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CONDUCTORESELÉCTRICOS


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INDICE

1. ¿QUE ES UN CONDUCTOR ELECTR ICO? ......................................................................................................... 21.1 Tipos de cobre para conducores e!"cricos 2

1.1.1 C obr e de temple duro ................................................................................................................ 21.1.2 C obr e recocido o de temple blando .............................................................................................. 2

1.2 #ares $ue co%ponen !os conducores e!"cricos &1.2.1 El alma o elemento cond uct or .....................................................................................................1.2.2 El aislamiento ..........................................................................................................................

3

4

1.2.3 La s cubier t a s protectoras ............................................................................................................ 4

1.& C!asi'icaci(n de !os conducores e!"cricos de acuerdo a su ais!aci(n o n)%ero de *ebras +1.3.1 C ond uct or es para d i st r ibución y poder .........................................................................................1.3.2 C abl es armados ........................................................................................................................

5

5

1.3.3 C or d ones ................................................................................................................................. 5

1.3.4 C abl es portátiles ....................................................................................................................... 5

1.3.5 C abl es submarinos .................................................................................................................... 51.3.6 C abl es navales .......................................................................................................................... 6

1.+ C!asi'icaci(n de !os conducores e!"cricos de acuerdo a sus condiciones de e%p!eo ,1.4.1 C ond uct or es de cobre desnudos ................................................................................................... 61.4.2 Alambres y cables de cobre con ai sl ación ...................................................................................... 6

2 DI-ENSION-IENTO DE CONDUCTORES ELECTRICOS.....................................................................

2.1 Da/os $ue 0enera e! %a! di%ensiona%ieno %a! uso de !os conducores en una ais!aci(n

2.2 Capacidad de ranspore de !os conducores

2.2.1 actores de corr ección a la ca pacid ad de transporte ........................................................................ 102.2.1.1 actores de corrección por cantidad de conductores !f " # ................................................................ 112.2.1.2 actores de corr ección por temperatura ambiente ........................................................................... 11

2.2.1.3 actores de corr ección por temperatura ......................................................................................... 11

2.& Di%ensiona%ieno por 3o!a4e de p"rdida 122.3.1 C ál cul o de alimentadores ........................................................................................................... 12

2.3.1.1 Alimentadores con car$a concent r ad a ........................................................................................... 122.3.1.2 Alimentadores con car$a distribuida ............................................................................................ 13

& 5ERI6ICCION DE LS INSTLCIONES ELECTRICS 17&.1 Inspecci(n de !a insa!aci(n e!"crica 17

3.1.1 % n s pección visual ...................................................................................................................... 153.1.2 & ed iciones y ensayos de la in st al ación ........................................................................................ 173.1.3 & ed iciones de ai sl ación y puestas en mar c'a ............................................................................... 18

3.1.3.1 & ed ición de ai sl ación ............................................................................................................... 18

3.1.3.2 & ed ición de la !puesta a tierra# ................................................................................................ 19

3.1.3.3 & ed ición r esi st encia de pisos ..................................................................................................... 203.1.3.4 Ensayo de polaridades .............................................................................................................. 20

3.1.3.5 Ensayo de tensión a pl icad a ....................................................................................................... 20

3.1.3.6 Ensayos de ( uncionamient o ....................................................................................................... 20

1•


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CONDUCTORES ELECTRICOS

Desde el inicio de su recorrido en la centrales gener ador as hasta llegar a los centros de consumo, la ener gíaeléctrica es conducida a traés de líneas de transmisi!n " redes de distri#uci!n $ormadas %or conductores eléctr icos&

1. ¿QUE ES UN CONDUCTOR ELECTR ICO?

