Serie Básica 101
Temario
En este módulo, estudiaremos con detalles cada uno de estos temas:Introducción 4
Distribución de la Electricidad 4
¿Que es un Electroducto? 4
¿Cómo se utiliza un Electroducto? 5
Tipos de Electroducto 5
Alimentador vs. de Enchufe 5
Componentes y Valores Nominales 6
Longitudes de Electroducto 6 Colgadores 6 Conexiones 7 Conectores de Bus 7 Especificaciones de Electroducto 8 Instalación de un Electroducto 11 Sample Layout 11 Croquis al Lápiz 11
Dibujo Esquemático Formal 12
Manejo Eficiente de Costo de la Aplicación 13 Cotización de una Instalación de Electroducto 13
Ayuda al Cliente 15
Información Requerida 15
Repaso 16
Glosario 18
Bienvenido
Bienvenido al Módulo 14, que trata de electroducto, un sistema para distribuir la electricidad.Figura 1. Electroducto Típico
Como los demás módulos en esta serie, este módulo presenta secciones de material nuevo seguidas por una serie de preguntas sobre este material. Estudie el material cuidadosamente y conteste después las preguntas sin hace referencia a lo que acaba de leer.
Usted es el mejor juez de su asimilación del material. Repase el material tan fre-cuentemente como lo considere necesario. Lo más importante es establecer una base sólida sobre la cual construir conforme pasa de tema en tema y de módulo en módulo.
Nota sobre Estilos de Fuentes
Los puntos esenciales se muestran en negritas.
Los elementos de Glosario se presentan en cursivas y subrayados la primera vez que aparecen.
Viendo el Glosario Las versiones impresas tienen el glosario al final del módulo. Usted puede
tam-bién hojear el Glosario seleccionando con el mouse la marca de Glosario en el margen izquierdo.
Introducción
La compañía de suministro de energía eléctrica es responsable de suministrar la energía eléctrica desde la planta de energía a la Acometida de cada edificio.Después de la acometida, es responsabilidad del propietario del edificio suministrar un sistema de distribución interno para llevar la energía eléc-trica a las varias cargas dentro del edificio.
Distribución de la Electricidad
Durante muchos años, la electricidad fue distribuida con alambre de cobre cubier-tos con hule ordinarios. Por razones de seguridad, esta práctica fue suspendida. Un alambrado aislado fue después pasado a través de conducto o cables.
Figura 2. Antiguos Métodos de Distribución
Pero el sistema de conducto y cables presentaba una desventaja impor-tante: la falta de flexibilidad. Una vez instalados estos tipos de sistemas, era difícil y costoso modificarlos.
¿Que es un
Electroducto? Entonces llegó el concepto de erno y económico de distribuir la electricidad en un edificio. Electroducto. Un electroducto es un método mod-Un electroducto es
similar a los rieles sobre los cuales se desplaza un tren eléctrico a escala, tanto en cuanto a su apariencia como a su función.
Secciones de rieles pueden ser unidas juntas para formar diferentes carriles para el tren. De la misma manera, secciones de electroducto pueden conectarse en casi cualquier configuración para llevar la energía donde se requiere.
Debido a esta flexibilidad, el electroducto es frecuentemente menos costoso de instalar. Es particularmente cierto en el caso de una aplicación en la cual es prob-able que cambien las ubicaciones de las cargas.
Sin embargo, existe una diferencia principal entre un ferrocarril y un electroducto: la tensión. El ferrocarril tiene conductores expuestos. Puesto que la tensión es relativamente baja, no hay peligro de choque eléctrico.
Un electroducto lleva una tensión mucho más alta y por consiguiente debe ser protegido. Por esta razón, los conductores están aislados con un
revestimiento epóxico y cubiertos con una envoltura para evitar un con-tacto accidental.
Específicamente, la envoltura es de aluminio de calibre 14 ó 16. Tiene un aca-bado protector y generalmente esmaltado con revestimiento acrílico.
