clase 9 canalizaciones licencitatura

Captulo 9. Canalizaciones.

9.1 Introduccin. Uno de los problemas a resolver en el diseo de Sistemas Elctricos Industriales, lo es las canalizaciones, o sea, la forma de llevar los alimentadores a los receptores. Existen diferentes formas de hacer esto, ello en dependencia de las condiciones ambientales de los locales por donde dichos alimentadores deben pasar, los que pueden dividirse atendiendo a: A. Tipo de canalizacin utilizada. 1. Conductor adosado directamente a la pared 2. Tubera (metlica no metlica) 3. Bandejas o Charolas 4. Blindobarras (barras corridas magistrales). 5. Otros sistemas. B. A la forma de montar el tipo de canalizacin seleccionada. 1. Areas 2. Subterrnea (Soterrada).

Con rosca en los extremos.

Sin rosca en los extremos.

Tubera conduit intermedio o semi pesada.

Tubera conduit metlica de paredes delgadas (rgida ligera).

1


Tubera conduit de pared delgada y conectores.

Abrazaderas para tubera conduit.

2


Formas de efectuar cambios de direccin con tuberas conduit.

Por medio de doblado de la tubera conduit.

Con Condulets.

Tubera conduit de pared gruesa y conectores

3


Galvanizadas para proteger contra la corrosin y oxidacin. El No. 1MW62 acepta paredes de 3/4 de pulgada de espesor.

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9.3 Formas de canalizaciones. Una vez seleccionado el tipo de canalizacin a utilizar, estas pueden ser colocadas de diferentes formas, entre ellas figuran:

1000 mm

2500 mm

Fig. 9.1 Esquema de una seccin de barras magistrales. Elemento en T plano. 1. Lneas areas con conductor con asilamiento o desnudo. 2. Conductor directamente adosado a la pared. 3. Conductor en tubera (conduit) adosado directamente a la pared o estructura de la nave industrial. 5


4. Conductor en bandejas o charolas, directamente adosado a la pared o estructura de la nave industrial. 5. Conductor directamente enterrado o subterrneo. 6. Conductor en tubera (conduit) enterrado o subterrneo. 7. Conductor en tubera (conduit) charolas en tneles de canalizaciones, los mismos comunican las diferentes naves industriales y poseen un pasillo a su lado donde se puede circular por los mismos. 8. Uso de las barras corridas o circuitos magistrales (ver figuras 9.1 a 9.3).

Fig. 9.2 Caja con interruptor fusible.

a) Elemento rectilneo.

c) Elemento ngulo diedro b) Elemento ngulo plano Fig. 9.3 Esquema de una seccin de barras magistrales. Asumiendo que se utiliza una tubera conduit estndar York y que por la misma van 5 conductores RH calibre 3/0. De la tabla 9.5 (tubera York) para este tipo de tubera y aislamiento RH se encuentra que la columna es la A, se entra con el calibre (3/0) y con la cantidad de conductores reales (5), nos trasladamos horizontalmente hasta encontrar un nmero igual o mayor a 5, en este caso se encuentra 7 > 5, subiendo horizontalmente se determina que la tubera es de 3.

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Tabla 9.5 Mximo nmero de conductores en tubera conduit New York de tamao comercial (en pulgadas). Aislamiento:Col A: RF-2, RFH-2, RH, RHH, RHWW, T, TF, THW, TW, XHHW (AWG 14 6), FEPB (AWG 6 2) Col B: FEP, THHN, THWN, TFN, PF, PGF, XHHW (AWG 4 2000 MCM), FEPB (AWG 14 8)

Tamao 1 1 1 2 AWG A B A B A B A B A B A B MCM18 16 14 12 10 8 6 4 3 2 1 0 2/0 3/0 4/0 250 300 350 400 500 600 700 750 800 900 1000 1250 1500 1750 2000 7 6 4 3 1 1 1 1 11 12 20 20 33 35 58 9 10 17 17 27 30 47 8 6 10 10 24 18 43 6 5 8 8 18 15 32 4 4 7 7 11 13 20 2 3 4 4 6 7 11 1 1 3 3 4 4 7 1 1 1 1 2 3 4 1 1 1 2 3 3 1 1 1 1 3 3 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 49 41 25 21 17 10 6 5 4 3 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 80 64 58 43 27 16 9 6 5 4 3 2 2 1 1 1 1 1 1 1

