dimensionamiento de conductores.PPT

dimensionamiento de conductores electricos

1. SEMINARIO
OPTIMIZACION DE LAS
INSTALACIONES
ELÉCTRICAS
Instructor: Cristián Hernández

2. CONTENIDO TÉCNICO
DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES
ELÉCTRICOS
CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
PROTECCIONES ELÉCTRICAS
SISTEMAS DE PUESTAS A TIERRA.

3. DIMENSIONAMIENTO DE
CONDUCTORES ELÉCTRICOS

4. DIMENSIONAMIENTO DE
CONDUCTORES ELÉCTRICOS
El dimensionamiento de Conductores Eléctricos
debe cumplir , con los requerimientos:
CapacidaddeTransporte.
ControldelaTensióndePérdida.
Soportar las Solicitaciones de los
Corto Circuitos.

5. INTRODUCCIÓN
 Lasinstalacioneseléctricashoyendía,
presentanunaseriedeproblemasoriginadosen
lacalidaddelaenergíaeléctrica..
·Variacionesdevoltaje.
·Variacionesdefrecuencia.
.Señaldetensión,conalto
contenidos
deimpurezas.
·Etc...

6. INTRODUCCIÓN
Loanterior,originaenlosSistemasEléctricos:
Funcionamientoirregular,dondeseacrecientan
lasPérdidasdeEnergíaporCalentamientoen:
MaquinasEléctricas.
LíneasEléctricas.

7. La norma ANSI/IEEE C57.110-1986 , recomienda que
los equipos de potencia que deben servir cargas no
lineales ( Computadoras ), deben operar a no más de
un 80% su potencia Nominal ; es decir , los sistemas
deben ser Sobredimencionados a un 120% la potencia
nominal que el sistema de cargas requiera.

8. Capacidad de Transporte de los
Conductores
 LaenergíaEléctrica,transportadaatravésdelos
conductoreseléctricos,debeestarpresenteenelmomentoy
enlascantidadesqueelusuariorequiereenlasmejores
condicionesdeSeguridadyOperaciónparalosfines
requeridos.
 Laseguridadylaoperaciónestánendirectarelación
conlacalidadeIntegridaddelasAislacionesdelos
conductoreseléctricos;yestasestánendirectarelaciónconla
CargaservidaporlosconductoresyporlaSeccióndelos
mismos.

9. Capacidad de Transporte de los
Conductores
LacorrienteeléctricaAlcircular,atravésdeun
conductororiginaunCalentamientoqueobedecea
laexpresiónde:
Joule:
Esta elevación de Temperatura ,genera en los
aislantes :
*· Disminución de la Resistencia de Aislación.
*· Disminución de la Resistencia Mecánica. RI
2

10. Capacidad de Transporte de los
Conductores
•· Sobrecalentamiento de las líneas.
•· Caídas de tensión.
•· Corto circuitos y Riesgos de incendios.
•· Fallas de aislación a tierra.
•· Cortes de suministro.
•· Pérdidas de energía.
Representan algunos de los Principales
efectos de un mal uso ò
dimensionamiento de los conductores,
en una instalación eléctrica.

11. Intensidad de Corriente Admisible para
Conductores de Cobre (Secc.
milimetricas.)
SECCIÓN NOMINAL TEMPERATURA DE SERVICIO = 70 °C
2
(mm) GRUPO I GRUPO II GRUPO III
 1.5 15 19 23
 2.5 20 25 32
 4 25 34 42
 6 33 44 54
 10 45 61 73
 16 61 82 98
GRUPO 1 :MonoconductoresTendidos al Interior de Ductos .
GRUPO 2 :Multiconductorescon Cubierta Común, que van al interior
de Tubos Metálicos Cables Planos , Cables Portátiles o Móviles ,etc.....
GRUPO 3 :MonoconductoresTendidos Sobre Aisladores
 TEMPERATURA AMBIENTE = 30 °C

12. Intensidad de Corriente Admisible
para Conductores de Cobre
(Secciones AWG)
TEMPERATURA AMBIENTE = 30 °C
SECCIÓN NOMINAL TEMPERATURA DE SERVICIO
2 GRUPO A GRUPO B
(mm) AWG 60°C 75°C 60°C 75°C
.82 18 7.5 7.5 - -
1.31 16 10 10 - -
2.08 14 15 15 20 20
3.31 12 20 20 25 25
5.26 10 30 30 40 40
8.36 8 40 45 55 65
13.30 6 55 65 80 95
21.15 470 85 105 125
Grupo A : Hasta 3 Conductores en tubo o en Cable o Directamente
Enterrados.
Grupo B : Conductor Simple al Aire Libre