'e a%lica este conce%to a los cuer%os ca%aces de conducir o transmitir la electr icidad&

(n conductor eléctrico est) $ormado %rimeramente %or el conductor %ro%iamente tal, usualmente de co #r e&

*ste %uede ser alam#re, es decir, una sola he#ra o un ca#le $ormado %or arias he#ras o alam#res retorcidos entre

sí& +os materiales m)s utiliados en la $a#ricaci!n de conductores eléctricos son el co#re " el aluminio&

-un.ue am#os metales tienen una conductiidad eléctrica e/celente, el co#re constitu"e el elemento %rinci%al en la

$a#ricaci!n de conductores %or sus nota#les entaas mec)nicas " eléctr icas&

*l uso de uno " otro material como conductor, de%ender) de sus caracteristicas eléctricas ca%acidad %ara tr ans2 %ortar la electricidad, mec)nicas resistencia al desgaste, malea#ilidad, del uso es%ecí$ico .ue se le .uiera dar " delcosto&

*stas características llean a %re$erir al co#re en la ela#oraci!n de conductores eléctr icos&

*l ti%o de co#re .ue se utilia en la $a#ricaci!n de conductores es el co#re electrolítico de alta %urea, 99,99&

De%endiendo del uso .ue se le a"a a dar, este ti%o de co#re se %resenta en los siguientes grados de durea otem%le duro, semi duro " #lando o r ecocido&

1&1& i%os de co#re %ara conductores eléctr icos

1.1.1. Cobre de temple d ur o)

• onductiidad del 97 res%ecto a la del co#re %ur o&

• esistiidad de 0,018 / mm 2 a 20 de tem %er atur a&

• a%acidad de ru%tura a la carga, oscila entre 37 a 45 : g;mm2&

ctil " $le/i#e se utilia en la $a#ricaci!n de conductores aislados&

*l conductor est) identi$icado en cuanto a su tama?o %or un cali#re, .ue %uede ser milimétrico " e/%resarse enmm2 o americano " e/%resarse en -@A o BB con una e.uialencia en mm2&

m


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1&2& n el n>mero de conductor es

Bonoconductor onductor eléctrico con una sola alma conductora, con aislaci!n " con o sin cu#ierta %r otector a&

Bulticonductor onductor de dos o m)s almas conductoras aisladas entre sí, enueltas cada una %or su r es %ec2tia ca%a de aislaci!n " con una o m)s cu#iertas %rotectoras comunes&

3•


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1.2.2. El ai sl amient o

*l o#etio de la aislaci!n en un conductor es eitar .ue la energía eléctrica .ue circula %or él, entre en contacto conlas %ersonas o con o#etos, "a sean éstos ductos, arte$actos u otros elementos .ue $orman %arte de una instalaci!n& Delmismo modo, la aislaci!n de#e eitar .ue conductores de distinto oltae %uedan hacer contacto entre sí&

+os materiales aislantes usados desde sus inicios han sido sustancias %oliméricas, .ue en .uímica se de$inen comoun material o cuer%o .uímico $ormado %or la uni!n de muchas moléculas idénticas, %ara $ormar una nuea moléculam)s gr uesa&

-ntiguamente los aislantes $ueron de origen natural, guta %er cha " %a%el& n en la $a#ricaci!n de conductores eléctr icos&

+os di$erentes ti%os de aislaci!n de los conductores est)n dados %or su com%ortamiento técnico " mec)nico,considerando el medio am#iente " las condiciones de canaliaci!n a .ue se er)n sometidos los conductores .ue ellos %rotegen, resistencia a los agentes .uímicos, a los ra"os solares, a la humedad, a altas tem%eraturas, llamas, etc& *ntr elos materiales usados %ara la aislaci!n de conductores %odemos mencionar el mero de he #r as

+a %arte m)s im%ortante de un sistema de alimentaci!n eléctrica est) constituida %or conductor es&

-l %ro"ectar un sistema, "a sea de %oderF de control o de in$ormaci!n, de#en res%etarse ciertos %ar)metros im2 %rescindi#les %ara la es%eci$icaci!n de la ca#ler ía&

