2. DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES ELECTRICOSLa norma ANSI/IEEE C57.110-1986, recomienda que los equipos de potencia que deben alimentar cargas no lineales (equipos electrnicos), operen a no ms de un 80% de su potencia nominal. Es decir, los sistemas deben calcularse para una potencia del orden del 120% de la potencia de trabajo en rgimen efectivo Capacidad de transporte de los conductoresLa corriente elctrica origina calentamiento en los conductores(efecto Joule: I2 R). El exceso de temperatura genera dos efectosnegativos en los aislantes: Disminucin de la Resistencia de Aislacin. Disminucin de la Resistencia MecnicaEl servicio operativo de la energa elctrica y su seguridad dependendirectamente de la calidad e integridad de las aislaciones de losconductores.Las aislaciones deben ser calculadas en relacin a la carga de energaelctrica que transporten los conductores y a la seccin o dimetrode los mismos.

INTENSIDAD DE CORRIENTE ADMISIBLE PARA CONDUCTORES AISLADOSSECCIONES AWG, TEMPERATURA AMBIENTE 30CTemperatura de servicioNominal AWG 60C 75C 90Cmm2 Tipos Tipos TiposTW, UF THW, THWN, TTU, THHN, XTU, XTMU,TTMU, PT, PW EVA, USE-RHH,USE-RHHM, ET, EN2,08 14 20 20 253,31 12 25 25 305,26 10 30 35 408,37 40 50 5513,3 6 55 65 7021,15 4 70 85 9526,67 3 85 100 11033,62 2 95 115 13042,41 1 110 130 15053,49 1/0 125 150 17067,42 2/0 145 175 19585,01 3/0 165 200 225107,2 4/0 195 230 260127 250MCM 215 255 290152 300MCM 240 285 320177,3 350MCM 250 310 350202,7 400MCM 280 355 380253,4 500MCM 320 380 430304 600MCM 355 420 475354,7 700MCM 385 460 520380 750MCM 400 475 535405,4 800MCM 410 490 555456 900MCM 435 520 585506,7 1000MCM 455 545 615633,4 1250MCM 495 590 665750,1 1500MCM 520 625 705886,7 1750MCM 545 650 7351013 2000MCM 560 665 750Fuente: Norma NCH 4/2000 en discusin.

INTENSIDAD MAXIMA PERMISIBLE EN CONDUCTORES TRIPOLARESInstalacin al aire Instalacin enterradaTemperatura ambiente 40C Temperatura terreno 25C,enterrados a 70 cm,resistividad trmica terreno1K m/WXLPEa EPRb PVCa XLPEa EPRb PVCaTemperatura de servicio 90C 90C 70C 90C 90C 70CSeccin nominalmm26 44 43 36 66 64 5610 61 60 50 88 85 7516 82 80 65 115 110 9725 110 105 87 150 140 12535 135 130 105 180 175 15050 165 160 130 215 205 18070 210 220 165 260 250 22095 260 250 205 310 305 265120 300 290 240 355 350 305150 350 335 275 400 390 340185 400 385 315 450 440 385240 475 460 370 520 505 445300 545 520 425 590 565 505400 645 610 495 665 645 570Fuente: a) norma UNE 21123b) norma UNE 211662.2 Factores2.2 Factores de correccin a la capacidad de transporteI= fN fT ItI : Corriente admisible corregida (A) fN : Factor de correccin por N de conductores. fT : Factor de correccin por temperatura. It : Corriente admisible por seccin de conductor segn tablas (A).

2.2.1 Instalaciones al aire libre

Como se ha dicho, prcticamente la totalidad de los fabricantes de conductores y los reglamentos recomiendan una corriente mxima admisible, partiendo de la base que el conductor si trabaja al aire libre- lo har a una temperaturaambiente de 30C o 40C. Las Tablas siguientes muestra los factores que son necesarios emplear cuando la temperatura ambiente es diferente. Se observa que las variaciones de la seccin recomendada son extraordinariamente de pen dientesde la temperatura ambiente.

a) Para temperaturas T inferiores a 40 C y cables de 70 C de temperatura mxima de servicio permanente.T [C] 10 15 20 25 30 35Factor 1,41 1,35 1,29 1,22 1,15 1,08Fuente: Norma UNE 21123, VV-K 0,6 kV fase neutro/1 kV fase fase 1 .

