Taller de Tecnologia Electrica II[1] Apuntes - Copia - Copia

REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DE EDUCACIN SUPERIOR

I N S T I T U T O U N I V E R S I T A R I O E X P E R I M E N T A L D E T E C N O L O G A L A V I C T O R I A

LA VICTORIA- ESTADO ARAGUA

CANALIZACIONES ELCTRICAS RESIDENCIALES

TRABAJO DE ASCENSO PRESENTADO ANTE EL CONSEJO DIRECTIVO DEL INSTITUTO UNIVERSITARIO EXPERIMENTAL

DE TECNOLOGA LA VICTORIA, PARA OPTAR A LA CATEGORA ACADEMICA AUXILIAR DOCENTE III

Autor: ngel Lizcano

La Victoria 11 de Noviembre de 2005




DEDICATORIA

A Dios Todopoderoso por darme el don de la vida.

A mi esposa por ser columna de apoyo en mi vida profesional




INTRODUCCIN

Los planes de estudio de las Escuelas Tcnicas, del Instituto Nacional de Cooperacin Educativa (INCE) y los Institutos Universitarios de Tecnologa (IUT) estn enfocados a la capacitacin tcnica de sus estudiantes. Por ello se requiere el desarrollo de habilidades y destrezas para el desempeo laboral por medio de planes de formacin basados en talleres, donde el estudiante adquiere el conocimiento ejecutando una serie de actividades de tipo prctico.

En estas instituciones se evidencia una escasa informacin que permita conciliar el marco conceptual con otros puntos de inters tales como: manejo de informacin tcnica de productos y equipos comerciales, normas industriales venezolanas (COVENIN) y normas de seguridad industrial, entre otros. El tema de las canalizaciones elctricas residenciales es un tema comn en instituciones de educacin tcnica de la regin, pero confronta este inconveniente. Con la intencin de realizar un aporte intelectual, en tal sentido se plantea la realizacin de este trabajo que estudie el tpico de manera detallada, que se convierta en un texto de consulta til, sencillo, con un alto contenido prctico y centrado en las normas nacionales.

Analizando la trascendencia de lo expuesto anteriormente, se comprende la necesidad de enrumbar las instituciones educativas del estado y sus procesos de enseanza a la realidad prctica que satisfaga la demanda de todas las actividades productivas del quehacer humano. Ello implica la enseanza de la normalizacin y su influencia directa sobre los avances tecnolgicos con la responsabilidad que ameritan estos procesos, de manera que se pueda ofrecer egresados con conocimientos y capacidades laborales y con manejo de la normalizacin establecida para las reas tcnicas.




El marco de este trabajo se circunscribe al tema de canalizaciones elctricas residenciales unifamiliar. Es decir se tratarn todos los aspectos relacionados con clculo, instalacin, seguridad, funcionamiento y dibujo de instalaciones elctricas, desde el punto de medicin hacia dentro. No se abarcar el tema de clculo y seleccin de la acometida debido a que requiere de algunos conocimientos estadsticos que no estn dentro del alcance de este libro.

Con la publicacin de este libro se pretende dar un paso hacia la necesaria integracin entre las distintas instituciones educativas de carcter tcnico que hacen vida en la regin central, a fin de lograr unificar esfuerzos para formar profesionales con un alto desempeo laboral y con excelentes conocimientos de las normas industriales.




INDICE

INTRODUCCIN CAPITULO I. DEFINICIONES GENERALES

Normas Bsicas de Seguridad . 1 Conductores Elctricos.6 Canalizaciones Elctricas12 Protecciones Elctricas17

Herramientas..24

CAPITULO II. INSTALACION ELECTRICA RESIDENCIAL UNIFAMILIAR. Circuitos Ramales.33 Tablero Principal..51 Alimentador Principal..52 Sistema de Aterramiento..53 Medidor o Contador de Energa Elctrica.54 Acometida Elctrica ..62

CAPITULO III. PLANOS ELECTRICOS RESIDENCIALES. Recomendaciones..66 Pasos para la Proyeccin de un Plano Elctrico 69 Smbolos y Tablas. 78




CAPITULO 1 DEFINICIONES GENERALES

SEGURIDAD.

La electricidad proporciona bienestar y comodidad cuando se usa adecuadamente. Pero su manipulacin tiene una serie de riesgos asociados, por ello se debe tener seguridad al realizar cualquier trabajo de electricidad. Para ello se deben seguir normas bsicas, tener conocimientos profesionales del rea y sentido comn. En electricidad no se puede estar cometiendo errores, ni improvisar, ni tomar decisiones temerarias, ya que se compromete no slo la propia integridad fsica, sino que tambin puede afectar a otras personas y el sitio donde se desarrolla la actividad.

La mayora de los accidentes que se producen al manipular electricidad se deben a la imprudencia y al desconocimiento de normas bsicas de seguridad. A continuacin se exponen una serie de reglas y recomendaciones. Si se aplican correctamente se pueden evitar accidentes, si se omiten puede haber riesgo de quemaduras, descargas elctricas, incendios y otras calamidades.

1) Lo primero antes de realizar cualquier trabajo es ubicar el sitio donde esta el medio de desconexin del circuito o aparato. Una vez desconectado un circuito se debe prevenir que nadie pueda volver a conectarlo. Si el medio de desconexin usa fusibles gurdelos y si es un interruptor coloque una etiqueta de prevencin.

Fig. 1

2) Verifique con la ayuda de un multmetro y un probador de fase que el circuito esta desenergizado antes de manipular. Nunca asuma por cierto lo que parece obvio, como por ejemplo: al bajar el interruptor del circuito no hay tensin, ya que puede estar interrumpido el neutro y no la fase o puede existir una falla de aterramiento que introduce niveles considerables de tensin en el conductor de neutro.




No use las manos para probar la presencia de tensin.

Fig. 2

3) Antes de trabajar especficamente en un artefacto elctrico, desenchufe el mismo. Para ello jale la clavija y no el cable, si jala el cable puede haber riesgo de cortocircuito o deterioro del cable.

4) Si se tienen conductores o partes defectuosas en un sistema elctrico sustityalas inmediatamente, no lo deje para maa, puede ser tarde.

5) Se debe garantizar un buen aislamiento elctrico de la persona respecto a tierra. Para trabajar en instalaciones elctricas use zapatos de seguridad con aislamiento elctrico (suela de goma).

Fig. 3 Aislamiento al Realizar Trabajos de Electricidad




6) Tenga especial cuidado al trabajar en zonas hmedas o cuando esta hmedo su cuerpo, ya que esto reduce la resistencia elctrica de la piel y favorece la circulacin de corriente. 7) Trabajar con herramientas apropiadas para los trabajos de electricidad, con mangos aislantes: como destornilladores, alicates, pinzas, entre otros. Mantenga las herramientas en buen estado, no trabaje con herramientas con desgaste en los medios de aislamiento o con defectos mecnicos.

Evite pelar cable con los dientes Use la herramienta adecuada

Fig. 4 Uso de las Herramientas

8) Evite el uso de anillos, cadenas, pulseras y otros accesorios metlicos mientras realiza trabajos de electricidad. No use prendas que puedan enredarse. Si usa cabello largo recjaselo.

Accidente por no seguir reglas Se evitan accidentes si se trabaja con seguridad

Fig. 6




9) El conductor de proteccin (Tierra) no debe ser desconectado, eliminado o usado para otros fines. En tal sentido los artefactos como: secadoras, cocinas elctricas, aparatos de aire acondicionado, entre otros deben tener conexin de tierra.. Recuerda que un conductor de tierra protege a las personas de recibir descargas elctricas.

Fig. 7 Importancia de la Conexin de Tierra

10) No rompa reglas de seguridad de la instalacin, no haga trampas como; colocar un fusible de mayor amperaje o colocar un hilo conductor en su lugar.

Fig. 8 Fusible Puenteado




11) La carcasa de los motores debe estar conectada a tierra. 12) No utilice agua para combatir incendios de origen elctrico. Use extintores de incendio apropiados preferiblemente de anhdrido carbnico.

Fig. 9 Riesgo de Muerte por Imprudencia

13) No intente trabajar con equipos peligrosos o circuitos complicados hasta no estar seguro de cmo funcionan y haya localizado los puntos potenciales de peligro. 14) Preste especial atencin a los avisos de seguridad antes de realizar cualquier trabajo.

Riesgos Elctricos.

Para las Instalaciones

En cuanto a riesgo de incendio de origen elctrico las causas ms comunes son:

Calentamiento excesivo de las instalaciones debido a consumos superiores a lo normal o por malos contactos entre piezas mviles.

Cortocircuito por contacto entre fases distintas, fase neutro o fase tierra. Una intensidad superior a 300 mA puede colocar incandescente dos piezas metlicas que se toquen accidentalmente.




La Electricidad y el Cuerpo Humano.

El cuerpo humano se comporta como una resistencia elctrica variable en funcin a mltiples circunstancias como: la edad, sexo, estado de salud, entre otros. Por tanto al recibir una descarga elctrica circula una intensidad de corriente a travs del cuerpo. Dependiendo del recorrido de la misma y del valor suele causar daos de mayor o menor magnitud. Desde un simple hormigueo, quemaduras y hasta la muerte.

