INSTITUTO UNIVERSITARIO EXPERIMENTAL DE TECNOLOGÍA LA VICTORIA

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INSTITUTO UNIVERSITARIO EXPERIMENTAL DE TECNOLOGÍA LA VICTORIA

LA VICTORIA- ESTADO ARAGUA

COMISIÓN ACADÉMICA DEL PROGRAMA NACIONAL DE FORMACIÓN EN ELECTRICIDAD

TALLER DE TECNOLOGÍA

ELÉCTRICA II

CANALIZACIONES ELÉCTRICAS

RESIDENCIALES

Autor:

Prof. Angel Lizcano

La Victoria , octubre de 2007

LA VICTORIA

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INDICE

Pág. CAPITULO I. DEFINICIONES GENERALES

Normas Básicas de Seguridad ……….. 1

Conductores Eléctricos ……… 9

Canalizaciones Eléctricas ……… 15

Protecciones Eléctricas ……… 19

Herramientas ……… 25

CAPITULO II. INSTALACION ELECTRICA RESIDENCIAL UNIFAMILIAR. Circuitos Ramales ……….. 36

Tablero Principal ……….. 55

Alimentador Principal ……… 58

Sistema de Aterramiento ……… 59

Medidor o Contador de Energía Eléctrica ……… 60

Acometida Eléctrica ……….………. 67

CAPITULO III. PLANOS ELECTRICOS RESIDENCIALES. Recomendaciones ………..…………. 74

Pasos para la Proyección de un Plano Eléctrico ……… 78

Memoria descriptiva para proyectos eléctricos ………. 85

Símbolos y Tablas ………..… 87

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CAPÍTULO I

DEFINICIONES GENERALES

Contenido

- Normas Básicas de Seguridad

- Conductores Eléctricos

- Canalizaciones Eléctricas

- Protecciones Eléctricas

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CAPITULO 1

DEFINICIONES GENERALES

SEGURIDAD

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

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

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

Fig. 1

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Fig. 2. No use las manos para probar la presencia de tensión.

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

4) Si se tienen conductores o partes defectuosas en un sistema eléctrico sustitúyalas inmediatamente, no lo deje para maña, puede ser tarde.

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

Fig. 3 Aislamiento al Realizar Trabajos de Electricidad

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7) Trabajar con herramientas apropiadas para los trabajos de electricidad, con mangos aislantes: como destornilladores, alicates, pinzas, entre otros. Mantenga las herramientas en buen estado, no trabaje con herramientas con desgaste en los medios de aislamiento o con defectos mecánicos.

Evite pelar cable con los dientes Use la herramienta adecuada

Fig. 4 Uso de las Herramientas

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

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

Fig. 5 Fig. 5

(7)

Fig. 7 Importancia de la Conexión de Tierra

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

Fig. 8 Fusible Puenteado

11) La carcasa de los motores debe estar conectada a tierra.

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Fig. 9 Riesgo de Muerte por Imprudencia

13) No intente trabajar con equipos peligrosos o circuitos complicados hasta no estar seguro de cómo funcionan y haya localizado los puntos potenciales de peligro.

14) Preste especial atención a los avisos de seguridad antes de realizar cualquier trabajo.

Riesgos Eléctricos.

Para las Instalaciones

En cuanto a riesgo de incendio de origen eléctrico las causas más comunes son:

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

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

La Electricidad y el Cuerpo Humano.

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causar daños de mayor o menor magnitud. Desde un simple hormigueo, quemaduras y hasta la muerte.

A continuación se presenta una tabla donde se establece relación entre la intensidad de corriente y los daños ocasionados.

Tabla 1 Intensidad

(mA)

Daños 1 a 2 Cosquilleo

9 Contracción muscular, se puede despegar 10 Soportable

15 Músculos agarrotados, tetanización

25 Tetanización muscular del tórax, asfixia si no se corta 50 Fibrilación ventricular del corazón (infarto)

1000 Muerte segura

CONDUCTORES ELÉCTRICOS

Son los elementos encargados de transportar la energía a cada una de los posibles puntos de utilización.

