Manual Diseño de Instalaciones Eléctricas

Diseño de Instalaciones Eléctricas

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Técnico Superior en Instalaciones Eléctricas Diseño de Instalaciones Eléctricas

Copyright c 2015 Todos los derechos reservados. Prohibida su reproducción total o parcial. Manual revisado y ampliado por el Prof. Ing. Vicente Tomás Sosa para el Instituto Técnico Superior de Electricidad (ITC)

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LUMINOTECNIA

Luminotecnia se define a la ciencia que estudia las distintas formas de producción de la luz, así como su control y aplicación con fines domésticos, industriales o artísticos. Alumbrar e iluminar son términos sinónimos. Se emplea el primero en un sentido más restringido: llenar de claridad un lugar para hacer posible la visión, mientras que el término de iluminación, genéricamente implica factores técnicos y estéticos para hacer posible la visión mediante la disposición ordenada de muchas fuentes de luz o luminarias. Luz Es el aspecto de la energía radiante que un observador constata por la sensación visual, determinado por el estímulo en la retina ocular. Iluminancia Es la relación entre el flujo luminoso incidente en una determinada superficie por su área. E = F/S E = Iluminancia o iluminamiento. F = Flujo luminoso en Lumen. S = Area de la superficie a ser iluminada. Luminancia Es la intensidad luminosa que refleja una superficie en una determinada dirección, para una determinada unidad de área que se proyecta sobre el plano perpendicular a la dirección de observación de dicha superficie. Es una magnitud vectorial y se mide en Cd/cm2 (Stilb). Flujo Luminoso Es el flujo de energía luminosa emitida en todas direcciones por una fuente de luz. Su unidad de medida es el lúmen. Definición de lúmen El lúmen es la cantidad de luz irradiada desde una esfera a través de una abertura de 1 m2 , por una fuente de intensidad de 1 Vela, en todas direcciones, localizada en el centro de una esfera de 1 m. de radio. (Fig. 6)

Fig. 6

Eficiencia Luminosa ( η ) Es el flujo luminoso producido por cada unidad de potencia eléctrica consumida. Se mide en lúmen / Watt η = Lúmen / Watt Ej. Una lámpara fluorescente de 40 W. (luz blanca) produce 2800 Lumen. La eficiencia será de: η = 2800 / 40 = 70 Lm / W Una lámpara incandescente de 1000 W. produce 20200 Lumen. La eficiencia será de: η = 20200 /1000 = 20,2 Lm/W Una lámpara de vapor de mercurio de 400 W. produce 20500 lumen. Luz clara.


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La eficiencia será de: η = 20500 / 400 = 51,25 Lm / W La lámpara de vapor de mercurio de 400 W (clara), produce aproximadamente la misma iluminación que una lámpara incandescente de 1000 W, y siete lámparas fluorescentes de 40 W, pues la lámpara de Vapor de Mercurio (V.M.) da 20500 Lm., la incandescente da 20200 Lm., siete lámparas fluorescentes da una iluminación de 7x2800 = 19600 Lm. Pero la de mayor rendimiento es la lámpara fluorescente de 40 W. Iluminación de una superficie plana Es la densidad superficial de flujo luminoso recibido y es medido en Luxes. Lux = Lúmen / m2 Instrumentos de medida La medición de los niveles de iluminación se realiza con el luxómetro. Clasificación de las lámparas 1. Lámparas incandescentes La lámpara de incandescencia es un elemento radiador, cuyo cuerpo luminoso está constituido por un hilo conductor a través del cual se hace pasar una corriente, bajo cuya acción, dicho hilo eleva su temperatura hasta el rojo blanco emitiendo a esa temperatura radiaciones comprendidas dentro del espectro visible. En la fig. 7 observamos la constitución de una lámpara incandescente. El filamento es de tungsteno que llega a la incandescencia por el paso de la corriente eléctrica. En estas lámparas no se manifiesta el efecto estroboscópico. Duración de una lámpara de incandescencia El rendimiento de una lámpara de incandescencia, disminuye a medida que transcurre el tiempo de funcionamiento de dicha lámpara. Esta disminución del rendimiento es debido, sobre todo, a la lenta pero contínua disgregación del filamento de tungsteno, que origina un depósito negrusco sobre las paredes internas de la ampolla; además, a medida que la lámpara envejece, la disgregación hace que éste vaya teniendo menor sección, con lo que va aumentando paulatinamente su resistencia Fig. 7 eléctrica. Este aumento de resistencia tiene como consecuencia una disminución de la intensidad de corriente que atraviesa el filamento y, por lo tanto, un descenso de la temperatura del mismo que, a su vez, provoca una disminución del flujo luminoso. Las lámparas de incandescencia destinadas a instalaciones de iluminación están previstas para una duración útil media de 1000 horas de encendido. Es importante resaltar que, una variación de tensión (fluctuación) que sufra la lámpara respecto a su tensión de trabajo, la vida útil de ésta, disminuye enormemente.


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Otros tipos de Lámparas de incandescencia 1.1 Lámpara de cuarzo-yodo Esta lámpara representa el avance más reciente y más espectacular en el campo de las lámparas de incandescencia. Las lámparas de cuarzo-yodo resultan excesivamente brillantes para la iluminación de interiores; pero se emplea a menudo en las siguientes aplicaciones: • Aplicaciones industriales: en espacios de grandes dimensiones, zonas en construcción, zonas industriales, subestaciones transformadoras al aire libre, etc. • Aplicaciones deportivas: campos de deportes, pistas de carreras, etc. • Aplicaciones en transporte: iluminación de aeropuertos, estaciones de ferrocarril, puentes, etc. • Otras aplicaciones: unidades móviles de TV, estudios cinematográficos, etc. 1.2. Lámparas halógenas La elevada temperatura del filamento en una lámpara incandescente es la causa de la evaporación de partículas de tungsteno, que se condensan en la pared del bulbo, dando como resultado el oscurecimiento del bulbo. Las lámparas de halógeno contienen halógenos (iodo, flúor, bromo) agregados al gas normal, y funcionan bajo el principio de un ciclo de halógeno regenerativo para evitar el oscurecimiento. En estas lámparas, la temperatura del bulbo es suficientemente elevada para evitar la condensación. El tungsteno evaporado se combina con el halógeno para formar un componente tungsteno-halógeno, en forma de gas. Cuando este gas se aproxima al filamento, es descompuesto por la alta temperatura en el tungsteno, que es redepositado en el filamento, y el halógeno, que continúa su tarea en el ciclo regenerativo. El bulbo de la lámpara halógena está hecho de un cuarzo especial, resistente a las altas temperaturas necesarias para el funcionamiento del ciclo halógeno. 1.3. Lámparas dicroicas Son lámparas halógenas de potente brillantez, muy utilizadas en la iluminación de vidrieras, campo médico, fotografía, efectos especiales. Algunas de estas pequeñas lámparas funcionan con 12 V, por lo que necesitan de un transformador reductor 220/12 V. 1.4 Lámparas de luz mixta (mezcla): esta lámpara proporciona una luz mixta mercurioincandescente. Las lámparas mezcladoras constituyen el medio más económico para la modernización de iluminaciones hechas con lámparas incandescentes normales, reemplazándolas por lámparas a descarga en vapor de mercurio, sin efectuar modificaciones ni agregados de nuevos elementos en la instalación existente. El flujo luminoso que entregan estas lámparas, es apreciablemente mayor que las incandescentes de consumo similar, está integrado por el aporte de la descarga en vapor de mercurio y por un filamento de tungsteno que hace al mismo tiempo las veces de resistencia limitadora, reguladora de corriente. Por sus características de funcionamiento no requieren equipo auxiliar y se conectan directamente a la red de corriente alterna de 220-230 volt. Las ampollas de las lámparas de luz mixta tienen interiormente una capa correctora de color que aseguran la perfecta mezcla de sus dos fuentes lumínicas, entregando una luz blanca difusa de menor deslumbramiento. Otras características de estas lámparas: alta eficiencia luminosa, larga vida, buena apariencia de color, alto factor de potencia, cercano a la unidad. Se proveen en tres potencias: 160,250 y 500 Watt y reemplazan, por sus dimensiones, a sus


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similares incandescentes de 200, 300 y 500 Watt respectivamente. Se utilizan en iluminación de calles, talleres, estaciones de servicio, tiendas, estacionamientos. Para su correcto funcionamiento requiere que la tensión sea estable. 2. Lámparas de descarga Son aquellas cuyo flujo luminoso es producido por el efecto de la corriente eléctrica a través de su circulación por un medio que contiene gases, vapores o mezcla de gases. • Su vida útil va de 7500 h a 24000 h. • Su costo inicial es elevado, pero su mantenimiento es reducido y su vida útil prolongada lo que compensa el gasto inicial. Las lámparas de descarga para funcionar deben poseer unos accesorios que posibilitan iniciar el encendido y luego estabilizar la descarga eléctrica, corregir su factor de potencia y atenuar el efecto estroboscópico. Operación de Lámparas de descarga Las lámparas de descarga son encendidas por medio de los reactores, cuya función principal es la de limitar la corriente en la lámpara al valor óptimo. El reactor es una bobina con núcleo de hierro. Un arrancador o starter es usado para iniciar la descarga. Conjuntamente con el reactor proporciona pulsaciones de tensión, que ionizan el camino de descarga y provocan el arranque. También se le debe adicionar un capacitor para compensar el bajo factor de potencia del conjunto lámpara-reactor. La ignición es seguida por la estabilización del gas o vapor, que podrá demorar algunos minutos, dependiendo del tipo de lámpara. Durante el tiempo de encendido la lámpara consume una elevada corriente. El flujo luminoso aumenta con una disminución de la corriente, cuando el flujo luminoso llega a su valor nominal, la corriente en la lámpara alcanza su valor nominal. Las lámparas de descarga más empleadas son: 2.1 Lámparas fluorescentes: Presentan una vida útil de 7.500 horas aproximadamente. Constituida por un tubo de vidrio revestido internamente por una pintura de sustancia fluorescente, que son chocadas por los electrones contenidos en el gas inerte y producen el flujo luminoso. En los extremos del tubo se tiene unos electrodos que tienen la característica de emitir electrones. Dentro del tubo se tiene un gas (argón) con una pequeña cantidad de mercurio a baja presión. El color de las lámparas fluorescentes Se ha visto que mezclando adecuadamente las sustancias fluorescentes, podemos obtener cualquier tono de color. Esta propiedad constituye una de las posibilidades más interesantes de las lámparas fluorescentes, puesto que podemos elegir en todo momento, el color de luz más adecuado para un uso determinado. Estos colores pueden ser: amarillo, rojo, verde, azul. Ventajas • Buen rendimiento luminoso (de 4 a 5 veces mayor que la lámpara incandescente de la misma potencia) • Variedad de los tonos de luz. • Mayor vida útil que las lámparas incandescentes.


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Desventaja - Posee bajo factor de potencia el equipo de encendido. Se debe conectar un capacitor para compensar este bajo f.p. Este capacitor solo debe funcionar cuando se conecta la lámpara. Duración ¿Cuándo una lámpara fluorescente deja de funcionar definitivamente?. Este hecho no se debe como en el caso de la lámpara incandescente a la ruptura del filamento que ocasiona la interrupción del paso de la corriente, sino al desgaste progresivo de los depósitos emisores de electrones, situados en los electrodos. Funcionamiento: Cuando se cierra el interruptor I (Ver fig. 8) se produce un arco en el arrancador A, entre las láminas a y b (esta lámina es bimetálica), cuyo calor resultante provoca el establecimiento del contacto eléctrico entre los mismos, haciendo recorrer la corriente eléctrica por el circuito en el cual están los electrodos E que elevan su temperatura y emiten electrones. Transcurrido el pequeño intervalo de tiempo, el contacto entre las láminas a y b es abierto, pues la corriente que la atraviesa no es suficiente para mantenerlas en operación. En ese instante, se produce una variación de corriente, responsable de la aparición de una fuerza electromotriz de valor elevado en la reactancia R (bobina con núcleo de hierro), provocando un arco entre los electrodos E (se vence el dieléctrico del gas), que origina el encendido de la lámpara. Como la reactancia está en serie, la tensión entre los electrodos disminuye, y no se produce más el arco eléctrico entre las láminas a y b del arrancador. A partir de esto la reactancia pasa a funcionar como estabilizador de corriente, a través de su impedancia, limitando la tensión al valor requerido. El capacitor C1 conectado al circuito del arrancador, tiene por finalidad disminuir la interferencia sobre los aparatos de radio, durante el proceso de encendido del fluorescente. Despues del encendido el arrancador deja de funcionar. Fig. 8

La reactancia tiene dos finalidades: a) Suministrar una sobretensión, superior a la tensión de encendido de la lámpara para iniciar el encendido de la misma. b) Limitar la tensión de descarga hasta el valor para que la que se ha construido la lámpara. La tensión de funcionamiento de una lámpara fluorescente de 40 W está alrededor de 70 Volt. Corrección del factor de potencia Si para el circuito propio de la lámpara fluorescente es recomendable y beneficioso


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un bajo factor de potencia, no sucede así en su circuito externo, ya que en esa parte precisamos un factor de potencia alto y lo más próximo a la unidad, pues como ya sabemos, un factor de potencia bajo representa una sobrecarga en las líneas eléctricas, una mayor caída de tensión, un mayor calentamiento de los conductores, etc. Para cumplir ambas condiciones, se conecta en el circuito de la lámpara fluorescente un capacitor o condensador como está indicado en la figura 8. La ubicación es tal que el capacitor sólo debe funcionar cuando la lámpara está encendida. Corrección del efecto estroboscópico en las lámparas fluorescentes Se sabe que el efecto estroboscópico o centelleo está ocasionado por las fluctuaciones de la tensión en el caso de las corriente alterna, ya que el valor de dicha corriente se anula cien veces por segundo. Por lo tanto, no deben utilizarse lámparas fluorescentes en montaje individual para iluminación de zonas de trabajo donde se tengan máquinas en movimiento (giratorias), pues este efecto puede hacer aparecer ruedas invisibles cuando están en movimiento, o incluso, girando con un movimiento aparente inverso a su movimiento real, que hasta parecería que dicha máquina está parada. Aparte de todo esto, este fenómeno a la larga ocasiona fatiga visual. En instalaciones monofásicas, que es el caso más general, con una sola fase y neutro, la solución es más difícil: el efecto estroboscópico no puede anularse totalmente, pero pueden reducirse sus efectos hasta límites tolerables para la visión. Para ello, se montan las lámparas fluorescentes por parejas, y se provoca un desfase de las corrientes que atraviesan por las dos lámparas evitando así que, en ambos fluorescentes los valores de la corriente pasen simultáneamente por el valor de cero. En instalaciones trifásicas se pueden instalar las lámparas en parejas, pero cada una en fases distintas eliminándose de esta forma este efecto. En las lámparas incandescentes no se produce el efecto estroboscópico, debido a la inercia térmica del filamento, que impide que se produzca el apagado de la luz. Balasto Electrónico Es un dispositivo electrónico que enciende en forma instantánea la lámpara fluorescente. En este caso ya no se usan el arrancador y la reactancia. Partes de una lámpara de descarga (fig. 9) 2 .2 Lámparas de vapor de sodio: 2 .2.1 Lámpara de vapor de sodio a baja presión: están constituidas por un tubo de descarga, que contiene sodio que se evapora durante el periodo de encendido, y una mezcla de gases inertes, neón y argón, sometidos a una presión del orden de 600 N/m2 , cuya finalidad es obtener una baja tensión de ignición. Su característica es la de emitir una radiación casi monocromática (luz amarilla), tiene una alta eficiencia luminosa, en torno a los 200 Lúmens/Watt, y presenta una elevada vida útil de operación, aproximadamente de 18000 h. Es aconsejable su uso en instalaciones externas, avenidas, patios.


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2.2.2 Lámparas de vapor de sodio a alta presión: están constituidas por un tubo de descarga, conteniendo un exceso de sodio que se vaporiza en el proceso de encendido en condiciones de saturación. Ella utiliza un gas inerte, xenón, en alta presión, para obtener una baja presión de ignición. Al contrario de las lámparas de vapor de sodio a baja presión, presentan un espectro visible contínuo, teniendo una buena reproducción del color. Su eficiencia luminosa es de 130 Lúmens/Watt y su vida útil está en torno a las 18000 h. Debido a sus características de reproducción de colores, pueden ser utilizados en el interior de las instalaciones industriales, donde las tareas no necesiten una reproducción muy exacta de los colores. 2.3 Lámparas de vapor de mercurio: están constituidas por un pequeño tubo de cuarzo donde están instalados sus extremidades, en general dos electrodos principales y un electrodo auxiliar, conectados en serie con una resistencia de valor elevado. Dentro del tubo son colocadas algunas gotas de mercurio, juntamente con otro gas inerte, como el argonio, cuya finalidad es facilitar la formación de la descarga inicial. Por otro lado, el mercurio se evapora durante el periodo de pre-calentamiento de la lámpara. El tubo de cuarzo es colocado dentro de una ampolla de vidrio, conteniendo una cierta cantidad de azoto, cuya función es la de distribuir una temperatura uniforme. Estas lámparas tienen una elevada eficiencia, en torno a los 55 Lumen/Watt., y su desventaja radica en que esa eficiencia disminuye a medida que transcurre el tiempo. La lámpara debe enfriarse antes de reencenderse. 2.4 Lámparas germicidas Las radiaciones ultra violetas bactericidas o germicidas, se generan con fuentes especiales de vapor de mercurio. Funciona bajo el mismo principio de la lámpara fluorescente. Sirve como protección de personas y de productos. Requiere una estricta verificación periódica. Dispositivos de control de las lámparas de descarga Las lámparas de descarga necesitan los siguientes dispositivos para la estabilización de la corriente de ignición. a) Reactores (balasto, reactancias): Son los responsables de la estabilización de la corriente a un nivel adecuado para cada lámpara. Son dispositivos que dependiendo de su fabricación, pueden consumir una elevada corriente reactiva de la red de alimentación, sobrecargando los circuitos de distribución o transformadores que lo alimentan. Son comercializados reactores de bajo y alto factor de potencia. Debido al bajo factor de potencia del conjunto lámpara-reactor se deben conectar capacitores para corregir su factor de potencia. En los reactores se suele colocar su circuito de conexión. b) Arrancadores (starters): Los arrancadores están construídos con un pequeño tubo de vidrio dentro del cual son colocados dos electrodos, inmersos en un gas inerte, responsable de la formación inicial del arco que permitirá establecer un contacto directo entre los referidos electrodos. Solamente un electrodo está constituido por una lámina bimetálica que vuelve a su estado inicial transcurrido algunos instantes.


