miércoles, 6 de febrero de 2013
miércoles, 11 de mayo de 2011
lunes, 2 de mayo de 2011
sábado, 23 de abril de 2011
TECNOLOGÍA DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS
TECNOLOGÍA DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS
CONCEPTOS BÁSICOS:
- Conductores: Son materiales, en forma de hilo sólido (alambre) o cable (compuesto por varios hilos muy delgados), a través de los cuales se desplaza fácilmente la corriente eléctrica.
Los conductores más usados son de cobre y deben tener baja resistencia eléctrica, ser mecánicamente fuertes y flexibles y llevar un aislamiento acorde al uso que se le va a dar.
En las instalaciones eléctricas domiciliarias, normalmente se usan los siguientes tipos de conductores :
Alambres.
Cables como:
Cable paralelo o dúplex: Esta conformado por dos cables, los cuales se encuentran unidos o pegados únicamente por sus aislamientos. Se usan mucho para conectar electrodomésticos y lámparas.
Cable encauchetado: Cuando dos o más cables independientes vienen dentro de toro aislamiento común.
Cable coaxial y amphenol: Cables especialmente fabricados para conectar las antenas de los televisores.
TIPOS Y COLOR DEL AISLAMIENTO DE LOS CONDUCTORES
El aislamiento de los conductores se fabrica con materiales plásticos, aunque para usos especiales se usan de asbesto o silicona (para elementos calefactores), que evitan los cortocircuitos y las fugas de corriente ocasionadas por el calor.
Los tipos de aislamiento más comunes son:
T: Plástico o termoplástico.
TW: Resistente a la humedad.
TH: Resistente al calor.
THW: Resistente al calor y la humedad.
El aislamiento más usado para instalaciones residenciales es el THW, fabricado para bajas tensiones (hasta 600V).
El color del aislamiento, de acuerdo a normas internacionales y a la norma NTC 2050 de ICONTEC es:
Neutro (puesto a tierra): Blanco o gris
Puesta a tierra: Verde o verde con rayas amarillas o desnudo.
Fases o conductores activos: Colores que no sean blanco, gris o verde. Se recomienda rojo, amarillo y azul.
CALIBRE DE LOS CONDUCTORES:
Es la sección o área transversal que tienen los conductores. Tienen relación directa con la naturaleza y resistencia de éstos.
De acuerdo a la AWG el calibre de los conductores se identifica mediante un número. Los números más altos hacen referencia a los calibres más delgados y los números más bajos a calibres más gruesos,
como puede apreciarse en la siguiente tabla:
CALIBRE DE LOS CONDUCTORES DE COBRE (sin el aislamiento) | |||
N0AWG | Diámetro | Sección en mm2 | Tipo de conductor |
8 16 14 12 10 8 6 4 3 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0 | 1,02 1,29 1,63 2,05 2,59 3,26 4,11 5,19 5,83 6,54 7,33 8,25 9,27 10,40 11,68 | 0,82 1,31 2,08 3,30 5,25 8,36 13,29 21,14 26,66 33,62 42,20 53,50 67,44 85,02 107,21 | Cable y alambre Cable y alambre Cable y alambre Cable y alambre Cable y alambre Cable y alambre Cable Cable Cable Cable Cable Cable Cable Cable Cable |
En instalaciones residenciales normales, para conductores N0 10 AWG o menores se emplea alambre sólido, y para conductores N0 6 o mayores se emplea cable. Cuando se usa el N0 8 puede ser cable o alambre.
El calibre más pequeño que se permite es el N0 14.
Lámparas y electrodomésticos menores. Pueden emplear conductores calibre 16 e incluso 18.
Para la conexión de timbres y teléfonos se pueden emplear conductores con un calibre N0 22
CORRIENTE QUE PUEDEN CONDUCIR
La cantidad de corriente que puede pasar por un conductor depende del calibre que éste tenga, así como de ciertas condiciones en el uso de los mismos.
