con plástico, goma o papel impregnado Armados, apantallados, etc 7 www.inpaco.com.py CLASIFICACIÓN DE LOS CABLES ELÉCTRICOS AISLADOS Por sus aplicaciones específicas Para instalaciones interiores en edificios Para redes de distribución de energía, urbanas o rurales De señalización, telefonía, radiofrecuencia, etc. Para minas, construcción naval, ferrocarriles, etc 8 PROYECTO DE CABLES ELÉCTRICOS 9 DESEMPEÑO DE LOS CABLES ELÉCTRICOS 10 SOPORTAR LA CORRIENTE ESPECIFICADA GARANTIZAR LA AISLACIÓN ELÉCTRICA DURANTE SU UTILIZACIÓN SOPORTAR LA CORRIENTE ELÉCTRICA ESPECIFICADA Resistencia eléctrica del conductor adecuada (Norma IEC 60228; Norma Mercosur 280) Material de la aislación y vaina compatibles con la temperatura máxima de operación (Norma IEC 60502-1; NP 2 007 88) 11 12 NORMA IEC 60228 NORMA MERCOSUR 280 Secciones nominales normalizadas de 0,5 mm2 hasta 2 000 mm2 Los diámetros, La cantidad de alambres NORMA IEC 60228 NORMA MERCOSUR 280 Los valores de Resistencia Eléctrica máxima son especificados en W/Km para una temperatura de 20°C. 13 14 Fueron divididos en 5 clases Clases 1 y 2: son para conductores rígidos Clases 4, 5 y 6 son para conductores flexibles 01 02 04 05 06 Clase 1 Clase 2 Clase 4 Clase 5 Clase 6 Conductor Conductor formado por una Conductores flexibles, determina el diámetro máximo formado por 1 cantidad mínima de de los alambres que deben tener el conductor. alambre alambres, son conductores La clase 6 más flexible que la clase 5 y esta más flexible que la clase redondo normal, redondo 4 compactado o conductores sectoriales 15 AISLANTES Termoplásticos Termoestables PVC EPR (Goma) Polietileno HEPR (Caucho de alto LS0H módulo) XLPE (Polietileno Reticulado) 16 PROTECCIONES ELECTROMAGNÉTICAS MECÁNICAS 17 ENVOLTURA (VAINA) Termoplásticos Termoestables PVC EPR (Caucho) LS0H www.inpaco.com.py Ensayos en Cables Aislados establecidos por la Norma IEC 60227-3 y Norma Mercosur 247-3 IDENTIFICACIÓN Y MARCACIÓN INSPECCIÓN VISUAL RESISTENCIA ELÉCTRICA RESISTIVIDAD ELÉCTRICA TENSIÓN ELÉCTRICA 18 www.inpaco.com.py Ensayos en Cables Aislados establecidos por la Norma IEC 60227-3 y Norma Mercosur 247-3 RESISTENCIA DE AISLACIÓN A 20ºC RESISTENCIA DE AISLACIÓN A 70ºC CENTELLAMIENTO CONSTRUCCIÓN DEL CABLE MEDICIÓN DEL ESPESOR DE AISLACIÓN 19 www.inpaco.com.py Ensayos en Cables Aislados establecidos por la Norma IEC 60227-3 y Norma Mercosur 247-3 MEDICIÓN DEL DIÁMETRO EXTERNO (PROMEDIO) ENSAYOS DE TRACCIÓN ANTES Y DESPUÉS DEL ENVEJECIMIENTO – AISLACIÓN ALARGAMIENTO DE CONDUCTOR 20 www.inpaco.com.py Ensayos en Cables Aislados establecidos por la Norma IEC 60227-3 y Norma Mercosur 247-3 DEFORMACIÓN A ALTA TEMPERATURA – AISLACIÓN CHOQUE TÉRMICO – AISLACIÓN ÍNDICE DE OXIGENO PERDIDA DE MASA – AISLACIÓN DOBLADO A BAJA TEMPERATURA – AISLACIÓN 21 www.inpaco.com.py Ensayos en Cables Aislados