1_cables de baja tension _condumex
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Gerencia Técnica Comercial Teléfono: (0155) 5328-2964
Fax: (0155) 5587-5124
Conductores Mexicanos Eléctricosy de Telecomunicaciones S.A. deC.V.Av. Poniente 140 # 720Colonia Industrial VallejoMéxico, D.F., C.P. 02300www.condumex.com
Conductores elConductores elééctricos para los ctricos para los modernos proyectos de la industria modernos proyectos de la industria
de la construccide la construccióón en Mn en Mééxico.xico.
Debido a los incrementos de precios de los productos, así como de la mano de obra, en los últimos 5 años los proyectistas y diseñadores eléctricos en México han tenido que realizar estudios más profundos buscando un balance técnico-económico entre los requerimientos técnicos de una instalación y las bondades y/o propiedades que tienen los productos eléctricos, el costo de instalación y mantenimiento entre otros.
En el ramo de los conductores eléctricos una alternativa de producto son los cables de baja tensión con conductores de aleación de aluminio de las series AA 8000. Para participar en este mercado Grupo Condumex se propuso la meta de desarrollar este tipo de productos basado en la normatividad nacional.
Conductores eléctricos para los modernos proyectos de la industria de la construcción en México.
Razón principal que propició el desarrollo de los cables con conductores de aleación de aluminio de las
series AA 8000 en México
El entorno económico mundial ha repercutido en las actividades económicas en México y la presión provoca entre otros aspectos un incremento en los costos de producción con el consecuente aumento en los precios de los productos.
Los precios internacionales del cobre (conductor eléctrico por excelencia) se han incrementado en los últimos años y han repercutido fuertemente en los precios de los conductores eléctricos con este metal.
Su abundancia en el planeta y su carácter reciclable garantizan su disponibilidad por siempre. A lo largo de la historia de la humanidad solamente el 12 % de este metal ha sido extraído y aún se encuentra en circulación en nuestros días.Hace 10 000 años los habitantes de las cavernas usaban hachas de cobre como armas y herramientas para sobrevivir. Se encontraron tuberías de cobre en la pirámide de Keops en Egipto.
Hoy en día el cobre está presente en:- La alimentación- El organismo de los seres vivos- La Industria de la construcción- La salud- Industria eléctrica y de telecomunicaciones
El cobre
La confiabilidad probada del cobre en conductores eléctricos y alambre magneto lo hacen el material ideal por:
• Su mayor capacidad de conducción de corriente• Bajo condiciones de calor y presión no se afloja en las terminales• Las terminales y tornillería de equipos y aparatos son menos
electronegativos para el cobre que para el aluminio. No presenta el problema de corrosión galvánica.
• Mayor resistencia mecánica: soporta alargamientos, reducción de sección por presión, mellas y roturas. Soporta procesos de devanado y conformación de bobinas.
• La capa de óxido en un cobre expuesto al ambiente es conductora y no ocasiona puntos calientes en las terminales.
• Puede estañarse fácilmente
El cobre
CABLES ARMANEL S8000 RoHSCABLES ARMANEL S8000 RoHSM.R.M.R. TIPO MC CON ARMADURA ENGARGOLADA DE ACERO O ALUMINIO TIPO MC CON ARMADURA ENGARGOLADA DE ACERO O ALUMINIO
Cables para la industria de la construcción con conductores de aleación de aluminio de las series AA 8000 con aislamiento de XLP tipo XHHW-2 LS CT-SR libres de sustancias peligrosas consideradas en la directriz RoHS (Restriction of Hazardous Substances); y con ello, protege el medio ambiente.
20082008
CABLES VULCANEL S8000 RoHSCABLES VULCANEL S8000 RoHSM.R.M.R. TIPO XHHWTIPO XHHW--2, LS 90 2, LS 90 °°C, 600 V CTC, 600 V CT--SR SR
NOM-001-SEDE-2005NOM-063-SCFI-2001NOM-001-SEDE-2005NOM-063-SCFI-2001
SEGURIDADSEGURIDAD
GARANTÍA DEL USO DE LA ENERGÍAELÉCTRICA EN FORMA SEGURA
Desarrollo de los nuevos productos en base a la normatividad nacional: Normas Oficiales Mexicanas: NOM-001-SEDE-
2005 y NOM-063-SCFI-2001
PERSONAS Y ANIMALESPATRIMONIO/PROPIEDADESEQUIPOS
PROTECCIPROTECCIÓÓN CONTRAN CONTRA
CHOQUECHOQUEELELÉÉCTRICOCTRICO
EFECTOS TEFECTOS TÉÉRMICOSRMICOS((INCENDIOINCENDIO))
SOBRETENSIONESSOBRETENSIONESSOBRECORRIENTESSOBRECORRIENTESYY
CORRIENTES DE FALLACORRIENTES DE FALLA
Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2005Instalaciones Eléctricas
El Artículo 310-Conductores para Alambrado General indica en el punto 310-2 Conductores, inciso b) Material de los conductores: Si no se especifica otra cosa, los conductores a los que se refiere este artículo deben ser de cobre o aluminio.
Cuando se especifiquen conductores de aluminio o aleaciones de aluminio, el tamaño nominal mínimo debe ser 13,3 mm2 (6 AWG).
A finales de los años 1960’s y principios de 1970’s en U.S.A. se presentaron problemas de conexión en cables de baja tensión para la construcción con conductores de aluminio 1350:
- Las empresas de la industria del aluminio promovieron la fabricación de conductores eléctricos para los llamados conductores de circuito (calibres 14, 12 y 10 AWG) con este metal.
- Sobrecalentamiento en los puntos de conexión e inclusive incendios de hogares fueron atribuidos al uso de cables con conductores de aluminio.
- Falsos contactos debido a una propiedad llamada flujo en frío que no fue considerada en el diseño de los dispositivos de empalme y terminación.
- Corrosión galvánica con las terminales de dispositivos eléctricos no estaban diseñados para conductores con aleación 1350.
- Corrosión química en lugares cerca de las costas por la presencia de sal de mar
Los conductores de aluminio con aleación 1350 fueron y son todavía completamente aceptables si se emplean dispositivos adecuados para empalmar y terminar así como buenas prácticas de instalación.
Antecedentes del desarrollo de los conductores de aleación de aluminio de las series AA 8000
El flujo en frío es la propiedad del aluminio 1350 a fluir alejándose de la presión ejercida por un dispositivo de conexión en el conductor. Esto provoca que se afloje el conductor en la conexión y genera calentamiento y chisporroteo eléctrico.
Generación de calor
Formación de chispas
Conductor flojo
Terminal para alambre de aluminio
Alambre de aluminio
Alejamiento del aluminio de la zona de
presión
Para resolver el problema se desarrollaron las aleaciones de las series AA8000, que consisten en adicionar al aluminio 1350 elementos como hierro, magnesio y cobre.Ésto redujo mucho el flujo en frío, así como el grado al que la superficie del conductor se oxida, con lo que mejoró el desempeño de las aleaciones AA8000 sobre la 1350.
