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2

Editor:

Perozo, Alberto

Colaboradores:

Barazate, Ramón

Márquez, Naybelyh

Mora, Kent

Universidad Fermín Toro

Barquisimeto—Edo. Lara

3

P rologo

En cualquier instalación eléctrica los conductores juegan un rol muy importante ya que ellos son los que transportan la energía entre los diversos componentes de un sistema. Por tanto una falla en uno de ellos no solo implica perdida de suministro eléctrico hacia el equipo, sino también accidentes con consecuencias imprevistas. Por lo tanto siempre hay que seguir las normas y estándares establecidos para su uso. En la actualidad, en la escuela de Ingeniería Eléctrica, se imparte la materia de Canalizaciones, en la cual es imperioso tener conocimiento sobre los conductores eléctricos para poder realizar los estudios y cálculos de las instalaciones eléctricas según las normas establecidas. En la presente revista, se hace mención teóricamente de los conductores de baja y media tensión utilizados en nuestro país, además, de identificarlos, así como su clasificación. especificaciones, valores de tensión nominales, etc. Con el objetivo de conocer la mejor selección de los mismos para futuras aplicacio-

nes.

Contenido

Conductores Eléctricos

4

Clasificación de lo conductores

8

¿Qué se puede encontrar dentro

de un conductor?

13

Conductores de Baja Tensión

14

Conductores en Media Tensión

20

Tensión máxima permanente

para cables de Media y Baja

Tensión

23

¿Cómo seleccionar el conductor

eléctrico apropiado para cada

proyecto?

24

Definiciones COVENIN

25

4

C ONDUCTORES ELÉCTRICOS

Se aplica este concepto a materiales

que ofrece poca resistencia al movimiento

de la carga eléctrica, y que puestos en

contacto con un cuerpo cargado de

electricidad son capaces de conducirla o

transmitirla en todos los puntos de su

superficie

Los mejores conductores eléctricos

son los metales y sus aleaciones

Según las normas COVENIN los

conductores, normalmente usados en

Venezuela, para transportar corriente

serán de cobre, a menos que se indique

otra cosa en este Código. Cuando no se

especifica el material conductor, los

calibres indicados se refieren a

conductores de cobre. En caso de que se

utilicen otros materiales, deberá

emplearse el calibre equivalente.

Partes de un conductor eléctrico

Son materiales cuya resistencia al paso

de la electricidad es muy baja.

Rigidez eléctrica igual a 0.

Mayormente de forma cilíndrica.

Cubiertos con un Aislantes Eléctricos

- Tienen una resistencia alta al paso de la

electricidad.

- Rigidez eléctrica distinta a 0.

- Son de cualquier forma.

Los conductores empleados

normalmente son de cobre o

aluminio por tener muy buena

resistencia eléctrica, ser

mecánicamente fuertes y flexibles,

y llevar un aislamiento adecuado

al uso que se les va a dar

Características generales

Alma: Conjunto formado por el conductor y su correspondiente aislamiento.

5

Los conductores de los cables están constituidos por cuerdas redondas compactas de cobre recocido o de aluminio, la compactación permite obtener superficies más lisas y diámetros de cuerdas menores.

Si bien a cualquier conductor

aislado se le denomina cable, existe una gran variedad de nombres que permite identificar con precisión la composición de los conductores:

Conductor constituido por un solo alambre. Si es de gran sección se le denomina barra.

Conjunto de hilos que torcidos forman un solo cuerpo. Puede ser cuerda normal o cuerda compacta si los hilos están compactados.

Cuerda formada por un conjunto de hilos de pequeño diámetro que, sola o torcida con otras semejantes, constituye el conductor de un cable flexible.

Conductor formando un solo cuerpo, de una o varias almas protegidas con recubrimientos adecuados a su uso

6

7

C lasificación de lo conductores

Según Características

Nivel de

Tensión

Cables de muy baja tensión (hasta 50 V).