13. Factores de corrección a la capacidad
de transporte.
La capacidad de transporte de los conductores
Sedefineporlacapacidaddelosmismosparadisipar
latemperaturaalmedioquelosrodea;aefectoquelos
aislantesnosobrepasensutemperaturadeservicio.
Las tablas de conductores consignan :
•Temperatura ambiente = 30°C.
•Numero de conductores por ducto = 3

14. Capacidad de transporte de los
conductores
Finalmente la capacidad de transporte de los
conductores queda consignada a la siguiente
expresión :
Donde:
· : Corriente admisible corregida (A)
 : Factor de corrección por N°de conductores.
 : Factor de corrección por temperatura.
· : Corriente admisible por sección según tablas (A) .I 
T
N TIff N
f T
f TI I

15. FACTORES DE CORRECCIÓN
FACTORES DE CORRECCIÓN POR CANTIDAD DE
CONDUCTORES
“ “
Cantidad de Conductores Factor
 4 a 6 0.8
 7 a 24 0.7
 25 a 42 0.6
 Sobre 42 0.5Nf

16. FACTORES DE CORRECCIÓN
FACTORES DE CORRECCIÓN POR TEMPERATURA AMBIENTE
Secciones Milimetricas “ “
Temperatura Ambiente °C Factor
Mas de 30 hasta 35 0.9
Mas de 35 hasta 40 0.87
Mas de 40 hasta 45 0.8
Mas de 45 hasta 50 0.71
Mas de 50 hasta 55 0.62
FACTORES DE CORRECCIÓN POR TEMPERATURA
Secciones AWG “ “
Temperatura Ambiente °C Temperatura de servicio
60 °C 75 °C
Mas de 30 hasta 40 0.82 0.88
Mas de 40 hasta 45 0.71 0.82
Mas de 45 hasta 50 0.58 0.75
Mas de 50 hasta 55 0.41 0.67
Mas de 55 hasta 60 - 0.58
Mas de 60 hasta 70 - 0.35T
f Tf

17. EJEMPLO 1
Verificar la capacidad de transporte de un conductor
en las sig...... condiciones :
2
Sc = 2.5 mm
•Tamb.= 37 ºC.
•Nº de cond./ ducto = 5
De tablas por factor de corrección:
fN=0.8
fT=0.87
IT=20 (A)
Luego :I  
T
N TIff A139.()

18. DIMENSIONAMIENTO POR VOLTAJE DE
PERDIDA
 Al circular una corriente eléctrica a través de
los conductores ; se produce una caída de tensión que
responde a la siguiente expresión :
 Vp = I * Rc
·Vp : Voltaje de Pérdida (V)
· I : Corriente de Carga (A)
· Rc : Resistencia de los Conductores (Ohm)

19. RESISTENCIA DE UN CONDUCTOR
ELECTRICO
La resistencia de un conductor eléctrico esta dado por la
siguiente expresión:
r* L
 Rc=
S
2
· r: Resistividad especifica del Conductor (Ohm-mm / m )
2
(rCu= 0.018 (Ohm-mm / m ) )
· L : Longitud del conductor ( m )
2
· S : Sección de Conductor ( mm )

20. DIMENSIONAMIENTO POR
VOLTAJE DE PERDIDA
Finalmente la expresión , para Determinar la sección del
conductor en función del Vpqueda :
k * r*l 2
 S = * I (mm )
Vp

21. CALCULO DE ALIMENTADORES
La exigencia establece que la Pérdida de Tensión en la Línea no
debe exceder a un 3 % la “ Tensión Nominal de Fase “ ; siempre
que la pérdida de voltaje en el punto mas desfavorable de la
instalaciónno exceda a un 5 % de la tensión nominal.
CALCULO DE ALIMENTADORES
Para determinar la sección de los conductores que alimentan a un
conjunto de Cargas ( Alimentadores ) , se procede según la
siguiente situación :
•· Alimentadores con Carga Concentrada.
•· Alimentadores con Carga Distribuida.