La oxidación produce una superficie aislante sobre el aluminio que dificulta su conexión
Flujo en frío y oxidación
Tipo de Aluminio Silicio Hierro Silicio + Cobre ManganesoAleación Hierro
min max min max min max max min max max1350 99.50 100.00 -- 0.10 -- 0.40 -- -- 0.05 0.018017 98.66 99.34 -- 0.10 0.55 0.80 -- 0.10 0.20 --8030 98.56 99.55 -- 0.10 0.30 0.80 -- 0.15 0.30 --8076 98.55 99.32 -- 0.10 0.60 0.90 -- -- 0.04 --8130 98.65 99.55 -- 0.15 0.40 1.00 1.00 0.05 0.15 --8176 98.60 99.60 0.03 0.15 0.40 1.00 -- -- -- --8177 99.10 99.71 -- 0.10 0.25 0.45 -- -- 0.04 --
Tipo de Aluminio Silicio Hierro Silicio + Cobre ManganesoAleación Hierro
min max min max min max max min max max1350 99.50 100.00 -- 0.10 -- 0.40 -- -- 0.05 0.018017 98.66 99.34 -- 0.10 0.55 0.80 -- 0.10 0.20 --8030 98.56 99.55 -- 0.10 0.30 0.80 -- 0.15 0.30 --8076 98.55 99.32 -- 0.10 0.60 0.90 -- -- 0.04 --8130 98.65 99.55 -- 0.15 0.40 1.00 1.00 0.05 0.15 --8176 98.60 99.60 0.03 0.15 0.40 1.00 -- -- -- --8177 99.10 99.71 -- 0.10 0.25 0.45 -- -- 0.04 --
Tipo de Magnesio Cromo Zinc Boro Galio Litio Vanadio + Otros OtrosAleación Titanio c/u Total
min max max max min max max max max max max1350 -- -- 0.01 0.05 -- 0.05 0.03 -- 0.02 0.03 0.108017 0.01 0.05 -- 0.05 -- 0.04 -- 0.003 -- 0.03 0.108030 -- 0.05 -- 0.05 0.001 0.04 -- -- -- 0.03 0.108076 0.08 0.22 -- 0.05 -- 0.04 -- -- -- 0.03 0.108130 -- -- -- 0.10 -- -- -- -- -- 0.03 0.108176 -- -- -- 0.10 -- -- 0.03 -- -- 0.05 0.158177 0.04 0.12 -- 0.05 -- 0.04 -- -- -- 0.03 0.10
Tipo de Magnesio Cromo Zinc Boro Galio Litio Vanadio + Otros OtrosAleación Titanio c/u Total
min max max max min max max max max max max1350 -- -- 0.01 0.05 -- 0.05 0.03 -- 0.02 0.03 0.108017 0.01 0.05 -- 0.05 -- 0.04 -- 0.003 -- 0.03 0.108030 -- 0.05 -- 0.05 0.001 0.04 -- -- -- 0.03 0.108076 0.08 0.22 -- 0.05 -- 0.04 -- -- -- 0.03 0.108130 -- -- -- 0.10 -- -- -- -- -- 0.03 0.108176 -- -- -- 0.10 -- -- 0.03 -- -- 0.05 0.158177 0.04 0.12 -- 0.05 -- 0.04 -- -- -- 0.03 0.10
Composición química de las aleaciones de aluminio (peso)
No es fácil distinguir al aluminio AA8000 del 1350 con base en sus propiedadesLa forma más segura para distinguirlos es realizar una prueba de composición química
Características del cobre y de las aleaciones de aluminio
DensidadAlargamiento por tensión a
la ruptura
Esfuerzo de tensión a la ruptura
Resistividad máxima a 20 °C
mínimo máximo
Metal Temple
g/cm3 %Mpa
ohm-mm2/km
AA8000 suave 0 2,710 10 59 111 28,450AA8000 intermedios H1X ó H2X 2,710 10 103 152 28,450
1350 suave 0 2,705 20** 60 95 27,8991350 ¼ duro H12 ó H22 2,705 ------- 85 120 28,2641350 ½ duro H14 ó H24 2,705 ------- 100 135 28,2641350 ½ duro H142 ó H242 2,705 ------- 100 150 28,2641350 ¾ duro H16 ó H26 2,705 ------- 115 150 28,2641350 extra duro H19 2,705 1,7* 170* ------- 28,265
cobre suave ------- 8,890 25* 245** ------- 17,241cobre semiduro ------- 8,890 2,4* 327* 377* 17,837cobre duro ------- 8,890 2,4* 400* ------- 17,930
Notas: * estos valores dependen del diámetro del alambre** valores aproximados, no son mínimos
Norma Oficial Mexicana NOM-063-SCFI-2001Conductores Eléctricos
Los cables monoconductores con conductor de cobre suave o de aleación de aluminio de las series AA8000, aislamiento a base de XLP tipo XHHW-2, LS RoHS CT-SR para 90 °C, 600 V se fabrican en México bajo la norma NMX-J-451-ANCE.
Estos productos se han ofrecido tradicionalmente con conductor de cobre y con la inclusión del conductor de aleación de aluminio de las series AA8000, se ofrece al mercado una mayor variedad de productos con sus marcas VulcanelM.R. para conductores de cobre y Vulcanel S8000 RoHSM.R. para conductores de aleación de aluminio.
VulcanelM.R. Vulcanel S8000 RoHSM.R.
Por otro lado, Grupo Condumex brinda nuevas opciones de productos armados tipo MC que se ajustan a las necesidades de los clientes, fortaleciendo aún más la gama de productos de su ya amplia y versátil familia de cables ArmanelM.R.
cuyo concepto se basa en el subensamble de diversos tipos de conductores y aislamientos; incluso de diferentes aplicaciones (control, fuerza, telecomunicaciones, voceo o mixtos) bajo una misma armadura metálica.
Los cables armados Armanel S8000 RoHSM.R.
cuentan con conductores de aleación de aluminio de las series AA8000 y aislamiento a base de XLP tipo XHHW-2, LS RoHS CT-SR para 90 °C, 600 V, con conductor de puesta a tierra de aleación de aluminio de las series AA8000, armadura engargolada de acero o aluminio, con o sin cubierta exterior a base de PVC resistente a la intemperie y rayos solares.
NOM-001-SEDE-2005NOM-063-SCFI-2001NOM-001-SEDE-2005NOM-063-SCFI-2001
SEGURIDADSEGURIDAD
Pruebas de seguridad a los diseños de los nuevos cables para la construcción
PERSONAS Y ANIMALESPATRIMONIO/PROPIEDADESEQUIPOS
PROTECCIPROTECCIÓÓN CONTRAN CONTRA
EFECTOS TEFECTOS TÉÉRMICOSRMICOS((INCENDIOINCENDIO))
COMBUSTIBLEaislamientos, cubiertas, rellenos, etc.
OXIGENOaire estáticoy circulante
FUENTE DE IGNICIÓN
arco eléctrico, flama
Factores destructivos en un incendio
PÁNICO
FUEGO
HUMOScalientestóxicos
corrosivososcuros
INTERRUPCIÓN DE
SERVICIOSseguridad
comunicacióntransporte
Factores destructivos en un incendio
PÁNICO
FUEGO
HUMOScalientestóxicos
corrosivososcuros
INTERRUPCIÓN DE
SERVICIOSseguridad
comunicacióntransporte
MMÉÉTODOS DE PRUEBA TODOS DE PRUEBA NO PROPAGACINO PROPAGACIÓÓN DEL INCENDION DEL INCENDIO
DENSIDAD DENSIDAD ÓÓPTICA DE HUMOSPTICA DE HUMOS
GENERACIGENERACIÓÓN DE GAS N DE GAS ÁÁCIDO CIDO
Factores destructivos en un incendio
PRUEBA DE RESISTENCIA A LA PROPAGACIÓN DE LA FLAMA VERTICAL
Método de prueba: NMX-J-192
PRUEBA DE RESISTENCIA A LA PROPAGACIÓN DEL INCENDIO Método de prueba: NMX-J-093
PRUEBA DE RESISTENCIA A LA PROPAGACIÓN DE LA FLAMA EN CHAROLA VERTICAL
Método de prueba: NMX-J-498
Métodos de pruebaNo propagación del incendio
Son aquellos conductores eléctricos que al encenderseen forma individual no propagan la flama a través de sulongitud ni hacia materiales combustibles localizados a su alrededor y se auto extinguen en un tiempodeterminado.
Cámara
PRUEBA DE RESISTENCIA A LA PROPAGACIÓN DE LA FLAMA VERTICAL
Método de prueba: NMX-J-192
A esta categoría pertenecen los cables que, dispuestosen haces, simulan una instalación real propagando el fuego en forma muy limitada, después de que se le haaplicado una fuente de energía térmica de magnitud considerable.
PRUEBA DE RESISTENCIA A LA PROPAGACIÓN DEL INCENDIO Método de prueba: NMX-J-093
Esta prueba califica a los conductores eléctricos que seráninstalados en soportes metálicos tipo charola para cables.Concepto CT
PRUEBA DE RESISTENCIA A LA PROPAGACIÓN DE LA FLAMA EN CHAROLA VERTICAL
Método de prueba: NMX-J-498
Fuente: National Fire Protection Association USA
OTRAS LESIONES
INTOXICACIÓN
HUMOS Y
GASES
62%62%
QUEMADURAScarbonización
1°, 2°, 3°
26%26%
LESIONESMECÁNICAS
11%11%
1%1%
Causas de muerte en incendios de edificios
Muestras de producto que se quemanen forma controlada y se mide lageneración de humos oscuros:
• Transmitancia• Densidades ópticas específicas• Valor de oscurecimiento en los primeros4 minutos de la ignición.
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD ÓPTICA ESPECÍFICA Y DEL VALOR DE OSCURECIMIENTO DE HUMOS Método de prueba: NMX-J-474
Son aquellos que al quemarse generan en forma limitada humososcuros, evitando con esto reducir la visibilidad de las personas quebuscan accionar los sistemas de seguridad o localizar las señalesluminosas que indican las salidas de emergencia.
DETERMINACIÓN DE LA CANTIDAD DE GAS ÁCIDO HALOGENADO Método de prueba: NMX-J-472
Son cables que por la naturaleza del material de su aislamientodesprenden durante su combustión cantidades limitadas de gasestóxicos y corrosivos, evitando la intoxicación de personas o el dañoirreversible a sistemas y equipos que se encuentran en el alcancedel siniestro.
Los cables no deben de perdermás del 20 % de su masa en forma de gas ácido halogenado(ácido clorídrico) cuando se queman.