Cables de baja tensión (hasta 1000 V).

Cables de media tensión (hasta 30 kV).

Cables de alta tensión (hasta 66 kV).

Cables de muy alta tensión (por encima de los 770 kV).

Número de

conductores

Unipolar: Un solo conductor

Bipolar: 2 conductores

Tripolar:3 conductores.

Es unifase (marrón o negro),

un neutro (azul) y tierra (verde y

amarillo).

Tetra polar: 4 conductores

Son dos fases (marrón y negro),

un neutro (azul) y tierra (verde

y amarillo).

Pentapolar: 5 conductores. .

Estos cables se componen de 3 fases (gris o celeste, marrón y

negro), un neutro (azul) y tierra (verde y amarillo).

En Venezuela son muy utilizados los conductores normalmente llamados Triplex o Cuadruplex

Materiales

empleados

Cobre. Aluminio. Almelec (aleación de Aluminio, Magnesio). PVC - (policloruro de vinilo).

PE - (polietileno).

PCP - (policloropreno), neopreno o plástico. Aislamiento termoestable:

XLPE - (polietileno reticulado). EPR - (etileno-propileno). MICC - Cable

cobre-revestido Mineral-aislado

8

C lasificación según su aplicación

Se han diseñado diversos tipos de cables que dependen donde vayan a

ser instalados. Estas condiciones puede ser en un zona subterránea, aérea,

equipos industriales o domésticos. En este post verás los tipos de cables

más utilizados a nivel residencial

Aplicaciones::

Sistemas de distribución aérea de energía eléctrica en baja tensión.

Como acometida aérea de ser-vicios secundarios.

Alumbrado general.

Cable concéntrico

Alambre o cable de cobre suave, con aisla-

miento termoplástico de policloruro de vinilo

(PVC), rodeado concéntricamente por un

neutro a base de alambres de cobre desnudo

suave, dispuestos en forma helicoidal y cubierta

termoplástica de polietileno o PVC. Se uti-

liza en las acometidas eléctricas monofásicas

a dos o tres hilos

Generalmente compuesto por tres o cuatros cables, con aislamiento

individual termoplástico de polietileno o de PVC. Estos están dispuestos

helicoidalmente alrededor de un conductor neutro mensajero

sin ningún aislante.

Cable de distribución aérea

9

Continuación

Cable multiconductor o multicolor Cable de t res o cuatro conductores de cobre

suave, con ais lamiento individual termoplást ico de

pol ic loruro de vin i lo (PVC) , e ident i f icados por e l

color de l a is lamiento, re l lenos para dar sección

c i rcular , c inta reunidora y cubier ta exter ior

te rmoplást ica de pol ic loruro de vin i lo (PVC) . .

Aplicaciones:

Equipos industriales de alimentación trifásica. Como

motores de correa transportadora y pequeñas

bombas.

Equipos comerciales. Como hornos, extractores,

neveras industrial, lavadoras industrial

Cordón dúplex o SPT

Cordón flexible de dos conductores paralelos

(cordones de cobre suave), se fabrican en calibres

desde 22 AWG hasta 10 AWG. Poseen aislamiento

individual de policloruro de vinilo (PVC) y unidos por

una pista del mismo material.

Aplicaciones:

Están diseñados para suministrar energía eléctrica en

baja tensión a aparatos electrodomésticos como

ventiladores, lámparas, estéreos, televisores, radios,

batidoras y para elaborar extensiones

10

Aplicaciones:

Para el suministro de energía

eléctrica de baja tensión en

computadoras, aspiradoras,

mezcladoras, pulidoras, taladros,

caladoras y otros productos

portátiles y electrodomésticos.

Cable UF

Pueden ser sólidos o cableados y están construidos con cobre de

temple suave, están además aislados con una capa uniforme de

material termoplástico, PVC resistente a la humedad, después los

conductores son dispuestos paralelamente y sobre ellos se aplica

una chaqueta también de PVC generalmente de color gris.

