conductores elÉctricos para baja...
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CONDUCTORES ELÉCTRICOS PARA BAJA TENSIÓN. CONDUCTORES RESISTENTES AL FUEGO Y
CONDUCTORES LIBRES DE HALÓGENOS
CONDUCTORES ELÉCTRICOS DE POTENCIA PARA BAJA Y MEDIA
TENSIÓN
MIGUEL ROMAN C. mroman@indeco.com.pe
Las NTP en una red de transmisión y distribución de la energía eléctrica
Transformador de
2,5 kV a 60 kV
Transformador de 60 kV a 12,5 kV
Transf. De 12 500 Va 220 V
Línea de A.T. De 60 kVNTP 370.251 (Cobre)
NTP 370.258 (Aluminio, Aleac. De Al y ACSR)
Cables de M.T.* y NTP 370.255-2
Transf. De 12 500 Va
2500 V
220 V
Cables de distrib. Subterránea* y NTP 370.255-1
Cables de distrib. Aérea* y NTP 370.254 (Aislados)NTP 370.045 (Protegidos)
Acometida* y NTP 370.255-1
Cables de construcción
* y NTP 370.252, NTP 370.253
Cables de M.T.* y NTP 370.255-2
NTP 370.250 * (Base paratodos los cables aislados)
¿Cómo evalúan las normas la calidad de los materiales y de los procesos?
1. Calidad del conductor (Cobre)
Cobre blando con una pureza de 99,95%, 100 % de conductividad mínima (equivale a una resistividad máxima de 17,241 Ω-mm2/km a 20 °C. Regla práctica 1/58x1000 ) Resistividad volumétrica = 1,72x10-6 Ω-cm.
2. Calidad del aislamiento
Compuesto con una resistividad volumétrica mayor a 1x1012 Ω-cm a 20 °C y una vida útil de alrededor de 20 años.
Conceptos de Conductividady Resistividad
Resisitividad del cobre blando: ρ = 17,241 Ω−mm2/km a 20 °C
S = 1 mm2 L = 1 km
Una varilla de cobre blando de una sección de 1 mm2 y 1 km de longitud, tiene una resistencia eléctrica de 17,241 Ω a 20 °C
Conceptos de Conductividad y Resistividad (Continuación)
La Resistividad (ρCu) del cobre blando se tomó comopatrón para definir la conductividad (C).
C(de un metal cualquiera) (%) =ρCu (del cobre blando )
ρ (del metal cualquiera )X 100
C(del cobre blando) (%) = 17,24117,241
X 100 = 100
C(del aluminio puro) (%) = 17,24128,264
X 100 = 61
S L
Resistencia eléctricaρ x L
R= x n x k1 x k2 x k3Sn = N° de alambresk1, k2, k3 = factores de diámetro, cableado, clase.
Ejemplo: Alambre N° 14 AWGS = 2,08 mm2
L = 1 kmn = 1
17,241 x 1R= x 1 x 1 x 1 = 8,29 Ω/km a 20 °C
2,08
NTP 370.250:2005 (2a Edición) CONDUCTORES ELECTRICOS. Conductores
para cables aisladosEstá basada en IEC 60228:1978 Conductors of
insulated cablesLos materiales de los conductores son:- Cobre recocido puro con o sin recubrimiento
metálico- Aluminio puro o aleación de aluminioLa norma IEC 60228 definió para los cálculos de
la resistencia eléctrica una resistividad volumétrica de 0,017254 Ω-mm2/m para el cobre y de 0,028264 Ω-mm2/m para el aluminio y la aleación de aluminio.
NTP 370.250:2003
Clase 1.- Alambres
Clase 2.- Cables redondos, comprimidos, compactados y sectoriales.
Clase 5 y 6.- Bunchadoso flexibles
Clase 1: Un solo alambre, del 0,5 al 16 mm2Clase 2: Conformación de 7, 19, 37, 61, 91 alambres. Las
secciones van del 0,5 al 1000 mm2Clase 5: Gran número de alambres de diámetros pequeños, haces torcidos en una misma dirección y cableados para las secciones mayores.Clase 6: Similar a la Clase 5, pero mayor número de alambres, de diámetros aún mas pequeños, para mayor flexibilidad
Están clasificados en 4 clases
CABLEADOTIPOS DE CABLEADO (CLASE 2):
D1 D2 = 0,97xD1D3 = 0,92xD1
REDONDO COMPRIMIDO COMPACTADO
NTP 370.250:2003TABLA 1 - Clase 1. Conductores sólidos para cables unipolares y multipolares
Máxima resistencia del conductor a 20 ºC en corriente continua.
Conductores circulares de cobre recocido
Sección
mm²
Sin recubrimiento
metálico Ω/km
Con recubrimiento
metálico Ω/km
Conductor de aluminio circular
Ω/km
0,5
0,75 1
1,5 2,5 4 6 10 16
36,0 24,5 18,1 12,1 7,41 4,61 3,08 1,83 1,15
36,7 24,8 18,2 12,2 7,56 4,70 3,11 1,84 1,16
--- --- ---
18,1 12,1 7,41 4,61 3,08 1,91
NTP 370.250:2003TABLA 2 - Clase 2. Conductores cableados para cables unipolares y multipolares
Mínimo número de alambres en elconductor Máxima Resistencia del conductor en Ω/km a 20 ºC
Conductores de cobre recocidoAlambres
Circular (nocompactado)
Circularcompactado
SectorialSección
mm²
Cu Al Cu Al Cu AlSin recubrim.metálico
Con recubrim.metálico
Conductor dealuminio
0,5 0,75
11,52,5
4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 630 800 1 000
77777777777
19 19 19 37 37 37 61 61 61 61 91 91 91
----------72)
72)
7777
19 19 19 37 37 37 61 61 61 61 91 91 91
------666666666
12 15 18 18 30 34 34 53 53 53 53 53
----------------6666
1215151530305353535353
------------------666
12 15 18 18 30 34 34 53 53 53
----
------------------666
12151515303030535353----
36,024,518,112,1
7,41 4,61 3,08 1,83 1,15
0,727 0,524 0,387 0,268 0,193 0,153 0,124
0,099 1 0,075 4 0,060 1 0,047 0 0,036 6 0,028 3 0,022 1 0,017 6
36,724,818,212,2
7,56 4,70 3,11 1,84 1,16
0,734 0,529 0,391 0,270 0,195 0,154 0,126 0,100
0,076 2 0,060 7 0,047 5 0,036 9 0,028 6 0,022 4 0,017 7
----------
7,414,613,081,911,20
0,868 0,641 0,443 0,320 0,253 0,206 0,164 0,125 0,100
0,077 8 0,060 5 0,046 9 0,036 7 0,029 1
NTP 370.250:2003TABLA 3 - Clase 5. Conductores flexibles de cobre recocido para cables unipolares y
multipolaresM áxima resistencia del conductor a 20 ºC en corriente
continua.Sección
mm²
M áximo diámetrode los alambres en
el conductor.