¿Cómo se utiliza un Electroducto?
Un electroducto hace el mismo trabajo que un conducto y alambre,
conectando secciones. El proceso de conexión es diferente, pero análogo para los dos sistemas de distribución. Después de la conexión, el punto de unión es cubierto para su protección.
Figura 4. Secciones de Unión de Electroducto Vs. Secciones de Unión de Conducto y Alambre
Tipos de
Electroducto
Existen dos tipos básicos de electroducto:
• Electroducto Alimentador, que se emplea para alimentar energía eléctrica a un punto distante.
• Electroducto de Tipo de Enchufe, que tiene varias salidas para enchufar dis-positivos. Este tipo de electroducto es más costoso que el electroducto ali-mentador.
Alimentador vs. de
Enchufe Un electroducto alimentador es análogo a una extensión. usted desea colocar una lámpara (o bien otra carga) en una ubicación lejana de Supongamos que
una salida en su sala. Puesto que no puede enchufar directamente la lámpara, tiene que utilizar una extensión para suministrar electricidad a la lámpara.
Existen dos tipos de electroducto alimentador: para interiores y para exteri-ores. La diferencia principal entre los dos tipos es el proceso de ensamblaje. Un electroducto para interiores ofrece un alojamiento extruido de dos piezas con cubiertas de junta estándares. Un electroducto para exteriores ofrece un sello a prueba de la intemperie alrededor de todos los componentes ensamblados. Un electroducto para exteriores tiene también una junta especial y cubiertas de empalme para proteger las conexiones contra la intemperie.
Un electroducto de enchufe es análogo al extremo de una extensión. Un electroducto para enchufe ofrece salidas cada dos pies para enchufar aparatos. Supongamos que usted desea colocar una lámpara, un radio y un ventilador en una ubicación lejana de una salida en su sala. En vez de colocar tres extensiones hacia la ubicación, usted puede enchufar las tres cargas en el extremo de una extensión. Estos tres tipos de electroducto son diseñados de tal manera que
puedan conectarse entre ellos sin utilizar Placas de Empalme especiales, ni jun-tas de puente.
Figura 5. Electroducto Alimentador y Electroducto de Enchufe Vs. Extensión
Componentes y
Valores Nominales
Longitudes de Electroducto
La longitud más común de electroducto es diez pies. Secciones de diez pies se utilizan en caso posible para llevar la energía eléctrica a una ubicación. Sin embargo, longitudes más pequeñas están disponibles para satisfacer los requer-imientos de instalación específicos del cliente.
Figura 6. Colocación de un Electroducto hacia un lugar
Colgadores En la compra de un electroducto está incluido un colgador para cada diez
pies horizontales. Aún cuando no se muestran en la Figura 6 por razones de claridad, los Colgadores son críticos para una instalación apropiada de electro-ducto. Colgadores de electroducto soportan el peso del electroducto, mantenién-dolo recto.
Imagine un tramo de 100 pies de electroducto horizontal en una fábrica a una altura de 10 a 15 pies. Considere ahora que el electroducto puede pesar hasta 100 libras por pie lineal. Puede ver que un electroducto no soportado presentaría pandeo (y hasta ruptura) debido a su propio peso.
Los colgadores se requieren también cuando un electroducto se coloca ver-ticalmente. (Colgadores para electroductos verticales no están incluidos en la compra del electroducto). Un colgador con suspensión de resorte especial se uti-liza, igualando el peso soportado por cada colgador. Mientras que lo ideal sería utilizar un colgador cada diez pies, si la distancia entre pisos no rebasa 16 pies, un solo colgador por piso es necesario.
El tipo de colgador que se requiere depende de los requerimientos de montaje específicos del ducto. Los Soportes deben ser suministrados por el cliente.
