UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAÍSO FACULTAD FACULTA D DE INGENIERÍA INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA INGENIERÍA ELÉCTRICA EIE 475-01 / DISEÑO DE SISTEMAS ELÉCTRICOS INDUSTRIAL ES
SISTEMAS SISTEMAS DE CANAL CA NALIZACIONES IZACIONES ELÉCTRICAS ELÉCTRICAS
A) Cables con aislación mineral
B) Conductores sobre Aisladores
Conductores Desnudos
Conductores Aislados
En tuberías metálicas
En tuberías no metálicas
En bancos de ductos
Directamente enterrados
C) Cables planos
D) Cables sobre soportes
E) Conductores en Tuberías
F) Canalizaciones Subterráneas
G) Bandejas Portaconductores
H) Escalerillas Portaconductores
I)
Canaletas
J) Huecos estructurales
K) Ductos de Barras
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DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES En el caso más general, para el dimensionamiento de los conductores eléctricos se deben considerar las etapas que se presentan a continuación:
Definir la tensión nominal del cable.
Determinar la corriente de proyecto.
Elegir el tipo de conductor y la forma de instalación.
Determinar la sección por el criterio de "capacidad de conducción de corriente".
Verificar la sección por el criterio de "corriente de cortocircuito".
Verificar la sección por el criterio de "caída de tensión".
Verificar el cumplimiento de las secciones mínimas exigidas.
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SELECCIÓN DEL CONDUCTOR SEGÚN CRITERO DE CAPACIDAD DE CONDUCCIÓN DE CORRIENTE La complejidad de los cálculos de la capacidad de corriente en conductores, ha popularizado el uso de tablas de dimensionamiento, provistas por los fabricantes de conductores o las incluidas en las respectivas normas Eléctricas.
Estas tablas están referidas a la tensión nominal y a los casos de instalación más corrientes: la instalación en cañerías embutidas para los cables unipolares y al aire o en instalación enterrada para los subterráneos, en las siguientes condiciones:
Instalación al aire
Temperatura del aire 40 ºC.
Una terna de cables unipolares agrupados en contacto mutuo o un cable tripolar
Disposición que permita una eficaz renovación del aire.
Instalación enterrada
Temperatura del terreno 25 ºC.
Una terna de cables unipolares agrupados en contacto mutuo o un cable tripolar
Terreno de resistividad térmica normal (100 ºC . cm/W)
En el caso de otras disposiciones o que se deba instalar a lo largo del recorrido previsto más de un cable tripolar o más de una terna de cables unipolares, es preciso considerar el calentamiento mutuo y reducir la intensidad admisible de los cables mediante la aplicación de coeficientes de reducción, cuyos valores se encuentran tabulados en las hojas técnicas, para las distintas condiciones de instalación.
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FACTORES DE CORRECCIÓN Factor de Corrección po r Cantidad de Conductores (fn) Cantidad de Conductores
Factor
4a6 7 a 24 25 a 42 Sobre 42
0,8 0,7 0,6 0,5
Factor de corrección por Temperatura para Secciones Milimétricas (ft) Temperatura Ambiente ºC Más Más Más Más Más
de de de de de
30 35 40 45 50
hasta hasta hasta hasta hasta
Factor
35 40 45 50 55
0,84 0,87 0,80 0,71 0,62
Factor de correcció n por Temperatura para Secciones AWG (ft) Temperatura de Servicio Temperatura Ambiente ºC Más Más Más Más Más Más
de de de de de de
30 40 45 50 55 60
hasta hasta hasta hasta hasta hasta
40 45 50 55 60 70
60 º C
75 º C
0,82 0,71 0,58 0,41 ---
0,88 0,82 0,75 0,67 0,58 0,25
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Factor de Corrección por A ltitud Altitud Sobre el nivel del Mar (m)
Factor
Hasta 1000 1200 1500 1800 2000 2100 2400 2700 3000 3600 4000 4300 4900 5000 5500 6100
1,00 0,99 0,99 0,98 0,98 0,98 0,97 0,96 0,96 0,95 0,94 0,93 0,92 0,92 0,91 0,90
Factor de Corrección p or Resistivid ad Térmica del Terreno Distinta a 100 (°C * cm / W) (°C * cm / W) Resistividad térmica del terreno
80
100
120 150
200 250
Conductores Unipolares
1,09 1,00 0,93 0,85 0,75 0,68
Conductores Tripolares
1,07 1,00 0,94 0,87 0,78 0,71
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FACTORES DE CORRECCIÓN POR TIPO DE INSTALACIÓN
a) Cables inst alados al aire a.1)
En bandejas continuas en contacto con la pared y entre si y con las bandejas separadas a más de 20 cm.
