CURSO: INSTALACIONES ELECTRICAS SESION 5 Profesor del Curso : Ms.Sc. César L. López Aguilar Ingeniero Mecánico Electricista CIP 67424

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL CURSO: INSTALACIONES ELECTRICAS SESION 5 Profesor del Curso : Ms.Sc. César L. López Aguilar Ingeniero Mecánico Electricista CIP Conductores eléctricos en las Instalaciones Eléctricas Bibliografia CNE UTILIZACION SECCION 030 CONDUCTORES ELECTRICOS. PROCOBRE 01/06/2014 1

2 CONTENIDO 1. Definición y partes. 2. Clase de los conductores 3. Designación de los conductores 4. Materiales del conductor 5. Temperatura de operación y capacidad de corriente 6. Cables de uso general 7. Sección mínima del conductor en una Instalación 8. Métodos de Instalación 9. TABLAS DE CONDUCTORES 10.PRACTICA DE COMPROBACION 01/06/2014 2

3 1. DEFINICIONES CONDUCTORES ELECTRICOS Se aplica este concepto a los cuerpos capaces de conducir o transmitir la electricidad. Un conductor eléctrico está formado primeramente por el conductor propiamente tal, usualmente de cobre. Este puede ser alambre, es decir, una sola hebra o un cable formado por varias hebras o alambres retorcidos entre sí. Los materiales más utilizados en la fabricación de conductores eléctricos son el cobre y el aluminio. Aunque ambos metales tienen una conductividad eléctrica excelente, el cobre constituye el elemento principal en la fabricación de conductores por sus notables ventajas mecánicas y eléctricas. 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 3

4 Partes que componen los conductores eléctricos Estas son tres muy diferenciadas: 1. El alma o elemento conductor. 2. El aislamiento. 3. Las cubiertas protectoras El alma o elemento conductor Se fabrica en cobre y su objetivo es servir de camino a la energía eléctrica en una Instalación Eléctrica. De la forma cómo esté constituida esta alma depende la clasificación de los conductores eléctricos. Así tenemos: 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 4

5 . Según su constitución Alambre: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por un solo elemento o hilo conductor. Se emplea en líneas aéreas, como conductor desnudo o aislado, en instalaciones eléctricas a la intemperie, en ductos o directamente sobre aisladores. Cable: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por una serie de hilos conductores o alambres de baja sección, lo que le otorga una gran flexibilidad. 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 5

6 . Según el número de conductores Monoconductor: Conductor eléctrico con una sola alma conductora, con aislación y con o sin cubierta protectora. Multiconductor: Conductor de dos o más almas conductoras aisladas entre sí, envueltas cada una por su respectiva capa de aislación y con una o más cubiertas protectoras comunes. 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 6

7 El aislamiento El objetivo de la aislación en un conductor es evitar que la energía eléctrica que circula por él, entre en contacto con las personas o con objetos, ya sean éstos ductos, artefactos u otros elementos que forman parte de una instalación. Del mismo modo, la aislación debe evitar que conductores de distinto voltaje puedan hacer contacto entre sí. Los diferentes tipos de aislación de los conductores están dados por su comportamiento técnico y mecánico, considerando el medio ambiente y las condiciones de canalización a que se verán sometidos los conductores que ellos protegen, resistencia a los agentes químicos, a los rayos solares, a la humedad, a altas temperaturas, llamas, etc. Entre los materiales usados para la aislación de conductores podemos mencionar el PVC o cloruro de polivinilo, el polietileno o PE, el caucho, la goma, el neoprén y el nylon 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 7

8 2. CLASES DE LOS CONDUCTORES : Según el número de almabres, eestán clasificados en 4 clases según la NTP :2003 Clase 1.-Alambres Clase 2.-Cables redondos, comprimidos, compactados y sectoriales. Clase 5 y 6.-Bunchadoso flexibles Clase 1:Un solo alambre, del 0,5 al 16 mm2 Clase 2: Conformación de 7, 19, 37, 61, 91 alambres. Las secciones van del 0,5 al 1000 mm2 Clase 5:Gran número de alambres de diámetros pequeños, haces torcidos en una misma dirección y cableados para las secciones mayores. Clase 6:Similar a la Clase 5, pero mayor número de alambres, de diámetros aún mas pequeños, para mayor flexibilidad. Ejemplo el cable mellizo. 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 8

9 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 9 3. DESIGNACION DE LOS CONDUCTORES El conductor está designado, en cuanto a su tamaño, por un calibre que puede ser: Americana (AWG MCM) Métrica SI (mm²) Secciones normalizadas.