mm
Alambres sinrecubrimiento metálico
Ω /km
Alambres con recubrimientometálico
Ω /km0,5
0,75 1
1,52,5
4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 400 500 630
0,210,210,210,260,260,310,310,410,410,410,410,410,510,510,510,510,510,510,510,510,610,61
39,026,019,513,3
7,98 4,95 3,30 1,91 1,21
0,780 0,554 0,386 0,272 0,206 0,161 0,129 0,106
0,0801 0,0641 0,0486 0,0384 0,0287
40,126,720,013,7
8,21 5,09 3,39 1,95 1,24
0,795 0,565 0,393 0,277 0,210 0,164 0,132 0,108
0,0817 0,0654 0,0495 0,0391 0,0292
NTP 370.250:2003TABLA 4 - Clase 6 - Conductores flexibles de cobre recocido para cables unipolares
multipolares
Máxima resistencia del conductor a 20 ºC encorriente continua.Sección
mm²
Máximo diámetrode los alambres en
el conductor
mm
Alambres sinrecubrimiento metálico
Ω/km
Alambres conrecubrimiento metálico
Ω/km
0,5 0,75
11,52,54610162535507095
120150185240300
0,160,160,160,160,160,160,210,210,210,210,210,310,310,310,310,310,410,410,41
39,026,019,513,3
7,98 4,95 3,30 1,91 1,21
0,780 0,554 0,386 0,272 0,206 0,161 0,129 0,106
0,0801 0,0641
40,126,720,013,7
8,21 5,09 3,39 1,95 1,24
0,795 0,565 0,393 0,277 0,210 0,164 0,132 0,108
0,0817 0,0654
NTP 370.250:2003 Anexo BTABLA B.1 - Conductores sólidos para cables unipolares y multipolares
Máxima resistencia del conductor Ω/km a 20º C en corriente continuaCalibres
AWGSección
mm²
Unipolar Multipolar
161412108
1,312,083,31
5,2618,367
13,808,625,423,4102,144
14,08,795,52
3,4782,187
TABLA B.2 - Conductores cableados para cables unipolares y multipolares
Mínimo Nº de alambres enel conductor
Máxima resistencia del conductorΩ/km a 20º C en corriente
continua.CalibresAWG
Secciónmm² Circular no
compactadoCircular
compactadoUnipolar Multipolar
161412108
1,312,083,315,2618,367
77777
66666
14,08,795,543,4782,187
14,38,975,653,5472,231
NTP 370.250:2003 Anexo B
TABLA B.3 - Conductores flexibles para cables unipolares y multipolares
Máxima resistencia del conductorΩ/km a 20º C en corriente
contínuaCalibre AWG Sección mm²Mínimo Nº dealambres delConductor Unipolar Multipolar
2018161412108
0,5190,8231,312,083,315,2618,367
1016264165104168
35,522,314,08,785,54
3,4782,223
37,323,414,79,225,823,6522,335
Las NTP en una red de transmisión y distribución de la energía eléctrica
Transformador de
2,5 kV a 60 kV
Transformador de 60 kV a 12,5 kV
Transf. De 12 500 Va 220 V
Transf. De 12 500 Va
2500 V
220 V
Cables de construcción
* y NTP 370.252, NTP 370.253
NTP 370.252:2007 (4a Edición) CONDUCTORES ELECTRICOS. Cables aislados con compuesto termoplástico y termoestable para tensiones hasta e inclusive 450/750 V.
Está basada en la IEC 60227 Partes 1, 3, 4 y 5 y en las normas UL 44, UL 83. (Es una fusión de la NTP 370.252, 3a Edición y de la NTP 370.253, 1a Edición)Los materiales de los conductores son:- Cobre recocido puro con o sin recubrimiento metálicoDe acuerdo con la NTP 370.250
NTP 370.252:2007 (4a Edición) CONDUCTORES ELECTRICOS. Cables aislados con compuesto termoplástico y termoestable para tensiones hasta e inclusive 450/750 V.
Los materiales aislantes termoplásticos son compuestos de PVC:- PVC/C (70 °C) para cables de instalaciones fijas - PVC/D (70 °C) para cables flexibles- PVC/G (90 °C) para cables de instalaciones fijas.
El material aislante termoestable es:- XLPE (90 °C) para cables de instalaciones fijas.
Temperatura de operación y capacidad de corriente
Temperatura de operación.-- Máxima temperatura del conductor en uso normal. - Es la máxima temperatura a la que puede someterse el aislamiento, en trabajo normal, para que no sufra un envejecimiento prematuro.
Capacidad de corriente del conductor.- La cantidad de amperios máxima que debe transportar un conductor en trabajo normal, está dada por la temperatura de operación del conductor y por las condiciones de su instalación que define la forma en que el calor generado en el conductor va a ser disipado.