b) Para temperaturas T inferiores a 40 C y cables de 90 C de temperatura mxima serviciopermanente.T [C] 10 15 20 25 30 35Factor 1,26 1,22 1,18 1,14 1,10 1,05Fuente: Norma UNE 21123, RV 0,6 kV fase neutro/1 kV fase fase. 2

c) Para temperaturas T superiores a 40 C y cables de 70 C de temperatura mxima de servicio permanente.T [C] 40 45 50 55 60Factor 1,00 0,91 0,81 0,71 0,58Fuente: Norma UNE 21123, VV-K 0,6 kV fase neutro/1 kV fase fase.d) Para temperaturas T superiores a 40 C y cables de 90 C de temperatura mxima de servicio permanente.T [C] 40 45 50 55 60Factor 1,00 0,95 0,90 0,84 0,70Fuente: Norma UNE 21123, RV 0,6 kV fase neutro/1 kV fase fase.e) Para temperaturas T superiores a 30 C.FACTORES DE CORRECCION POR TEMPERATURA AMBIENTESECCIONES MILIMETRICAS, TEMPERATURA AMBIENTE 30 CTemperatura Ambiente C FactorMs de 30 hasta 35 0.94Ms de 35 hasta 40 0.87Ms de 40 hasta 45 0.80Ms de 45 hasta 50 0.71Ms de 50 hasta 55 0.62FACTORES DE CORRECCION POR TEMPERATURA AMBIENTESECCIONES AWG, TEMPERATURA AMBIENTE 30CTemperatura Ambiente C Temperatura de Servicio60C 75CMs de 30 hasta 40 0.82 0.88Ms de 40 hasta 45 0.71 0.82Ms de 45 hasta 50 0.58 0.75Ms de 50 hasta 55 0.41 0.67Ms de 55 hasta 60 - 0.58Ms de 60 hasta 70 - 0.352.2.2 Instalaciones enterradasEn el caso de las instalaciones enterradas son dos los factores que es necesario tomar en cuenta: la temperatura del terreno y la resistividad del terreno. En el caso de la temperatura del terreno, que usualmente se considera 25 Ccomo referencia, los factores que es necesario considerar para el dimensionamiento correcto de los conductores se sealan en las Tablas siguientes.a) Para temperaturas inferiores a 25 C y cables de 70 C de temperatura mxima de servicio permanente.T [C] 10 15 20 25Factor 1,15 1,10 1,05 1,00Fuente: Norma UNE 21123, VV-K 0,6 kV fase neutro/1 kV fase .b) Para temperaturas inferiores a 25 C y cables de 90 C de temperatura mxima de servicio permanente.T [C] 10 15 20 25Factor 1,11 1,07 1,04 1,00Fuente: Norma UNE 21123, RV 0,6 kV fase neutro/1 kV fase

b) Para temperaturas inferiores a 25 C y cables de 90 C de temperatura mxima de servicio permanente.T [C] 10 15 20 25Factor 1,11 1,07 1,04 1,00Fuente: Norma UNE 21123, RV 0,6 kV fase neutro/1 kV fase.c) Para temperaturas T superiores a 25 C y cables de 70 C de temperatura mxima de servicio permanente.T [C] 30 35 40 45 50Factor 0,94 0,88 0,81 0,74 0,66Fuente: Norma UNE 21123, VV-K 0,6 kV fase neutro/1 kV fase .d) Para temperaturas T superiores a 25 C y cables de 90 C de temperatura mxima de servicio permanente.T [C] 30 35 40 45 50Factor 0,96 0,92 0,88 0,83 0,78Fuente: Norma UNE 21123, RV 0,6 kV fase neutro/1 kV fase .

2.3 Dimensionamiento por cada de voltaje de alimentadores con carga concentrada.

2.3.1 Relaciones bsicas

Al circular una corriente elctrica a travs de los conductores de una instalacin se produce en ellos una cada de tensin que responde a la siguiente expresin:Vp = 2I Rc

Donde :V: Voltaje de Prdida (V)I : Corriente de Carga (A)Rc: Resistencia de los Conductores ()

La resistencia de un conductor elctrico, responde a la siguiente expresin, que relaciona sus parmetros fsicos yla naturaleza del material conductor:

Donde : : Resistividad especfi ca del conductor (Ohm-mm2/m)( del Cu = 0,018 (Ohm-mm2/m))L : Longitud del conductor (m)S : Seccin de conductor (mm2)La expresin para determinar la seccin del conductor en funcin del Vp queda fi nalmente del siguiente modo:S = 2 L I

Vp

La exigencia con respecto al Vp, establece que la cada de tensin en la lnea no debe exceder a un 3% la TensinNominal de Fase; siempre y cuando la prdida de voltaje en el punto ms favorable de la instalacin no exceda a un5% de la tensin nominal.2.3.2 Lneas resistivas purasSe consideran lneas resistivas puras aquellas con una seccin inferior a 42mm2. En ellas se cumple que la parte resistiva es ms de 5 veces la reactancia inductiva y, por tanto, la cada de tensin se puede calcular tomando en cuen taslo el efecto resistivo (R/X > 5). En este caso la seccin tcnica, calculada a partir de la cada de tensin permitida,para un circuito monofsico ser:S = 2 L I Cos Vp