Aplicaciones:

Son utilizados para circuitos de fuerza y alumbrado en edificaciones

industriales, comerciales y residenciales, son útiles además para ser

enterrados directamente, en instalaciones cubiertas y expuestas, se

usan en viviendas del lado interior o exterior de las paredes

Continuación

Cable SJT

Cable de dos, tres o cuatro conductores

de cobre suave en construcción flexible,

con aislamiento individual de PVC, e

identificados por colores (negro, azul,

gris, blanco, verde). Y por ultimo, con una

cubierta exterior de PVC. La superficie

exterior puede presentarse en forma

estriada o lisa

11

12

Puede que nos encontremos con un cable simple de dos canales, o con un gran manojo de

cables de colores.

Si el cable de dos conductos (positivo y negativo, permitiendo la circulación de la electricidad), poseen igual color, se trata de una

disposición indistinta.

Esto significa que es indistinta la colocación de uno positivo y otro negativo. Si hubiese

códigos de colores, síguelos al pie de la letra.

Puede que halles un tercer cable en el conducto, que pareciera no tener propósito alguno. Muy probablemente este será el cable de descarga o toma a tierra. Este cable permite la circulación de la electricidad, en caso de un contacto accidental con electricidad mal dirigida o excedente. Los pararrayos, por ejemplo, poseen un conducto que atrapa la electricidad y la libera

a la tierra, evitando su condensación en casa.

Código de colores del cableado eléctrico

Verde y amarillo:

Es el cable de toma a tierra. Antiguamente se utilizaba cables de color gris o blanco pero, para evitar confusiones, se comenzó a utilizar este cable bicolor.

Azul:

Es el cable neutro. Hasta 1970 se utilizaba el cable de color rojo; revisa los cables de este color antes de utilizarlo.

Marrón / Café:

Es el cable de fase, aunque también puede ser negro o gris, según la estética del aparato que lo luzca. Anteriormente se utilizaba el color verde, por lo que si hallas un cable verde, revise antes de usarlo, ya que puede estar reseco o roto.

Negro:

Es un cable de fase también, y está visible en la gran mayoría de las instalaciones y cableados. Al igual que el blanco que también identifica fase.

¿ Qué se puede encontrar dentro de un

conductor?

13

C onductores de Baja Tensión

En Venezuela, esta

regido por el Reglamento

General de la Ley del

Servicio Eléctrico del

Ministerio de Energía y

minas especifica como

tensión baja a los nivel

de tensión menor o igual

que 1 kV,

Además, para la

instalación segura de

conductores y equipos se

rige por las Norma

Venezolana COVENIN que

establece las reglas

mínimas.

Se utilizan en las

instalaciones eléctricas cuya

tensión nominal es igual o

inferior a 1000 V para

corriente alterna y 1500 V

para corriente continua.

Generalmente, se usan

en el proceso que va desde

la salida de los

transformadores de

distribución hasta los

equipos, se consigue en la

industria hasta 440 voltios y

en los hogares va desde los

120 V hasta 220 V

14

Para definir un cable de baja

tensión (BT) habrá que tener en cuenta

dos aspectos:

El sistema de distribución: Se par-te de una línea que representa el

cable. Sobre ella se especifica:

* Tipo de corriente: continua (–) o

alterna (~).

* Si posee neutro: (N).

* Si es: trifásico (3) o monofásico

(nada en este caso).

* La Frecuencia (50 Hz ó 60 Hz)

* La Tensión de Alimentación que

corresponda.

Las características del conductor:

Bajo la línea que representa el

cable se especifican dos aspectos:

* Conductores de la misma sección (número de conductores por sección, ya

sean de Cu o Al).

*Conductores de distinta sección (número de conductores por sección,

ya sean de Cu o Al).

Para denominar los conductores se

utiliza la siguiente nomenclatura:

Fases: L1, L2, L3 (UNE ) R, S, T (DIN).

