Clases de Canalizaciones 2018

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19/04/2018

Canalizaciones eléctricas y elección de conductores

Ing. Alejandro Maturano

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS

¿Quién de los presentes alguna vez hizo algún tipo de instalación eléctrica?

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Canalización eléctrica: Conjunto constituido por uno o más conductores eléctricos y los elementos que aseguran su fijación y su protección mecánica mecánica.

¿A que se le llama Canalización Eléctrica?

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Reglamentación para la Ejecución de Instalaciones Eléctricas en Inmuebles (RIEI) de la AEA

¿Es obligatorio emplear la RIEI? La RIEI de la AEA es de uso obligatorio en todo el país ya que así lo establecen los decretos reglamentarios N° 351/79 y N° 911/96 de la Ley Nacional de Higiene y Seguridad en el Trabajo N° 19587 de 1972. Esta obligación es conocida (o debería ser conocida) por todos los profesionales vinculados con la construcción, sean arquitectos, ingenieros, maestros mayores de obra, técnicos, instaladores, etc.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Objetivos de una Instalación

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Alcance del RIEI Instalaciones de Baja Tensión en: – – – – – – – – –

Edificios de viviendas Edificios comerciales Establecimientos Industriales Establecimientos agrícolas y hortícolas Construcciones prefabricadas Casas rodantes y lugares de acampe Ferias, exposiciones e instalaciones temporarias Estaciones de servicio y estacionamientos Urbanizaciones y clubes de campo

– Otros emplazamientos especiales

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Incumbencia y Excepciones INCUMBENCIAS – Los circuitos alimentados con tensión nominal hasta 33 kV en ca y 1500 V en cc  – Para ca las frecuencias preferidas son 50 Hz, 60 Hz o 400 Hz  – Los circuitos exteriores a los aparatos que funcionan a partir de una fuente de  hasta 1000 V en ca  – Todo cable y canalización no cubierto por las normas del aparato  – Toda instalación eléctrica exterior, excluyendo las de la distribuidora  – Toda canalización fija para comunicaciones, datos, señalización o control  – Instalaciones externas de protección contra descargas atmosféricas 

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Incumbencia y Excepciones EXCEPCIONES – Instalaciones par tracción eléctrica horizontal (trenes, ...)  – Instalaciones de automotores  – Instalaciones de buques o costa afuera – Instalaciones de aviones  – Instalaciones de alumbrado público Instalaciones de alumbrado público – Instalaciones Eléctricas en minas – Cercas electrificadas  – Distribución pública de EE  – Instalaciones específicas de generación y transmisión.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Grado de Protección IP e IK Norma IEC 60529

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Grado de Protección IP e IK

Existen dos tipos de grados de protección y cada uno de ellos tiene un grado de  codificación diferente, El código IP y el código IK

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Grado de Protección IP e IK

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Código IP

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Código IP

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Código IP Letra adicional

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Código IP Letra adicional

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Código IP Letras Suplementarias En las normas particulares de productos se pueden indicar  informaciones complementarias por una letra suplementaria,  colocada después de la segunda cifra característica o después de la  letra adicional 

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Código IP En ocasiones, algunas envolventes no tienen especificada una de las cifras  características, bien por que no es necesaria para una aplicación concreta, o bien por  que no ha sido ensayada en ese aspecto. En estos casos la cifra característica se  sustituye por una “X” como por ejemplo IP2X, en este caso fue ensayada contra  penetración de cuerpos sólidos, pero no en lo referente a la protección del agua

Puede darse el caso que una envolvente proporcione dos grados de  protección diferente, en función de la posición de montaje de la misma. Si  ese fuera el caso, siempre deberá indicarse dicho aspecto en las  instrucciones que suministre el fabricante 

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Código IK Código IK: indica el grado de protección proporcionado por la envolvente contra los  impactos mecánicos nocivos, salvaguardando los materiales o equipos en su interior. Generalmente, el grado de protección se aplica a la envolvente en su totalidad. Si  alguna parte de esta envolvente tiene un grado de protección diferente esto debe  indicarse por separado en las instrucciones o documentación del fabricante.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Sistema de Cableado En el RIEI de la AEA se entiende por  • Conductor, al conductor aislado con  aislación básica  • Cable, al conductor aislado y con una  Cable al conductor aislado y con una cubierta aislante (unipolar un solo conductor  aislado y con cubierta aislante o multipolar,  varios conductores aislados bajo una misma  cubierta aislante)

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Sistema de Cableado En el RIEI de la AEA se entiende que: • En Instalaciones Fijas, se pueden utilizar conductores o  cables NO PROPAGANTE DE LA LLAMA y NO  PROPAGANTE DE INCENDIO y dichos conductores o cables  deberan tener como mínimo una tensión nominal deberan tener como mínimo una tensión nominal  450/750V • En Instalaciones Móviles, se admiten que los cables  sean solo NO PROPAGANTES A LA LLAMA

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Sistema de Cableado " La tensión asignada de un cables es la tensión de referencia para la que se ha diseñado el cable y que sirve para definir los ensayos eléctricos. La tensión asignada se indica mediante la combinación de dos valores Uo/U, expresados en voltios, siendo: -Uo el valor eficaz entre cualquier conductor aislado y ti tierra(revestimiento ( ti i t metálico táli d dell cable bl o medio di circundante); -U el valor eficaz entre dos conductores de fase cualquiera de un cable multipolar o de un sistema de cables unipolares.

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Sistema de Cableado En el RIEI de la AEA se entiende por:  • Cable tipo taller, a los cables flexibles según Normas  IRAM 247‐5 e IRAM 287‐4, cuya tensión nominal es   300/500V y son solo NO PROPAGANTES A LA LLAMA.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Cableados en locales húmedos, mojados, peligrosos, p g polvorientos p o corrosivos La elección e instalación de las canalizaciones y conductores se realizará en  función de las Influencias Externas  Locales  Húmedos 

Son locales donde las instalaciones eléctricas están sometidas en forma permanente a los efectos de la condensación de la humedad ambiente con formación de gotas.

Locales  Mojados Mojados 

Son aquellos donde las instalaciones eléctricas están expuestas  en forma permanente a la acción directa del agua proveniente de  salpicaduras y proyecciones Las instalaciones subterráneas se salpicaduras y proyecciones. Las instalaciones subterráneas se  consideran locales mojados 

Instalaciones  a la intemperie  Ambientes  Corrosivos 

Rigen los mismos requisitos establecidos para los locales  húmedos, aumentado el nivel de los mismos a IP54 para todos  sus componentes. Deberá considerarse el efecto del viento, la  vegetación y los animales.  Son locales con presencia de líquidos, vapores o gases corrosivos  que pueden atacar a la instalación eléctrica. Se deberán utilizar  elementos a prueba de corrosión con un grado de estanqueidad  no inferior a IP65 

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Modos de Instalación Permitidos El Reglamento (Parte 5) establece en la Tabla A52‐1 los métodos de instalación permitidos 

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Sección nominal de los conductores La sección nominal de los conductores deberá calcularse en función de su intensidad de corriente máxima admisible y caída de tensión con la verificación final de su solicitación térmica al cortocircuito de acuerdo. Independientemente del resultado del cálculo las secciones no podrán ser menores a las siguientes, que se considerarán secciones mínimas admisibles. Secciones mínimas de conductores

Nota - Interruptores de efecto son por ejemplo de punto, de combinación, etc.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Modos de Instalación Permitidos Por ejemplo algunas prescripciones particulares para canalizaciones  interiores a la vista: ‐ Podrán emplearse las canalizaciones del mismo tipo  que las que se  utilizan embutidas, pero ‐ Los accesorios normalizados serán de acero cincado, aluminio, latón,  acero inoxidable o material aislante.  ‐ No se permiten el empleo de cajas de hierro con agujeros troquelados  p p j g j q (IRAM 62224), si se pueden emplear cajas con agujeros roscados ‐ En el caso de la unión caño caja, no se permiten conectores de chapa  de hierro compuestas por dos piezas roscadas entre si (IRAM 62224) ‐ Caños de material aislante, con resistencia a la compresión  “fuerte”(1250N) y la resistencia al impacto debe ser “fuerte” (2kg/0,3m) ‐ Etc. 