Como se puede apreciar en la anterior y siguiente tabla:
CAPACIDAD DE CONDUCCIÓN DE CORRIENTE EN LOS CONDUCTORES DE COBRE AISLADO EXPRESADA EN A y DE | ||||
CALIBRE AWG | POR DUCTO | AL AIRE LIBRE | ||
TW | THW | TW | THW | |
18 16 14 12 10 8 6 4 3 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0 | 6 8 20 25 30 40 55 70 85 95 110 125 145 165 195 | 20 25 35 50 65 85 100 115 130 150 175 200 230 | 25 30 40 60 80 105 120 140 165 195 225 260 300 | 30 35 50 70 95 125 145 170 195 230 265 310 360 |
Los valores consignados en la tabla anterior son válidos a temperatura
normal y cuando no pasan más de tres conductores por el mismo ducto Si pasan cuatro o más conductores, la capacidad de conducción de un conductor disminuye, de acuerdo con los factores de reducción expresados en la siguiente tabla:
NÚMEROS DE CONDUCTORES | FACTOR DE CORRECCIÓN |
4 – 6 7 – 9 10 - 20 21 – 30 31 – 40 43 y más | 0,80 0,70 0,50 0,45 0,40 0,50 |
La temperatura también afecta la capacidad de conducción de los conductores, para transportar determinada cantidad de corriente. En la siguiente tabla vemos los factores de corrección para temperaturas mayores de 30 0C .
FACTORES DE CORRECCIÓN PARA TEMPERATURAS MAYORES DE | |||||
TEMPERATURA AMBIENTE ( | TW | THW | TEMPERATURA AMBIENTE ( | TW | THW |
21 – 25 26 – 30 31 – 35 36 – 40 | 1,08 1,00 0,91 0,82 | 1,05 1,00 0,94 0,88 | 41 – 45 46 – 50 51 – 55 56 - 60 | 0,71 0,58 0,41 | 0,82 0,75 0,67 0,58 |
- Ductos y canalizaciones
Canalización: Es el sistema diseñado y empleado para contener (alojar) los conductores, mediante la utilización de ductos o tuberías.
Ducto: Cuerpo cilíndrico y cerrado, diseñado especialmente para que pasen por su interior los conductores.
Entre los principales tenemos: Tubos metálicos rígidos conocidos como tubos conduit. Tienen mayor resistencia mecánica a los golpes, conductividad eléctrica y resistencia térmica.
Tubos rígidos PVC: Son tubos elaborados en material no metálico a base de policloruro de vinilo. Se caracterizan por su peso liviano, fácil instalación, resistente a la corrosión, al impacto y al fuego, fácil alambrado por cuanto su superficie interior es totalmente lisa, además por la seguridad ya que es un magnífico aislante contra posibles descargas eléctricas y no es conductor, es económico especialmente por el ahorro de tiempo en la instalación y poco mantenimiento. Por estos aspectos es el empleado casi en un ciento por ciento en las instalaciones residenciales.
El PVC liviano: Se usa en lugares donde no hay riesgos de daño mecánico, especialmente en las paredes.
El PVC pesado: Se utiliza en las placas de concreto o donde hay posibilidad de daño mecánico, como pueden ser los pisos y se deben instalar a unos 46 cm de profundidad, protegidos por una capa de concreto que tenga por lo menos 5cm de espesor.
En instalaciones residenciales, los ductos deben ir incrustados o empotrados (salvo casos especiales), teniendo la precaución de que un tramo de canalización (espacio entre caja y caja) nuca tenga más de tres codos de 900.
Los ductos nunca deben tener un diámetro inferior a media pulgada.
Para telefonía, sonido, antenas de TV y timbres se permite el uso de tuberías menores de media pulgada, pero los conductores no pueden ocupar más del 40% del área total del ducto.
Para instalar el conductor de puesta a tierra debe utilizarse un conductor desnudo mínimo N014 AWG, que se conecta sólidamente a todas las cajas usadas en la instalación y también al tablero de distribución.
El diámetro de los tubos tiene que estar de acuerdo con el número de conductores que se introducirán en ellos:
NÚMERO MÁXIMO DE CONDUCTORES THW EN LOS TUBOS | |||||||||
CALIBREAWG | DIÁMETRO DEL TUBO O DUCTO | ||||||||
½” | ¾” | 1 ¼” | 1 ½” | 2 ½” | |||||
14 12 10 8 6 4 3 2 1 1/0 2/0 3/0 4/0 | 4 3 2 1 1 1 | 8 6 5 3 1 1 1 1 1 1 1 | 13 10 8 5 3 3 2 1 1 1 1 1 | 23 19 15 9 7 5 4 3 2 1 1 1 1 | 32 26 20 12 9 7 4 3 2 1 1 1 1 | 55 44 34 20 16 12 10 8 6 5 4 3 3 | 79 63 49 29 22 17 14 12 8 7 6 5 4 | 123 99 77 46 35 26 22 19 13 11 10 8 7 | |
Doblado de la tubería PVC:
Cuando no es posible utilizar las curvas de 900 y 450, sino que hay que curvar el tubo con un ángulo diferente, es necesario tener en cuenta:
- No calentar demasiado el tubo, ni aplicarle llama directamente.