Neutro: N.

Conductor de tierra: E, T.

Conductor de protección: PE.

Por ejemplo, para un circuito de CA

trifásico a una frecuencia de 50 Hz, a

400 V, que conste de tres conductores

de 125 mm2 más neutro de 50 mm

2,

siendo todos de cobre, quedaría:

D esignación de cables de baja tensión

(BT) y su representación gráfica

15

Los conductores pueden clasificarse según su grado de flexibilidad o rigidez

dando lugar a las siguientes clases:

Clase 1: Conductor rígido de un solo alambre (- U ).

Clase 2: Conductor rígido de varios alambres cableados (- R ).

Clase 5: Conductor flexible de varios alambres finos.

No apto para usos móviles (- K ).

Apto para usos móviles (- F ).

Clase 6: Conductor extra-flexible para usos móviles (- H ).

Designación normalizada de cables para 0,6/1 kV. Cables para transporte de energía con

dieléctricos secos

v alores máximos de tensión

Baja Tensión

Valores nominales de tensión

Valores máximos eficaces de tensión

alterna

Valores máximos eficaces de tensión

continua

Baja Tensión AISLAMIENTO Cubierta Protecciones

Policloruro de vinilo (PVC)

Polietileno termoplástico (PE), E

Cables apantallados. O

Polietileno reticulado (XLPE), R

Policloruro de vinilo (PVC), V

Armaduras de flejes de acero, F Armaduras de flejes de aluminio, FA

Policloropeno (neopreno) (PCP), N

Armaduras de alambres de acero, M

Etileno-propileno (EPR), D

Polietileno Clorosulfona-do (CSP), I Armaduras de alambres de

aluminio. MA Poliolefina, Z1

Los materiales

utilizados en

cables de BT para

0,6/1 kV.

Así como su letra

identificativa, se

exponen en la

siguiente tabla

C lases de conductores para Cu y para Al

16

Ejemplo

17

ELECTROCONDUCTORES. C.A,

Es una empresa totalmente nacional,

con un área industrial techada de 93.000

m2. Se cuenta, además de procesos de

fabricación de los conductores eléctricos

de todos los tipos, con todas las fases de

la metalurgia en caliente y frío y la

fabricación de compuestos aislantes.

Todo esto, con el apoyo de modernos

sistemas de control de calidad, personal

especializado y un equipo técnico de

desarrollo, para

atender las

exigencias del

cliente.

Fábrica de Cables Tinaquillo, C.A.

Empresa dedicada a la fabricación de

Conductores Eléctricos, con una constan-

te búsqueda de innovaciones

tecnológicas, sustentada en una

organización Competitiva, Rentable y de

Alta Calidad Ética y Moral; que promueve

el desarrollo organizacional de todo el

personal, el establecimiento de relaciones

estables con los proveedores, el

otorgamiento sistemático de valor y

servicio a los clientes y la satisfacción de

los accionistas; contribuyendo así al

desarrollo de Venezuela.

Aralven

Prestar servicio a toda organización que

requiera medios para transmitir y/o

distribuir energía eléctrica en Venezuela

y Latinoamérica mediante la fabri ca-

ción y/o procura de cables de Cobre y

Aluminio, suministrados bajo los

mejores estándares de calidad y costos,

para fomentar el continuo bienestar de

la empresa contribuyendo al desarrollo

de nuestro país.

FABRICAS DE CONDUCTORES UBICADAS EN VENEZUELA

18

En instalaciones residenciales se emplean

conductores de baja tensión para 600 voltios

Conductores usados en canalizaciones eléctricas de ilumina-

ción y fuerza Conductores usados en canalizaciones eléctricas

de iluminación y fuerza

T Aislamiento plástico (Termoplástico)

TH Aislamiento resistente a l calor

TW Aislamiento resistente a la humedad

THW Aislamiento resistente al calor y la humedad

TTU Para acometida residenciales y subterráneas.