NTP 370.252:2007Cables con aislamiento termoplástico para 70 °C
Estos conductores deben pasar el ensayo de llama vertical de la norma IEC 332-1
CONDUCTORES TIPO DE AISLANTE
TIPO DE CUBIERTA USO
N° CLASE SECCION
1 1,5 a 10 mm2
16 a 8 AWG
2 1,5 a 400 mm2
16 a 8 AWG
TWF-70 5 1,5 a 240 mm2
1 1,5 a 10 mm2
2 1,5 a 35 mm2
TWT-70 450/750 2 y 3 1 1,5 a 4 mm2
16 a 10 AWG
TTRF-70 300/500 2 a 5 5 0,75 a 6 mm2 PVC/D PVC/ST 5 Para aparatosmóviles
TFM-70 450/750 2 a 3 5 0,5 a 6 mm2
20 a 10 AWG PVC/C - Para aparatos fijos (1)
PVC/C PVC/ST 4Instalaciones fijas expuestas. No a la
intemperie
TTR-70 300/500 2 a 5
PVC/C -
Instalaciones fijas dentro de tuberías,
bandejas, montantes, etc. No
expuestas
TW-70450/750 1
TIPO DE CABLE
TENSION V
(1) No para instalaciones internas, ni dentro de tubos, ni adosados a la pared. No para electrodomésticos móviles como lustradoras, ni que generen calor: tostadoras, planchas, etc. Sí para lámparas, refrigeradoras, lavadoras, etc., por facilidades de mantenimiento. (Secciones mayores a 2,5 mm2)
CONDUCTORES TIPO DE CABLE
TENSION V N° CLASE SECCION
TIPO DE AISLANTE
TIPO DE CUBIERTA USO
1 2,5 a 10 mm2 16 a 8 AWG THW-90 1
2 2,5 a 500 mm2 14 a 8 AWG
PVC/90 -
1 2,5 a 10 mm2 16 a 8 AWG THWN-90 1
2 2,5 a 500 mm2 14 a 8 AWG
PVC/90 Nylon
1 2,5 a 10 mm2 16 a 8 AWG
XHHW-90
450/750
1 2 2,5 a 500 mm2
14 a 8 AWG
XLPE -
Instalaciones fijas no expuestas,
dentro de tuberías, montantes,
bandejas, etc. en ambientes secos o
húmedos. Bandejas expuestas a la luz solar cuando
se solicite "Resistencia a la luz
solar". Puede solicitarse también
resistencia a la llama especiales.
NTP 370.252:2007
Estos conductores deben pasar el ensayo de llama vertical de la norma IEC 332-1, excepto el XHHW que debe pasar el ensayo de llama horizontal; el cliente puede solicitar resistencia a la llama vertical VW-1, estos dos ensayos según la norma UL 1581. También puede solicitar resistencia a la llama en bandeja vertical de acuerdo a IEC 332-3 Categorías A, B o C.
Cables con aislamiento termoplástico y con aislamiento termoestable comprendidos en esta norma
NTP 370.252:2007
Algunos tipos requieren de un relleno, que puede ser un material apropiado que ocupe los intersticios y le dé redondez al cableado.
Los materiales de la cubierta exterior son compuestos de PVC del tipo específico para cada tipo de cable:
- PVC/ST4 para cables de instalaciones fijas- PVC/ST5 para cables flexibles
TABLA 1 - Requisitos para los ensayos no eléctricos de los aislamientos
Tipo de Compuesto Método de Ensayo descrito en
PVC/C PVC/D PVC/E IEC Subclaúsula1 Esfuerzo de tracción y elongación a
la rotura.60811-1-1 9.1
1.1 Propiedades al momento de la entrega.Valores a ser obtenidos para el esfuerzo de tracción:
1.1.1
- promedio, mínimo.
N/mm² 12,5 10,0 15,0
Valores a ser obtenidos para la elongación a la rotura:
1.1.2
- promedio, mínimo.
% 125 150 150
1.2 Propiedades después de envejecer en estufa de aire.
60811-1-2 y 60811-1-1.
8.1.3.1 y 9.1
Condiciones de envejecido:
- temperatura ºC- duración del tratamiento hValores a ser obtenidos para el esfuerzo de tracción:- promedio, mínimo N/mm² 12,5 10,0 15,0- variación(1),,máximo % ±20 ± 20 ± 25Valores a ser obtenidos para la elongación a la rotura:- promedio, mínimo % 125 150 150
- variación (1), máximo. % ±20 ±20 ±25
1.2.3
1.2.2
80± 27 x 24
80 ± 27 x 24
135 ±2
10 x 24
1.2.1
Nº de Referen
ciaEnsayo Unidad
Ensayos mecánicos de tracción y elongación de aislantes y cubiertas
antes y después de envejecidos
2 Ensayo de pérdida de masa 60811-3-2 8.1
Condiciones de envejecido:
- temperatura ºC 80 ± 2 80 ± 2 115 ± 2
- duración del tratamiento h 7 x 24 7 x 24 10 x 24
2.2 Valores a ser obtenidos para la perdida de masa, máximo.
mg/cm² 2,0 2,0 2,0
3 Ensayo de Compatibilidad(2)
ºC 80 ± 2 80 ± 2 100 ± 2 60811-1-2 8.1.4h 7 x 24 7 x 24 10 x 24
Propiedades Mecánicas después de envejecido.
Como en las referencias Nos. 1.2.2 y 1.2.3
Valores obtenidos
4 Ensayo de Choque Térmico 60811-3-1 9.1
Condiciones de Ensayo:
- temperatura ºC 150 ± 2 150 ± 2 150 ± 2
- duración del tratamiento h 1 1 1
4.2 Resultados a ser obtenidos Ausencia de rajaduras.
1)Variación: diferencia entre el promedio después del envejecido y el promedio sin envejecer, expresado como un porcentaje del último.2)Si es aplicable, véase 5.3.1.