- El calor se aplica alrededor del tubo y en forma uniforme.
- Hay que usar siempre un caucho dobla tubos, que tenga un diámetro de acuerdo al tubo que se va a doblar.
- Si no es posible conseguir el caucho, se puede rellenar el interior del tubo con arena, para evitar de esta manera arrugas, aplastamientos o reducción del diámetro interior.
- Para obtener que el calentamiento del tubo sea uniforme, se recomienda insertar el tubo PVC dentro de un tubo metálico, con un diámetro mucho mayor, el cual se coloca sobre la fuente de calor y se gira constantemente.
- Cuando el tubo esté lo suficientemente caliente se procede a realizar la curva, valiéndose de una horma y tensionado los extremos. Una vez curvado, se enfría el tubo usando un trapo mojado en agua fría.
- Acometida general: Parte de la instalación eléctrica que va desde la red de distribución hasta el contador eléctrico, ubicado en el predio del usuario.
Acometida aérea: Cuando las líneas de alimentación van por el aire, desde el poste de distribución hasta el soporte junto al cual se ubicará el tubo de la bajante que va al conductor.
Acometida Subterránea: Cuando las líneas de alimentación van por ducto y bajo tierra.
Acometida monofásica bifilar: Cuando la acometida está conformada por una fase (puede ser R,S o T) y el neutro. La tensión en los sistemas monofásicos es de 120V.
Se permite una acometida monofásica bifilar siempre y cuando la carga instalada no sobrepase los 9 KW.
El calibre de la fase y el neutro debe ser el mismo, y se calcula de acuerdo a la carga total instalada, teniendo en cuenta el factor de demanda, así como las tomas especiales para calefacción.
Ejercicio de aplicación:
¿Qué calibre deben tener los conductores usados en una acometida monofásica bifilar, si la carga instalada es de 7 KW y se dispone de una estufa de 1.500W a 115V, siendo el factor de potencia 1?
Carga en funcionamiento:
Estufa 1.500W (100%) I= P / Ex cosf
Primeros 3.000W 3.000W (100%) I= 5.375W / 115V x 1
Resto: 2.500W 875W (35%)
Total de la carga 5.375W I= 46,74A
Como la I es de 46,74A el calibre requerido es el N08 AWG, con aislamiento THW, que soporta hasta 50A. (Se toma en cuenta este calibre ya que, aún cuando la acometida sea aérea, tendremos por lo menos un tramo por ducto).
Acometida monofásica trifilar: Cuando la acometida está conformada por dos fases y el neutro, derivados de un transformador, donde el neutro es el punto medio del secundario. Se dispone de dos tensiones diferentes: tensión de fase y tensión de línea. Su uso se reduce prácticamente a las zonas rurales, cuando se tienen estos transformadores.
Se permite una acometida monofásica trifilar si la carga instalada no sobrepasa los 9KW.
El calibre de los conductores de fase (menor que en el sistema monofásico bifilar) se calcula de acuerdo a la carga total instalada, teniendo en cuenta: Carga por fases, tomas especiales (calefacción), factor de demanda, factores de corrección (temperatura y número de conductores por ducto).
El calibre del conductor neutro (de menor calibre que el de la fase) se calcula según la diferencia de intensidades que circule por cada una de las fases.