Artículo 310 Conductores para alambrado general
Artículo 310-8 LugaresInciso d) Lugares expuestos a la radiación solar directa
Los conductores y cables aislados, utilizados cuando hay exposición directa a los rayos solares deben ser aprobados y marcados como “SR”.
Aplica a los conductores con aislamientos indicados en las tablas: 310-13 (B.T.) y 310-61 (M.T.).
Requerimiento SR para conductores eléctricos acorde con la norma NOM-001-SEDE-2005
Esta prueba califica la resistencia a la intemperie de aislamientos ycubiertas de conductores eléctricos que normalmente seráninstalados en soportes metálicos tipo charola para cables.
Concepto SR
PRUEBA DE RESISTENCIA A LA INTEMPERIEMétodos de prueba: NMX-J-451 y NMX-J-553
Primer paso de la prueba:Las muestras de producto son acondicionadaspor radiación con arco de xenón o arco de carbón con rocío de agua.
Radiación por arcode xenón vistaa través de filtrosópticos internos y externos
Segundo paso:Determinación del esfuerzo y el porcentaje de alargamiento por tensión a la ruptura
Tiempo de acondicionamiento: 720 h
Puede existir decoloración de una cubierta o aislamiento, sinembargo lo importante es que las propiedades físico-mecánicasdel compuesto no se vean afectadas.
Vulcanel S8000 RoHSM.R.
VULCANEL S8000 RoHSVULCANEL S8000 RoHSM.R.M.R. XHHWXHHW--2 LS CT2 LS CT--SR SR A principios de 1960 se desarrolló el proceso comercial de vulcanización por medio de peróxidos para el polietileno y lograr el polietileno de cadena cruzada (XLP) como aislamiento de cables eléctricos.
ESTABILIZADORESDE CALOR
OTROS ADITIVOS (antioxidantes,
pigmentos, etc.)
RELLENOS
RETARDANTESDE LA FLAMA
ADITIVOS
SIOPLSIOPLÁÁSS
VULCANIZADORAVULCANIZADORA
XLPXLP+
RESINA DE
POLIETILENO
H H H H
–– C C –– C C ––
H H H H nn
peróxidos
catalizadores
Formulación del compuesto aislante para obtenerpolietileno de cadena cruzada (XLP)
¿Cómo se llevaron a cabo los desarrollos de compuestos RoHS en Grupo Condumex?
Preocupados por contar con tecnología de última generación y cumplir cabalmente con las normas oficiales mexicanas, así como con los requerimientos de protección al medio ambiente, Grupo Condumex a través del Centro de Investigación y Desarrollo Carso (CIDEC) ha desarrollado aislamientos termoplásticos y termofijos, así como cubiertas termoplásticas para los cables, que cumplen con la directriz RoHS.
PremiosNacionales de Tecnología2002 y 2007
¿Qué es RoHS?
Nota: RoHS está aplicándose en países diferentes a los de la CE como: China, Japón, Corea, EEUU (Edo. de California), etc..
RoHS significa “Restriction of Hazardous Substances”.
Es una directriz aplicable en la Comunidad Europea (CE) (2002/95/EC) establecida en el año 2003 y que a partir del 1°de julio de 2006 es obligatoria para todos los países miembros. Restringe el uso de 6 materiales considerados peligrosos y que pueden estar presentes en los compuestos empleados en la fabricación de productos eléctricos y electrónicos.
ppm = partes por millón
¿¿CuCuááles son las sustancias restringidas por la directriz RoHS?les son las sustancias restringidas por la directriz RoHS?
Las sustancias bajo control y los niveles máximos de concentración permitidos por la directriz RoHS son las siguientes:
Cadmio (Cd) 100 ppm (0.01%) máxMercurio (Hg) 1000 ppm (0.10%) máxPlomo (Pb) 1000 ppm (0.10%) máxCromo hexavalente (Cr VI) 1000 ppm (0.10%) máxBifenilos polibromados (PBB) 1000 ppm (0.10%) máxDifenil éter polibromado (PBDE) 1000 ppm (0.10%) máx
Las sustancias restringidas son tóxicas y contaminan al medio ambiente. Además son consideradas peligrosas al exponerse a ellas durante su fabricación, utilización o reciclaje.
¿Porqué es importante cumplir con RoHS?
Industria de las telecomunicaciones
¿En qué industrias empezó el movimiento decontrol de sustancias peligrosas?
Industria automotriz
Industria de los aparatos electrodomésticos
Conductor redondo compacto de aleaciConductor redondo compacto de aleacióón de aluminio de las series AA 8000 suave, n de aluminio de las series AA 8000 suave, aislamiento no propagador del incendio, maislamiento no propagador del incendio, míínima emisinima emisióón de humos densos y oscuros, n de humos densos y oscuros,
ttóóxicos y corrosivos en caso de incendio, resistente a la intemperxicos y corrosivos en caso de incendio, resistente a la intemperie y rayos solares, libre ie y rayos solares, libre de sustancias peligrosas, sde sustancias peligrosas, súúper deslizante.per deslizante.
6 AWG 6 AWG -- 1 000 kcmil1 000 kcmil
TEMPERATURA MÁXIMAEN EL CONDUCTOR
NORMAS CERTIFICACIÓN
APLICACIONES
TENSIÓN MÁXIMA DE OPERACIÓN
AMBIENTE SECO Y HÚMEDO 90°C SOBRECARGA 130°CCORTOCIRCUITO 250°C
Circuitos alimentadores y derivados en lugares de concentración pública, lugares de reunión entre ellos: hoteles, hospitales, parques comerciales, edificios de oficinas, grandes almacenes, industrias, etc.. Puede instalarse en ductos, tubos (conduit) y charolas. Restricciones para su uso en ambientes salobres.
600 V
ANCENMX-J-451-ANCENOM-063-SCFI
CABLES VULCANEL S8000 RoHSCABLES VULCANEL S8000 RoHSM.R.M.R.
XHHWXHHW--2, LS 2, LS ((CTCT--SRSR) 90 ) 90 °°C, 600 VC, 600 V
Cables Armados tipo MC Armanel S8000 RoHSM.R.
Los modernos proyectos de inmuebles en el país como: parques comerciales, centros de espectáculos, grandes almacenes entre otros, demandan soluciones técnico-económicas con un armonioso balance conjugando: costo, confiabilidad y
seguridad de los servicios e instalaciones.
El cable ArmanelM.R. es un cable con armadura metálica tipo MC de acuerdo a la norma oficial de instalaciones eléctricas
NOM-001-SEDE-2005 (Artículo 334).
Definición:
Un cable tipo MC es un conjunto ensamblado en fábrica de uno o más conductores aislados con o sin cables de fibra óptica, encerrados en una armadura metálica de
cinta engargolada o en un tubo liso o corrugado.
Los cables MC deben tener una trayectoria adecuada para puesta a tierra de equipo (conductor de tierra).
Condumex ofrece los cables ARMANELCondumex ofrece los cables ARMANELM.R.M.R. y ARMANEL S8000 RoHSy ARMANEL S8000 RoHSM.RM.R
Armadura engargolada de acero galvanizado o aluminio
Conductor de tierra aislado (de color verde) o desnudo
Circuitos de fuerza, de alumbrado, de control y de
señalización
Acometidas, circuitos alimentadores y
derivados
Instalaciones en interiores y exteriores
Instalaciones expuestas u ocultas
Enterrados directamente
En soportes continuos tipo charola para cables En cualquier tipo de
canalización
En tramos abiertos
Como cable aéreo o soportado por un
mensajero
En áreas peligrosas (clasificadas), clase 1,
división 2, clase 2, división 2 y clase 3, divisiones 1 y
2En lugares secos e instalados
directamente bajo yeso, ladrillo u otro material de mampostería
En lugares mojados
Aplicaciones específicas de los cables tipo MC (Metal Clad) de acuerdo a la norma NOM-001-SEDE-2005.
Son todos los inmuebles ó parte de ellos ó estructuras diseñados para reuniones de 100 ó más personas.
- Teatros y cines - Cuarteles - Salas de juzgados- Auditorios - Gimnasios - Salones de baile- Establecimientos de negocios - Iglesias y templos - Salones de clubes- Establecimientos comerciales - Mercados - Salones de reunión- Escuelas - Museos - Salones de usos múltiples- Otras instalaciones - Pistas de patinaje - Salas de albercas- Bares, cantinas y discotecas - Restaurantes- Boliches y billares - Salas de conferencias- Capillas funerarias - Salas de espera de pasajeros- Comedores - Salas de exhibición
• Canalizaciones metálicas• Canalizaciones no metálicas embebidas en concreto con un espesor no menor de 50 mm• Conductores con aislamiento resistente a la propagación del incendio, de baja emisión de gas ácido
halogenado y de baja emisión de humos (LS = Limited Smoke).• Cables tipo MC ó MI.