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c) Ignitores: Son elementos utilizados en lámparas de vapor metálico y de vapor de sodio, y que actúan generando una serie de pulsos de elevada tensión, a fin de iniciar la descarga de las lámparas.

DIODO EMISOR DE LUZ (LED)

El Diodo Emisor de Luz (LED) contiene tecnología de estado sólido. Esta Tecnología es la misma que la usada en los microprocesadores que se usan hoy en día. Estos productos de estado sólido no contienen partes móviles, no tiene una ampolla de vidrio frágil, no posee mercurio, no tiene gases tóxicos, y no posee filamento. No hay nada que se pueda romper, o contaminar. A diferencia de la luz de filamento convencional, los LEDS no tienen fallas repentinas o se queman, no hay un punto en que el LED cesa repentinamente su vida útil, en vez de ello, los LEDs degradan su performance a lo largo del tiempo. En una aplicación donde el LED es usado por 12 horas por día, 365 días por año, esto resulta en un tiempo de vida de 8 años con solo un 30% de degradación (70% de conservación de lumen) de la inicial luminosidad). Reducido mantenimiento para un ahorro de costo. Las lámparas basadas en LED tienen al menos 10 veces mayor tiempo de vida útil que un a luz convencional, no necesita reemplazar la lámpara de LEDs con ello reduce o elimina el mantenimiento reduce costos. Muchas de las críticas aplicaciones de iluminación que son salidas de emergencia, e iluminación para seguridad requieren un mantenimiento periódico para corroborar su correcto funcionamiento o reemplazo con los LEDs se ahorra este mantenimiento. La Luz de LEDs posee grandes ventajas en aplicaciones donde el reemplazo dificulta el trabajo del reemplazo. Antenas de radio, luces de embarcaciones, luces de aviones, puentes y túneles requieren una iluminación cara y un mantenimiento debido a su ubicación. Con los LEDs elimina o reduce drásticamente la frecuencia de mantenimiento ahorrando dinero. La larga vida útil de los LEDs de estado sólido, permite diseños amplios por ejemplo en parachoques o ambientes de mucha vibración como por ejemplo camiones o autos. Mayor ahorro de energía debido a su uso eficiente. Las lámparas de LEDs son más eficientes que las lámparas incandescentes o que las lámparas halógenas. Las lámparas de color blanco entregan por artefacto más de 20 lumen por Watt, y puede llegar a más de 50 lúmens por watt. Cuando ve las lámparas de LEDs es importante considerar los beneficios. Por ejemplo debido al ahorro de energía de los LEDs reduce su factura de luz recuperando más rápidamente su inversión. Otros beneficios adicionales son los colores vivos y la eliminación de filtros que se usan en las lámparas incandescentes. Flexibilidad de diseño. LEDs son típicamente más pequeños que las lámparas permitiendo diferentes y variados diseños de lámparas de iluminación. En vez de montar una lámpara de alta potencia (reflector óptico), con los LEDs es posible distribuir la iluminación en muchos puntos sobre la superficie a iluminar permitiendo un Nuevo concepto de iluminación. Colores más vivos sin el uso de filtros. Los LEDs no requieren filtros para crear múltiples colores. Rojos, verdes azules y otros colores pueden ser producidos por la


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lámpara de LEDs sin la necesidad de filtros. Usualmente en las lámparas incandescentes cuando desea un color específico se agrega este filtro a la luz blanca de la lámpara incandescente permitiendo el paso del color deseado. Estos filtros bloquean una parte considerable de luz no deseada permitiendo solo el paso de la longitud de onda deseada. En el mercado se produce lámparas monocromáticas con LEDs desde el rojo al azul y además del blanco sin la necesidad de filtros. Olvídese de los filtros caros y de la energía desperdiciada, una lámpara 12 watt reemplaza una lámpara de filamento de 100 watts resultando el el ahorro considerable de energía. Más Robusto, a prueba de vibración. Los LEDs son de estado sólido, no contiene partes móviles, no poseen filamentos, por ello son aptos para ambientes de alta vibración e impacto. No hay nada que se pueda romper, explotar o contaminar, los leds son la mejor opción. Cambio de Colores. Rojo verde azul, blanco, ahora todo esto es posible obtenerlo con la misma lámpara sin la necesidad de filtros con cambios de colores instantáneos (medidos en microsegundos). Con una lámpara (RGB), se puede fácilmente obtener el color que se desea, además es dimmerizable. 100 % dimmerizable sin variación de color. La lámparas de LEDs son también dimerizables sin variación de color, es todo es posible debido al uso modulación de ancho de pulso y al uso de la ultima tecnología en microcontroladores. Color instantáneo. Luz instantánea sin parpadeos y sin la necesidad de un precalentamiento, permitiendo un abanico de colores instantáneo con una lámpara RGB. Luz Fría y sin emisión de rayos UV. La luz convencional emite una radiación invisible al ojo humano, esta radiación de muy corta longitud de onda más conocida como rayos ultravioleta o infrarrojos. Radiación infrarroja produce calor. La luz ultravioleta produce daños material es, causando cambios de color y agrietamientos de superficies. Los LEDs solo generan iluminación en el rango que la persona solo puede ver. No hay rayos ultravioletas o radiación infrarroja. Bajo voltaje de operación. A diferencia de la luz convencional los LEDs utilizan un bajo voltaje de operación evitando la necesidad requerimientos regulatorios. Por ejemplo los LEDs son totalmente compatibles con la UL y otros estándares de seguridad. LUMINARIAS Son los equipos destinados a la fijación de las lámparas, debiendo presentar las siguientes características básicas: a) Ser de vista agradable al observador. b) Modificar el flujo luminoso de la fuente de luz. c) Posibilitar fácil instalación y posterior mantenimiento. La selección de luminarias en recintos industriales debe ser precedida de algunas precauciones relativas a la actividad de la industria. Así para ambientes donde haya presencia de gases combustibles en suspensión, es necesario escoger luminarias fabricadas con cuerpo resistente a la presión y buena hermeticidad; previendo de esta forma accidentes debido a la explosión de la lámpara. Para ambientes con mucha polución de polvo en estado de suspensión en el aire, es


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aconsejable utilizar luminarias del tipo cerrado. Clasificación de las luminarias: a) Directa: cuando el flujo luminoso está dirigido directamente al plano de trabajo. Estas proyectan del 90 % al 100 % del flujo luminoso hacia el plano de trabajo. El alumbrado es practicamente independiente del cielo razo y del color de las paredes del local, pero tiene el inconveniente que produce encandilamiento y fuertes sombras. b) Semi-directa: cuando el flujo luminoso llega al plano de trabajo directamente dirigido y otra parte incide en el mismo plano por reflexión de la luz. En este caso existe un predominio del efecto directo de la luz sobre el plano de trabajo. Estas proyectan del 60 al 90% del flujo luminoso hacia el plano de trabajo. c) Indirecta: cuando el flujo luminoso está dirigido directamente en la dirección opuesta al plano de trabajo y por reflexión ilumina al mismo. Estas luminarias asumen una función decorativa en la instalación. Dirigen por encima del plano horizontal de las lámparas el 90 al 100% del flujo luminoso hacia el techo, y 0% al 10% hacia el plano de trabajo. Permite un distribución uniforme de la luz y la ausencia de sombras y brillos reflejados. d) Semi-indirecta: cuando el flujo luminoso llega al plano de trabajo por efecto indirecto y otra parte incide en el mismo plano en forma directa. En este caso existe un predominio del efecto indirecto de la luz sobre el plano de trabajo. Estas proyectan del 10 al 40% del flujo luminoso hacia el plano de trabajo. e) Directa-indirecta: cuando el flujo luminoso es dirigido en igual cantidad (40 al 60%) hacia por encima del plano horizontal de la lámpara y también por debajo del plano horizontal de la lámpara (40 al 60%), hacia el plano de trabajo. f) General difusa: cuando el flujo luminoso presenta prácticamente la misma intensidad en todas las direcciones. Proyectan el flujo luminoso del 40 al 60% en la dirección del plano trabajo. El flujo luminoso se reparte uniformemente en todas las direcciones. Características constructivas El rendimiento de las luminarias depende de las características constructivas, cuyos componentes básicos son: a) Absorción: es la característica de la luminaria de absorber parte del flujo luminoso incidente en una superficie. Cuanto más oscura sea la parte interna de la luminaria mayor será su índice de absorción. b) Refracción: indican el poder de direccionar el flujo luminoso de la fuente compuesta por la lámpara y el reflector, a través de un vidrio transparente que puede ser plano o prismático. c) Reflexión: es la característica de modificar la distribución del flujo luminoso, a través de su superficie interna y según su forma geométrica de construcción (parabólica, elíptica). d) Difusión: Es la característica de la luminaria de reducir su luminancia, consecuentemente, disminuyendo los efectos de deslumbramiento (ofuscamiento: fenómeno producido por el exceso de luminancia de una fuente de luz), a través de una placa acrílica o de vidrio.


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e) Louvers: el panel de estas luminarias está constituido por aletas de material plástico o metálico, generalmente esmaltada de color blanco, no permitiendo que la lámpara sea vista por el observador dentro de un determinado ángulo. Aplicación: Las luminarias deben aplicarse de acuerdo al ambiente a iluminar y al tipo de actividad que se realiza en el local. Pueden ser: a) Luminarias residenciales. b) Luminarias comerciales. c) Luminarias para lugares públicos. d) Luminarias para jardín. e) Luminarias industriales. Selección de las Luminarias Se debe tener en cuenta lo siguiente: a) La distribución: deberá ser la apropiada para cada proyecto. b) La eficacia luminosa de las luminarias; de qué modo el diseño y los materiales de las luminarias restringen la emisión luminosa de las lámparas desnudas. Cuanto mayor sea el grado de control que se efectúa sobre la emisión de luz mayor será la pérdida de flujo luminoso emitido por las luminarias. El uso de luminarias de baja eficacia se puede justificar cuando se pretende alcanzar un determinado efecto arquitectónico, pero conviene siempre comparar entre sí luminarias que tengan el mismo control luminoso con el objeto de seleccionar a la que tenga mayor eficacia luminosa. c) Las conexiones eléctricas de las luminarias; las conexiones deben ser realizadas fácilmente y su mantenimiento también. d) La construcción mecánica de las luminarias; dicha construcción debe orientarse a ofrecer elementos metálicos robustos con capacidad de mantener alineados los diferentes componentes y también con capacidad para soportar con seguridad los accesorios que se precisan para hacer funcionar las lámparas. La construcción de las luminarias, debe facilitar la accesibilidad a las lámparas, las conexiones eléctricas y los accesorios con el objetivo de facilitar las labores de mantenimiento y limpieza de equipos. e) La apariencia externa de las luminarias; las soluciones en los proyectos de arquitectura demandan ciertos diseños de luminarias con motivos decorativos afines a los escenarios arquitectónicos donde se pretende instalarlas.


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Como ejemplo de la aplicación de esta tabla, desarrollamos los siguientes ejercicios. 1- ¿Cuántas lámparas fluorescentes de 40 W serán necesarias para iluminar una sala de dibujo cuyas medidas son 5 m. de largo por 4 m. de ancho, con paredes claras y 3 m. de altura, de tal forma a dar cumplimiento al reglamento de ANDE? Solución: Superficie de la sala de dibujo: 4 m x 5 m = 20 m2 De acuerdo a la tabla mencionada en caso sala de dibujo, corresponde utilizar 28 W por cada metro cuadrado, luego: 20 m2 x 28 W/m2 = 560 W Luego esta potencia total necesaria se divide por la potencia de cada tubo: 560/40 = 14 Entonces, serán utilizadas 14 lámparas fluorescentes de 40 W. 2 - ¿Cuántas lámparas de incandescencias de 60 W serán necesarias para iluminar una biblioteca (sala de lectura) cuyas dimensiones son: 10 m. de largo por 9 m. de ancho, paredes claras y 3 m. de altura, de tal forma a dar cumplimiento a la norma de ANDE? Solución: Determinamos primero la superficie del ambiente: 10 m x 9 m = 90 m2. De acuerdo a nuestra tabla en cuestión, cuando se trata de iluminar una sala de lectura con lámparas incandescentes se debe tener 48 W por cada metro cuadrado. A continuación se determina la potencia total necesaria: 90 m2 x 48 W/m2= 4320 W Posteriormente, se divide esta potencia por la potencia de cada lámpara: 4320/60 = 72. Luego serán necesarios 72 focos de 60 W.


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Instalación eléctrica y sus partes Es el conjunto de aparatos y circuitos asociados que sirven para la producción, transformación o utilización de energía eléctrica. Partes de una instalación eléctrica a) Acometida: servicio, entrada, medición (contador de energía Kw/h) b) Llave limitadora de carga (se encuentra detrás del medidor) c) Línea principal (enlace entre limitadora y tablero principal) d) Tablero principal: es el que recibe toda la energía eléctrica para distribuirla en el área de su influencia. También recibe el nombre de “cuadro de mando y protección”. e) Circuitos alimentadores. f) Ramales. g) Cargas: toma corrientes; lámparas y aparatos de consumo con sus correspondientes interruptores.

Proyecto de instalaciones eléctricas de acuerdo a la norma de ANDE Una buena ejecución de la instalación eléctrica está ligada directamente a un buen proyecto ejecutivo. De ahí la importancia de que los planos eléctricos sean realizados atendiendo minusiosamente las normas técnicas. A pesar de que la ANDE ya no exige la presentación de los planos para la verificación de la instalación eléctrica y posterior conexión al sistema de distribución de la compañia, igualmente debe ser entregado al propietario del inmueble una cópia del mismo. Como se sabe, una instalación eléctrica realizada en base al plano ejecutivo, facilita enormemente una futura ampliación o reparación de la instalación. El Reglamento de Baja Tensión de la ANDE, contiene normas claras que deben ser consideradas para la elaboración de un plano ejecutivo. Aquí transcribimos algunos párrafos del Reglamento de Baja Tensión de la ANDE: Obligatoriamente, el proyecto comprenderá: a) Localización de todos los puntos de consumo de energía eléctrica con la indicación de la correspondiente carga nominal, sus puntos de mando y circuitos a los que se hallan conectados; b) Localización de la entrada, medidores, tableros principales y secciónales; c) Diagrama unifilar, discriminando los diversos circuitos, número y sección de los conductores con dimensiones de los tubos y cajas d) Detalle de las cargas por cada circuito sobre el tablero, con la indicación de la naturaleza de la carga y su valor en vatios o kilovatios.

Según reglamento para instalaciones eléctricas de B.T. de la ANDE:

Cómputo de cargas Las cargas de luz (Items 7.2) 1- Todas las cargas, de cualquier naturaleza que fueran, deberán ser indicadas en el proyecto con el valor real correspondiente. 2- En el caso de las lámparas o tubos fluorescentes, cuyas cargas sumadas correspondientes a un artefacto no alcance 100 W, se computará la carga como


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siendo de 100 W. Si dicha suma excede 100 W, se computará la carga real. 3- Los tubos fluorescentes y similares deberán obligatoriamente usar correctores de factor de potencia para obtener un valor no inferior a 0,80. (Items 7.2.3). Las tomas de corriente (Items 7.3.1/3). 1- Toda toma de corriente monofásico correspondiente a carga no especificada se computará como siendo de 100 W, salvo que se destine a la conexión de aparatos de potencias mayor que 100 W, en cuyo caso se tomará su carga real. 2- Las tomas de corriente para cargas de motores de más de 1 HP y de aparatos de más de 1 kW, serán agrupados en circuitos monofásicos o trifásicos independientes. 3- Deberán ser instalados, para los diversos usos, el mínimo número de tomas de corriente monofásicos que abajo se define, contándose sólo como un único toma de corriente, a los dispositivos de tomas de corriente dobles o triples instalados en la misma caja: a) Una toma de corriente en cada compartimiento de área no mayor de 8 m2. b) Dos tomas de corrientes en cada compartimiento de área comprendida entre 8 y 16 m2. Las cargas de motores (Items 7.4.1). 1- Los motores y equipos se computarán según la potencia nominal expresada en las placas respectivas. 2- Si los motores son monfásicos y tienen potencia de hasta 1 HP o 1 KW, podrán ser instalados formando parte de los circuitos de iluminación. En caso contrario serán instalados en circuitos separados. Suma de las cargas (Items 7.5). Las cargas serán sumadas aritméticamente para: a) El cómputo total de la carga instalada. b) El dimensionamiento y la correspondiente protección de los circuitos y de las líneas distribuidas de circuitos. Se recomienda leer y analizar el contenido del reglamento para instalaciones eléctricas de baja tensión de la ANDE.

