LOS CONDUCTORES ELECTRICOS

1. QUE ES UN CONDUCTOR ELECTRICO?

Cuerpos capaces de conducir o transmitir la electricidad. Un conductor elctrico est formado primeramente por el conductor propiamente Puede ser alambre, es decir, una sola hebra o un cable formado por varias hebras o alambres retorcidos entre s. Los materiales ms utilizados son: el cobre y el aluminio. El cobre constituye el elemento principal en la fabricacin de conductores por sus notables ventajas mecnicas y elctricas.

1. QUE ES UN CONDUCTOR ELECTRICO?

El uso depender de sus caracteristicas elctricas (capacidad para transportar la electricidad), mecnicas (resistencia al desgaste, maleabilidad), del uso especfico que se le quiera dar y del costo. El tipo de cobre que se utiliza en la fabricacin de conductores es el cobre electroltico de alta pureza, 99,99%. Dependiendo del uso que se le vaya a dar, este tipo de cobre se presenta en los siguientes grados de dureza o temple: duro, semi duro y blando o recocido.

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Cobre de temple duro:

. Conductividad del 97% respecto a la del cobre puro.

. Resistividad de 0,018 ( x mm 2 ) a 20 C de temperatura.

. Capacidad de ruptura a la carga, oscila entre 37 a 45 kg/mm2.

Por esta razn se utiliza en la fabricacin de conductores desnudos, para lneas areas de transporte de energa elctrica, donde se exige una buena resistencia mecnica.

Tipos de cobre para conductores elctricos

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Tipos de cobre para conductores elctricos

Cobre recocido o de temple blando:

. Conductividad del 100%

. Resistividad de 0,01724 = 1/58(x mm2/m) respecto del cobre puro, tomado este como patrn.

. Carga de ruptura media de 25 kg/mm2.

Como es dctil y flexibe se utiliza en la fabricacin de conductores aislados.

El conductor est identificado en cuanto a su tamao por un calibre, que puede ser milimtrico y expresarse en mm2 o americano y expresarse en AWG o MCM con una equivalencia en mm2.

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Partes que componen el conductor elctrico.

El alma o elemento conductor

SEGN SU CONSTITUCION

Alambre: Formada por un solo elemento o hilo conductor, desnudo o aislado, en instalaciones elctricas a la intemperie, en ductos o directamente sobre aisladores.

Cable: Conductor elctrico cuya alma conductora est formada por una serie de hilos conductores o alambres de baja seccin, lo que le otorga una gran flexibilidad.

Segn el nmero de conductores

Monoconductor: Conductor elctrico con una sola alma conductora, con aislacin y con o sin cubierta protectora.

Multiconductor: Conductor de dos o ms almas conductoras aisladas entre s, envueltas cada una por su respectiva capa de aislacin y con una o ms cubiertas protectoras comunes.

CONDUCTORES ELCTRICOS

Conductor.-Es todo elementos metlico o aleaciones apropiadas capaz de conducir la energa elctrica sin mayores prdidas.

Alambre elctrico.-Es un conductor slido de forma cilndrico, generalmente de metal estirado

Hilo.-Es uno de los alambres que forma un conductor cableado.

Conductor Cableado.-Es un conductor compuesto de un grupo de alambres generalmente torcidos de material cobre, aluminio o aleacin especfica. Le da gran flexibilidad

Cable.- Es un conductor de varios hilos (cable de un conductor) o una combinacin de conductores aislados el uno del otro (cable multiconductor

Cordn.-Es un cable de calibre redondo, flexible y aislado especial, para soportar el uso. Ejemplo: interconexin de equipo, aparatos de medida,vehculos,etc.

Conductor de tierra.-Es un conductor usado para conectar el equipo o el sistema elctrico al electrodo de tierra.

Conductor Cableado Concntrico.- Es el conductor cuyos alambres se encuentran en forma concntrica y aisladas por capas el uno del otro.

Cables de Aluminio desnudo

Cables de Cobre Desnudo

FORMA DE LOS CONDUCTORES ELCTRICOS

Slido Redondo:

Es el conductor de seccin circular de un solo alambre

Cableado Concntrico:

Es el conductor de seccin circular concntrico

Solido cuadrado:

Es el conductor de seccin cuadrada en forma de barras

Solido rectangular:

Es el conductor de seccin rectangular en forma de barras.

Tipo canal:

Es el conductor de seccin en forma de U utilizado como barras.

Tipo Tubo:

Es el conductor de seccin circular utilizado como barras en tableros

Tipo Sectorial:

Es el conductor de seccin cableado sectorial generalmente trifsico

Tipo plancha:

Es el conductor utilizado como base generalmente del polo negativo

CALIBRE DE CONDUCTORES

Definicin.-El calibre es la capacidad de un conductor de conducir corriente elctrica sin alterar o poner en riesgo las condiciones de trabajo del sistema.

Denominacin de los Calibres.-El calibre de los conductores son denominados de acuerdo a Normas:

a.-Norma Americana ( ASA).-El calibre de los conductores viene expresado en nmeros seguido de las siglas AWG (Amrican Wire Gage ). El dimetro y rea del conductor esta dado en pulgadas. La capacidad del conductor aumenta a la medida que disminuye el nmero del calibre.