4.1
3.2
3.1 Condiciones de envejecido
2.1
SubclausulaIECPVC/EPVC/DPVC/C
Método de Ensayo descrito enTipo de Compuesto
UnidadEnsayoNº de Referencia
5 Ensayo a presión a alta temperatura
60811-3-1 8.1
Condiciones de ensayo:
- fuerza ejercida por la cuchilla Véase 8.1.4 de IEC 60811-3-1
- duración del ensayo bajo carga Véase 8.1.5 de IEC 60811-3-1
- temperatura ºC 80 ± 2 70 ± 2 90± 2
5.2 Resultados a ser obtenidos:Promedio de la profundidad de penetración, máximo.
% 50 50 50
6 Ensayo de doblado a baja temperatura
60811-1-4 8.1
Condiciones de ensayo:
- temperatura (1) ºC -15 ± 2 -15 ± 2 -15 ± 2
- período de aplicación de baja temperatura
Véase 8.1.4 y 8.1.5 de IEC 60811-1-4
6.2 Resultados a ser obtenidos Ausencia de Rajaduras
6.1
5.1
SubclausulaIECPVC/EPVC/DPVC/C
Método de Ensayo descrito enTipo de Compuesto
UnidadEnsayoNº de Referencia
7 Ensayo de elongación a baja temperatura 60811-1-4 8.3
Condiciones de ensayo
- temperatura (1) ºC -15 ± 2 -15 ± 2 -
- período de aplicación de baja temperatura
Véase 8.3.4 y 8.3.5 de IEC 60811-1-4
Resultados a ser obtenidos
-elongación sin rotura, mínimo. % 20 20 -
60811-1-4 8.5
Condiciones de ensayo
- temperatura (1) ºC -15 ± 2 -15 ± 2 -
- período de aplicación de baja temperatura Véase 8.5.5 de IEC 60811-1-4
- masa del martillo Véase 8.5.4 de IEC 60811-1-4
8.2 Resultados a ser obtenidos Véase 8.5.6 de IEC 60811-1-4
9 Ensayo de estabilidad térmica 60811-3-2 9
Condiciones de ensayo
- temperatura ºC - - 200 ± 0,5
9.2 Resultados obtenidos
- promedio del tiempo de estabilidad térmica. min - - 180
1)Debido a condiciones climáticas, puede requerirse temperaturas de ensayo mas bajas.2)Si está especificado en las especificaciones particulares.
9.1
8.1
8 Ensayo de impacto a baja temperatura (2)
7.2
7.1
Tipo de Compuesto Método de Ensayo descrito en
PVC/C PVC/D PVC/E IEC Subclausula
Nº de Referencia Ensayo Unida
d
NTP 370.252:2006Requisitos eléctricosEnsayo de Resistencia eléctrica (R)Ensayo de Tensión eléctrica (R):2500 V TW-70, TWF-70, TWT-702000 V THHW-90, THHWF-90, TTR-701500 V TTRF-70 hasta 0,6 mm de espesor de
aislamiento 2000 V TTRF-70 mayor a 0,6 mm de espesor
de aislamiento Tiempo de aplicación: 5 minutos, contra el aguaEnsayo de resistencia de aislamiento (T):Se efectúa después de sumergir en agua durante 2
horas a temperatura de operación. Los requerimientos están en las tablas de la norma para cada conductor y sección.
Resistencia de aislamiento a temp. Ambiente (R):No está en norma. Aprox. 1000x RATO
Resistencia de aislamientoLos materiales aislantes no son perfectos, dejan “fugar” la corriente, una de las formas de medir estas fugas es la resistencia de aislamiento
D d
D ρR = kxlog k = Constante de aislamiento
d 2πρ Resistividad volumétrica > 10
12 Ω-cm
Resistencia de aislamiento
ic
i = Corriente de fuga
Resistencia de aislamiento a temperatura ambiente (MΩ-km a 20 °C)Medición normalmente a 500 V c.c. (Vab), durante 1 min, en la misma forma que la tensión eléctrica
XRL XRL
r
I iir
a
b
C
Resistencia de aislamiento a temperatura de operación
MATERIALES AISLANTES Y DE CUBIERTA
TERMOPLASTICO TERMOESTABLE
FUNDIDO
MOLDEADO
ENFRIADORETICULADO
Y ENFRIADO
FUNDIDO
Sección(mm2) TW-70 THW (75) THWN-2 (90)
XHHW-2 (90)2.5 22 22 274 28 30 356 35 38 4310 46 55 6516 62 75 8525 80 95 11035 100 120 14050 125 140 16070 150 180 20595 185 215 245120 210 240 280150 240 280 320185 275 320 360240 320 360 410
*No mas de tres conductores en un ducto con temperatura ambiente de 30 °C120Para
RESUMEN DE LAS NORMASNTP 370.252:2003 Y NTP 370.253:2003
Selección de conductores por capacidad de corriente
RESISTENCIA A LA LLAMA HORIZONTAL
Tiempo de aplicación de 30 s, después del cual:- La llama que pueda quedar encendida no debe alcanzar los extremos- Durante o después de la aplicación, las gotas de material no deben encender el algodón.
Algodón quirúrgico
230 mm (9 plg.)
Cámara de quemado
RESISTENCIA A LA LLAMA VERTICAL– IEC 332-1
550±5 Distanciaentre soportes
75±5
50
540
Punto de aplicación de la llama
*Todas las dimensiones en mm
-La parte carbonizada no debe llegar a 50 mm del soporte superior- Si la llama se extiende hacia abajo, la parte carbonizada no debe llegar a 540 mm del soporte superior
Tiempo de aplicación de 60 s, después del cual:
RESISTENCIA A LA LLAMA VERTICAL VW-1 – UL 1581 (A solicitud del cliente.) Banderita
de papel kraft
250
240
Algodón quirúrgico
Se efectúan 5 aplicaciones de 15 s, con intervalos de 15 s entre aplicación.- Durante este proceso no debe encenderse el algodón quirúrgico.- Después de la última aplicación, la llama remanente no debe permanecer encendida más de 60 s yno debe haberse quemado más del 25 % de la banderita señalizadora.