Conexiones De la misma manera que herrajes eléctricos se utilizan para las esquinas, para
hacer conexiones en forma de T y de cruz, Herrajes para Electroductos, codos, tees y cruces – están disponibles. Estos herrajes de acoplamiento ofrecen la flex-ibilidad de dirigir el bus para distribuir la energía eléctrica en cualquier ubicación en un edificio. Se utilizan también herrajes para terminar el electroducto. Algunos ejemplos de herrajes de terminación son cajas de derivación de cable de
extremo, tapas de extremo, bridas para su conexión con switchboards o MCCs y conexiones para transformador.
Figura 8. Secciones de Electroducto Vs. Secciones de Conducto
La mayoría de los herrajes pueden utilizarse en los tres tipos de electro-ducto (alimentador para interiores, alimentador para exteriores y de enchufe). Esto incrementa la flexibilidad en el caso en el cual el cliente debe reconfigurar la trayectoria del electroducto.
Figura 9. Codos, Tees y Cruces incrementan la Flexibilidad
Conectores de Bus Ahora vamos a ver los dispositivos enchufados en las salidas de electroducto de
tipo de enchufe. Existen tres tipos de dispositivos de Conectores de Bus: • Conector de Bus de Interruptor de Fusible
• Conector Especial
El conector de bus de interruptor de fusible y el conector de bus de inter-ruptor de circuito son muy similares. Ambos dispositivos se utilizan para conectar una carga al electroducto, ofreciendo al mismo tiempo una protección contra Sobrecorriente (o Sobrecarga).
El conector de bus de interruptor de fusible contiene un Fusible. En caso de sobrecarga, el Elemento en el fusible se derrite, removiendo la alimentación de energía eléctrica a la carga antes de que ocurra un daño. Para restaurar el sumi-nistro de energía eléctrica a la carga, el fusible debe ser reemplazado. Los fusi-bles son suministrados por el cliente.
El interruptor de circuito funciona de la misma manera. En caso de sobrecarga, el interruptor de circuito dispara, interrumpiendo la alimentación de energía eléctrica a la carga antes que ocurra un daño. Para restaurar la alimentación de energía eléctrica a la carga, se debe reinicializar el interruptor de circuito.
Figura 10. Dispositivo de Enchufe montado en un Electroducto
El tercer tipo de conector de bus es el conector especial. Incluye dispositivos, como por ejemplo interruptor de circuito especiales, unidades como por ejemplo fuga a tierra, unidades de interruptor Optim. unidades TVSS, contactores de com-binación así como arrancadores, y dispositivos atornillados.
¿Pero que energía se requiere? Es una preocupación primaria cuando se planea una instalación. Aún cuanto todos los electroductos pueden manejar hasta 600 volts, las barras bus varían en cuanto a tamaño según el amperaje que puede llevar.
Barras Bus de electroducto – las barras metálicas que llevan realmente la corri-ente – están disponibles en aluminio y cobre. El aluminio es un material más ligero, pero el cobre conduce la electricidad con mayor eficiencia. Asimismo, una sección de electroducto con barras bus de cobre será siempre más costosa que una sección idéntica con barras bus de aluminio.
El cliente tendrá que seleccionar un material con base en el aspecto más impor-tante para la aplicación.
Los valores nominales de los electroductos varían según la temperatura.
En la medida en que no se rebasa la temperatura ambiente de 40°C (104°F), los amperajes nominales de los electroductos son precisos. Sin embargo, conforme se eleva la temperatura, baja el valor nominal del electroducto. Por ejemplo, a 70°C (158°F), un electroducto de 600 amperes tiene solamente una capacidad del 67% de su pleno valor, o sea 402 amperes.