Ejercicio de aplicación:
Calcular el calibre de los conductores de acometida de una residencia en la cual se instalarán los siguientes elementos:
1 estufa de 4.500W a 220V 1 greca de 500W a 110V
1 calentador de agua de 1.500W a 220V 1 nevera de 350W a 110V
1 plancha de 900W a 110V 1 TV a 150W a 110V
Carga total instalada = 8.900W
Corriente (I1) que circula por L1:
I1= 400W+150W+900W / 110V + 4.500W + 1.500W / 220V
I1= 13,18A + 27,27 A
I1= 40,45A
Corriente (I2) que circula por L2:
I2= 600W + 350W + 500W / 110V + 4.500W + 1.500 / 220V
I2= 13,18A + 27, 27 A
I2= 40,45A
Corriente (In) que circula por el neutro:
In= I1 – I2 In= 40,45A - 40,45A
In= 0A
De acuerdo a las intensidades obtenidas, con los cálculos anteriores, deberían elegirse los siguientes conductores:
Fases: Alambre THW calibre N08 AWG
Neutro: Alambre de un calibre muy pequeño
Pero si se toma en cuenta el factor de demanda, el cálculo se debe realizar de siguiente manera:
Carga en funcionamiento:
Elementos de calefacción = 6.000 W
Primeros 3.500 W 2.625W (75%)
Resto 2.500W 1.625W (65%)
Iluminación y electrodomésticos menores 8.900W (100%)
Carga total que se toma en cuenta 7.150W
Cálculo de las intensidades:
FASES: I= P/EL I= 7.150W
220 V
I= 32,5A
Para esta intensidad se debe emplear alambre THW calibre N010 AWG, que tiene capacidad para transportar hasta 35A.
Neutro: Teóricamente la intensidad, a plena carga, sería 0, pero como no se sabe cuándo estará más o menos cargado, normalmente se usa un número menos que las fases, por lo cual en este caso se elige alambre THW calibre N012 AWG.
Como las cargas son relativamente pequeñas, es más conveniente realizar el cálculo sobre una demanda del 100% para todos los elementos, tanto más que en la actualidad el uso de electrodomésticos es cada vez mayor. En consecuencia el cálculo quedaría así:
Carga instalada = Carga en funcionamiento = 8.900 W
I = P/EL I = 8.900 W / 220V I = 40, 45A
Como la intensidad no sobrepasa los 50ª se empleará alambre THW calibre N08 AWG para las fases y N010 AWG para el neutro.
Acometida trifásica tetrafilar: Cuando la acometida está conformada por las tres fases (R,S o T) y el neutro.
En estos casos se dispone de dos tensiones: La tensión de línea (208V) y la tensión de fase (120V).
Este sistema se usa cuando la carga instalada supera los 9KW, teniendo en cuenta lo siguiente:
Si la carga está entre 9 y 25KW la acometida puede ser aérea.
Si la carga es mayor de 25KW la acometida debe ser subterránea.
El calibre mínimo de los conductores de fase, si se usa alambre THW debe ser el N08 AWG. Por su parte el conductor neutro puede ser uno o dos números inferior al de las fases.
El cálculo de los conductores de fase se realiza teniendo en cuenta los factores de demanda, temperatura y caída de tensión.
Tabla con la potencia aproximada de algunos electrodomésticos de mayor uso:
Aspiradora 600W
Batidora 300W
Brilladora 400W
Cafetera 800W
Calentador de agua 1.500W
Congelador 800W
Estufa integral 8.500W
Horno 3.000W
Lavadora de ropa 600W
Lavaplatos 1.200W
Licuadora 350W
Máquina de coser 100W
Nevera 300W
Plancha 1.000W
Secador de pelo 1.000W
Secadora de ropa 4.000W
TV 350W
Ventilador 250W
Waflera 1.200W
Ejercicio de aplicación:
Calcular el calibre de los conductores de acometida de una residencia unifamiliar, si la tensión de línea es de 208V, la temperatura ambiente de 350C , el factor de potencia 0,95 y en la cual se instalarán los siguientes elementos:
1 estufa 6.000W 1 nevera 300W
1 horno 3.000W 3 televisores 1.000W 1 calentador de agua 1.500W 15 bombillos 1.500W
1 plancha 1.000W 20 tomacorrientes 4.000W 1 waflera 900W Otros 2.000W
Carga total instalada= 21.200W
Carga utilizada o en funcionamiento:
Elementos de calefacción mayores (estufa, horno y calentador) = 10.500W
Primeros 3.500W 2.450W(70%)
Resto 7.000W 3.850W (55%)
Alumbrado y electrodomésticos menores = 10.700W
Primeros 3.000W 3.000W (100%)
Resto 7.700W 2.695W (35%)
Potencia total instalada que se toma en cuenta 11.995W
I = P / x E x cosf I= 11.995W / 1.73 x 208V x 0.95 I = 35,09A
Para 35,09A se necesitarían conductores de fase THW calibre N08 AWG. Pero como se tiene una temperatura de 350C aplicamos el factor de corrección, correspondiente a esta temperatura, a la intensidad máxima que puede transportar este conductor:
50A x 0,94 = 47A Como este valor está por encima de la corriente requerida (35,09A), el conductor elegido es correcto.