2 A B A

3 B

3 A B A

4 B

4 A B A

5 B A

6 B

80 131 115 187 176 68 106 98 151 150 41 96 58 137 90 121 155 197 34 71 50 102 76 158 103 132 168 29 45 41 65 64 100 86 134 110 172 140 173 17 26 25 37 38 58 52 78 67 100 85 127 105 157 152 10 16 15 23 23 35 32 47 41 61 52 78 64 96 93 139 8 9 12 14 18 21 24 29 31 37 40 48 49 59 72 85 8 40 44 50 63 72 7 10 12 16 18 21 24 28 31 35 6 7 9 10 14 15 19 20 14 26 31 34 38 42 55 61 4 5 7 7 10 11 14 15 18 20 23 25 29 31 42 45 4 6 9 12 13 16 16 20 21 25 26 37 38 4 6 9 3 5 8 11 11 14 14 18 18 22 22 32 32 3 5 8 3 3 4 4 7 7 9 9 12 12 15 15 19 19 27 27 2 2 3 3 6 6 8 8 10 10 13 13 16 16 23 23 1 2 3 3 5 5 6 6 8 8 11 11 13 13 19 19 1 1 3 3 4 4 5 5 7 7 9 9 11 11 16 16 1 1 1 2 3 3 5 5 6 6 8 8 10 10 15 15 1 1 1 2 3 3 4 4 6 6 7 7 9 9 13 13 1 1 1 1 3 3 4 4 5 5 6 6 8 8 11 11 1 1 1 1 1 2 3 3 4 4 5 5 6 6 9 9 1 1 1 1 1 2 3 3 3 3 4 4 6 6 8 8 1 1 1 1 1 1 3 3 3 3 4 4 5 5 8 8 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 7 7 1 1 1 1 1 1 1 2 3 3 4 4 4 4 7 7 1 1 1 1 1 1 1 1 3 3 3 3 4 4 6 6 1 1 1 1 1 1 1 2 3 3 3 3 5 5 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 4 4 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 4 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 3 3

7


Tabla 9.6 Mximo nmero de conductores en tubera conduit de tamao comercial realambrado de tubera (en pulgadas). Aislamiento:Col A: THW, TW, T, TF, RUH, RUW, RHH y RHW (Sin envoltura externa), XHHW (AWG 4 2000 MCM, FEPB (AWG 6 2) Col B: THWN, THHN, FEP, TFN, PF, PGF, XHHW (AWG 4 2000 MCM), FEPB (AWG 14 8)

Tamao 1 1 1 AWG A B A B A B A B A B MCM18 16 14 12 10 8 6 4 3 2 1 0 2/0 3/0 4/0 250 300 350 400 500 600 700 750 800 900 1000 1250 1500 1750 2000 13 11 5 4 4 1 1 1 1 1

2 A B

2 A B A

3 B

3 A B A

4 B

4 A B A

5 B A

6 B

19 24 33 38 53 68 93 93 127 152 15 19 27 31 43 55 76 75 103 123 170 176 13 10 24 16 39 29 69 40 94 65 154 93 143 192 10 8 18 13 29 24 51 32 70 53 114 76 164 117 157 6 6 11 11 18 19 32 26 44 43 72 61 104 95 160 127 163 3 4 6 6 10 11 19 15 26 25 42 36 60 56 93 75 125 96 160 123 152 1 2 4 4 6 7 11 10 15 16 25 23 37 36 56 48 76 62 98 79 125 97 154 141 1 1 3 3 4 5 7 7 9 12 16 17 22 27 35 36 47 46 60 60 76 73 94 106 136 10 13 15 19 23 29 31 39 40 1 1 1 2 3 4 6 6 8 51 51 65 63 80 91 116 1 1 1 1 3 4 5 5 7 9 11 13 16 20 25 27 33 34 43 44 54 54 67 78 97 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 8 9 12 14 18 19 25 25 32 32 40 39 50 57 72 1 1 1 1 2 3 3 4 5 7 8 10 12 15 16 21 21 27 27 34 33 42 48 61 1 1 1 1 1 2 3 3 4 6 7 8 10 13 14 17 18 22 23 28 28 35 41 51 1 1 1 1 1 2 3 4 5 5 7 9 11 12 14 15 18 19 24 24 29 35 42 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 7 9 10 12 13 15 16 20 20 24 29 35 1 1 1 1 1 3 4 7 9 2 4 6 8 10 12 13 16 16 20 23 28 1 1 1 1 1 3 4 6 8 11 11 14 14 17 20 24 2 3 5 7 9 1 1 1 1 1 2 3 3 4 5 6 7 8 9 10 12 12 15 28 21 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 5 6 7 8 9 11 11 13 16 19 1 1 1 1 1 1 2 3 4 4 5 6 7 7 9 9 11 14 16 1 3 4 5 6 7 11 12 1 1 1 1 1 3 4 5 7 8 1 2 3 4 5 7 10 11 1 1 1 1 2 3 4 6 7 1 1 1 2 2 3 3 4 4 5 6 6 7 9 10 1 1 1 1 1 1 3 3 4 4 5 5 6 6 9 10 1 1 1 1 1 1 2 3 3 4 4 5 5 6 8 9 1 1 1 1 1 1 1 2 3 3 3 4 4 5 5 7 8 1 1 1 1 1 1 2 2 2 3 3 4 4 6 6 1 1 1 1 1 1 3 3 3 3 5 5 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 4 4 1 1 1 1 1 1 2 2 2 3 4 4

Ejemplo 9.1: Seleccione la tubera conduit por la que deben pasar 10 conductores AWG con aislamiento TW calibre 8. Solucin: De la tabla 9.6: 1. Se determina en el encabezamiento de la tabla en que seccin se encuentra el aislamiento TW, en este caso en la seccin A, 2. Entrando a la primera columna de la tabla se busca el calibre 8 3. Una vez realizado estos pasos, nos trasladamos horizontalmente hasta encontrar en una de las columnas A el nmero de conductores, el que debe ser igual o mayor a 10. 4. Se selecciona la tubera conduit, subiendo horizontalmente hasta 1 , lo que indica que, por esta seccin de la tubera pueden ir 11 conductores TW No. 8.