A continuacin se presenta una tabla donde se establece relacin entre la intensidad de corriente y los daos ocasionados.

Tabla 1 Intensidad (mA)

Daos

1 a 2 Cosquilleo 9 Contraccin muscular, se puede despegar 10 Soportable 15 Msculos agarrotados, tetanizacin 25 Tetanizacin muscular del trax, asfixia si no se corta 50 Fibrilacin ventricular del corazn (infarto) 1000 Muerte segura

CONDUCTORES ELCTRICOS

Son los elementos encargados de transportar la energa a cada una de los posibles puntos de utilizacin.

Los materiales ms usados para fabricar conductores elctricos son el Cobre (Cu) y el Aluminio (Al). El Cobre es 16% ms conductor que el Aluminio y tiene mayor resistencia mecnica. Por esta razn es ms usado, aun cuando el Aluminio es menos pesado, ms flexible y ms econmico.

Para lograr que los conductores de Cobre (Cu), sean manejables se construyen conductores trenzados, en lugar de conductores slidos. El rea de estos conductores trenzados es equivalente a la de un conductor slido. Caractersticas de los Conductores usados en canalizaciones elctricas residenciales e industriales.




Los conductores se designan por una sigla que indica el tipo de aislamiento, un numero (el cual esta relacionado con su seccin transversal), luego por una sigla que indica el mtodo de medicin.

Mtodo de Medicin y Calibre.

Los cables usados instalaciones elctricas residenciales son de forma circular y trenzados (varios alambres enrollados helicoidalmente). Para indicar la seccin transversal se utiliza un nmero, el cual depende directamente del rea del conductor y del sistema de medicin usado.

Sistema AWG (American Wire Gage).

Este sistema se basa en un instrumento de medicin denominado Galga de Medicin de conductores.

Fig 10. Galga para medicin de conductores elctricos Como se observa en la figura 10 para medir, se procede a quitar al conductor todo

tipo de aislamiento. Una vez el conductor desnudo se presente en la Galga , en la ranura externa (no en la parte circular), por la ranura que pase justo el conductor, ese es el numero que le corresponde.




Por medio este sistema se pueden medir conductores desde el calibre 36 (0.127 mm2 de seccin) hasta calibre 0 ( 1/0 53,49 mm2 ) . Pero por razones de fabricacin se tiene hasta el 0000 (4/0 107,2 mm2 de seccin), siendo este el ms grueso. Como se aprecia a medida que se aumenta el calibre , la seccin transversal disminuye.

El cable trenzado se fabrica hasta calibre 22 y los calibres impares no son comerciales, para cables de transporte de energa.

Sistema Circular Mil (CM).

Para conductores de rea mayor al 4/0, se utiliza una unidad denominada Circular Mil. El Circular Mil se define como el rea de una circunferencia cuyo dimetro es un

milsima de pulgada.

4

22 drCM == pipi

1CM=0,78539x10-6 pulg2

Fig 11. Definicin de Circular Mil (CM)

Haciendo una conversin se tiene que 1CM = 5,064506x10-4 mm2. Se puede apreciar claramente que el CM es una unidad muy pequea, por lo tanto es necesario trabajar con una unidad mltiplo como el kCM = 103 CM (antiguamente conocido como MCM). En este sistema el calibre ms pequeo es 250 kCM (127 mm2 de seccin) y el calibre comercial ms grande es de 500 kCM ( mm2 de seccin).




Tipo de Aislamiento. TW cable formado por un conductor de cobre, con un a cubierta de termoplstico de

Cloruro de Polivinilo (PVC), el cual sopota una temperatura de 60C y es resistente a la humedad.

Se usa en instalaciones interiores y exteriores de baja tensin, al aire o enterrado en ductos. Este cable esta aislado hasta 600 V. En la actualidad se consigue en calibres desde 14 hasta el 4 AWG de varios hilos y 14 hasta el 8 AWG slido.

TF de caractersticas similares al TW, pero la diferencia es el calibre, que va desde 16 a 20 AWG. Se usa en instalaciones de alumbrado.

THW cable formado por un conductor de cobre de varios hilos, con un a cubierta de termoplstico de Cloruro de Polivinilo (PVC), el cual sopota una temperatura de 75C y es resistente a la humedad. Se usa en instalaciones interiores y exteriores de baja tensin, hasta 600 V. El cable es bastante resistente al calor. Comercialmente se encuentran en calibres desde el 14 AWG hasta el 500 kCM.

TTU cables formados por un conductor de cobre, con doble aislamiento, uno interno de polietileno y una chaqueta externa de PVC. Soporta temperaturas de hasta 90 C. Se usa mayormente en distribucin subterrnea.

Comercialmente se encuentran en calibres desde el 14 AWG hasta el 500 kCM.




Fig 12 Tipo de aislamiento de cables trenzados de un solo conductor. En cuanto a los conductores flexibles o cordones a nivel residencial los ms usados

son:

SPT : Cordn paralelo con aislamiento plstico. El conductor es de alambre fino trenzado, se consigue comercialmente desde el nmero 16 al 10. Se utiliza para realizar extensiones a equipos elctricos de bajo consumo y en instalaciones elctricas no empotradas.

ST : Cordn de trabajo pesado utilizado en extensiones para equipos fijos o porttiles. Es resistente a la humedad y se fabrica con dos o ms conductores.

Fig 13. Aislamiento de cables de dos o ms conductores.




Capacidad de Corriente.

La capacidad de manejo de corriente de un cable es el valor nominal de corriente que puede conducir en forma permanente, sin sufrir daos el aislante por calentamiento. En la tabla 3 (anexos) se muestran los valores de corriente para temperatura ambiente 30 C. Para otras temperaturas se debe usar un factor de correccin, ya que a mayores temperaturas la capacidad de corriente, se reduce en los cables.

Para realizar la correccin de capacidad de corriente en funcin de la temperatura se utiliza la siguiente ecuacin:

FCINTI =)(

IN capacidad de corriente a 30 C FC factor de correccin I(T) es la capacidad de corriente a la nueva temperatura T.

Ejemplo 1. Se tiene un conductorTW,calibre 12 AWG Cu, a 30 C y se requiere hacer una

correccin para conocer su capacidad de corriente a 40 C. FCINCI =)40( FC = 0,82 para 40 C (Tabla 3)

ACI 82,020)40( = ACI 4,16)40( =

Ejemplo 2. Un conductor THW, calibre 250 kCM Cu, se instala cerca de un horno donde la

temperatura ambiente es 55 C Determinar cul es la capacidad de corriente?

FCINCI =)55( FC = 0,67 para 55C (Tabla 3) ACI 67,0255)55( = ACI 85,170)55( =




El Limite de Tensin: en el caso de instalaciones elctricas residenciales es 600 V. Este valor indica que el fabricante garantiza un asilamiento elctrico hasta 600 V.

Mxima Cada de Voltaje: es la cada de voltaje que produce la corriente al pasar a travs del conductor. Este factor depende de la corriente que circula, del calibre del conductor y de la longitud del conductor. En Venezuela para instalaciones elctricas se establece que la cada de tensin mxima no debe ser superior a 3% en el punto ms lejano de la instalacin, un valor bastante aceptable es el 2% de cada de tensin.

A nivel residencial los circuitos ramales no tienen ms de 30 m de longitud, por lo que la cada de tensin es un valor muy pequeo y se desprecia.

CANALIZACIONES ELCTRICAS.

La canalizacin elctrica de circuitos a nivel residencial se realiza con tubera ya sea metlica o plstica. Los componentes de una canalizacin son: tuberas, cajetines cajas para cableado y accesorios de fijacin.

Tubera Elctrica Metlica (EMT) para trabajo liviano, es usada para realizar instalaciones superficiales (en lugares secos no expuestos a la humedad) o instalaciones embutidas en la pared. Este tipo de tubo se consigue comercialmente en longitudes de 3 m y dimetros desde hasta 4 . Este tubo no tiene sus entremos roscados. Muy usado en instalaciones elctricas residenciales.

Fig 14. Tubera EMT Trabajo Liviano ( 3 m largo)




Tubera Conduit para trabajo pesado: se usa instalaciones superficiales en sitios expuestos a la humedad o a la intemperie o puede ir embutido en concreto. Este tipo de tubo se consigue comercialmente en longitudes de 3 m y dimetros desde hasta 6 . Este tubo tiene sus entremos roscados. Mayormente usado en instalaciones elctricas industriales.

Fig 15. Conduit trabajo Pesado ( 3 m largo)

Tubera no metlica PVC: se usa mayormente en instalaciones elctricas embutidas, se fabrica con in material resistente a la humedad como el Cloruro de Polivinilo, es auto extinguible y resiste el ataque de agentes qumicos corrosivos. Se puede doblar fcilmente al someterlo al calor. Para unir un tubo con otro no requiere de un anillo de unin y puede usar los mismos conectores que el EMT liviano. Ampliamente usado en instalaciones elctricas residenciales. Se consigue comercialmente una longitud de 3 m de largo y dimetro desde hasta 4.