Los materiales más usados para fabricar conductores eléctricos son el Cobre (Cu) y el Aluminio (Al). El Cobre es 16% más conductor que el Aluminio y tiene mayor resistencia mecánica. Por esta razón es más usado, aun cuando el Aluminio es menos pesado, más flexible y más económico.

Para lograr que los conductores de Cobre (Cu), sean manejables se construyen conductores trenzados, en lugar de conductores sólidos. El área de estos conductores trenzados es equivalente a la de un conductor sólido.

Características de los Conductores usados en canalizaciones eléctricas

residenciales e industriales.

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Método de Medición y Calibre.

Los cables usados instalaciones eléctricas residenciales son de forma circular y trenzados (varios alambres enrollados helicoidalmente). Para indicar la sección transversal se utiliza un número, el cual depende directamente del área del conductor y del sistema de medición usado.

Sistema AWG (American Wire Gage).

Este sistema se basa en un instrumento de medición denominado Galga de Medición de conductores.

Fig 10. Galga para medición de conductores eléctricos

Como se observa en la figura 10 para medir, se procede a quitar al conductor todo tipo de aislamiento. Una vez el conductor desnudo se presente en la Galga , en la ranura externa (no en la parte circular), por la ranura que pase justo el conductor, ese es el numero que le corresponde.

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más grueso. Como se aprecia a medida que se aumenta el calibre , la sección transversal disminuye.

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

Sistema Circular Mil (CM).

Para conductores de área mayor al 4/0, se utiliza una unidad denominada “Circular Mil”. El Circular Mil se define como el área de una circunferencia cuyo diámetro es un milésima de pulgada.

4

2

2 d

r

CM    

1CM=0,78539x10-6 pulg2

Fig 11. Definición de Circular Mil (CM)

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

Tipo de Aislamiento.

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

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

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

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

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

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En cuanto a los conductores flexibles o cordones a nivel residencial los más usados son:

SPT : Cordón paralelo con aislamiento plástico. El conductor es de alambre fino trenzado, se consigue comercialmente desde el número 16 al 10. Se utiliza para realizar extensiones a equipos eléctricos de bajo consumo y en instalaciones eléctricas no empotradas.

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

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

Capacidad de Corriente.

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

Para realizar la corrección de capacidad de corriente en función de la temperatura se utiliza la siguiente ecuación:

FC IN T

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IN capacidad de corriente a 30 ºC FC factor de corrección

I(ºT) es la capacidad de corriente a la nueva temperatura T.

Ejemplo 1.

Se tiene un conductorTW,calibre 12 AWG Cu, a 30 ºC y se requiere hacer una corrección para conocer su capacidad de corriente a 40 ºC.

FC IN C

I(40º )  FC = 0,82 para 40 ºC (Tabla 3) A

C

I(40º )200,82 I(40ºC)16,4A

Ejemplo 2.

Un conductor THW, calibre 250 kCM Cu, se instala cerca de un horno donde la temperatura ambiente es 55 ºC ¿Determinar cuál es la capacidad de corriente?

FC IN C

I(55º )  FC = 0,67 para 55ºC (Tabla 3)

A C

I(55º )2550,67 I(55ºC)170,85A

El Limite de Tensión: en el caso de instalaciones eléctricas residenciales es 600 V. Este valor indica que el fabricante garantiza un asilamiento eléctrico hasta 600 V.

Máxima Caída de Voltaje: es la caída de voltaje que produce la corriente al pasar a través del conductor. Este factor depende de la corriente que circula, del calibre del conductor y de la longitud del conductor. En Venezuela para instalaciones eléctricas se establece que la caída de tensión máxima no debe ser superior a 3% en el punto más lejano de la instalación, un valor bastante aceptable es el 2% de caída de tensión.

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CANALIZACIONES ELÉCTRICAS.

La canalización eléctrica de circuitos a nivel residencial se realiza con tubería ya sea metálica o plástica. Los componentes de una canalización son: tuberías, cajetines cajas para cableado y accesorios de fijación.