Para el conductor neutro es suficiente el conductor THW calibre N010 AWG.
- Factor de demanda: Porcentaje de la carga que se considera estará en funcionamiento, con relación a la carga total instalada. Está dada por las siguientes tablas:
FACTOR DE DEMANDA PARA ALUMBRADO Y UTENSILIOS MENORES EN % | ||
Tipo de edificación | Carga total instalada en W | Factor en % |
Casas unifamiliares | Primeros 3.000 Sobre los 3.000 | 100 35 |
Casas multifamiliares | Primeros 3.000 Entre 3.000 y 120.000 Sobre 120.000 | 100 35 25 |
Oficinas y locales comerciales | Primeros 20.000 Sobre 20.000 | 100 50 |
Escuelas | Primeros 15.000 Sobre 15.000 | 100 50 |
FACTORES DE DEMANDA PARA ESTUFAS Y ELECTRODOMÉSTICOS MAYORES EN % | |||||
Cantidad | Entre 1.5 y 3,5 KW | Entre 3.5 y 8,5 KW | cantidad | Entre 1.5 y 3,5 KW | Entre 3.5 y 8,5 KW |
1 2 3 4 5 | 80 75 70 66 62 | 80 65 55 50 45 | 6 7 8 9 10 | 59 56 53 51 49 | 43 40 39 35 43 |
- Circuitos ramales: Llamados también circuitos parciales. Son parte de la instalación eléctrica de una residencia que va desde el tablero de distribución hasta las cajas de salida.
Se clasifican en:
Circuitos de Alumbrado: Sirven para alimentar los elementos de iluminación (bombillos y lámparas en general) y los tomacorrientes normales (para lámparas portátiles y electrodomésticos menores como radios, televisores, nevera, licuadora, etc.)
Circuitos de Calefacción: En los cuales se pueden conectar especialmente elementos de calefacción (como estufas, calentadores y otros electrodomésticos mayores), y las llamadas tomas especiales.
Circuitos de fuerza motriz: En instalaciones residenciales se usan estos circuitos cuando es necesario emplear motores para máquinas de potencias apreciables, por lo cual su uso es bastante restringido.
Forma de distribuirlos:
Existen muchas formas de realizar la distribución de los circuitos parciales o ramales a partir del contador o totalizador y que obedecen a las necesidades específicas de una instalación.
Así: Sistema monofásico bifilar (±4,5KW)
Componentes del circuito:
- Acometida general
- Contador monofásico
- 1 acometida parcial
- 1 totalizador
- 1 tablero de distribución
- 3 circuitos ramales
Sistema monofásico bifilar (±7KW)
Componentes del circuito:
- Acometida general
- Contador monofásico
- 1 acometida parcial
- 1 totalizador
- 2 tableros de distribución: 1 para 3 circuitos y uno para 2 circuitos
Sistema trifásico tetrafilar (±10KW)
- Acometida general
- Contador trifásico
- 1 acometida parcial
- 1 totalizador
- 1 tablero de distribución para 5 circuitos
Características en la distribución de los circuitos ramales:
Para que la distribución de los circuitos ramales quede correcta, es necesario tomar en cuenta lo siguiente:
- Eficiencia: Tener en cuenta la carga que se ha de instalar, de tal manera que se realice una distribución equilibrada (las fases deben quedar en lo posible con cargas iguales).
- Economía: La distribución se hará de tal manera que se empleen los elementos adecuados y estrictamente necesarios.
- Seguridad: El uso correcto de los componentes garantiza la seguridad no sólo de las personas, sino también de los mismos componentes y de la edificación en sí.
- Funcionalidad y facilidad de operación: Una buena distribución supone un estudio de la función de cada circuito, así como de la ubicación de los diferentes elementos empleados en el mismo.