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Modos de Instalación Permitidos

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Modos de Instalación Permitidos

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Modos de Instalación Permitidos Por ejemplo algunas prescripciones particulares para  Por ejemplo algunas prescripciones particulares para canalizaciones formada por bandejas portacables: • Solo se permiten instalar como conductores activos cables, para una  tensión nominal mínima de 0,6/1kV  • Solo se permite el conductor aislado verde y amarillo como  conductor de protección • Pueden ir conductores de MBT, computación, etc., será posible  instalando un separador del mismo material y altura que el de la  bandeja • Se permiten que existan empalmes realizados con empalmes  normalizados • Etc.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Modos de Instalación Permitidos Por ejemplo algunas prescripciones particulares para canalizaciones  Por ejemplo algunas prescripciones particulares para canalizaciones formada por cables enterrados: • En el caso de usar conductos, se enterraran con pendiente del 1% hacia la  cámara de inspección, en una zanja que permita un recubrimiento mínimo de  0,7 m de tierra de relleno sobre el conducto • Los cables instalados bajo construcciones deberán estar colocados en un  conducto que se extienda como mínimo 0,3 m más allá del perímetro de  construcción  • Para cruzar calles deberán usar conducto protegidos por hormigón y con por  lo menos un caño de reserva • Etc.

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Modos de Instalación Permitidos Distancias mínimas a servicios independientes  ‐ Entre cables de energía y cables de señalización y  comando:.….………………………………………………………….….0,2 m ‐ Entre cables de energía y cables telecomunicaciones: 0,2 m Entre cables de energía y cables telecomunicaciones: 0,2 m ‐ Entre cables telecomunicaciones y cables de señalización y  comando:………………………………………………..………………….0,2 m ‐ Entre cables de energía y otros servicios:……….…..……..0,5 m

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Modos de Instalación Prohibidos • Conductos o cablecanales de madera o materiales inflamables. • Caños lisos o corrugados de material sintético NO PROPAGANTE A LA LLAMA (generalmente de color naranja) • Cables o conductores aislados a la vista, apoyados, adheridos o fijados • Cables o conductores aislados directamente debajo de listones, marcos o contramarcos • Cables o conductores aislados embutidos en el revoque • Cables o conductores aislados sueltos sobre el piso (excepto pisos técnicos) • Rieles electrificados al alcance de la mano • Conductores aislados según normas IRAM 247-5 e IRAM 287-4 (Tipo Taller), en instalaciones fijas . • Conductores aéreos desnudos o asilados en interiores • Cables apoyados sobre cielorrasos suspendidos

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Clasificación de las Líneas y los Circuitos • Las líneas o circuitos deberán ser por lo menos bifilares • Línea de Alimentación: Vincula la Red de Alimentación con los bornes del Medidor de Energía (M) o con primario de Transformador de Medición (TI) • Línea Principal: Vincula la salida del M o del Primario del Ti con el Tablero Principal (TP) • Circuito Ci c ito Seccional o de Distribución: Dist ib ción Vincula Vi l la l salida lid de d un dispositivo de Maniobra y Protección de un tablero con los bornes de entrada de otro tablero • Circuito Terminal: Vincula los bornes de salida de un dispositivo de maniobra y protección con los puntos de utilización

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Clasificación de los Circuitos Hay tres tipos Básicos • Usos Generales: Monofásico para iluminación y tomas en espacios cubiertos y semicubiertos • Usos Especiales: Monofásico para iluminación y tomas que no se incluyen en el anterior por consumo unitario o por estar a la intemperie. • Usos Específicos: Monocascos o trifásicos que alimentan cargas no comprendidas en los anteriores

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Clasificación de los Circuitos CIRCUITOS DE ILUMINACION DE USO GENERAL (IUG) • Son circuitos, en cuyas bocas de salida podrán conectarse artefactos de iluminación, de ventilación, combinaciones de ellos u otras cargas unitarias cuya corriente de funcionamiento permanente no sea superior a 10 A. • NO SE PUEDEN UTILIZAR EN INTEMPERIE. • ESTE CIRCUITO CONTARA CON PROTECCION EN AMBOS POLOS NO MAYOR A 16 A y • su número MAXIMO de bocas será 15.

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Clasificación de los Circuitos CIRCUITOS DE TOMAS DE USO GENERAL (TUG) • Son circuitos, en cuyas bocas de salida podrán conectarse cargas unitarias cuya corriente de funcionamiento permanente no sea superior a 10 A por medio de Tomacorrientes 2P+T de 10 A o de 16 A. • NO SE PUEDEN UTILIZAR EN INTEMPERIE. • ESTE CIRCUITO CONTARA CON PROTECCION EN AMBOS POLOS NO MAYOR A 16 A para tomas 2P+T de 10 A y cuando los tomas son 2P+T de 16 A esta PROTECCION SERA DE 20 A. • Su número máximo de bocas será 15.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Clasificación de los Circuitos CIRCUITOS DE ILUMINACION DE USO ESPECIAL (IUE) • Son circuitos, en cuyas bocas de salida podrán conectarse artefactos exclusivamente de iluminación cuya corriente de funcionamiento permanente no sea superior a 20 A. • ESTE S CIRCUITO C CU O CO CONTARA CO CON PROTECCION O CC O EN AMBOS OS POLOS NO MAYOR A 32 A y su número MAXIMO de bocas será 12.

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Clasificación de los Circuitos CIRCUITOS DE TOMAS DE USO GENERAL (TUE) • Son circuitos, en cuyas bocas de salida podrán conectarse cargas unitarias cuya corriente de funcionamiento permanente no sea superior a 20 A por medio de Tomacorrientes 2P+T de 20 A o de 16 A. • ESTE CIRCUITO CONTARA CON PROTECCION EN AMBOS POLOS NO MAYOR A 32 A y su número máximo de Bocas será 12.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Clasificación de los Circuitos CIRCUITOS PARA USOS ESPECÍFICOS (ACU): • Son circuitos monofásicos o trifásicos que alimentas cargas NO comprendidas en las definiciones anteriores (Circuitos de Alimentación de Carga Única). SU DIMENSIONAMIENTO ES RESPONSABILIDAD DEL PROYECTISTA

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Muy Baja Tensión Funcional (MBTF) • Los circuitos de M.B.T.F. NO deben ser confundidos con los circuitos de M.B.T.S • Los circuitos de M.B.T.F. se utilizan en la alimentación a equipos: intercomunicadores, alarmas, timbres, campanillas, portero eléctrico, que por sus características constructivas requieren de muy baja tensión para su funcionamiento, pero no hay razones de seguridad • En estos circuitos no hay límites de bocas, ni calibres máximos en las protecciones, t i quedando d d los l mismos i a criterio it i del d l proyectista. ti t • Las canalizaciones empleadas deben ser independientes de la de los circuitos de Baja Tensión: iluminación y tomacorriente y de los de fuerza motriz. • Todas las partes metálicas de estos circuitos de M.B.T.F. deben ser conectados a tierra y por lo tanto el conductor P.E. de protección circulará por todas sus cañerías.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Muy Baja Tensión de Seguridad (MBTS) • Los conductores de estos circuitos, no deben ser acompañados por el conductor de Protección: P.E. Por lo tanto, si se quiere alimentar una luminaria en estos circuitos el conductor será bipolar con ficha de dos polos sin puesta a tierra. • La tensión será igual o inferior a 24 Volt para ambientes secos, húmedos y mojados y de12 Volt para lugares donde el cuerpo está sumergido en agua. Este es el caso de piscinas, peceras, donde luminarias, motores, flotantes automáticos t áti d de T Tanques d de agua, están tá all alcance l d de lla mano o sumergidos id en líquido. • Se deberán usar transformadores de seguridad que deberán tener una pantalla de protección entre los circuitos primario y secundario. • En estos circuitos no hay límites de bocas, ni potencia total, ni calibre máximo en las protecciones. • Estos circuitos se dibujan en plano con color verde.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Instalaciones Tipo

Intensidad Admisible en Amper Prysmian Sintenax Valio

Cobre

Aluminio

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Intensidad Admisible en Amper Prysmian Sintenax Valio

Cobre

Aluminio

Intensidad Admisible en Amper Prysmian Sintenax Valio

Cobre

Aluminio

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Factores de corrección La capacidad p de trasporte p de los conductores esta restringida g p por su capacidad p de disipar p la temperatura del medio que lo rodea. Por ello, los aislantes no deben sobrepasar la temperatura de servicio de los conductores. Para el caso de la tablas de conductores, las corrientes que se indican son para una temperatura y forma de instalación determinada. La temperatura ambiente, el numero de conductores, etc. son factores relevantes en la capacidad de disipación de temperatura

I admisible.corregida = I admisible. segun.tabla xFcorr . por .n º de.conductores xFcorr . por .temp xF ......