Tubería Eléctrica Metálica (EMT) para trabajo liviano, es usada para realizar instalaciones superficiales (en lugares secos no expuestos a la humedad) o instalaciones embutidas en la pared. Este tipo de tubo se consigue comercialmente en longitudes de 3 m y diámetros desde ½” hasta 4 “. Este tubo no tiene sus entremos roscados. Muy usado en instalaciones eléctricas residenciales.

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

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Fig 15. Conduit trabajo Pesado ( 3 m largo)

Tubería no metálica PVC: se usa mayormente en instalaciones eléctricas embutidas, se fabrica con in material resistente a la humedad como el Cloruro de Polivinilo, es auto extinguible y resiste el ataque de agentes químicos corrosivos. Se puede doblar fácilmente al someterlo al calor. Para unir un tubo con otro no requiere de un anillo de unión y puede usar los mismos conectores que el EMT liviano. Ampliamente usado en instalaciones eléctricas residenciales. Se consigue comercialmente una longitud de 3 m de largo y diámetro desde ½” hasta 4”.

Cajetines metálicos EMT, son usados con tubería EMT liviana o PVC.

El cajetín rectangular se usa para apagadores y toma corrientes. El cajetín octagonal se usa para salidas de alumbrado. Para pedido comercial es necesario especificar además del tamaño el diámetro de la tubería con la cual se esta trabajando.

Se fijan a las tuberías por medio de conectores.

Fig 16. Cajetín rectangular de 4x4”. Cajetín octagonal de 4x4”

(17)

Fig 17.

En cuanto a los accesorios se tiene:

Abrazadera: se usa para sujetar las tuberías en el caso de las instalaciones eléctricas superficiales. Se piden de acuerdo a la medida de la tubería y pueden tipo uña y tipo omega.

Fig 18. Abrazadera tipo Uña. Abrazadera tipo Omega.

Conectores: se usan para unir las tuberías a los cajetines, se piden de acuerdo a la medida del diámetro de la tubería.

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Fig 19 . Conector EMT Anillo EMT

Canaletas Decorativas: se usan en instalaciones eléctricas superficiales, por lo que no requiere romper la pared. Los conductores se empotran en canaletas que tienen diferentes tamaños de acuerdo al calibre y cantidad de cables a alojar ( ver tabla XX). El uso de este tipo de canalización es particularmente útil cuando se

requiere realizar instalaciones eléctricas en construcciones existentes en las cuales se quiere causar el menor imparto por concepto de instalación o en

paredes de tabiquería.

Fig. 20 Canaleta Decorativa ( largo 3 m)

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Fig.21 Accesorios para Canalización con Canaletas

PROTECCIONES ELÉCTRICAS.

A nivel residencial las protecciones eléctricas que se encuentran comúnmente son: fusibles e interruptores termomagnetico.

Fusibles de Baja Tensión.

Son dispositivos destinados a proteger un sistema eléctrico (con tensiones de funcionamiento hasta 600 V), contra corto circuito. Básicamente están constituidos por un material conductor que al calentarse por efecto de la circulación de sobre corrientes a través del mismo, se funde interrumpiendo la energía del circuito. Por ser un elemento con alto poder de corte debe utilizar alguna técnica para la extinción del arco. La técnica más usada es la de fraccionamiento de arco, ya sea por medio de polvo aislante, arenilla o encerrando al elemento conductor a fundirse en una cámara de vació.

La curva de funcionamiento de los fusibles es una curva de tiempo inverso. De acuerdo a la pendiente de la curva pueden ser de dos tipos:

De acción retardada: están destinados a asegurar la protección contra

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De acción instantánea: están destinados a proteger circuitos que no tiene puntas de intensidad importantes (calefacción, circuitos de alumbrado, entre otros).

Parámetros de importancia.