PRUEBA DE LLAMA PARA CABLES EN BANDEJA VERTICAL (A solicitud del cliente)
1000±100
4000 ±100
2000±100
PREPARACION DE CONJUNTOS DE ENSAYO.-El volumen de material no metálico debe ser de:CATEGORIA A: 7 l/mCATEGORIA B: 3,5 l/mCATEGORIA C: 1,5 l/mLo cual se halla con la expresión:
Vi = Mi/(ρi x l)Donde:Vi : Volumen del componente i cable en l/mMi : Masa del componente i en kgρi : Gravedad específica del componente i en
kg/dm3l : Longitud de la sección de cable en m
PRUEBA DE LLAMA PARA CABLES EN BANDEJA VERTICAL – IEC 332-3 Cat A, B y C
PRUEBA DE LLAMA PARA CABLES EN BANDEJA VERTICAL (A solicitud del cliente)
Tiempo de aplicación de la llama:-Para las Categorías A y B, 40 min-Para la categoría C, 20 minDespués de las cuales:-La parte carbonizada no debe haber alcanzado 2,5 m
CABLES RESISTENTES AL FUEGO, LIBRES DE HALOGENOS Y DE BAJA EMISION DE HUMOS
En un incendio, dependiendo del tipo de materiales usados en el aislamiento, rellenos y cubiertas puede haber:- Propagación de la llama- Emisión de gases halógenos (Gases ácidos de Fluor, Bromo o Cloro, caso del PVC)- Alta emisión de humosEn un incendio dentro de un lugar cerrado la mayoría de las personas que fallecen se debe a la asfixia por humos tóxicos y ácidos, lo cual se ve agravado cuando la alta densidad de humos les provoca pánico porque no les es posible ver las salidas de emergencia.
CABLES RESISTENTES AL FUEGO, LIBRES DE HALOGENOS Y DE BAJA EMISION DE HUMOS
Para instalaciones de alta afluencia de público, locales cerrados, Ejem. Discotecas, cines restaurantes, hospitales, centros comerciales, etc. Debe ser obligatorio el uso de cables con aislamientos, rellenos y cubiertas LHRFBH (Libres de halógenos, retardantes del fuego, baja o nula emisión de humos).Los compuestos existentes hoy en día ofrecen:
CABLES RESISTENTES AL FUEGO, LIBRES DE HALOGENOS Y DE BAJA EMISION DE HUMOS
Resistentes a la propagación de la llama:
IEC 60332-3 Categoría A
CABLES RESISTENTES AL FUEGO, LIBRES DE HALOGENOS Y DE BAJA EMISION DE HUMOS
Baja o cero emisión halógenos: IEC 754-1
AireMuestra de PVC
Hidróxido de sodio
Horno de quemado
CABLES RESISTENTES AL FUEGO, LIBRES DE HALOGENOS Y DE BAJA EMISION DE HUMOS
Baja o cero emisión de humos. IEC 1034-1, IEC 1034-2
Cabina de quemado3x3x3 m
Emisor de luz
Lámpara de quarzo
CABLES RESISTENTES AL FUEGO, LIBRES DEHALOGENOS Y DE BAJA EMISION DE HUMOS
Célula fotoeléctrica
Registrador de la cantidad de luz recibida durante el ensayo
CABLES RESISTENTES AL FUEGO, LIBRES DE HALOGENOS Y DE BAJA EMISION DE HUMOS
Pantalla de aire
Hornillo con mezcla de alcohol:
Etanol (90 %),Metanol (4 %) y Agua (6 %)
CABLE CON COMPUESTO DE PVC
Minuto 3 Minuto 6Minuto 0
Minuto 0 Minuto 3 Minuto 10
CABLE CON COMPUESTO NO HALOGENADO DE BAJA EMISIÓN DE HUMOS
CONDUCTORES ELÉCTRICOS DE POTENCIA PARA BAJA Y MEDIA
TENSIÓN
Las NTP en una red de transmisión y distribución de la energía eléctrica
Transformador de
2,5 kV a 60 kV
Transformador de 60 kV a 12,5 kV
Transf. De 12 500 Va 220 V
Transf. De 12 500 Va
2500 V
220 V
Cables de distrib. Aérea* y NTP 370.254 (Aislados)NTP 370.045 (Protegidos)
NTP 370.045:2005 (2a Edición) CONDUCTORES ELECTRICOS. Conductores protegidos para redes de distribución aérea
en baja tensiónBasada en la norma en la ANSI C8 35 (U.S.A.) y reemplazó a la edición de 1984
Los materiales de los conductores son:- Cobre temple duro o semiduro.- Aluminio duro, aleación de aluminio o aluminio
reforzado con acero (ACSR)El material de la protección es PE (Temp. de
operación 75 °C).Se usa sobre aisladores.
NTP 370.254:2003 CONDUCTORES ELECTRICOS. Cables para distribución aérea
autosoportados aislados con XLPE para tensiones hasta e inclusive 0,6/1 kV
Basada en las normas NBR 8182 (Brasileña) y en la ANSI/ICEA S-76-474 (U.S.A.)