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INSTALACIONES ELECTRICAS RESIDENCIALES 1 Administración Nacional de Electricidad - ANDE Para la conexión y suministro de energía eléctrica a los usuarios por parte de la ANDE, esta ha establecido las normas a ser cumplidas, como condiciones mínimas necesarias en toda instalación eléctrica. Estas normas son: - Reglamento para Instalaciones Eléctricas de Baja Tensión - Reglamento para Instalaciones Eléctricas de Media Tensión La aplicación de estos Reglamentos se define de acuerdo a los: Tipos de Conexión a la Red de ANDE -

MONOFASICA:

-

TRIFASICA:

-

MEDIA TENSION:

Hasta 10.000W exclusive.  Más de 10.000 y hasta 30.000W, en Baja Tensión.  Más de 30.000W, se debe presentar una Consulta Previa (ANDE define si será en BT o MT, según las condiciones de la distribución en la zona, las características de la instalación, etc.).  Cargas menores a 10.000W, pero que de acuerdo a sus características exija conexión trifásica.  Cargas mayores a 30.000W, luego de la Consulta Previa.  Más de 100.000W, en Media Tensión.

La CONSULTA PREVIA se presenta a la ANDE en caso que la carga sea superior a los 30.000W. La institución realiza un estudio de las condiciones de la red de distribución afectada a la zona de ubicación de la instalación, para determinar las condiciones en que podrá atender esa carga. ANDE ha establecido las normas y procedimientos para el cumplimiento de las actividades de los Profesionales Electricistas en sus relaciones con la institución y para la matriculación de los mismos. Considerando que las instalaciones eléctricas conectadas a las Redes de Distribución de la ANDE, así como las modificaciones de las existentes, serán proyectadas, supervisadas y ejecutadas por Electricistas Profesionales matriculados en la ANDE. Estos profesionales matriculados serán clasificados por Categorías, acorde a sus conocimientos teóricos y prácticos, así como su experiencia profesional, según la siguiente escala: Categoría A - Ingeniero Electricista Podrán proyectar, dirigir y/o ejecutar instalaciones eléctricas y trabajos del ramo sin limitación alguna. Categoría B – Técnico Especialista


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Podrán proyectar, dirigir y/o ejecutar instalaciones eléctricas en Baja Tensión sin limitación de cargas. Categoría C – Técnico Electricista Podrán proyectar, dirigir y/o ejecutar instalaciones eléctricas hasta 44kW de potencia total instalada, monofásicas o trifásicas en Baja Tensión. Categoría D – Auxiliar Técnico Podrán proyectar, dirigir y/o ejecutar instalaciones eléctricas hasta 18kW de potencia total instalada, monofásicas o trifásicas en Baja Tensión. Categoría E – Electricista Calificado Podrán proyectar, dirigir y/o ejecutar instalaciones eléctricas hasta 6,6kW de potencia total instalada, monofásicas, siendo 2,2kW en circuitos de luz y tomas, y un circuito adicional de hasta 4,4kW en Baja Tensión. NOTA: -

Las instalaciones con valores de tensión superiores a los 1.000 Voltios, podrán ser ejecutadas por profesionales de cualquier categoría, solamente bajo proyecto y supervisión directa de un profesional de la Categoría “A”, quien será el único responsable técnico ante la ANDE. Los profesionales de las otras categorías podrán asumir responsabilidad directa sobre trabajos de instalaciones con tensiones de hasta 1.000 Voltios.

2 TIPOS DE NOTAS Y/O SOLICITUDES MAS UTILIZADOS - - - - - - -

SOLICITUD DE MEDIDOR EN PATIO AJENO: Se presenta cuando la propiedad no tiene salida sobre calle pública. CONSULTA PREVIA: Cuando la carga a instalar supera lo 30.000 W SOLICITUD DE ABASTECIMIENTO DE ENERGIA ELECTRICA: Con esta solicitud se pide la conexión de la instalación a la red de ANDE. SOLICITUD DE AUTORIZACIÓN DE USO COMUN DE ACOMETIDA: Para el caso de que se use una sola pilastra en el lindero de ambas propiedades. SOLICITUD DE RETIRO DE MEDIDOR: Cuando se necesita retirar el medidor, por motivos de construcción, demoliciones, etc. SOLICITUD DE SEGUNDA ACOMETIDA: Cuando en una misma propiedad (misma Cta. Cte. Ctral.) se necesita más de una acometida, para instalaciones bien diferenciadas e independientes, y de naturaleza distinta. SOLICITUD PARA CONEXION PROVISORIA: Cuando se necesita energía en forma provisoria, para obras en construcción, obradores, etc.

Otras: - Solicitud para Agrupamiento de Facturas. - Solicitud de Fraccionamiento de Deuda. - Solicitud de Inspección de Transformador. - Solicitud para Interrupción de Energía Eléctrica en Media Tensión. - Solicitud de Cambio de Dirección para Entrega de Factura. - Solicitud para Corte de Rama. - Formulario para Denuncia de Irregularidades.


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Solicitud para Pago de Derecho de Conexión y Garantía de Consumo en la Primera Factura. Solicitud para Trifasicar Línea de Baja Tensión. Comunicación de Avería de Electrodomésticos. Solicitud para Instalación de Alumbrado Público. Solicitud para Revisión Especial de Medidor.

3 GESTIONES PARA LA CONEXION DE ENERGIA ELECTRICA Para gestionar la conexión del servicio de energía eléctrica de ANDE, se deben presentar los siguientes documentos: Solicitud de Abastecimiento de Energía Eléctrica La Solicitud de Abastecimiento de Energía Eléctrica se presenta a través de la Solicitud que lleva el mismo nombre, donde constan los datos del local, de la instalación, del propietario y del instalador electricista (responsable) de la instalación. Debe estar firmada por un electricista matriculado, con categoría adecuada a las características de potencia de la instalación, y la firma del propietario del terreno. Los documentos que deben acompañar esta solicitud son: - - - -

Fotocopia de documento de identidad del propietario. Fotocopia de documento de identidad del electricista. Fotocopia de Matrícula del electricista. Fotocopia de título de propiedad u otro documento legal de la propiedad.

Documentos legales de la propiedad - -

-

- -

TITULO DE PROPIEDAD: Es el título legal que acredite la propiedad del inmueble. OTROS TITULOS: En los casos en que no se posea el título de propiedad, se podrá presentar la libreta de compra-venta del terreno, el contrato de compra-venta o el certificado de la inmobiliaria-loteadora, especificando siempre el número de la cuenta corriente catastral y el número de finca. TERRENOS FISCALES O MUNICIPALES: Para esos casos es imprescindible la presentación de la autorización municipal correspondiente, firmada por el Intendente Municipal o el Presidente de la Junta Municipal, en donde se autoriza en forma expresa a la ANDE a suministrar el servicio de energía eléctrica. AUTORIZACION DEL I.N.D.E.R.T.: Para las zonas rurales que no pueden obtener la autorización municipal, los interesados deben recurrir al I.N.D.E.R.T. para obtener la autorización correspondiente. PLANO DE LOTEAMIENTO: En las zonas en que no existe catastro oficial, el solicitante debe presentar, además del título o permisos arriba mencionados, una copia del plano del loteamiento legalmente aprobado.

Consulta Previa para Carga Superior a 30 KW

Cuando la carga solicitada supera los 30.000W, antes de presentar la solicitud de abastecimiento, es necesaria la presentación de una Carta Consulta Previa. Para el efecto existe un formulario en las oficinas de ANDE, el cual deberá estar debidamente completado y firmado por el solicitante y un electricista de categoría “A”.


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Pagos para Obtener la Conexión Para finiquitar los trámites ante la ANDE, se deben realizar los siguientes pagos: -

TARIFA DE CONEXIÓN EN BAJA TENSION: Esta tarifa se calcula sobre la base de la fórmula:

T=KxPxL Donde: K: es un factor de costo de instalación de distribución existente, igual a 1.500 Gs/ kW.m Declarada en kW P: es la carga instalada en kW. L: es la longitud del frente de la propiedad. Para lotes ubicados en esquinas, se toma la semisuma de los dos frentes. La longitud mínima a considerar es de 5 m. (Ej.: edificios de departamentos). Hay una Tarifa mínima de Gs. ................ -

Garantía de Consumo EN BAJA TENSION: El monto de la garantía de consumo se calcula de acuerdo a la siguiente fórmula:

GC = C x H x D x Pe Donde:

Declarada en kW C: es la carga instalada en kW H: son las horas de utilización diaria de energía eléctrica. D: son los días del mes (30 días) Pe: es el precio de la energía según el Pliego de Tarifas vigente. H = 2 h son las horas de utilización diaria de energía eléctrica en conexiones Residenciales. H = 4 h son las horas de utilización diaria de energía eléctrica en conexiones Comerciales. H = 5 h son las horas de utilización diaria de energía eléctrica en conexiones Industriales.

Tarifas Eléctricas El Pliego de Tarifas Nº 20 (24/05/2005) es el vigente, y en él se establecen todos los pormenores referentes a las categorías de consumo, naturaleza de la instalación y horarios de aplicación de las diferentes tarifas. Las tarifas están en función al objeto o modalidad del consumo. A continuación presentamos las tarifas promedio para las distintas modalidades en Baja tensión: Residencial: Gs. 365,45 kWh-Este precio es para un consumo mayor a 150 Kwh. en un mes. Comercial: Gs. 389,57 kWh-Este precio es para un consumo mayor a 50 Kwh. en un mes. Industrial: Gs. 252,87 kWh-Este precio es para un consumo mayor a 50 Kwh. en un mes. La tarifa para el servicio de alumbrado público es Gs. 427,14 - 10 Watios / metros por mes. Cat. 90-1


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4 USO RACIONAL DE LA ENERGIA

El uso racional de la energía trae beneficios directos al usuario, pues al evitar aquellos consumos innecesarios, se obtiene un ahorro significativo en la “Cuenta de la Luz”, y además produce un alivio a la red de ANDE, y por consiguiente la confiabilidad del servicio aumenta considerablemente. Recomendaciones útiles -

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Mantener las instalaciones eléctricas en buenas condiciones. Cualquier defecto o anormalidad podría causar pérdidas de energía, lo que lleva a un aumento en los montos a ser facturados, además del peligro que significa una instalación deficiente o en mal estado. Mantenga siempre apagadas las luces de las piezas que no están siendo utilizadas. En el caso de edificios de departamentos, apagar las luces de las áreas comunes, si no tiene instalado un dispositivo de apagado automático. Si posee más de un televisor, trate de concentrar la audiencia en un solo aparato. Apague si nadie lo está viendo. Evite conectar la plancha eléctrica varias veces. Planche de una sola vez el mayor número de ropas, comenzando por aquellas que requieran temperaturas más bajas. Si debe interrumpir el planchado, desconecte la plancha. Lave de una sola vez el peso máximo de ropas recomendado por el fabricante del lavarropas, buscando un rendimiento óptimo. Limpie con frecuencia el filtro, y use la cantidad de jabón o detergente en la medida adecuada. Evite abrir la heladera con demasiada frecuencia y asegúrese de que la puerta quede cerrada correctamente. Además de consumir energía en exceso (el motor debe trabajar más para compensar la pérdida de frío), la vida útil del aparato disminuye. La ducha eléctrica tiene normalmente dos resistencias, la de “verano” y la de “invierno”. En lo posible utilice la de “verano”, ya que es apropiada para baños en épocas no muy frías y su consumo es 40% menor a la de invierno. Mantenga encendida la estufa eléctrica solamente el tiempo necesario para calefaccionar el ambiente. Luego apáguela y evite en lo posible la entrada de aire frío. Mientras está usando la ducha eléctrica, consume 4.400 W, y que significa 4,40 kWh por cada hora de uso o el monto de Gs. 1.607,98 por hora. Los termo calefones deben ser instalados en lugares próximos a su punto de utilización y conectados con cañerías y aislaciones adecuadas para evitar pérdidas de calor. El termostato debe ser regulado en función de la temperatura de la temporada y en caso de ausencias prolongadas, apagar el equipo. Utilice el tipo y la potencia de lámparas adecuadas a las necesidades de cada ambiente. Las lámparas fluorescentes tienen un rendimiento lumínico de 2,5 a 3 veces mayor que las incandescentes y su vida útil es 10 veces superior.

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COSTO PROMEDIO DE CONSUMO DE ENERGIA ELECTRICA POR HORA (Gs h) EQUIPO POTENCIA ELECTRODOMESTICO Watts

ENERGIA Gs / 1 hora kWh

Horas de funcionamiento Un Día 30 Días

Horno eléctrico Ducha eléctrica Cocina Eléctrica Microondas

A. A. Frio/Calor split 12.000 BTU A. A. Frio/Calor split 24.000 BTU

Termocalefón Lava platos Estufa Secador de ropas Lava ropas Secador de cabello Calentador de agua Plancha Tostadora Filtro de piscina Cafetera Aspiradora Heladera Exprimidor de frutas Licuadora Batidora Televisor Ventilador Lámp. incandescente Equipo de sonido Fluorescente Fluorescente

5.000 4.400 2.500 1.500 1.250 2.550 1.500 1.500 1.200 1.100 1.000 1.000 1.000 1.000 800 750 700 700 300 300 300 200 150 100 100 80 40 20

5,00 4,40 2,50 1,5 1,25 2,55 1,50 1,50 1,20 1,10 1,00 1,00 1,00 1,00 0,80 0,75 0,70 0,70 0,30 0,30 0,30 0,20 0,15 0,10 0,10 0,08 0,04 0,02

1827,25 1607,98 913,63 548,18 456,81 931,89 548,18 548,18 438,54 402 365,45 365,45 365,45 365,45 292,36 274,10 255,82 255,82 109,64 109,64 109,64 93,09 54,82 36,55 36,55 29,24 14,62 7,31

OBSERVACION: El Precio de la Energía considerado corresponde al de la categoría residencial: 365,45 (Gs/ kWh). Consumo mayor a 150 KWh en un mes (Pliego de tarifas Nº 20) 24/05/2005 Se debe determinar las horas de funcionamiento por día y multiplicarlo por el consumo en una hora y de esa forma obtenemos el consumo diario. El consumo en treinta días será el consumo diario por 30. Resolver: Una residencia utiliza: dos termocalefón de 1.500 W 2 horas por día, 20

lámparas incandescentes de 100 W durantes 10 horas diarias, un lava platos durante 2 horas diarias, dos heladeras 12 horas diarias, una tostadora 2 horas diarias, dos Splits de 24.000 BTU 5 horas diarias, una cafetera se utiliza 2 horas diarias. Calcular el consumo de la residencia en 30 días. Calculo del Consumo por artefactos: Consumo de termocalefón = 2 x 548,18 Gs/h x 2 h x 30 = 65.781,6 Gs. Consumo de 20 Lámparas = 20 x 36,55 Gs/h x 10 h x 30 = 219.300 Gs. Consumo de 2 Heladeras = 2 x 109,64 Gs/h x 12 h x 30 = 78.940,8 Gs. Consumo de un Lava Platos = 548,18 Gs/h x 2 h x 30 = 32.890,8 Gs. Consumo de una Tostadora = 292,36 Gs/h x 2 h x 30 = 17.541,6 Gs. Consumo de un Split de 24.000 BTU = 2 x 931,89 Gs/h x 5 h x 3 = 279.567 Gs. Consumo de cafetera = 255,82 Gs/h x 2 h x 30 = 15.349,2 Gs. Total a pagar en 30 días = 709.371 Gs.


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PROYECTO DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA DOMICILIARIA

5.1 Pasos a seguir para realizar el proyecto de una instalación eléctrica residencial 5.1.1 Tener la Planta de arquitectura de la residencia, identificado por ambientes y amoblado totalmente. 5.1.2 Calcular el nivel de iluminación de cada ambiente. 5.1.3 Ubicar el medidor, los tomas simples y los especiales, lámparas, llaves, CD, TC, AA, etc. 5.1.4 Sumar las cargas instaladas y distribuirlas en circuitos. 5.1.5 Ubicar el tablero principal y los tableros seccionales. 5.1.6 Trazar el esquema unifilar y su especificación. 5.1.6 Desarrollar el esquema eléctrico del tablero y cuadro de cargas. 5.1.7 Realizar una especificación técnica del proyecto (optativo). 5.1.9 Llenado de la Solicitud de Abastecimiento de Energía Eléctrica. 5.1.1

Plano de Arquitectura

El arquitecto deberá proveer el plano de arquitectura amoblado y distribuidos en ambientes, características de luminarias deseadas, ubicación de AA, ubicación de microonda, etc. 5.1.2

Cálculos de los Niveles de Iluminación.

Para el cálculo de los niveles de iluminación existen Softwares especializados, que dan resultados con alto grado de precisión, y métodos prácticos, con resultados bastante satisfactorios para locales de uso normal. Existen factores que se deben considerar para lograr estimaciones adecuadas, como ser: - - - - - -

Destino del local (actividad a ser desarrollada). Tipo y color de las paredes. Tipo y color del techo. Tipo, cantidad y dimensiones de aberturas. Tipo y características de las luminarias. Tipo y características de las lámparas.

