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“UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA” ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRICA

TEMA: CALCULOS PARA DETERMINAREL CALIBRE DE UN CONDUCTOR

ALUMNO: SAMO CASTILLO WILBER DOCENTE: ING. HOLGER MEZA AREQUIPA- PERU 2013

20074335

CONTIENE Métodos para calcular el calibre de un conductor

Método de corrientes para calcular el calibre de los alimentadores principales.

Cuál es la importancia del cálculo del calibre de conductores y ductos en una instalación eléctrica

Conceptos básicos de selección de un C.A. libre de Acuerdo Con las disposiciones de la norma de instalaciones eléctricas Glosario

METODOS PARA CALCULAR EL CALIBRE DE UN CONDUCTOR Existen varios métodos para calcular el calibre de los alimentadores principales de una instalación eléctrica residencial, a saber: por corrientes por caídas de tensión y por resistencia de conductores Puede haber más formas, pero los tres métodos especificados son los más comunes. De los tres métodos señalados el más utilizado es el de corrientes, el cual explicaré a continuación. Método de corrientes para calcular el calibre de los alimentadores principales.

Procedimiento. 1. Se determina la CARGA TOTAL de la residencia o casa-habitación de la cual se calculará el calibre de los alimentadores principales. 2. Se aplica la fórmula:

I= P/(V*0.9)

En donde: I es la corriente que pasará 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 instalación que no rebasa los 5,000 Watts); y,

0.9 es el denominado factor de potencia el cual regularmente es del 90% por la combinación de cargas resistivas e inductivas existentes en la instalación eléctrica. 3. Con la I, se determina una Ic (corriente corregida) multiplicándola por un factor de demanda o factor de utilización (f.d.) el cual tiene un valor que varía de la siguiente manera. Unidades de vivienda, según 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 utilización especificada en la Norma Oficial, varía mucho antes y después de los 3000 Watts, puede utilizarse a cambio uno más acorde de 0.6 o 0.7 correspondiente al 60% y 70% respectivamente… Para calcular la Corriente Corregida simplemente se multiplica la I por el f.d. o sea: Ic=(I)(f.d.) 4. Con la Ic se busca el calibre del conductor en las tablas correspondientes, dependiendo de la marca del fabricante y de si estará al aire libre (instalación visible) o en tubo (instalación oculta) Ejemplo. La carga total en una vivienda es de 4,200 Watts, resultado de sumar cargas fijas monofásicas (dispositivos y aparatos eléctricos fijos que funcionan a 127 Volts-ca) y tiene un factor de utilización o de demanda del 70%. Hallar el calibre de los alimentadores principales considerando que la instalación será oculta. Solución. Paso 1. La Potencia total en este caso es de 4,200 Watts. Paso 2. I = 4200/(127*0.9) = 36.74 Amp. Paso 3. Ic = (36.74)(0.7) = 25.72 Amp. Paso 4. En las tablas (para conductores CONOFLAM) se busca el calibre apropiado que soporte 25.72 amperes en la instalación oculta, ahí podremos observar que el calibre #12 puede conducir hasta 25 amperes.

Nota. Pueden utilizarse otras tablas, incluso las propias de laNOM-001-SEDE-vigente y el resultado de la elección del conductor es el mismo calibre Criterios para elección del calibre: seguridad y economía. A. Para un electricista común primero es la economía y luego la seguridad, por lo que utilizaría calibre No. 12. B. Para un técnico electricista primero es la seguridad y después la economía, por lo que aumentaría un calibre a los conductores, evitando con ello también el fenómeno de la caída de tensión. Por lo tanto elegiría el calibre No. 10 que permite conducir hasta 40 Amperes.

¿Cuál es la importancia del cálculo del calibre de conductores y ductos en una instalación eléctrica? Primero la importancia del cálculo del calibre de los conductores es para obtener el calibre de adecuado según la corriente que vaya a circular por ella la importancia recae que de acuerdo al efecto joule en los cables al pasar cierta corriente en los cables se genera calor debido a la resistencia que opone el material conductor (cobre o aluminio) por eso es importante la buena selección ya que cada calibre soporta hasta cierta corriente en determinada temperatura entonces que pasa si el calibre que instalas tiene menor capacidad de corriente que la que circulara por el pues que se genera calentamiento y este calentamiento va a provocar que el punto que soporte menor temperatura se derrita o se deforme provocando un corto circuito, o en su caso que el aislamiento del conductor se derrita y se una a otra y provoque también corto, y el tamaño del ducto forma parte también del calentamiento que se genera en los cables para evitar calentamiento se debe de respetar cierto factor de relleno. Me ha tocado reparar frecuentes instalaciones donde este problema de calentamiento a sido el causante de incendios en casas, daños en centros de cargas, bases de medición, recalentamiento de cables por esos es que se debe tener la más absoluta responsabilidad a la hora de hacer una instalación se tiene que tener conocimiento de los riesgos en caso de un mal criterio.