Cajetines metlicos EMT, son usados con tubera EMT liviana o PVC. El cajetn rectangular se usa para apagadores y toma corrientes. El cajetn

octagonal se usa para salidas de alumbrado. Para pedido comercial es necesario especificar adems del tamao el dimetro de la tubera con la cual se esta trabajando.

Se fijan a las tuberas por medio de conectores.




Fig 16. Cajetn rectangular de 4x4. Cajetn octagonal de 4x4

Cajas Cuadradas. Metlicas: se utilizan para salidas de una instalacin elctrica o como cajas de paso para cableado. Se fabrican en tamaos desde 4x4, 5x5 y 6x6

Fig 17.

En cuanto a los accesorios se tiene:

Abrazadera: se usa para sujetar las tuberas en el caso de las instalaciones elctricas superficiales. Se piden de acuerdo a la medida de la tubera y pueden tipo ua y tipo omega.




Fig 18. Abrazadera tipo Ua. Abrazadera tipo Omega.

Conectores: se usan para unir las tuberas a los cajetines, se piden de acuerdo a la medida del dimetro de la tubera.

Anillos o acoples: se usan para unir dos tubos entre s, la medida depende del tamao de la tubera a unir.

Fig 19 . Conector EMT Anillo EMT

Canaletas Decorativas: se usan en instalaciones elctricas superficiales, por lo que no requiere romper la pared. Los conductores se empotran en canaletas que tienen diferentes tamaos de acuerdo al calibre y cantidad de cables a alojar ( ver tabla XX). El uso de este tipo de canalizacin es particularmente til cuando se requiere realizar instalaciones elctricas en construcciones existentes en las cuales se quiere causar el menor imparto por concepto de instalacin o en paredes de tabiquera.




Fig. 20 Canaleta Decorativa ( largo 3 m)

Para realizar las conexiones y derivaciones se cuenta con una serie de accesorios tal como se puede a apreciar el la siguientes figuras.

Fig.21 Accesorios para Canalizacin con Canaletas

PROTECCIONES ELCTRICAS. A nivel residencial las protecciones elctricas que se encuentran comnmente

son: fusibles e interruptores termomagnetico.

Fusibles de Baja Tensin. Son dispositivos destinados a proteger un sistema elctrico (con tensiones de

funcionamiento hasta 600 V), contra corto circuito. Bsicamente estn constituidos por un material conductor que al calentarse por efecto de la circulacin de sobre corrientes a travs del mismo, se funde interrumpiendo la energa del circuito. Por ser un elemento




con alto poder de corte debe utilizar alguna tcnica para la extincin del arco. La tcnica ms usada es la de fraccionamiento de arco, ya sea por medio de polvo aislante, arenilla o encerrando al elemento conductor a fundirse en una cmara de vaci.

La curva de funcionamiento de los fusibles es una curva de tiempo inverso. De acuerdo a la pendiente de la curva pueden ser de dos tipos: De accin retardada: estn destinados a asegurar la proteccin contra cortocircuitos en los aparatos que tienen puntas de intensidad elevadas tales como los motores asncronos o los electroimanes. En efecto por un fusible de este tipo puede circular una corriente de 2 a 4 veces el valor de su calibre durante un tiempo no mayor a 10 s y no se funde. De accin instantnea: estn destinados a proteger circuitos que no tiene puntas de intensidad importantes (calefaccin, circuitos de alumbrado, entre otros).

Parmetros de importancia.

Adems de lo expuesto anteriormente existen unas caractersticas muy importantes en los fusibles y que deben ser tomadas en cuenta al momento de utilizar los mismos:

Corriente Nominal: es el valor base de la curva de funcionamiento y por arriba de este valor, dependiendo del tiempo actuara el fusible para despejar una

sobreintensidad de corriente. La Norma Venezolana COVENIN 2731 90 Fusibles de Baja Tensin, establece unas recomendaciones en cuanto a los

valores de corriente nominal. Estos valores en amperes son los siguientes: 2-4-6-8-10-12-16-25-32-40-50-63-80-100-125-160-200-250-315-400-500-530-800-

1000-1250.

Tensin de Trabajo: Es la tensin de la red donde el fusible estar colocado y es importante no sobrepasar este valor puesto que pueden suceder accidentes serios, debido a que el fusible puede explotar en el momento de despejar un cortocircuito. Los valores Normalizados de tensin para corriente alterna se

muestran en la siguiente tabla.




Tabla 2. Series de tensiones normalizadas segn COVENIN para fusibles de baja tensin.

SERIE I V SERIE II V 220 120 280 240 500 277 660 480

600

Capacidad de Interrupcin: Es el mximo valor de corriente que puede interrumpir un fusible. Superado este valor no se garantiza la extincin del arco, ni que el conjunto que contiene el fusible soporte el esfuerzo mecnico producto

del cortocircuito.




0,01

0,1

1

10

100

1000

10000

1 10 100Intensidad (A)

Tiem

po de

Fu

sio

n (s)

2 A Retardado

2 A Instantaneo

Fig. 22. Curvas de fusibles de 2 A de accin retardada y de accin instantnea.

De acuerdo a la forma constructiva existen varios tipos de fusibles, en la siguiente figura se observan los ms usuales.




Fig 23.

Seccionadores e Interruptores Automticos de Proteccin.

Seccionadores: Son aparatos de maniobra sin poder de corte y que por consiguiente pueden abrir o cerrar circuitos nicamente cuando no circula corriente por los mismos

(sin carga). Los seccionadores pueden estar o no asociados con fusibles. Es usual trabajar con seccionadores porta fusible. Esta asociacin garantiza la proteccin del

personal durante el cambio de fusible. Los seccionadores pueden ser tripolares, tetrapolares y algunos modelos pentapolares.

Algunos modelos de seccionadores poseen un juego de dos contactos auxiliares que abren antes que los polos principales, muy usados en circuitos de control de

motores.

Interruptores Automticos de Proteccin contra Sobrecorriente:

Son aparatos que estn constituidos por contactos de alto poder de corte y son utilizados para proteger un circuito o equipo. En las instalaciones de baja tensin

(menores de 1000 V), los interruptores de caja moldeada son los ms usados y se pueden dividir en dos categoras. El tipo magntico y el tipo termo magntico.




Interruptores Magnticos (con disparo Instantneo): Estos interruptores responden a valores instantneos de corriente, pues no estn equipados con proteccin trmica. Disparan a un valor de aproximadamente tres (3) veces su capacidad en valor de

ajusten bajo y 10 veces su capacidad en valor de ajuste alto (para corrientes mayores de 225 A) y tres (3) veces su capacidad nominal para interruptores que no poseen

ajuste. Cuando se protegen motores con interruptores magnticos es necesario ajustar

el valor de disparo a fin de permitir la corriente de arranque y asociarlos con una proteccin contra sobrecarga de tal manera de cumplir con este requisito.

Interruptores Termo magnticos (de tiempo inverso): Al igual que los fusibles se debe tener en cuenta las siguientes caractersticas: corriente nominal, tensin nominal y

capacidad de interrupcin. El valor de corriente nominal en un interruptor automtico debe quedar visible despus de la instalacin.

Parmetros de Importancia. Corriente Nominal: es el valor base de la curva de funcionamiento y por arriba de este

valor, dependiendo del tiempo actuara interruptor para despejar una sobreintensidad de corriente. Los valores normalizados de corriente son: 15,20,30,40

50,60,70,80,90,100,125,150,175,200,225, 250, 275, 300,350 ,500,550 ,600,620,800 1000,1200,1400,1600,2000,2500,3000.




Fig 24.

Tensin de Trabajo: Es la tensin de la red donde el interruptor estar colocado y es importante no sobrepasar este valor puesto que pueden suceder accidentes serios,

debido a que el interruptor puede explotar en el momento de despejar un cortocircuito. Para interruptores de baja tensin se tienen valores normalizados de tensin de 120,

240, 480 y 600 V.

Capacidad de Interrupcin: Es el mximo valor de corriente que puede interrumpir un dispositivo. Superado este valor no se garantiza la extincin del arco, ni que el conjunto que contiene el interruptor soporte el esfuerzo mecnico producto del cortocircuito. A nivel residencial los niveles de cortocircuito no son mayores a 10000 A (simtricos).

Numero de polos: esta relacionado con la cantidad de fases que interrumpe el dispositivo, pueden ser: monopolares (una fase), bipolares (dos fases) y tripolares (tres

fases).

Tipo de Montaje: indica el modo de conectar elctricamente el interruptor al tablero; puede ser por medio de tornillos (atornillable) o puede se por a presin (enchufable).




0,001

0,01

0,1

1

10

100

1000

1 10 100

xIN

Tiem

po de

D

ispa

ro ( s

eg)

ZONA TERMICA

ZONA MAGNETICA

Fig. 25. Curva tpica de un interruptor termomagnetico de caja moldeada tipo C.

HERRAMIENTAS.

Alicate de electricista: sirve como instrumento de corte o para sujetar piezas, con mango aislante. Las medidas ms usadas en alicates son 6 y 8 de largo.