Se puede determinar el número de lámparas necesarias para producir determinada iluminación de tres maneras. - Por la carga mínima exigida por norma (Anexo 4). Método desarrollado en el Módulo 1 - Por el método de los lúmenes. - Por el método de las cavidades zonales. A los efectos de este módulo solo se considerará el primer método: de la carga mínima En primer lugar se debe determinar el tipo de ambiente y lámparas a utilizar, determinando a seguir la cantidad mínima de luxes, según Anexo 4 del Reglamento de Baja Tensión de ANDE. Considerando el living room como tipo de ambiente, observamos que se necesitan 150 luxes como mínimo (Anexo 4). A seguir, de acuerdo a la Tabla orientativa simplificada para cálculo de iluminación del anexo 4-d tenemos que en caso de utilizar lámparas incandescentes


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se necesitan 24 W/m2. Luego, consideramos que el living room tiene un área de 25 m2, tenemos que la cantidad de potencia (en iluminación) total de Watts mínima sería de: PT = 25 m2 x 24W/m2 = 600 W Por tanto, deberán instalarse 6 lámparas de 100 W. Tipo incandescentes. De esta forma, se calcula la cantidad de Watts (en iluminación) necesarios para cada uno de los ambientes, de acuerdo al tipo de iluminación adecuado para ese ambiente. NOTAS: - Actualmente los fabricantes dan sus propias Tablas, de acuerdo a sus productos, los cuales, debido a las nuevas tecnologías aplicadas en la fabricación, tienen rendimientos lumínicos mucho más elevados y permiten el uso de un número menor de lámparas para obtener el mismo nivel de iluminación. - Se debe tener muy presente que actualmente la iluminación obedece más a criterios estéticos que a necesidades lumínicas mínimas, y por tanto se deberá elaborar el proyecto en coordinación con el proyectista de arquitectura. 5.1.3 Ubicación de tomas, lámparas, llaves, etc. Una vez calculados los niveles de iluminación y el número de lámparas, se ubican las lámparas con sus correspondientes llaves de comando en los lugares más adecuados. Existen en el mercado distintos tipos y calidades de picos de llaves, de tomas; que se debe debe dar a conocer al cliente, y este elegir el que más le convenga. Los tomas de corriente de los circuitos de luz y tomas necesarios, deben ser como mínimo (Item 7.3) : - 1 toma en un recinto no mayor de 8m2. - 2 tomas en un recinto de 8 a 16m2. - 1 toma cada cinco metros de perímetro para compartimentos mayores que 16m2. Se definen y ubican los toma corrientes especiales, para alimentación de hornos microondas, hornos eléctricos, lavarropas, plancha eléctrica, y cualquier otro circuito especial, de acuerdo a las exigencias del proyectista o del propietario. Se realizan los cálculos de potencia de los equipos de AA para cada ambiente, de manera a tener previsión de la carga total que tendría la instalación. Luego, se ubican las bocas para equipos de AA, termo calefones, calefón ducha, etc., de acuerdo a las necesidades, todos estos deben ir en circuitos indenpendientes. NOTAS: - De acuerdo al tipo de ambiente, categoría de la construcción, circulación de personas y funcionalidad de la instalación, se determinan los tipos y modelos de interruptores y toma corrientes a ser utilizados. 5.1.4 Suma de las Cargas Instaladas y Distribución en Circuitos. Una vez distribuidas las cargas se suman aritméticamente las mismas (Item 7), de manera a calcular la Carga Total Instalada, y determinar si la instalación será monofásica o trifásica, y tomar las providencias necesarias. Se determina cual es la carga total de los circuitos comunes de luz y tomas para su distribución


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en circuitos. Si la instalación tendrá una acometida monofásica, el número de circuitos de luz y tomas es indiferente, toda vez que se respete la carga máxima permitida establecida en el Item 14.4.2. Si la instalación es trifásica el número de circuitos de luz y toma debe ser múltiplo de tres tres o múltiplo de tres. Ej. Considerando que la suma de las cargas de luces, tomas y ventiladores de techo dan un total de 8.100 W y que el numeral 14.4.2. dice que un circuito monofásico no deberá exceder a 10 A o 2.200 W, con factor de potencia unitario, tenemos que:

8.100W = 3,6 —— 4 circuitos 2.200W

Se considera conveniente que el número de circuitos sea múltiplo de 3, para facilitar el equilibrio de fases, adoptamos entonces 6 circuitos monofásicos. Los calefones, equipos de aire acondicionado y tomas de corriente para equipos o aparatos especiales tendrán circuitos exclusivos o independientes. Definición de Circuito Eléctrico: se denomina circuito eléctrico a un conjunto de puntos de consumo conectados a un mismo conductor y ligados a un mismo dispositivo de protección. Se tiene otra definición de circuitos en el reglamento de ANDE (Item 14). Una instalación se divide en circuitos para: a) Limitar las consecuencias de una falla, que ocasionará solo el seccionamiento del circuito con desperfectos. b) Facilitar las verificaciones y el mantenimiento de cada circuito. c) Evitar los peligros que puedan resultar de la falla de un único circuito, como por ejemplo, el circuito de iluminación. d) Facilitar el equilibrio de cargas en las instalaciones trifásicas. 5.1.5 Ubicación del Tablero Principal y de los Seccionales (Item 12) La ubicación de los Tableros Principal y Seccionales (TP y TS), queda a criterio del proyectista, pero deben estar instalados en lugar seco y de fácil acceso, y si es posible, en un lugar expresamente reservado, ventilado e iluminado. La cantidad de tableros seccionales está supeditado a la decisión del proyectista. También es conveniente instalar el TP en el centro geométrico de la Residencia (debiendo cumplir primeramente lo dicho en el párrafo anterior), de manera a utilizar la menor cantidad de conductores. 5.1.6 Trazado de Conductores (Anexo 2-Pag.23/24) (esquema unifilar) y su Especificación (Item 17). Una vez ubicados los puntos de consumo, se deben dimensionar los conductores a utilizar así como los ductos correspondientes. La mínima sección en los troncos, será de 4 mm2, la mínima sección para un toma corriente simple será de 1,5 mm2 (monofásico) y para una lámpara o grupo de lámparas será de 1 mm2. Para circuitos de luz y toma, calefones, AA, etc., en instalaciones residenciales o similares, donde la extensión de los circuitos no es muy grande, normalmente se respetan las secciones mínimas establecidas en el Reglamento de ANDE (Item 14.7). Para alimentadores cuya longitud es considerable (30 m o más), los conductores serán dimensionados de acuerdo al criterio de máxima conducción de corriente y de la máxima caída de tensión admisible, eligiéndose el criterio que lleve a escoger al conductor de mayor

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sección. Para calcular la máxima conducción de corriente podemos tomar como ejemplo un circuito

con una carga de 3.600 W y factor de potencia (cos φ) igual a 0,80, luego la corriente máxima será: I=

P

V x cos φ

=

3.600

= 20,45 A

220 x 0,8

Se elige una llave Termo magnética de 25 A para proteger a la carga y el conductor será de 4 mm2. En los Anexos 6 y 27, se define cual es el conductor que soporta conducir esta corriente, de acuerdo al tipo de aislación, forma de instalación y tipo de conductor. En el caso de superar los 30 metros, se calcula la sección del conductor por la máxima caída de tensión admisible (será explicado más adelante). En el Item 19.2 del reglamento de B.T. de la ANDE se detalla las máximas caídas de tensión admisibles. Luego se compara las dos secciones calculadas y se elige la mayor sección. Después de definidas las secciones de los conductores, se dimensionan los ductos correspondientes. Según Anexo 15, por ejemplo si se utilizaran 2 conductores de 4 mm2, se especifica el tubo de 5/8” de diámetro interno. En instalaciones nuevas se recomienda utilizar como mínimo ductos de 3/4”, para tener una reserva de posibles ampliaciones a ser realizadas durante la obra y también el precio de los ductos inciden muy poco en el costo total de la obra. El Anexo 15 se utiliza solo para dimensionar ducto con cables de igual sección dentro de mismo. Cuando se tienen en un mismo ducto conductores de secciones diferentes, debemos utilizar la tabla del Anexo 16, a fin de calcular cual es el mínimo diámetro interno del ducto que puede ser ocupada por los conductores. 5.1.7 Esquema de Tablero y Detalle de Carga. A fin de dimensionar los dispositivos de protección de los diversos circuitos, se calcula la corriente nominal de los mismos, como sigue: I = P(del circuito) V x cos φ

Considerando como ejemplo un Calefón Ducha tenemos: I = 5.200W = 23,6 A 220V x 1 La protección debería ser un disyuntor Termo Magnético (TM) de capacidad nominal máxima igual a ese valor (I prot. = I nom. cond.), pero como no corresponde a un valor normalizado, se especifica un disyuntor termomagnético de 25 A. Se efectúa el mismo cálculo para los demás circuitos. Se debe tener en cuenta que los circuitos con cargas menores que 2.200 W, deberán estar protegidos con una TM de 10 A., con factor de potencia igual a uno. A fin de dimensionar la llave de corte total y la línea principal se considera la carga total instalada y el factor de demanda. Así tenemos que: I = P instalada x fd

3 x V x cos φ

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Por ejemplo si la carga total es 27.700 W (instalación trifásica pues supera los 10 KW), el factor de demanda es 0,75 (Anexo N° 3 del Reglamento de B.T. de la ANDE) y considerando un factor de potencia fp= cosφ = 0,80 mínimo promedio de la instalación, tenemos: I = 27.700 x 0,75

= 39,5 A

3 x 380 x 0,80 Por tanto la llave a utilizar será una de 3x40 A, con conductores de entrada de 4x1x10 mm2 de cobre, según Anexo 6 (hasta tres conductores en un tubo). El disyuntor TM limitador de carga será del mismo valor que la llave de corte general. De acuerdo al Anexo 15 (a), el ducto utilizado será de 1”. La columna de entrada será de 2 1/2” de acuerdo al Anexo 22 y la entrada se hará de acuerdo al Anexo 23 (b). NOTAS:

Según el Pliego de Tarifas vigente, el Factor de Potencia o cos φ promedio del mes mínimo para la instalación es de 0,92. Pero el usuario esta obligado a corregir a 0,80 como mínimo, según el Pliego de Tarifas Nº 20 (item 4.5). El Esquema Unifilar de Tableros y el Cuadro de Detalle de Cargas se realizan de acuerdo a los ejemplos de los proyectos que se adjuntan. La tabla del factor de demanda del Anexo 3 del reglamento de B.T. de la ANDE es válido solo para instalaciones residenciales, no así para instalaciones industriales o comerciales; debiendo en estos casos analizarse el funcionamiento de la instalación para obtener el Factor de Demanda. 5.1.8 Realizar una Especificación Técnica del Proyecto (optativo) La Especificación Técnica consiste en indicar en ellas las normas utilizadas para realizar el proyecto de la instalación, haciendo un comentario de los tipos de materiales a utilizar como ser: luminarias, llaves TM, interruptores, tomas, conductores, caños, cajas, registros y altura de ubicación de artefactos, etc. 5.1.9 Llenado de la Solicitud de Abastecimiento de Energía Eléctrica. El pedido de abastecimiento de energía eléctrica se presenta a través de la SOLICITUD DE ABASTECIMIENTO DE ENERGIA ELECTRICA, donde constan los datos del local, de la instalación, del propietario y del instalador electricista (responsable) de la instalación. El Cliente podrá elegir la categoría según lo establezca el Pliego de Tarifas Nº 20 (24/05/2005) de la ANDE (item 4.7). Este Pliego define a los distintos Grupos de Consumo (residencial, comercial, industrial, gubernamental, general, diferencial.) en el item 4.12 del pliego de tarifas. PLIEGO DE TARIFAS DE LA ANDE Es un Documento que es aprobado por un Decreto del Poder Ejecutivo de la Nación. En ella figuran las informaciones adicionales que no se encuentran en los Reglamento de Instalaciones Eléctricas de Baja y Media tensión. Algunas de estas informaciones son: - Tensiones de Abastecimiento. - Horario de Punta de Carga y Fuera de Punta de Carga. - Demanda, Potencia Reservada, exceso de Potencia Reservada. - Factor de Potencia, fórmula de recargo por Bajo Factor de Potencia.


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- Definición de los Grupos de Consumo (Residencial, Comercial, Industrial, General, Diferencial, costo del alumbrado público). - Tarifas de los distintos Grupos de Consumo de acuerdo a la Potencia Contratada. OTRAS INSTALACIONES El profesional responsable del proyecto, ejecución, supervisión, o fiscalización de cualquier proyecto, debe considerar las instalaciones de corrientes o señales débiles en el proyecto eléctrico. Estas otras instalaciones son normalmente proyectadas y ejecutadas por profesionales electricistas, y en coordinación con las instalaciones eléctricas, para evitar encontrarse con situaciones complicadas a la hora de la ejecución. La distancia mínima entre cañerías de las señales débiles y las de corriente eléctrica debe ser de 15 cm. Además de las instalaciones eléctricas se deben tener en cuenta: - Telefonía: Se debe regir por el Reglamento para Instalaciones Telefónicas de COPACO. Acometida Telefónica, central telefónica, internos, etc. - TV Cable: Normalmente hoy ya se prevé la instalación de los ductos (3/4”) para una distribución embutida de la señal de televisión, especialmente la de cable. - Contra Incendio: Las instalaciones de los sistemas de Detección, Alarma y Combate de incendios son una exigencia de la Municipalidad para la aprobación de los planos de cualquier emprendimiento, especialmente en las grandes ciudades de nuestro país, que son las que cuentan con una reglamentación específica en la materia. El ducto a utilizar será de 5/8” o 3/4”, según la cantidad de conductores. - Portero Eléctrico: Normalmente se establece de acuerdo a lo que pretenden el propietario y/o el usuario, y en el mercado existen variadas ofertas en cuanto a calidad, sofisticación y precio de los equipos. Ducto de 3/4 “. - Vídeo Portero: Idem al anterior. - Automatismo de Portón Vehicular o Peatonal: Idem al anterior. Considerar un circuito independiente para la alimentación del motor.

INSTALACIONES DE ACONDICIONADORES DE AIRE ACONDICIONADORES DE AIRE Tipos: - Individual o Ventana: - SPLIT gabinete terminado: • De Pared: • De Piso-Techo: - SPLIT para Ducto o Central: - Compacto o Central: - Chiller (unidad enfriadora de agua):

12.000 a 12.000 36.000 36.000 60.000 300.000

24.000 BTU/h – 220V

a 24.000 a 60.000 a 360.000 a 360.000 a 2.000.000

BTU/h – 220V BTU/h – 380 V BTU/h – 380V BTU/h – 380V BTU/h – 380V

Para la determinación de la capacidad de enfriamiento de los equipos Acondicionadores de Aire, existen Softwares especializados, que dan resultados bien definidos, y también métodos prácticos, con resultados útiles para referencias.

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Algunos de los factores que se deben considerar para el cálculo de los AA, son: - Dimensiones de planta del ambiente y altura hasta techo o cielo raso. - Tipo y dimensión de aberturas. - Tipo y espesor de paredes. - Tipo de techo. - Tipo de cielo raso y cámara de aire entre techo y cielo raso. - Tipo de piso y apoyo sobre el suelo. - Cantidad y tipo de iluminación. - Equipos y máquinas. - Actividad a la que está destinado el local. - Número de personas, actividad y rotatividad. - Orientación del local (N, S, E y O). En todos los casos los Acondicionadores de Aire se conectarán en circuitos independientes. Se debe prever siempre los desagües de los AA embutidos a la mampostería, con una pendiente adecuada, de manera a que no se usen recipientes y mangueras para el desagüe de los mismos.

Debido a que no es el propósito de este curso realizar cálculos acabados de los equipos de AA, podríamos utilizar las fórmulas prácticas (para ambientes residenciales con poco flujo de personas) :

C = A x 0,08 x 12.000

[BTU/h]

C = 230 x V

[BTU/h]

Solo para instalaciones residenciales

Donde: C - es el caudal de refrigeración necesario. A - área de local en m2 V - volumen del local en m3. [V= largo x ancho x alto] El factor de 230 puede variar de acuerdo al destino del local, al número de personas y otros elementos a ser considerados, pudiendo variar hasta 360, para condiciones de máxima exigencia. Ejemplo: Se tiene un dormitorio de 4 x 6 x 3 m. Calcular la capacidad del acondicionador de aire a instalar en dicho dormitorio. Resolución: Cálculo del volumen V V= L x a x h= 4 x 6 x 3 = 72 m3 Cálculo de la capacidad del acondicionador de aire (C) C= 230 x V= 230 x 72= 16.560 BTU/h Adoptamos AA cuya capacidad sea de 18.000 BTU/h

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Consumo de corriente y potencia aproximado de acondicionadores de aire Equipo de aire acondicionado individual de 9.000 BTU/h a 24.000 BTU/h Función

Frío

Frío/Calor

Frío/Calor

Frío/Calor

BTU/h

9.000

12.000

18.000

24.000

Potencia eléctrica

W

1.060

1.400

2.200

2.700

Corriente nominal

A

5,1

6,5

10,5

13

Capacidad

Equipo de aire acondicionado split de pared de 9.000 BTU/h a 60.000 BTU/h Función F/C F/C F/C F/C F/C F/C F/C Capacidad

BTU/h 9.000 12.000 18.000 24.000 36.000 48.000 60.000

Potencia eléctrica W 940 1.250 2.000 2.550 4.242 4.920 6.736 Corriente nominal

A

4,4

5,8

9,5

12,5

7,4

8,6

11,6

• Los equipos tipo split de 9.000 a 24.000 BTU/h son monofásicos. • Los equipos tipo split de 36.000 a 60.000 BTU/h son trifásicos.