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Tabla 9.7 Tamao comercial de tubera conduit o tubera para diferentes calibres de conductores.Tamao AWG MCM14 12 10 8 6 4 3 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0 250 300 350 400 500 600 700 750 800 900 1000 1250 1500 1750 2000

Nmero de conductores simples 1 2 3 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 5 5 6 6 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 5 6 6 6 1 1 1 1 1 1 2 2 3 2 2 2 3 3 3 3 3 4 4 5 5 5 5 6 6 6

Nmero de conductores dobles 1 2 3 4 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 3 1 1 1 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4

Nmero de conductores triples 1 2 3 4 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 3 4 1 1 1 2 2 3 3 3 3 4 4 4 5 6 6 6 6 6 1 1 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 6 6 6 6 6 1 2 2 2 3 3 3 4 4 5 5 6 6

Si los conductores son simples, dobles o triples, se va a la tabla 9.7 y se entra a la primera columna con el calibre y una vez seleccionada la columna de la cantidad de conductores se baja por sta hasta interceptar la columna de calibre, obteniendo en la intercepcin el tamao de la tubera para que puedan pasar por ella dichos conductores. Si los conductores que van por la tubera conduit son de diferentes calibres entonces se sigue el siguiente mtodo: 1. Buscar las reas de los conductores que pasan por la tubera (tablas 9.10, 9.11, 9.12 y 9.13). 2. Encontrar el rea total que ocupan los conductores en la tubera. Con este dato, se pueden seguir dos mtodos, el primero de ellos es: 3. Ir directamente a la tabla 9.9 y previa seleccin del tipo del tipo de conductor (con y sin cubierta de plomo) y entrando con la cantidad de conductores se baja horizontalmente y se encuentra un rea que debe ser igual o mayor a la obtenida en el punto 2.

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Tabla 9.8 Combinaciones de conductores.Tipo de conductores No. Por ciento de rea de tubera Conduit Nmero de conductores en la tubera 1 2 3 4 Ms de 4

New York. Tipos: FEP, FEPB, T, TW, TF, 35 25* 25* 25* 25* THW, RUH, RUW, XHHW, THWN, THHN, TFN, PF, PGF. New York. Tipos: RF-2, RFH-2, RH, RHH, 53 31 40 40 40 2 RHW. Conductores (todos los tipos) 53 31 40 40 53 3 55 30 40 38 35 4 Conductores con cubierta de plomo *El porciento de estos conductores puede ser incrementado para los dados en la lnea 2, ya que el porciento de llenado de la tubera se hizo en base al conductor RHW dado en la columna 3 de la tabla 9.10. 1

Tabla 9.9 Dimensiones y rea en por ciento de tubera conduit. rea en pulgs2 Sin cubierta de plomo Con cubierta de plomo2 Cond. 31% 3 4 Cond. Cond. 35% 40% 4 Ms Cond. de 4 38% Cond. 35% 0.11 0.11 0.20 0.19 0.33 0.30 0.57 0.53 0.78 0.71 1.28 1.18 1.82 1.68 2.80 2.58 3.76 3.47 4.83 4.45 6.06 5.56 7.60 7.00 10.98 10.11 conductores. El

Ms 1 2 3 de Cond. Cond. Cond. 4 55% 30% 40% Cond 53% 0.11 0.12 0.16 0.17 0.09 0.12 0.622 0.30 0.08 0.09 0.29 0.16 0.21 0.824 0.53 0.13 0.16 0.19 0.21 0.28 0.27 0.30 0.34 0.46 0.47 0.26 0.34 1 1.049 0.86 0.22 0.45 0.60 1.50 0.38 0.47 0.53 0.60 0.80 0.83 1 1.380 0.82 1.08 1.12 0.61 0.82 1 1.610 2.04 0.51 0.63 0.71 2 2.067 3.36 0.84 1,04 1.18 1.34 1.78 1.85 1.01 1.34 2 2.469 4.79 1.20 1,48 1.68 1.92 2.54 2.63 1.44 1.92 3 3.068 7.38 1.85 2.29 2.58 2.95 3.91 4.06 2.21 2.95 3 3.548 9.90 2.48 3.07 3.47 3.96 5.25 5.44 2.97 3.96 4 4.026 12.72 3.18 3.94 4.45 5.09 6.74 7.00 3.82 5.09 4 4.506 15.94 3.99 4.94 5.56 6.38 8.45 8.77 4.78 6.38 5 5.047 20.00 5.00 6.20 7.00 8.00 10.60 11.00 6.00 8.00 6 6.065 8.96 10.11 11.56 15.31 15.89 8.67 11.56 28.89 7.22 El porciento dado en la columna Sin cubierta de plomo se aplica a ms de una combinacin de nmero de conductores que se corresponde con los porcentajes est dado en la tabla 9.8

Tamao rea 1 comercial Dimetro Total Cond. Dimetro interno 100% Interno Pulgadas Pulg2 25% (pulgadas)

El segundo mtodo consiste en obtener de la tabla 9.8 (en base a la cantidad del aislamiento de los mismos) el rea de la tubera que puede ser utilizada por los conductores. Con este dato y el rea total de los conductores obtenida en el punto 2 se debe: 4. Calcular el rea mnima que debe tener la tubera conduit, para ello, de la tabla 9.9 se obtiene que para 4 ms conductores se puede solamente ocupar el 35 por ciento del rea total.