Fig. 26 Alicate de Electricista.

En las pinzas existe gran variedad, las ms comunes son: pinza recta (de boca corta o larga, plana o redonda), y pinza curva. Se fabrican en distintos tamaos segn

la necesidad: para un electricista puede servir una de 6 de largo punta recta, boca plana y corta.

Fig. 27 Pinza de punta recta, boca corta y plana .

Pela Cable: se usa para quitar el aislante a los cables, existen dos tipos: ajustable y fijo, para dimetros de cable desde el 22 hasta el 10 AWG. Para otros calibres ms grandes

se debe usar una navaja para quitar el aislante. La ms adecuada para este fin es la conocida navaja de electricista o pico de loro.

Fig 28. Pela cable ajustable.




Fig 29. Pela cable fijo.

Fig 30. Navaja pico de loro.

Destornilladores: para un electricista es indispensable poseer un buen juego de destornilladores. Para trabajos en electricidad bsicamente hay de dos tipos: tipo pala o punta plana y tipo cruz, phillips o estra. Se piden de acuerdo al dimetro y al largo

(de la parte metlica). Existen destornilladores de seguridad que tienen la parte metlica cubierta con un aislante que llega hasta la punta.

Fig. 31. Destornillador de tipo Phillips o Estra.




Fig. 32 Destornillador de pala o punta plana.

El destornillador probador se usa para identificar las lneas activas (que tiene voltaje respecto a tierra).

Fig. 33 Probador de Nen.

Tabla 3 Medidas ms comerciales usadas para destornilladores. De pala Phillips

Dimetro Largo Dimetro Largo Tamao 1/8(3mm) 3 1/8(3mm) 3 0 1/8(3mm) 6 1/8(3mm) 6 0 3/16(5mm) 4 3/16(5mm) 4 1 3/16(5mm) 6 3/16(5mm) 6 1 1/4(6 mm) 6 1/4(6 mm) 6 2 1/ 4 (6mm 5 1/ 4 (6mm 5 2

5/16 (8mm) 4 5/16 (8mm) 4 3 5/16 (8mm) 6 5/16 (8mm) 6 3 3/8 (9mm) 6 3/8 (9mm) 6 4 3/8 (9mm) 8 3/8 (9mm) 8 4




Cinta pasa Cable: se usan para el cableado, para pasar lo cables. Hay de dos tipos: metlicas y de plstico (PVC). Comercialmente vienen en longitudes de: 10,20 y 30 m.

Fig 34 Cinta pasa Cable de PVC. Segueta: se usa para cortar tubera metlica y plstica. La hoja de la segueta

adecuada para cortar tubo hueco es la que contiene 24 dientes por pulgada, ya que la que contiene 18 dientes por pulgada se usa para cortar metales y tubos no huecos.

Fig 35.Segueta.

Taladro: es una herramienta indispensable para perforar paredes, estructuras metlicas, para fijar las tuberas elctricas. Existen varios tamaos de acuerdo al

mximo tamao de la broca a colocar y a la potencia. Un taladro recomendado para aplicacin en trabajos de electricidad a nivel residencial es mandril 3/8y 500W de

potencia con la funcin de percutor incorporada.




Fig. 36 Taladro. Las Mechas: hay de dos tipos para perforar concreto y para perforar metal. Vienen en

distintas medidas.

Fig 37.Mecha para concreto

Fig 38.Mecha para hierro

Tabla 4 Valores Comerciales para las Mechas En mm En pulg En mm En pulg

2 5/64 6 15/64 2,4 3/32 6,3 1/4 2,7 7/64 7,1 9/32 3,1 1/8 7,5 19/64




3,5 9/64 8 5/16 4 5/32 8,7 11/32

4,3 11/64 9,5 3/8 4,7 3/16 11,1 7/16 5,1 13/64 12,7 5,5 7/32 14,2 9/16

Ramplug: se usan para fijar tornillos en la pared o el techo. Hay de varias medidas de dimetro y comercialmente fabrican de dos tipos: de plstico (por colores) y de metal conocido como mariposa o expansivo, este ltimo se usa fijar tornillos que requieran gran esfuerzo (lmpara ventilador de techo, bases de pared para el televisor, entre

otros).

Fig. 39 Ramplug de plstico y tornillos tirafondo.

Fig. 40 Ramplug tipo mariposa o expansivo.

Tabla 5 Medidas de los Ramplug De plstico Metlicos

Dimetro Color Dimetro Tornillo Gris 1/2 1 x 3/16 1/ 2




Anaranjado 3/8 1 x5/32 3/ 8 Azul 5/16 1 x 1/8 5/ 16

Verde 1 /4 1x7/64 1/ 4 Rojo 7/32 3/4 x 7/64

Blanco 3/16 1/2x5/64 3/16 Limas: se usan para quitar los filos en las tuberas cuando se cortan.

Fig .41 Limas cola de ratn y semiredonda.

Cinta Mtrica: una cinta que puede servir a los fines de un electricista puede ser de 6 m y que tenga la doble medida en centmetros y en pulgadas.

Fig. 42 Cinta Mtrica.

Multmetro: es un equipo de medicin que permite medir tensin, resistencia y corriente elctrica. Es un equipo indispensable para todo electricista y se recomienda preferiblemente el multmetro tipo pinza analgica o digital.




Fig. 43 Multmetro Tipo Pinza

Cosas que Faltan

Imagen real de Tres Vias Tabla de Tamao de Canaletas

Foto real de Tablero Mantenimiento de Herramientas (Aceite)

Uso de Aparatos de Medicin ???

Foto de un Seccionador (Cuchilla)

CAPITULO II INSTALACIN ELCTRICA RESIDENCIAL UNIFAMILIAR.

En este capitulo se describe al detalle la forma de seleccionar y calcular cada una de los principales partes que conforman de una instalacin elctrica residencial. Para ello se toma como referencia la norma COVENIN 200 Cdigo Elctrico Nacional

(CEN), 1999.




Fig 44 Partes de una instalacin elctrica residencial.

CIRCUITOS RAMALES.

Definicin: Son circuitos elctricos encargados de distribuir la energa desde el tablero principal, hasta cada uno de los puntos que conforman el sistema elctrico en una residencia.




Para determinar la cantidad de circuitos ramales que conforman el sistema, es necesario conocer la cantidad de luminarias, artefactos elctricos, toma corrientes y dems salidas (actuales y futuras) para los diversos ambientes de la residencia. Este paso se lleva a cabo entre el dueo o encargado de la obra y el proyectista.

Cdigo de Colores para circuitos ramales. Para el conductor de Neutro, puesto a tierra se debe identificar con color blanco o

gris. CEN 210-5 a. Para el conductor de puesta a tierra , si no es desnudo se debe identificar con el

color verde continuo o verde con rayas amarillas. CEN 210-5 b. Para los conductores bajo tensin (fases), se usan colores fuertes, como el negro,

rojo y azul.

Tipos de Circuitos Ramales.

De acuerdo a la naturaleza de la carga a alimentar, los circuitos ramales se clasifican de la siguiente manera: circuitos de Iluminacin, circuitos de Tomas Generales y circuitos de Tomas Especiales.

Circuitos de Iluminacin.

Son circuitos destinados a proveer alimentacin a las luminarias (incandescentes o fluorescentes) y a algunos aparatos de sonido y video (TV, equipo de sonido, timbre, entre otros).

Caractersticas de los circuitos de iluminacin.

Son circuitos de alimentacin 120 V - 20 A. CEN 210-23 a. El conductor mnimo a utilizar es TW N 12 AWG Cu (segn recomendaciones

prcticas). En derivaciones y retornos se puede utilizar el conductor TW 14 AWG Cu.




La acometida o canalizacin de estos circuitos se realiza por el techo, en caso que la residencia sea de placa y en caso de techo de lminas se realiza por la pared.

Para estimar la salida de alumbrado se asignan 100 W por cada punto, salvo el caso de reflectores de ms de 100 W en los cuales se coloca la potencia nominal del mismo.

La ubicacin de los interruptores de alumbrado, en ambientes cerrados, depende de la ubicacin de las puertas de tal manera de poder encender o apagar la luminaria al entrar o salir. La altura de instalacin de los interruptores es 1,30 m del piso terminado. En casos especiales segn exigencia o necesidades se instala a una altura de 0,90 m.

Las salidas para puntos de iluminacin en pared se instalan a 2,10 m o 2,20 m. El cajetn para interruptores es rectangular de 2 x 4 x , donde indica el

orificio del dimetro de la tubera. La orientacin correcta del cajetn al instalarlo, es el lado ms largo paralelo al eje vertical.

El cajetn para salidas de alumbrado es octagonal 4 x 4. Por tener asignado el conductor TW 12 AWG Cu, el cual maneja 20 A, la

proteccin de estos circuitos se realiza con un interruptor termo magntico mono polar de 20 A. (Conocido comercialmente como Breaker).

Existen una serie de circuitos bsicos de alumbrado tales como: Interruptor Sencillo, Interruptor Doble, Tres Vas, Cuatro Vas y el Interruptor Doble Polo.

