UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA ELECTRIA Y ELECTRONICA

LABORATORIO DE MEDIDAS ELECTRICAS 1 –EE391M

MEDICIÓN DE LOS PARÁMETROS ELÉCTRICOS DE UN CABLE TIPO NAYY DE

70mm2 DE SECCIÓN

INFORME FINAL N° 02

GRUPO AINTEGRANTES:

- MEJIA SOLANO, EDGARD MARTIN- TORRES CAYLLAHUA, FREDY- PONCE FRIAS, ROBINSON

2013 - 2UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA

CURSO: LABORATORIO DE MEDIDAS ELECTRICA I – EE391MPROFESOR: ING. VENTOSILLA ZEVALLOS, MOISES ODAVIO

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LABORATORIO DE MEDIDAS ELECTRICAS 1 –EE391M

INFORME FINAL N° 02

MEDICIÓN DE LOS PARÁMETROS ELÉCTRICOS DE UN CABLE TIPO

NAYY DE 70mm2 DE SECCIÓN

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GRUPO A

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I. DATOS OBTENIDOS EXPERIMENTALMENTE

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II. PROCEDIMIENTO:

II.1. CONDICIONES DE ENSAYO:

Temperatura de ambiente:Salvo especificación contraria precisa de cada ensayo particular de los ensayos deben efectuarse a una temperatura ambiente (20+-15)°C.

II.2. ENSAYO DE RUTINA:

Resistencia eléctrica de los Conductores:Las mediciones de las resistencias eléctricas deben efectuarse sobre todos los conductores de cada longitud de cable sometida de cada ensayo de rutina, incluido el conductor concéntrico si es que hubiera.

La longitud del cable completo, o una muestra tomada de esta, debe colocarse en el local de ensayo a temperatura sensiblemente constante durante 12 h antes del ensayo. En caso de duda sobre la coincidencia entre la temperatura del conductor y la del local, la resistencia del conductor debe medirse después de permanecer 24 h en el recinto de ensayo.

Alternativamente, la resistencia puede medirse sobre una muestra de conductor condicionado durante al menos 1 h en un baño de líquido a temperatura regulada.La resistencia de cada conductor con corriente continua a 20°C no debe ser superior al valor máximo correspondiente especificado en la NTP-IEC 60228. Para los conductores concéntricos, la resistencia debe ser conforme a la reglamentación y/o normas nacionales.

II.3. ENSAYOS DE TIPOS ELECTRICOS:

Medición de la resistencia de aislamiento a temperatura ambiente:Este ensayo debe efectuarse sobre la longitud de la muestra antes de cualquier ensayo eléctrico.

Todas las cubiertas externas deben retirarse y las fases deben sumergirse en agua a temperatura ambiente, durante al menos 1 h antes del ensayo. La tensión de ensayo en corriente continua debe estar comprendida entre 80 y 500 V y debe aplicarse un tiempo suficiente con el fin de obtener una lectura estable y que no sea inferior a 1 minuto ni superior a 5 minutos.

La resistividad volumétrica debe calcularse partiendo del valor de resistencia de aislamiento, aplicando la siguiente fórmula:

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Siendo:

𝜌:𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎(Ω−𝑐𝑚)𝑅:𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑙𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎(Ω) 𝑙:𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢d 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑏𝑙𝑒(𝑐𝑚)𝐷:𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑒𝑙 𝑎𝑖𝑠𝑙𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜(𝑚𝑚)𝑑:𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜 𝑏𝑎𝑗𝑜 𝑒𝑙 𝑎𝑖𝑠𝑙𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜(𝑚𝑚)

Medición de la resistencia de aislamiento a temperatura máxima del conductor en servicio normal.

Los conductores aislados de la muestra deben sumergirse en agua a la temperatura de operación+-2°Cdurante al menos 1 h antes del ensayo.

La tensión de ensayo de corriente continua debe estar comprendida entre 80v y 500v y debe aplicarse un tiempo suficiente con el fin de obtener una lectura estable y que no será inferior a 1 minuto ni superior a 5 minutos.

Prueba de tensión aplicada:Los cables unipolares sin pantalla deben ser sumergidos en agua durante 1 hora. La tensión de ensayo se aplica entonces durante 5 minutos entre el conductor y el agua. La tensión de ensayo a frecuencia industrial debe ser de:

𝑼𝒆𝒏𝒔𝒂𝒚𝒐=𝟐.𝟓𝑼𝟎+𝟐𝒌𝑽.

II.4. TIPO DE CABLE A USAR

TIPO NA2XY CONSTITUCION3-1x70mm2 FASES Y SECCION0.6/1KV TENSION DE OPERACIÓN

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II.5. MEDICION DEL CONTROL DIMENSIONAL:

Medimos la longitud del cable empleando una regla

Procedemos luego con la medición del diámetro del conductor, diámetro externo y diámetro de los hilos.

Diametro exterior (con aislamiento): 14.82 mmDiametro exterior (chaqueta) : 11.76 mmDiametro del alambre (sin aislamiento): 9.72 mmCantidad de hilos: 19Diametro del hilo: 2.27 mm

.

Podemos luego calcular el área de la sección transversal así como el espesor del aislamiento y la cubierta del cable de la siguiente manera:

𝑨=𝝅× = 74.20333536 Que viene a ser el diámetro del alambre

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Medimos el peso de cada fase del cable

TABLA Nº 01FASE LONGITUD PESOROJO 1.001 m 0.302 Kg

NEGRO 0.999 m 0.308 KgBLANCO 0.997 m 0.306 Kg

PROMEDIO 0.999 m 0.305 Kg

II.6. MEDICION DE LA RESISTENCIA ELECTRICA:

Con la ayuda de una fuente de corriente, hacemos circular por el alambre 3 diferentes valores de corriente y medimos en cada una de las fases.