OBSERVACION: El consumo del a energía eléctrica de los acondicionadores de aire son afectados por factores tales como: la buena o la mala utilización de las puertas, ventanas, percianas y aislaciones. Se deben mantener cerradas las puertas y ventanas. También se debe elegir la temperatura correcta para el ambiente. Se deben hacer siempre un mantenimiento periódico de los acondicionadores de aire. El cálculo correcto de la capacidad del acondicionador de aire para cada tipo de ambiente también influye en el consumo de la energía eléctrica. Por tanto antes de la compra de un acondicionador de aire se debe asesorar por técnico especialista.


30

Normas que se deben cumplir al realizar una instalación eléctrica Enumeraremos algunas consideraciones principales y sobre las normas de ANDE que se deben cumplir para ejecutar un trabajo de instalación eléctrica. 1- La longitud del servicio (conexión entre la red de ANDE y los aisladores de amarre, para la entrada del usuario), no deben superar los 25 m. 2- Cuando un servicio supera los 20 m. de longitud debemos preparar para el mismo, como mínimo conductores de 6 mm2. 3- La altura de llegada de un servicio en general deberá ser 5 m. medido desde el nivel de la vereda hasta los aisladores de amarre. 4- No se debe utilizar caños de hierro para la entrada, que no sean del tipo galvanizado, respetando para cada caso las medidas correspondientes. 5- La altura de un nicho para medidor debe estar entre 0,60 m y 1,80 m.(parte inferior y superior respectivamente). 6- La profundidad de un nicho para medidor debe tener como máximo 23 cm. (libre), medido desde la puerta del nicho, hasta el fondo de madera. 7- Es obligatorio preparar un sistema de puesta a tierra para el, o los medidores a ser conectados 8- El limitador de carga (llave termornagnética monofásica o trifásica ubicada siempre a la salida del medidor) debe ser dimensionado de acuerdo a la carga (potencia) a ser instalada. 9- La máxima potencia por cada circuito monofásico de luz y tomas de corriente (con factor de potencia unitario) será de 2200 W, con factor de potencia FP=1. 10- La mínima sección que se debe utilizar para una instalación eléctrica será de 1 mm2. 11 - La máxima cantidad de conductores permitido dentro de un electroducto (caño) será de 9 cables. 12- En ningún caso se permitirá el empalme de conductores dentro de los caños o ductos. 13- No se permite ni en carácter provisorio la utilización de árboles para postes de líneas aéreas. 14- Es obligatorio la corrección del factor de potencia de cualquier carga cuyo valor sea inferior a 0,92. 15- Los tableros principales o seccionales deben ser instalados en lugares secos y de fácil acceso, ventilados e iluminados. 16- La manipulación de medidores (conección, desconección, cambio de sitio y otros) sólo serán realizados por personales autorizados por la ANDE.


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Dispositivos de protección

a) Fusibles Protege a los conductores y a las cargas contra cortocircuitos. El fusible es un alambre o lámina de metal, puro o aleado, de bajo punto de fusión y que se intercala en un circuito eléctrico, y cuya función principal es la de fundirse cuando circula una corriente superior a lo establecido, interrumpiendo así el circuito eléctrico, evitando de esta manera la aparición de llamas o la destrucción de conductores y demás aparatos eléctricos. Los materiales más utilizados en la construcción del fusible son: plomo, cobre, plata o de aleación de éstas dos últimas . Por su estructura los fusibles se dividen en Diazed, NH y Neozed. Observaciones importantes sobre los fusibles: Los fusibles quemados deben ser substituidos por otros nuevos. Está prohibido hacer reparaciones o puentes en los fusibles, ya que de este modo se suprime la protección de los conductores y aparatos. Si se produce incendio a causa de fusibles en malas condiciones, la compañía de seguros del edificio puede negarse a pagar las pérdidas. Además, los responsables de la instalación eléctrica pueden ser multados por provocación de incendios. b) Disyuntores termomagnéticos Los interruptores automáticos termomagnéticos, denominados comúnmente disyuntores termomagnéticos, se emplean en la protección combinada contra sobrecargas y cortocircuitos de conductores y aparatos receptores. La protección contra sobrecargas se efectúa a través de una lámina bimetálica (0) que acciona un mecanismo de maniobra (1) que abre el interruptor (2) cuando el calentamiento es excesivo. Esta protección se denomina de tiempo inverso, es decir, a mayor intensidad, menor tiempo de disparo debido a la rápida apertura del contacto por la actuación del bimetal. La protección contra cortocircuitos se realiza a través de una bobina (n) que atrae a una armadura (3) cuando la intensidad de cortocircuito sobrepasa un valor múltiplo de la corriente nominal, actuando sobre el mecanismo de maniobra (1). Selección de los disyuntores termomagnéticos: Las características principales a tener en cuenta en la selección de los disyuntores TM son: La intensidad nominal: se entiende por intensidad nominal de un equipo o aparato a la corriente que consume en servicio permanente en condiciones normales.

32


- El poder de corte en cortocircuito, que es la corriente de cortocircuito que el aparato puede cortar para las condiciones nominales de tensión, frecuencia y un valor determinado del factor de potencia. - La característica tiempo/corriente que representa los límites mínimo y máximo. Ver figura de la página 21. Las características más importantes para la selección de los disyuntores termomanéticos son: 1. La Corriente Nominal 2. La Tensión de trabajo. 3. La capacidad de ruptura. 4. Los límites de regulación (si los tiene). 5. El número de polos. Tipos: Tipo H (B): dispara para 2-3 veces la corriente nominal. Usados en los circuitos de control, conductores de gran longitud y generadores. Tipo L (C): dispara para 3-5 veces la corriente nominal. Usados en la protección de conductores. Tipo G (D): dispara para 8-12 veces la corriente nominal. Usados en la protección de transformadores y motores, pues soportan las elevadas corrientes de arranque. Circuito de control: son circuitos que controlan la conexión o desconexión de los receptores eléctricos c) Guardamotores Para la protección contra sobrecargas de los motores eléctricos se recomienda el uso de un dispositivo llamado guardamotor, y que está constituido por un relé térmico, que a su vez está adosado a un sistema electromagnético llamado contactor. Completa el sistema unos pulsadores de parada y de marcha.

Esquema básico de un interruptor diferencial.

Esquema de un guardamotor tripolar en red monofásica.

d) Interruptor diferencial Los dispositivos de protección diferencial son los encargados de detectar las corrientes de defecto en una instalación eléctrica, al producirse un fallo en el aislamiento o un contacto accidental de una persona a una parte conductora energizada. Como se puede apreciar en el esquema de un interruptor diferencial, básicamente este dispositivo está formado por un interruptor (1), un núcleo toroidal (2) y un arrollamiento auxiliar (3).


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En condiciones normales, y según la ley de corriente de Kirchoff, la intensidad uno (I1) es igual a la intensidad dos (I2), por tanto, y por tener sentidos contrarios sus efectos magnéticos sobre el arrollamiento se anulan mutuamente, resultando una tensión inducida nula en el mencionado arrollamiento. Cuando en el circuito a proteger se produce una corriente de defecto “Id” la igualdad entre I1 e I2 desaparece, dando como resultado una tensión inducida en el arrollamiento auxiliar que provoca el disparo (apertura) del interruptor. Este aparato solo actúa cuando existe una fuga de corriente, no protege al circuito contra sobre corrientes ni corto circuito. Calibres: Protección de personas: 15 a 30 mA / 30 ms Protección contra riesgos incendio: 500 mA / 30 ms. No ofrece seguridad a las personas. Disyuntor Diferencial Este aparato tiene incorporado tres dispositivos de protección: - Protección contra corriente de fuga: a partir de cierto valor de fuga de corriente el disyuntor dispara, esta definido por su sensibilidad. - Protección contra sobre corriente: si la corriente que circula por él es mayor a la su valor nominal, el aparato dispara en un tiempo inversamente proporcional a la sobre corriente. - Protección contra corto circuito: este aparato abre el circuito en forma casi instantánea, este accionamiento está limitado por el poder de corte que posee. e) Relés térmicos Un relé térmico controla el calentamiento de los arrollamientos del motor a través de un bimetal que se curva cuando el calentamiento de aquellos es excesivo, abriendo un contacto en serie con la bobina del contactor que lo desconecta de la red. El relé térmico debe ir asociado siempre a un contactor que es el que realiza las operaciones de conectar y desconectar la alimentación del motor. El calentamiento del bimetal puede producirse por una resistencia colocada cerca de él, por el paso directo de la corriente o a través de un transformador de intensidad montado en el mismo relé. Los relés térmicos se utilizan junto a los fusibles principalmente para la protección de los motores eléctricos. Proporcionan la protección contra las sobrecargas, mientras que los fusibles lo hacen contra los cortocircuitos. El relé térmico debe llevar indicado la intensidad máxima del fusible asociado para evitar la destrucción del térmico en caso de cortocircuito. El catálogo de la instrucción de los RT dice que la protección contra sobrecargas debe cubrir en los motores trifásicos el riesgo de falta de tensión en una de sus fases. Por este motivo los relés térmicos detectan las asimetrías en el curvado de los bimetales por falta de corriente en alguna de las fases o por circulación de corrientes muy diferentes por cada una de ellas. Pero para la protección de falta de fase es mejor usar el relé de falta de fase que actúa en forma instantánea. En un relé térmico la intensidad de funcionamiento se ajusta a la intensidad nominal del motor y debe permitir, según las normas, sobrecargadas del 20% durante 1 hora y del 50% durante 2 minutos.

34


Curvas características medias “intensidadtiempo” de los disyuntores termomagnéticos

Protección térmica

B

FUSIBLES

1

2

C

3 4

D

5

6

8 10 12

Protección térmica y magnética

20

40

100 Veces la

corriente nominal


35

DISPOSITIVOS DE PROTECCION CONTRA SOBRETENSIONES TRANSITORIAS (DPS) Las sobretensiones de origen atmosférico e industrial provocan fuerte irradiación electroFigura 1 V magnética que se propagan por largas distancias a través de las redes de baja y media tensión produciendo con frecuencia la destrucción de equipos eléctricos conectados o cercanos a la V red. Los descargadores de sobretensión transitoria PE de Merlin Gerin protegen a los equipos V eléctricos de este destructivo fenómeno de alta ocurrencia en Paraguay. Están constituidos por varistores de alta calidad que ofrecen una operación simple y confiable al tiempo de ser razonablemente económicos en comparación con otras soluciones. Funcionamiento del Descargador El descargador es un dispositivo que limita las sobretensiones transitorias de la red desviando a tierra la sobrecorriente y reduciendo de esta forma la sobretensión en la instalación a valores tolerables por los equipos eléctricos. La figura 1 muestra el funcionamiento típico de un descargador. Si la tensión aplicada es inferior a la tensión de cebado Vc, el descargador se comporta como un circuito abierto siendo la corriente de fuga del orden de 200uA. Si se sobrepasa Vc, el descargador conduce a tierra una corriente de valor elevado. Si esta corriente no supera In la tensión entre bornes del descargador queda limitada a Vp o nivel de protección. Pasado un tiempo relativamente corto después del cebado, la corriente de descarga disminuye hasta anularse, momento en que el varistor se recupera y se restituye la tensión de red. El descargador queda entonces en condiciones de seguir operando. Si la corriente supera Imax el valor de la tensión se eleva por encima del nivel de protección y se produce la destrucción del descargador. Selección del Descargador Para una adecuada selección de un descargador deberán tomarse en cuenta los equipos a proteger y los riesgos de exposición de la instalación a descargas atmosféricas. La tabla 1 siguiente describe la capacidad de resistencia a sobretensiones transitorias de los equipos eléctricos más comunes: Los riesgos de exposición de una instalación a descargas atmosféricas dependen del nivel ceráunico del lugar (indicador de la cantidad de descargas atmosféricas), del tipo de red que la alimenta (subterránea o aérea) y de la ubicación de la instalación en relación a construcciones vecinas (total o parcialmente rodeada por edificios, a campo abierto o en una elevación). Instalaciones de alto riesgo deben ser protegidas con descargadores de gran capacidad de conducción de corriente (In elevado). Asimismo en instalaciones con equipos de baja tolerancia a sobretensiones deben utilizarse descargadores de bajo nivel de protección (Up bajo). La tabla 2 siguiente muestra los valores típicos de los descargadores Merlin Gerin:

Equipo Eléctrico Resistencia a Sobretensión Tableros de distribución, motores, Alta transformadores, tomacorrientes Electrodomésticos en general, hornos, Media herramientas portátiles Circuitos electrónicos, televisores, Baja equipos de sonido, sistemas de alarma, computadoras

Nivel de Aislación 4 kV

2.5 kV

1.5 kV

Tabla 1

Descargador Imax(kA) In (kA) Up (kV) Uc (V) PE65 65 20 2 440 PE40 40 10 1,8 440 PE15 15 5 1,8 440 PE8 8 2 1,5 440 Tabla 2

Q C60N C50 C60N C20 C60N C20 C60N C20


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En ciertos casos es necesaria la instalación de varios descargadores en cascada para asegurar la conducción de elevadas corrientes de descarga y a la vez mantener niveles de protección compatibles con los equipos eléctricos a ser protegidos. Instalación de Descargadores Los descargadores son montados en los tableros de distribución de la instalación a ser protegida. La línea de descargadores PE de Merlin Gerin son de montaje sobre riel DIN y de dimensiones compatibles con la línea Multi 9 facilitando de esta manera su instalación. Se conectan entre conductores de fase y tierra (modo común) en instalaciones con régimen de neutro TNC (neutro y tierra común, que es el utilizado generalmente en Paraguay). En instalaciones con régimen de neutro TT o TNS (neutro y tierra separados), se conectan entre fase y tierra y entre fases y neutro (modo diferencial). Los conductores que unen los bornes del descargador a los conductores activos y a la barra de tierra del tablero deben ser lo mas cortos posible (como máximo 0,5m). La figura 2 esquematiza la conexión típica de un descargador. En el caso de producirse corrientes de descarga superiores a Imax, el descargador se destruye quedando en cortocircuito en forma permanente. Por este motivo los descargadores deben ser conectados a los descargador conductores activos a través de un disyuntor carga termomagnético asociado. La columna Q de la tabla 2 indica el disyuntor adecuado para cada tipo de descargador. El disyuntor asociado al descargador debe estar en coordinación con el dispositivo de protección general de la instalación para evitar interrupciones indeseables de la alimentación. barra de tierra Si la instalación cuenta con dispositivos de protección diferencial, es recomendable que los descargadores sean instalados aguas arriba de los interruptores diferenciales.

Figura 2

Vida Util del Descargador Los descargadores a varistor se caracterizan por una muy baja corriente de fuga. Esta corriente aumenta luego de cada actuación del descargador. Esto produce el gradual sobrecalentamiento del dispositivo y a largo plazo el envejecimiento hasta su destrucción. Los descargadores Merlin Gerin son autoprotegidos por un sistema interno de desconexión térmica cuando llega a termino la vida útil del dispositivo y antes de producirse un calentamiento excesivo. Adicionalmente un indicador mecánico ubicado en el frente advierte el estado del dispositivo. Blanco: operación normal y rojo: el descargador debe ser cambiado.


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Simbologias para instalaciones electricas de acuerdo al reglamento de baja tensión de la ANDE (Anexo 2) Seleccionamos de la norma de ANDE, sólo las simbologías más importantes y más utilizadas en instalaciones eléctricas domiciliarias. Artefactos con lámparas incandescentes 60

Adosado al techo con 1 lámpara de 60W.

5/ 40

Suspendido del techo con 5 lámparas de 40W. Embutido en el techo con 5 Iámparas de 40 W.

5/ 40

Artefactos con lámparas fluorescentes 40

3x20

Adosado al techo con 1 lámpara de 40 W. Suspendido del techo con 3 lámparas de 20 W.

2x40 20

Embutido en el techo con 2 lámparas de 40 W Aplicado a la pared (adosado) con 1 lámpara de 20 W.

Tomas de corriente del tipo de embutir Monofásico a media altura.

Monofásico a media altura con conexión a tierra.

Monofásico bajo.

Monofásico bajo con conexión a tierra.

Monofásico alto. Monofásico de piso. Monofásico de techo. Llaves de embutir y combinaciones Llave de 1 punto. Llave de 1 punto y toma de corriente


38

Llave de combinación escalera. Llave intermediaria de combinación escalera. Llave de un punto y llave de combinación escalera Botón pulsador de timbre (campanilla, zumbador ó chicharra) embutido en pared. Podrá usarse este símbolo para indicar botón pulsador de accionamiento de minuterías de escaleras, corredores, pasillo, etc.

Llave de fuerza (AA, Vt, CD)

Notas: En relación a las alturas, medidas siempre desde el piso, se entenderá por: 1.- Baja : de 0,30 m hasta 0,99 m. 2.- Media : de 1,00 m hasta 1,80 m. 3.- Alta : de 1,81 m hacia arriba. Timbre campanilla zumbador o chicharra a la tensión de la red. Te

Teléfono de servicio externo directo. Indicar p = pared, m = mesa.

Vt

Ventilador de techo. Tablero Principal. G = General, F = Fuerza, L = Luz, C = Calefacción.

AA

Equipo de Aire Acondicionado, tipo de embutir en la pared. Tablero Seccional de Luz. Medidor de Kilovatios - Hora monofásico

Trifásico

Canalizaciones eléctricas, instalaciones en tubos embutidos en techos y/o paredes Instalación subterránea

Instalación de tubo en el piso Conductores, en tubos aptos para este tipo de instalación. Símbolo general.