Los materiales de los conductores son:- Cobre recocido puro con o sin recubrimiento
metálico- Aluminio puro sin recubrimiento.De acuerdo con la NTP 370.250El material aislante es XLPE (Temperatura de
operación 90 °C)
NTP 370.254:2003Los materiales del soporte, cuando además es neutro, pueden ser:
- Cobre duro. NTP 370.251:2003 -Aleación de aluminio. NTP 370.258:2005- Aluminio reforzado con acero. NTP 370.258:2005Para redes sin neutro pueden usarse los anteriores o
cables de acero según ASTM A 475Los soportes pueden ser desnudos o aisladosLas designaciones de estos cables son:- CAI Conductor de cobre y soporte de cobre- CAI-S Conductor de cobre y soporte de acero- CAAI Conductor de Aluminio y soporte de Aleación
de Aluminio- CAAI-S Conductor de Aluminio y soporte de acero- CAAI-R Conductor de Aluminio y soporte de aleación
de aluminio reforzado con acero
NTP 370.254:2003
Fase 1 Fase 2
AlumbradoSoporte
CAAI- S 2x25+1x16 mm2CAAI 2x25+1x16+NA25 mm2
Identificación por nervaduras
CAAI 2x25+1x16+ND25 mm2
REQUISITOS UNIDADES XLPE1 SIN ENVEJECER (S)- Tracción, mínima MPa 12,5- Elongación, mínima % 200
2 ENVEJECIDOS (T)- Tratamiento Temperatura ° C 135 ± 3 Duración h 7x24
- Tracción, variación máxima % ± 25
- Elongación, variación máxima % ± 25
3 GRADO DE RETICULACION (S)- Tratamiento Temperatura ° C 200 ± 3 Duración bajo carga min 15 Esfuerzo mecánico MPa 0,2
- Máximo alargamiento bajo carga % 175- Máximo alargamiento después deenfriado
% 15
NTP 370.254:2003Principales requisitos mecánicos del aislante
NTP 370.254:2003Requisitos eléctricos
Ensayo de resistencia de aislamiento:Se efectúa con 500 V de cc- A temperatura ambiente (R)Después de la tensión eléctrica y en la misma forma
que ésteLa resistencia mínima a obtener está dada por:
DRA=kxlog k= Constante de aislamiento
d = 3 700 MΩ-km a 20 °CD=Diámetro nominal sobre
el aislamientod= Diámetro nominal bajo el
aislamiento- A temperatura de operación (90±2 °C) (T)k= 3,7 MΩ-km
Las NTP en una red de transmisión y distribución de la energía eléctrica
Transformador de
2,5 kV a 60 kV
Transformador de 60 kV a 12,5 kV
Transf. De 12 500 Va 220 V
Transf. De 12 500 Va
220 V
2500 V
Cables de distrib. Subterránea* y NTP 370.255-1
Acometida* y NTP 370.255-1
NTP 370.255-1:2004 (1a Edición) CONDUCTORES ELECTRICOS. Cables de energía con aislamiento extruido y sus accesorios para tensiones nominales desde 1 kV (Um=1,2 kV) hasta 30 kV (Um=36 kV) . Parte 1: Cables para tensiones nominales de 1 kV (Um=1,2 kV) y 3 kV (Um=3,6 kV)
Basada en Norma IEC 60502 Parte 1
TENSIONES NOMINALES: Las tensiones nominales Uo/U (Um) consideradas en esta norma son: 0,6/1 (1,2) kV y 1,8/3 (3,6) kV.Donde:Uo = Tensión entre conductor y tierra o la pantalla
metálicaU = Tensión entre fases
Um = Tensión máxima del sistema en el cual se puede usar el cable
NTP 370.255-1:2004
NTP 370.255-1:2003CATEGORIAS DE LOS SISTEMAS:CATEGORIA A: Cualquier fase del cable puesta a tierra se
desconecta máximo en un minutoCATEGORIA B: Aquellos sistemas que operan durante un
corto tiempo con una fase puesta a tierra. Este período según IEC 60183 no debe ser mayor a una hora y el acumulado en un año no debe pasar de 125 h
CATEGORIA C: Sistemas que no están ni en la categoría A ni B
En los sistemas donde una falla no es desconectada pronta y automáticamente el extra esfuerzo en el aislamiento de los cables reduce la vida de estos en grado proporcional a la duración de la falla. En sistemas donde se espera que con cierta frecuencia se operará con una permanente falla a tierra, es recomendable clasificar el sistema como de Categoría C.
NTP 370.255-1:2003
Los valores Uo recomendados son los siguientes:TENSION NOMINAL (Uo)
(kV)TENSION MAXIMA DEL
SISTEMA (Um)(kV) Categorías A y B Categoría C1,2 0,6 0,63,6 1,8 3,6*
* Esta categoría está contemplada en la NTP 370.255-2
Los materiales de los conductores son:- Cobre recocido puro con o sin recubrimiento
metálico- Aluminio puro sin recubrimiento.De acuerdo a NTP 370.250
NTP 370.255-1:2003
Máxima temperatura delconductor °C
Compuestos aislantes Designación
Operaciónnormal
CortoCircuito (5 smáximo deduración)
a) TermoplásticosPVC para tensiones nominales Uo/U ≤ 1,8/3 kV
Sección ≤ 300 mm2Sección > 300 mm2
PVC/A* 70 160140
b) Termoestables- Cross linked polyethilene- Ethylene propilene rubber o similar (EPM o EPDM)- High grade ethylene propilene rubber