Cuadro de cargas:
Es un cuadro en el cual se señalan los diferentes circuitos ramales con las correspondientes cargas que lo componen, así como la potencia total, fases y protección de cada uno de ellos. Este cuadro debe incluirse en los planos eléctricos.
Para su realización hay que tener presente los siguientes aspectos:
- Los circuitos ramales normales no deben superar los 1.000W
- En sistemas monofásicos, no se pueden tener menos de 9 circuitos cuando la carga total instalada es la máxima, es decir 9KW.
- Por esta razón comercialmente se encuentran cajas de distribución monofásicas únicamente hasta 12 circuitos. A partir de ese número solamente se encuentran cajas trifásicas.
- Las tomas especiales (para estufas, calentadores, etc.) deben constituir circuitos ramales independientes.
- En los sistemas trifásicos tetrafilares, los circuitos ramales deben distribuirse de tal manera que las tres fases queden en lo posible equilibradas (normalmente no se permiten desequilibrios mayores del 5%).
Cuadro de cargas para un sistema monofásico bifilar:
En forma práctica veamos cómo se diseña un cuadro de cargas, así como los demás cálculos y aplicaciones que se deducen, para instalar en una residencia los siguientes elementos, a 120V: 12 bombillos de 100W, 4 bombillos de 60W, 12 tomas normales para 200W, 1 toma especial para 1.500W y 1 toma especial para 2.200W
CIRCUITO N0 | 100W | 60W | 200W | 1.500W | 2.200W | TOTAL W | TOTAL A | BREKER O TACO |
1 | 3 | 1 | 3 | 960 | 8 | 15A | ||
2 | 3 | 1 | 3 | 960 | 8 | 15A | ||
3 | 3 | 1 | 3 | 960 | 8 | 15A | ||
4 | 3 | 1 | 3 | 960 | 8 | 15A | ||
5 | 1 | 1.500 | 12,5 | 15A | ||||
6 | 1 | 2.200 | 18,3 | 15A | ||||
TOTAL | 12 | 4 | 12 | 1 | 1 | 7.540 | 62,8 | 15A |
Cálculo de los conductores de acometida:
Carga en funcionamiento (7.540W):
Tomas especiales 2.775W (75%)
Iluminación:
Primeros 3.000W 3.000W (100%)
Resto 840W 294W (35%)
Total de la carga que se considera 6.069W
I = P / E I = 6.069W / 120V I = 50,58A
- Para transportar los 50,58A se requieren conductores (para fase y neutro) THW calibre N06 AWG (si es por ducto) o bien THW calibre N08 AWG (si es aérea).
- Diámetro del ducto para la acometida: 1”
- Contador: Monofásico para 15 ó 20A
- Totalizador: Capacitado para 60A
- Caja de distribución: Caja para 6 circuitos
- Automáticos: 5 automáticos para 15ª y 1 automático para 20A
- Conductores para los circuitos ramales: THW N012 AWG
- Diámetro de los ductos para los circuitos ramales: de ½ “
Cuadro de cargas para un sistema trifásico tetrafilar:
Para la instalación eléctrica de una residencia que tiene los siguientes elementos:
- 16 bombillos de 100W cada uno y a 120V
- 16 tomas normales para 200W y 120V cada uno
- 2 tomas especiales para 1.000W y 120V
- 1 estufa trifásica para 6.000W y 208V
- 1 calentador de agua para 1.500W y 208V
CIRCUITO N0 | 100W | 200W | 1.000W | 1.500W | 6.000W | TOTAL W | TOTAL A | FASES | BREKER O TACO |
1 | 1 | 6.000 | 16,67 | L1-L2-L3 | 3X20A | ||||
2 | 1 | 1.500 | 5,12 | L1-L2 | 2X15A | ||||
3 | 1 | 1.000 | 8,33 | L3 | 15A | ||||
4 | 1 | 1.000 | 8,33 | L1 | 15A | ||||
5 | 2 | 4 | 1.000 | 8,33 | L2 | 15A | |||
6 | 2 | 4 | 1.000 | 8,33 | L3 | 15A | |||
7 | 5 | 2 | 900 | 7,50 | L1 | 15A | |||
8 | 3 | 3 | 900 | 7,50 | L2 | 15A | |||
9 | 4 | 3 | 1.000 | 8,33 | L3 | 15A | |||
TOTAL | 16 | 16 | 2 | 1 | 1 | 14.300 | 78,44 |
Carga por fase Diferencia de fases
Fase L1 = 9.400W L1 – L2 = 0W
Fase L2 = 9.400W L1 – L3 = 400W
Fase L3 = 9.000W L2 – L3 = 400W
Cálculo del desequilibrio de fases en %:
L1 – L2 = 100% x 0W / 9.400W = 0% fases equilibradas
L1 – L3 = 100% x 400W / 9.400W = 4,26% desequilibrio de fases aceptable, por ser menos del 5%
Cálculo de los conductores de acometida:
Carga en funcionamiento:
Calefacción (9.500W)
Primeros 3.500W 2.310W (66%)
Resto 5.000W 3.000W (50%)
Iluminación (4.800W)
Primeros 3.000W 3.000W (100%)
Resto 1.800W 630W (35%)
Total de la carga utilizada 8.940W
I = P / x E I = 8.940W / 1.73 x 208V I = 24,84A
- De acuerdo con la corriente calculada, los conductores de acometida serían: Tres conductores para las fases THW calibre N010 AWG y un conductor para el neutro THW calibre N012 AWG.