22. ALIMENTADORES CON CARGA
CONCENTRADA
 En los Alimentadores con carga concentrada , el centro de carga se
sitúa solo a una distancia del punto de Empalme o alimentación del
sistema.
Alimentación
ICarga
L

23. Sección del Conductor
La Expresión para determinar la sección del Conductor es:
k* r *L 2
 S = * I ( mm )
Vp
 k = 2 (Alimentadores Monofásicos)
 k = 1.73 (Alimentadores Trifásicos)

24. EJEMPLO 2
•Se tiene un alimentador monofásico con carga
concentrada , que presenta las sig..... características:
•L = 60 m.
r  0.018 Ohm-mm / m .
I  10 .
•Vp = 6.6 V.
2* r * L * I 2 * 0.018 * 60 * 10 2
S = = = 3.27 mm
Vp 6.6

25. ALIMENTADORES CON CARGA
DISTRIBUIDA
En la situación que las cargas se encuentren distribuidas a lo
largo de la línea , se presentan dos criterios para el
Dimensionamiento de Conductores :
I1 I2 I3 I4 I5
·Criterio de Sección Constante.
· Criterio de Sección Cónica.

26. CRITERIO DE SECCION
CONSTANTE
La Sección del Alimentador, es Constante en toda su extensión
i1; i1; i3 : Corrientes de rama de los consumos asociados al Alimentador (A)
·L 1 ; L2; L3 :Longitud de cada uno de los tramos del
Alimentador (m)
i1
i2 i3
L1
L3
L2

27. CRITERIO DE SECCION
CONSTANTE
La expresión de Cálculo resulta ser:
k *r 2
 S = ( l1 * i1 + l2 * i2 + l3 * i 3 ) ( mm )
Vp
•k = 2 (Alimentadores Monofásico
•k = 1.73 (Alimentadores Trifásicos)

28. EJEMPLO 3
•Se tiene un alimentador monofásico con carga
distribuida , que presenta las sig.....
características:
10 A 20 A 50 A
30 m
80m
180m
r  0.018 Ohm-mm / m  ; Vp= 6.6 V
S = (2* r / Vp) * ( L1*i1 +L2*i2 + L3*i3 )
2
S =(2 * 0.018 / 6.6 ) * ( 30* 10 + 80*20 + 180*50 ) = 59.45 mm

29. CRITERIO DE SECCIÓN CÓNICA
La Sección del conductor Disminuye a lo largo del
Alimentador.
I 1 I2 I 3
I 1= i1 + i2 + i3(A)
I 2= i2 + i3 (A)
I 3= i3 (A)
i 1
i 2 i 3
L1 L3L2

30. CRITERIO DE SECCIÓN CONICA
La sección del Alimentador se determina a través de
la Densidad de corriente constante.
Vp 2
 d = ( A/mm)
k* r* L T
 L T= L 1 + L 2 + L 3 (m)
•k = 2 (Alimentadores Monofásico
•k = 1.73 (Alimentadores Trifásicos)

31. CRITERIO DE SECCIÓN CONICA
I 1 2
S1= ( mm )
d
I 2 2
S2= ( mm )
d
I 3 2
S3= ( mm )
d

32. EJEMPLO 4
Se tiene un alimentador monofásico con carga
•distribuida , que presenta las sig. características:
80 A 70 A 50 A
10 A 20 A 50 A
180m
r  0.018 Ohm-mm / m  ; Vp = 6.6 V
Vp 6.6 2
 d = = = 1.01 ( A/mm)
2* r* L T 2 * 0.018 * 180

33. CRITERIO DE SECCIÓN CONICA
I 1 80 2
•S1 = = = 79.2 ( mm )
d 1.01
I 2 70 2
•S2= = = 69.3 ( mm )
d 1.01
I 3 50 2
•S3 = = = 49,5 ( mm )
d 1.01

34. SOLICITACION ANTE LOS CORTO
Circuitos
LosConductoresanteslassolicitacionesde
loscortocircuitos,respondensegúnsu
capacidaddedisipaciónTérmica:
2
i * t
Icc (A)
t ( s )
S 1
S2
S3
S1 > S2 >S3

35. SOLICITACION ANTE LOS CORTO
CIRCUITOS
1 2
3
1 :Normal
2 :Sobrecarga
3 :Corto Circuito
ZONAS
Curva de operación de un disyuntor
t (s)
I (A)