Ampacidad de Cables

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Introducción

Los conductores eléctricos son los elementos que transportan la energía eléctrica y se fabrican de materiales que ofrecen poca resistencia al paso de la corriente. Los materiales que más se utilizan son el cobre y el aluminio por su alta conductividad y por su costo relativamente bajo. El aluminio tiene una conductividad 16% menor que la del cobre, pero en igualdad de peso se tiene más conductor de aluminio que de cobre (hasta cuatro veces).

La ampacidad se define como la corriente en Amperes que un conductor puede conducir de manera continua bajo condiciones de uso (condiciones del medio circundante en se instalan los cables) sin exceder su temperatura nominal. El estudio de ampacidad se refiere al cálculo de la elevación de la temperatura de los conductores en un sistema de cables en estado estacionario.

La ampacidad es un término dado por Del Mar en 1951, que define como la capacidad de conducir y mantener la corriente en un cable. La ampacidad de un sistema de cables subterráneos se determina por la capacidad de la instalación para extraer calor del cable y disiparlo en el terreno circundante y la atmósfera. La máxima temperatura de operación de un cable es una función del daño que el aislamiento puede sufrir como consecuencia de las altas temperaturas de operación. El aislamiento soporta diferentes temperaturas en función de la duración de la corriente que circula por los conductores. Existen tres estudios de ampacidad normalizadas: en estado estable, transitoria (o de emergencia) y de corto circuito.

Enfoque

Durante el curso el participante aprenderá:

• Las características de construcción de los cables (formas, flexibilidad, calibres, propiedades de los aislamientos).
• Las propiedades de las pantallas y cubiertas de los cables.
• Parámetros eléctricos y pérdidas de energía en los cables.
• Se calcula la temperatura de un cable dada una ampacidad y el cálculo de la ampacidad de un cable dada una temperatura.
• Se analizan cables en estado estacionario y transitorio en diferentes ambientes (ductos, sobre el suelo y subterráneos).
• Se analizan las normas internacionales que aplican a la ampacidad de cables.
• Se realizan ejemplos de cálculo de ampacidad de cables.

A quién va dirigido:

• Ingenieros en planeación de sistemas de distribución.
• Ingenieros en operación y mantenimiento.
• Ingenieros en sistemas de operación, protección y control.
• Consultores técnicos, diseñadores y operadores de sistemas eléctricos.
• Ingenieros y personal relacionado con la planeación estratégica.

Temario

Capítulo I

Generalidades

1.1. Introducción

1.2. Características de construcción de cables

1.3. Flexibilidad de los conductores

1.4. Formas de los conductores

1.5. Calibres de los conductores

1.6. Propiedades de los aislamientos de los conductores

1.7 Nivel de aislamiento

1.8. Pantallas eléctricas

1.9. Cubiertas en cables

1.10. Parámetros eléctricos

1.11. Pérdidas de energía

1.12. Determinación del calibre de cables

1.13. Selección del calibre de conductores para instalaciones eléctricas de baja tensión

1.14. Cálculo de conductores por capacidad de conducción de Corriente (Ampacidad)

1.15. Capacidad de conducción de corriente (ampacidad)

1.16. Ley de Ohm térmica

1.17. Método práctico de ajuste de ampacidad

1.18. Validación de cables por corto circuito

Capítulo II

Estudios de ampacidad de acuerdo a la norma IEEE 399-1990

2.1. Introducción

2.2. Análisis del flujo del calor

2.3. Factores de ajuste de la ampacidad

2.4. Ejemplo

2.5. Conclusiones

Capítulo III

Análisis de acuerdo a CONDUMEX e IEC-287

3.1. Introducción

3.2. Ley de Ohm térmica

3.3. Gráficas

Capítulo IV

Análisis en estado estable de acuerdo a la norma IEC-287

4.1. Introducción

4.2. Alcance de la norma

4.3. Corriente nominal permisible de cables

4.4. Cálculo de las pérdidas

4.5. Pérdidas dieléctricas

4.6. Factor de pérdidas para cubiertas y pantallas

4.7. Cálculo de las resistencias térmicas

Capítulo V

Análisis transitorio de acuerdo a la norma IEC-853-2

5.1. Introducción

5.2. Respuesta transitoria a la temperatura

5.3. Representación del cable

5.4. Cálculo de los transitorios parciales para duración corta (1/3 PQ)

5.5. Cálculo del transitorio completo de la temperatura

5.6. Rangos cíclicos

5.7. Cálculo del factor de pérdidas de carga (μ)

5.8. Rangos de emergencia

5.9. Ejemplo de aplicación de las fórmulas de la norma

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