- Sin embargo, de acuerdo a las normas técnicas vigentes para los sistemas trifásicos tetrafilares, el calibre será el N08 AWG para las fases, y el calibre N010 AWG para el neutro ( que son calibres mínimos permitidos).
- Contador: Contador trifásico de 3 x 20A
- Diámetro de ducto de acometida: 1” (mínimo permitido)
- Totalizador: capacitado para 30A
- Caja de distribución: Caja tirfásica para 12 circuitos
- Automáticos: 3 automáticos para 20A y 9 automático para 15A
- Conductores para los circuitos ramales: TWH N0 12 AWG
- Diámetro de los ductos para los circuitos ramales: De ½” y ¾”
- Esquemas eléctricos:
Es la representación gráfica de un circuito o instalación eléctrica, en la que van indicadas las relaciones mutuas que existen entre sus diferentes elementos, así como los sistemas que los interconectan.
Para su representación se emplean básicamente:
Símbolos: Representan los aparatos y elementos (interruptores, bombillos, tomacorrientes, etc.) que se emplean en una instalación.
Trazos: Líneas que indican conductores eléctricos y/o ductos que interconectan los diferentes elementos de una instalación eléctrica. Cuando el trazo está hecho con línea punteada y curva indica control o dependencia entre dichos elementos.
Marcas e índices: Son letras y números que se emplean para identificar plenamente un símbolo.
Plano eléctrico:
Nombre específico que se da a los esquemas eléctricos realizados sobre un plano arquitectónico. Es un conjunto de símbolos mediante los cuales se señalan e interpretan las necesidades del usuario.
Deben figurar la cantidad, tipo y distribución de todos los componentes usados en la instalación (ductos, conductores, cajas, interruptores, etc.), así como el control.
Un plano debe ser elaborado en forma nítida y clara, de manera que pueda ser interpretado correctamente por cualquier técnico electricista.
En instalaciones residenciales se denomina “punto” el sitio donde se toma la corriente para alimentar un aparato o equipo eléctrico (tomacorrientes, lámparas, electrodomésticos, etc.).
Clases de esquemas:
Esquema Multifilar o General de Conexiones: Esquema en el que se representan todos los elementos y conductores, dispuestos según su posición real, con las conexiones a realizar entre ellos, de tal manera que la representación gráfica proporciona una imagen clara del conexionado. Tiene un uso limitado en instalaciones residenciales.
Esquema Unifilar: Esquema más simple, ya que en el se emplea solamente un trazo, que en realidad representa el ducto.
Los conductores que van por el interior del ducto se representan mediante pequeñas líneas oblícuas (tantas líneas cuanto conductores vayan), que cortan el trazo único.
Todos los elementos del esquema se ubican según su posición real.
En estos esquemas es necesario añadir una información complementaria, colocada junto al trazo:
- Indicación del diámetro del ducto, por ejemplo ½”
- Indicación del calibre de los conductores, por ejemplo # 12
- Es conveniente agrupar las líneas que indican las fases y dejar un poco separada la línea que indica el conductor neutro.
- Cuando los datos de información de ductos y/o conductores es la misma en todo el plano, o prima uno de ellos, se puede simplificar dicha información mediante una nota al pie del esquema.