establecidos por la Norma IEC 60227-3 y Norma Mercosur 247-3 ALARGAMIENTO A BAJA TEMPERATURA – AISLACIÓN ABSORCIÓN DEL AGUA (MÉTODO ELÉCTRICO) – AISLACIÓN QUEMA VERTICAL 22 www.inpaco.com.py Ensayos en Cables de Energía, IEC 60502-1, NP 2 007 88 INSPECCIÓN VISUAL CONSTRUCCIÓN DEL CABLE IDENTIFICACIÓN Y MARCACIÓN RESISTENCIA ELÉCTRICA TENSIÓN ELÉCTRICA 23 www.inpaco.com.py Ensayos en Cables de Energía, IEC 60502-1, NP 2 007 88 TENSIÓN ELÉCTRICA DE LARGA DURACIÓN RESISTENCIA DE AISLACIÓN A TEMPERATURA AMBIENTE RESISTENCIA DE AISLACIÓN A 70ºC RESISTENCIA DE AISLACIÓN A 90ºC 24 www.inpaco.com.py Ensayos en Cables de Energía, IEC 60502-1, NP 2 007 88 TENSIÓN ELÉCTRICA DE LARGA DURACIÓN CENTELLAMIENTO ALARGAMIENTO EN CALIENTE – AISLACIÓN PERDIDA DE MASA - VAINA 25 www.inpaco.com.py Ensayos en Cables de Energía, IEC 60502-1, NP 2 007 88 ENSAYOS DE TRACCIÓN ANTES Y DESPUÉS DEL ENVEJECIMIENTO – AISLACIÓN ENSAYOS DE TRACCIÓN ANTES Y DESPUÉS DEL ENVEJECIMIENTO – VAINA CONTRACCIÓN 26 www.inpaco.com.py Ensayos en Cables de Energía, IEC 60502-1, NP 2 007 88 DEFORMACIÓN A ALTA TEMPERATURA – AISLACIÓN DEFORMACIÓN A ALTA TEMPERATURA – VAINA CHOQUE TÉRMICO – AISLACIÓN CHOQUE TÉRMICO – VAINA 27 www.inpaco.com.py Ensayos en Cables de Energía, IEC 60502-1, NP 2 007 88 DOBLADO A BAJA TEMPERATURA – AISLACIÓN DOBLADO A BAJA TEMPERATURA – VAINA ALARGAMIENTO A BAJA TEMPERATURA – AISLACIÓN ENSAYO DE ENVEJECIMIENTO DEL CABLE COMPLETO 28 www.inpaco.com.py Ensayos en Cables de Energía, IEC 60502-1, NP 2 007 88 RESISTENCIA AL IMPACTO A BAJA TEMPERATURA – VAINA ALARGAMIENTO A BAJA TEMPERATURA – VAINA ÍNDICE DE OXIGENO – AISLACIÓN ÍNDICE DE OXIGENO – VAINA 29 TIPOS DE LINEAS ELÉCTRICAS 30 www.inpaco.com.py 31 www.inpaco.com.py 32 www.inpaco.com.py 33 www.inpaco.com.py 34 www.inpaco.com.py 35 www.inpaco.com.py 36 www.inpaco.com.py 37 www.inpaco.com.py 38 www.inpaco.com.py 39 www.inpaco.com.py 40 www.inpaco.com.py 41 www.inpaco.com.py 42 DIMENSIONAMIENTO CRITERIO Y CAPACIDAD DE CONDUCCIÓN DE CORRIENTE 43 www.inpaco.com.py 44 www.inpaco.com.py 45 www.inpaco.com.py 46 www.inpaco.com.py 47 www.inpaco.com.py 48 www.inpaco.com.py 49 www.inpaco.com.py 50 www.inpaco.com.py 51 www.inpaco.com.py 52 www.inpaco.com.py 53 www.inpaco.com.py 54 CAIDA DE TENSIÓN 55 CONSIDERACIONES La caída de tensión máxima permisible entre la tensión medida en los bornes de salida del medidor y la tensión medida en los bornes de la utilización más lejana, de acuerdo al Reglamento de la ANDE (Norma Paraguaya 2 028 96) es la siguiente: a. Para iluminación en general, hasta 4%. b. Para fuerza motriz y/o calefacción, hasta 5%. Las tablas 13 a 15 nos dan valores de caída de tensión en VOLTIOS POR AMPERIOS POR KILOMETRO, considerando las condiciones más usuales en sistemas monofásicos y trifásicos. UTILIZACION DE TABLAS Para la correcta utilización de las tablas de caída de tensión, se debe seguir los siguientes pasos: 1. Se determina la máxima caída de tensión en la instalación, en VOLTIOS. 