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

Corriente Nominal: es el valor base de la curva de funcionamiento y por

arriba de este valor, dependiendo del tiempo actuara el fusible para despejar una sobreintensidad de corriente. La Norma Venezolana COVENIN 2731 – 90 “Fusibles de Baja Tensión”, establece unas recomendaciones en cuanto a los valores de corriente nominal. Estos valores en amperes son los siguientes: 2-4-6-8-10-12-16-25-32-40-50-63-80-100-125-160-200-250-315-400-500-530-800-1000-1250.

Tensión de Trabajo: Es la tensión de la red donde el fusible estará colocado

y es importante no sobrepasar este valor puesto que pueden suceder accidentes serios, debido a que el fusible puede explotar en el momento de despejar un cortocircuito. Los valores Normalizados de tensión para corriente alterna se muestran en la siguiente tabla.

Tabla 2. Series de tensiones normalizadas según COVENIN para fusibles

de baja tensión.

SERIE I V SERIE II V

220 120

280 240

500 277

660 480

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Capacidad de Interrupción: Es el máximo valor de corriente que puede interrumpir un fusible. Superado este valor no se garantiza la extinción del arco, ni que el conjunto que contiene el fusible soporte el esfuerzo mecánico producto del cortocircuito. _{Curvas de Fusibles}

0,01 0,1 1 10 100 1000 10000

1 10 _{Intensidad (A)} 100

T

ie

m

p

o

d

e

F

u

s

io

n

(

s

)

2 A Retardado 2 A

Instantaneo

Fig. 22. Curvas de fusibles de 2 A de acción retardada y de acción

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

Fig 23.

Seccionadores e Interruptores Automáticos de Protección.

Seccionadores: Son aparatos de maniobra sin poder de corte y que por consiguiente pueden abrir o cerrar circuitos únicamente cuando no circula corriente por los mismos (sin carga). Los seccionadores pueden estar o no asociados con fusibles. Es usual trabajar con seccionadores porta fusible. Esta asociación garantiza la protección del personal durante el cambio de fusible. Los seccionadores pueden ser tripolares, tetrapolares y algunos modelos pentapolares.

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

(23)

Son aparatos que están constituidos por contactos de alto poder de corte y son utilizados para proteger un circuito o equipo. En las instalaciones de baja tensión (menores de 1000 V), los interruptores de caja moldeada son los más usados y se pueden dividir en dos categorías. El tipo magnético y el tipo termo magnético.

Interruptores Magnéticos (con disparo Instantáneo): Estos interruptores responden

a valores instantáneos de corriente, pues no están equipados con protección térmica. Disparan a un valor de aproximadamente tres (3) veces su capacidad en valor de ajusten bajo y 10 veces su capacidad en valor de ajuste alto (para corrientes mayores de 225 A) y tres (3) veces su capacidad nominal para interruptores que no poseen ajuste.

Cuando se protegen motores con interruptores magnéticos es necesario ajustar el valor de disparo a fin de permitir la corriente de arranque y asociarlos con una protección contra sobrecarga de tal manera de cumplir con este requisito.

Interruptores Termo magnéticos (de tiempo inverso): Al igual que los fusibles se

debe tener en cuenta las siguientes características: corriente nominal, tensión nominal y capacidad de interrupción. El valor de corriente nominal en un interruptor automático debe quedar visible después de la instalación.

Parámetros de Importancia.

Corriente Nominal: es el valor base de la curva de funcionamiento y por arriba de

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Fig 24.

Tensión de Trabajo: Es la tensión de la red donde el interruptor estará colocado y

es importante no sobrepasar este valor puesto que pueden suceder accidentes serios, debido a que el interruptor puede explotar en el momento de despejar un cortocircuito. Para interruptores de baja tensión se tienen valores normalizados de tensión de 120, 240, 480 y 600 V.

Capacidad de Interrupción: Es el máximo valor de corriente que puede interrumpir

un dispositivo. Superado este valor no se garantiza la extinción del arco, ni que el conjunto que contiene el interruptor soporte el esfuerzo mecánico producto del cortocircuito. A nivel residencial los niveles de cortocircuito no son mayores a 10000 A (simétricos).