¿Conceptos básicos de selección de un C.A. libre de Acuerdo Con las disposiciones de la norma de instalaciones eléctricas? Nom-001-sede-2005 Tubería (Conduit)

La selección del calibre del conductor es parte importante de los sistemas eléctricos, ya que de ello depende la transmisión de la energía eléctrica en forma eficiente y segura. El cálculo del calibre del conductor depende del tipo de instalación (Conduit, charola, ducto subterráneo, etc.), del acomodo (trébol, plano, etc.), de la temperatura de operación del conductor, del número de conductores, de la longitud del circuito, etc. Debido a que todos estos elementos influyen en la capacidad de conducción de corriente de los cables, se debe hacer un estudio completo de ingeniería para cada sistema eléctrico diseñado. A continuación se indica cómo calcular la capacidad de conducción de corriente para conductores eléctricos en tubería conduit de acuerdo con la norma de instalaciones eléctricas NOM-001-SEDE-2005, la cual no intenta ser una guía de diseño, ni un manual de instrucciones para personas no calificadas. 1. Elegir el tipo de producto requerido en función de su aplicación, materiales, construcción y temperatura del conductor 2. Determinar la corriente nominal de la carga, utilizando las fórmulas indicadas enseguida, de acuerdo con el tipo de sistema eléctrico (de corriente continua, de corriente alterna monofásico o de corriente alterna trifásico) y del tipo de carga (motores, alumbrado u otras cargas).

Donde CP (HP) = caballos de fuerza o potencia del motor indicado en la placa de datos kW = Potencia en kilowatt = 1 000 W V = tensión nominal del sistema, en V η = eficiencia del motor (normalmente se considera 0,8) FP = factor de potencia de la instalación (debe ser 0,9 como mínimo). Notas: Para conductores que alimenten un solo motor, la corriente nominal a plena carga se multiplicará por 1.25 (artículo 430-22). En el caso de varios motores, a la suma de la corriente a plena carga de los motores se le sumará el 25% de la corriente del motor más grande (artículo 430-24). 3. Seleccionar el calibre del conductor de acuerdo con su capacidad de conducción de corriente del cable, que depende del tipo de aislamiento, de la temperatura de operación y del método de instalación, utilizando la tabla 1.

Nota: De acuerdo con el artículo 110-14 de la NOM-001-SEDE-2005, si la corriente en el circuito es de más de 100 A, se elige la capacidad de corriente a una temperatura de operación del conductor de 75 °C. Si la corriente en el circuito es menor de 100 A, se elige la capacidad de corriente a una temperatura de operación del conductor de 60 °C.119 Tabla 1(1). Capacidad de conducción Tabla 1(1). Capacidad de conducción de corriente (A) permisible de conductores aislados para 0 a 2 000 V nominales y 60 °C a 90 °C. no más de tres conductores portadores de corriente en una canalización o directamente enterrados, para una temperatura ambiente de 30 °C

*A menos que se permita otra cosa específicamente en otro lugar de esta norma, la protección contra sobrecorriente de los conductores marcados con un asterisco (*) no debe superar 15 A para 2,082 mm2 (14 AWG); 20 A para 3,31 mm2 (12 AWG) y 30 A para 5,26 mm2 (10 AWG), todos de cobre. (1) Tabla 310-16 de la NOM-001-SEDE-2005 de referencia. 4. Una vez elegido el calibre del conductor, corregir la capacidad de conducción de corriente tomada de la tabla 1, en función de la temperatura ambiente del lugar de instalación, para ello se multiplica por el factor de corrección que se indica en la tabla.

