Reparación De Generadores Electricos

TEMA 30. EJERCICIO COMPLETO SOBRE EL CÁLCULO DEL CALIBRE DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS ALIMENTADORES PRINCIPALES DE UNA I.E.R.

PRIMER CASO: INSTALACIÓN MONOFÁSICA, menor de 5,000 Watts.

ResidenciaTe recomiendo que antes de estudiar este tema revises, el Tema 4 en donde realicé un ejercicio elemental sin considerar factores de corrección por temperatura y agrupamiento. Tampoco determiné el diámetro de la tubería (poliducto) para lo cual se aplica el factor de relleno.

Supongamos que la carga total en una Instalación Eléctrica Residencial es de 4,900 Watts, resultado de sumar cargas monofásicas fijas, alumbrado, contactos (180 W.), motobomba, y hasta un timbre. Entonces la instalación es monofásica (menor de 5,000 W.). Consideremos un f.p. de 0.9, un factor de demanda o utilización de 0.7 y una temperatura ambiente de 35º (un lugar templado).

P=4,900 W.
I=4,900/(127×0.9)=42.86 A.
Ic=42.86×0.7=30 A.

En tablas de Viakon, Tema 29 a 75 ºC como temperatura máxima de operación- resulta alambre o cable calibre No. 10 que pueden conducir hasta 35 A. suficientes en este caso y además con un buen margen de seguridad.

Sin embargo…Como la temperatura ambiente es de 35 ºC, lo cual significa una disminución real de la conducción de corriente para cualquier conductor que esté a más de 30 ºC. Tema 9 de Secciones/Categorías: Instalaciones Eléctricas, en donde resulta el dato 0.94, igual a la temperatura máxima de operación de 75 ºC, entonces los 35 Amperes del alambre o del cable Viakon en la práctica solo son:

I real=35×0.94=32.9 Amp.

Lo que debemos hacer ahora es comparar este nuevo dato con la corriente corregida (Ic) que habíamos obtenido que era de 30 Amp. Podemos ver que la corriente real que puede conducir el conductor Viakon calibre 10 aun supera a la corriente corregida Ic de 30 Amp, en casi 3 Amperes. Por lo tanto concluimos que dicho conductor hasta este punto es adecuado como alimentador principal.

Pero… todavía hace falta considerar el factor de corrección por agrupamiento el cual depende directamente del número de conductores alojados en la tubería, ya que al estar juntos se genera calor que influye otra vez sobre la capacidad de conducción del conductor eléctrico.

Supongamos entonces que por cualquier tramo de tubería por necesidad están alojados los 2 conductores alimentadores principales calibre 10, pero además están alojados otros 6 conductores, 4 de los cuales son alambre calibre 12 y los otros 2 son calibre 14 igual de alambre. En total son 8 conductores, y al revisar la tabla (Tema 12 ), resulta un 70% de disminución efectiva de la capacidad de cualquier conductor en estas condiciones de agrupamiento, entonces la capacidad del conductor Viakon que ya se había reducido a 32.9 por el factor de corrección por temperatura se reduce todavía más a:

I definitiva=32.9×0.7=23.03 Amp.

Puedes observar entonces que el calibre 10 Viakon debido a las condiciones de temperatura y agrupamiento reduce drásticamente su capacidad de conducción hasta 23 Amperes por lo cual concluimos que ese calibre no es apropiado para transportar los 30 Amperes que resultaron en la corriente corregida. Por lo tanto aumentamos un calibre resultando No. 8, el cual está diseñado para conducir hasta 50 Amperes a 75 ºC como temperatura máxima de operación.

Ahora a manera de comprobación realicemos la misma operación para este nuevo calibre ( 8 ) aplicando los factores de corrección por temperatura y de agrupamiento.

I real=50×0.94=47 Amp.
I definitiva=47×0.7=32.9 Amp.

Resultan 32.9 Amperes, existiendo un excedente de 2.9 Amperes para los 30 que habíamos calculado en la corriente corregida.

En conclusión para este caso se utilizan 2 conductores (Fase, Neutro) Viakon calibre No. 8 Alambre o Cable a 75 ºC como temperatura máxima de operación. Si se quiere colocar un alambre adicional para conectar a tierra todos los contactos y aparatos que lo requieran entonces debe llevarse desde el interruptor principal un conductor calibre No. 10 en color verde, considerando una protección con interruptores termomagnéticos de 30 Amperes, según Tabla 250-95 de la NOM-001-SEDE-vigente.

Ahora bien, para el cálculo del diámetro del poliducto retomemos el tramo por donde pasan los 8 conductores comunes más el conductor de tierra. Tenemos en total 9 conductores de los siguientes calibres: 2 No. 8; 1 No. 10, 4 No. 12 y 2 No. 14.

Sumando áreas resulta (Tema 29):

No. 8; Área = (Πx5.5²)/4 = 23.75 mm², en dos conductores resultan: 47.5 mm²
No. 10; Área = (Πx4.1²)/4 = 13.20 mm²
No. 12; Área = 10.17 mm², en cuatro conductores resultan: 40.71 mm²
No. 14; Área = 8.04 mm², en dos conductores resultan: 16.08 mm²

En total resultan: 117.49 mm².

Revisando la tabla para diámetros de tubería (Tema 13) para más de dos conductores (40% utilizable), resulta que el diámetro ¾ puede alojar hasta 137 mm² con lo cual se concluye que este es el diámetro adecuado, aunque si se desea puede utilizarse poliducto un poco mayor pudiendo ser de 1 pulgada.