EQUIPO 4Milan Silva Carlos Medina Guerrero Juan Antonio

Clculo de conductores elctricos

INTRODUCCINy En las instalaciones elctricas los conductores son el

medio a travs del cual se unen las fuentes de alimentacin con los receptores, y adems permiten la interconexin para controlar y comunicar dichos receptores. y CALIBRE. Es el grueso del conductor, factor muy importante, pues en funcin del grueso esta su capacidad para conducir corriente

SISTEMAS DE CALIBRACINy Los calibres de los conductores dan una idea de la

seccin o dimetro de los mismos y se designan usando el sistema norteamericano de calibres. y SISTEMA AWG (American wire gage) Los conductores se clasifican segn sea su dimetro en nmeros que van del 36 (0.0050 in) al 4/0 (0.4600 in), existiendo 38 dimensiones entre los dos.

SISTEMA MCM (mil circulars mil)y En la actualidad es mas comn el termino KCM. y Para conductores mas gruesos al 4/0, el calibre se da

en KCM y Un circular mil es el rea de una circunferencia cuyo dimetro es igual a una milsima de pulgada. y El rango de calibres es del 250 al 2000 KCMy TABLA

Para la correcta seleccin de un conductor elctrico deben considerarse varios factores, a saber:y El valor mximo del voltaje que se aplicar y La capacidad de conduccin de corriente elctrica y El valor mximo de la cada de tensin

El clculo del conductor debe efectuarse de dos maneras: por corriente y por cada de tensin. El resultado del clculo que arroje el conductor de mayor seccin transversal ser el que se seleccione.

y Mtodo de corrientes para calcular el calibre de los alimentadores principales. Procedimiento. 1. Se determina la CARGA TOTAL de la residencia o casahabitacin de la cual se calcular el calibre de los alimentadores principales. 2. Se aplica la frmula: I= P/(V*0.9) En donde: I es la corriente que pasar 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 instalacin que no rebasa los 5,000 Watts); y, 0.9 es el denominado factor de potencia el cual regularmente es del 90% por la combinacin de cargas resistivas e inductivas existentes en la instalacin elctrica.

y 3. Con la I, se determina una Ic (corriente corregida)

multiplicndola por un factor de demanda o factor de utilizacin (f.d.) el cual tiene un valor que vara de la siguiente manera. Unidades de vivienda, segn NOM-001-SEDE-Vigente, 220-11 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 utilizacin especificado en la Norma Oficial, vara mucho antes y despus de los 3000 Watts, puede utilizarse a cambio uno ms acorde de 0.6 o 0.7 correspondiente al 60% y 70% respectivamente

y Para calcular la Corriente Corregida simplemente se

multiplica la I por el f.d. o sea: Ic=(I)(f.d.) y 4. Con la Ic se busca el calibre del conductor en las tablas correspondientes, dependiendo de la marca del fabricante y de si estar al aire libre (instalacin visible) o en tubo (instalacin oculta).

y Ejemplo. La carga total en una vivienda es de 4,200 Watts, resultado de sumar cargas fijas monofsicas (dispositivos y aparatos elctricos fijos que funcionan a 127 Volts-ca) y tiene un factor de utilizacin o de demanda del 70%. Hallar el calibre de los alimentadores principales considerando que la instalacin ser oculta. y Solucin. y Paso 1. La Potencia total en este caso es de 4,200 Watts. y Paso 2. I = 4200/(127*0.9) = 36.74 Amp. y Paso 3. Ic = (36.74)(0.7) = 25.72 Amp. y Paso 4. En las tablas (para conductores CONOFLAM) se busca el calibre apropiado que soporte 25.72 amperes en la instalacin oculta, ah podremos observar que el calibre #12 puede conducir hasta 25 amperes.

Clculo del calibre de los alimentadores principales por el mtodo de Cada de Tensin.

y Este mtodo es muy til sobre todo cuando se trata de

grandes instalaciones elctricas, me refiero a las del tipo Comercial e Industrial, para los casos de instalaciones residenciales comunes con el mtodo de corrientes es suficiente.

S=(4*L*Ic)/(Vn*e%) mm2 Bifsica: S=(2*L*Ic)/(Vn*e%) mm2 Trifsica: S=(2*L*Ic)/(Vf*e%) mm2 En donde: S se denomina Seccin Transversal o rea del conductor. Vn es Voltaje entre Fase y Neutro, 127 Volts. Vf es Voltaje entre Fase y Fase, 220 Volts (Sistemas trifsicos). e% es el Porcentaje de Cada de tensin (no debe ser mayor al 3% segn 210-19 NOTA 4 de la NOM-001SEDE-2005), y e% = (e)*(100/Vn)

y Si la instalacin es monofsica la frmula a utilizar es:

y Puedes aplicar el siguiente criterio con suficiente

aproximacin. 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.

y e se denomina cada de tensin entre fase y neutro.