Métodos de alambrado permitidos:
Los lugares de reunión incluyen, pero no están limitados a:
Aplicaciones de la familia de cablesArmanel en los lugares de reunión
(Artículo 518)
Son una alternativa ideal para la industria principalmente en sistemas de fuerza; enbaja y media tensión, control, señalización y telecomunicaciones.
Algunas de las aplicaciones industriales son:
- Químicas y petroquímicas- Plataformas petroleras- Metal - mecánicas- Manufacturas en general- Papeleras- Automotrices (ensambladoras)- Cementeras- Harineras- Textiles- Farmacéuticas- Construcción- Hangares y salas de espera- Gasolineras- Aserraderos- Fabricas de pollo y granjas avícolas (AA 8000)
Recomendados en industrias donde exista poco espacio de instalación, así como poco tiempo disponible para realizar reubicaciones de circuitos de distribución en el interior y exterior del lugar.
Aplicaciones de la familia de cables Armanelen la industria
PELIGROSOSCORROSIVOSORDINARIOS
Polvos noinflamables
Húmedos Electroquímicos
Explosivos
Inflamables
Químicos
Ambientes presentes en la industria
CLASES:Substancias Inflamables
CLASE 1Gases o Vapores
CLASE 2Polvos
CLASE 3Fibras o Pelusas
DIVISIONES:Presencia o Permanencia
DIVISIÓN 1Presencia en el ambiente
bajo condiciones normales
DIVISIÓN 2Presencia en recipientes
o sistemas cerrados
Clasificación de áreas peligrosas
GRUPOS:
CLASE 1Gases o Vapores
CLASE 2Polvos Combustibles
ACETILENO HIDRÓGENO O COMBUSTIBLES
CON HIDRÓGENO
ETHER ETÍLICOETILENO
GASOLINAETANOLEXANONAFTA
AMONIACOBUTANO
PROPANOALCOHOLACETONABENCENO
GAS NATURALMETANOLMETANO
CICLOROPROPANO
POLVODE ALUMINIO,MAGNESIO Y
OTRAS ALEACIONES
COMERCIALES
NEGRO DE HUMO
CARBÓN,POLVO DE
COQUE
HARINAALMIDÓNPOLVO DEGRANOS,
VIRUTAS DEMADERA OPLÁSTICO
Clasificación de sustancias por grupo
GRUPO A GRUPO B GRUPO C GRUPO D GRUPO E GRUPO F GRUPO G
ÁÁREAS PELIGROSAS REAS PELIGROSAS (CLASIFICADAS):(CLASIFICADAS):Clase I, División 2Clase II, División 2
Clase III, Divisiones 1 y 2
ÁÁREAS PELIGROSAS REAS PELIGROSAS (CLASIFICADAS):(CLASIFICADAS):Clase I, División 1Clase II, División 1
Usos permitidos de los cables tipo MC en áreas peligrosas (clasificadas) de acuerdo a NOM-001-
SEDE-2005
Usos no permitidos de los cables tipo MC
CABLE ARMANELM.R. DE ENERGÍA DE 5 A 35 kV
Conductor de fuerza en cobre
o aluminio
Pantalla semiconductora sobre conductor
Aislamiento de EP ó XLP
Pantalla semiconductora
sobre aislamiento
Rellenos (opcionales)
Pantalla metálica
Armadura engargolada de
acero galvanizado o aluminio
Cinta reunidora
Cubierta externa (opcional)
Conductor de puesta a tierra
desnudo o aislado
Conductor de fuerza en cobre
Conductor de puesta a tierra
desnudo o aislado
Aislamiento de:
PVC ó PVC+Nylon para 600 V;
EP ó XLP para 600 V y 2 000 V
Cubierta individual sobre aislamiento
de EP
Rellenos (opcionales)
Cubierta interna (instalaciones en lugares húmedos)Cubierta externa
(opcional)
Armadura engargolada de
acero galvanizado o aluminio
Cinta reunidora
CABLE ARMANELM.R. DE ENERGÍA PARA 600 Y 2 000 V
Conductor de cobre
Aislamiento de:
PVC, PE, EP ó XLP para 300 V, 600 V y 1000 V; y PVC+Ny para
600 V
Conductor de tierra aislado
Rellenos (opcionales)
Cubierta interna (instalaciones en lugares húmedos)Cubierta externa
(opcional)
Armadura engargolada de
acero galvanizado o aluminio
Cinta reunidora
CABLE CONTROL ARMANELM.R.
Conductores de cobre,
cobre estañado o fibra óptica (unimodo o multimodo)
Refuerzo central
Protección mecánica
Cubierta interna (instalaciones en lugares húmedos)Cubierta externa
(opcional)
Armadura engargolada de
acero galvanizado o aluminio
CABLES DE TELECOMUNICACIÓN ARMANELM.R.
Telefónicos, Coaxiales, Redes de Computadora, etc.
CABLE ARMANEL S8000 RoHSM.R. DE ENERGÍA 600 V
Conductores de fuerza de
aleación de aluminio de las series AA 8000
Conductor de puesta a tierra
desnudo de aleación de aluminio de las
series AA 8000
Aislamiento de XLP tipo XHHW-2 LS CT-SR 90 °C, 600 V en colores.
Rellenos Cubierta externa
Armadura engargolada de acero galvanizado o
aluminio
Cinta reunidora
Conductores de aleaciConductores de aleacióón de aluminio de las series AA 8000, aislamiento no propagador dn de aluminio de las series AA 8000, aislamiento no propagador del el incendio, mincendio, míínima emisinima emisióón de humos densos y oscuros, tn de humos densos y oscuros, tóóxicos y corrosivos en caso de xicos y corrosivos en caso de
incendio, resistente a la intemperie y rayos solares, libre de sincendio, resistente a la intemperie y rayos solares, libre de sustancias peligrosas. Armadura ustancias peligrosas. Armadura engargolada flexible de aluminio o acero galvanizado con o sin cengargolada flexible de aluminio o acero galvanizado con o sin cubierta exterior termoplubierta exterior termopláástica.stica.
DiseDiseñños en 3 y 4 conductores os en 3 y 4 conductores en calibres del 6 AWG al 1 000 kcmilen calibres del 6 AWG al 1 000 kcmil
TEMPERATURA MÁXIMAEN EL CONDUCTOR
NORMAS CERTIFICACIÓN
APLICACIONES
TENSIÓN MÁXIMA DE OPERACIÓN
AMBIENTE SECO Y HÚMEDO 90°C SOBRECARGA 130°CCORTOCIRCUITO 250°C
Circuitos alimentadores y derivados en lugares de concentración pública, lugares de reunión entre ellos: hoteles, hospitales, parques
comerciales, edificios de oficinas, grandes almacenes, industrias, etc.. Puede instalarse en áreas peligrosas (clasificadas). Restricciones para
su uso en ambientes salobres.
600 V
ANCENMX-J-451-ANCEUL-1569
CABLES ARMANEL S8000 RoHSCABLES ARMANEL S8000 RoHSM.R.M.R.
XHHWXHHW--2, LS 2, LS ((CTCT--SRSR) 90 ) 90 °°C, 600 VC, 600 V
Armadura engargolada de aluminio o acero galvanizadoArmadura engargolada de aluminio o acero galvanizado
- Resistencia mecánica adecuada para soportar esfuerzos radiales.
- Gran flexibilidad: por ser una cinta engargolada, la unión entre espiras consecutivasno es totalmente rígida y permite absorber cambios de dirección y dobleces con facilidad.
Por su construcción tiene las siguientes características:
- No está permitido utilizar la armadura engargolada como conductor de puesta a tierra.
- En cables monofásicos la armadura debe ser de aluminio para evitar calentamientopor efectos magnéticos.
- En cables multiconductores se puede emplear acero o aluminio.
Armadura engargolada
Condiciones de corrosión destructiva:
• Enterrados directamente o en concreto. • Cuando estén expuestos a rellenos de escoria, cloruros fuertes o álcalis
cáusticos o a vapores de cloro o de ácido clorhídrico.
Excepto cuando la cubierta metálica sea adecuada para estas condiciones, o cuando esté protegida por un material adecuado para estas condiciones.
Áreas peligrosas (clasificadas)
Requerimiento de una cubierta exterior sobre la armadura
Existen diversas marcas comerciales de conectadores para cables armados con conductores de cobre o de aleación de aluminio de las series AA 8000.
• Tyco Electronics• Burndy (FCI)• Ilsco
Para el caso de conectadores para cables de aleación de aluminio de las series AA 8000 existen diversos tipos para:
• Conexión de cable Al a cable de Cu (conectadores bimetálicos Al-Cu)• Entrada de un cable de Al y salida de varios cables de Al o Cu (conectadores bimetálicos (Al-Cu)• Conexiones a equipo diverso con terminales de cobre y conexión de conductores de aleación de aluminio AA 8000 (conectadores bimetálicos Al-Cu).
