INSTALACIONES ELECTRICAS

RESIDENCIALES Y COMERCIALES

PNF Ingenieria Electrica

IUT Agroindustrial

San Cristobal

CLCULO DE CONDUCTORES

El buen diseo y clculo de los conductores en una instalacin

elctrica, va a influir directamente en la seguridad y eficiencia

del sistema as como en su economa.

Los criterios para el clculo de conductores son:

En primer lugar, determinar la corriente que va a circular por el

circuito en las condiciones nominales.

Luego se debe verificar que este conductor cumpla con los limites

de cada de tensin establecidos para el circuito en particular.

En instalaciones tipo industrial o de gran consumo, se hace

necesario determinar la capacidad del conductor para soportar la

corriente de cortocircuito.

CLCULO POR AMPACIDAD

La ampacidad se refiere a la capacidad de corriente del conductor.

En este clculo se determina la corriente ocasionada por la carga

conectada al circuito (Ic), disendose el conductor para que

soporte esta carga mas un 25% a fin de que no se exceda del 80%

de su capacidad nominal (Norma 220-2A del Cdigo Elctrico

Nacional).

Con este objeto, se disea el conductor para que soporte una

corriente de diseo (Id) igual al 125% de la corriente del circuito

(Ic), o sea

Id = 1.25*Ic.

CLCULO POR AMPACIDAD El clculo de la corriente a plena carga del circuito (Ic) depende De las caractersticas de la instalacin y puede ser:

a) Para circuitos monofsicos de 2 hilos:

b) Para circuitos monofsicos de 3 hilos:

c) Para circuitos bifsicos (sin neutro):

d) Para sistemas trifsicos:

=()

Siendo: Vf = Voltaje de fase a neutro VL = Voltaje entre fases P(w) = Potencia del circuito en vatios Cos = Factor de potencia del circuito

En caso de circuitos con motores, la potencia activa de estos se calcula de la siguiente manera: P(w) = (HP*745)/

Siendo: HP la potencia mecnica que entrega el motor = Eficiencia del motor

Luego de determinado el conductor por ampacidad se procede a verificar que este cumpla por cada de tensin.

=()

2

=()

=()

3

CLCULO POR CAIDA DE TENSIN Debido a la resistencia por unidad de longitud que presentan los

conductores, se produce una cada de voltaje en stos, que aumenta

proporcionalmente con la corriente y con la resistencia del conductor

(longitud). Segn una de las leyes elementales de fsica, se sabe que

R = *L S

Donde: = Resistividad del material en *mm2/m L = Longitud del conductor (metros)

S = seccin transversal del conductor (mm2)

De aqu se deduce que a mayor longitud, se tiene mayor resistencia

y por tanto mayor cada de tensin.

CLCULO POR CAIDA DE TENSIN

Las cadas de tensin permitidas segn el tipo de carga

que se tenga son:

3% Para circuitos ramales

1% Para alimentadores y acometidas

3% Para redes de distribucin en B. T.

4% Para redes de alumbrado publico

1% Para alimentadores de A. T.

CLCULO POR CAIDA DE TENSIN Para realizar el clculo por V, se determina el momento elctrico que

presenta el circuito en estudio multiplicando los amperios o KVA de la

carga por la longitud de dicho circuito, esto es valido cuando se tiene una

carga puntual. En caso de que las cargas sean distribuidas a lo largo del

circuito, el momento elctrico se determina por la suma de los momentos

que presentan las cargas individuales.

Carga concentrada L(m)

(Ic)

Mec = Ic*L

Carga distribuida

(Ic1) (Ic3) (Ic2)

L1 L2 L3

Mec = Ic1*L1 + Ic2*(L1+L2) + Ic3*(L1+L2+L3)

PROCEDIMIENTO DE CLCULO

En primer lugar se determina la corriente de plena carga del circuito

(Ic), con este valor se halla la corriente de diseo del conductor (Id),

La cual permite seleccionar el conductor por ampacidad buscndolo

En la tabla de clculo de conductores, se debe prever que la corriente

Nominal del conductor sea mayor o igual a la corriente de diseo.

Luego se procede a verificar que este conductor cumpla por cada

de tensin, para ello se calcula el momento elctrico del circuito:

(Mec = Ic*L).