10 01/06/2014 Ing. César López Aguilar MATERIALES DEL CONDUCTOR NTP :2007 (4a Edición) CONDUCTORES ELECTRICOS. Cables aislados con compuesto termoplástico y termoestable para tensiones hasta e inclusive 450/750 V Los materiales de los conductores son: - Cobre recocido puro con o sin recubrimiento metálico, de acuerdo con la NTP Los materiales aislantes termoplásticos son compuestos de PVC: - PVC/C (70 C) para cables de instalaciones fijas - PVC/D (70 C) para cables flexibles - PVC/G (90 C) para cables de instalaciones fijas. El material aislante termoestable es: - XLPE (90 C) para cables de instalaciones fijas

11 01/06/2014 Ing. César López Aguilar TEMPERATURA DE OPERACIÓN Y CAPACIDAD DE CORRIENTE Temperatura de operación. - Máxima temperatura del conductor en uso normal. - Es la máxima temperatura a la que puede someterse el aislamiento, en trabajo normal, para que no sufra un envejecimiento prematuro. Capacidad de corriente del conductor.-la cantidad de amperios máxima que debe transportar un conductor en trabajo normal, está dada por la temperatura de operación del conductor y por las condiciones de su instalación que define la forma en que el calor generado en el conductor va a ser disipado.

12 01/06/2014 Ing. César López Aguilar CABLES DE USO GENERAL - Instalaciones Fijas - Instalaciones Móviles - Aplicaciones especiales

13 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 13 CABLES DE USO GENERAL: Instalaciones Fijas Usados para el cableado de viviendas, edificios e instalaciones industriales.

14 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 14 CABLES DE USO GENERAL: INSTALACIONES MOVILES Usados para instalaciones fijas o móviles, donde se requieran cables flexibles. Tipos de cables utilizados: 1. TWF TFM - 70 (Mellizo) 3. TTRF - 70 (NLT, NMT)

15 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 15 CABLES DE USO GENERAL: INSTALACIONES ESPECIALES Dentro de la industria de la construcción son utilizados varios productos para ciertas aplicaciones especiales. Tipos de cables utilizados: - Alambre Telefónico para interiores (ATI) - Cable para intercomunicadores - Cable para Antena de CATV

16 7. SECCIÓN MÍNIMA DE CONDUCTORES CNE UTILIZACION Sección Mínima de Conductores Todos los conductores deben ser de cobre y no pueden tener una sección menor que 2,5 mm2 para los circuitos derivados de fuerza y alumbrado y 1,5 mm2 para los circuitos de control de alumbrado; con excepción de cordones flexibles, alambres para equipos; y alambres o cables para circuitos de control. CNE UTILIZACION La máxima corriente que puede conducir un conductor está definida de acuerdo al método de instalación especificado en la NTP : INSTALACIONES ELECTRICAS EN EDIFICIOS. Selección e instalación de equipos eléctricos. Capacidad de corriente nominal de conductores en canalizaciones (IEC ) 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 16

17 8 MÉTODOS DE INSTALACIÓN 1) El revestimiento interior de la pared tiene una conductancia térmica de no menos de 10 W/m2.K 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 17

18 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 18

19 Tabla 1 CNE UTILIZACION Capacidad de corriente en A de conductores aislados En canalización o cable Basada en temperatura ambiente: 30 ºC al aire y 20 C en tierra Factores de corrección por efectos de mayor temperatura ambiente (Nota 3) 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 19

20 Tabla 2 CNE UTILIZACION Capacidad de corriente en A de conductores aislados En canalización o cable Basada en temperatura ambiente: 30 ºC al aire y 20 C en tierra 02/06/2014 Ing. César López Aguilar 20

21 Tabla 5A CNE UTILIZACION Factores de corrección para temperatura ambiente distinta de 30 C para cables al aire y distinta a 20 C para cables en ductos enterrados Aplicables a las columnas de la 2 a la 16 de las Tablas 1 y 2 02/06/2014 Ing. César López Aguilar 21

22 Tabla 5C CNE UTILIZACION Factores de reducción por grupos de más de un circuito o de más de un cable multipolar A ser usados con las capacidades de corriente nominal de las Tablas 1 y 2 02/06/2014 Ing. César López Aguilar 22

23 Tabla 7 Diámetro máximo de conductores circulares de cobre (Tomado de la NTP Conductores para cables aislados) 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 23

24 Tabla 19 (Continuación) Utilización y temperatura nominal de operación de conductores para uso general 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 24

25 8. FACTORES DE CORRECCIÓN A LA CAPACIDAD DE TRANSPORTE. La capacidad de transporte de los conductores está 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 específico de las tablas de conductores consignadas anteriormente, la temperatura ambiente y el número de conductores por ducto son un factor relevante en la capacidad de disipación de la temperatura por parte de los conductores; a ese efecto se presentan los siguientes factores de corrección de la capacidad de transporte, según sea el número 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 expresión: I = fn x ft x It (A).Ec. 1.I : Corriente admisible corregida (A).fN: Factor de corrección por N0 de conductores..ft: Factor de corrección por temperatura..it : Corriente admisible por sección de conductor según tablas (A). 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 25