• Coltae del sistema, ti%o o -, $ases " neutro, sistema de %otencia, %unto central aterr amiento&• orriente o %otencia a suministr ar &• em%eratura de sericio, tem%eratura am#iente " r esistiidad térmica de alr ededor es&• i%o de instalaci!n, dimensiones %r o$ undidad, radios de cur atur a, distancia entre anos, etc&&• 'o #r ecar gas o cargas inter mitentes&• i%o de aislaci!n&• u#ierta %r otector a&


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odos estos %ar)metros est)n íntimamente ligados al ti%o de aislaci!n " a las di$erencias constr uctias de losconductores eléctricos, lo .ue %ermite determinar de acuerdo a estos antecedentes la clase de uso .ue se les dar )&

De acuerdo a éstos, %odemos clasi$icar los conductores eléctricos seg>n su aislaci!n, construcci!n " n>mero dehe#ras en monoconductores " multiconductor es&

omando en cuenta su ti%o, uso, medio am#iente " consumos .ue serir)n, los conductores eléctricos se clasi$ icanen la siguiente $ or ma

1.3.1. Conductores para distribución y pod er )

• -lam #r es " ca#les G0 de he#ras 7 a 61&• ensiones de sericio 0,6 a 35 :C B " 46 a 65 :C -&• (so Hnstalaciones de $uera " alum#rado aéreas, su#terr)neas e inter ior es&• endido $io&

1.3.2. Cables ar mad o s)

• a#le G0 de he#ras 7 a 37&• ensi!n de sericio 600 a 35 000 olts&• (so Hnstalaciones en minas su#terr)neas %ara %i.ues " galerías ductos, #andeas, aéreas " su #terr )neas• endido $io

Cable ar mad o

onductores %ara control e instr umentaci!n

• a#le G0de he#ras 2 a 27&• ensi!n de sericio 600 olts&• (so I%eraci!n e intercone/i!n en onas de hornos " altas tem %er atur as& ductos, #andeas, aérea o directamente #ao tierr a&• endido $io&

1.3.3. C or d one s)

• a#les G0 de he#ras 26 a 104&• ensi!n de sericio 300 olts&• (so as, %alas "

%er $ o2 radoras de uso miner o&• esistente a intem%erie, agentes .uímicos, a la llama " grandes solicitaciones mec)nicas como arr astr es,cor tes e im %actos&• endido %or t)til&

1.3.5. Cables submar ino s)

• a#les G0 de he#ras 7 a 37&• ensi!n de sericio 5 " 15 : C&• (so en onas #ao agua o totalmente sumer gidos, con %rotecci!n mec)nica .ue los hacen resistentes a corr ien2 tes " $ondos mar inos&• endido $io&

5•


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1.3.6. Cables naval e s)

• a#les G0 de he#ras 3 a 37&• ensi!n de sericio 750 olts&• (so dise?ados %ara ser instalados en #arcos en circuitos de %oder, distri#uci!n " alum #r ado&• endido $io&

Dentro de la gama de alam#res " ca#les .ue se $a#rican en el %aís, e/isten otros ti%os, destinados a di$erentes usosindustriales, como los ca#les tele$!nicos, los alam#res magnéticos esmaltados %ara uso en la industria electr!nica " en

el em#o#inado de %artidas " motores de tracci!n, los ca#les %ara cone/iones automotrices a #aterías " motores dearran.ue, los ca#les %ara %arlantes " el alam#re %ara tim #r es&

1&4& lasi$icaci!n de los conductores eléctricos de acuerdo a sus condiciones de em %leo


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-J+- 1

IGDHHIG*' D* ('I n Gormas CD*

-dmisi #le

IGDHHIG*' D* ('I D* +'I IGD(I*' -H'+-DI' IG '*HIG*' -@AKa#ricados seg>n Gormas (+ ! Hmedo u corrosio so#re uesto enaislaci!n de canaletas, instalaciones su#terr)neas en ductos, %olietileno " ( 1 75 600 directamente #ao tierra, en agua " a lacha.ueta de medos a la

inter%erie sin e/%onerse a r a"os solar es,en canaletas directamente enterrado en el suelo