Se busca en la tabla de conductores el valor de amperios-metro que

soporta el conductor seleccionado de acuerdo a las caractersticas

de fp, V permitida, tensin de servicio del circuito y tipo de conductor.

PROCEDIMIENTO DE CLCULO En la tabla de conductores se indican diversos factores de

correccin por los que hay que multiplicar el Momento elctrico

del conductor, estos coeficientes de correccin dependen del valor

de la tensin de servicio segn se observa en la tabla de conductores.

Tambin se tienen factores de correccin para cadas de tensin

diferentes al 1%. Para una cada de tensin diferente al 1%, se

multiplica el valor de Mec obtenido en la tabla para el 1% de V

exigido para el tipo de circuito en estudio. Se debe cumplir que el momento

elctrico nominal del conductor, sea mayor o igual que el momento elctrico

del circuito Menc Mec.

Vreal = (Mec/Menc)*(%V) %V permitido

En caso contrario se debe buscar el conductor inmediato de mayor calibre

y verificar que cumpla por V.

CLCULO Y SELECCIN DE PROTECCIONES

En el clculo de las protecciones se tomar en cuenta la corriente

de plena carga del circuito (Ipc)

y la corriente nominal del conductor (Inc).

Se debe cumplir el siguiente criterio:

1.20*Inc > Iprot 1.25*Ipc

EJEMPLO 1 Calcular los conductores para alimentar las siguientes cargas de acuerdo al circuito que se indica, determinar adems el ducto y la proteccin.

Circuito ramal monofsico 2 hilos de 20m de longitud con 3400W de carga, tensin de 120V y f.p. = 0.9 Solucin:

Ic = 3400 / 120*0.9 = 31.48A

Id = 1.25*Ic = 1.25*34.48A Id = 39.35A

Tabla de conductores: TW de cobre # 8 para 120V. INC = 40A

Mec = 31.48A*20m = 629,6A-m.

Valor obtenido de la tabla de calculo de conductores para una cada de tensin del 3%, el conductor soporta un Menc = 1542A-m

El Menc (1542 A-m) es mayor que el Mec (629 A-m)

Vreal = (629,6)*3 = 1.22% < 3% Cto ramal. Por lo tanto cumple por V. 1542

Ducto seleccionado para dos conductores: fase y neutro

En la misma tabla de conductores se observa que el ducto de 3/4 Tiene capacidad para 3 conductores de este tipo.

Clculo de la proteccin: 1.20*Inc > Iprot 1.25*Ipc

1.20*40 A > Iprot 1.25*31.48 A

48 A > Iprot 39.35 A

Seleccin: 1P 40A

En conclusin se expresa la seleccin como:

2 TW de cobre #8 en con proteccin termomagntico o de fusible de 1P40 A

EJEMPLO 2 Calcular los conductores para alimentar las siguientes cargas de acuerdo al circuito que se indica, determinar adems el ducto y la proteccin.

Circuito ramal monofsico de 3 hilos de 9500W de carga, tensin 120-240V y f.p. = 0.9 con 25m de longitud Solucin:

Ic = 9500W / (2*120V*0.9) Ic = 43.98A

Id = 1.25*Ic = 1.25*43.98A Id = 54.98A

De la tabla de conductores: El conductor TW de cobre # 6 soporta INC = 55A

Clculo del momento elctrico:

Mec = Ic*L = 43.98A*25m Mec = 1099.5 A-m

El conductor TW # 6 para 240V con V = 3% y f.p = 0.9 soporta Menc = 2324 A-m

Vreal = 1099.5*3% = 1.42% < 3% Cto ramal. Por lo tanto cumple por V. 2324

Ducto seleccionado para tres conductores: 2 fases y 1 neutro

En la misma tabla de conductores se observa que el ducto de 1 Tiene capacidad para 3 conductores de este tipo.

Clculo de la proteccin: 1.20*INC > Iprot 1.25*Ipc

1.20*55 A > Iprot 1.25*43.98 A

66 A > Iprot 54.97 A

Seleccin: 2P 60A

En conclusin se expresa la seleccin como:

3 TW de cobre #6 en 1con proteccin termomagntico o de fusible de 2P60 A

Gracias por su atencin.