Ejemplo: Conductor N 14 AWG lleva 15 amperios

Conductor N 12 AWG lleva 20 amperios

Conductor N 4/0 AWG lleva 300 / 195 amp.

El calibre en AWG va desde N 50 hasta el N1, 1/ 0 ....4/0

Tambin existe otra denominacin del calibre denominado Circular Mils o Mil circular Mils

Circular Mils ( CM).- Es una unidad de superficie equivalente al rea de un crculo cuyo dimetro es igual a un milsimo de pulgada.

El calibre del conductor va desde 250 MCM hasta 2000MCM

C.M. = D2 /4 = ( 25.4/1000) 2 mm2 = 0.0005065 mm2

1mm2 = 1975 C.M. 2000 C.M. = 2 M.C.M o sea: 1mm2 = 2 MCM

Ejemplo: Conductor N 350 MCM. lleva 420 / 260 amperios

b. Norma Internacional (ISO).-El calibre del conductor viene expresado en mm2 (rea). El dimetro y el rea del conductor esta dado en milmetros. La capacidad del conductor aumenta a medida que aumenta el numero del calibre.

El calibre del conductor va desde 0.0005 mm2 hasta 1000mm2

Ejemplo : Conductor N 1.5 mm2 lleva 12 amperios

Conductor N 2.5 mm2 lleva 18 amperios

Conductor N 6.0 mm lleva 30 amperios

AISLANTES

Definicin.-Son sustancias consideradas opositores al paso de la corriente elctrica. No existe aislante perfecto o sea toda sustancia siempre deja pasar un cierto nmero de electrones.

Objetivo.-El objetivo del aislamiento en un conductor es evitar que la energa elctrica que circula por l, entre en contacto con las personas o con objetos, ya sean stos ductos, artefactos u otros elementos que forman parte de una instalacin. Del mismo modo, el aislamiento debe evitar que conductores de distinto voltaje puedan hacer contacto entre s.

Materiales empleados como aislantes: porcelana, vidrio, resinas epxicas, papel, algodn (A), goma (U), compuestos termoplsticos (TW, THW, WP), caucho (R), asbesto (A), barniz (B)

ESPECIFICACIONES DE UN CONDUCTOR

Los conductores se especifican con su calibre y el aislante que lleva. El calibre se indica de acuerdo a las normas: AWG ( ASA)

o mm2 (ISO) y el aislamiento mediante letras segn el tipo de aislamiento. Si el conductor es desnudo no lleva indicacin

Ejemplo: N 2.5 mm2 - TW sistema europeo ( ISO) - interior

N 14 AWG - WP sistema europeo (ASA) - exterior

N 2.5 mm2 - NYY sistema europeo (ISO) - subterra

N 2.5 mm2 sistema europeo (ISO) desnudo

CLASIFICACION DE CONDUCTORES

Los conductores se clasifican de acuerdo al uso, resistencia mecnica y niveles de tensin:

De acuerdo al uso

* Conductores para exteriores : desnudos y forrados

* Conductores para interiores : forrados

* Conductores Subterraneo : forrado especial

b. D e acuerdo a su resistencia mecnica

* Conductor de temple blando (en interiores)

* Conductor de temple semi-duro (en exteriores)

* Conductor de temple duro (en exteriores)

De acuerdo a la tensin

* Conductor para baja tensin

*Conductor para media y alta tensin

CALCULO DE CONDUCTORES

Para determinar el calibre de un conductor, primero se realiza el clculo por capacidad trmica y luego se verifica por cada de tensin. Si no cumple con el valor de cada de tensin definida en la norma o cdigo elctrico, se proceder a incrementar el calibre del conductor o incrementar el numero de conductores por lnea.

I. Capacidad Trmica ( Id ).-El diseo por capacidad trmica se realiza calculando la corriente de diseo; mediante el cual se seleccionara en la tabla el calibre del conductor de acuerdo a su aislamiento y condicin de la instalacin.

In = P / V cos x = 3 trifsico x = 1 monofsico

Id = K In K = 1.25

Id = Id / k1 k2 k3 tabla } calibre + aislamiento + R y X

K1= Factor por temperatura K2 = factor por altura K3 = Factor nmero de cables

II. Cada de Tensin (V).-La cada de tensin se calcula mediante

relaciones matemticas y datos encontrados por capacidad trmica

E = (V + I R cos + I X sen )2 + ( I X cos - I R sen )2

A

B

A >>>>>B

E = V + I R cos + I X sen

E V = I R cos + I X sen )

V = I ( R cos + X sen )

V = 2 Id L (r cos + x sen ) ---1

V = 3 Id L (r cos + x sen ) --3

R = R ( 1 + T ) R inicial

= 0.0039 para el cobre a 20

L = longitud del circuito de la I*

X y r en ohmio/ longitud

I

~E

V

I

R

jX

E

v

IX

IR

V

I

V

R

jX