Numero de polos: esta relacionado con la cantidad de fases que interrumpe el

dispositivo, pueden ser: monopolares (una fase), bipolares (dos fases) y tripolares (tres fases).

Tipo de Montaje: indica el modo de conectar eléctricamente el interruptor al

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Curva Tipica de Interuptor Autom ático Tipo C

0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000

1 10 100

xIN

T

ie

m

p

o

d

e

D

is

p

a

ro

(

s

e

g

)

ZONA TERMICA

ZONA MAGNETICA

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

HERRAMIENTAS.

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Fig. 26 Alicate de Electricista.

En las pinzas existe gran variedad, las más comunes son: pinza recta (de boca corta o larga, plana o redonda), y pinza curva. Se fabrican en distintos tamaños según la necesidad: para un electricista puede servir una de 6” de largo punta recta, boca plana y corta.

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

Pela Cable: se usa para quitar el aislante a los cables, existen dos tipos: ajustable y fijo, para diámetros de cable desde el 22 hasta el 10 AWG. Para otros calibres más grandes se debe usar una navaja para quitar el aislante. La más adecuada para este fin es la conocida “navaja de electricista o pico de loro”.

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Fig 29. Pela cable fijo.

Fig 30. Navaja pico de loro.

Destornilladores: para un electricista es indispensable poseer un buen juego de destornilladores. Para trabajos en electricidad básicamente hay de dos tipos: tipo pala o punta plana y tipo cruz, phillips o estría. Se piden de acuerdo al diámetro y al largo (de la parte metálica). Existen destornilladores de seguridad que tienen la parte metálica cubierta con un aislante que llega hasta la punta.

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Fig. 32 Destornillador de pala o punta plana.

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

Fig. 33 Probador de Neón.

Tabla 3 Medidas más comerciales usadas para destornilladores.

De pala Phillips

Diámetro Largo Diámetro Largo Tamaño

1/8”(3mm) 3” 1/8”(3mm) 3” 0

1/8”(3mm) 6” 1/8”(3mm) 6” 0

3/16(5mm) 4” 3/16(5mm) 4” 1

3/16(5mm) 6” 3/16(5mm) 6” 1

1/4”(6 mm) 6” 1/4”(6 mm) 6” 2

1/ 4 (6mm 5” 1/ 4 (6mm 5” 2

5/16 “(8mm) 4” 5/16 “(8mm) 4” 3

5/16 “(8mm) 6” 5/16 “(8mm) 6” 3

3/8” (9mm) 6“ 3/8” (9mm) 6 “ 4

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

Fig 34 Cinta pasa Cable de PVC.

Segueta: se usa para cortar tubería metálica y plástica. La hoja de la segueta adecuada para cortar tubo hueco es la que contiene 24 dientes por pulgada, ya que la que contiene 18 dientes por pulgada se usa para cortar metales y tubos no huecos.

Fig 35.Segueta.

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para aplicación en trabajos de electricidad a nivel residencial es mandril 3/8”y 500W de potencia con la función de percutor incorporada.

Fig. 36 Taladro.

Las Mechas: hay de dos tipos para perforar concreto y para perforar metal.

Vienen en distintas medidas.

Fig 37.Mecha para concreto

(31)

Tabla 4 Valores Comerciales para las Mechas

En mm En pulg En mm En pulg

2 5/64 6 15/64

2,4 3/32 6,3 1/4

2,7 7/64 7,1 9/32

3,1 1/8 7,5 19/64

3,5 9/64 8 5/16

4 5/32 8,7 11/32

4,3 11/64 9,5 3/8

4,7 3/16 11,1 7/16

5,1 13/64 12,7 ½

5,5 7/32 14,2 9/16

Ramplug: se usan para fijar tornillos en la pared o el techo. Hay de varias

medidas de diámetro y comercialmente fabrican de dos tipos: de plástico (por colores) y de metal conocido como mariposa o expansivo, este último se usa fijar tornillos que requieran gran esfuerzo (lámpara ventilador de techo, bases de pared para el televisor, entre otros).

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Fig. 40 Ramplug tipo mariposa o expansivo.