Material de Barra Bus Amperajes Nominales Disponibles
Aluminio
conductividad mínima del 55%
225 400 600 800 1000 1200 1350 1600 2000 2500 3200 4000 Cobre puro
conductividad mínima del 98%
225 400 600 800 1000 1200 1350 1600 2000 2500 3200 4000 5000 Temperatura Ambiente °F (°C) Multiplicador de Amperaje Nominal 104°F (40°C) 1.00 113°F (45°C) 0.95 122°F (50°C) 0.90 131°F (55°C) 0.85 140°F (60°C) 0.80 149°F (65°C) 0.74 158°F (70°C) 0.67
Instalación de un
Electroducto
Ahora que hemos repasado los componentes que conforman un sistema de elec-troducto, vamos a armarlos. Consideremos esta distribución de planta.
Sample Layout Figura 12. Distribución de Planta
En esta instalación, se observan secciones de electroducto alimentador y sec-ciones de electroducto de tipo de enchufe. Codos, tees y cruces se utilizan para conectar las secciones de electroducto. El electroducto suministra la energía eléctrica para un centro de control de motor, un panelboard de alumbrado, una maquinaria y un motor de bomba.
Supongamos que el propietario del edificio desea modificar las ubicaciones de las cargas. La mayor parte del electroducto puede desarmarse y reacomodarse sin pérdida.
Croquis al Lápiz Para distribuir un sistema de electroducto de este tipo, lo único que se
requiere es elaborar un croquis al lápiz sencillo con dimensiones precisas.
Indique las longitudes de electroducto que se requieren, y las ubicaciones y tipos de cargas alimentadas por el electroducto.
Un croquis al lápiz para el sistema de electroducto mostrado arriba se presenta en la Figura 13. A partir de este croquis, usted puede determinar el precio de la instalación del electroducto. Más adelante veremos el asunto de la determinación del precio.
En Campo
Este cliente desea instalar un electroducto en una fábrica desde el exterior a través de un switchboard existente en el sótano. El objetivo es proporcionar entradas de tipo enchufe en una pared de la estructura de tres pisos. El cliente proporcionó las distancias entre los componentes y las longitudes aproximadas. A partir de esta información, usted puede diseñar un plan de insta-lación.
A continuación se presenta una forma de diseñar dicha distribución.
Después de terminar el dibujo, platique con el cliente. También lo que pueda ser necesario. Verifique que esta distribución cumple con las necesidades de la apli-cación antes de planeación, cotización y pedido.
Dibujo Esquemático Formal
Cuando usted coloca el pedido, se creará un dibujo esquemático más for-mal que contiene dimensiones precisas a escala. Este dibujo esquemático es utilizado para la aprobación del cliente y la instalación.
Un dibujo esquemático formal para el croquis al lápiz aparece en la Figura 14. Note que está en tamaño reducido en comparación con el documento real pre-sentado al cliente.
Figura 14. Dibujo Esquemático Formal para Distribución en Fábrica
Manejo Eficiente de
Costo de la Aplicación Además de poder preparar un croquis al lápiz, usted debe entender algunas otras cosas para poder proporcionar a un cliente una solución efectiva en cuanto a
costo.
Como ya lo hemos establecido, el electroducto reemplaza conducto y alambre. Se especifica un alambre en volts y amperes. Como un alambre, un electroducto es estandarizado para manejar un máximo de 600 volts. Los amperajes nomina-les están dentro de un rango de 225 a 5,000, proporcionándole flexibilidad cuando trabaja con un cliente.
En caso posible, trate de estandarizar un trabajo en un amperaje nominal.
Los costos de reposición serán mínimos si el cliente desea hacer cambios en su distribución en el futuro puesto que más material puede reutilizarse.
La selección de dispositivos enchufables es como la selección de interruptores de seguridad individuales que interruptores de circuito. Vea su catálogo para infor-mación de precios.