Corrientes Admisibles según el Modo de Instalación

El RIEI de la AEA establece las corrientes admisibles para cada “Instalación de Referencia”.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Factores de reducción por agrupamiento de varios circuitos, cables instalados en conductos enterrados. (método de instalación D)

Cables multiconductores en conductos, un cable por conducto

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Factores de reducción por agrupamiento de varios circuitos, cables instalados en conductos enterrados. (método de instalación D)

Cables unipolares, un cable por conducto

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Factores de reducción por agrupamiento de varios circuitos, cables directamente enterrados

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Configuración para ordenar en bandejas

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Algunas Normas de Cables

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Influencias Externas - Codificación • La exposición de las instalaciones eléctricas a diferentes tipos de influencias del medio que las rodea, limita el uso o la forma de la instalación de los equipos o materiales eléctricos. • Son las condiciones particulares a las que está sometida una instalación.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Influencias Externas - Codificación • Se deben emplear materiales aptos para las influencias externas a las que serán sometidos. • Cuando por su construcción el material no tiene las características apropiadas para las influencias externas a las que será sometido, igual puede ser utilizado si durante su instalación se lo provee de una protección adecuada adicional. • Elegir los materiales en función de las influencias externas es vital para lograr un funcionamiento correcto y seguro de la instalación.

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Influencias Externas - Codificación Cada condición de influencia externa se designa por un código formado por dos letras y un número – La Primera Letra está relacionada con la categoría general de la influencia externa: A = medio ambiente; B = uso y usuario; C = Construcción de edificios – La Segunda Letra está relacionada con la naturaleza de la influencia externa – El Número está relacionado con la clase dentro de cada influencia externa

Por ejemplo AC2 significa:  A: Medio Ambiente  AC: Medio Ambiente – altitud  AC2: Medio Ambiente – Altitud ‐ > 2000 metros 

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Selección de Cables en Instalaciones con I fl Influencias i Externas E t Normales N l

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Influencias Externas (para Medio Ambiente) (para Medio Ambiente) 

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Influencias Externas Condiciones Ambientales Normales Condiciones Ambientales Normales

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Influencias Externas – Facilidad de Evacuación (para Uso y Usuario)

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Influencias Externas – Capacidad de las Personas (para Uso y Usuario)

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Influencias Externas (para Construcción de Edificios)

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Selección del Tipo de Cable - Caso de Ejemplo SUBSUELO DE UN EDIFICIO

•Por las características propias de estos locales son considerados de tipo BD2 (Baja densidad de ocupación y condiciones difíciles de evacuación). •En los locales de tipo BD2 solo se permite el empleo de cables tipo por ejemplo Afumex (PRYSMIAN).

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Cables Resistentes al Fuego

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Selección de Cables en Instalaciones con Influencias Externas Extremas

MATERIALES RECOMENDADOS

CABLES RECOMENDADOS

•Las bajas temperaturas producen una mayor dureza de los cables, su fragilidad y eventual agrietamiento de la cubierta. • La alternativa más común son los cables en polietileno o elastómeros. • La mejor solución es emplear cables con diseños específicos para esta aplicación.

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Selección de Cables en Instalaciones con Influencias Externas Extremas

MATERIALES RECOMENDADOS

CABLES RECOMENDADOS

•La protección más elemental consiste en utilizar cables normales, con cubierta exterior de baja higroscopicidad (a pedido). •Los cables en goma tienen una perfromance frene al agua mucho mejor que los de PVC. •Los cables ideales tienen compuestos de goma y diseños específicos para esta aplicación.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Selección de Cables en Instalaciones con Influencias Externas Extremas

MATERIALES RECOMENDADOS

CABLES RECOMENDADOS

• Para protección mecánica se debe utilizar armaduras de tipo helicoidal con doble fleje de acero (aluminio en los cables unipolares) • Para soportar esfuerzos longitudinales se debe utilizar armaduras de alambres de acero cincado. • Para instalaciones con riesgo de incendio o explosión se debe consultar con los fabricantes para determinar la mejor alternativa disponible.

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Selección de Cables en Instalaciones con Influencias Externas Extremas

MATERIALES RECOMENDADOS

CABLES RECOMENDADOS

•Los cables instalados al exterior están sujetos a la radicación solar y a la combinación de agentes atmosféricos: ciclos térmicos, lluvia y ozono. •La mejor solución para la protección contra los rayos UV es el empleo de cables diseñados especialmente para uso aéreo, como los Retenax Preensamblados. •En caso de utilizar cables comunes se recomienda fabricarlos especialmente con el agregado de compuestos anti UV.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Identificación de Conductores FASES= cualquier otro color excepto Celeste, Verde y Amarillo

Recomendado Fases: R: Marrón S: Negro T: Rojo

Neutro = Celeste Conductor de Protección= Verde/Amarillo

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Agrupamiento de conductores • Todos los conductores de un mismo circuito se instalarán en la misma canalización • Cada línea principal se alojará en una cañería independiente • En todas las cajas donde converjan circuitos diferentes, los conductores deberán estar identificados de manera de evitar, por error, la mezcla de conductores de diferentes circuitos

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Uniones entre Conductores • Los conductores de hasta 4 mm2 se pueden unir mediante el intercalado y retorcido de sus hebras • Los conductores de sección > 4 mm2 se deben unir mediante borneras, maguitos de indentar o soldar u otro tipo de conexiones que aseguren una conductividad eléctrica similar a la del conductor original. • Las uniones y derivaciones de conductores preensamblados deberán realizarse mediante conectores normalizados para tal fin.

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Empalme de Conductores • El empalme es la unión entre dos conductores realizada para garantizar la continuidad del fluido eléctrico. • Realizar un empalme seguro significa recurrir a dispositivos capaces de evitar recalentamientos. • Éstos son aquellos que aprietan entre sí los hilos o cables por medio de un tornillo o los que alojan en un cuerpo metálico táli llos extremos t d desnudos d d de los l conductores sujetos por atornillado o soldadura. • Todos los empalmes de conductores deben realizarse dentro de una caja de empalmes. • A la caja de empalmes llegan los tubos por cuyo interior circulan los conductores.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Tubos Termoretráctiles La colocación de Tubos Termocontraíbles sobre los empalmes es una  medida de seguridad que evita la penetración de humedad. 

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Empleo de Herramientas Para garantizar la seguridad de la instalación y del usuario se recomienda utilizar Pinzas para preparación de Puntas de Cables

Corte circular

Corte Longitudinal

Retiro de cubierta

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Conductores en Paralelo - Recomendaciones • El Reglamento de Instalaciones en Inmuebles de la AEA prohíbe el empleo de  cables en paralelo. Como excepción, permite utilizar este método si la corriente  a transportar supera la máxima admisible por los conductores.  • Cuando se utilicen conductores en paralelo se deben utilizar la menor  cantidad posible de subconductores o subsistemas (usar los cables de mayor  sección posible o disponible)  • A los efectos del dimensionamiento, cuando se empleen subconductores se  debe aplicar un coeficiente de corrección de 0,9 a efectos de tener en cuenta los  posibles desequilibrios de intensidades entre los cables conectados a una misma  fase. 

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Conexión de Conductores en Paralelo Cables sin neutro •Cuando los cables están espaciados en horizontal o en vertical se aplica:

2Ternas x estrato

•

4Ternas x estrato

Cuando los cables están tendidos en trébol las disposiciones son:

2Ternas x estrato

3Ternas x estrato

4Ternas x estrato

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Conexión de Conductores en Paralelo Cables con neutro •

Cuando los cables están tendidos en trébol las disposiciones son:

Alt.1 Alt.2 2Ternas x estrato

4Ternas x estrato

•Cuando los cables están espaciados en horizontal o en vertical se aplica:

Alt.1 Alt.2 2Ternas x estrato

4Ternas x estrato

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Recomendaciones de Tendido • En los tendidos en bandejas los cables unipolares se deben sujetar a intervalos  regulares; ello permite prevenir desplazamientos debidos a las fuerzas dinámicas  por efecto de los impulsos de corriente en caso de cortocircuito.  • En tendidos directamente enterrados esta medida no es necesaria.  • Las disposiciones en trébol de varios sistemas superpuestos no son  recomendables porque los coeficientes de inducción de los cables en paralelo  difieren significativamente.  • No se permite más de una capa de cables multipolares por cada bandeja.  p p p p j • Los cables unipolares colocados en trébol están permitidos y se consideran  como formando parte de una única capa. 

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Consejos de Tendido • Los cables deben ser instalados con un esfuerzo máximo a la tracción en los  L bl d b i t l d f á i l t ió l conductores de 6kg/mm2. Dichos esfuerzos no deben aplicarse a los  revestimientos de protección sino exclusivamente a los conductores.  • Cuando el esfuerzo previsto exceda de los valores admisibles mencionados,  se deberá recurrir al empleo de cables armados con alambres de acero; en este  caso se aplicara el esfuerzo a la armadura, sin superar el 30% de la carga de  rotura teórica de la misma. 