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Tabla 9.10 Dimensiones de los conductores con cubierta de termoplstico y de goma.RF-2, RFH-2 RH, RHH,*** RHW,***SF-2 Diam. Area Aprox. Aprox. pulg pulg2 Col. 2 Col. 3 TF, T, THW, TW, RUH,** RUW** Diam. Area Aprox. Aprox. pulg pulg2 Col. 4 Col. 5 Aislamiento Tipo TFN THHN, THWN Diam. Area Aprox. Aprox. pulg pulg2 Col. 6 Col. 7 FEP, FEPB, PF, PGF Diam. Aprox. pulg Col. 8 Area Aprox. pulg2 Col. 9

XHHW Diam. Area Aprox. Aprox. pulg pulg2 Col. Col. 10 11

Calibre AWC MCM Col. 1

AWG 0.146 0.0167 0.106 0.0088 0.089 0.0064 0.081 0.0052 0.158 0.0196 0.118 0.0109 0.100 0.0079 0-092 0.0066 2/64 0.171 0.0230 0.131 0.0135 0.105 0.0087 0.105 0.105 0.0087 0.0087 3/64 0.0327* 0.204* 0.129 0.0131 0.162 0.0206 2/64 0.188 0.0278 0.148 0.0172 0.122 0.0117 0.121 0.121 0.0115 0.0115 3/64 0.0384* 0.221* 0.146 0.0167 0.179 0.0251 0.242 0.0460 0.168 0.0224 0.153 0.0184 0.142 0.142 0.0159 0.0159 0.166 0.0216 0.199 0.0311 0.311 0.0760 0.228 0.0408 0.201 0.0317 0.189 0.189 0.0280 0.0225 0.224 0.0394 0.259 0.0526 0.397 0.1238 0.323 0.0819 0.257 0.0519 0.244 0.302 0.0467 0.0716 0.282 0.0625 0.452 0.1605 0.372 0.1087 0.328 0.0845 0.292 0.350 0.0669 0.0962 0.328 0.0845 0.481 0.1817 0.401 0.1263 0.356 0.0995 0.320 0.378 0.0803 0.1122 0.356 0.0995 0.513 0.2067 0.433 0.1473 0.388 0.1182 0.352 0.410 0.0973 0.1316 0.388 0.1182 0.588 0.2715 0.508 0.2027 0.450 0.1590 0.450 0.1590 0.629 0.3107 0.549 0.2367 0.491 0.1893 0.491 0.1893 0.675 0.3578 0.595 0.2781 0.537 0.2265 0.537 0.2265 0.727 0.4151 0.647 0.3288 0.588 0.2715 0.588 0.2715 0.785 0.4840 0.705 0.3904 0.646 0.3278 0.646 0.3278 MCM 250 0.868 0.5917 0.798 0.4877 0.716 0.4026 0.716 0.4026 300 0.933 0.6837 0.843 0.5581 0.771 0.4669 0.771 0.4669 350 0.985 0.7620 0.895 0.6291 0.822 0.5307 0.822 0.5307 400 1.032 0.8365 0.942 0.6969 0.869 0.5931 0.869 0.5931 500 1,119 0.9834 1.029 0.8316 0.955 0.7163 0.955 0.7163 600 1.233 1.1940 1.143 1.0261 1.073 0.9043 700 1.304 1.3355 1.214 1.1575 1.145 1.0297 750 1.339 1.4082 1.249 1.2252 1.180 1.0936 800 1.372 1.4784 1.282 1.2908 1.210 1.1499 900 1.435 1.6173 1.345 1.4208 1.270 1.2668 1000 1.494 1.7531 1.404 1.5482 1.330 1.3893 1250 1.676 2.2062 1.577 1.9532 1.500 1.7672 1500 1.801 2.5475 1.702 2.2748 1.620 2.0612 1750 1.916 2.8895 1.817 2.5930 1.740 2.3779 2000 2.021 3.2079 1.922 2.9013 1.840 2.6590 *Dimensiones de los aislamientos tipos RHH y RHW ** Calibres del No. 14 al No. 2 ***Las dimensiones del RHH y RHW sin cubrimiento exterior son las mismas que el THW. Alambres (slido) calibres 18 al No. 8. Trenzados No. 6 y mayores. Dimensiones del tipo THW en calibres del 14 al 8. Calibre No. 6 y mayores tienen la misma dimensin que el T. 18 16 14 14 14 12 12 12 10 10 8 8 6 4 3 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0

11


Tabla 9.11 Dimensiones de los conductores con cubierta de plomo.Tamao Simple conductor AWG-MCM Diam. Area (pulgs) (pulgs2) Dos conductores Tres conductores Diam. Area Diam. Area (pulgs) (pulgs2) (pulgs) (pulgs2)

14 0.28 0.062 0.28 x 0.47 0.115 0.59 0.273 12 0.29 0-066 0.31 x 0.54 0.146 0.62 0.301 10 0.35 0.096 0.35 x 0.59 0.180 0.68 0.363 8 0.41 0.133 0.41 x 0.71 0.255 0.82 0.528 6 0.49 0.188 0.49 x 0.86 0.369 0.97 0.738 4 0.55 0.237 0.54 x 0.96 0.457 1.08 0.916 2 0.60 0.283 0.61 x 1.08 0.578 1.21 1.146 1 0.67 0.352 0.70 x 1.23 0.756 1.38 1.49 1/0 0.71 0.396 0.74 x 1.32 0.859 1,47 1.70 2/0 0.76 0.454 0.79 x 1.41 0.980 1.57 1.94 0.81 0.515 0.84 x 1.52 1.123 1.69 2.24 3/0 4/0 0.87 0.593 0.90 x 1.64 1.302 1.85 2.68 250 0.98 0.754 2.02 3.20 300 1.04 0.85 2.15 3.62 350 1.10 0.95 2.26 4.02 400 1.14 1.02 2.40 4.52 500 1.23 1.18 2.59 5.28 Los conductores del No. 14 al No. 8 son Conductores slidos. Del No. 6 y mayores son conductores trenzados. Datos para un aislamiento de 2/64 pulgadas.