Debe usarse inhibidor de la oxidación (Deox, Penetrox, etc.), un conectador adecuado certificado y mano de obra calificada para la unión entre cables de aleación de aluminio AA 8000 y cables de aleación de aluminio AA 8000 y conductores de cobre para garantizar la seguridad y confiabilidad de la conexión.
Conectadores internos (conductor)
Problemas con el aluminio y sus aleacionesSerie Galvánica de Aleaciones en Agua de Mar:
PlatinoOroGrafitoTitanio
Noble o Platacatódico Chlorimet 3 (62 Ni, 18 Cr, 18 Mo)
Hastelloy C (62 Ni, 17 Cr, 15 Mo)18-8 Mo acero inoxidable (pasivo)18-8 acero inoxidable (pasivo)Acero inoxidable cromado 11-30 % Cr (pasivo)Inconel (pasivo) (80 Ni, 13 Cr, 7 Fe)Niquel (pasivo)Soldadura de plataMonel (70 Ni, 30 Cu)Cuproniquels (60-90 Cu, 40-10 Ni)Bronces (Cu-Sn)CobreLatones (Cu-Zn)Chlorimet 2 (66 Ni, 18 Mo, 1 Fe)Hastelloy B (60 Ni, 15 Mo, 6 Fe, 1 Mn)Inconel (activo)Niquel (activo)EstañoPlomoSoldaduras plomo-estaño18-8 Mo acero inoxidable (activo)18-8 acero inoxidable (activo)Ni-Resistente (Hierro fundido de alto Ni)Acero inoxidable cromado 13% Cr (activo)Hierro fundido
Activo o Acero o hierroanódico Aluminio 2024 (4.5 Cu, 1.5 Mg, 0.6 Mn)
CadmioAluminio comercialmente puro (1100)ZincMagnesio y aleaciones de magnesio
Corrosión
Tipos de instalación
SUBTERRÁNEA
• DIRECTAMENTE ENTERRADO,ESPECIALMENTE EN ZONAS DE TRÁFICO PESADO DONDEEL CABLE ESTE SOMETIDOA ESFUERZOS RADIALES.
• EN SISTEMAS DE DUCTOS
• CHAROLAS
• BASTIDORES
• CANALIZACIONES ENGENERAL.
• SUSPENDIDO EN TECHOS
• FIJADO EN MUROS, PAREDES
Y ESTRUCTURAS.
• EN TODAS AQUELLASAPLICACIONES DONDE
SE REQUIERA:
1) RESISTENCIA ALATAQUE DE LOS
ROEDORES
2) SEGURIDAD EN ZONASPELIGROSAS
3) INSTALACIONES PROVISIONALES,
DONDE LOS CABLES ESTEN SOMETIDOS A
DAÑOS FÍSICOS.
AÉREA ESPECIALES
Instalación de la familia de cables Armanel
SOPORTESe requiere soportar el cable solo cada 1,8 m. Cuando se instala en charolas, hayque sujetar el cable Armanel en aquellas partes donde el cable no esté en posición horizontal.
CONECTADORES EXTERNOS (ARMADURA)Se emplean para conexión a tableros, gabinetes, luminarias, cajas de conexión, etc.Los conectores recomendados para la familia de cables Armanel pueden ser de las marcas:Thomas and Betts, O-Z/ Gedney, Crouse Hinds, Killark (Hubbell) entre otros. Pueden ser del tipo ordinario o para lugares peligrosos.
- Se pueden llevar a cabo por medio de una caja aprobada para áreas peligrosasempleando conectores que estén también aprobados para este tipo de áreas.
Empalmes y terminales para áreas peligrosas (clasificadas)
Conclusiones
• Como sistema completo e integral, los cables ArmanelM.R. y Armanel S8000 RoHSM.R.
representan una alternativa económica muy ventajosa en instalaciones eléctricas de grandes centros comerciales, estadios, auditorios y sobre todo para instalaciones en áreas peligrosas
(clasificadas) acorde con la norma NOM-001-SEDE.
• Excelente balance técnico-económico; capacidad de corriente - material del conductor - tipo de aislamiento - precio del producto - costo de instalación.
• La armadura engargolada de los cables ArmanelM.R. y Armanel S8000 RoHSM.R. combina una alta resistencia mecánica a esfuerzos radiales con una gran flexibilidad en la instalación y con
radios de curvatura menores en comparación con otras armaduras y tipos de instalación.
• Instalación versátil, con mano de obra y tiempos de ejecución mínimos, utilizando herramientas y dispositivos ordinarios. Se eliminan los daños a los conductores en los
procesos de jalado.• Menor espacio ocupado y peso en la soportería con respecto a cables instalados en tubería
(conduit).
ELÉCTRICOS
1.- Capacidad de conducción de corriente2.- Caída de tensión3.- Cortocircuito
MECÁNICOS
4.- Cálculos de instalación
ECONÓMICOS
5.- Cálculo de pérdidas6.- Selección del calibre económico
Para la selección del área de sección transversal de un conductor eléctrico se realizan los siguientes cálculos:
NOM-001-SEDE-2005, Parte 3: Principios Fundamentales, Punto 3.2.6: Área de la sección transversal de los
conductores
CAPACIDAD DE CORRIENTE PROTECCIÓN DEL AISLAMIENTO CAÍDA DE TENSIÓN
Escoja el producto de acuerdo a la aplicación
Determine la corriente delcircuito a partir de lapotencia del equipo a
alimentar
Corrija la corriente nominalcon el factor de arranque
¿Es circuitode fuerza?
Corrija la corriente con el factor correspondiente de
temperatura ambiente
Corrija la corriente con el factor correspondiente de
agrupamiento
Seleccione el calibre del conductor usando las tablas de capacidad de corriente en función del
tipo de aislamiento y forma de instalaciónSi
No
Calcule la caída de tensión considerando la longitud
¿La caída de tensión está dentro
de norma?
Si
No
Seleccione un calibre mayor
Fin
Capacidad de conducción de corriente
FÓRMULAS PARA EL CÁLCULO DE LA CORRIENTE DEL SISTEMA
CONOCIENDO cc ca 1 FASE ca 3 FASES
H.P. x 746 H.P. x 746 H.P. x 746(CP) H.P. V x η V x η x F.P. 1,732 x V x η x F.P.(FUERZA)
kW x 1 000 kW x 1 000 kW x 1 000kW V V x F.P. 1,732 x V x F.P.
(ALUMBRADO)
NOTA: Para conductores que alimenten un solo motor, la corriente nominal a plena carga se multiplicarápor 1,25. En el caso de varios motores, a la suma de la corriente a plena carga se le sumará el 25 % de la corriente del motor más grande.
Conceptos básicosLa capacidad de conducción de corriente es un fenómeno de transferencia de calor.
Las fuentes de generación de calor en un cable de baja tensión son:a) El conductorb) El aislamiento
El calor generado debe fluir del lugar más caliente al de menor temperatura.
Existen diferentes barreras térmicas que impiden este flujo de calor:1.- El aislamiento2.- El aire alrededor del cable3.- La tierra circundante al cable4.- La pared del tubo (conduit)5.- Etc.
Lo anterior depende del tipo de instalación de los cables: Al aire libre, directamente enterrado, en tubería (conduit) o en ductos subterráneos.
Capacidad de conducción de corriente
Conceptos básicos.......cont.Existen actualmente diferentes artículos técnicos para calcular la capacidad de corriente de los cables, con sus correspondientes programas de cómputo a nivel mundial.
La Norma Oficial de Instalaciones Eléctricas considera 2 métodos de cálculo:
1.- Capacidad de Carga en Sistemas de Cables y Cálculo del Incremento de Temperatura, autores: J.H. Neher y M.H. McGrath, AIEE Paper 57-600.
2.- Capacidades de Corriente en Cables de Potencia, autores: IEEE/ICEA, Norma S-135/P-46-426.
Deben emplearse las tablas de capacidad de corriente indicadas en la Norma Oficial Mexicana de Instalaciones Eléctricas de acuerdo al tipo de instalación de los cables, tipo de aislamiento y material del conductor, aplicando lo indicado en los artículos de la Norma.
Observando lo anterior, no tendremos problemas para la aprobación de la instalación por parte de las unidades de verificación (UVIE) que la verifiquen.
Capacidad de conducción de corriente
ARTÍCULO 110-14 CONEXIONES ELÉCTRICAS
NORMA NOM-001-SEDE
Conceptos básicos.......cont.
1) Las terminales de equipos para circuitos de 100 A nominales o menos o identificadas para conductores de tamaño nominal 2,082 a 42,41 mm2
(14 al 1 AWG) deben utilizarse para conductores con temperatura de operación del aislamiento máxima de 60°C.