26 9 FORMULAS DE POTENCIA (P) Teniendo la potencia que consumen los equipos eléctricos, podemos calcular la corriente que circula por el conductor que alimentará de energía a dichos equipos eléctricos. Estas fórmulas son: Instalación Monofásica : P = I.V. cosф Instalación Trifásica: P = 3 I.V. cosф Donde : P : Potencia en Watt I : Intensidad de Corriente Eléctrica en A. V : Voltaje en V. cosф : Factor de Potencia (si no se especifica, asumir 0.9) Carga Máxima de Circuitos (5) Cuando la caja de conexión, el interruptor con fusibles, el interruptor automático o el tablero estén marcados para una operación continua al 80% de la corriente nominal del dispositivo de sobrecorriente, la carga continua calculada no debe exceder de: (a) El 80% de la corriente nominal del circuito, si la capacidad de los conductores está basada en la Tabla /06/2014 Ing. César López Aguilar

27 EJEMPLO 1. En el sistema de alumbrado para una nave industrial de 100 m de largo por 30 m de ancho y 6 m de altura, se utilizaron lámparas de vapor de sodio a alta presión de 400 W de potencia, de una potencia total de 34 kw. Dimensionar el conductor con aislamiento de TW, para una instalación monofásica, método de instalación A1, temperatura de ambiente de 38 C, tensión de suministro 220 V. Instalación Monofásica : P = I.V. cosф Calculamos la corriente Ic : = Ic Ic = A Aplicamos el 120 % I = 1.2 x = , de acuerdo a tabla 2, corresponde a un conductor de 150mm² para un corriente It = 240 A La corriente admisible corregida será : I = 1.00 x 0.82 x 240 = A. No podemos usar este conductor I< 1.2Ic 196.8< NOK Seleccionamos el conductor inmediato, de sección 185 mm² La corriente admisible corregida será : I = 1.0x0.82x 273 = A I> 1.2Ic 223.8> OK 01/06/2014 Ing. César López Aguilar 27

28 EJEMPLO 2 En el sistema de alumbrado para una nave industrial de 100 m de largo por 30 m de ancho y 6 m de altura, se utilizaron lámparas de vapor de sodio a alta presión de 400 W de potencia, de una potencia total de 34 kw. Dimensionar el conductor con aislamiento de TW, para una instalación trifásica, método de instalación A1, temperatura de ambiente de 38 C. Calculamos la corriente Ic: = 1.73*I*220*0.9 Ic = A Aplicamos el 120 % I = 1.2 x = , de acuerdo a tabla 2, corresponde a un conductor de 70 mm² para un corriente de136 A La corriente admisible corregida será : I = 0.82 x 136 = A. I> 1.2Ic OK > /06/2014 Ing. César López Aguilar 28

29 PRACTICA DE AUTOCOMPROBACION: 1. Cuáles son las partes principales de un conductor eléctrico, realice un esquema e indique sus partes. 2. Cuál es la clase de un conductor sólido N 14 AWG-TW, a qué tipo de clase de conductor. 3. Cuáles son los tipos de conductores utilizados en instalaciones fijas 4. Cuáles son los tipos de conductores utilizados en instalaciones móviles 5. Cuáles son los tipos de conductores utilizados en instalaciones especiales 6. Cuál es la clase del conductor mellizo y cual es su denominación. 7. Es el aislante del conductor mellizo, termoplástico. 8. Cuál es el nombre comercial del conductor TW 9. Cuál es el nombre comercial del conductor THW 10.Qué tipo de compuestos son los aislantes termoplásticos. 11.Cuál es el acrónimo de AWG, NTP, TW, THW, PVC 02/06/2014 Ing. César López Aguilar 29

30 12. Cuál es el factor de corrección de temperatura de un conductor instalado en una instalación tipo B1 a una temperatura de 33 C 13. Cuál es la capacidad de corriente de un conductor de 10 mm² a instalarse en un circuito monofásico en una instalación tipo D. 14. Cual es el diámetro máximo de un conductor de 07 hilos de 6 mm² de sección, a instalarse en una instalación fija. 15. Cuáles son las secciones normalizadas en mm² de los conductores eléctricos. 16. Cuáles son las secciones normalizadas en AWG de los conductores eléctricos. 17. Cuáles don las secciones mínimas de los conductores que se deben instalar en una Instalación Eléctrica. 18. Para el ejemplo 2, seleccionar la sección del conductor para. Cable de aislamiento PVC, Método de Instalación B1 Cable de aislamiento PVC, Método de Instalación D 02/06/2014 Ing. César López Aguilar 30