5. Considerando el rea de los conductores como el 25 por ciento del rea total se obtiene por una simple regla de tres cuanto representa el 100 por ciento de dicha rea. 6. Se busca en la columna 3 de la tabla 9.9 una tubera cuyo rea sea igual o mayor a la obtenida en el punto 5. Utilizando cualquiera de los dos mtodos anteriores se obtienen los mismos resultados. Como se observa, con ambos mtodos se obtuvieron los mismos resultados, queda a consideracin del lector utilizar uno u otro. Ejemplo 9.2: Seleccione la tubera para los siguientes conductores: 2 conductores TW No. 10 4 conductores THW No. 8 5 conductores RHH No. 6 Resuelva el ejercicio utilizando los dos mtodos previamente estudiados. Solucin: Para dar solucin a este ejercicio se determinar el rea que ocupan dichos conductores (tabla 9.10); para ello puede construirse la siguiente tabla de trabajo. Primer mtodo: Como se observa los 11 conductores ocupan un rea total de 1.9496 pulg2. De la tabla 9.8, se obtiene que sin cubierta de plomo para ms de 4 conductores debe ocupar un rea no inferior al 53%. Entrando a tabla 9.9 con este dato se obtiene de la columna del 53% que el nmero que ms se aproxima a 1.9496 por encima es 2.54; si nos trasladamos desde este nmero hacia la izquierda hasta la primera columna se obtiene que la tubera conduit es de 2 . 12


Tabla 9.12 Dimensiones para conductores con aislamiento de Asbestos y Oln (Cambric) barnizado. Tipos AVA, AVB y AVL.Tamao Tipo AVA Tipo AVB Tipo AVL AWG-MCM Dim. rea Dim. rea Dim. rea (pulgs) (pulgs2) (pulgs) (pulgs2) (pulgs) (pulgs2)14 0.245 0.047 0.205 0.033 0.320 0.080 12 0.265 0.055 0.225 0.040 0.340 0.091 10 0.285 0.064 0.245 0.047 0.360 0.102 8 0.310 0.075 0.270 0.057 0.390 0.119 6 0.395 0.122 0.345 0.094 0.430 0.145 4 0.445 0.155 0.395 0.123 0.480 0.181 2 0.505 0.200 0.460 0.166 0.570 0.255 1 0.585 0.268 0.540 0.229 0.620 0.300 1/0 0.625 0.307 0.580 0.264 0.660 0.341 2/0 0.670 0.353 0.625 0.307 0.705 0.390 0.720 0.406 0.675 0.358 0.755 0.447 3/0 4/0 0.780 0.478 0.735 0.425 0.815 0.521 250 0.885 0.616 0.855 0.572 0.955 0.715 300 0.940 0.692 0.910 0.649 1.010 0.800 350 0.995 0.778 0.965 0.731 1.060 0.885 400 1.040 0.850 1.010 0.800 1.105 0.960 500 1.125 0.995 1.095 0.945 1.190 1.118 550 1.165 1-065 1.135 1.01 1.265 1.26 600 1.205 1.140 1.175 1.09 1.305 1.34 650 1.240 1.21 1.210 1.15 1.340 1.41 1,275 1.28 1.245 1.22 1.375 1.49 700 750 1.310 1.35 1.280 1.29 1.410 1.57 800 1.345 1.42 1.315 1.36 1.440 1.63 850 1,375 1.49 1.345 1.43 1.470 1.70 900 1.405 1.55 1.375 1.49 1.505 1.78 950 1.435 1.62 1.405 1.55 1.535 1.85 1000 1.465 1.69 1.435 1.62 1.565 1.93 *El espesor del aislamiento para conductores con Oln barnizado, Tipo V, es el mismo que para conductores con cubierta de goma, Tipo RH, excepto para los Nos. 14 y 12 los cuales tienen un aislamiento de 3/64 pulgadas para Oln barnizado y 2/64 pulgadas para conductores con aislamiento con cubierta de goma y el No. 8 con aislamiento de Oln barnizado tiene un aislamiento de espesor 3/64 pulgadas y 4/64 par aislamiento con cubierta de goma.

Tabla 9.13 Mximo nmero de conductores en tubera conduit de metal flexible de 3/8.Aislamiento tipo Calibre TF, T, TW, TN AWG RF-2, RH RHW THWN, XHHW,RUF, RUW 18 4 8 16 3 6 14 3 22 5 12 2 4 10 3

13


Tabla 9.14 Propiedades de Conductores.Conductores trenzados de Conductores barras Resistencia CD (Ohms/pie2a 250C 770F) capas concntricas Dim. de Cobre No. de cada alambre Dim. Area* alambres (pulgs) (pulgs) (pulgs2) Barras Tind Aluminio cobre Conduc.