En las figuras 45 a 49 se representan los diagramas multifilares, unifilares y de conexin para cada tipo de circuito en el mismo orden anteriormente sealado.




S

L1

L1

S

N

a. Diagrama de Conexiones.

c. Esquema Unifilar

b. Esquema Multifilar

S

N

Fig 45 Circuito para interruptor sencillo

c. Esquema Unifilar


SS


SS

N

N

L1

SS

L1

Fig. 46 Circuito para Interruptor Doble.





S3 c. Esquema Unifilar

L1

3S

S3 S3

3S

N

L1

N


S3

Fig. 47 Circuito para Interruptor 3 Vas




N


3S

L1

S3

4S

S3

N

S4

L1

c. Esquema Unifilar

S3

S4

S3

3S


Fig. 48 Circuito con Interruptor Cuatro Vas.


S2P

S2P

L2

2PS

L2

c. Esquema Unifilar

L1


L1

Fig. 49 Circuito con Interruptor Doble Polo.

Circuitos de Toma Corriente de Uso General.




Son circuitos que se utilizan para alimentar cargas de poco consumo de corriente, tales como: ventiladores, licuadoras, aspiradoras, ayudante de cocina, entre otros (CEN 220-4b). Por lo tanto es la salida de toma corriente de mayor uso a nivel residencial.

Caractersticas de Toma Corriente de Uso General.

Son circuitos de alimentacin 120 V / 20 A (CEN 220-4b). El conductor mnimo a utilizar es TW N 12 AWG Cu, segn recomendacin

prctica. La canalizacin de estos circuitos se realiza por el piso.

El CEN recomienda (220-16 a), que se asuma una potencia de 1500 W por cada circuito de toma general. Por recomendaciones prcticas un mximo de 10 a 12 salidas, generalmente doble contacto.

Fig. 50 Tipos de Tomas de Acuerdo al Nmero de Contactos.




Las salidas de tomacorriente se colocan (210-52 c.5) a 0,46 m del piso terminado y en caso especiales: 1,10 m para la mesa de la cocina, 2,20 m para ventiladores de pared, 1,80 m para calentadores y para tomas de la sala de bao se deben instalar a una altura de 1,20 m.

El cajetn para tomas generales es de 2 x 4 x , donde indica el orificio del dimetro de la tubera. La posicin correcta del cajetn al instalarlo, es el lado mas corto paralelo al eje.

Pueden existir diferentes tipos de toma corriente: polarizado con tierra, polarizado sin tierra, tipo americano.

Para calcular el nmero de circuitos se deben tener en cuenta dos aspectos: el nmero mximo de tomas por circuito y los distintos ambientes, cuidando de no alimentar un mismo ambiente con dos circuitos distintos.

Para el ambiente del lavandero el CEN ( Sec 220 4 c), establece que se designe un circuito de 1500 W para esta rea, donde se conectar la lavadora y es el sitio ideal para conectar la plancha.

Fig. 51 Modelos de Toma Sencilla 120V




Toma Doble 120 V Polarizado con Tierra

Toma 208/120 V

Toma 208 V con Tierra

Toma Trifsico con Tierra

Fig. 52 Presentacin de Tomas 120V y 208V.

Por tener asignado el conductor TW N 12 AWG Cu, el cual maneja 20 A, la proteccin de estos circuitos se realiza con un interruptor termo magntico monopolar de 20 A. Se deduce que la funcin de este elemento es proteger principalmente al conductor que alimenta el circuito ramal.

Las tomas corrientes que se instalan en ambientes exteriores deben ser del tipo intemperie, con tapa hermtica.

Enchufe 120 V con Tierra

Enchufe 208/120 V

Fig. 53 Presentacin de Enchufes 120V y 208V.




Circuitos de Tomas Especiales.

Son bsicamente circuitos de pocas salidas o tomas, conectados directamente al tablero principal exclusivos para cargas o electrodomsticos que renan las siguientes condiciones de uso:

Alimentacin de 120 V o 208 V, 60 Hz. Ubicacin fija, es decir no son electrodomsticos porttiles. Estos pueden ser

refrigeradores, secadoras, calentadores de agua, aire acondicionado tipo ventana, cocinas elctricas, entre otros.

Electrodomsticos de mayor Consumo de energa (kWh), a nivel residencial.

Caractersticas de los circuitos de Tomas Especiales.

Las caractersticas de los circuitos Ramales Especiales, entre ellas el calibre del conductor y el tipo de proteccin a utilizar, va a depender de la magnitud y duracin del consumo en kWH de dicha carga. Al respecto CEN (Sec100) hace referencia a dos tipos de cargas como continua y no continua.

Carga Continua: (carga cuya corriente mx. se mantiene durante 3 horas o ms)

Carga no continua (cargas de cortos intervalos de funcionamiento) En este libro se tomarn todas las cargas como continuas, para efectos prcticos de clculo.

1. Clculo de la corriente del conductor.

1.1Circuito con un solo artefacto. Para la salida de un artefacto especfico, en la seleccin del calibre del conductor

se debe tomar en cuenta la carga servida o corriente nominal del artefacto (IN) y el tipo de carga. La capacidad nominal del circuito ramal (llamada corriente del conductor IC)




con un solo artefacto de carga continua ser igual al 125 % de la corriente Nominal (IN) del equipo.

EC 1

1.2Circuito con dos o ms artefactos. Para la seleccin del calibre del conductor se debe tomar en cuenta las cargas servidas, teniendo presente la carga con la corriente nominal mayor. La siguiente relacin tiene carcter general para calcular el conductor de un circuito ramal de tomas especiales con dos o ms artefactos.

EC 2

2. Clculo de las protecciones de los circuitos ramales especiales.

Para el caso de la seleccin de las protecciones (Breaker) de circuitos ramales de tomas especiales, debe considerarse la funcin especfica del artefacto y la cantidad a conectar. En el cdigo Elctrico Nacional se sealan diferentes criterios de clculo de protecciones de acuerdo a la funcin de los artefactos, es decir se agrupan por una parte los artefactos de refrigeracin tales como neveras y acondicionadores de aire del tipo ventana sellado, motores para accionamiento de bombas de agua o herramientas de mecanizado del tipo artesanales (estas se agrupan como cargas inductivas), y por otra parte artefactos que disipan calor como las secadoras de ropa, cocinas elctricas, hornos, calentadores de agua, entre otros. Estas ltimas se denominarn en lo sucesivo cargas resistivas debido a que predomina en ellas el consumo de potencia activa.

2.1Cargas Resistivas.

Son las cargas que siempre demandan la misma cantidad de corriente de la red tanto al momento de energizarlas como en funcionamiento continuo, por tanto, para la

IC IN x 1,25

IC + IN(cargas conectadas) +0.25xIN Mayor




seleccin de la corriente de proteccin (IP), se toma en cuenta la corriente nominal del conductor. Por consiguiente:

EC 3

En los circuitos de tomas especiales la funcin del interruptor termomagnetico (Breaker) es proteger principalmente a la carga y no al conductor como pasa en los circuitos de tomas generales, para el calculo de la corriente del equipo se toma como factor de potencia la unidad P=1, por tanto la potencia activa es igual a la potencia aparente (P=S). A continuacin se presentan varios ejemplos tpicos.

Carga Resistiva: Un calentador de 50 litros consume 1100 W a una tensin de 120 V Calcular el calibre de los conductores de alimentacin y la proteccin

a.- Se ubica el artefacto y su carga respectiva de acuerdo a la tabla 2.1.

b.- Se determina la corriente nominal (IN) del equipo y luego la corriente del conductor (IC) de acuerdo a la ecuacin 1 .

V

WIN

120

1100= IN = 9,16 A IC 11,45 A

c.- Segn recomendaciones prcticas para canalizaciones residenciales el conductor mnimo recomendado es el TW 12 AWG Cu, ste soporta hasta un mximo de 20 A Por tanto:

IC = 20 A 2 conductores (L1 + N) TW 12 AWG Cu.

IP = IC

Ejemplo 1.




d.- Se calcula la corriente de proteccin (IP) de acuerdo a la ecuacin 3. Luego de acuerdo a la tabla 4 se selecciona el interruptor apropiado.

IP = IC IP =20 A El N de polos es uno. El interruptor a usar es 1X20

e.- El conductor de tierra se calcula a partir del Breaker anteriormente seleccionado y segn la tabla 5. En esta tabla el conductor de tierra puede seleccionarse con recubrimiento.

1 conductor para TIERRA TW 12 AWG Cu.

f.- Por ltimo se ubica en la tabla 6, la tubera a utilizar de acuerdo al nmero y calibre de los conductores.

Como se trata de 3 cables TW 12 AWG, se emplea Conduit EMT de pulgada.

Carga Resistiva: Una Secadora de ropa posee una resistencia de calentamiento y un motor que hace girar el tambor. La tensin mas utilizada para estos artefactos es 208 V AC (2 Fases + 1 Neutro + Tierra). Calcular el calibre de los conductores de alimentacin fases, neutro, tierra y la proteccin

a.- Se ubica el artefacto y su carga respectiva de acuerdo a la tabla 2.1. P=5000 W

b.- Se determina la corriente nominal (IN) del equipo y luego la corriente del conductor (IC) de acuerdo a la ecuacin 1.