Cotización de una Instalación de Electroducto
Ahora vamos a ver como cotizar la distribución presentada en las Figuras 13 y 14. Sume el número de cada componente en la distribución. Usted tendrá:
142 pies de electroducto alimentador 42 pies de electroducto de tipo enchufe
3 interruptores de 50 amperes de tipo enchufable 4 secciones de codo 1 sección de T 1 sección de cruz 1 acometida 3 bridas 3 tapones de extremo
En el caso del ejemplo, consideremos que toda la distribución de electroducto tiene un valor nominal de 600 amperes. Consideremos la siguiente lista de pre-cios:
Electroducto alimentador $20/pie Electroducto de tipo enchufe $22/pie Interruptor enchufable de 50 amperes $100 cada uno
NOTA: Cerciórese que la longitud total en su lista de materiales incluye los seg-mentos a través de todos los herrajes, tales como cajas de derivación, gargantas de derivación, gargantas de transformador y codos.
El cálculo es bastante sencillo:
(142 x $20) + (42 x $22) + (3 x $100) + (4 x $120) + $140 + $160 + $170 + (3 x $130) + (3 x $20) = $5,464
Es el precio de los materiales especificados en la distribución en una Fábrica de la Figura 14. Observe que este precio no incluye entrega ni distribución.
T $140 cada uno
Cruz $160 cada uno
Acometida $170 cada uno
Brida $130 cada uno
Ayuda al Cliente
Ahora está usted suficientemente familiarizado con los sistemas de electroducto para ayudar a un cliente para seleccionar productos para una aplicación.Información Requerida Cuando usted está con el cliente, lleve a cabo una pequeña entrevista para
obtener la información siguiente:
• Especificaciones eléctricas, en caso disponible, para el sistema de electro-ducto/distribución
• Tipo de servicio eléctrico presente
• Ubicaciones de todos los dispositivos a conectar con electroducto, incluyendo acometida, paneles de distribución, y cargas
• Amperaje de cada carga a conectar
• Tensión nominal para cada segmento de electroducto • Barras bus preferidas: aluminio o cobre
• Alambrado requerido: 3 hilos o 4 hilos
• Tierra: 50% de conexión a tierra en bastidor o 50% de conexión a tierra interna o 100% de conexión a tierra o 50% de conexión a tierra aislada • Neutro: 100% neutro o 200% neutro
• Entornos: electroducto requerido para interiores y/o exteriores • Tipos y números de dispositivos enchufables requeridos • Método de colgado, para pedir el(los) estilo(s) de colgador(es)
• Temperatura ambiente a lo largo del electroducto, para tomar en cuenta una baja de amperaje nominal en áreas de altas temperaturas
• Lista de materiales para la instalación del electroducto, en caso disponible. Si las especificaciones eléctricas no están disponibles, cerciórese que obtenga la información siguiente:
• Caída de tensión máxima permitida
• Valor nominal de cortocircuito mínimo permitido para bus y conectores • Para unidades de fusibles: tipo(s) de fusible(s) requerido(s). Los fusibles son
suministrados por el cliente.
Usted puede también preguntarle a su cliente sobre sus planes de remodelación o expansión a futuro. Esto puede ayudar a planear el sistema de electroducto para necesidades futuras.
Con esta información usted puede elaborar un croquis de la instalación pro-puesta. Después de afinar con el cliente, puede revisar en su catálogo para establecer una cotización.
Repaso
Conteste las siguientes preguntas sin hacer referencia al material que se le acaba de presentar.1. La ventaja principal del electroducto sobre el conducto y cableado es: _____________.
2. Explique por qué un electroducto está cubierto con una envoltura de aluminio. ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 3. Nombre los tres herrajes de electroducto especiales que se utilizan para
lle-var un electroducto a cualquier ubicación en un edificio. _______________________________