" #ao el agua, con %rotecci!n adicional

cuando esta e/%uesta a %osi#les da?os

a#les %lanosmulticonductor


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-J+- 2, ontinuaci!n

i%o de -islaci!n Designaci!n Ba/& de'ericio&

ensi!n Ba/&

de 'er icioC 17&-&3

ondiciones de *m%leo

onductor multi olar con aislaci!n " B( 1 75 600 Hd& (cha.ueta de


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2. DI-ENSION-IENTO DE CONDUCTORES ELECTRICOS

*s $recuente .ue las instalaciones eléctricas %resenten %ro#lemas originados %or la mala calidad de la ener gía&

• Car iaciones de olta e&• Car iaciones de $ r ecuencia&• 'e?al de tensi!n con altos contenidos de im %ur eas&• etc&

*stos e$ectos %roducen un $ uncionamiento irregular en los e.ui%os eléctricos " generan %érdidas de energía %or calentamiento de los mismos " de sus conductores de alimentaci!n&

+a norma -G'H;H*** 57&11021986, recomienda .ue los e.ui%os de %otencia .ue de#en alimentar cargas nolineales com%utadoras , o%eren a no m)s de un 80 de su %otencia nominal& *s decir, los sistemas de#en calcular se %ara una %otencia del orden del 120 de la %otencia de tra#ao en régimen e$ectio&

omo se %uede a%reciarF el correcto dimensionamiento de conductores eléctricos tiene una im%ortancia decisiaen la o%er)ci!n e$iciente " segura de los sistemas&

2&1& Da?os .ue genera el mal dimensionamiento " mal uso de los conductores en una instalaci!n eléctr ica• ortes de suministr o&• iesgos de incendios&•


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•

+as ta#las .ue se %resentan a continuaci!n esta#lecen los limites de corrientes admisi#les %ara conductores desecci!n milimétricas " -@, #ao las siguientes condiciones

em%eratura am#iente 30N GN m)/& de conductores %or ducto 3

2.2.1. actores de corrección a la capacidad de t r an s por t e.

+a ca%acidad de trans%orte de los conductores est) r estr ingida %or su ca%acidad de disi%ar la tem%eratura delmedio .ue los rodea& n ta#las -&

-J+- 4

HG*G'HD-D D* IH*G* -DBH'HJ+*


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T8L 7

INTENSIDD DE CORRIENTE D-ISI8LE #R CONDUCTORES ISLDOS

9Secciones -i!i%"ricas:

*B


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2&3& Dimensionamiento %or oltae de %ér dida

-l circular una corriente eléctrica a traés de los conductores de una instalaci!nF se %roduce en ellos una caída detensi!n .ue res%onde a la siguiente e/ %r esi!n

5p> I ? Rc 9P:

• C% Coltae de a a una determinada distancia del %unto de*m%alme o alimentaci!n al sistema, tal como se %resenta en el es.uema

-limentaci!n

H

l arga

+a e/%resi!n %ara determinar la secci!n del conductor es!i%enadores -ono'@sicos

2 ? Q ? l > ? I 9 %%2 :

5p

!i%enadores Tri'@sicos

Q ? l > ? I 9 %%2 :

5p


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2.3.1.2. Alimentadores con car$a d i st r ibuid a

*n caso de .ue las cargas no se encuentren concentradas en un solo %unto, sino distri#uidas a lo largo de la línea,se %ueden %resentar dos criterios %ara el Dimensionamiento de la secci!n del conductor