2. Se efectúa el producto AMPERIOS x km. 3. Se divide la caída de tensión por AMPERIOS x km. 4. Se busca en la tabla correspondiente al tipo de cable, tipo de sistema (circuito monofásico o trifásico), tipo de instalación y el factor de potencia, el valor igual o inmediatamente inferior al obtenido en (3), encontrándose de esta forma la sección deseada. CABLES PREENSAMBLADOS www.inpaco.com.py 57 www.inpaco.com.py 58 Capacidad de conducción de corriente: criterios de cálculos y tablas 1- Introducción Para el cálculo de capacidad de conducción de corriente fue utilizada la ABNT NBR 11301 2- Condiciones utilizadas en los cálculos Carga equilibrada Material conductor; cobre o aluminio Material de cobertura: PE/XLPE Intensidad de radiación solar: 1000 [W/m²] Temperatura ambiente: 30[°C] y 40 [°C] Resistividad de la cobertura: 3,5 [mK°/W] Coeficiente de absorción del material de cobertura: 0,4 3- Tablas de capacidad de conducción de corriente Ver tablas 1 a 3 Referencia: ABNT NBR 8182:2011 59 www.inpaco.com.py 60 www.inpaco.com.py 61 www.inpaco.com.py 62 63 ENSAYOS Inspección Visual Ensayos De Tracción Antes Y Después Del Envejecimiento Construcción Del Cable Alargamiento En Caliente – Aislación Xlpe Identificación Y Marcación Resistencia De Aislación A La Máxima Temperatura Del Identificación De Las Venas Aislamiento Paso De Reunión De Los Conductores Resistencia Eléctrica Tensión Eléctrica Ensayo De Envejecimiento Con El Conductor – Aislación Xlpe Resistencia De Aislación A Temperatura Ambiente Ensayo De Envejecimiento En Estufa Seguido Del Ensayo Centellamiento De Doblado – Aislación Xlpe Tensión Eléctrica De Larga Duración Contracción ENSAYOS Determinación Del Contenido De Negro De Humo Absorción Del Agua 64 SECCIONES PADRONIZADAS La Escala AWG AWG: AMERICAN WIRE GAUGE – CALIBRE AMERICANO TOMA EL N° 0 Y A PARTIR DE AHÍ VA AUMENTANDO EN NÚMERO PERO DISMINUYENDO EN DIÁMETRO. EL 0 CORRESPONDE A UN DIÁMETRO DE 8,252 MM A PARTIR DE AHÍ VA DISMINUYENDO POR UN FACTOR DE 1,1229 8,252/1,1229 = 7,348 7,349/,1,1229 = 6,544 66 MCM SE TOMA QUE 1 CIRCULAR MIL (CM), CORRESPONDE A UN ALAMBRE DE DIÁMETRO = 1/1000 PULGADAS, QUE ES IGUAL A 0,0254 MM EL ÁREA DE ESE ALAMBRE ES 0,0005067 MM2 1 MCM = 1000 CM = 0,5067 MM2 300 MCM = 152 MM2 67 La Escala AWG/MCM Y La Escala Milimétrica LA ESCALA AWG / MCM TOMA LA DIMENSIÓN COMO REFERENCIA. LA ESCALA MILIMÉTRICA TOMA COMO REFERENCIA CANTIDAD MÍNIMA DE ALAMBRES, DIÁMETRO MÁXIMO DE ALAMBRES Y EL VALOR DE LA RESISTENCIA ELÉCTRICA 68 Calibres normalizados 69 Calibres normalizados 70 Calibres normalizados 71 Calibres normalizados 72 NORMA BOLIVIANA NB www.inpaco.com.py 5.3 Selección de conductores La determinación del calibre de un