(Excelene-PCV)

THHN Con cobertura de Nylon

Características

Tensión máxima de

operación

600 V

Temperaturas máxi-

mas de operación en

el

conductor

En presencia de aceite 60 °C

En ambiente mojado 75°C

En ambiente seco. 90°C

Alambres de 2.082 a 5.26 mm2 (14 a 8

AWG) Se fabrican en los

calibres Cables de 2.082 a 506.7 mm2 (14 AWG a

No propagación de incendios

Baja emisión de humos

Bajo contenido de gas acido

19

En Venezuela, el Reglamento General de la Ley del Servicio Eléctrico del Ministerio de Energía y minas especifica como tensión media, a la tensión mayor que 1 kV y menor que 69 kV

Y define la Tensión como el parámetro expresado en voltios, entregado por la distribuidora en el punto de suministro a las instalaciones del usuario.

Los tipos de conductores (Arvidal) para media tensión utilizados en Venezuela, es el de tipo AAAC por ser más resistente, una ventaja es que los postes se pueden situar a distancia mayores, entre otras cosas.

Los principales tipo de instalaciones eléctricas que se realizan en la actualidad en la industria petrolera, las empresas eléctricas y la industria en general, utilizan conductores en media tensión en sus redes.

Los valores de capacidad de corriente indicados son aplicables a cables monopolares y tripolares, con conductores de cobre o aluminio aislados con XLPE o EPR, en los niveles de tensión de 5 kV a 35 kV, con temperatura del conductor en servicio continuo de 90 ºC y factores de carga de 75% y 100%.

C onductores en Media Tensión

v alores máximos de tensión

Media Tensión

Tensión nominal de cables y accesorios

Un/U (kV)

Tensión máxima

0.6/1 1,2

1,8/3 3,6

3,6/6 7,2

6/10 12

8,7/15 17,5

12/20 24

12/25 30

18/30 36

20

El orden de designación de las

distintas capas de un cable de MT será

desde la capa más interior (aislamiento)

hacia la más exterior (cubierta), siendo lo

más habitual la designación aislante,

pantalla y cubierta.

En los cables que presenten capas de

relleno y/o armaduras, se designarán estas

según aparezcan en el orden ya

mencionado.

Algunas cuestiones al respecto son:

Las capas semiconductoras no se

designan.

Si la cuerda conductora es compacta,

se designa mediante la letra K junto a

la sección (no siempre se hace).

Posteriormente se designará el nivel

de aislamiento del cable y se indicará

la sección del conductor y su

naturaleza (si es cobre no se designa,

si es aluminio se indicará Al).

Los cables unipolares se designan

anteponiendo siempre:

1 x Sección

Los cables multipolares se designan

anteponiendo siempre:

Nº de Conductores x Sección

Ejemplo

N ormas para la designación de cables en Media Tensión

21

22

Es conveniente saber qué valor

máximo de tensión pueden soportar los

cables de forma continua, especialmente

en redes de MT. Para cables a partir de

1kV, se definen los siguientes valores

nominales en corriente alterna:

Uo: Tensión nominal eficaz a frecuencia

industrial, entre cada conductor y la

pantalla o la cubierta, para la que se ha

diseñado el cable y sus accesorios.

U: Tensión nominal eficaz a frecuencia

industrial, entre dos conductores

cualesquiera, para la que se ha diseñado el

cable y sus accesorios.

En una red de 12/20 kV se tendría

Uo = 12 kV y U = 20 kV

Estos valores son nominales, valores

de referencia, por lo tanto, no quiere decir

esto que U sea el valor máximo al que

puede trabajar el cable, ese valor viene

definido por Um

Um: Tensión máxima eficaz a frecuencia

industrial, entre dos conductores cualesquiera,

para la que se ha diseñado el cable y

sus accesorios. Es el valor eficaz más

elevado de la tensión que puede ser

soportado en condiciones normales de

explotación, en cualquier instante y en

cualquier punto de la red.