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Radio de Curvatura

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Instalaciones enterradas • Los cables subterráneos normalmente utilizados responden a la norma IRAM 2178 y se  Los cables subterráneos normalmente utilizados responden a la norma IRAM 2178 y se pueden instalar directamente enterrados o en conductos.  • Las distancias mínimas en aire a servicios independientes (los que dependen de  distintos medidores de energía) de la instalación considerada son:  • – Entre cables de energía y cables de señalización y comando: 0,2 m.  • – Entre cables de energía y cables de telecomunicaciones: 0,2 m.  • – Entre cables de telecomunicaciones y cables de señalización y comando: 0,2 m.  • – Entre cables de energía y otros servicios: 0,5 m.  • – Para evitar interferencias electromagnéticas: según el proyecto.  • Si estas distancias no puede ser mantenidas se deben separar en forma efectiva las  instalaciones de cables de energía, medición y comando de los cables de telecomunicación  a través de una hilera cerrada de ladrillos u otros materiales dieléctricos, resistentes al  fuego, al arco eléctrico y malos conductores del calor de por lo menos 5 cm de espesor. 

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Instalaciones enterradas • Todas las transiciones entre tipos de cables, las conexiones a las cargas, o las  derivaciones, deben realizarse en cámaras que permitan mantener las condiciones y  grados de protección aplicables.  • Las dimensiones internas útiles de las cámaras de transición, derivación, conexión o  salida serán adecuadas a las funciones específicas y permitirán el tendido en función de  la sección de los conductores.  • Las canalizaciones subterráneas por conductos, deberán tener cámaras de inspección  que cumplan los requisitos antedichos, debiéndose instalar, en tramos rectos, una  cámara cada 25 metros de conducto.  • Los materiales de las cámaras serán compatibles con los de las canalizaciones  p subterráneas por conductos.  • Los empalmes y derivaciones deberán ser estancos y proveer una protección por lo  menos equivalente a la del cable. 

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Instalaciones Directamente Enterradas • Las instalaciones enterradas presentan algunas ventajas como el hecho de estar menos  p g j expuestas a daños durante la instalación y tienen de 10 a 20% más de capacidad de  conducción de corriente que los cables en cañerías por su facilidad de disipación térmica.  Como contrapartida requieren un mayor tiempo de instalación y de reparación de fallas.  • Trayectoria:  • – Debe ser lo más rectilínea posible para ahorrar conductor.  • – Debe tener en cuenta la edificación, las condiciones topográficas del lugar y las  construcciones subterráneas (como gasoductos conductos de agua etc ) construcciones subterráneas (como gasoductos, conductos de agua, etc.)  • – De seguirse una trayectoria curva se respetará el radio mínimo de curvatura del  conductor.  • – Se evitará el cruce de terrenos inestables (pantanosos, corrosivos, etc.) 

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Instalaciones subterráneas en conductos • Es la alternativa ideal cuando el sistema de cables tenga que atravesar zonas  construidas, caminos u otros sitios donde no es posible abrir zanjas.  • La trayectoria debe ser lo más rectilínea posible para ahorrar conductor.  • Si debe seguir una trayectoria paralela a otras canalizaciones o estructuras  subterráneas no deben localizarse directamente arriba o abajo de ellas.  • Si existen cambios de dirección en la trayectoria deben realizarse por medio de  pozos de inspección.  • Los conductos se colocarán en una zanja de profundidad suficiente que permita un  recubrimiento mínimo de 0 7 m de tierra de relleno por sobre el conducto Si no se recubrimiento mínimo de 0,7 m de tierra de relleno por sobre el conducto. Si no se  utilizan conductos metálicos deberá efectuarse una protección contra el impacto  mecánico. 

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Instalaciones subterráneas en conductos

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Instalaciones subterráneas en conductos • Las uniones entre conductos se harán de modo de asegurar la máxima hermeticidad  posible y no deberán alterar su sección transversal interna.  • Cuando se utilicen conductos metálicos se instalarán dentro de ellos líneas completas,  monofásicas o polifásicas con su conductor de protección, no se admitirá el tendido de  los conductores de línea, neutro o PE separados del resto del circuito o formando grupos  incompletos de fases, fase y neutro o fase y PE por conductos o cañerías metálicas.  • Cuando se instalen circuitos polifásicos formados por conductores unipolares  dispuestos en cañerías no metálicas se tratará de que la distancia entre los ejes de  conductores sea mantenida durante el recorrido que los conductos estén dispuestos en conductores sea mantenida durante el recorrido, que los conductos estén dispuestos en  tresbolillo o si están en un plano, el eje del conductor de fase central esté equidistante  de los otros dos conductores de fase. 

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Instalaciones en bandejas • Las bandejas son estructuras rígidas y continuas especialmente construidas para soportar cables eléctricos. • Están construidas en metal (acero galvanizado o aluminio) o materiales no combustibles (resina epoxi o PVC). • Para la selección de bandejas se considera: – El ancho y la separación de los travesaños (dependerá del número de cables y del peso de los mismos). – Deben estar diseñadas para soportar todas las cargas estáticas (peso propio) o dinámicas (como del personal que ejecute la instalación) que puedan actuar sobre ellas.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Instalaciones en bandejas • Las bandejas deben montarse de modo de quedar accesibles en todo su  recorrido, con una altura mínima de 2,5 m. en interior, 3,5 m. en exterior y 4 m.  donde exista paso vehicular, manteniendo una distancia mínima de 0,20 m.  entre el borde superior y el techo del recinto.  • Las uniones y derivaciones de los conductores dentro de las bandejas se  deberán realizar utilizando métodos que aseguren la continuidad de las  condiciones de aislación eléctrica del conductor de mayor tensión presente.  • Todo el sistema de bandejas debe tener continuidad eléctrica y estar  sólidamente conectado a tierra. No pueden considerarse como trayectoria de sólidamente conectado a tierra. No pueden considerarse como trayectoria de  retorno para corrientes de falla.  • Se prohíbe emplear las bandejas metálicas como conductor de protección 

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Instalaciones en bandejas • La fuerza requerida para tirar un cable en una bandeja depende de la  longitud de la misma, del peso del cable, del coeficiente de fricción y del  método de ajuste empleado. Los límites máximos de tensión, presión y  radios de curvatura son los mismos que los aplicados para ductos o  cañerías.  • Si las bandejas tienen rodillos sobre los cuales se deslizan fácilmente  los cables, la tensión de tiro para tramos horizontales es igual a:  T = l w f [ Kg.] K ].

Donde: l = largo cable en Km. w = peso del cable en Kg/Km. f = factor de fricción (0.15 con rodillos).

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Caso Particular de Columnas Montantes • Las Columnas Montantes constituyen un caso particular porque la transmisión del  y p p q fuego se realiza mucho más fácilmente en sentido vertical. La seguridad queda  garantizada por los cables, las canalizaciones o una combinación de ambos.  Columnas Montantes abiertas  en relación a la propagación  del incendio 

Columnas Montantes  cerradas en relación a la  cerradas en relación a la propagación del incendio 

Columnas Montantes  embutidas 

•

• Se consideran abiertas cuando las canalizaciones o los cables se encuentran a la vista o cuando estando ocultos no existe un cerramiento con un grado de protección mínimo contra el fuego equivalente a F60. •

Se consideran cerradas cuando: – Las L cañerías ñ í o conductos d t metálicos táli a la l vista tienen una protección equivalente a F60. – Tienen una envolvente o cerramiento general con una protección mínima F60.

• Son aquellas donde las canalizaciones son embutidas y a lo largo de su recorrido tienen cajas de paso o registro con un comportamiento frente al fuego similar a las columnas montantes cerradas.

F60: Resistencia al________ fuego F60 ______ de un elemento en un periodo de 60 minutos _ __________

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Caso Particular de Columnas Montantes Requisitos para los Circuitos • Las canalizaciones y los conductores serán elegidos de acuerdo a las Influencias  Externas a que estarán sometidos.  • Los cables de potencia permitidos responderán a las normas IRAM 2178, 2168 O  62266. Solo como conductor de protección se permitirán cables según normas IRAM nm  247‐3 o 62267  • Los cables de potencia y de señales débiles deberán satisfacer el ensayo de no  propagación de incendio de la norma IRAM NM TEC 60332‐3‐24 Cat. C.  • Se dispondrán los elementos necesarios para sellar los agujeros de paso entre los  Se dispondrán los elementos necesarios para sellar los agujeros de paso entre los diferentes pisos de un edificio.  • Se recomienda colocar las columnas montantes en plenos o conductos específicos.  • Cada circuito dispondrá de un Conductor de Protección independiente 

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Caso Particular de Columnas Montantes Para los cableados de Columnas Montantes se deberán tomar  las siguientes precauciones:  – Cuando se usen cables según IRAM 2289 Cat. C, se podrán colocar  hasta 1,5 dm3 por m lineal de bandeja  – Cuando se usen cables según IRAM 2289 Cat. B, se podrán colocar  hasta 3,5 dm3 por m lineal de bandeja  – Cuando se usen cables según IRAM 2289 Cat. A, se podrán colocar  h hasta 7 dm3 por m lineal de bandeja  d l ld b d – En caso contrario se deberá colocar los cables en varias bandejas o  colocar las montantes abiertas en cerradas. 