Donde:L : longitud de la lnea [m]Cos : factor de potencia del consumoEsta expresin es vlida para un factor de potencia mayor o igual a 0,9. En caso contrario es recomendableemplear las relaciones del prrafo 2.3.1, que si bien es inexacta, el nico efecto que produce es obtener una seccinsobredimensionada que desde el punto de vista de la seguridad de la instalacin es ms adecuado.Para un circuito trifsico equilibrado la seccin se determina como:S = 3 L I cos Vp

Donde Vp es la cada tensin mxima permitida (% de la tensin entre fases del circuito)Ejemplo:Se requiere alimentar un consumo de alumbrado que est ubicado a 30 metros del punto de alimentacin. La corrientees de 15 A, la tensin 220 Volts y el factor de potencia 0,9. Determinar la seccin para un conductor de cobre.Solucin:Primero calculamos VpaVpa = 0,03 220 = 6,6 VComo el conductor es de cobre r = 0,0179 mm2/m, luego la seccin mnima es:S = 2 0,0179 30 15 0,9/6,6 = 2,2 mm2Por lo tanto la seccin comercial ser de 2,5 mm2

2.3.3 Lneas cortas inductivasEn este caso la cada de tensin toma en cuenta tanto la resistencia como la reactancia del conductor. La expresinpara el clculo de la cada de tensin es:

V = k I L ( R cos + X sen )k: 3 para circuitos trifsicos y 2 para lneas monofsicas o de corriente continuaI: intensidad de la corriente en AL: longitud de la lnea en kmR y X: resistencia y reactancia de la lnea en /kmcos: factor de potencia de la instalacin

2.4. Efecto de la posicin de los conductores en la reactancia total de la lneaEn determinadas ocasiones, debido a la elevada potencia que es necesario transmitir, se precisa utilizar varios cablesen paralelo. La induccin y, en consecuencia, la reactancia inductiva de estos cables en paralelo debe ser la misma paratodos de modo que la corriente se distribuya uniformemente entre ellos.Se obtiene una distribucin uniforme de la intensidad cuando se utilizan varios cables tripolares en paralelo, puestoque de esta forma se eliminar la influencia inductiva de los otros cables.En el caso de cables unipolares en paralelo, que estn dispuestos en un plano, si los cables correspondientes a unamisma fase estn agrupados y tendidos unos juntos a otros se obtiene un coeficiente de induccin muy irregular yun fuerte desequilibrio en la carga de cada cable. Es mejor agrupar los cables por ternas, de tal forma que los cablespertenecientes a una terna estn ms prximos entre s que las ternas.A continuacin se indican unos ejemplos de las posiciones correctas en el caso de tres ternas en paralelo:Tres ternas en un plano Tres ternas apiladasR1,S1,T1R1, S1, T1, T2, S2, R2, R3, S3, T3 T2,S2,R2R3,S3,T3El coeficiente de induccin de los cables conectados en paralelo es prcticamente uniforme si se adopta unadisposicin de este tipo.En las tablas siguientes se muestran las reactancias inductivas para cables unipolares y tripolares.REACTANCIA EN CABLES UNIPOLARES A 50 Hz.DISPUESTOS EN UN PLANO Y SEPARADOS A 7 cm.Reactancias por fase [/km]Tensiones nominales[kV] fase neutro / [kV] entre fasesSeccin nominal[mm2] 6/10 8,7/15 12/2050 0,224 0,225 0,22770 0,213 0,215 0,21695 0,205 0,206 0,208120 0,198 0,200 0,210150 0,193 0,195 0,196185 0,188 0,189 0,190240 0,180 0,181 0,183300 0,175 0,176 0,178400 0,169 0,171 0,172500 0,163 0,164 0,166630 0,156 0,157 0,159REACTANCIA EN CABLES TRIPOLARES A 50 Hz.Reactancias por fase [/km]Tensiones nominales[kV] fase neutro / [kV] entre fasesSeccin nominal[mm2] 6/10 8,7/15 y 12/15 12/2050 0,095 0,102 0,11970 0,090 0,096 0,11395 0,086 0,092 0,108120 0,084 0,089 0,104150 0,082 0,087 0,101185 0,080 0,085 0,098240 0,077 0,081 0,094300 0,076 0,080 nd400 0,074 0,078 nd2.5 Dimensionamiento por cada de tensin en alimentadores con carga distribuidaEn caso de que las cargas no se encuentren concentradas en un solo punto, sino distribuidas a lo largo de la lnea,se pueden presentar dos criterios para el dimensionamiento de la seccin del conductor: Criterio de la Seccin Constante. Criterio de la Seccin Cnica.dibujar

i1; i2; i3; i4 : Corriente de rama (propia de los consumos asociados al Alimentador) /A) L1; L2; L3; L4 : Longitud de cada uno de los tramos del Alimentador (m)La seccin para un alimentador monofsico es:S= (L 1 i 1 + L2 i 2 + L3 i 3 + L4 i 4 2 ) [mm2]

Vp

y para uno trifsico:S= (L 1 i 1 + L2 i 2 + L3 i 3 + L4 i 4 ) [mm2]Vp