INSTITUTO TECNOLOGICO DE TUXTLA GUTIÉRREZ

INGENIERÍA MECÁNICA

ELECTRICIDAD INDUSTRIAL

CALCULO DE CALIBRE DE CABLES / DIAMETRO DE CANALIZACIONES

CATEDRÁTICO: ING. JOSÉ MANUEL RASGADO BEZARES

ALUMNOS:

CABRERA COUTIÑO EDUARDO

DE LOS SANTOS LARA PEDRO JORGE

NIÑO VAZQUEZ KEVIN ALEJANDRO

TUXTLA GUTIÉRREZ, CHIAPAS 16 DE ABRIL DE 2012

Selección del calibre de cable

La selección adecuada de un conductor que llevará corriente a un dispositivo específico se hace

tomando en consideración dos factores:

La capacidad de conducción de corriente

La caída de voltaje

Estos dos factores se consideran por separado para un análisis, pero han de tomarse en cuenta

simultáneamente en la selección de un conductor. Puede ser posible que los resultado en la

selección de un conductor difieran considerando estos dos factores, si es así debemos tomar como

bueno el que resulte de mayor sección, ya que de esta manera el conductor se comportará

satisfactoriamente desde el punto de vista de caída de voltaje y cumplirá con los requerimientos

de capacidad de corriente.

Calculo de conductores por capacidad de conducción de corriente

La capacidad de conducción de un conductor (ampacidad) se encuentra limitada por los siguientes

factores:

Conductividad del metal

Capacidad térmica del aislamiento

Desde el punto de vista de conductividad se han elaborado tablas que dan la resistencia eléctrica

de los conductores de cobre, factor que es muy importante en virtud de que determina las

pérdidas de potencia eléctrica al paso de la corriente según la formula:

R: resistencia eléctrica en ohms

I: Corriente eléctrica en amperes

W: Potencia en watts

Esta potencia por un periodo de tiempo determinado es una energía que se disipa en forma de

calor.

Por otra parte se sabe que la resistencia eléctrica de los conductores varía por la temperatura, y

los datos de resistencia están generalmente dados para una temperatura de 60°C, por lo que al

calcular la resistencia de un conductor a cualquier otra temperatura se debe corregir mediante la

siguiente formula:

( )

RT: resistencia a la temperatura calculada

T: Temperatura considerada

α: coeficiente de corrección en ohms/oc, en el caso del cobre su valor es 0.00385

Es conveniente aquí recordar que los valores de resistencia indicados en las tablas están dados

para una corriente directa, y que cuando una corriente alterna circula por un conductor se

produce lo que se conoce como “efecto superficial” debido a que desarrolla una tensión por el

efecto de inducción que es mayor en la parte central del conductor que en la superficie

produciendo el efecto de una corriente en sentido contrario a la corriente normal que circula por

el conductor, manifestándose esto como un aumento de resistencia.

De lo anterior se concluye que la resistencia es mayor cuando circula una CA, por ello se han

obtenido factores de corrección que modifican los valores conocidos en la CD.

Como se dijo anteriormente las pérdidas de potencia se manifiestan en forma de calor que a su

vez influye directamente en el aislamiento del conductor, factor que es muy importante ya que

determina la temperatura máxima de operación a régimen permanente de un conductor, en la

siguiente tabla se indican estas temperaturas para algunos conductores comerciales de baja

tensión.

T.W 60°C en ambiente seco 60°C en ambiente mojado

Vinanel 900 90°C en ambiente seco 75°C en ambiente mojado

Vinanel nylon 90°C en ambiente seco 75°C en ambiente mojado

Vulcanel EP 90°C en ambiente seco 75°C en ambiente mojado

Vulcanel XLP 90°C en ambiente seco 75°C en ambiente mojado

De lo anterior se deduce que la capacidad de conducción de corriente de un conductor está

íntimamente ligada a la capacidad de aislamiento a las temperaturas elevadas.

Teóricamente un conductor desnudo soportado por aisladores de porcelana puede transmitir una

gran corriente, hasta el punto que por efecto Joule se alcance la temperatura de fusión, en

realidad esto no ocurre ya que los conductores conducen la corriente permisible de acuerdo a su

capacidad, pero en el caso de sobrecargas el calor producido es disipado por el aire.

En el caso de las instalaciones eléctricas de baja tensión, los conductores se encuentran alojados

en un medio de canalización en donde además se encuentran alojados otros conductores. Se debe

trabajar siempre debajo de la temperatura de fusión del aislamiento.

Para fines prácticos se va un poco más abajo, y no se permite trabajar el conductor con

temperaturas que excedan a las de resblandecimiento del conductor con un régimen de trabajo

permanente.

Se tiene una ecuación para un medio en el cual esta circulando calor y que establece que un

incremento de temperatura es igual al calor circundante en el medio multiplicado por la

resistencia térmica del mismo y se expresa como sigue:

Suponiendo el caso de un conductor aislado dentro de un tubo conduit y que la temperatura

ambiente Ta es menor que la producida por el conductor Tc, entonces el calor fluye del conductor

hacia el medio ambiente pasando por su aislamiento, el aire contenido en el tubo y el tubo mismo.