Ic es la ya conocida Corriente Corregida, para calcularla sigue el mismo procedimiento del mtodo 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

y Un ejemplo en una residencia cada policontacto en

muros incluye 2 tomas de corriente de 180 Watts cada una. La motobomba es de H.P., 580 Watts. Las lmparas son de 100 y de 60 Watts (el smbolo mayor representa las de 100 W). Las luminarias ubicadas al centro de la instalacin tienen 4 lmparas de 60 Watts cada una. Adems 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 Bifsico

y Aunque el clculo lo vamos a hacer por el mtodo de

Cada de Tensin de todas maneras debemos utilizar el mtodo de Corrientes para conocer la corriente corregida. Por lo tanto, aplicando la frmula de corrientes para sistemas Bifsicos. y I = P/(2*Vn*f.p.) = 9,130/(2*127*0.9) = 39.93 Amp. y Ic = I*f.d. = 39.93*0.7 = 27.95 Amp.

y Clculo por corriente y Formulas a emplearse: y y

Sistema

Clculo por cada de tensin 4LI S = ---------En e% 2LI S = ---------En e% 2x1.732 LI S = ----------Ef e%

VA I = --------En VA I = ------2 En VA I = ------------1.732 Ef

1F - 2H 1F - 3H

y

3F - 3H

y Donde: I corriente elctrica en Amperes

VA potencia aparente en Voltamperes de la carga En voltaje de fase a neutro en Voltios S seccin transversal del conductor en mm2 L longitud del circuito considerado en metros Ef voltaje entre fases en Voltios e% cada de tensin en porciento

CAIDA DE TENSION

CAIDAD DE TENSIONy LLAMAMOS CADA DE TENSIN DE UN

CONDUCTOR A LA DIFERENCIA DE POTENCIAL QUE EXISTE ENTRE LOS EXTREMOS DEL MISMO. ESTE VALOR SE MIDE EN VOLTIOS Y REPRESENTA EL GASTO DE FUERZA QUE IMPLICA EL PASO DE LA CORRIENTE POR ESE CONDUCTOR. AS MISMO, LA CADA DE TENSIN ES MEDIDA FRECUENTEMENTE EN TANTO POR CIENTO DE LA TENSIN NOMINAL DE LA FUENTE DE LA QUE SE ALIMENTA

LA ECUACION CON LA CUAL SE DETERMINA LA CAIDA DE TENSION EN PORCENTA ES:

e% ! (

e VF N

) * 100

e% : PORCENTAJE DE CAIDA DE TENSION e : CAIDA DE TENCION EN VOLTS VF-N : VOLTAJE DE FASE A NEUTRO 100 : LA UNIDAD EN PORCENTAJE

LA ECUACION CON LA CUAL SE DETERMINA LA CAIDA DE TENSION EN VOLTS ES:

e ! KILZe : CAIDA DE TENSION EN VOLTS K : 2 PARA UN SISTEMA MONOFASICO A 2 HILOS K : 1.73 `PARA UN SISTEMA TRIFASICO A 3 HILOS I : CORRIENTE QUE CIRCULA POR EL CONDCTOR EN AMP L : LONGITUD DEL CONDUCTOR Z : IMPEDANCIA DEL CONDUCTOR

SUSTITUIMOS LA ECUACION DE CAIDAD DE TENSION EN VOLTS EN LA ECUACION DE CAIDA DE TENSION EN PORCENTAJE Y TENEMOS :

e%DONDE POR LO TANTO

(

e

VF N

) * 100

e

KILZKIZL *100 e% ! VF N

LO QUE NOS DA COMO RESULTADO

e%

K (100) IZL VF N

y Se ha elegido un cable del calibre 10 AWG en una tubera conduit

de aluminio para realizar la instalacin de un sistema trifsico a 3 hilos con una temperatura nominal a 60 C que va a alimentar una carga total de 60 Amp a 127 Volts con un factor de potencia de 0.85 ubicado a 50 metros del suministro, calcular el calibre del cable adecuado por cada de tensin

Se ha elegido un cable del calibre 1/0 AWG en una tubera conduit de PVC para realizar la instalacin de un sistema trifsico a 4 hilos (3 fases y un neutro) con una temperatura nominal a 60 C que va a alimentar una carga total de 45 Amp a 127 Volts con un factor de potencia de 0.85 ubicado a 150 metros del suministro, calcular el calibre del cable adecuado por cada de tensin.

GRACIAS