2) Las terminales de equipo para circuitos de más de 100 A nominales o identificadas para conductores mayores de 42,41 mm2 (1 AWG) deben utilizarse solamente para conductores con temperatura nominal de operación del aislamiento máxima de 75°C.
Capacidad de conducción de corriente
Capacidad de conducción de corriente
Tabla 1
Cables instalados en tubería (conduit)
Ta = 30 °C
Tabla 2
Cables instalados en charolas*
Ta = 30 °C
Área de la sección
transversal
Calibre Área de la sección
transversal
Calibre
mm2 AWG/kcmil
75 °C 90 °C 75 °C 90 °C
mm2 AWG/kcmil13,30 6 50 60 13,30 6 -------- --------21,15 4 65 75 21,15 4 100 11033,62 2 90 100 33,62 2 135 15053,48 1/0 120 135 53,48 1/0 180 20567,43 2/0 135 150 67,43 2/0 210 23585,01 3/0 155 175 85,01 3/0 240 275107,2 4/0 180 205 107,2 4/0 280 315126,7 250 205 230 126,7 250 315 355152,0 300 230 255 152,0 300 350 395177,3 350 250 280 177,3 350 395 445202,7 400 270 305 202,7 400 425 480253,4 500 310 350 253,4 500 485 545304,0 600 340 385 304,0 600 540 615355,0 700 375 420 355,0 700 595 675380,0 750 385 435 380,0 750 620 700506,7 1 000 445 500 506,7 1 000 750 845
Notas: Estas tablas son de aplicación para usarse en la selección del tamaño nominal de los conductores, con las cargas calculadas de acuerdo con el artículo 220 de la Norma Oficial Mexicana de Instalaciones Eléctricas NOM-001-SEDE-2005.No más de tres conductores activos o portadores de corriente dentro de una tubería (conduit).* Cables instalados en una sola capa sin cubierta separados un diámetro exterior de un cable (Artículo 318 de la NOM-001-SEDE-2005).
Capacidad de conducción de corriente de cables Vulcanel S8000 RoHSM.R.
Capacidad de conducción de corriente (1) (4) (5)
Tabla 1Tres conductores
Ambientes secos y mojados (2)
Tabla 2Cuatro conductores capacidad reducida
Ambientes secos y mojados (3)
Área de la sección
transversal
Calibre Área de la sección
transversal
Calibre
mm2 AWG/kcmil75 °C 90 °C 75 °C 90 °C
mm2 AWG/kcmil13,30 6 50 60 13,30 6 40 4821,15 4 65 75 21,15 4 52 6033,62 2 90 100 33,62 2 72 8053,48 1/0 120 135 53,48 1/0 96 10867,43 2/0 135 150 67,43 2/0 108 12085,01 3/0 155 175 85,01 3/0 124 140107,2 4/0 180 205 107,2 4/0 144 164126,7 250 205 230 126,7 250 164 184152,0 300 230 255 152,0 300 184 204177,3 350 250 280 177,3 350 200 224202,7 400 270 305 202,7 400 216 244253,4 500 310 350 253,4 500 248 280304,0 600 340 385 304,0 600 272 308355,0 700 375 420 355,0 700 300 336380,0 750 385 435 380,0 750 308 348506,7 1 000 445 500 506,7 1 000 356 400
Notas (1) Estas tablas son de aplicación para usarse en la selección del tamaño nominal de los conductores, con las cargas calculadas de acuerdo con el artículo 220 de la Norma Oficial Mexicana de Instalaciones Eléctricas NOM-001-SEDE-2005.
(2) No más de tres conductores activos o portadores de corriente dentro del cable, para una temperatura ambiente de 30 °C.(3) De 4 a 6 conductores activos o portadores de corriente dentro del cable, para una temperatura ambiente de 30 °C.(4) Conductor neutro:
a. Un conductor neutro que transporte sólo la corriente desbalanceada de otros conductores del mismo circuito, no se considera como conductor activo o portador de corriente.
b. En un circuito de tres hilos consistente en dos fases y el neutro de un sistema de cuatro hilos, tres fases en estrella, el conductor común transporta aproximadamente la misma corriente que la de línea a neutro de los otros conductores, por lo que se debe considerar como conductor activo o portador de corriente.
c. En un circuito de cuatro hilos tres fases en estrella, cuando la mayor parte de las cargas no son lineales, por el conductor neutro pasan armónicas de la corriente por lo que se le debe considerar como conductor activo o portador de corriente.
(5) Conductor de puesta a tierra: No se debe considerar como conductor activo o portador de corriente.
Capacidad de conducción de corriente de cables Armanel S8000 RoHSM.R.
Cantidad de conductores portadores de corriente eléctrica
Factor de corrección por agrupamiento en tubería (conduit)
De 4 a 6De 7 a 9
De 10 a 20De 21 a 30De 31 a 40
0,800,700,500,450,40
Factores de corrección por temperatura ambiente del lugar de instalación.
Factores de corrección por agrupamiento de cables instalados dentro de tubería (conduit) o de cables armados tipo MC.
Factores de corrección por temperatura ambiente
Tabla 1Cables instalados en tubería (conduit)
Tabla 2Cables instalados en charolas
Temperatura ambiente en el lugar de instalación de
los cables
Temperatura ambiente en el lugar de
instalación de los cables
°C
75 °C 90 °C 75 °C 90 °C
°C21-25 1,05 1,04 21-25 1,05 1,0426-30 1,00 1,00 26-30 1,00 1,0031-35 0,94 0,96 31-35 0,94 0,9636-40 0,88 0,91 36-40 0,88 0,9141-45 0,82 0,87 41-45 0,82 0,8746-50 0,75 0,82 46-50 0,75 0,8251-55 0,67 0,76 51-55 0,67 0,7656-60 0,58 0,71 56-60 0,58 0,71
La caída de tensión debe ser mínima para evitar que los equipos alimentados funcionen mal.
Las fórmulas para el cálculo de la caída de tensión son:
a) Sistema monofásico corriente alterna
E = 2 x I x L x Z.....................volts
b) Sistema trifásico corriente alterna
E = 1,732 x I x L x Z.............volts
c) Sistema de corriente continua
E = 2 x I x L x Rcc.................volts
Conceptos básicos
Caída de tensión
donde:
I = Corriente calculada del sistema, sin afectarla por los factores de agrupamiento y temperatura
L = Longitud total del circuito, compensando el cableado en la canalización
Z = Impedancia del sistema de cables
Para el cálculo de la impedancia empleamos las siguientes fórmulas:
1.- Sin considerar el factor de potencia:
Z = R2 + XL2.................................ohm/km
2.- Considerando el factor de potencia:
Z = RcosΦ + XLsenΦ...............ohm/km
Caída de tensión
Resistencia eléctricanominal
caDesignación del conductor
Resistencia eléctrica a 20 °C
nominal*cc
Numero de alambres del
conductor 60 °C 75 °C 90 °C
mm2 AWG o kcmil ohm/km ohm/km ohm/km ohm/km
13,3 6 7 2,168 2,517 2,648 2,780
21,2 4 7 1,363 1,583 1,665 1,747
33,6 2 7 0,857 0,995 1,047 1,099
53,5 1/0 19 0,538 0,625 0,658 0,690
67,4 2/0 19 0,427 0,496 0,522 0,548
85,0 3/0 19 0,338 0,393 0,414 0,434
107 4/0 19 0,269 0,313 0,330 0,346
127 250 37 0,227 0,265 0,279 0,292
152 300 37 0,189 0,221 0,233 0,244
177 350 37 0,162 0,190 0,200 0,210
203 400 37 0,142 0,167 0,176 0,184
253 500 37 0,113 0,135 0,141 0,148
304 600 61 0,094 0,113 0,119 0,124
355 700 61 0,081 0,0991 0,103 0,108
380 750 61 0,075 0,0924 0,0967 0,101
507 1 000 61 0,056 0,0723 0,0754 0,0785
Notas: * Acorde con la norma mexicana NMX-J-533-ANCETemple suave, cableado clase B, compactoSeparación entre centros de conductores: un diámetro exterior considerando un cableaislado Vulcanel S8000 RoHSM.R.
Tabla de resistencia eléctrica de los cables de aleación de aluminio de las series AA 8000
Tabla de reactancia inductiva de los cables monoconductores Vulcanel S8000 RoHSM.R. de aleación de aluminio de las series
AA8000.Arreglo de los cables:
• En formación plana, en soportes continuos tipo charola para cables• En formación trébol, en soportes continuos tipo charola para cables
Tabla de reactancia inductiva de los cables Armanel S8000 RoHSM.R. de aleación de aluminio de las series AA8000
armadura de aluminio
Tabla de reactancia inductiva de los cables Armanel S8000 RoHSM.R. de aleación de aluminio de las series AA8000
armadura de acero galvanizado
Conceptos básicosLos sistemas eléctricos están sometidos a diversos disturbios durante su operación. Uno de estos disturbios es el cortocircuito.