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Estructura Cables de Media Tensión Unipolares

Tripolares

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Estructura Cables de Media Tensión • Conductor • Semiconductora interna • Aislante • Semiconductora externa • Blindaje • Cubierta exterior

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Estructura Cables de Media Tensión • Conductor

– Elemento metálico en cobre o aluminio permeable al paso de la corriente eléctrica. – Conductividad: – Cobre 100% – Aluminio 60%. – Densidad: – Cobre 8,89 g/cm3 – Aluminio 2,7 g/cm3.

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Estructura Cables de Media Tensión

• Semiconductora interna Capa de material sintético de baja resistividad. Función: – Impedir la ionización del aire que se encuentra entre el conductor y el aislante (efecto corona) – Mejorar la distribución del campo eléctrico – Extrusión simultánea con el semiconductor externo y la capa de aislamiento.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Estructura Cables de Media Tensión

• Aislante Capa de material sintético de alta resistividad destinada a confinar el campo eléctrico. Materiales actuales (termófilos): – copolímeros de etileno propileno (EPR) – polietileno reticulado (XLPE) – polietileno reticulado tree retardant (TRXLPE) – policloruro de vinilo (PVC)

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Estructura Cables de Media Tensión

• Semiconductora S i d externa Capa de material sintético de resistividad intermedia entre un metal y un dieléctrico. Función: – Confinar el campo eléctrico en el interior del cable. – Distribución simétrica y radial del esfuerzo eléctrico en el interior del cable. – Limitar la influencia mutua entre cables eléctricos. – Reducir riesgo de electrocución..

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Estructura Cables de Media Tensión – En general formada por hilos o cintas aplicadas de forma helicoidal o longitudinal. Función: – Garantizar las puestas a tierra. – Crear un camino de baja impedancia para las corrientes capacitivas. – Conducir a tierra la corriente de corto. − Se debe conectar a tierra. − Protección mecánica

• Blindaje

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Estructura Cables de Media Tensión •Elementos de Protección Mecánica: – Armados con flejes de acero – Armados con alambres de acero – Armaduras especiales (acero corrugado, etc.)

•Barreras contra Humedad (cintas higroscópicas hinchables o mecanismos similares). Estas barreras se pueden colocar en el conductor en la pantalla o en ambos. conductor, ambos •Cubiertas con resistencia a hidrocarburos, resistencia al frío, etc. •Características especiales para usos específicos (submarinos, cables mixtos, automóviles, etc. )

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Estructura Cables de Media Tensión

Barrera contra humedad y agresiones mecánicas externas. Materiales mas comunes: PVC ó PE (MDPE, HDPE y LLDPE). Funciones: – Protección mecánica del cable. – Barrera contra la humedad. – Facilitar la instalación.

• Cubierta exterior

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Estructura Cables de Media Tensión

Para dar forma cilíndrica al conjunto se aplica un relleno, y eventualmente una capa, extruídos, de un material apropiado, no higroscópico, que pueda ser fácilmente eliminado cuando hay p yq que confeccionar empalmes o terminales.

• Relleno

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS COMPARACIÓN CABLES AL VS. CU

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS COMPARACIÓN ENTRE TIPOS DE AISLACIONES Policloruro de vinilo

Polietileno

Polietileno reticulado

Etileno propileno

Silicona

El XLPE tiene mejor resistencia a la humedad, mejor Rigidez Dieléctrica, mejor Resistencia de Aislación, mejor limite máximo de temperatura ante cortocircuito, etc. Respecto que el PVC.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS

EX: Excelente MB: Muy Bueno B: Bueno P: Pasable R: Regular N: Nulo

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Instalación de Terminales Contráctiles

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Instalación de Terminales Contráctiles

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Instalación de Terminales Contráctiles

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Instalación de Terminales Contráctiles

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Instalación de Terminales Contráctiles

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ELECCIÓN DE CONDUCTORES CRITERIOS PARA ELEGIR LA SECCIÓN DE LOS CONDUCTORES DE UNA INSTALACIÓN

ELECCIÓN DE CONDUCTORES Criterios de calculo de la sección de los conductores en las líneas de baja tensión en corriente alterna 1. Corriente admisible por calentamiento 2. Caída de tensión 3. Capacidad del conductor para soportar la corriente de cortocircuito 4 Resistencia mecánica 4. 5. Perdidas de Potencia 6. Consideraciones económicas

El criterio depende del tipo de instalación

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ELECCIÓN DE CONDUCTORES Clasificación 1) Según tensión de trabajo a. BT (> R

‰ MT:

•Resistencia eléctrica R •Reactancia inductiva XL

R؆X

‰ BT:

•Resistencia eléctrica R

R >>> X

‰ AT:

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ELECCIÓN DE CONDUCTORES Consideraciones económicas Este punto, aunque importante, es secundario en relación a las otras consideraciones. Sin embargo, las líneas de transmisión importantes deben calcularse de tal modo que la suma del gasto anual por interés y amortización del capital invertido en la construcción y el valor de la energía perdida por efecto Joule, sea un mínimo.

•Inversión de capital: directamente proporcional a la sección •Costos asociados con pérdida de energía: inversamente proporcional a la sección

ELECCIÓN DE CONDUCTORES Materiales Conductores Cobre: ⎡ g ⎤ 3 ⎣ cm ⎥⎦

γ = 8, 9 ⎢

•Peso específico: •Resistividad: •Coeficiente de variación de la resistencia con la T:

ρCU =

1 ⎡ Ωmm 2 ⎤ ⎢ ⎥ 56 ⎣ m ⎦

α = 0, 000068

Ωmm 2 m°C

Aluminio: •Peso específico:

⎡ g ⎤ 3 ⎣ cm ⎥⎦

γ = 2, 7 ⎢

•Resistividad: •Coeficiente de variación de la resistencia con la T:

α = 0, 00011

Ωmm 2 m°C

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ELECCIÓN DE CONDUCTORES Secciones de las líneas En lo que respecta a la capacidad de conducción, se puede hacer el siguiente análisis para el cobre y el aluminio

Q1 = 0, 24 ⋅ I 2 ⋅ R = 0, 24 ⋅ I 2

ρ ⋅L S

[cal ]

⇒ 2 QCu = 0, 24 ⋅ I Cu

⇒

2 I Cu ⋅ ρ Cu = ⋅I Al2 ⋅ ρ Al

ρ Cu ⋅ l S

[ cal ] = 0, 24 ⋅ I Al2

ρ AL ⋅ l S

[cal ]

⇒

I Al = I Cu

ρ Cu = I Cu ρ Al

1 1

56 = 0,80 I Cu 36

I Al = 0,80 I Cu

ELECCIÓN DE CONDUCTORES Secciones de las líneas Por lo tanto un conductor de aluminio, a igual sección, tiene un 20% menos de capacidad de trasmisión que un conductor de cobre

I Al = 0,80 I Cu

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ELECCIÓN DE CONDUCTORES 1)La temperatura de un conductor aumenta hasta que se igualan Q1 y Q2:

Q1 = 0, 24 ⋅ R ⋅ I 2 [ cal ]

(calor en el conductor por Efecto Joule)

Q1 = C (T − Ta ) S [ cal ]

(calor cedido por el conductor al ambiente)

2) Q1 = Q2 :

0, 24 ⋅ I 2 ⋅ R = C ⋅ (T − Ta ) ⋅ S [ cal ] ρ ⋅L 0 24 ⋅ I 2 0, = C ⋅ (T − Ta ) π ⋅ d ⋅ l [ call ] S

T −T =

0, 96 ⋅ ρ ⋅ I 2 [°C ] π ⋅C ⋅ d3

T −T = K

I2 [°C ] d3

Formula de transferencia de calor Q=C(T-Ta)S, donde C es la capacidad calorifica y S la superficie

ELECCIÓN DE CONDUCTORES

Por lo tanto el aumento de la temperatura del conductor depende de la corriente y del diámetro

T −T = K

I2 [°C ] d3

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ELECCIÓN DE CONDUCTORES COMO SELECCIONAR EL CONDUCTOR OBJETIVO: transmitir energía eléctrica a distancia, de la forma más económica posible, bajo condiciones técnicas de servicio: La SECCIÓN dependerá de: • Modo de Instalación • Potencia a Transportar • Agrupamientos • Temperatura ambiente • Número de conductores por fase • Tipo de cable • Caída de Tensión admisible • Cortocircuito admisible • Secciones mínimas permitidas

El cálculo eléctrico de la línea es un problema de equilibrio entre exigencias de servicio y costo.