V

WIN

208

5000=

IN = 24,03 A IC IN * 1.25 IC 30 A

c.- Segn la tabla 3 para calibres, el conductor recomendado es el TW 10 AWG Cu, ste soporta hasta un mximo de 30 A. Para el neutro se toma el 70 % de la corriente

Ejemplo 2.




nominal (CEN 220-22). Como recurso prctico se toma un calibre menor para el neutro, respecto al de las fases. Por tanto:

IC = 30 A 2 conductores (L1 + L2) TW 10 AWG Cu. 1 conductor NEUTRO TW 12 AWG Cu.

d.- Se calcula la corriente de proteccin (IP) . Luego de acuerdo a la tabla 4 se selecciona el interruptor apropiado.

IP = IC IP = 30 A El N de polos es dos. El interruptor a usar es 2x30, enchufable.


1 conductor TIERRA TW 10 AWG Cu.


Como se trata de 4 cables: 3 de calibres TW 10 y uno calibre 12 AWG, se emplea Conduit EMT de de pulgada.

Carga Resistiva: La cocina elctrica se alimenta de 208 V y poseen diferentes consumos de potencia de acuerdo al nmero de unidades de calor u hornillas (Ver tabla 2). Puede disponerse de un horno incorporado o bien separado. La tensin mas utilizada para estos artefactos es 208 V AC (2 Fases + 1 Neutro + Tierra).

Suponiendo que tiene 4 unidades de 1200 W c/u calcular el calibre de los conductores de alimentacin y la proteccin.

Ejemplo 3.




a.- Se ubica el artefacto de acuerdo a la tabla 2.1. P=1.200 W * 4 = 4800 W.

b.- Se determina la corriente nominal (IN) del equipo y luego la corriente del conductor (IC) de acuerdo a la ecuacin 1

V

WIN

208

4800= IN = 23,07 A IC 1,25*IN IC 28,84 A

c.- Segn la tabla 3 para calibres, el conductor recomendado es el TW 10 AWG Cu, ste soporta hasta un mximo de 30 A. Para el neutro se toma el 70 % de la corriente nominal (C.E.N.220-22). Como recurso prctico se toma un calibre menor para el neutro, respecto al de las fases. Por tanto:

IC = 30 A 2 conductores (L1+ L2) TW 10 AWG Cu. 1 conductor NEUTRO TW 12 AWG Cu.

d.- Se calcula la corriente de proteccin (Ec 3) . Luego de acuerdo a la tabla 4 se selecciona el interruptor apropiado.

IP = IC IP = 30 A El N de polos es dos. El interruptor a usar es 2x30,enchufable.







Como se trata de 4 cables: 3 de calibres TW 10 y 1 uno de calibre 12 AWG, se emplea Conduit EMT de 3 /4 .

2.2Cargas Inductivas.

Son las cargas que al momento de ser energizadas consumen altos picos de corriente o transitorios y en funcionamiento continuo demandan la corriente nominal. Por

tanto para la seleccin de la proteccin se toma en cuenta un factor de seguridad recomendado por el C.E.N. segn cada caso.

Equipos de refrigeracin para uso domstico (Neveras y Acondicionadores de aire). Para stos equipos, el factor de seguridad recomendado para determinar (IP) va a depender del numero de cargas a conectar en un mismo circuito Segn se establece en CEN Sec 440.

Para un solo aparato en un circuito.

EC 4

Para dos o ms aparatos de refrigeracin en un circuito. Para el clculo del conductor se aplica la siguiente ecuacin.

EC 5

Adems de la proteccin contra cortocircuito, estos equipos (neveras y acondicionadores de aire), requieren de una proteccin adicional contra subidas y cadas de tensin, con tiempo de reposicin. Dichas protecciones se ubican fsicamente cerca del equipo. A continuacin se presentan varios ejemplos tpicos .

IP IN x 1,75

Ejemplo 4.

IP IN(Cargas Conectadas)+ 0,75 x IN(mayor)




Carga Inductiva Refrigerador: La nevera de uso domstico segn especificaciones comerciales se consigue de 12, 14, 16 y 22 pies cbicos de capacidad, con consumo de potencia de acuerdo a esas dimensiones (Ver tabla 2). Se alimentan con 120V AC (1 Fase + 1 Neutro + Tierra).

Suponiendo que se tiene una nevera de 16 pie cbico, calcular el calibre de los conductores de alimentacin y la proteccin.

a.- Se ubica el artefacto y su carga respectiva de acuerdo a la tabla 2.1.

b.- Se determina la corriente nominal (IN) del equipo y luego la corriente del conductor (IC) de acuerdo a la ecuacin 1 (carga continua):

V

WIN

120

750= IN = 6,25 A ; IC IN *1,25 IC 7,81 A

c.- Segn la tabla 3 para calibres, el conductor recomendado es el TW 12 AWG Cu, ste soporta hasta un mximo de 20 A. Por tanto:

IC = 20 A 2 conductores (L1 + N) TW 20 AWG Cu.


IP IN * 1,75 IP 13,66 A El N de polos es uno, interruptor a usar es 1x20,enchufable







Como se trata de 3 cables TW 12 AWG, se emplea Conduit EMT de 1 /2 .

Carga Inductiva; Acondicionador de aire(AA). Los acondicionadores de aire (A.A.) de uso domstico ms populares son los del tipo ventana sellado. Segn especificaciones comerciales se consiguen en una amplia gama tamaos de acuerdo a su capacidad de trasferencia trmica volmenes de enfriamiento (BTU). Los ms comunes se pueden ver en la tabla 2 donde se representa la carga en kW para unidades de alta y baja eficiencia.

La tensin mas utilizada para estos artefactos es 208 V AC (2 Fases + Tierra). Adems de la proteccin local cerca del aparato contra las variaciones de tensin, se recomienda como norma de seguridad que el medio de desconexin sea el enchufe y la toma de corriente con una ubicacin visible y de fcil acceso (C.EN. 440-14), o se puede usar como medio de desconexin un interruptor manual del tipo seccionador con fusibles (C.E.N. 440-63). Igualmente debe ubicarse la proteccin del circuito alimentador en el tablero.

Como el motor del compresor consume poca potencia reactiva, por lo cual no se toma en cuenta el factor de potencia. Para el clculo del conductor se tienen dos casos:

Un solo aparato (A.A.) en un circuito: Suponiendo que se tiene un A.A. de 36.000 BTU de baja eficiencia, calcular el calibre de los conductores de alimentacin y la proteccin.

a.- Se ubica el artefacto de acuerdo a la tabla 2.2. P=36.000 BTU = 5.800 W.

b.- Se determina la corriente nominal (IN) del equipo y luego la corriente del conductor (IC) de acuerdo a la ecuacin 1 .

Ejemplo 5.




V

WIN

208

5800= IN = 27,88 A; IC IN *1,25 IC 34,85 A


IC = 40 A 2 conductores (L1+ L2) TW 8 AWG Cu.


IP IN *1,75 = IP 48,79 A N de polos dos. El interruptor a usar es 2x50, enchufable.

e.- El conductor de tierra se calcula a partir Breaker anteriormente seleccionado y segn la tabla 5. En esta tabla el conductor de tierra puede seleccionarse con recubrimiento o se puede usar la misma tubera metlica.

(1 conductor TIERRA TW 10 AWG Cu).


Como se trata de 2 cables TW 8 y uno TW 10, AWG, se emplea Conduit EMT de 3 / 4 .

Dos o ms unidades (A.A.) en un solo circuito: Para este caso se tienen una unidad de alta eficiencia de 36.000 BTU y una unidad de alta eficiencia de 13.000 BTU. Calcular el calibre de los conductores de alimentacin, la proteccin y la tubera.

a.- Se ubican los artefactos de acuerdo a la tabla 2.2. (36.000 BTU 4.500 W) y (13.000 1.170 W)

Ejemplo 6.




b.- Se determinan las corrientes nominales (IN) de cada uno y luego, se calcula la corriente del conductor (IC) de acuerdo a la ecuacin 2.

V

WIN

208

500.41= IN1 = 21,63 A

V

WIN

208

170.12 = IN2 = 5,62 A

IC 21,63+ 5,62 + 0,25 x 21,63 A IC 32,66 A


IC = 40 A 2 conductores (L1+ L2) TW 8 AWG Cu.


IP 21,63 + 5,62 +0,75 x 21,63 A IP 43,47 A

El N de polos es dos. El interruptor a usar es 2x50, encufable.

e.- El conductor de tierra se calcula a partir del Breaker anteriormente seleccionado y segn la tabla 5. En esta tabla el conductor de tierra puede seleccionarse con recubrimiento. 1 conductor TIERRA TW 10 AWG Cu.

f.- Por ltimo se ubica en la tabla 6, la tubera a utilizar de acuerdo al nmero y calibre de los conductores, se trata de 3 cables TW 10 AWG, se emplea Conduit EMT de 3 / 4 .