Se obtubieron los siguientes valores:Fuente de tension continua.

TABLA Nº 02TENSION [mV]

CORRIENTE NEGRO BLANCO ROJO

10 A 4.3 3.1 2.915 A 6.6 4.8 4.620 A 8.7 6.6 6.0

R [prom] mΩ / Fase

0.435 0.320 0.299

R prom 0.3513 Ω x 10-3

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Condiciones ambientales:

= 18.8 (la lectura en la imagen se tomo instantes antes de la medición de tensión)

𝑹 % = 74.6 %

Ahora especificamos el valor de la resistencia en Ω/km y a 20, según la siguiente fórmula:

R20°C=R

Siendo el factor de corrección a 20 y considerando que el conductor es de aluminio:

K= =

R20°C=0.3513 10-3 1.00486224 1000/0.999=0.53Ω

R20°C=0.35336 Ω / Km

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II.7. MEDICION DE RESISTENCIA DE AISLAMIENTO:

Para la medida de la resistencia de aislamiento se usara el MEGOMETRO marca MEGGER. Sumergimos la muestra de cable en un recipiente lleno de agua y con ella también sumergimos un conductor desnudo el cual nos servirá como terminal.

Luego se aplica una tensión de 1000 VDC a 60Hz durante 1 minuto y medimos la resistencia de aislamiento con el Mego metro digital MEGGER BM25, conectando la fuente en el extremo de un cable y otro en un conductor sumergido en el agua:

𝑽𝒅𝒄=1000 𝑽Se obtuvo una corriente de fuga de:

𝑰𝒇=3.18 𝒏𝑨

TABLA Nº 03

FASE RESISTENCIANEGRO 324.6 G Ω

BLANCO 358.0 G ΩROJO 238.6 G Ω

Promedio 307.07 G Ω

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II.8. PRUEBA DE TENSION APLICADA:

Para esta prueba será necesario contar con la fuente de tensión de 0 – 10kv/60Hz.

De igual manera, sumergimos el cable de prueba N2XY en el recipiente. Luego, durante un minuto, aplicamos a los terminales ya mencionados una tensión AC de:

𝑽a𝒄=4 k𝑽

Para este valor de tensión calculamos la corriente de fuga con la ayuda del amperímetro de pinza:

TABLA Nº 04

FASE IFUGA

NEGRO 10.00 mABLANCO 10.38 mA

ROJO 10.48 mAPromedio 10.29 mA

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III. DESARROLLO DEL CUESTIONARIO

III.1. Explique Ud. por qué usar cable de tipo NAYY de 70 mm2 – 0.6/1Kv – 60 Hz en redes de distribución subterránea.

El tipo de conductor usado es el NAYY (N2XY), código que nos especifica que es un conductor normalizado(N) de aluminio (A) y con doble aislamiento de material termoplástico (YY). Este cable es usado en redes de distribución subterránea ya que cuanta con las siguientes propiedades:

Pueden ser instalados directamente enterrados en lugares secos y húmedos.

Tiene magníficas propiedades eléctricas, mecánicas, el PVC utilizado es resistente a los ácidos, grasas, aceites y a la abrasión, no propaga la llama.Los empalmes, derivaciones, terminales pueden ser hechos fácilmente por el método convencional de moldes con resina, encintados ó con elementos termo restringentes y mecánicos de última generación.

III.2. ¿Cómo influye las pérdidas de energía con el uso del cable NAYY?

Este tipo de cable posee doble aislamiento, lo cual reduce la probabilidad de falla y pérdidas de energía.

Se tiene mejor disipación de calor permitiendo obtener una mayor intensidad de corriente admisible, lo cual permite la transmisión de más energía.

IV. OBSERVACIONES Y CONCLUCIONES:

IV.1. La prueba de resistencia de aislamiento sugiere que el cable se mantenga sumergido dentro del recipiente durante un tiempo largo, ya que es posible que el aislante del conductor absorba el líquido y así evitar equivocarnos en la aprobación o no del conductor en dicha prueba.

IV.2. La medida de la resistencia se debe de hacer manteniendo el cable en el recinto de ensayo (Laboratorio de Electricidad) por lo menos 12h antes de medirla. Para la experiencia se cumplió con este requisito, debido a que el cable que se usó para hacer las pruebas siempre ha estado en el laboratorio.

IV.3. La prueba de tensión aplicada debió durar 5 minutos según normas, pero en el laboratorio solo se pudo realizar con durante a minuto.

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IV.4. En la prueba de resistencia eléctrica del cable eran pequeñas en un promedio de los tres cables de 0.351Ω/Km lo que se comprueba que la resistencia del cable debe ser baja para evitar las perdidas en el cable.

IV.5. Se observó que las medidas tomadas en los tres cables los aislamientos de los cables era 303,33 GΩ lo cual se aproxima de acuerdo con las Normas: NTP – IEC 60228.

IV.6. En la prueba de la tensión aplicada a 4kV se obtuvo una corriente de fuga en los tres cables en un promedio de 10,28 mA durante un minuto y que además no se perforo el cable lo cual pasa la prueba.

IV.7. Los valores medidos para los cables Na2XY de color rojo, negro y blanco en el laboratorio fueron muy cercanos por lo que al momento de hacer la corrección de temperatura para los cables fueron bastante similares.

IV.8. Estos valores medidos son bastantes parecidos debido a que los instrumentos usados para el experimento son confiables y de mucha precisión

IV.9. El error de los cálculos realizados en este informe está dentro del límite por lo cual se pudo demostrar experimentalmente los cálculos realizados teóricamente.

IV.10. Aunque los tiempos realizados para cada prueba no cumplían con la norma, los resultados obtenidos no presentaron grandes errores.

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