2-1-1/2”#3

1x2 1/2” #3 1x1

4-1-7/8”#5

Un conductor de 2mm2 y un conductor de 1m2 dentro de un tubo de media pulgada de diámetro interior, como mínimo, pertenecientes al circuito N° 3. Expresión general. ldem, como arriba. Dos conductores de 4 mm2 y 3 de 1 mm2 dentro de un tubo de 7/8”, de circuito N° 5

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Proyecto de instalación eléctrica monofásica de una vivienda LAVADERO

DORMITORIO

BAÑO

COCINA

DORMITORIO

ESTAR COMEDOR

HALL DE ACCESO

Escala 1:50 Planta equipada de una vivienda

40


Cableado de instalación eléctrica

#2

1#1 - 5/8” #1

6-3/4”

32 A

41


Esquema unifilar del tablero principal Cable Multifilar

MEDIDOR ANDE

Cable Pre-emsamblado

Conector Al-Cu

32A 6-3/4” (Llave limitadora)

ESQUEMA DEL T.P. 32A

Pinst. = 7.200 W 220 V

AMPER Sección mm2

10

10

4

20

4

CIRCUITO #1 UTILIZACION L y T POTENCIA Kw 1,4 FASES R

#2 LyT 1,4 R

4 #3 Cd 4,4 R

CUADRO DE CARGAS Cto.

Nº

Lámpara

Toma S.

100W

Nº 1 00W

Vt Nº

Ducha

100W

Nº 4.400W

Fase RN

1

8

800

6

600

1.400W

2

5

500

7

700

1.400W

3

2

200 1

CARGA TOTAL 7.200 W

4.400W

4.400W

42


Datos de nuestra instalación eléctrica 13 lámparas - RBT (ANDE); Capítulo 1; numeral 7.2.2----------------------------- 1.300 W 13 toma corrientes simple - RBT (ANDE): Capítulo 1; numeral 7.3.1----------- 1.300 W 2 ventiladores de techo------------------------------------------------------------------------ 200 W 1 calefón ducha - RBT (ANDE): Capítulo 1; numeral 7.2.1, 7.4.1 y 14.6.2---- 4.400 W Carga total de nuestra instalación------------------------------------------------- 7.200 W

Cálculo para dimensionar protección de los circuitos (#) y la llave limitadora La carga total de luces y toma corrientes es de 2.400 W, como en el RBT (ANDE) en el capítulo 2; numeral 14.4.2 establece que la carga de un circuito monofásico no debe exceder a 10 amperios, equivalentes a 2.200 W con factor de potencia unitario, nuestra carga de luces y tomas dividimos en 2 circuitos equivalentes; luego: 2.800 -------- = 1.400 W cada circuito (#) de luces y tomas 2 1.400 P#1 I#1 = ------------ = ----------- = 6 A V x Cosφ 220 x 1 P#2 1.400 I#2 = ------------ = ----------- = 6 A V x Cosφ 220 x 1 PCD 4.400 I#3 = ------------ = ----------- = 20 A V x Cosφ 220 x 1

Por lo tanto la llave TM para cada uno de los circuitos será de 10 A. La cual también protegerá al cable de menor sección cual es de 1 mm2. RBT. Capítulo 2; numeral 13.4.2

En este caso la llave TM será de 20 A.

Para dimensionar la llave limitadora de carga (capítulo 2; numeral 13.2) y la llave de protección en el tablero principal (capítulo 2; numeral 12.5) utilizaremos los siguientes datos: Potencia total instalada-----------------7.200 vatios Tensión nominal ANDE---------------------- 220 Volt Factor de potencia (Anexo 8)----------------------- 1 Factor de demanda (Anexo 3)--------------------0,90 7.200 x 0,90 PT x Fd Itotal = ------------ = ------------------ = 29,45 A V x Cosφ 220 x 1

Por lo tanto las llaves TM tanto para la limitadora como para el tablero principal será de 1 x 32 A o también puede ser de 1 x 30 A.


43

Lista de materiales a ser utilizados en la ejecución de la instalación eléctrica Item Descripción

Cant.

1

Caño galvanizado de 2 1/2” con curvas cruzeta y aisladores para línea monofásica

1

2

Puerta ANDE monofásica con fondo de madera

1

3

Jabalina para puesta a tierra (medidor y calefón)

2

4

Caja prescintable (monofásica)

1

5

Caño tipo 4 P liso de 3/4”

6

Tablero metálico de 9 módulos para TP

7

Caja para conexión

12

8

Caja para llave

19

9

Caño tipo corrugado de 3/4”

45 m

10

Caño tipo corrugado de 5/8”

15 m

11

Cable de 6 mm2 (para entrada, línea principal y neutro)

60m

12

Cable de 4 mm2

80m

13

Cable de 2 mm2

30 m

14

Cable de 1mm2

45 m

15

Cinta aisladora grande

2

16

Llave TM de 32 A

2

17

Llave TM de 10 A

2

18

Llave TM de 20 A

1

19

Tomas de corriente

20

Llave de 1 punto

3

21

Llave de 1 punto y toma

2

22

Llave de 2 puntos y combinación

2

23

Llave de 2 puntos

1

24

Llave de 20 A para ducha calefón

1

25

Porta lámpara

12

26

Foco de 60 W

12

12 1

10

44


FECHA

ANDE

SOLICITUD DE ABASTECIMIENTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA

INFORMACIONES REFERENTES AL SUMINISTRO: Departamento: Localidad: entre: C.C.C. N°: Propiedad Horizontal:

No

Pre-ensamblada

Y N°

Dimensión del Frente: NIS: Marca:

Actividad: Medidor N°:

TIPOS DE CONEXIÓN Definitiva Provisoria...desde: / / hasta: / / Monofásica Trifásica TIPOS DE TENSIÓN Baja Potencia Contratada: W. Llave TM: A. Media Alta Muy Alta Potencia del Transformador: kVA. Transformador Limitado a: A. Potencia Reservada: kW. Potencia Reservada FPC: kW. Potencia Reservada PC: kW. Tramos horarios en PC: 3 4 horas TIPOS DE RED:

X

Municipio: Dirección:

Si

Coordenadas UTM

m.

TIPOS DE ACOMETIDA Aérea Subterránea Longitud: m. DATOS PARA EL ABASTECIMIENTO Nuevo División de Instalación Cambio de Sitio de Medidor Reposición / Reconexión Aumento de Carga Reducción de Carga Actualización de Nombre Cambio de Categoría Tarifaria Otros Abierta

INFORMACIONES REFERENTES AL ELECTRICISTA RESPONSABLE: Nombres y Apellidos:

C.I. N°:

Registro N°: Teléfono N°: Firma del Electricista Responsable

INFORMACIONES REFERENTES AL TITULAR DEL SUMINISTRO: Nombres y Apellidos: Documento Nº:

Tipo:

País:

Teléfono N°:

Declaro conocer los derechos y obligaciones que implican la presentación de esta solicitud, en tal sentido autorizo a la desconexión e inmediato retiro del medidor, si surgiere algún conflicto como consecuencia de una incorrección en los datos consignados o de una documentación deficiente respecto a la propiedad para la cual solicito la presente conexión. Además, autorizo en forma suficiente, expresa e irrevocable a la ANDE, para que en caso de atraso en el pago de mis obligaciones, se incluyan mis datos personales o de la razón social que represento, en el registro general de morosos de INFORMCONF o de otra entidad especializada en servicios de información.

Observaciones:

Firma del Titular del Suministro

Nota: Este formulario debe ser completado en letra imprenta y presentado sin manchas y enmiendas. Se debera adjuntar las documentaciones conforme

a los requisitos contemplados al dorso del formulario. Misión de la ANDE: Satisfacer las necesidades de energía eléctrica del país y actuar en el sector eléctrico regional, con responsabilidad social y ambiental y excelencia en la administración y el servicio, para contribuir al desarrollo del Paraguay y al bienestar de su población.


45


46


47

48


Esquema de conexión desde el medidor hasta el tablero principal con interruptor diferencial

Medidor de energía eléctrica

N F

F N

Registro

Jabalina Tierra de servicio

Neutro

Fase Tablero general

CAPACIDAD DE CONDUCCION DE CORRIENTE DE LOS CABLES PREEMSAMBLADOS Conductor de aluminio tipo preemsamblado Sección Corriente A nominal Temperatura Temperatura mm2 ambiente= 30ºC ambiente= 40ºC 2 x 10 57 46 2 x 16 76 61 2 x 25 101 81 2 x 35 125 100 3 x 10 48 38 3 x 16 63 50 3 x 25 84 66 3 x 35 104 81 4 x 10 38 29 4 x 16 51 38 4 x 25 68 51 4 x 35 85 64 4 x 50 104 77 4 x 70 133 99 4 x 95 166 123 4 x 120 194 143 NOTAS: 1. Temperatura máxima del conductor 70º 2. Intensidad de radiación solar 1.000 W / mm2

Fase

Neutro

Neutro ANDE

Interruptor TM limitador de potencia eléctrica

c b Tierra de protección

d

e

e

f

a

Neutro del Diferencial Puesta a tierra Jabalinas de cobre de 1/2” 5/8” x 2 m

Barra de neutro: a Barra de tierra: b Disyuntor TM: c Interruptor diferencial: d Disyuntor TM de los circuitos: e Disyuntor TM fuera del Interruptor Diferencial: f

(e)

(f)

(c)

(e)

Electrodo a tierra

A estructura de pozo de bombeo A tubería de agua A tierra cable TV Antena satelital A tierra de pararrayos (d) A tierra de teléfono

Barra de tierra

Conductor neutro: a Conductor de puesta a tierra PAT: b Puente de unión principal: c Conductor del electrodo de PAT: ¨Disyuntor TM: f La bara del neutro debe estar sobre aisladores

(b)

(a)

Toma corriente

Barra de neutro

(a)

Cables de energía

Conexión de tablero general con barra de tierra y neutro


49

4A

60 W

4A Te

60 W

Instalación eléctrica para una oficina - Circuito 1(#1): Luces y tomas simple - Circuito 2(#2): Toma para computadora - Circuito 3(#3): Acondicionador de aire

10A

#2

AI T.P.

VT

#1

AI T.P. AI T.P. #3

2x4A

A.A.


50

51

neutro

(fase)



52

Cálculo de la sección de los conductores de la línea principal (Continuación de la página 31) Considerando el valor de la corriente de 29,45 A, consultamos el catálogo de la página 68 del manual, Tabla Nº 1 y 2 de la Inpaco, para instalación tipo B2 y 33 A, S = 6 mm2 “Capacidad de Conducción de Corriente” de INPACO, correspondiente para 2 conductores cargados, instalados en electroducto embutido, tenemos que la sección requerida para los conductores de la línea principal es de 6 mm2. Notas: 1. Como se podrá notar en el catálogo de INPACO, la capacidad de conducción de los conductores de 6 mm2, cargados e instalados en electroducto es realmente 34 A (instalación tipo A1-dos conductores cargados), es decir; tiene una capacidad de conducción superior a la corriente nominal de nuestra instalación que es de 29,45A. 2. En instalaciones eléctricas de mayor consideración, para el dimensionamiento de los conductores de la línea principal se debe considerar otros factores, como ser; caída de tensión, temperatura ambiente real, disposición de los cables, números de circuitos.

53


Proyecto de instalación eléctrica trifásica de una vivienda 2-5/8” #3

AA

1-5/8” #3

#7

TC

3c

VT

7a

4-3/4” #7 4-3/4” #7

2-5/8”- #1

#3

#3

7a

VT

1b

DORMITORIO

3c

1x4 #3 1x4 #7 2x4 N 1” 1x1 #3 1x4T

60

2-1-3/4” #3

DORMITORIO

AL TP

60

#1 3c 2-5/8” #1

#3

2-1-3/4” #1 2-1-5/8” #1

1b

1a

2-5/8” #1

1c

#3

2d

2-1-3/4” #3 1x4 #3 1x6 #7 2x4 N 1” 1x1 #3 1x4T

1-5/8” #1

BAÑO

4a

#1

VT

2-1-3/4” #1

4-3/4” #4

VT

1a

#1

4a 4-3/4” #4

1-5/8” #3

1x4 #3 1x4 #7 1” 2x4 N 1x4T

AA

#4

4-3/4” #6 6a

1a

1x4#6 1x2#1 1x4N 1” 1x2N 1x4T

60

1x4#6 1x4#N 1x2N 1” 1x2#1 1x1#1 #1

2x1 #1 3x1 #2 5/8”

60

6a #6

4-1-3/4” #1

#1

1c

1x4#3 1x4#7 1” 2x4N 1x4T

60 2c

1-5/8” #2

1x4#1 1x4#6 2x4N 1x1#1 1x4T

#1

3x1-5/8” #2

#3

1”

1x4#1 1x4#6 1” 2x4N 1x4T

60 2b 1-5/8” #2

1-5/8” #2

60

#3

2d

#1

SALA COMEDOR 1x4#3 1x4#7 1” 2x4N 1x4T

60

2c

60

1-5/8” #3

2-5/8” #3

3 ab

LAVADERO

1x40

1-5/8”

COCINA

2-5/8” #2 #8

#2

C

4-3/4 #8

4-3/4” #5

1x4#5 1x4#8 1” 1x4#9 3x4N 1x4T

A LOS #3y7 /4” #2

4-1-3

2e

60

2a

A LOS # 5,8 y 9

4-3/4” #2

4-3/4” #5 #5

1-5/8” #2

2 x 40

#2 2F

2d T.P.

2e

2F

3b

2a-b-c

AL TP

1x4#3 1x4#7 1” 2x4N 1x4T

3a

1x40

4-3/4” #4

#3

1x40

AL # 4

1x2N 4x1#2 3/4”

1-5/8” #2 2-1-5/8” #3

1x4#1 1x4#6 1” 2x4N 1x4T

2b

H

#9

#2

AL TP

#2

4-3/4” #2

1x4 #5 1x4 #8 1x4 #9 1” 3x4 N 1x4T

HALL

4x1x4 mm 1”

1x4#3 1x4#7 1” 2x4N 1x4T

Registro

(20 cm x 20 cm x 25 cm) 3 x 25A

Medidor ANDE

2


54

(Llave limitadora)

4 x 1 x 4 mm2 - Inpavinil

Barra de fase, neutro y tierra de 15 x 2 mm.

15 A

20 A

15 A

S

T

55


Dimensionamiento de la protección de la instalación, protección de cada circuito y sección de línea principal Factor de demanda (Anexo 3) Fd= 0,84 El factor de potencia promedio de la instalación asumimos Fp = 0,80 13.300 x 0,86 PTOTAL x Fd ITOTAL= --------------------= -----------------------------= 21,22 A 3 x V x Cosφ 1,732 x 380 x 0,80 Llaves T.M. limitadora y tablero principal= 3 x 25 A Sección de conductores línea principal= 4 x 4 mm2 Cálculo de la llave TM de los circuitos de luz y toma 1100 PT I#1= --------------------= -----------------= 5,43 A; I#1= I#2 = I#3 V x Cosφ 220 x 0,92 Llaves T.M. para circuitos 1, 2, 3 TM= 10 A cada # Cálculo de la llave TM del termocalefón 1200 PT I#4= --------------------= -----------------= 5,54 A; I#4= I#5 V x Cosφ 220 x 1 Llaves T.M. para circuitos 4, 5 TM= 10 A cada # Cálculo de la llave TM de los AA (ver potencia y consumo de corriente en página 16) PT 2000 I#6= --------------------= -----------------= 9,57 A; I#6= I#7 V x Cosφ 220 x 0,95 IN x 150%= 9,57 x 1,5 = 14,36 A Llaves T.M. para circuitos 6, 7 TM= 15 A cada # (Ver RBT ANDE, capítulo 5, numeral 34 . 2 .7, página 40) Cálculo de la llave TM de la lavarropa 2.100 PT I#8= --------------------= -----------------= 10,6 A V x Cosφ 220 x 0,9 IN x 150%= 10,6 x 1,5 = 15,9 A Llaves T.M. para circuito 8= TM 20 A (Ver RBT ANDE, capítulo 5, numeral 34 . 2 .7, página 40) Cálculo de la llave TM del horno 1.500 PT I#9= --------------------= -----------------= 6,8 A V x Cosφ 220 x 1 Llaves T.M. para circuito 9

TM= 10 A


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Esquema de conexionado de diferentes tipos de llaves y artefactos eléctricos

Para corrección del FP

4mF

Para corrección del FP

4mF

Un neutro para cada circuito


57

Altura aconsejada para instalación de cajas de llaves, toma corrientes y tablero

Instalación de una lámpara comandada por un interruptor simple


58

Instalación de una lámpara ubicada en exterior y comandada por un interruptor simple


59

Módulo interruptor de combinación doble (luminoso) de la línea


60

Módulo interruptor simple de la línea

61


Empalmes Trabajos con conductores - Pelar conductores Los conductores eléctricos necesitan ser empalmados entre sí o conectados a interruptores, tomacorrientes y otros dispositivos, en todos esos casos es necesario remover el revestimiento exterior, eliminar todos los materiales de separación y retirar la aislación de los extremos de los conductores. Si bien se trata de operaciones sencillas con frecuencia se realizan incorrectamente o sin el debido cuidado, por lo que daremos las explicaciones mínimas requeridas:

Para quitar la cubierta exterior de los cables envainados se pueden usar cuchillos o bien un rasgacables. Este está constituido por una pieza flexible en forma de U y una pequeña cuchilla triangular que penetra la vaina cuando se presionan las mandíbulas; al arrastrar la herramienta se produce el corte que permite separar la cubierta.

Para retirar la aislación de los cables individuales puede recurrirse a cualquiera de las pinzas pelacables de uso en plaza, cuidando de no fracturar los alambres, dado que ellos se romperán fácilmente.Si un alambre es lastimado conviene rehacer íntegramente el pelado.