2.3 Cargas Mixtas




Son circuitos ramales especiales, ya que alimentan dos o ms artefactos de cualquier naturaleza (inductiva o resistiva). A continuacin se establece la ecuacin general, por medio de la cual, se calcula la corriente de proteccin para cualquier circuito ramal de tomas especiales que alimente dos o ms cargas de diferentes naturaleza.

+ )tan()( tesresInmayorIpIp EC 6

En la tabla 11 se muestra un resumen de las ecuaciones que se usan para el clculo de circuitos ramales de tomas especiales.

TABLERO PRINCIPAL

Definicin: es un conjunto formado por un gabinete rectangular en el cual se alojan los interruptores automticos (Breaker). Su funcin es proporcionar un soporte fsico para la conexin de los interruptores de los distintos circuitos derivados a la red principal.

Designacin e identificacin de los Tableros, segn COVENIN 1631:1999.

El tablero se identifica con unas siglas que contienen letras y nmeros siguiendo el siguiente orden:

TR significa que el tablero es residencial.

La cifra despus indica la tensin nominal: 2 se usa para 240 V.

La segunda cifra designa el nmero de conductores del sistema:

2 una fase ( 1 ) dos hilos: neutro(N) y fase1(L1) 3 dos fases ( 2 ) tres hilos: neutro (N) , Fase 1(L1) y Fase2 (L2) 4 tres fases ( 3 ) cuatro hilos: neutro(N), Fase 1(L1) , Fase2 (L2) y Fase 3 (L3).

Las prximas dos cifras indican el nmero de circuitos ramales, desde 2 hasta 24.

La letra que sigue indica si el tablero tiene interruptor principal (AB) o no, en este caso la letra es L.

La ltimas cifras indican la capacidad de manejo de corriente de las barras del tablero.




Ejemplo de identificacin.

TR 2 3 12 L 125

Tablero residencial, de 240 V, 3 hilos, 12 circuitos ramales, sin principal y 125 A.

Para seleccionar el tablero es necesario primero determinar el nmero de circuitos ramales necesarios y de reserva.

a. El tablero principal se debe ubicar cerca del rea de mayor consumo; cocina, lavandero.

b. El tablero usado a nivel residencial debe ser TR c. Se dejan algunos puestos de reserva para futuras instalaciones. d. Se calcula el nmero total de circuitos y el interruptor principal, se selecciona

el tablero principal, segn la tabla N 7. e. El tablero principal debe estar equilibrado en potencia en caso de los servicios

a 3 hilos y 4 hilos. f. Los tableros deben tener su diagrama esquemtico, en el cual se debe indicar

claramente cada uno de los circuitos, la carga que controlan y el conductor de alimentacin

Tableros de Alumbrado NLAB Se usan en instalaciones elctricas residenciales e industriales, se basan en las normas americanas a continuacin se explica su codificacin.

NLAB 3 18 L

NLAB tipo alumbrado 3 nmeros de hilos 18 nmeros de circuitos L sin interruptor principal AB con principal




Todo tablero debe tener un diagrama esquemtico donde especifique el nmero de circuitos, la identificacin de cada circuito, el valor de cada interruptor automtico y el calibre de cada uno de los conductores que salen del tablero.

20

20

30

30

20

20

30

20

3

Reserva

13

TW 10

9

Cocina Electrica

TW 10

C1

Tier

ra

1

TW10

C1

TW 12

4

TW10

Alumbrado Sup2

TW 12

AA de 15000 BTU

12

TW 12

Horno MicoondasTW 12

C9/C11

5

Secadora

Nevera

10

C7

16

C13/C15

11

TW 12

TW12

AA de 13000 BTU

TW 12

C8

Bomba de Agua

TW 12

TW 10

TW12

C2

L3

C4/C6

L2

TW12

8

TW 12TW 12

TW 12

15

TW 12

7

TW 12

TW 12C4/C6

6

L1

14

C3/C5

Neutro

TW12

TW 10

Calentador

Fig. 54 Diagrama Esquemtico de un tablero de 3 Hilos.

ALIMENTADOR PRINCIPAL Definicin: es el conductor principal cuya funcin es llevar la energa elctrica desde el medidor hasta el tablero principal. Este conductor por ser la acometida principal debe ser TTU.




Para el clculo de la corriente del alimentador principal se debe estimar la potencia total o demanda en kVA para lo cual es necesario un estudio de demanda (no entra en los alcances de este trabajo) o por medio de tablas normalizadas y se aplica la frmula dependiendo del tipo servicio que posea la residencia.

SISTEMA DE ATERRAMIENTO.

Es el sistema encargado de proveer una conexin fsica entre las partes no conductoras de un equipo elctrico y tierra. Esto se hace con la finalidad de limitar las tensiones inducidas en las partes metlicas de los equipos para evitar que almacenen

niveles peligrosos para la vida humana. En caso de falla de carcaza del equipo, existe un camino de baja impedancia para drenar la corriente. Para la puesta a tierra del sistema residencial en Venezuela se usan jabalinas de cobre acero de 5/8 x 2,44 m. El alambre que se utiliza desde el tablero principal de las barras es de cobre desnudo y se selecciona de acuerdo al dispositivo de interrupcin principal tabla N 5. El sitio mas adecuado para ubicar el sistema de aterramiento es el jardn, por ser un sitio hmedo.

Fig. 55 Aterramiento con Barra CopperWeld MEDIDOR.




Contadores de Energa Elctrica o Medidores. Son aparatos integradores (totalizadores o sumadores) que indican el consumo total de energa durante un tiempo determinado. Es decir, que no indican los valores instantneos de una magnitud elctrica (en este caso la energa) sino la suma total de energa consumida por un periodo de tiempo.

Los medidores de energa elctrica pueden ser electromecnicos o electrnicos. A nivel residencial se impone el uso del medidor electromecnico por su sencillez de instalacin y costo , mientras que a nivel industrial el medidor electrnico cobra mayor fuerza debido a su capacidad de comunicacin con un centro de medicin digital. El tema que nos ocupa son las canalizaciones elctricas residenciales, por ello en este trabajo se hace referencia al medidor electromecnico. En el mercado existen medidores de potencia reactiva y medidores de potencia activa o til, estos ltimos son los que se instalan a nivel residencial.

Tipos de Medidores. Medidor Monofsico 2 Hilos 120 voltios 10 (30 ) Amperios: es utilizado para el registro directo de energa elctrica a suscriptores con una carga instalada no mayor de 3 kV. Tensin de 120 V, y una corriente mxima por fase de 30 A.

Fig. 56 Medidor Electromagntico 110 V. Diagrama de Conexiones: la conexin usada en Venezuela es la cruzada, segn la Comisin Electrotcnica Internacional (IEC).




Fase

Neutro

1 63 4

Fig 56 Diagrama de Conexin del Medidor Monofsico. Norma IEC (Cruzada). La caja de medicin esta normalizada y posee las siguientes dimensiones: Alto: 40 cm Ancho: 30 cm Profundidad: 20 cm una sola puerta. Altura al Piso: 150 cm

Medidor Bifsico o Monofsico 3 Hilos 2X 120 /208 Voltios 20 (60) Amperios: es utilizado para el registro directo de energa elctrica a suscriptores con una carga instalada entre 3 kW y 11,5 kW , tensin de 2 x 120/208 V y una corriente mxima por fase de 60A.

Fase 1

964

Neutro

1 73

Fase 2

Fig 58 Diagrama de Conexin del Medidor Bifsico 3 hilos. Norma IEC (Cruzada).

La Caja de Medicin para un Medidor Monofsico 3 Hilos 2x 120 /208. 20(60) A, debe tener las siguientes dimensiones:




Alto: 40 cm Ancho: 45 cm Profundidad: 20 cm Dos puertas Altura: 150 cm

Medidor Trifsico 4 Hilos. 3 x 120/208. 20 (60) A: son utilizados para el registro directo de energa elctrica a suscriptores con una carga instalada de 6 kW a 19 kW. Servicio trifsico en estrella, 3 x 120/208 V, tarifa simple

La Caja de Medicin para un Medidor Trifsico 4 Hilos tiene las siguientes dimensiones: Alto: 60 cm Ancho: 60 cm Profundidad: 25 cm Una Puerta Altura del piso: 150 cm

Alto: 60 cm Ancho: 80 cm Profundidad: 30 cm Dos Puertas

Fase 3

Neutro

3

Fase 1

91 7 121064

Fase 2

Fig. 59 Diagrama de Conexin del Medidor Trifsico. Norma IEC Cruzada.

Pruebas que se realizan al Medidor.

Para detectar fugas de corriente: Se procede a apagando todas las cargas de la vivienda sin quitar la energa de alimentacin. En estas condiciones el medidor debe

detenerse, de no ser as existe una fuga de corriente de origen interno. Estas fallas se deben normalmente a una falla de aislamiento del conductor, contacto accidental de una

fase con tierra o un aparato daado.




Verificacin de la Velocidad de Giro del Medidor: esta prueba se conoce como potencia tiempo y consiste en conectar al medidor una carga determinada y verificar la

velocidad de giro del mismo.