alimentador debe efectuarse en función a la tensión de la red de distribución y a los siguientes criterios: Capacidad térmica de conducción y tipo de aislamiento Máxima caída de tensión Máxima corriente de cortocircuito 74 www.inpaco.com.py 5.3 Selección de conductores La sección nominal de los conductores debe seleccionarse en forma preliminar de acuerdo al primer criterio, tomando en cuenta todos los factores de corrección que sean pertinentes, debiendo verificarse la caída de tensión en los rangos establecidos. Para instalaciones con transformador propio debe considerarse la máxima corriente de cortocircuito de los circuitos La tabla 5.1 muestra los calibres normalizados de los conductores, calibre en mm² o mediante la galga americana AWG Todos los conductores utilizados para los alimentadores deben cumplir con lo especificado en el putno 5.4 de esta norma. 75 www.inpaco.com.py 5.3.1 Capacidad térmica de conducción Los conductores deben tener una capacidad de conducción no menor a la máxima corriente a ser atendida En la selección del conductor por capacidad de conducción se deben considerar los siguientes factores: Temperatura ambiente Tipo de aislante y temperatura máxima admitida por aislante Tipo de instalación de los conductores y número de conductores agrupados 76 www.inpaco.com.py 5.1 Calibres normalizados 77 www.inpaco.com.py 5.3.2 Máxima corriente de cortocircuito en conductores La máxima corriente de cortocircuito que soporta un conductor se debe calcular con la siguiente expresión: 𝑰𝒄𝒄 = 𝟎, 𝟑𝟒𝑨 Donde: 𝒕 𝟐𝟑𝟒 + 𝑻𝒇 ∗ 𝐥𝐨𝐠 𝟐𝟑𝟒 + 𝑻𝒊 A: sección del conductor en mm² t: tiempo de duración de la falla en s Tf: temperatura máxima admisible del conductor en régimen de cortocircuito en °C Ti: temperatura máxima admisible del conductor en régimen normal de operación en °C Icc: máxima corriente de cortocircuito en kA 78 www.inpaco.com.py 5.3.3 Caída de tensión La máxima caída de tensión permitida en un alimentador principal debe ser del 2%, este valor será calculado considerando las cargas que funcionen simultáneamente. El valor límite de la caída de tensión en cada uno de los circuitos podrá compensarse entre el alimentador y los circuitos derivados de las cargas y no sobrepasar los valores determinados. 79 www.inpaco.com.py 5.4 Características de los Conductores El tipo de conductor a utilizarse, preferentemente será el designado como conductor enhebrado en sus diferentes tipos (formado por varios alambres iguales de sección menor, comúnmente llamado cable). El uso de conductor designado como alambre (sección circular sólida única), será de uso alternativo para secciones de 2,5mm², 4mm², y 6mm² (calibre AWG No. 14, 12 y 10) 80 www.inpaco.com.py 5.5 Factores De Corrección De Agrupamiento 5.6 Conductor Neutro 81 www.inpaco.com.py 82 Gracias Juan.denis@inpaco.com.py Steven.healy@inpaco.com.py