Tamao AWG-MCM

rea (Cir. Mil)

18 1620 Slido 0.0403 0.0403 6.51 6.51 6.79 10.7 16 2580 Slido 0.0508 0.0508 4.10 4.10 4.26 6.72 14 4110 Slido 0.0641 0.0641 2.57 2.57 2.68 4.22 12 6530 Slido 0.0808 0.0808 1.62 1.62 1.68 2.66 10 10380 Slido 0.1019 0.1019 1.018 1.018 1.06 1.67 8 16510 Slido 0.1285 0.1285 0.6404 0.6404 0.659 1.05 6 26240 7 0.0612 0.027 0.410 0.410 0.427 0.674 4 41740 7 0.0772 0.042 0.259 0.259 0.269 0.424 3 52620 7 0.0867 0.053 0.205 0.205 0.213 0.336 2 66360 7 0.0974 0.067 0.162 0.162 0.169 0.266 1 83690 19 0.0664 0.087 0.129 0.129 0.134 0.211 0.109 0.102 0.102 0.106 0.168 1/0 105600 19 0.0745 0.133 2/0 133100 19 0.0837 0.137 0.0811 0.0811 0.0843 0.0642 0.0642 0.0668 0.105 3/0 167800 19 0.0940 0.173 4/0 211600 19 0.1055 0.219 0.0509 0.0509 0.0525 0.836 250 250000 37 0.0822 0.260 0.0431 0.0431 0.0449 0.0708 300 300000 37 0.0900 0.312 0.0360 0.0360 0.0374 0.0590 350 350000 37 0.0973 0.364 0.0308 0.0308 0.0320 0.0505 400 400000 37 0.1040 0.416 0.0270 0.0270 0.0278 0.0442 500 500000 37 0.1162 0.519 0.0216 0.0216 0.0222 0.0354 0.0180 0.0180 0.0187 0.0295 600 600000 61 0.0992 0.626 700000 61 0.1071 0.730 0.0154 0.0154 0.0159 0.0253 700 0.782 0.0144 0.0144 0.0148 0.0236 750 750000 61 0.1109 61 0.1145 0.833 0.0135 0.0135 0.0139 0.0221 800 800000 0.0120 0.0123 0.0197 900 900000 61 0.1215 0.933 0.0120 1.039 0.0108 0.0108 1000 1000000 61 0.1280 0.0111 0.0177 0.1172 1.305 0.00863 0.00863 0.00888 0.0142 1250 1250000 91 0.00719 0.00719 0.00740 1500 1500000 91 0.1284 1.561 0.0118 1750 1750000 127 0.1174 1.829 0.00616 0.00616 0.00634 0.0101 2.087 0.00539 0.00539 0.00555 2000 2000000 127 0.1255 0.00855 *El rea dada es aquella de un crculo que tiene un dimetro igual al dimetro completo de un conductor trenzado. La resistencia dada en las ltimas tres columnas se aplican solamente para corriente directa. Cuando un conductor de calibre superior a un 4/0 es utilizado con corriente alterna, el factor de multiplicacin se muestra en la tabla 9.14. Los valores dados en la tabla son aquellos que aparecen en el Manual 100 de National Bureau of Standards, excepto los mostrados en la columna 8 los cuales son dados en la especificacin B33 de la American Society for Testing and Materials, y los mostrados en la columna 9 son dados en el Standard No. S-19-81del Insulated Power Cable Engineers Association and standard No. WC3-1964 del National Electric Manufacturers Association.

Segundo mtodo: Como se dijo en el mtodo anterior el rea total de los 11 conductores es de 1.9496 pulg2. De la tabla 9.8 se obtiene que para 4 ms conductores solo se puede utilizar el 40 por ciento del rea total de la tubera. Luego utilizando una regla de tres de calcula el rea total de la tubera:

14


rea total =

1.949 = 3.677 pulg2 0.53

Tabla de trabajo. Aislamiento Cantidad Calibre rea/conductor rea total Tabla/columna TW 2 10 0.0224 0.2946 6/5 THW 4 8 0.0526 1.0360 6/3 RHH 5 6 0.1238 0.6190 6/3 Cantidad total 11 rea total 1.9496De la tercera columna de la tabla 9.9 se obtiene que para un rea disponible de 3.677 pulg2 la tubera es 2 pulg2 la que tiene un rea de 4.79 pulg2.

Tabla 9.15 Factores de multiplicacin para convertir Resistencia de CD a Resistencia de AC 60 Hz.Factor de multiplicacin Para cables sin cubierta Para cables con cubierta metlica al aire libre o metlica o todos los cables tubera conduit no metlica en tuberas metlicas o canales. Cobre Aluminio Cobre AluminioAWG Hasta 3 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0 250 300 350 400 500 600 700 750 800 1000 1250 1500 1750 2000 1.000 1.000 1.000 1.001 1.001 1.002 1.004 1.005 1.006 1.009 1.011 1.018 1.025 1.034 1.039 1.044 1.067 1.102 1.142 1.185 1.233 1.000 1.000 1.000 1.000 1.001 1.001 1.002 MCM 1.002 1.003 1.004 1.005 1.007 1.010 1.013 1.015 1.017 1.026 1.040 1.058 1.079 1.100 1.06 1.07 1.08 1.10 1.13 1.16 1.19 1.21 1.22 1.30 1.41 1.53 1.67 1.82 1.02 1.02 1.03 1.04 1.06 1.08 1.11 1.12 1.14 1.19 1.27 1.36 1.46 1.56 1.00 1.01 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.01 1.01