Cada uno de estos elementos tendrá una resistencia térmica dependiendo de sus propiedades.

La variación de temperatura desde el punto mas caliente hasta el punto mas frio esta dada como:

El calor producido por el conductor es debido exclusivamente al efecto Joule.

La resistencia térmica Rx es la suma algebraica de las resistencias térmicas de los distintos medios

por los que atraviesa el flujo de calor disipado:

∑

Sustituyendo la ecuación de la potencia disipada, incremento de temperatura y sumatoria de

resitencias en la ecuación planteada inicialmente, obtenemos la siguiente ecuación con I

despejada que representa el valor de corriente admisible en el conductor.

√

Luego, la resistencia R del conductor puede expresarse mediante la siguiente ecuación:

Sustituyendo en la ecuación obtenida anteriormente tenemos que:

√ ( )

Con estas formulas podemos calcular entonces el tamaño de la sección o calibre del cable a utilizar

que cumplirá con los requerimientos que habremos de establecer con anterioridad.

Canalizaciones eléctricas

Se entiende por canalizaciones eléctricas a los dispositivos que se emplean en las instalaciones

eléctricas para contener a los conductores de manera que estos queden protegidos en lo posible

contra deterioro mecánico, contaminación y a su vez proteja las instalaciones contra incendio por

los arcos que se pueden presentar durante un corto circuito.

Los medios de canalización son comúnmente usados en las instalaciones eléctricas son las

siguientes:

Tubos conduit

Ductos

Charolas

Canalizaciones (Modos De Instalacion)

- Canalización fijada a pared: Canalización dispuesta en la superficie de una pared o en su

proximidad inmediata; la pared constituye en este caso un medio de fijación y eventualmente, un

elemento de protección.

- Canal (electro canal): Envolvente cerrada, provista de una tapa amovible, y destinada a la

protección completa de conductores aislados o cables, así como a la instalación de otro

equipamiento eléctrico. Un canal puede o no tener separadores.

- Canal de cables: Recinto situado encima o dentro del piso, o por encima o dentro del techo,

abierto, ventilado o cerrado, que presenta dimensiones tales que no permiten la circulación de las

personas en él, pero en el cual las canalizaciones son accesibles en todo su recorrido, durante y

después de su instalación.

- Bandeja de cables: Soporte constituido por una base continua, con paredes laterales y sin tapa.

Una bandeja puede o no ser perforada.

- Conducto de sección circular (conducto o caño): Envolvente cerrada, de sección circular,

destinada a la instalación o el reemplazo de conductores aislados o cables mediante enhebrado.

- Conducto de sección no circular: Envolvente cerrada, de sección no circular, destinada a la

instalación o reemplazo de conductores aislados o cables en instalaciones eléctricas, mediante

enhebrado.

Diámetros exteriores mínimos de los tubos en función del número y la sección de los conductores o

cables a conducir.

Sección nominal de

los conductores

unipolares (mm2)

Diámetro exterior de los tubos

(mm)

Número de conductores

1 2 3 4 5

1,5

2,5

12

12

12

12

16

16

16

16

16

20

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

12

12

16

16

20

25

25

32

32

40

40

50

50

16

16

20

25

32

32

40

40

50

50

63

63

75

20

20

25

32

32

40

50

50

63

63

75

75

--

20

20

32

32

40

40

50

63

63

75

75

--

--

20

25

32

32

40

50

50

63

75

75

--

--

--

Para más de 5 conductores por tubo o para conductores aislados o cables de secciones diferentes

a instalar en el mismo tubo, su sección interior será, como mínimo igual a 2,5 veces la sección

ocupada por los conductores.

Diámetros exteriores mínimos de los tubos en función del número y la sección de los conductores o

cables a conducir.

Sección nominal

de los

conductores

unipolares

(mm2)

Diámetro exterior de los tubos

(mm)

Número de conductores

< 6 7 8 9 10

1,5

2,5

4

6

10

16

25

35

50

70

95

120

150

185

240

25

32

40

50

63

63

90

90

110

125

140

160

180

180

225

32

32

40

50

63

75

90

110

110

125

140

160

180

200

225

32

40

40

50

63

75

90

110

125

140

160

180

200

225

250

32

40

40

63

75

75

110

110

125

160

160

180

200

225

250

32

40

50

63

75

90

110

125

140

160

180

200

225

250

--

Para más de 10 conductores por tubo o para conductores o cables de secciones diferentes a

instalar en el mismo tubo, su sección interior será como mínimo, igual a 4 veces la sección

ocupada por los conductores.

.

Fuentes de información

Manual de instalaciones eléctricas residenciales e industriales. Enríquez Harper. Edit.

LIMUSA. 1995

http://iie.fing.edu.uy/ense/asign/iiee/Documentos/Teorico/Canalizaciones_electricas.pdf

http://www.drenaca.com/ELECTRICIDAD.pdf