ELECCIÓN DE CONDUCTORES Caída de tensión ΔU : caída íd porcentual t l de d tensión. t ió Caída de tensión entre los bornes de salida del tablero principal y cualquier punto de utilización no debe superar los siguientes valores: ΔU Circuitos terminales, de uso general y especifico, para iluminación: 3% ΔU p para uso especifico p q que alimenta sólo motores: 5% en régimen g y 15% durante el arranque Para el cálculo en el caso de iluminación y tomacorrientes se considerarán cargados con su demanda de potencia máxima simultanea

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ELECCIÓN DE CONDUCTORES Caída de tensión ΔU Circuitos terminales, de uso general y especifico, para iluminación: 3% ΔU para uso especifico que alimenta sólo motores: 5% en régimen y 15% durante el arranque En ningún caso la caída de tensión en los circuitos seccionales deberá exceder del 1%. Por lo tanto para los circuitos terminales que no alimentan motores la máxima caída desde el tablero seccional será de 2% y para los circuitos terminales de motores de 4%.

δ = U 2 − U 1[V ]

⇒

ΔU % =

δ U

100

⇒

δ=

ΔU ⋅ U [V ] 100

Líneas de Distribución – Esquemas de montajes En las Líneas de Distribución se distinguen dos esquemas de montaje, montaje a saber: - Líneas de distribución abiertas, distribuidores abiertos o troncales. - Líneas de distribución cerradas, distribuidores cerrados o en anillo. Las primeras reciben la energía eléctrica de un solo lado; son líneas en forma de rama terminal, llamadas también líneas radiales; las segundas reciben la energía eléctrica por más de un lado.

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Líneas abiertas o con alimentación unilateral (CC) SISTEMA BIFILAR DE DISTRIBUCIÓN POR CC

Líneas abiertas o con alimentación unilateral (CC)

Para S = cte , la caída de tensión es:

Δ U = 2 ⎡⎣ R1 I + R 2 ( I − i1 ) + R 3 ( I − i1 − i 2 ) + R 4 ( I − i1 − i 2 − i3 ) ⎤⎦ Δ U = 2 ⎡⎣ R1 ( i1 + i 2 + i3 + i 4 ) + R 2 ( i 2 + i3 + i 4 ) + R 3 ( i3 + i 4 ) + R 4 i 4 ⎤⎦ Δ U = 2 ⎡⎣ i1 R1 + i 2 ( R1 + R 2 ) + i3 ( R1 + R 2 + R 3 ) + i 4 ( R1 + R 2 + R 3 + R 4 ) ⎤⎦

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Líneas abiertas o con alimentación unilateral (CC)

{

Δ U = 2 ⎡⎣ i1 R1 + i 2 ( R1 + R 2 ) + i3 ( R1 + R 2 + R 3 ) + i 4 ( R1 + R 2 + R 3 + R 4 ) ⎤⎦

ρl ρl ρl ⎤ ⎡ ρl ΔU = 2 ⎢i1 1 + i2 2 + i3 3 + i4 4 ⎥ S S S ⎦ ⎣ S ΔU =

2ρ [i1l1 + i2l2 + i3l3 + i4l4 ] S

ΔU =

2ρ S

n

∑ iili i =1

R1 =

ρ l1 S

R1 + R2 =

R1 + R2 + R3 =

ρ l2 S

ρ l3 S

R1 + R2 + R3 + R4 =

ρ l4 S

Líneas abiertas o con alimentación unilateral (CA) uuur uuur uuur OD = OA + AD

OD = OC

OC ≈ OB OB = OA + AB OB = OA + AD × cos ϕ V0 = V + I × R × cos ϕ OA= Tensión en la carga = V OD= Tensión al inicio= V0 I= Corriente ϕ= Ángulo entre V e I AD= Caída de tensión vectorial

ΔU = V0 − V ΔU = I × R × cos ϕ

ΔU =

I × 2 × ρ × l × cos ϕ S

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Líneas abiertas o con alimentación unilateral (CA) C.A. MONOFÁSICA: S=

En función de la corriente

2ρ ΔU

n

∑ ( i ⋅ l ⋅ cos ϕ ) i

i

i

i

P = U ⋅ I ⋅ cos ϕ ⇒ I ⋅ cos ϕ =

S=

En función de la potencia

2ρ ΔU ⋅ U

P U

n

∑(P ⋅l ) i

i

i

Líneas abiertas o con alimentación unilateral (CA) C.A. TRIFÁSICA: En función de la potencia

S=

ρ

n

∑(P ⋅l ) ΔU ⋅ U i

i

i

S= Demostración:

ρ

n

ΔU ⋅ U L

∑(P ⋅l ) i

i

i

P = 3 ⋅ U L ⋅ iL ⋅ cos ϕ ⇒ S =

En función de la corriente

S=

3ρ ΔU

3ρ ΔU

n

∑ ( i ⋅ l ⋅ cos ϕ ) i

i

i

i

n

∑ ( i ⋅ l ⋅ cos ϕ ) i

i

i

i

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Líneas abiertas o con alimentación unilateral Procedimiento 1 Se calcula la sección 1. sección, para cierta caída de tensión (según el RIEI): 2ρ S= ΔU

n

∑ ( i ⋅ l ⋅ cos ϕ ) i

i

i

i

ρ: [Ω. mm2/m] ΔU [V] I [A] L[m] S[mm2]

2 . Se adopta la sección comercial más próxima superior a la del cálculo. 3 . Se verifica al calentamiento del conductor (que I admisible se igual o mayor a la del proyecto): La I del proyecto se suele obtener sumando todas la I como si estuvieran en fase, dando una I un poco superior, el error es despreciable

4 . Se hace la verificación térmica de los conductores a la corriente de cortocircuito

Protección contra sobrecargas (larga duración) Las características de los elementos de protección (fusibles, interruptores automáticos etc automáticos, etc.), ) deberán ajustarse al siguiente criterio: una vez determinada la corriente de proyecto (Ip) de la instalación y elegida la sección del conductor, los valores característicos de la protección deben cumplir con las siguientes condiciones simultáneamente: Ip = In = Ic If = 1,45 Ic Donde: Ip: Corriente de proyecto de la línea a proteger. In: Corriente nominal de la protección. Ic: Corriente admitida por el conductor de la línea a proteger. If: Corriente de fusión del fusible o de funcionamiento de la protección, dentro de los 60 minutos de producida la sobrecarga.

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Protección contra cortocircuitos (corta duración) La capacidad de interrupción o poder de corte a la tensión de servicio de los elementos de protección (fusibles, interruptores automáticos, etc.) deberá ser mayor que la corriente de cortocircuito máxima que pueda presentarse en el punto donde se instalen dichos elementos. Estos elementos deberán ser capaces de interrumpir esa corriente de cortocircuito, antes que produzca daños en los conductores y conexiones debido a sus efectos térmicos y mecánicos.

La verificación térmica de los conductores a la corriente de cortocircuito (corta duración) Deberá realizarse mediante la siguiente expresión:

S≥

Icc ⋅ t ⇒ para....0 ≤ t ≤ 5 k

Donde: - S [mm2] : Sección real del conductor. - Icc [ A ] : Valor eficaz de la corriente de cortocircuito máxima. - t [ S ] : Tiempo total de operación de la protección. - k = 1 14 : Para conductores de cobre aislados en PVC PVC. 74 : Para conductores de aluminio aislado en PVC. 142 : Para conductores de cobre aislados en goma etilenpropilénica o polietileno reticulado. 93 : Para conductores de aluminio aislado en goma etilenpropilénica o polietileno reticulado.

Los valores de k han sido determinados considerando que los conductores se encuentran inicialmente a la temperatura máxima de servicio prevista por las normas IRAM y que al finalizar el cortocircuito alcanzan la temperatura máxima prevista a por las mismas normas.

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Conductores de Neutro Para el dimensionamiento del conductor de neutro la AEA se basa en la Norma IEC 60364 parte 5 5, la cual establece: El conductor neutro, si existiera, en los siguientes casos, deberá tener como mínimo la misma sección que los conductores de línea: • En sistemas monofásicos de dos conductores, cualquiera que sea la sección de los conductores. • En sistemas monofásicos con tres conductores y en sistemas polifásicos y, cuando la sección de los conductores de línea sea menor o igual a 16 mm2 en cobre o 25 mm2 en Aluminio.