Para quitar la aislación en los cables gruesos se debe trabajar en ángulo para reducir el riesgo de fracturar la parte metálica.

Trabajos con conductores - Empalmes Para los empalmes y derivaciones de cables hasta 2,5 mm2 inclusive puede recurrirse al método de intercalar y retorcer las hebras de los cables. Para secciones mayores se debe recurrir a borneras, manguitos de indentar o soldar u otro tipo de conexiones que aseguren una conductibilidad eléctrica similar a la original. Tipos más frecuentes de empalmes mediante técnicas de amarre

Unión western: se emplea para conductores de hasta 6 mm2 y es particularmente resistente a las acciones mecánicas.Los conductores se deben pelar en una longitud igual a 50 veces el diámetro.

Unión en T: se emplea para conductores de hasta 6 mm2 cuando es necesario unir el extremo de un conductor, llamado derivado, a un sitio intermedio de otro, llamado principal. Es decir que se utiliza para suministrar energía eléctrica a un circuito ramal desde uno principal.Los conductores se deben pelar en una longitud igual a 50 y 10 veces su diámetro.

62


Unión cola de rata: se realiza con dos o más conductores y se utiliza para prolongar o derivar líneas en las instalaciones eléctricas. Se efectúa principalmente dentro de cajas metálicas en instalaciones en conductos. Los conductores se deben pelar en una longitud igual a 20 veces su diámetro.

Unión y derivación Britania: se emplea para cables de secciones gruesas (de 6 a 16 mm2). El amarre se utiliza utilizando un alambre más delgado llamado alambre de atadura.Los conductores se deben pelar en una longitud igual a 20 veces su diámetro.

Unión y derivación de alambres gruesos: Se utiliza para prolongar líneas eléctricas, cuando no alcanza un solo cable para cubrir la distancia que se quiere interconectar.Los conductores se deben pelar en una longitud igual a 20 veces su diámetro.

Cuando deba efectuarse un agrupamiento múltiple de tres o más cables debe recurrirse a una bornera de conexión. Cuando se debe efectuar un empalmes con cables gruesos los pasos a seguir son:

20 D D

2.- Arrolle los alambres; quite la atadura de uno de los cables, enfrente los cables entrecruzando los alambres abiertos y se arrolla en espiras en sentido contrario al del cableado del conductor del que se quitó la atadura.

1.- Pelar las puntas en una longitud igual a 20 veces su diámetro. Luego se ata un alambre fino en la longitud pelada de cada cable a una distancia del aislante igual a 10 o 15 veces el diámetro del cable.Luego se abren y enderezan los alambres y se corta el alambre central de cada uno de los cables, junto a la atadura. Otras formas de realizar empalmes:

3.- A continuación se quita la otra atadura y se enrollan los alambres del otro lado, igual que en el paso anterior.

4.- Se afirman los arrollamientos con alicates y se rematan los extremos hasta que queden como en la figura.

Empalmes con conectores tipo Wirenut.Los conectores de empalme pueden ser de dos tipos, los wirenuts o tuercas ciegas, que tienen la ventaja de no requerir cintas aislantes, y los anillos de compresión, que son estructura metálicas que requieren una herramienta especial para su remachado.

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Empalmes con anillos de compresión. Las uniones y derivaciones no deben someterse a solicitaciones mecánicas.

Empalmes de conductores con Conectores y Terminales Los dispositivos mecánicos de unión que evitan las soldaduras se denominan Conectores, pudiendo ser de tres tipos: Conectores de prolongación, que como su nombre lo indica prolongan las líneas eléctricas y están formados por un cuerpo de baquelita o porcelana dentro del cual se alojan los contactos y tornillos de bronce. Los terminales pueden ser soldados o no soldados, de los cuales sólo desarrollaremos estos últimos:

Los terminales a presión se denominan genéricamente “orejas” (lugs) y proporcionan un método rápido y satisfactorio para realizar uniones, en aquellos casos que no existan esfuerzos mecánicos.

Los terminales de sujeción por tornillo pueden ser sencillos o dobles, según acepten uno o dos conductores.

Un caso particular de terminales no soldables lo constituyen los utilizados para hacer conexiones a tierra. Las mordazas se diseñan para mantener el contacto y el alineamiento adecuado entre el alambre y la varilla de tierra.

También se encuentran versiones duales (para cobre y aluminio)

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Herramientas básicas de un electricista Dependiendo de las posibilidades y necesidades de un electricista, se puede tener un sin número de herramientas. Aquí indicaremos sólo las necesarias para realizar instalaciones eléctricas domiciliarias y para las posibles reparaciones de las mismas.

Alicate de puntas dobladas Juegos de llaves para tornillos allen

Cinta métrica

Alicate universal aislado

Alicate de cortar

Destornillador detector de tensión

Barrena de mano

Llave inglesa

Hoja de destornillador

Navaja de electricista

Destornillador

OTROS: pasacables, nivel de burbuja, manguera transparente, mazo de 1/2 kilo, corta hierro, punzón, taladro eléctrico, etc.


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Dimensionamiento de la sección de los conductores En el dimensionamiento de la sección transversal de los conductores se debe tener en cuenta varios factores que dependen de las características de las cargas y las de la red eléctrica. Estas son : - Tensión nominal. - Frecuencia nominal. - Potencia de la carga a ser instalada. - Factor de potencia de la carga. - Temperatura ambiente. - Forma de instalación del conductor: en electroducto, canaleta, bandeja, caja plástica. - Régimen de operación de la carga (por ejemplo motores). - Posición relativa de la carga con respecto al centro de distribución de fuerza. Criterio de dimensionamiento para el conductor de fase Existen dos criterios: 1. Por la capacidad de conducción de corriente. 2. Por la máxima caída de tensión admisible. 1. Por la máxima capacidad de conducción de corriente La máxima capacidad de conducción de un conductor está dada en función de su sección y de las condiciones particulares de su instalación. Para este caso cada fabricante entrega un catálogo donde se puede determinar la sección del conductor para una dada corriente, un determinado tipo de conductor y un determinado tipo de instalación. Tipos de cables: 1. Cable desnudo, sin aislación. 2. Cable aislado, dotado de una aislación. 3. Cable unipolar, un único conductor con cubertura. 4. Cable multipolar, formado por varios conductores con cubertura. Para el caso de circuitos con motores: Un solo motor: Is = 1,25 x Inm Inm = corriente nominal del motor. Para varios motores: Is = 1,25 x Inmm I1NOM + I2NOM + I3NOM Inmm es la corriente nominal del motor de mayor potencia, I1NOM ; I2NOM ; I3NOM las corrientes de los demás motores. Para circuitos con capacitores: I = 1.35 x I cap Donde Icap es la corriente nominal del capacitor. 2. Por la máxima caída de tensión admisible En las líneas conductoras siempre existe una caída de tensión, debido a la resistencia que posee los conductores, a partir de 30 metros ya se debe verificar el dimensionamiento del conductor por este criterio.


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Los aparatos eléctricos son construidos para que trabajen a determinados valores de tensiones y con una pequeña tolerancia. Caída de tensión (%) = Tensión de entrada – Tensión en la carga x 100 Tensión de entrada Los límites de estos valores: En el alimentador principal: 1% o 2% - En iluminación: hasta 4% 2% en el alimentador 2% en el circuito. - En fuerza motriz o calefacción: hasta 5% 4% en el alimentador. 1% en el ramal.

Medidor

Alimentador Principal

Centro de Distr. de Fuerza

Alimentador Ramales Receptor

Criterio de dimensionamiento del conductor neutro. Se debe tener en cuenta los siguientes : - En los circuitos trifásicos, cuando la sección de los conductores de fase sea igual o inferior a 16 mm2 en cobre, y en el circuito monofásico, sea cual fuere el conductor de fase; el conductor neutro debe tener la misma sección que el conductor de fase. - En los circuitos trifásicos en los cuales los conductores de fase tengan una sección mayor a 16 mm2 en cobre, la sección del conductor neutro será la mitad que el conductor de fase. - En los circuitos monofásicos siempre el conductor neutro debe tener la misma sección que el conductor de fase. - Cuando la corriente en el neutro sea mayor a 200 A. Se debe sumar a la corriente del neutro un porcentaje de reducción del 70% de la diferencia entre la corriente de neutro y de fase. Ej. In = 250 A. If = 500 A. In = 250 + 0,70 x (500 - 250) = 425 A. - Cuando el circuito está constituido por lámparas de descargas (Fluorescentes, vapor de sodio, vapor de mercurio, vapor metálico.), la sección del conductor neutro será el mismo que la de la fase. Criterio de dimensionamiento del conductor de protección (de tierra). El conductor de protección es el que conecta entre sí las diversas partes conductoras no pertenecientes al circuito que transporta corriente (carcasa de motores, carcasa de transformadores y máquinas). La sección de este conductor será el mismo que del conductor neutro. En el caso de instalaciones industriales donde existan muchos equipos electrónicos es conveniente que el conductor neutro tenga una sección igual al conductor de fase, o si es posible colocar un conductor neutro cuya sección sea doble del conductor de la fase por las corrientes armónicas que pudiera existir en la instalación.

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Sec.cond. de fase Sec.cond.de Neutro 4 4 6 6 10 10 16 16 25 16 35 16 50 25 70 35 90 50 120 70 150 70 185 95 240 120 300 150 400 185

Sec.cond. de Protec. 4 6 10 16 16 16 25 35 50 70 70 95 120 150 185

Paralelismo de conductores Dos o más conductores podrán instalarse en paralelo con las sigts. condiciones : 1. Todos los conductores deben tener la misma sección y longitud. 2. Todos los conductores deben ser del mismo material. 3. Todos los conductores deben tener la misma forma (tipo, aislación). 4. Se recomiendan colocar en paralelo conductores de 50 mm2 de sección (igual o superior). DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTOS Todos los conductores (fases y neutro) pertenecientes a un mismo circuito deben ser colocados en el mismo conducto (electroducto, bandeja, canaleta). Electroducto: Se recomienda que en las instalaciones nuevas, se coloquen un electroducto por circuito. El mínimo diámetro de electroductos a utilizar en instalaciones domiciliarias es de 5/8”. Los tramos no deberán exceder de 15 m. y en ellas se colocarán hasta tres curvas de 90º. La sección transversal interna de los electroductos ocupados por conductores estará de acuerdo a la siguiente tabla. Nº de conductores 1 Area útil en %-Sin vaina. 53 Area útil en %-Con vaina. 55

2 31 30

3 43 40

Tabla del Anexo Nº 16 reglamento de ANDE

Arriba de 3 40 35

68


Se recomienda usar las tablas de los fabricantes de conductores, Tabla inpaco Nº 28; o también las tablas de Reglamento de B.T. de ANDE, Tablas del Anexo 15 y Anexo 16. Dimensionamiento de bandejas Están construidas de aluminio en acero, dependiendo del peso de los conductores. Se debe tener en cuenta las siguientes recomendaciones: - Solo se podrán colocar en las bandejas cables aislados y con cubertura. Se recomiendan colocar cables en una sola camada en cada bandeja. Instalación tipo E y F (Catálogo INPACO). - Los conductores estarán fijados firmemente a la estructura de la bandeja. - La instalación de bandejas está permitida solo en establecimientos industriales, en instalaciones comerciales con mantenimiento adecuado y personal técnico capacitado en el mantenimiento. - Se debe evitar en los lugares donde puedan ocurrir choques mecánicos. - Su uso en instalaciones domiciliarias está prohibido. cables juntos

30 cm

D

cables separados un diámetro

Dimensionamiento de cable canal o canaletas de plásticos Es conveniente usar solo el 35% del área total de al canaleta. En este tipo de conducto esta permitido usar conductores aislados. Si fuera colocado por paredes macizas y con tapa desmontable, se deben sujetar firmemente a la pared por medio de tarugos, distanciados como máximo 50 cm. Se debe advertir a las personas que estarán dentro del ambiente a no tocar dichas canaletas de plástico. Algunas dimensiones comerciales en mm.: 10x30–20x20–50x40–60x30–100x40 Resolver Se tiene 20 conductores de 10 mm2 del tipo multifilar, dentro de una canaleta de plástico. Calcular la sección de la canaleta de plástico que se debe comprar para ubicar dichos conductores. Observación: de la tabla de la página 5 del catálogo de productos de la Inpaco para 10mm2 de cable multifilar, el diámetro externo de dicho cable es de 6,0 mm.

69


Condición: AU= 35% AT= 0,35 AT N (número de conductores)= 20 SC(sección del conductor)= 10 mm2 20 x AU AT= -----------------0,35 20 x Π x 6,0 / 4 AT= ----------------------------= 1.614,86 mm2 0,35 2

Seleccionamos una canaleta de 60 x 30 mm

AU= Area útil ocupado por los conductores dentro de la canaleta. AT= Area total de la canaleta

Otras posibles secciones: 50 x 40 mm - 60 x 30 mm - 100 x 20 mm Dimensionamiento de canaletas Las canaletas son canales con tapa ubicados bajo el piso, son muy utilizados en las instalaciones industriales. Se debe tener en cuenta lo siguiente : - Dentro de las canaletas solo pueden ir cables aislados protegidos por electroductos o cables con cubertura (doble aislación). - Se debe evitar su uso donde el conductor pueda entrar en contacto con algún líquido. - De preferencia los cables deben ser colocados en una sola camada. - Los conductores deben ocupar un máximo del 30 % del área útil de la canaleta. Se tiene 10 conductores unipolares del tipo Inpavinil de 70 mm2. Calcular las dimensiones de la canaleta donde se instalarán dichos cables. De la tabla de la página 8 del catálogo de productos de la Inpaco: para S= 70 mm2, dicho cable tiene un diámetro externo d= 15,8 mm

15 cm

N (número de conductores)= 10 S (sección del conductor)= 70 mm2

30 cm

10 x (Π x 15,82 / 4) S4= 10 x S= ----------------------------= 6.532,25 mm2 0,30 Adoptamos 45.000 mm2 y se colocan los cables en una camada.

Las canaletas en el piso deben ser fabricadas con secciones que sean múltiplos de las dimensiones de los ladrillos, para facilitar su construcción.

Caída de tensión en las líneas eléctricas Los receptores eléctricos y electrónicos son proyectados para que trabajen a determinadas tensiones, con una cierta tolerancia. La caída de tensiòn en los conductores es función de la distancia entre la carga y el centro de distribución de la energía eléctrica. Siendo e% el porcentaje de caída de tensión, este se define como:

70


Tensión de entrada - Tensión en la carga e%= ----------------------------------------------------------- x 100 Tensión de entrada Siendo ∆V la caída de tensión en voltios, este será igual a:

∆V= (e%) x V

Seguro que habrás podido observar cómo en ciertas ocasiones la luz que emiten las lámparas incandecentes que están conectadas a la red eléctrica cambia un poco de luminosidad. Estos fenómenos son debidos a que las líneas producen una cierta pérdida de tensión. Como todos sabemos, las líneas que transportan la energía eléctrica están com puestas por conductores eléctricos de una cierta resistencia que, al ser recorridos por una corriente eléctrica se calientan y, por tanto, producen una pérdida de potencia. Pues bien, también hay que pensar que la resistencia de los conductores de las líneas están conectados en serie con los receptores, y que al ser recorridos por la corriente ocasionan una caída de tensión. De tal forma, que la tensión que le llega al receptor es menor que la que existe al principio de la línea. Ejercicios Se desea suministrar energía eléctrica a una carga resistiva de 10 Kw a 220 V. Para ello, se tiende una línea de cobre de 6 mm2 de sección desde un transformador de distribución situado a 75 m (Figura de abajo). Calcular: a) la resistencia de la línea, b) intensidad en el circuito, c) caída de tensión en la línea, d) tensión que tiene que suministrar el transformador, e) potencia perdida en la línea. V0

C

Vb = 220 V P = 10 Kw

L = 75 m

Solución a) Para calcular la resistencia de la línea (RL) hay que tener en cuenta que la longitud total del conductor es 75 + 75 = 150 m (conductor de ida + conductor de vuelta). L 150 RL = ρ ----- = 0,0178 ----- = 0,445 Ω s 6

ρ = la resistividad de conductor; para el cobre = 0,0178 Ω mm2

m Esta resistencia la podemos representar como si estuviese concentrada en un punto de la línea (En la siguiente figura). Solución b) La intensidad de la línea es: ∆V = RL x I V0

RL

C

Vb = 220 V Cosϕ = 1


P I = ------------ = V x cosφ

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10.000 ----------- = 45,45 A 220 x 1

Solución c) La caída de tensión ∆V la calculamos aplicando la ley de Ohm entre los terminales de la hipotética resistencia de línea RL cuando es recorrida por la intensidad I. ∆V = RL x I = 0,445 x 45,45 = 20,22 V A veces, conviene expresar este resultado en tantos por ciento referidos a la tenVentr - Vcarga sión de alimentación. e% = En nuestro caso: Ventr

20,22

e%= ----------- x 100 = 9,19%

240,22

Si aplicásemos las normas contempladas en el Reglamento de Baja Tensión de la ANDE, habría que aumentar la sección de los conductores de la línea, ya que este porcentaje de caída de tensión es en cualquier caso inadmisible. Caídas de tensión máximas permisibles según el reglamento de ANDE (Item 19) La caída de tensión máxima permisible es la siguiente: a) para iluminación en general hasta 4% - 2% en el alimentador y 2% en el circuito b) para fuerza motriz o calefacción hasta 5% - 4% en el alimentador y 1% en el ramal c) en caso de clientes que reciben la energía a tensión diferente de las normales de utilización hasta 4%. d) 1% ó 2% en el alimentador principal. Solución d) La tensión en el transformador es: V0 = Vb + ∆V = 220 + 20,22 = 240,22 V Solución e) La potencia que se pierde en la línea la calculamos con la expresión: PpL = RL .I2 = 0,445 x 45,452 = 919,23 W

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Cálculo de la sección de los conductores teniendo en cuenta la caída de tensión La caída de tensión en las líneas puede llegar a ser un problema para el correcto funcionamiento de los receptores, ya que éstos están diseñados para trabajar a una cierta tensión. Una tensión más baja puede impedir el arranque de un motor, el encendido de un tubo fluorescente, etc. Por todo ello, la caída de tensión no puede exceder de los límites prefijados en el reglamento de baja tensión de la ANDE para cada caso. De esta forma no sólo habrá que tener en cuenta el calentamiento del conductor para determinar su sección, sino que también será necesario no sobrepasar el porcentaje de la caida de tensión máxima permisible según ANDE. Fórmulas prácticas empleadas para dimensionar conductores de líneas monofásicas Pu 2 x I x L x Cosφ I= -------------------- Usar esta fórS= ------------------------ mula siempre V x Cosφ x η que se tengan Go x ∆V motores.