_______________________________ _______________________________ 4. Nombre los dos tipos básicos de electroducto.
_______________________________ _______________________________
5. Nombre los dos tipos de conectores de bus que se utilizan para conectar car-gas al electroducto.
_______________________________ _______________________________
6. Escriba una lista de materiales y una cotización para la siguiente instalación de electroducto en una agencia de automóviles:
Lista de Precios:
Lista de Materiales:
Electroducto alimentador
$20/pie Brida de Switchboard $130 cada una Electroducto de Tipo
Enchufe
$22/pie Caja de Derivación de Cable de Extremo
$150 cada una Codo $120 cada una Tapón de Extremo $20 cada uno T $140 cada uno Interruptor de 50
amperes de enchufe
$100 cada uno Cruz $160 cada una Interruptor de 100
amperes de enchufe $125 cada uno Electroducto alimentador __________ pie x $20/pie = $___________ Electroducto de tipo de enchufe __________ pie x $22/pie = $___________
Codo __________ x $120 cada uno = $___________
Tees __________ x $140 cada una = $___________
Cruces __________ x $160 cada una = $___________ Bridas de Switchboard __________ x $130 cada una = $___________ Cajas de Derivación de
Cable de Extremo
__________ x $150 cada una = $___________ Tapones de Extremo __________ x $20 cada uno = $___________ Interruptor de 50 amperes de enchufe __________ x $100 cada uno = $___________ Interruptor de 100 amperes de enchufe __________ x $125 cada uno = $__________ TOTAL GENERAL $___________
Glosario
Electroducto Un método moderno y económico para distribuir la energía eléctrica en un edificio. Es similar en función y apariencia a los ferrocarriles de un tren eléctrico a escala.
Herrajes para Electroducto
Secciones de electroducto especiales que permiten que un electroducto de vuelta, se ramifique, etc.,
permitiendo que el electroducto vaya virtualmente a todas partes. Se utilizan también herrajes para terminar un tramo de electroducto.
Barras Bus Fabricadas de cobre o aluminio, estas barras son los conductores reales de energía eléctrica en un segmento de electroducto.
Conectores de Bus Dispositivo utilizado para conectar cargas al electroducto.
Interruptor de Circuito
Un dispositivo eléctrico de seguridad. Cuando la corriente que pasa a través del interruptor de circuito rebasa un cierto amperaje, el interruptor dispara, abriendo el circuito.
Soporte Un dispositivo utilizado para montar un colgador en un techo, pared o bien otra superficie. El cliente debe suministrar los soportes para la instalación del electroducto.
Elemento La parte de un fusible que se derrite para romper el circuito. Típicamente es una tira delgada de metal.
Electroducto Alimentador
Un tipo de electroducto utilizado para alimentar energía eléctrica a un punto distante.
Fusible Un dispositivo eléctrico de seguridad. Cuando la corriente que pasa a través del fusible rebasa un cierto amperaje, el elemento se derrite, abriendo el circuito.
Interruptor de Fusible Un interruptor con un fusible integrado.
Colgador Un dispositivo utilizado para soportar el peso del electroducto, manteniéndolo recto. El tipo de colgado requerido es determinado por los requerimientos específicos de montaje del ducto.
Sobrecorriente (o Sobrecarga)
Una condición en la cual la corriente rebasa la carga normal tomada. Una sobrecorriente constante puede causar daños.
Respuestas del
Repaso
1. flexibilidad
2. La respuesta debe decir básicamente “Un electroducto lleva una tensión alta. El personal debe ser protegido contra la posibilidad de choque”.
3. codo, T, cruz
4. alimentador, de enchufe
5. interruptor de fusible, interruptor de circuito 6. Lista de materiales:
Electroducto alimentador 70 pies x $20/pie = $1400 Electroducto de tipo de
enchufe
90 pies x $22/pie = $1980
Codos 4 x $120 cada uno = $480
Tees 2 x $140 cada una = $280
Cruces 0 x $160 cada una = $0
Bridas de Switchboard 1 x $130 cada una = $130 Cajas de Derivación de
Cable de Extremo
1 x $150 cada una = $150 Tapones de Extremo 2 x $20 cada uno = $40 Interruptor de 50 amperes de enchufe 10 x $100 cada uno = $1000 Interruptor de 100 amperes de enchufe 3 x $125 cada uno = $375 TOTAL GENERAL $5835