XLPEEPR
HEPR
90 250
* Para cables con tensiones nominales Uo/U = 3,6/6 kV se designa PVC/B según NTP 370.255-2
Máximas temperaturas en el conductor para los diferentes compuestos aislantes
NTP 370.255-1:2003
Compuestos de cubierta Designaciónabreviada
Máximatemperatura del
conductor enoperación normal
°Ca) Termoplásticos Cloruro de Polivinilo (PVC)
Polietileno
ST1ST2
ST3ST7
8090
8090
b) Elastomérico Policloroprene, polietileno clorosulfonado o polímero similar SE1 85
Máximas temperaturas en el conductor para los diferentes compuestos de cubierta
NTP 370.255:2003DENOMINACION:N Conductor de cobreNA Conductor de aluminioG Aislamiento y cubierta de Goma (Termoestable)Y Aislamiento y cubierta de PVC, PoliVinil Cloruro,
(Termoplástico)2Y Cubierta de PE (PoliEtileno termoplástico)2X Aislamiento de XLPE (Cross=X Linked PoliEtileno)Polietileno
reticulado (Termoestable)S Pantalla de cobreSE Pantalla de cobre sobre cada conductor (multipolares)SA Pantalla de AluminioSEA Pantalla de Aluminio sobre cada conductorC Conductor concéntricoB Armadura de flejes de aceroR Armadura de alambres de aceroRA Armadura de alambres de AluminioK Cubierta de plomo
CCCC
H
H H H
HCl Cl
H
C CC
C
H
H
Cl
H
H
H
H
Cl
ESTRUCTURA MOLECULAR DEL POLIMERO DE PVC
CCC
C
H
H H H H
C C C C
H
H H HH
H H HH H
H
ESTRUCTURA MOLECULAR DEL POLIMERO DE PE
CCC
C
H
H H H H
C C C C
H
H H HH
H H HH H
H
PROCESO DE RETICULACIÓN VIA SILANO
Silano
Polietileno base (graft) + catalizador
CCC
C
H
H H H H
C C C C
H
H H HH
sil sil sil
PROCESO DE RETICULACIÓN VIA SILANO
H2O
CCC
C
H
H H H H
C C C C
H
H H HH
H H HH H
H
PROCESO DE RETICULACIÓN VIA PEROXIDO (CATENARIA)
Por efecto del vapor a alta presión (250 PSI) y alta temperatura (200 °C), el peroxido contenido en el compuesto actúa sobre los H
Peroxido
CCC
C
H
H H H H
C C C C
H
H H HH
PROCESO DE RETICULACIÓN VIA PEROXIDO (CATENARIA)
H2O + otros productos
LINEA DE TRIPLE EXTRUSION CON VULCANIZACION CONTINUA
2) 1ª Extrusora:Semiconductora interna
1) Carretes alimentadores de cable de cobre desnudo
3) 2ª Extrusora: Aislamento de XLPE
4) 3ª Extrusora: Semiconductora externa
5) Tubo con vapor a elevada temperatura y presión (CURVA CATENARIA) para el reticulado en vulcanización continua
6) Tubo con agua a elevada presión
7) Canaleta con agua para enfriamiento
8) Carretes receptores del cable triplemente extruído y reticulado
Acumulador
REQUISITOS UNIDADES PVC/A EPR HEPR XLPEMáx. temp. Del conductor en operación normal (°C) 70 90 90 901 SIN ENVEJECER (S)- Tracción, mínima N/mm2 12,5 4,2 8,5 12,5- Elongación a la rotura, mínima % 150 200 200 200
2 ENVEJECIDOS (T)- Tratamiento Temperatura ° C 100 ± 2 135 ± 3 135 ± 3 135 ± 3 Duración h 7 7 7 7
- Tracción mínima N/mm2 12,5 - - - Variación máxima % ± 25 ± 30 ± 30 ± 25
- Elongación a la rotura, mínima % 150 - - - Variación máxima % ± 25 ± 30 ± 30 ± 25
3 GRADO DE RETICULACION (S)- Tratamiento Temperatura (± 3 °C) ° C - 250 250 200 Duración bajo carga min - 15 15 15 Esfuerzo mecánico N/cm2 - 20 20 20- Máximo alargamiento bajo carga % - 175 175 175- Máximo alargamiento después de enfriado % - 15 15 15
NTP 370.255-1:2003Principales requisitos mecánicos de los aislantes
NTP 370.255-1:2003Requisitos eléctricos
- Ensayo de Resistencia eléctrica (R)
TENSION NOMINAL U0 (kV) 0,6 1,8
TENSION DE ENSAYO* (kV) 3,5 6,5* 2,5 U0 + 2 kV durante 5 minutos por cada fase
CABLES UNIPOLARES APANTALLADOS O MULTIPOLARES CON PANTALLA SOBRE CADA FASE: Cada conductor contra la pantalla.
CABLES MULTIPOLARES SIN PANTALLA INDIVIDUAL: Cada conductor contra todos los demás conectados a tierra
- Ensayo de Tensión eléctrica (R)*:
- CABLES UNIPOLARES O MULTIPOLARES PARALELOS: Después de sumergidos en agua por 1 hora, entre cada conductor y el agua.
NTP 370.255-1:2003
NTP 370.255-1:2003
Ensayo de resistencia de aislamiento:Se efectúa con 500 V de cc- A temperatura ambiente (R)
PVC/A EPR/HEPR XLPE
A 20 °C MΩ-km 36,7 -*(1) -*(1)
A TEMP. DE OPERACION MΩ-km 0,037 3,67 3,67• En Indeco(1) 3 670 MΩ-km
Constante de aislamiento k de los aislamientos
Después de la tensión eléctrica y en la misma forma que éste
NTP 370.255-1:2003
Conductor Cobre
AislantePVC oXLPE
Cubierta PVC
NYY 3-1x120 mm2 N2XY 3-1x120 mm2
CABLES MAS REPRESENTATIVOS DE ESTA NORMA
NYY 2x25 mm2
OTROS CABLES:
- De control (NYY-C, N2XY-C, N2XSY-C, etc.)