2 x Pt x L S= ----------------Go x ∆V x V 2 x I2 x L S= ----------------Go x ∆P

(para Rc de

∆P = 2 x I2 x Rc x un conductor) (para Rc de

∆V= 2 x I x Rc x Cosφ un conductor)

Donde: S = la sección del conductor expresado en mm2 Rc = la resistencia de un hilo del conductor en Ω I = la intensidad de corriente en amper L = la longitud del conductor o de la línea en metro m 1 Cosφ = el factor de potencia de la carga ( ----) (Go= ----) Go = la conductividad expresado en mho o Siemens Ωmm2 ρ ∆V = la caída de tensión expresado en voltios ∆P = a pérdida de potencia expresado en vatios 2 = el valor que indica que una línea siempre cuenta con dos conductores η = el rendimiento de un motor ( que siempre será un valor menor que la unidad, por ejemplo, 70 % = 0, 7 ; 85 % = 0,85, etc. Pu = es la potencia útil (valor que está indicado en las placas) ρ= es la resistividad expresado en Ω mm2 m Ejercicios 1) Una línea monofásica de cobre de 120 metros de longitud debe transportar una carga para una ducha eléctrica de 4,4 kW, si se admite 4% de caída de tensión (∆U). Hallar la sección teórica (S) y comercial, para una tensión de alimentación de 220 V.

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Solución: ∆V= (e%) x V= ∆V= 4% de 220 V ∆V= 0,04 x 220 V = 8,8 V

1 1 Go del cobre = ----- = ----------- = 56 mho ρ 0,0178

Pt x L x 2 4400 x 120 x 2 S= ----------------- = ----------------------- = 9,74 mm2 Go x ∆V x V 56 x 8,8 x 220 Consultando el catálogo de INPACO, la sección adoptada será de 10 mm2. Fórmulas prácticas empleadas para dimensionar conductores de líneas trifásicas 3 x I x L x Cosφ S= -----------------------Go x ∆V

Usar esta fórmula siempre que se tengan motores.

3 x ∆V x I ∆P = ----------------Cosφ 3 x I x Rc x Cosφ

Pt x L S= ----------------Go x ∆V x V

∆V=

3 x I2 x L S= ----------------Go x ∆P

∆P = 3 x I2 x Rc

Ejercicios

Pu I= ------------------------------- 3 x V x Cosφ x η

1) Un motor trifásico de 15 HP, Cosφ = 0,7 y n = 73%, debe ser alimentado por una línea de cobre de 250 metros de longitud, y 380V en la cual se admite solamente 5% de caída de tensión. Se pide hallar la sección teórica y comercial de la línea. Solución: P x 746 15 x 746 I= ---------------------------- = ---------------------------------= 33,31 A 3 x V x η x Cosφ 1,73 x 380 x 0,73 x 0,7 ∆V= (e%) x V Is= 1,25 x I= 1,25 x 33,31 = 41,63 A ............... página 51 ∆V= 5% de 380 V ∆V= 0,05 x 380= 19 V 3 x Is x L x Cosφ 1, 73 x 41,63 x 250 x 0,7 S= --------------------------------- = ------------------------------------ = 11,85 mm2 Go x ∆V 56 x 19 2 Adoptamos S= 16 mm Consultando el catálogo de INPACO, la sección adoptada será de 16 mm2. 2) A 300 metros de un medidor trifásico 380/220 V, se encuentra una carga con una


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Si la máxima pérdida de potencia permitida en la línea es 9% de la potencia a transportar; hallar la sección de la línea adoptada. Solución:

9 ∆P= 9% de 18.000 = ------- x 18.000 = 1.620 W 100

Pu 18.000 I= ---------------------------- = ------------------------------= 34 A 3 x V x Cosφ x η 1,732 x 380 x 0,8 x 1 3 x I2 x L 3 x 342 x 300 S= ----------------- = -------------------- = 11,46 mm2 Go x ∆P 56 x 1.620 Consultando el catálogo de INPACO, la sección adoptada será de 16 mm2. 3) Un horno trifásico de 17,5 kW debe ser alimentado por una línea de cobre de 50 metros de longitud, si admitimos 5% de caída de tensión de 380 V. Determinar la sección, observando la carga máxima admisible permitida en los conductores por la norma de ANDE. Solución :

5 ∆V= 5% de 380 V = ------- x 380 = 19 V 100 Pt x L 17.500 x 50 S= ----------------- = ---------------------- = 2,16 mm2 Go x ∆V x V 56 x 19 x 380 Consultando el catálogo de INPACO, la sección adoptada será de 4 mm2. Observación: 1-Para determinar la sección apropiada de los conductores eléctricos deben considerarse también otros factores que afectan su la capacidad de conducción, como ser: el tipo de instalación, temperatura ambiente y cantidad de cables dentro de un tubo. Estos parámetros son proporcionados por INPACO en el catálogo del fabricante. 2- Para calcular la sección de los conductores siempre primero se calcula la sección por la máxima capacidad de conducción de corriente, luego por la máxima caída de tensión admisible (si la longitud del cable es mayor a 30 m.). De las dos secciones obtenidas se adopta la mayor sección.


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FACTORES DE CORRECCION USADOS EN EL DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES Existen varios tipos de factores corrección que se pueden utilizar y para ello se tienen unas tablas que traen los fabricantes de conductores, utilizaremos el de la marca Inpaco. Por ejemplo algunas de ellas son: a) Corrección por Temperatura (Tabla Nº 6): se lo utiliza cuando el conductor se encuentra a una temperatura distinta a 30º C. b) Por agrupamiento de conductores (Tablas Nº 7 y Nº 8): se lo utiliza cuando se tiene más de tres conductores cargados. c) Por agrupamiento de más de un circuito en electroductos enterrados (Tabla Nº 10) Se recomienda leer el Catálogo Técnico de la Inpaco para tener conocimiento de los demás factores de corrección existentes. Si en el dimensionamiento del conductor solo se corrige por un factor FC1, para calcular la corriente de proyecto (Ip) se usa la fórmula (*) y luego a partir de esta corriente se calcula la sección del conductor: In Ip = ----- (*) FC1 In = es la corriente nominal que circula por el conductor. FC1 = factor de corrección. Ip = corriente de proyecto. Con el valor de la corriente de proyecto Ip entramos a las Tablas Nº 2 y Nº 3, y considerando el tipo de cable, tipo de instalación obtenemos la sección del conductor. Si el conductor es afectado al mismo tiempo por más de un factor de corrección FC1 y FC2, la fórmula a utilizar será: In Ip = ---------------FC1 x FC2 Ejercicios prácticos para determinar la sección de los conductores de alimentadores en función de la caída de tensión, rendimiento y de los diversos factores de corrección 1) Tres receptores de 4.000 W, fp = 0,80 monofásicos, son conectados en tres circuitos independientes, por un conductor bipolar con aislación en PVC, que están dentro de un electroducto embutido en la pared. Si la temperatura ambiente es de 40º C. Calcular la sección del conductor y el diámetro del ducto a utilizar. - Calculo de la corriente nominal: P 4.000 In = ------------ = ----------------- = 22,73 A V x Cosφ 220 x 0,80


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- Calculo de la corrección por temperatura: En Tabla Nº 6 de la Inpaco: para T = 40º C ……..FC1 = 0,87 - Calculo de la corrección por agrupamiento de cables multipolares dentro de electroductos. En Tabla Nº 7: para tres circuitos, ítem 1, instalación de A a F, ……FC2 = 0,70 Aplicando la fórmula: In 22,73 Ip = -------------= --------------= 37,32 A. FC1xFC2 0,87x0,70 En Tabla Nº 2: para instalación tipo B-2, dos conductores cargados y 37,32 A nos da una sección de 2x6 mm2. Calculo del diámetro del ducto El diámetro externo del cable de 2x6 mm2 tipo Inaflex es de 11,9 mm según Catálogo de producto pag. 16. Se utiliza el diámetro externo pues lo que se debe calcular es el área total que ocupa el conductor. La fórmula del área de un circulo es A = π x D2/4 2 El área que ocupa 3 conductores de 2x6 mm2 será de: Ac = 3xA = 3xπ x D 4 Ac = 3x3,14x11,92/4 = 333,49 mm2 Estos conductores como máximo deben ocupar el 43% del área total del ducto (AD) según la tabla de la pag. 55 del manual, luego Ac= 43% de AD, lo que es lo mismo Ac = 0,43 x AD Despejando AD, se tiene AD = Ac/0,43 = 333,49/0,43 = 775,56 mm2. Despejando el diámetro de la fórmula de área se tiene: D = √4xAD/π = √4x775,56/3,14 = 31,43 mm. Esto equivale según Tabla del Anexo Nº 11 del Reglamento de BT de ANDE a un electroducto de 1 ½”. 2- Un motor tritásico es alimentado por una línea de cobre 380/220 V y 50 Hz y de 170 metros de longitud en la cual se adminte 5% de caida de tensión. Considerar que el cable de conexión del motor es multipolar en electroducto aparente. Y Los datos del motor son: 15 HP; cosφ = 0,7 ; η= 73% ; U= 380/660 V. Hallar: a) La sección de la línea considerando sólo límite térmico del conductor. b) La sección de la línea considerando sólo caída de tensión. c) La sección de la línea considerando sólo temperatura ambiente de 35ºC. d) La sección de la línea considerando sólo la cantidad de conductores dentro de un electroducto. Pu 15 x 746 a) I= ---------------------------------= ------------------------------------= 33,272A V x 3 x cosφ x η 380 x 1,732 x 0,7 x 0,73 Is= 1,25 x I= 41,59 A ------------ según página 53. Aquí, de acuerdo a la Tabla Nº 2, instalación tipo “B2”, 3 conductores cargados; corresponde 10 mm2 (conforme a la Tabla, esta sección admite hasta 41,59 A) S1= 10 mm2


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b) Utilizando la intensidad hallada, podemos determinar la sección, considerando la caída de tensión permitida en este caso: NOTA:

Is x L x 3 x cosφ 41,59 x 170 x 1,732 x 0,7 S2= -----------------------= ----------------------------------= 8,06 mm2 ∆V x Go 19 x 56

∆V= 5% de 380V= 19V

Luego, la sección en este caso será también 10 mm2, pués de acuerdo a la Tabla Nº 2 después de 6 mm2, viene 10 mm2. c) Considerando factor de corrección para ambiente superio a 30ºC, utilizando la Tabla Nº 6 en líneas no subterráneas encontramos que para temperatura igual a 35º C, el factor de corrección FC= 0,94. Is 41,59 I3= --------= ----------------= 44,24 A---------- Según tabla Nº 2 para tipo de intalación FC 0,94 B2, 3 conductores cargados y 44,24 A, se tiene S= 10 mm2 d) Utilizando la tabla Nº 7 encontramos que se tiene para un circuito trifásico, N=1 y el factor FC= 1 Is 41,59 I4= --------= ----------------= 41,59 A---------- Según tabla Nº 2 para tipo de intalación FC 1 B2, 3 conductores cargados y 41,59 A, se tiene S= 10 mm2 Ejercicios propuestos 3) En la parte superior de un tinglado se colocan cuatro conductores tripolares tipo XLPE en una sola camada en bandejas ventiladas y en forma horizontal. A cada circuito trifásico se conecta una carga de 50 KW/ fp = 0,85 / 380 V. Si la temperatura ambiente es de 50º C. Calcular la sección de los conductores. 4) Se tienen tres circuitos trifásicos iguales de 16,5 KW / fp = 0,86 / 380 V. Cada circuito está conectado con cables tripolares con aislación del Tipo XLPE y están enterrados directamente en el suelo uno al lado del otro a una profundidad de 0,70 m. Si la temperatura del suelo es de 25º C. Calcular la sección de los conductores. 5) Se tienen dos electroductos enterrados a 0,70 m de profundidad, en cada electroducto se tiene dos circuitos monofásicos de 8300 W / fp = 0,87. Los conductores son del tipo unipolar con aislación en PVC. Si la temperatura del suelo es de 25º C . Calcular la sección de los conductores, si los electroductos uno al lado del otro (separación nula). Calcular también el diámetro de los electroductos.

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Tablas eléctricas de conductores INPACO

conductores.


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fase


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Elaboración de presupuesto Trabajamos para ganar dinero y como, para conseguir un trabajo nos vemos obligados a adelantar el precio que queremos cobrar para su realización, el cálculo de un presupuesto es una de las tareas más críticas que tiene que realizar el instalador. Sí el precio es muy alto, el cliente adjudicará el trabajo a otro, si es muy bajo, el instalador perderá dinero y acabará arruinado. En los dos casos, desaparecerá del mercado laboral como electricista. Por esta razón es muy importante que el presupuesto lo prepare con habilidad. Los pequeños instaladores pueden utilizar técnicas muchos más simples y rápidas que las grandes empresas debido a que, por lo general, sus trabajos son más sencillos que los de éstas. Se pueden utilizar las técnicas del precio unitario o las de unidades de obra, que se describen más adelante. Precio unitario El concepto de precio unitario es muy simple. Es el valor, en guaraníes de cada elemento unitario de la instalación denominado “por boca”. Para determinar el precio por boca de una instalación eléctrica, por ejemplo; de un tomacorriente, se determina los materiales a ser utilizados (Caja de llave, caño corrugado, cable, tomacorriente) el costo de los mismos y de la mano de obra. Una vez determinado el costo de instalación de un tomacorriente se multiplica por la cantidad que será instalado. El costo de mano de obra se determina considerando el tiempo que se emplea para realizar los trabajos de canalización, cableado y la instalación del tomacorriente. Actualmente el precio por boca (incluyendo materiales y mano de obras) de una instalación esta en torno a 43.000 guaraníes (Ver revista “Mundo de la Electricidad” ediciones Nº 70 del 06-2004 y Nº 71 del 07-2004). Precio por unidades de obra El concepto de unidad de obra también es simple. Es el valor en guaraníes de cada conjunto que forma parte de una obra (punto de luz, tablero principal, circuitos etc.). La comodidad de este sistema esta en que, si un cliente nos pide el precio de un tablero principal para una determinada vivienda, no está pidiendo solo el precio de la caja, sino el precio total instalado del tablero, con sus respectivas llaves termomagnéticas monofásicas. Por esta razón, el cálculo de un presupuesto por el sistema de unidades de obra, llamado vulgarmente en el “yopará” de nuestro idioma “trato apuá” está ganando gran aceptación. Para estos casos es muy importante que el instalador vaya archivando todos los presupuestos realizados, para que pueda efectuar con facilidad un nuevo presupuesto. Esto elimina la larga, tediosa y complicada tarea de despiezar nuevamente la obra. Distancia del lugar del trabajo Es importante recordar que, no es lo mismo pasar un presupuesto de un trabajo que queda cerca de nuestra casa que uno que queda a 300 km. De ahí que tendremos la cautela de agregar, por ejemplo, de 10% por cada 100 km. sobre el costo total del presupuesto, para compensar traslados, viáticos, hospedajes etc. Para tenerlo muy en cuenta!! a) Oferta y demanda El factor que determina las posibilidades de obtener beneficio en una empresa


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de instalaciones eléctricas, es el mismo que el de cualquier otra actividad dentro de una economía de mercado: La ley de la oferta y demanda. Básicamente la ley de la oferta y la demanda viene a decir: “Cuando la demanda de un producto o servicio es mayor que, la oferta disponible, el precio del producto o servicio crece”, pero si la oferta del producto o servicio es mayor que la demanda, el precio del producto o servicio decae. Y en estas condiciones, consigue trabajo el electricistas que ofrece buen precio, calidad y rapidez. b) Factores y motivación que influyen en el trabajo Varios son los factores que influyen en el desempeño de los operarios de un pequeño instalador. Estos factores, que deben ser atendidos para obtener éxito, son: 1. Capacidad. Habilidad y experiencia mínima necesaria para desarrollar las tareas asignadas a cada trabajador. 2. Formación. La instrucción previa de los trabajadores para comprender suficientemente las tareas que se les asignan. 3. Actitud. Los trabajadores deberán estar motivados para esmerarse en su trabajo y no conformarse con salir del paso. 4. Equipo. Los trabajadores necesitan contar en obra con los materiales adecuados, las herramientas y ayudas precisas para el trabajo de que se trate.


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Manual Diseño de Instalaciones Eléctricas

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