Conductores de Neutro Para el dimensionamiento del conductor de neutro la AEA se basa en la Norma IEC 60364 parte 5, la cual establece: En los circuitos polifásicos cuyos conductores de línea tengan una sección mayor que 16 mm2 cobre o 25 mm2 aluminio, el conductor neutro puede tener una sección menor que los conductores de línea si se cumplen simultáneamente las siguientes condiciones: • La máxima corriente esperada, incluyendo los armónicos si existieran, susceptible de recorrer el conductor neutro en el servicio normal, no debe ser superior a la corriente admisible de la sección reducida del neutro. • El conductor neutro debe ser protegido contra sobrecorrientes según las reglas de la AEA (Norma IEC 60364). • La sección del conductor neutro debe ser por lo menos igual a 16 mm2 cobre o 25 mm2 aluminio.

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Cargas Lineales y No Lineales

En los circuitos de corriente alterna con cargas lineales el valor eficaz de la corriente se incrementa de forma proporcional a la tensión.

En los circuitos de corriente alterna con cargas no lineales el valor eficaz de la corriente no se incrementa de forma proporcional a la tensión

Forma de Onda - Valores Instantáneos

En la Figura 1 se puede observar la forma de onda de la corriente fundamental (senoidal) con terceras y quintas Armónicas.

En la Figura 2 se muestra la onda resultante, distorsionada por el agregado de un 20% de terceras Armónicas y un 10% de quintas Armónicas

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Armónicas .Las Armónicas son tensiones o corrientes sinusoidales con frecuencias que son múltiplos enteros de la frecuencia a la que está diseñada para operar el sistema de alimentación (llamada frecuencia fundamental; en nuestro país de 50 Hz). Se originan en elementos tales como: • • • • • • •

Computadoras y otros equipos de oficinas que tienen una alimentación de corriente continua de tipo switch. Balastos fluorescentes. Variadores electrónicos de velocidad. UPS. Rectificadores. Filtros de ruidos.

Armónicas Tensión Armónica Relativa (ó Distorsión Armónica Individual) – vh : Este valor representa el porcentaje de un armónico en particular (de orden h) respecto del fundamental, o sea:

vh =

Vh % V1

Donde: h Orden del armónico vh Tensión relativa armónica del armónico de orden h, usualmente en porcientos Vh Tensión en valor eficaz (rms) del armónico de orden h Tensión en valor eficaz (rms) de la componente fundamental (50 V1 – 60 Hz)

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Armónicas Distorsión Armónica Total – THD: La Distorsión Armónica Total de Tensión, también llamada Tasa de Distorsión Total de Tensión proporciona una medida de todos los componentes armónicos de tensión de Tensión, frecuencia distinta del fundamental respecto de la tensión fundamental y está definido por: ∞

THD Donde: h VH Vh V1 V

V

=

VH % = V1

∑

h=2

Vh2

V1

% =

V 2 2 + V 3 2 + ... % V1

Orden del armónico Tensión T ió Armónica A ó i en valor l eficaz fi ( (rms) ) Tensión en valor eficaz (rms) del armónico de orden h Tensión en valor eficaz (rms) de la fundamental (50 – 60 Hz) Tensión en valor eficaz (rms) de la onda v(t)

El valor de THD tenido en cuenta en la Resolución del ENRE considera la sumatoria hasta el armónico de tensión de orden 40. Estos índices también se definen en forma similar para la corriente (ih, IH, THDI).

Circulación de corriente por el Neutro

Cargas equilibradas y sin Armónicas En sistemas trifásicos de 4 hilos las corrientes de cargas fase a neutro fluyen por cada fase del conductor y retornan por el neutro común. Si las cargas trifásicas son lineales y están balanceadas la corriente en el neutro es igual a cero,

Corriente con 50% de 3ras. Armónicas Las Armónicas de secuencia Cero (3ra y 9na) se suman en el neutro en vez de cancelarse como sucedería en cargas lineales balanceadas. El problema se denomina del Neutro Recalentado Corriente con 50% de 3ras. Armónicas

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Factor de Corrección (por reducción de intensidad de la corriente admisible) en los conductores de línea y neutro

Para una primera aproximación se puede utilizar el método de la IEC 60364, válido para sistemas trifásicos equilibrados, donde la única armónica significativa que no se cancela en el neutro es la tercera:

Factor de Corrección (por reducción de intensidad de la corriente admisible) en los conductores de línea y neutro •Los valores de reducción son aplicables a sistemas trifásicos equilibrados y a cables con cuatro o cinco conductores del mismo material y de la misma sección de los conductores cond ctores de fase. fase •Estos valores de reducción de la corrientes admisibles fueron calculados sobre la base de las corrientes de tercer armónico; no obstante si fueran esperadas distorsiones mayores al 10% y por corrientes armónicas superiores (9º y otras), son aplicables también las reducciones consideradas. •Para sistemas desequilibrados cuando exista un desequilibrio de fases de más de del 50% entonces las reducciones también son aplicables. •Cuando sea esperable que la corriente de neutro supere la corriente de fase, entonces la sección del cable debe ser seleccionada sobre la base de la corriente de neutro •Cuando se elija un cable basado en la corriente de neutro y esta corriente no sea significativamente mayor que la de fase será necesario reducir las corrientes admisibles para los tres conductores cargados. •Si por el contrario se espera que la corriente de neutro supere en más del 135% la corriente de fase y el cable fue seleccionado de acuerdo con las corrientes de neutro, entonces no es necesario aplicar reducción alguna de la corrientes admisibles por las fases, ya que estas están más frías y contribuirán a la disipación

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Ejemplo de Selección de cables en presencia de Armónicas Circuito: trifásico (4 conductores) instalado sobre pared Carga nominal: 34 A Requiere cable de 6 mm2(max. 37 A.) • Cable a utilizar (con 20% de 3ras. Armónicas): Selección por corriente de fase Coef 0,86 para la carga: 34 / 0,86 = 40 A Requiere cable de 10 mm2 • Cable a utilizar (con 50% de 3ras. Armónicas): Selección por corriente de neutro = 34 * 0,5 * 3 = 51 A Requiere cable de 16 mm2

Conductor de Protección

L puesta La t a tierra ti de d las l masas se realizarán li á por medio di d de un conductor, d t denominado "conductor de protección" de cobre electrolítico aislado (Normas IRAM: 2183, 2220; 2261, 2262) que recorrerá la instalación y cuya sección mínima se establece con la fórmula indicada en protección contra cortocircuito de corta duración. En ningún caso la sección del conductor de protección será menor a 2,5 mm2.

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Secciones mínimas de acuerdo al RIEI

Líneas abiertas de sección no uniforme La sección más económica será aquella que de lugar a un volumen de material mínimo •Se divide la línea en tramos que se calculan independientemente

•La caída de tensión debe ser la suma de las caídas de tensión parciales

ΔU AB ⇒ S AB ΔU BC = ΔU BD = ΔU − ΔU AB ⇒ S BC yS BD

Donde: ΔU: caída de tensión total, ΔUAB: Caída de tensión tramo AB

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Líneas abiertas de sección no uniforme Primero determinar la caída de tensión del tramo AB

B = ∑ ( LI cos ϕ ) AB ...C = ∑ ( LI cos ϕ ) BC ...D = ∑ ( LI cos ϕ ) BD ΔU AB =

ΔU C ⋅ LBC + D ⋅ LBD 1+ B ⋅ LAB

Donde: ΔU: caída de tensión total, ΔUAB: Caída de tensión tramo AB

Líneas abiertas de sección no uniforme

S AB =

2 ρ ((i1 cos(ϕ1 )l AB + (i2 cos(ϕ2 ) + i3 cos(ϕ3 ))l AB ) ΔU AB

S BC =

2 ρ ((i2 cos(ϕ 2 )lBC ) ΔU BC

S BD =

2 ρ ((i3 cos(ϕ3 )lBD ) ΔU BD

El volumen total en cobre o aluminio será:

VT = 2( S AB ⋅ l AB + S BC ⋅ lBC + S BD ⋅ lBD ) ⎧⎪ ⎡ 2 ρ ((i1 cos(ϕ1 )l AB + (i2 cos(ϕ2 ) + i3 cos(ϕ3 ))l AB ) ⎤ ⎡ 2 ρ ((i2 cos(ϕ2 )lBC ) ⎤ ⎡ 2 ρ ((i3 cos(ϕ3 )lBD ) ⎤ ⎫⎪ VT = 2 ⎨ ⎢ ⎥ lBC + ⎢ ⎥ l AB + ⎢ ⎥ lBD ⎬ Δ Δ ΔU BD U U ⎪⎩ ⎣ AB BC ⎦ ⎣ ⎦ ⎪⎭ ⎣ ⎦