Las corrientes de cortocircuito introducen al sistema eléctrico grandes cantidades de energía destructiva en forma de calor y fuerzas magnéticas.
iTIPOS
DE INCIDENCIACORTOCIRCUITO
Fase a tierra 70%Fase a fase 10%Trifásico 15%2 Fases a tierra 1%3 Fases a tierra 4%
t
Cortocircuito
Capacidad de corriente de cortocircuito de cables con conductores de aleación de aluminio de las series AA8000
El aislamiento de los cables Armanel S8000 RoHSM.R. y Vulcanel S8000 RoHSM.R. es de polietileno de cadena cruzada (XLP) tipo XHHW-2 LS RoHS CT-SR con las siguientes temperaturas de operación:
Temperatura máxima de operación normal: 90 °CTemperatura máxima de sobrecarga: 130 °CTemperatura máxima de cortocircuito: 250 °C
La siguiente ecuación permite conocer la capacidad de corriente de cortocircuito de los cables:
En donde:
I = corriente máxima de cortocircuito permitida, amperes A = área de la sección transversal del conductor, circular milst = tiempo de duración del cortocircuito, segundos
1 mm2 = 1 973,5 circular mils1 ciclo = 1/60 = 0,0167 segundos
1/2
I = 2,2125x10-3 x A
t
TEMPERATURAS DE LOS AISLAMIENTOS (°C)
TIPO DE CABLE MÁXIMA MÁXIMA CORTOCIRCUITO DE DE
OPERACIÓN SOBRECARGA
TW 60 85 150THW, THWN, THW-LS 75 95 150THHW, THHW-LS, THHN 90 105 150POLIETILENO 75 90 150XHHW, RHW 75 130 250XHHW-2, RHW-2, RHH 90 130 250
Cortocircuito
Tiempo de liberación de la falla
DISPOSITIVO DE MARCOS
PROTECCIÓN
225 - 600 A 1 600 – 4 000 A
INTERRUPTOR EN AIRE 2-3 ciclos 3 ciclos
100 A 225 – 1 200 A
INTERRUPTOR 1,1 ciclos 1,5 ciclos TERMOMAGNÉTICO
FUSIBLE DE ALTA CORRIENTE 0,25 ciclosFUSIBLE DE BAJA CORRIENTE 1 000 segundos
Cortocircuito
CORRIENTE DIRECTA ARREGLO PLANO
F = 2,08 I2/d x 10-8....................kg/cm
CORRIENTE ALTERNA MONOFÁSICA ARREGLO PLANO
F = 4,08 I2/d x 10-8.....................kg/cm
CORRIENTE ALTERNA TRIFÁSICA ARREGLO EN TRÉBOL
F = 1,756 I2/d x 10-8.....................kg/cm
CORRIENTE ALTERNA TRIFÁSICA ARREGLO PLANO
F = 1,53 I2/d x 10-8.....................kg/cm
Donde:
F = Fuerza derepulsión resultante entre conductores.
I = Corriente de cortocircuito (A)
d = separaciónentre conductores (cm).
Para amarrar los conductores a los travesaños de la charola, debemos multiplicar la fuerza calculada por la distancia entre amarres, debiendo quedar la fuerza resultante por debajo del valor que aguanta mecánicamente un cincho, una abrazadera o una clema.
Cortocircuito
Los cálculos mecánicos de los cables AA 8000 son enfocados a los procesos de instalación.
CABLES MONOCONDUCTORES
8 veces el diámetro exterior del cable
CABLES CON ARMADURA ENGARGOLADA DE ACERO O ALUMINIO
Es necesario multiplicar el diámetro interno de uno de los conductores del cable por 12, o multiplicar el diámetro exterior del cable armado por 7. El que resulte mayor entre estos 2 se considera como el radio
mínimo de curvatura.
Radio mínimo de curvatura
Radio mínimo de curvatura
Tm = T x N x A.....................................kgdonde:
Tm = Tensión máxima permisible de jalado en línea recta en kgT = Esfuerzo permisible (kg/mm2), según sea el material del conductor
N = Número de conductores a jalar juntosA = Área de sección transversal de cada conductor en mm2
VALORES DE TAleación AA 8000 5,4Aluminio duro (3/4) 5,3Aluminio suave 2,7Cobre suave 7,0
Tensión máxima de jalado en línea recta
Para cables con armadura metálica de aluminio o acero el jalado del cable debe hacerse con los conductores internos amarrados entre sí, y sujetando la armadura por medio de una malla o “calcetín”. Todo el conjunto se jala al mismo tiempo.
Multiplicando los valores de la tabla anterior por el calibre y el número de conductores del cable armado, y sumando las tensiones máximas de jalado por calibre resultantes, obtenemos la tensión máxima de jalado del cable armado.
La tensión máxima de jalado que soporta la malla o “calcetín” no debe ser menor de una quinta parte de la tensión máxima de jalado del cable armado.
Los fabricantes de las mallas (p.e. Kellems de Hubbell-Chance) ofrecen información sobre las características técnicas de las mallas y su selección, así como de herramientas.
Para la instalación de cables Armanel S8000 RoHSM.R. mediante cualquier dispositivo de tracción es conveniente observar las siguientes recomendaciones:•La tracción debe hacerse sobre los conductores, no sobre la armadura engargolada.•Retirar una sección de la armadura para facilitar el amarre del dispositivo de tracción y los conductores. Es recomendable aplicar cinta adhesiva sobre el extremo expuesto de la armadura, con objeto de evitar que se desenrolle, se afloje o se atore con algún objeto en la trayectoria de jalado. Esto es particularmente importante si los cables se instalan en charolas.
Tensión máxima de jalado en línea recta
En donde:
Tm = Tensión máxima permisible en kgT2 = Tensión al final de la parte recta de la instalaciónT1 = Tensión T2 que es la tensión de entrada en la curvaa = Angulo de curvatura en radianes (grados de la curva x 3,1416/180)f = Coeficiente de fricción (0,5 usualmente)e = Base del logaritmo natural igual a 2,718
Las fórmulas de instalación de conductores eléctricos considerando todas las posibilidades, son muy complejas. Aquí solo consideramos instalación en un solo plano (horizontal).Existen trayectorias de instalación inclinadas hacia arriba o abajo, curvas hacia arriba o abajo, ángulos de curvatura cerrados o abiertos.
Tm = T2 + T1 x efa................................kg Tramo recto con un cambio de dirección
Tensión máxima de jalado considerando cambios de dirección
Otras consideraciones
Lm = Tm / (W x F)...............................m
En donde:
Lm = Longitud máxima de instalación en línea recta en mTm = Tensión máxima permisible de jalado en línea recta en kgW = Peso total del cable en kg/mF = Coeficiente de fricción (usualmente 0,5)
Longitud máxima de instalación en línea recta
RECOMENDADOS
Lubricantes comerciales:3M. IDEAL, DOW CORNING, etc.
los que tengan teflón.GRASA SILICONIZADA
ADECUADO
BENTONITA
NO RECOMENDADOS
TALCO INDUSTRIAL JABÓN O DETERGENTE
COEFICIENTES DE FRICCIÓN TÍPICOS
TIPO DEDUCTO
CONCRETO
MATERIAL EXTERIORDEL CABLE
PVCXLP
COEFICIENTEDE FRICCIÓN
0,550,35
TIPO DEDUCTO
PVC
ACERO
MATERIAL EXTERIORDEL CABLE
PVCXLP
PVCXLP
COEFICIENTEDE FRICCIÓN
0,500,40
0,650,60
Materiales usados para lubricar y bajar la fricción
La presión lateral se define como la fuerza radial ejercida sobre el cable cuando está bajo tensión en una trayectoria curva. Si esta fuerza es excesiva, puede causar daños por aplastamiento sobre el aislamiento de cables monoconductores o sobre la armadura engargolada en cables multiconductores, debido a la presencia de una alta concentración de esfuerzos mecánicos en el cable.
La magnitud de esta fuerza radial es directamente proporcional a la tensión ejercida sobre el cable, e inversamente proporcional al radio de curvatura presente. Por tanto, deben evitarse trayectorias con curvas muy pronunciadas.