También pueden definirse para BT:

Uo: Valor nominal de tensión eficaz entre

un conductor aislado y tierra

(recubrimiento metálico del cable o el me-

dio circundante).

U: Valor nominal de la tensión eficaz

entre dos conductores de fase cualquiera

de un cable multi-conductor o de un

sistema de cables unipolares.

Según los parámetros definidos, las

tensiones máximas deben cumplir los

siguientes requisitos:

Tensión máxima: (x 1,1) 495/825 V en

alterna (10%).

23

Para seleccionar los conductores en

las canalizaciones, se deben tener en

cuenta algunas pautas:

Suficiente capacidad de transportar la

corriente.

Caída de tensión permitida.

Protección del cortocircuito.

Condiciones ambientales de la

instalación

Recomendación para una instalación

eléctrica

Al realizar una instalación eléctrica,

ya sea en una hogar o negocio se

recomienda recurrir al servicio de un

profesional calificado, que realice la

instalación, ya que a veces por el tiempo o

presupuesto queremos resolverlo por

nuestra cuenta y nos limitamos a recurrir

a expertos los cuales tomarán todas las

medidas de seguridad al momento de

manipular cableados, ya que esta práctica

puede llegar a ser peligrosa. Ellos a la vez

evaluarán el conductor eléctrico

apropiado para cada proyecto y así se ten-

drá los resultados esperados.

C ómo seleccionar el conductor eléctrico

apropiado para cada proyecto

Selección del conductor

Se debe tener consideraciones:

Eléctricas: Tamaño (capacidad de

corriente), tipo y espesor de la aislación,

nivel de tensión (baja, media o alta), capa-

cidad dieléctrica, resistencia de aislación,

factor de potencia.

Térmicas: Compatibilidad con el ambien-

te, dilatación de la aislación, resistencia

térmica.

Mecánicas: Flexibilidad, tipo de chaqueta

exterior, armado, resistencia impacto,

abrasión, contaminación.

Químicas: aceites, llamas, ozono, luz so-

lar, ácidos.

La selección del calibre o

tamaño del conductor requerido para

una aplicación, se determina por la:

Corriente requerida por la carga

Caída de tensión admisible

Corrientes de cortocircuito

24

Canalización

Es un conducto cerrado diseñado especialmente para contener conductores, cables o barras y sólo con las funciones

adicionales permitidas en este Código.

Las canalizaciones pueden ser metálicas o de material aislante y el término

incluye:

a) Tubo metálico rígido.

b) Tubo rígido no metálico para uso

eléctrico.

c) Tubo metálico intermedio.

d) Tubo metálico flexible hermético a los

líquidos.

e) Tubo metálico flexible.

f) Tubo metálico eléctrico (EMT).

g) Ductos bajo el piso.

h) Canalizaciones en pisos celulares de

concreto.

i) Canalizaciones en pisos celulares

metálicos.

j) Canalizaciones de superficie.

k) Canales metálicos con tapa.

l) Canalizaciones de barras colectoras.

m) Bandejas portacables.

Conductores

Los conductores normalmente usados para transportar corriente serán de cobre, a menos que se indique otra cosa en este Código. Cuando no se especifica el material conductor, los calibres indicados se refieren a conductores de cobre. En caso de que se utilicen otros materiales,

deberá emplearse el calibre equivalente.

Calibre de conductores.

Los tamaños de los conductores están expresados en AWG o en Circular

Mils.

Condición del aislamiento.

Todo el cableado debe estar instalado de manera que el sistema completo esté libre de cortocircuitos y de puestas a tierra

distintas de las que se permiten

Métodos de alambrado.

En este código se incluyen únicamente los métodos de alambrado reconocidos como adecuados. Estos mé-todos podrán ser instalados en cualquier tipo de edificación, excepto cuando se

disponga otra cosa en este Código.

Definiciones según COVENIN

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26