Tabla 2(1). Factores de corrección por temperatura

5. Si existen más de 3 conductores en tubería (conduit) portadores de corriente, corregir la capacidad de conducción de corriente multiplicando ésta por los factores de la tabla Tabla 3(2). Factores de ajuste para más de tres conductores portadores de corriente en una canalización o cable

6. Calcular la caída de tensión de la instalación. Para ello es importante que conozca la longitud de instalación y tome en consideración la corriente que demanda su carga, según el tipo de sistema, tenemos las siguientes fórmulas: Para circuitos monofásicos:

Para circuitos trifásicos:

Donde: ΔV = caída de tensión en el cable, en por ciento I = corriente eléctrica que circula a través del conductor, en A L = longitud del circuito, en km V0= tensión de fase a neutro, en V Vf f = tensión entre fases, en V Z = impedancia eléctrica del cable, en ohm/km La impedancia eléctrica del cable Z, expresada en ohm/km, está dada por la siguiente fórmula:

Donde: R = resistencia eléctrica del conductor a la corriente alterna y a la temperatura de operación, en ohm/km XL= reactancia inductiva del conductor, en ohm/km La tabla 4 contiene la resistencia en corriente alterna a 75°C y la reactancia inductiva de cables dentro de un tubo (Conduit)

Tabla 4. Parámetros eléctricos generales de cables en tubo (Conduit).

La norma Oficial Mexicana de instalaciones Eléctricas NOM-001-SEDE-2005 indica que la caída de tensión máxima permitida en la instalación, tomando en consideración los cables del circuito alimentador y del circuito derivado, no debe ser mayor de 5%. Para el caso de circuito derivado, la caída de tensión no deberá ser mayor de 3% y debe considerarse una caída de tensión máxima de 2% para el circuito alimentador. Si la caída de tensión resultante del cálculo es mayor a lo anterior, debemos considerar un calibre de cable mayor, volver a realizar las operaciones anteriores y verificar que se cumplan los porcentajes de caída de tensión sugeridos. 7. Cabe recordar que la norma NOM-001-SEDE-2005 establece que es necesario poner en nuestra instalación el conductor de puesta a tierra de equipos en todos los alambrados. Para seleccionar el calibre del conductor de puesta a tierra de equipos, nos basaremos en la tabla 5, la cual indica el calibre mínimo para la puesta a tierra de canalizaciones y equipos.

Tabla 5(3) Tamaño nominal mínimo de los conductores de puesta a tierra Para canalizaciones y equipos

Nota: Los conductores de puesta a tierra de los equipos podrían ser de mayor tamaño que lo especificado en esta tabla.

GLOSARIO. ALIMENTADORES PRINCIPALES. Son los conductores (alambre o cable) que abastecen a toda la instalación eléctrica, también se les llama alimentadores generales. Por lo regular van colocados al centro y a lo largo (hasta el fondo) de toda la casa habitación, evitando en lo posible las curvas o vueltas de los mismos. La razón de esto último es para evitar el fenómeno denominado caída de tensión. CARGA RESISTIVA. Son todos aquellos aparatos eléctricos que por lo general producen luz, calor o sonido, por ejemplo: lámparas (incandescentes y fluorescentes), estufa eléctrica (parrillas), radios y modulares, etc. CARGA INDUCTIVA. Son todos aquellos aparatos eléctricos que basan su funcionamiento en un motor eléctrico, por ejemplo: ventilador, refrigerador, motobomba, máquinas de coser, etc.

CAÍDA DE TENSIÓN. Disminución de voltaje. Cuanto más largo sea un conductor eléctrico mayor será la caída de tensión. Por esta razón deben evitarse vueltas o curvas en todos conductores eléctricos pero principalmente en los alimentadores generales. ECONOMÍA. Es un aspecto que debe considerarse al diseñar y realizar una instalación eléctrica, y debe hacerse sin sacrificar al 100% la seguridad. SEGURIDAD. Es un aspecto que debe considerarse al diseñar y realizar una instalación eléctrica y debe hacerse cuidando en la medida de lo posible el factor económico. CALIBRES DE CONDUCTORES. El calibre número 12 es menos grueso que el calibre número 10. El calibre número 10 conduce más corriente que el número 12. CRITERIO. Forma de elegir algo. CARGA TOTAL DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA. Es la suma de las cargas fijas conectadas en la instalación eléctrica residencial. Para determinarla se suman todos los Watts (fijos) en la instalación como son: lámparas (de cualquier tipo) y contactos (180 VA por cada contacto), motobomba (si existe), timbre (si existe), regadera eléctrica (si existe), ventiladores de techo (si existen) y todas las demás cargas que se consideren permanentes en toda la instalación. FACTOR DE DEMANDA O DE UTILIZACIÓN. Representa el promedio o nivel de utilización que va a tener la instalación eléctrica.