Todos los medidores tienen un dato de placa conocido como constante de integracin K. Esta constante expresa la velocidad de giro del disco del medidor por unidad de

energa consumida.

Para realizar esta prueba se debe disponer de una carga preferiblemente resistiva y con potencia constante: secador de cabello, calentador, plancha (en un valor fijo).

Conectar las cargas en el interior de la vivienda. Medir la corriente consumida por fase.

Calcular la potencia consumida por fase. Calcular la potencia total, como la suma de las potencias por fase Pp.

Colocarse de frente al medidor y tomar con un cronometro el tiempo que tarda el disco en dar una vuelta (tp) , realizar esta medicin por lo menos 10 veces y luego sacar un

promedio. Calcular la energa consumida en kWh, como:

tpPpEp =

Donde: Ep es la energa consumida durante la prueba Pp es la potencia total consumida durante la prueba Tp es el tiempo que tarda el disco en dar una vuelta

En este caso es necesario convertir el tiempo tp en horas. En los datos de placa debe aparecer el valor de Kn= X rev/kWh, esto quiere decir que el

medidor da X rev, si se le deja conectada una carga de 1 kW durante 1h.

tP

revKn

Para obtener la constante de prueba (Kp)




tpPp

revKp

1 Kp debe ser aproximadamente igual al valor de Kn en placa.

Si se tiene dificultad para precisar el tiempo de una rev , se puede probar disminuyendo la carga o aumentando el numero de revoluciones a medir y luego se promedia el

tiempo de una vuelta.

Ejemplo: un medidor tiene un valor de Kn=187,5 rev/kWH. Se le realiz una prueba con una carga resistiva de 2 kW. Se cronometr un tiempo promedio de 20 s por vuelta.

Determinar si el medidor esta girando cerca de su velocidad nominal.

hxs

hstp 31077,2

3600

1*20

==

Pp= 2kW Ep=Pp*tp Ep= 2*2,77x10-3 kWh

kWh

rev

hxkW

revKp 50,180

1077,22

13

=

%73,31005,187

50,1805,187% =

=

xKn

KpKnKp

Es aceptable una variacin hasta del 5%. Por tanto en este caso pasa la prueba de potencia tiempo.

Como Estimar el Consumo de su Vivienda?




En una vivienda que no posea medidor la empresa hace un estimado del consumo, veamos varios ejemplos:

Tabla 2.1 Vivienda Clase Media. Artefactos Potencia Tiempo Energa / Mes

Plancha Normal 1 kW 6 h quincenal 12 kWh 5 Bombillo Incandescentes (100 W/cu) 500 W 4 h diario 60 kWh

Refrigerador de 16 pie3 0,75 kW 8 h diario 180 kWh 3Ventiladores (75 W/cu) 225 W 6 h diario 40,5 kWh

Lavadora de 8 kg 790 W 8 h semanal 25,28 kWh Televisor 19 90 W 5 h diario 13,5 kWh

Equipo de Sonido 100 W 2 h diario 6 kWh Licuadora 250 W 2 h semanal 2 kWh

Total de Energa Consumida al Mes 339 kWh

Tabla 2.2 Vivienda Clase Alta. Artefactos Potencia Tiempo Energa / Mes

Plancha Normal 1 kW 8 h quincenal 16 kWh 6 Bombillo Incandescentes (100 W/cu) 600 W 4 h diario 72 kWh

Refrigerador de 16 pie3 0,75 kW 10 h diario 225 kWh 2Ventiladores (75 W/cu) 150 W 6 h diario 27 kWh

Lavadora de 8 kg 790 W 12 h semanal 37,92 kWh Televisor 19 90 W 6 h diario 16,2 kWh

Equipo de Sonido 150W 3 h diario 13,5 kWh Aire Acondicionado de 13000 BTU 1.170 W 4 h diario 140,4 kWh

Horno Microondas 1,2 pie3 1100 W 4 h semanal 17,6 kWh Secadora de Ropa 5000 W 8 h quincenal 80 kWh

Computador 70 W 3 h diarias 6,3 kWh Licuadora 250 W 2 h semanal 2 kWh Total de Energa Consumida en un Mes 654 kWh




Facturacin de Energa.

Se hace de acuerdo a la Gaceta Oficial (N. 37.415 del 03-04-02).

Tarifa 1. Residencial Social : se aplicar a aquellos usuarios que requieran un servicio de 120 V monofsico, dos hilos. Exclusivamente para uso en viviendas o residencias

particulares.

El consumo promedio de esta tarifa es de 200 kWh/mes.

Tabla2.3 Tarifa 1. Consumo de energa mensual Monto a pagar en Bs.

Hasta 200 kWh 1770 (total) Exceso de 200 kWh 71.24 por kWh

Tarifa 2. Residencial General: se aplicar a aquellos usuarios que requieran un servicio de 208/120 V monofsico o bifsico, tres hilos. Exclusivamente para uso en viviendas o residencias particulares. El consumo promedio de esta tarifa es de 500 kWH/mes.

Tabla 2.4 Tarifa 2 Consumo de energa mensual Monto a pagar en Bs.

Hasta 100 kWh 2622 (total) Siguientes 200 kWh 79,78 por kWh Siguientes 200 kWh 89,52 por kWh Exceso de 500 kWh 97,95 por kWh

Tarifa 3. Residencial Alto Consumo: se aplicar a aquellos usuarios que requieran un servicio de 208/120 V 60 Hz (monofsico o bifsico), tres hilos o trifsico cuatro hilos y

cuyo consumo promedio durante dos meses consecutivos exceda 500 kWh. Exclusivamente para uso en viviendas o residencias particulares.

A partir de 501 kWh/mes.




Tabla 2.5 Tarifa 3. Consumo de energa mensual Monto a pagar en Bs.

Hasta 500 kWh 41.202 (total) Exceso de 500 kWh 111,16 por kWH

Ejemplo: una vivienda que posee un servicio a tres hilos, registra un consumo de energa de 345 kWh al mes. Calcular es monto a pagar por este concepto?

Tabla 2.6 Ejemplo de consumo para un suscriptor Tarifa 2. Consumo de energa mensual Monto a pagar en Bs. Subtotal

Hasta 100 kWh 2622 Bs Mensual 2622,0

Siguientes 200 kWh 200 kWH x 79,78 Bs/kWh 15956,0 Siguientes 45 kWh 45 kWH x 89,52 Bs/kWh 4028,4

Total 22606,4

ACOMETIDA.

Est constituida por el conductor de alimentacin del poste hasta el medidor de energa elctrica. La acometida esta constituido por conductores aislados (las fases)

entre s, alojados dentro de un conductor en forma de pantalla (neutro) y adems posee un recubrimiento externo de plstico para proteccin contra la intemperie. Este

conductor se puede conectar areo o subterrneo. La cantidad de conductores y el calibre de los mismos depende de la potencia consumida y del tipo de servicio

requerido.

Potencia para Clculo de Acometida




Las empresas de distribucin de energa elctrica trabajan con una tabla de asignacin de demanda individual en funcin del tipo de vivienda. Esta tabla es una

normalizacin estadstica producto de las experiencia en la instalacin de acometidas residenciales.

Tabla 2.6 Demanda Individual en kVA de acuerdo al tipo de vivienda. Tipo de Vivienda Categora

Suscriptor Apartamentos

rea m2 Unifamiliar

Demanda Individual kVA

Baja 80 Viviendas Improvisadas

1,50

Media-Baja 80-90 Inters Social 3 Media 90-110 Inters Social 5 Media Alta 110-120 Quinta Pequea 6,20 Alta >120 Quinta Clase

Alta 8

Tipos de Servicio.

Servicio dos hilos monofsico 120 V. Es un servicio en el cual la compaa de Electricidad suministra al suscriptor una

acometida de dos conductores, Fase y Neutro, con tensiones que oscilan entre 110-127 V entre la fase y en neutro. Este servicio es el que predomina en las viviendas de

inters popular donde se requiere alimentar cargas monofsicas tpicas como: nevera, alumbrado, lavadora, artefactos electro-domsticos en general.

R1 R3R2

L1

N

VF

Fig. 60 Servicio a dos Hilos.

Aqu R1, R2 y R3 son cargas monofsicas de 120V individuales de diferentes valores La corriente se calcula por medio de la siguiente frmula:




VF

STIT

Donde: IT es la corriente de lnea ST es la potencia aparente VF es la tensin de fase.

Servicio a Tres Hilos. Monofsico 208/120V. Es un servicio donde se le suministra al suscriptor dos fases y el neutro. Se instala este servicio en viviendas que poseen cargas monofsicas de 208 V, tales como: aire acondicionado, cocina elctrica, secadora, bombas elctricas, entre otros, adems de las cargas tpicas de 120 V.

R2

R3

R1

L1

N

IA

IB

IN

L2

VL

Fig. 61 Servicio a 3 hilos.

R1, R2 son cargas monofsicas de 120V individuales de diferentes valores. R3 es una carga en 208V IL=IA=IB asumiendo equilibrio entre las fases. Adems IL se asume igual a IN para efectos pr

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