Por ejemplo para determinar la presión lateral que sufre un solo cable en tubería (conduit), la siguiente expresión nos permite calcularla:
PL = Ts/ R...................kg/m
En donde:
TS = Tensión a la salida de la curva en kgR = Radio de la curva en m
La presión lateral máxima para los cables Vulcanel S8000 RoHSM.R. y Armanel S8000 RoHSM.R. es de:
445 kg/km para cables monoconductores745 kg/km para cables multiconductores
Presión lateral
Acuñamiento de cables dentro del tubo (conduit)
Existe el acuñamiento de cables cuando se cumple la siguiente condición:
2,75 dcable < Dinterno del tubo < 3,2 dcable
Deben cumplirse las 2 condiciones
Atascamiento de cables monoconductores en tubería
RIWc 2=
corriente I
donde:Wc = Calor generado en el conductor, en W / m
I = Corriente eléctrica en el conductor, en amperesR = Resistencia del conductor en corriente alterna a la temperatura de
operación, en ohm / m.
conductor
Calor generado en el conductor por efecto Joule
Resistencia eléctrica (ohm/km)Conductores de cobre:CORRIENTE ALTERNA
CALIBRE ÁREA AWG mm2 60 °C 75 °C 90 °C
6 13.30 1,519 1,606 1,6844 21.15 0,957 1,012 1,0612 33.62 0,602 0,636 0,667
1/0 53.48 0,379 0,401 0,420
Conductores de aleación de aluminio AA 8000:CORRIENTE ALTERNA
CALIBRE ÁREA AWG mm2 60 °C 75 °C 90 °C
6 13.30 2,517 2,648 2,7804 21.15 1,583 1,665 1,7472 33.62 0,995 1,047 1,099
1/0 53.48 0,625 0,658 0,690
Para cualquier comparación, dividiendo la resistencia de los conductores de cobre entre la resistencia de los
conductores de aleación de aluminio AA 8000, siempre
tendremos 61% más de pérdidas en los sistemas de
cableado.
Recordar la resistividad del cobre suave y la resistividad de la aleación de aluminio AA 8000 en temple suave:
Relación de pérdidas: (17,24/28,45) x 100 = 60,6 %
Pérdidas de energía
Comparación técnica-económica entre un cable con conductor de
cobre (Cu) y uno con conductor de aleación de aluminio (AA8000).
ELÉCTRICOS
1.- Capacidad de conducción de corriente2.- Caída de tensión3.- Cortocircuito
MECÁNICOS
4.- Cálculos de instalación
ECONÓMICOS
5.- Cálculo de pérdidas
Para la selección del área de la sección transversal de un conductor eléctrico
se realizan los siguientes cálculos:
NOM-001-SEDE-2005, Parte 3: Principios Fundamentales, Punto 3.2.6: Área de la sección transversal de los
conductores.
EJEMPLO:
Se requiere determinar el tamaño de los conductores del circuito derivado para suministrar energía eléctrica a un solo motor de una bomba.
Datos proporcionados
P = 30 CPT = 220 VFactor de potencia = 0.8 (-)Eficiencia = 90 %L = 100 metrosInstalación: Soportes continuos tipo charola, arreglo de cables en trébol.Temperatura ambiente = 40 °CCosto de la energía = $ 0.452 por cada kWhFactor de carga = 70 %; Factor de pérdidas ((0.3x0.7)+(0.7x0.72)) = 0.553Horas en servicio = 7 500 (uniforme en varios turnos)
Producto seleccionado
CABLE VULCANELM.R. XLP TIPO XHHW-2, LS CT-SR RoHS, 90 °C 600 V.
CABLE VULCANEL S8000 RoHSM.R. TIPO XHHW-2, LS CT-SR 90 °C 600 V.
1.- Capacidad de conducción de corriente
I = (30 x 746)/(1.732 x 220 x 0.8 x 0.9) = 22 380/ 274.34 = 81.57 A
IC = 1.25 x 81.57 = 101.96 A
Tomando en cuenta el artículo 110-14, el artículo 318-11 y la tabla A310-2 tenemos:
Conductor de cobre: 1/0 AWG conduce:183 AConductor de aleación de aluminio 1/0 AWG conduce: 143 A
2.- Caída de tensión
%E = 1.732 x I x L x Z……….…VZ = R cos Ø + XLsen Ø………..ohm/km
Resistencia eléctrica a la ca a 75 °C:Conductor de cobre: 1/0 AWG: 0.401 ohm/km Conductor de aleación de aluminio 1/0 AWG: 0.658 ohm/km
Reactancia inductiva:
XL = 2 x π x f x L………ohm/km
L = 2 x 10-4 ln (DMG / RMG)……..H/km
RMG = 0.758 r; 4.69 Cu, 4.39 AA8000;DMG = 12.4 mm Cu y 11.6 mm AA8000 (diámetro exterior del cable).
Inductancia:Conductor de cobre: 1/0 AWG: 1.944x10-4 H/km Conductor de aleación de aluminio 1/0 AWG: 1.943x10-4 H/km
Reactancia inductiva:Conductor de cobre: 1/0 AWG: 0.07328 ohm/km Conductor de aleación de aluminio 1/0 AWG: 0.07324 ohm/km
Impedancia:Conductor de cobre: 1/0 AWG: 0.3647 ohm/km Conductor de aleación de aluminio 1/0 AWG: 0.5703 ohm/km
Caída de tensión
%E = 1.732 x I x L x Z……….…V
Conductor de cobre: 1/0 AWG: 6.44 V (2.92 %) cumple NOM-001-SEDE (3% máximo)Conductor de aleación de aluminio 1/0 AWG: 10.07 V (4.57 %) no cumple NOM-001-SEDE
(3% máximo).
Usando 2 calibres más grandes de conductor AA8000:Calibre 3/0 AWG conduce: 192 AImpedancia: 0.3856 ohm/km
Caída de tensión calibre 3/0 AWG (AA8000)
6.81 V (3.09 %) cumple NOM-001-SEDE (3% máximo).
3.- Cortocircuito
Los cables del circuito derivado estarán protegidos por un interruptor termomagnético que tiene una velocidad de liberación de la falla de fase a tierra de: 1.5 ciclos (0.025 segundos).
Para cobre: Icc = (5.17x10-3/t)1/2 x A…………APara aleación de aluminio: Icc = (2.21x10-3/t)1/2 x A…………A
Conductor de cobre calibre 1/0 AWG:Icc = (5.17x10-3/0.025)1/2 x 105 542.78 = 47.99 kA
Conductor de aleación de aluminio calibre 3/0 AWG:Icc = (2.21x10-3/0.025)1/2 x 167 747.50 = 49.87 kA
4.- Cálculo mecánico
Los cables los instalaremos en la charola en línea recta 100 m.
Tensión máxima de jalado
Tm = T x n x A……..kg
Tm = T x n x A……..kg
Conductor de cobre: 1/0 AWG: Tm = 7 x 3 x 53.48 = 1 123 kg
Conductor de aleación de aluminio 3/0 AWG: Tm = 5.4 x 3 x 85 = 1 377 kg
Longitud máxima de instalación
Lm = Tm/(w x k) ……..m
Conductor de cobre: 1/0 AWG: Lm = 1 123 / (3 x 0.553 x 0.5) = 1 353 m (se pueden instalar los 100 m de cable)
Conductor de aleación de aluminio 3/0 AWG: Lm = 1 337 / (3 x 0.318 x 0.5) = 2 802 m (se pueden instalar los 100 m de cable)
5.- Cálculo de las pérdidas
En un cable de baja tensión las pérdidas del cable se dan en el conductor central por calentamiento debido al efecto Joule.
Wc = I2 x RCA x 10-3 x L x N x H x Fp.........................kWh/año
Conductores de cobre: 1/0 AWG: Wc = (101.96)2 x 0.401 x 10-3 x 0.1 x 3 x 7 500 x 0.553 = 5 186.9 kWh/año
Conductores de aleación de aluminio 3/0 AWG: Wc = (101.96)2 x 0.414 x 10-3 x 0.1 x 3 x 7 500 x 0.553 = 5 355.1 kWh/año
GASTOS:
Por compra del cable solamente:Precio de lista VulcanelM.R. cobre 1/0 AWG: $ 9 475.00 x 3 cables: $ 28 425.00Precio de lista Vulcanel S8000 RoHSM.R. AA8000 3/0 AWG: $ 5 936.00 x 3 cables: $ 17 808.00
Por operación continua:Costo de la energía de la industria: $ 0.452 por cada kWh
$ Wc = Wc x P .............................$/año
Conductores de cobre: 1/0 AWG: Wc = 5 186.9 x 0.452 = 2 344.47 $/año Conductores de aleación de aluminio 3/0 AWG: Wc = 5 355.1 x 0.452 = 2 420.50 $/año
CABLES REQUERIDOS TÉCNICA Y ECONÓMICAMENTE
Cables de cobre calibre 1/0 AWGCables de aleación de aluminio AA 8000 calibre 3/0 AWG
OTRAS CONSIDERACIONES A FAVOR DE CONDUCTORES DE COBRE
• Costo de conectores especiales Al-Cu mayor• Costo adicional de compuestos inhibidores de la oxidación• Costos de mantenimiento mayor por la frecuencia de los mismos• Menos plusvalía de la instalación que no tiene cobre• Menor precio para el reciclado de metales • Menor resistencia mecánica y a la corrosión química y a ambientes salobres