• riterio de 'ecci!n onstante&• riterio de 'ecci!n !nica&

a riterio de secci!nco

nstant

e*l Dimensionamiento de la 'ecci!n de los conductores, resulta ser constante %ara toda la e/tensi!n del -limenta2

dorF en este caso tendr emos

4

L4

• i1F i2F i3F i4 orrientes de rama %ro%ia de los consumos asociados al -limentador -• +1F +2F +3F +4 +ongitud de cada uno de los tramos del -limentador m

+a e/%resi!n de )lculo resulta ser

2 ? Q!i%enador -ono'@sico

> 9 L! ? i! A L2 ? i2 A L& ? i& A L+ ? i+ : 9 %%2:

5p

Q

!i%enador Tri'@sico

> 9 L! ? i! A L2 ? i2 A L& ? i& A L+ ? i+ : 9 %%2:

5p

i1 i2 i3 i

L1

L2

L3


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# riterio de secci!n c!nica

-l Dimensionar la 'ecci!n de los conductores, a traés de este riterio, la 'ecci!n del -limentador disminu"e amedida .ue nos aleamos de la -limentaci!n

4

L

*n la situaci!n del diagrama se %resenta .ue

H1 = ilRi2Ri3Ri4 -

H2 = i2Ri3Ri4 -

H3 = i3Ri4 1-3 H4 = i4

-

+=+iR+2R+3R+4m

9 B%%2: 2 ? Q ? LT

!i%enador Tri'@sico

5p

d > 9 B%%2: Q ? LT

Kinalmente, %ara determinar la secci!n de cada tramo, se utilia la siguiente ecuaci!n

I11 >

d

I22 >

d

I&& >

d

S

I++ >

d

" ot a) 0odas las áreas parciales A1 2 A2 23 están e4presadas en 1 mm2 3.

I1 I2 I3 I4

i1 i2 i3 i

L1 L2 L3 L4

&. 5ERI6ICCION DE LS INSTLCIONESELECTRIC


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&. 5ERI6ICCION DE LS INSTLCIONES ELECTRICS

*l control de calidad de una instalaci!n eléctrica se denomina su%er isi!n eléctrica& +a su%er isi!n eléctrica es un %roceso .ue de#e estar %resente en todas las $ases de la eecuci!n de una o#ra eléctrica ", es%ecialmente, cuando estaha concluido " se entrega %ara el ser icio&

+a su%er isi!n eléctrica es una ealuaci!n constante de la calidad " seguridad del tra#ao r ealiado&

+a seguridad de los usuarios de estas instalaciones " de sus #ienes es el %roducto de un tra#ao e$ectuado conidoneidad " ética %ro$esional& onsiderando .ue muchas eta%as de una instalaci!n s!lo ser)n conocidas %or .uienesla eecuten, es de ital im%ortancia .ue la la#or técnica sea #ien r ealiada&

oda instalaci!n eléctrica, antes de ser %uesta en sericio %or el usuario, de#e ser ins%eccionada " sometida adiersas %rue#as o ensa"os, a $in de eri$icar .ue ella ha sido #ien realiada " cum%le con los estudios " es %eci$ icacio2nes inherentes al %ro"ecto& +o mismo es e/igido %ara las e/tensiones " modi$icaciones de instalaciones e/istentes&

3&1& Hns%ecci!n de la instalaci!n eléctr ica

+os écnicos encargados de la su%er isi!n de las instalaciones eléctricas, cuando éstas han $inaliado, de #er )n

dis%oner %ara su la#or de toda la documentaci!n relacionada con la o#ra eléctrica, esto es

•


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3.1.2. &ediciones y ensayos de la in st al ación

*n esta eta%a de la su%er isi!n se recurre al uso de instrumentos %ara eri$icar, entre otros detalles, el estado delas aislaciones " %uestas a tierra, $actores de gran im%ortancia %ara la seguridad de los usuarios de la instalaci!neléctr ica&

+as Gormas %rescri#en los ensa"os indicados a seguir " recomiendan la manera como %roceder en su a %licaci!n&