- Cables concéntricos (acometida) (SET, NYCY, N2XCY)
NTP 370.255-1:2003Comparación de capacidades de corriente
(Cables triples)Sección(mm2) NYY N2XY
6 58 6810 77 9516 102 12525 132 16035 157 19550 186 23070 222 27595 265 330120 301 380150 338 410185 367 450240 426 525300 480 600
120Para
Temperatura:- del suelo, 20 °C- ambiente, 30 °C
Las NTP en una red de transmisión y distribución de la energía eléctrica
Transformador de
2,5 kV a 60 kV
Transformador de 60 kV a 12,5 kV
Transf. De 12 500 Va 220 V
Cables de M.T.* y NTP 370.255-2
Transf. De 12 500 Va
2500 V
220 V
Cables de M.T.* y NTP 370.255-2
NTP 370.255-2:2003 CONDUCTORES ELECTRICOS. Cables de energía con aislamiento extruido y sus accesorios para tensiones nominales desde 1 kV (Um=1,2 kV)hasta 30 kV (Um=36 kV) . Parte 2: Cables para tensiones nominales de 6 kV (Um=7,2 kV) a 30 kV (Um=36 kV)Basada en Norma IEC 60502 Parte 2
TENSIONES NOMINALES: Las tensiones nominales Uo/U (Um) consideradas en
esta norma son:3,6/6 (7,2) kV - 6/10 (12) kV - 8,7/15 (17,5) kV -
12/20 (24) - 18/30 (36) kV
NTP 370.255-2:2003
Máxima temperatura delconductor °C
Compuestos aislantes Designación
Operaciónnormal
CortoCircuito (5 smáximo deduración)
a) TermoplásticosPVC para tensiones nominales Uo/U =3,6/6 kV
Sección ≤ 300 mm2Sección > 300 mm2
PVC/B* 70 160140
b) Termoestables- Cross linked polyethilene- Ethylene propilene rubber o similar (EPM o EPDM)- High grade ethylene propilene rubber
XLPEEPR
HEPR
90 250
Máximas temperaturas en el conductor para los diferentes compuestos aislantes
REQUISITOS UNIDADES PVC/B EPR HEPR XLPEMáx. temp. Del conductor en operación normal (°C) 70 90 90 901 SIN ENVEJECER (S)- Tracción, mínima N/mm2 12,5 4,2 8,5 12,5- Elongación a la rotura, mínima % 125 200 200 200
2 ENVEJECIDOS (T)- Tratamiento Temperatura ° C 100 ± 2 135 ± 3 135 ± 3 135 ± 3 Duración h 7 7 7 7
- Tracción mínima N/mm2 12,5 - - - Variación máxima % ± 25 ± 30 ± 30 ± 25
- Elongación a la rotura, mínima % 125 - - - Variación máxima % ± 25 ± 30 ± 30 ± 25
3 GRADO DE RETICULACION (S)- Tratamiento Temperatura (± 3 °C) ° C - 250 250 200 Duración bajo carga min - 15 15 15 Esfuerzo mecánico N/cm2 - 20 20 20- Máximo alargamiento bajo carga % - 175 175 175- Máximo alargamiento después de enfriado % - 15 15 15
NTP 370.255-2:2003Principales requisitos mecánicos de los aislantes
NTP 370.255:2003DENOMINACION:N Conductor de cobreNA Conductor de aluminioG Aislamiento y cubierta de Goma (Termoestable)Y Aislamiento y cubierta de PVC, PoliVinil Cloruro,
(Termoplástico)2Y Cubierta de PE (PoliEtileno termoplástico)2X Aislamiento de XLPE (Cross=X Linked PoliEtileno)Polietileno
reticulado (Termoestable)S Pantalla de cobreSE Pantalla de cobre sobre cada conductor (multipolares)SA Pantalla de AluminioSEA Pantalla de Aluminio sobre cada conductorC Conductor concéntricoB Armadura de flejes de aceroR Armadura de alambres de aceroRA Armadura de alambres de AluminioK Cubierta de plomo
NTP 370.255-2:2003Requisitos eléctricos
- Ensayo de Resistencia eléctrica (R)
TENSION NOMINAL U0(kV) 3,6 6,0 8,7 12 18
TENSION DE ENSAYO* (kV) 12,5 21 30,5 42 63
* 3,5 U0 kV durante 5 minutos por cada fase
CABLES UNIPOLARES APANTALLADOS O MULTIPOLARES CON PANTALLA SOBRE CADA FASE: Cada conductor contra la pantalla.
- Ensayo de Tensión eléctrica (R)*:
Ensayo de resistencia de aislamiento: En la misma forma y con constantes de aislamiento k iguales a los de la parte 1
Cable a campo eléctrico no radial
Cable de B.T.
CABLES A CAMPO ELECTRICO NO RADIAL
Cables a campo eléctrico no radial
Cables a campo eléctrico radial
Cables de B.T.
Cables de M.T.
CABLES A CAMPO ELECTRICO NO RADIAL Y RADIAL
CAMPO ELECTRICO RADIAL CON ESFUERZOS NO AMORTIGUADOS
ρCu = 1,72x10-6 Ω-cmρSemi = 1x103 Ω-cmρXLPE = 1x1016 Ω-cm
CABLES DE ENERGÍA
CABLES DE MEDIA TENSION
Pueden ser unipolares o trifásicos
ConductorSemicon. sobre el
conductor
Semicon. sobre el aislamiento
Pantalla metálica
Aislamiento
Cubierta
N2XSY 8.7/15 kV 25 mm2
NTP 370.255-2:2003
Descargas parciales (R)Conductor Semiconductiva interna
Aislamiento Semiconductivaexterna vacío
(void)
Pantalla de cobre
Requisitos eléctricos
NTP 370.255-2:2003
Descargas parciales
- Tensión de ensayo: 1,73Uo- Requisito: Descarga no mayor a 10 pCAplicación:- Entre cada conductor y la pantalla metálica
NTP 370.255-2:2003Ensayo de Descargas Parciales
Jaula de Faraday Transformador
NTP 370.255-2:2003Ensayo de Descargas Parciales
Capacitores
Aplicación de la
tensión
Capacitorescalibradores
Terminalesen aceite Cables de
conexión al tablero de medición
NTP 370.255-2:2003Ensayo de Descargas Parciales
Tablero de aplicación y control
de la tensión
Tablero de detección y medición
de las descargas parciales
NTP 370.255-2:2003Detector de Descargas Parciales
NTP 370.255-2:2003Ensayo de Descargas Parciales
NTP 370.255-2:2003Ensayo de tang δ:Ensayo tipo importante para medir el grado de
deterioro de los aislantes.La medición periódica puede prevenir posibles fallas
en futuro próximo.
I i i irir ic iC tang δ =
c δ icϕ
r ∞ ir
r
XRL XRL
NTP 370.255-2:2003Ensayo de tang δ
Conductor central de cobre
Aislamiento de PVC
Conductor Concéntri-co de cobre
Cubierta
CABLE DE ACOMETIDA CONCENTRICO
1.2 CABLE ANTIFRAUDE
Conductor de tierra desnudo
Conductor central de cobre
Aislamiento de PVC
Conductor Concéntrico de cobre
Cubierta
Conductor piloto, aislado con PVC
Cinta poliestermetalizada. Al. hacia afuera
Cinta poliester grado eléctrico, como aislamiento.
Cinta poliestermetalizada. Al. hacia adentro
Cubierta externa
Conductor de tierra desnudo
CABLE DE ACOMETIDA CONCENTRICO
agradecemos su atención
MIGUEL ROMAN C.mroman@indeco.com.pe
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