1 2 3
Numero 2 0,84 0,80 0,78
de cables por bandeja 3 6 9 0,80 0,75 0,73 0,76 0,71 0,69 0,74 0,70 0,68
6
0,76
0,72
Numero de bandejas
a.2)
0,68
0,66
En bandejas continu as distanciadas de la pared más de 20 mm. y separados entre sí un diámetro.
Numero de bandejas 1 2 3 6
Numero de sistemas de cables unipolares por bandeja 1 2 3 0,92 0,89 0,88 0,87 0,84 0,83 0,84 0,82 0,81 0,82
0,80
0,79
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a.3)
En bandejas contin uas, distanciados de la pared mas de 20 mm. y separados entre sí dos diámetros.
1 2 3
Numero de cables por bandeja 1 2 3 6 0,95 0,90 0,88 0,85 0,90 0,85 0,83 0,81 0,88 0,83 0,81 0,79
6
0,86
Numero de bandejas
a.4)
0,81
0,79
0,77
En bandejas contin uas, distanciados de la pared mas de 20 mm. y separados entre si un diámetro. Numero de bandejas 1 2 3 6
Numero de cables tripolares por bandeja 1 2 3 6 0,95 0,90 0,88 0,85 0,90 0,85 0,83 0,81 0,88 0,83 0,81 0,79 0,86
0,81
0,79
0,77
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a.5)
En bandejas perfor adas, en contacto entre sí. por
1 2 3
Numero de cables tripolares bandeja 2 3 6 0,84 0,80 0,75 0,80 0,76 0,71 0,78 0,74 0,70
6
0,76
0,66
Numero de bandejas
0,72
0,68
9 0,73 0,69 0,68
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b) Cables subterráneos instalados en bancos de ductos
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DETERMINACIÓN DEL CONDUCTOR POR CAPACIDAD DE CONDUCCIÓN DE CORRIENTE Para determinar el conductor que se requiere, de acuerdo a la capacidad de conducción de corriente, se tendrá que seleccionar un conductor que cumpla con la siguiente corriente de servicio:
I S = I C ⋅ k 1 ⋅ f t ⋅ f n ⋅ k 2
donde:
I S
:
Corriente de servicio que servirá para seleccionar el conductor.
I C
:
Corriente admisible por el conductor para las condiciones de instalación dadas en las
k 1
:
tablas del fabricante. Factor de corrección por altitud de instalación del conductor.
k 2
:
Factor de corrección por tipo de instalación del conductor.
f t
:
Factor de corrección por temperatura ambiente.
f n
:
Factor de corrección por cantidad de conductores en un ducto.
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VERIFICACIÓN DEL CONDUCTOR POR CORRIENTE DE CORTOCIRCUITO Toda corriente causada por un cortocircuito que ocurre en cualquier punto del sistema eléctrico, debe ser interrumpida en un tiempo que no exceda de aquel que lleva al conductor a su temperatura límite admisible.
Para los cortocircuitos de duración de hasta 5 seg., el tiempo t en el cual una corriente de cortocircuito llevará la temperatura del conductor desde su temperatura de servicio normal hasta su temperatura máxima admisible, se calcula por la siguiente expresión:
⎛ k ⋅ S ⎞ t = ⎜ ⎟ ⎝ I ⎠
2
Si se conoce el valor de la corriente de cortocircuito y el tiempo de operación de la protección que estará ubicada como elemento de protección del conductor, entonces la sección mínima aceptable para el conductor será:
S =
I ⋅ t k
donde:
t
:
Duración del cc en segundos.
S
:
Sección nominal de los conductores en mm2.
I
:
Intensidad de corriente de cortocircuito, en A.
k
:
Coeficiente que tiene en cuenta las características del conductor
115 para conductor de Cu + PVC
k =
135 para conductor de Cu + XLPE 74 para conductor de Al + PVC 87 para conductor de Al + XLPE