Esquema de Funcionamiento o Desarrollado: Es un esquema muy simple, orientado específicamente a dar una idea clara del funcionamiento del circuito en cuanto a su principio esencial.
Esquema de Situación o Plano de la Instalación : Nombre dado cuando el esquema unifilar se ubica en un plano arquitectónico. No se puede considerar como un plano eléctrico, sino como una base o requisito para realizar sobre él el plano de la instalación eléctrica. Por este motivo en el plano arquitectónico utilizado deben eliminarse todos aquellos trazos que no sean estrictamente necesarios, de tal manera que el plano eléctrico resulte claro para su lectura e interpretación.
Esquema del Cuadro de Protecciones: Es el esquema de la instalación, que se reduce estrictamente al tablero de distribución, donde se encuentran los elementos de protección (tacos) con sus respectivos valores y nombres del circuito que protegen.
ELABORACIÓN DE LOS PLANOS ELÉCTRICOS DE UNA RESIDENCIA
1. Proceso para el diseño de una instalación
- Localizar, sobre el plano arquitectónico, la ubicación de las salidas para lámparas, interruptores y tomacorrientes.
- Localizar las salidas para timbres, pulsadores, salidas para teléfono y antena de TV.
- Determinar y ubicar las salidas para tomas especiales (para estufas, calentadores de agua, etc.)
- Determinar los circuitos ramales con capacidad máxima de 1.000W.
- Localizar el contador y el tablero de distribución.
- Determinar el calibre de los conductores, tanto de acometida, como de los circuitos ramales.
- Ubicar los ductos y determinar sus calibres.
2. Elaboración del plano eléctrico
- Elaboración del cuadro de cargas.
- Diseño del esquema unifilar, indicando el calibre de los conductores y el diámetro de los ductos.
- Indicación del control o dependencia entre luminarias e interruptores.
- Diagrama vertical de bloques de la instalación hasta los circuitos ramales.
- Relación de símbolos y convenciones.
- Indicación, en la leyenda o rótulo del plano, de los siguientes datos: Nombre del propietario, nombre del constructor, nombre del electricista responsable, así como su número de registro, firma responsable de la instalación eléctrica, ubicación de la obra, escala del plano y fecha de elaboración del mismo.
3. Pruebas de la instalación
- Prueba de la puesta a tierra: Esta prueba se realiza con el medidor de tierra, el cual debe indicar máximo 25 ohmios, aún cuando lo ideal es que sea de 10 ohmios e incluso menos.
- Prueba de continuidad de conducción entre cajas y entre éstas y la puesta a tierra (tomada en la caja de distribución).
- Prueba de aislamiento entre conductores y entre conductores y ductos (si son metálicos) y las cajas.
Esta última prueba se realiza con el megger, tratando en lo posible de que las cargas no estén conectadas, y de acuerdo a la siguiente tabla:
Calibre del conductor | aislamiento | Capacidad de conducción |
14 - 12 AWG 10 – 8 AWG 6 – 2 AWG Mayor de 2 AWG | 1.000.000W 250.000W 100.000W 50.000W | 15- 20A 25 – 50A 50 – 100A 100 – 200A |
Solamente cuando se hayan realizado satisfactoriamente todas estas pruebas se energizarán los diferentes circuitos, con sus correspondientes cargas, para poder comprobar toda la instalación.
EJERCICIO DE APLICACIÓN:
Calcular el calibre de los conductores de acometida de una residencia unifamiliar, diseño de los esquemas de ubicación y multifilar, plano eléctrico, cálculos, cuadros de cargas para un sistema trifásico tetrafilar. Si la tensión de línea es de 208V, la temperatura ambiente de 260C , el factor de potencia 0,95 y en la cual se instalarán los siguientes elementos:
1 estufa trifásica 6.000W 3 televisores 1.000W
1 brilladora 400W 1 calentador de agua 1.500W
1 cafetera 800W 1 lavadora de ropa 600W
1 licuadora 350W 1 plancha 1.000W
1 nevera 300W 1 secador de pelo 1.000W
28 bombillos 2.800W 22 tomacorrientes 4.400W
1 horno 3.000W
2 tomas especiales para 1.000W
1 toma especial para 6.000W
DISTRIBUCIÓN DE LOS ELEMENTOS EN UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA
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