Calibre

15


Tubera conduit de metal flexible (tubo zapa): Este tipo de tubera conduit segn el NEC no debe ser utilizada en: 1. Lugares hmedos a menos que los conductores tengan en el aislamiento la letra W (que significa water agua), que tengan cubierta de plomo o de otros tipos que cumplan los requisitos especialmente para este tipo de aplicaciones. 2. Equipos de izaje y transformadores, (ver las excepciones en la seccin 620-21 del NEC). 3. Locales de carga de bateras. 4. Localizaciones peligrosas (excepto lo permitido en las secciones 501-4(b), 502-4 y 503-3, ni la 5 del NEC donde los conductores con cubierta de goma estn expuesto a petrleo, gasolina u otros materiales que tiene un efecto deteriorante sobre el aislamiento). Tamao mnimo. Ninguna tubera conduit de metal flexible inferior a debe ser utilizada, excepto: 1. Lo permitido para las extensiones en plstico (Ver seccin 344-2 del NEC) 2. Lo permitido para los motores (Ver seccin 430-145(b) del NEC) 3. Para conexiones de 72 de longitud o mayores, (aceptadas por el NEC para el montaje del equipamiento), donde no es factible ni resulta prctico el uso de canalizaciones de metal flexible de mayores, en cuyo caso una tubera de metal flexible de tamao comercial de 3/8 puede ser utilizada. La tabla 9.15 da los valores de los factores de multiplicacin para convertir valores de resistencias de corriente directa a corriente alterna. Tabla 9.16 Profundidad de las cajas de empalmes.Dimensiones de las cajas Cap. Mximo nmero de conductores (pulg.) Pulg3 Calibre 14 12 10 8

Comerciales3 x 1 Octogonal 3 x 1 Octogonal 4 x 1 Octogonal 4 x 2 1/8 Octogonal 4 x 1 Cuadrada 4 x 2 1/8 Cuadrada 4 11/16 x 1 Cuadrada 4 11/16 x 2 1/8 Cuadrada 3x2x1 3x2x2 3x2x2 3x2x2 3x2x2 3x2x3 4 x 2 1/8 x 1 4 x 2 1/8 x 1 7/8 4 x 2 1/8 x2 1/8 10.9 11.9 17.1 23.6 22.6 31.9 32.2 46.4 7.9 10.7 11.3 13 14.6 18.3 11.1 13.9 15.6 5 8 8 11 11 15 16 23 3 5 5 6 7 9 5 6 7 4 5 7 10 10 14 14 20 3 4 5 5 6 8 4 6 6 4 4 6 9 9 12 12 18 3 4 4 5 5 7 4 5 6 3 3 6 7 7 10 10 15 2 3 3 4 4 6 3 4 5

Proyectadas

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9.5 Seleccin de cajas de empalme. La seleccin de las cajas de empalme en los sistemas elctricos industriales depende varios factores, ellos son: 1. Si la caja es para alimentadores cuya trayectoria ser recta, o para curvaturas. 2. De la seccin transversal de las tuberas conduit que llegan a ella. As tendremos que cuando la caja se utilizar para que un conductor siga una trayectoria recta, la longitud de la misma debe ser como mnimo 8 veces el dimetro comercial de la mayor tubera conduit que se conecta a la misma. Ejemplo 9.3: Seleccione una caja de empalme para 6 conductores calibre 10. Tabla 9.17 Cajas de poca profundidad.*Dimensiones de las cajas Mximo nmero de conductores tamao comercial Calibre 14 12 103 4 4 3 4 6 6 4 1 x 4 Cuadrada 9 7 6 4 11/16 8 6 6 *Cualquier caja de menos de 1 pulgadas de profundidad

Tabla 9.18 Volumen requerido por conductor.Calibre del conductor14 12 10 8 6

Espacio libre dentro de la caja por conductor (pulg3)2 2.25 2.5 3 5

Solucin: De la tabla 9.16 se selecciona una caja de empalme octogonal de 4 x 1 pulg2. Ejemplo 9.4: Se desea disear una caja de empalme en el cual todos los conductores mantendrn una trayectoria recta. Si a la misma entran y salen cuatro tuberas, dos de ellas de 4, una de 3 y una de 2. Determine la longitud de la caja de empalme. Solucin: Longitud de la caja de empalme = 8 x 4 = 32. Una tubera conduit de 3 puede llevar 3 conductores de 500 MCM, y en la prctica se construyen a pie de obra con una longitud de 30 pulg. Ejemplo 9.5: Disee una caja de empalmes para un grupo de conductores en tubera conduit. Los mismos seguirn en lnea recta. Si el mayor de los alimentadores es de 500 MCM en tubera conduit de 3 pulgadas.

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Tabla 9.19 Mnimo espacio de curvatura (pulgadas). Calibre AWG MCM Alambres por terminal 1 2 3 4 5

14 8 No especificado 6 1 43 2 2 2 1 3 1/0 2/0 3 3/0 4/0 4 6 6 250 MCM 4 6 8 300 350 MCM 5 8 10 400 500 MCM 6 8 10 600 700 MCM 8 10 12 750 900 MCM 10 1 000 - 1 250 MCM 12 La distancia se medir en lnea recta desde el final de la agarradera o conector que el alambre sale del terminal) a la pared o barrera.