Dentro de los ensa"os " mediciones se recomienda considerar las siguientes

• ontinuidad de los conductores de las tierras de sericio " de %rotecci!n " de las cone/iones e.ui %otenciales&• 'e%araci!n eléctrica de los cir cuitos&• esistencia de aislaci!n de la instalaci!n&• esistencia de %isos&• Bedici!n de la resistencia de los electrodos de la tierra de %r otecci!n&• Cer i$ icaci!n de las características de los dis%ositios de %rotecci!n contra contactos indirectos " directos&• Cer i$ icaci!n de las características de los dis%ositios contra cortocircuito " so #r ecar gas&• Cer i$ icaci!n de %olar idades&• *nsa"os de tensi!n&• *nsa"os de $ uncionamiento&

+os ensa"os o %rue#as antes mencionadas, adem)s de asegur ar el correcto $ uncionamiento de un sistema o cir cui2to eléctrico, est)n destinados a %rotegeer al o%erador, eitando .ue corra el riesgo de .uedar sometido a tensiones %eligrosas %or contacto directo o indir ecto&


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3.1.3. &ediciones de aislación y puestas en mar c'a

3.1.3.1. &edición de ai sl ación

*ntre los materiales ha" materiales aislantesE " conductores& +os aislantes %er$ectos no e/isten& +os conductor esactios de una instalaci!n eléctrica neutro " $ases de#en estar unidos entre sí " con tierra a traés de los aislantes .uelos recu#ren %ara controlar dicha im%er$ecci!n o corr iente de $ugaE& Dicha corr iente de $ugaE se genera cuando sea%lica una tensi!n entre los conductores %or el %aso de %e.ue?as cantidades de corrientes a traés de los aislantes&

+a Gorma eléctrica .ue rige en hile, esta#lece algunas %recisiones so#re los nieles de corriente de $uga %er miti2dos&


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3.1.3.2. &edición de la . pue st a a t ierr a/

+a %uesta a tierra de %rotecci!n de#e tener un alor es%ecí$ico, de acuerdo a los re.uerimientos de las medidas deseguridad contra tensiones %or contactos indir ectos&

+a mediciones de su%er isi!n eléctrica, %ara las %rotecciones contra contactos indirectos, son dos

1& Bedida de la tierra de %r otecci!n&

2& Bedida de tierra %ara la %rotecci!n di$ er encial&

+os o#etios de la %uesta a tierr aE, son

• onducir a tierra al suelo todas las corrientes %roducidas %or una $alla de aislaci!n .ue ha"a energiado lascarcaas de los e.ui%os eléctr icos&

• *itar .ue en las carcaas met)licas de los e.ui%os eléctricos a%arecan tensiones .ue resulten %eligr osas %ara la ida humana&

•


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3.1.3.3. &edición resistencia de pi so s

medo de $orma cuadrada " de a%ro/imadamente 270 mm de lado so#re el cual se colocar) una %laca met)licalim%ia, sin !/ido, de $orma cuadrada " de 250 mm %or lado, so#re esta >ltima se colocar) una %laca de madera deigual dimensi!n " de un es%esor mínimo de 20 mm, el conunto se cargar) con un %eso de a%ro/imadamente 70 : g&

'e medir) la tensi!n mediante un !ltmetro de resistencia interna i de a%ro/imadamente 3 000 ohms, sucesia2mente entr e

• (n conductor de $ase " la %laca met)licaF esta tensi!n la llamaremos C2&• *ntre el mismo conductor de $ase " una toma de tierra eléctricamente distinta de la %laca, " de

resistencia des%recia#le $rente a i, esta tension la llamaremos C1&• +a resistencia #uscada estara dada %or la r elacion

Rp > Ri ? C 1 1

9P:C2

*n un mismo local se e$ectuaran %or lo menos tres mediciones 'i e/iste un elemento conductor en la Tona, %or lomenos una de las mediciones de#era hacerse a una distancia de 1,00 m de él&


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0


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*l entro de


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