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Líneas abiertas de sección no uniforme ⎧⎪ ⎡ 2 ρ ((i1 cos(ϕ1 )l AB 2 + (i2 cos(ϕ 2 ) + i3 cos(ϕ3 ))l AB 2 ) ⎤ ⎡ 2 ρ ((i2 cos(ϕ 2 )lBC 2 ) ⎤ ⎡ 2 ρ ((i3 cos(ϕ3 )lBD 2 ) ⎤ ⎫⎪ VT = 2 ⎨ ⎢ ⎥+⎢ ⎥+⎢ ⎥⎬ ΔU AB ΔU − ΔU AB ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ΔU − ΔU BD ⎦⎪⎭ ⎩⎪ ⎣ 2 2 2 2 ⎪⎧ ⎡ (i cos(ϕ1 )l AB + (i2 cos(ϕ 2 ) + i3 cos(ϕ3 ))l AB ⎤ ⎡ (i2 cos(ϕ2 )lBC ⎤ ⎡ (i3 cos(ϕ3 )lBD ⎤ ⎪⎫ VT = 2 ⋅ 2 ρ ⎨ ⎢ 1 ⎥+⎢ ⎥+⎢ ⎥⎬ ΔU AB ⎪⎩ ⎣ ⎦ ⎣ ΔU − ΔU AB ⎦ ⎣ ΔU − ΔU AB ⎦⎪⎭

Si se desea obtener el volumen mínimo de conductor debe derivarse la expresión V respecto de ΔUAB e igualarla a cero ∂V =0 ∂ΔU AB

⎧⎪ ⎡ (i cos(ϕ1 )l AB 2 + (i2 cos(ϕ 2 ) + i3 cos(ϕ3 ))l AB 2 ⎤ ⎡ (i2 cos(ϕ 2 )lBC 2 ⎤ ⎡ (i3 cos(ϕ3 )lBD 2 ⎤ ⎫⎪ 4 ⋅ ρ ⎨⎢− 1 +⎢ =0 ⎥+⎢ 2⎥ 2 ⎥⎬ (ΔU AB ) 2 ⎦ ⎣ (ΔU − ΔU AB ) ⎦ ⎣ (ΔU − ΔU AB ) ⎦⎪⎭ ⎩⎪ ⎣

(i2 cos(ϕ 2 )lBC 2 (i3 cos(ϕ3 )lBD 2 (i1 cos(ϕ1 )l AB 2 + (i2 cos(ϕ 2 ) + i3 cos(ϕ3 ))l AB 2 + = (ΔU − ΔU AB )2 (ΔU − ΔU AB ) 2 (ΔU AB ) 2

Líneas abiertas de sección no uniforme Finalmente despejando

((i1 cos(ϕ1 ) + (i2 cos(ϕ 2 ) + i3 cos(ϕ3 )))l AB 2 ΔU AB = = A ΔU − ΔU AB (i2 cos(ϕ 2 )lBC 2 + (i3 cos(ϕ3 )lBD 2 ΔU AB = (ΔU − ΔU AB ) A = ΔU A − ΔU AB A ΔU AB + ΔU AB A = ΔU A ΔU AB =

ΔU AB =

ΔU A ΔU ΔU = = 1+ A 1+ A 1+ 1 A A ΔU 1+

(i2 cos(ϕ 2 )lBC 2 + (i3 cos(ϕ3 )lBD 2 ((i1 cos(ϕ1 ) + (i2 cos(ϕ 2 ) + i3 cos(ϕ3 )))l AB 2

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Líneas abiertas de sección no uniforme Luego obtener la ciada de tensión de los tres tramos y determinar las sus correspondientes p secciones B = ∑ ( LI cos ϕ ) AB ...C = ∑ ( LI cos ϕ ) BC ...D = ∑ ( LI cos ϕ ) BD ΔU AB =

ΔU C ⋅ LBC + D ⋅ LBD 1+ B ⋅ LAB

ΔU AB ⇒ S AB ΔU BC = ΔU BD = ΔU − ΔU AB ⇒ S BC yS BD

S AB =

3ρ B ΔU AB

S BC =

3ρ C ΔU BC

S BD =

3ρ D ΔU BD

Líneas de sección uniforme, alimentadas por dos extremos a la misma tensión •Se considera a una línea de longitud L alimentada por sus dos extremos A y A’ •Se halla el punto de mínima tensión M (que recibe corriente por los dos lados) el cual divide la línea en dos líneas abiertas 2 ⋅ ρ ⋅ l A ⋅ PA 2 ⋅ ρ ⋅ l A ' ⋅ PA ' − = 0.... ⇒ l A PA = l A ' PA ' S ⋅U S ⋅U l P l P l P = A PA ' = P − PA ... ⇒ PA ' = P − A ' A ' ... ⇒ PA ' = A lA lA + lA' L

Δ U AA ' =

PA ' =

∑ l P ... ⇒ i

L

i

PA = P − PA '

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Líneas de sección uniforme, alimentadas por dos extremos a la misma tensión Una vez conocidas las potencias PA y PA’ que aporta cada extremo se calcula la sección de una de las líneas abiertas formadas, considerando en ellas todas las caídas de tensión, dicha sección obtenida es la de toda la línea.

Problema Nº 1 Calcular la sección de la línea, conductores de cobre unipolares, aislación PVC, montaje superficial bajo tubo, tensión 230V y la caída de tensión máxima es 1,5%

S=

2ρ ΔU

n

∑ ( i ⋅ l ⋅ cos ϕ ) i

i

i

i

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Problema Nº 2 Esta línea trifásica está alimentada con una tensión de línea de 400V, conductores de aluminio, trenzados en haz, aislados con XLPE, en instalación aérea posada sobre fachada, la caída de tensión admitida es del 2%. Calcular la sección

S=

3ρ ΔU

n

∑ ( i ⋅ l ⋅ cos ϕ ) i

i

i

i

Problema Nº 3 En la línea trifásica a 400/230 V, con conductores de cobre, se admite una caída de tensión total del 2%. Calcular: a)) Caída de tensión en los tramos AB, BC y BD para un volumen mínimo c cobre. b) Sección teórica del conductor de cada tramo.

ΔU AB =

ΔU C ⋅ LBC + D ⋅ LBD 1+ B ⋅ LAB

B = ∑ ( LI cos ϕ ) AB ...C = ∑ ( LI cos ϕ ) BC ...D = ∑ ( LI cos ϕ ) BD

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Problema Nº 4 Calcular la sección de la línea trifásica de cobre. Los conductores forman el cale tripolar aislado con XLPE, para 1 kV, en instalación de interior bajo tubo de montaje j superficial. La tensión de línea es 400 V y la caída de tensión máxima admisible 2 %, se considera un factor de potencia común para todas las cargas de 0,8 inductivo.

PA ' =

∑ l P ... ⇒ P i i

L

A

= P − PA '

Líneas abiertas o con alimentación unilateral (CA) en Media Tensión Para el cálculo de Caída de tensión en las líneas de Media Tensión se tiene en cuenta: -Resistencia Eléctrica de los conductores -Reactancia Inductiva de los conductores

En función del número de conductores cargados y de la disposición geométrica de los mismos tenemos diferentes valores para la reactancia inductiva

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Líneas abiertas o con alimentación unilateral (CA) en Media Tensión Ejemplo Si tuviéramos un tendido con 3 cables unipolares de cobre Afumex 1000 V Iris Tech (AS) de 1x95. Tomando los datos necesarios que aparecen en el catálogo:

Sustituyendo en la fórmula de cables al tresbolillo: 0

Y, por tanto, la reactancia inductiva a 50 Hz quedaría:

Líneas abiertas o con alimentación unilateral (CA) en Media Tensión uuur uur uur r r ΔU = U1 − U 2 = R ⋅ l ⋅ I + X ⋅ l ⋅ I ≅ AB + BC AB + BC = R ⋅ l ⋅ I cos ϕ + X ⋅ l ⋅ Isenϕ ΔU = R ⋅ l ⋅ I cos ϕ + X ⋅ l ⋅ Isenϕ U1= Tensión en la Fuente

U2= Tensión en la carga I= Corriente ϕ= Ángulo Á l entre t UeI

ΔU = I ⋅ l ( R cos ϕ + Xsenϕ ) ΔU =

P ⋅l ( R cos ϕ + Xsenϕ ) V cos ϕ

ΔU =

P ⋅l ( R + X ⋅ tgϕ ) V

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Líneas abiertas o con alimentación unilateral (CA) en Media Tensión Momento Eléctrico en función de la caída de tensión P ⋅l 100 ⋅ P ⋅ l ( R + X ⋅ tgϕ ) ⇒ ΔU % = ( R + X ⋅ tgϕ ) V V2 V2 P ⋅l = ΔU % 100 ⋅ ( R + X ⋅ tgϕ )

ΔU =

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS Reglamento AEA 90364 – Parte General El cuerpo principal (partes 0 a 6) conforma el marco técnico y reglamentario para  l l( ) f l é l realizar el proyecto, dirección, ejecución y verificación y mantenimiento de las  instalaciones eléctricas. 

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