12 13 14

14 16

del conductor (en la direccin

Solucin: En este caso la caja debe de tener un tamao de 8 veces el dimetro comercial de la mayor de las tuberas conduit. Longitud de la caja: 8 x 3 = 24 pulgadas. Cuando la tubera se utiliza para que los conductores formen un ngulo, entonces pueden ser utilizados dos mtodos y tomar como vlido aquel mtodo que de las mayores dimensiones. En el primer mtodo se toma el dimetro de la mayor tubera y se multiplica por 6 y se le suman los dimetros del resto de las tuberas que llegan a dicha caja. Ejemplo 6: Una caja de empalme debe ser diseada a pie de obra para curvar unos conductores 90 grados, los mismos llegan en dos tuberas de 3 pulg., dos de 2 y cuatro de 2 pulg. Solucin: Este ejercicio puede ser resuelto por dos mtodos, ellos son: a. Primer mtodo: 6 x 3 pulg. = 18 pulg. 1 x 3 pulg. = 3 2 x 2 pulg. = 5 4 x 2 pulg. = 8_ Total 34 pulg. b. Segundo mtodo: Asumiendo que los conductores salen de la caja en el mismo orden que ellos entran, la figura 9.4, la distancia A entre los puntos medios de las tuberas conduit debe ser igual o mayor a 6 veces el dimetro de la tubera, en este caso 6 x 2 pulgs = 12 pulg. Si se observa de la figura los lados de la caja forman con el lado A un tringulo rectngulo con sus catetos iguales y teniendo por hipotenusa el lado A. Luego se cumple que: 18


b2 + c2 = 144, donde, b = c, lo que implica que: b = c = 8 .

Fig. 9.4 Caja de empalme para vuelta en ngulo recto. La distancia B nunca debe ser inferior a 30 ; ella se determina de una forma aproximada por datos prcticos dados sobre espaciamiento de conductores 30 + 8 = 39 Esta cantidad representa la separacin mnima tolerable. Una tcnica para encontrar la separacin entre las tuberas pudiera ser la siguiente: la tubera extrema puede ser puesta a una separacin igual al dimetro de la misma, mientras que la dems (internas) se separan a una distancia igual al radio de la mayor de las adyacentes. As por ejemplo, en el caso anterior si se calcula la distancia B por este mtodo se obtiene que: Dimetro tuberas = 2(3) + 2 (2 ) + 4(2) = 19 Sepacin tubera extrema (dimetro 3) = 3 Radio de la mayor adyacente de las restantes (1.5 + 1.5 + 1.25 + 1.25 + 1 + 1 + 1) = 8.5 Total = 30.5 En este caso, se toma las dimensiones de la caja que estn determinadas por el segundo mtodo, Este mtodo es uno de los ms utilizados en la prctica. En lo referente al espesor de la caja, ste puede ser determinado aadiendo una pulgada a cada lado de la mayor tubera conduit; en el caso del ejemplo analizado sera: 2 + 3 = 5. El espesor de la lmina de las cajas de empalme debe ser el siguiente: 19


A. Si las cajas tienen una capacidad (Volumen) inferior igual a 100 pulg3 El espesor de la plancha debe ser igual o mayor a 0.067 pulg. Si las cajas son de metal fundido deben tener un espesor no menor que 1/8 pulg. excepto las cajas de hierro maleable en la que el espesor de sus paredes no debe ser inferior a 3/32 pulg. B: Si las cajas tienen una capacidad (Volumen) superior a 100 pulg3 Las cajas de ms de 100 pulg3 de capacidad deben ser hechas de metal y deben estar conformadas acorde a los requerimientos de los gabinetes, paneles, etc. Excepto que las cubiertas pueden consistir de simples chapas planas aseguradas a la caja mediante pernos o tornillos, soldadas envs de bisagras. Este tipo de cajas son utilizadas fundamentalmente para encerrar empalmes o uniones de conductores o par facilitar el montaje (corrida) de los conductores dentro del rea de la planta industrial. No se confunda este tipo de cajas con el utilizado para encerrar interruptores, dispositivos de control, etc. Las tapas de metal no sern de un espesor menor que los especificados para las paredes de la caja y del mismo material y de no menos de 1/32 pulgada de espesor. Pueden usarse tapas de porcelana u otro material aislante, de forma tal que el espesor cumpla con los esfuerzos y requisitos de proteccin requeridos. Cajas no metlicas: En la seleccin de este tipo de caja debe tenerse presente los requerimientos para los apoyos, u otros medios de montaje como pernos, tornillos o fijas que deben ser sacados fuera de la misma, por lo que la caja debe ser construida de forma tal que se evite el contacto entre los conductores y dichos soportes. La tablas 9.16 y 9.17 da los valores de la profundidad que deben tener las cajas de empalme en base a sus dimensiones y mximo nmero de conductores. La tabla 9.17 da el espacio libre dentro de la caja de empalme por conductor. Para poder curvar los conductores a las entradas de gabinetes o cajas de empalme deben de haber un espacio como mnimo igual o mayor al indicado en la tabla 9.19.

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