Tabla 5 Medidas de los Ramplug

De plástico Metálicos

Diámetro Color Diámetro Tornillo

Gris 1/2” 1 ½”x 3/16” 1/ 2”

Anaranjado 3/8” 1 ¼ x5/32” 3/ 8”

Azul 5/16” 1 x 1/8” 5/ 16”

Verde 1 /4 ” 1x7/64” 1/ 4 ”

Rojo 7/32” 3/4 x 7/64 ”

Blanco 3/16” 1/2x5/64” 3/16”

Limas: se usan para quitar los filos en las tuberías cuando se cortan.

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

Fig. 42 Cinta Métrica.

Multímetro: es un equipo de medición que permite medir tensión, resistencia y corriente eléctrica. Es un equipo indispensable para todo electricista y se recomienda preferiblemente el multímetro tipo pinza analógica o digital.

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CAPÍTULO II

INSTALACIÓN ELÉCTRICA

RESIDENCIAL UNIFAMILIAR

Contenido

- Circuitos Ramales - Tablero Principal - Alimentador Principal - Sistema de Aterramiento

-

Medidor o Contador de Energía Eléctrica

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CAPITULO II

INSTALACIÓN ELÉCTRICA RESIDENCIAL UNIFAMILIAR.

En este capitulo se describe al detalle la forma de seleccionar y calcular cada una de los principales partes que conforman de una instalación eléctrica residencial. Para ello se toma como referencia la norma COVENIN 200 Código Eléctrico Nacional (CEN), 1999.

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CIRCUITOS RAMALES.

Definición: Son circuitos eléctricos encargados de distribuir la energía desde el tablero principal, hasta cada uno de los puntos que conforman el sistema eléctrico en una residencia.

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

Código de Colores para circuitos ramales.

 Para el conductor de Neutro, puesto a tierra se debe identificar con color blanco o gris. CEN 210-5 a.

 Para el conductor de puesta a tierra , si no es desnudo se debe identificar con el color verde continuo o verde con rayas amarillas. CEN 210-5 b.

 Para los conductores bajo tensión (fases), se usan colores fuertes, como el

negro, rojo y azul.

Tipos de Circuitos Ramales.

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

Circuitos de Iluminación.

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Características de los circuitos de iluminación.

 Son circuitos de alimentación 120 V - 20 A. CEN 210-23 a.

 El conductor mínimo a utilizar es TW Nº 12 AWG Cu (según

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

 La acometida o canalización de estos circuitos se realiza por el techo, en

caso que la residencia sea de placa y en caso de techo de láminas se realiza por la pared.

 Para estimar la salida de alumbrado se asignan 100 W por cada punto,

salvo el caso de reflectores de más de 100 W en los cuales se coloca la potencia nominal del mismo.

 La ubicación de los interruptores de alumbrado, en ambientes cerrados,

depende de la ubicación de las puertas de tal manera de poder encender o apagar la luminaria al entrar o salir. La altura de instalación de los interruptores es 1,30 m del piso terminado. En casos especiales según exigencia o necesidades se instala a una altura de 0,90 m.

 Las salidas para puntos de iluminación en pared se instalan a 2,10 m o

2,20 m.

 El cajetín para interruptores es rectangular de 2 x 4 x ”, donde  indica el

orificio del diámetro de la tubería. La orientación correcta del cajetín al instalarlo, es el lado más largo paralelo al eje vertical.

 El cajetín para salidas de alumbrado es octagonal 4 x 4.

 Por tener asignado el conductor TW 12 AWG Cu, el cual maneja 20 A, la

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

 Existen una serie de circuitos básicos de alumbrado tales como: Interruptor

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

S

Custom

1 1

Monday , May 02, 2005 Title

Size Document Number Rev

Date: Sheet of

L1

S

N

a. Diagrama de Conexiones.

c. Esquema Unifilar b. Esquema Multifilar

S

N

(39)

c. Esquema Unifilar b. Esquema Multifilar

SS

N

N L1

SS

Custom

1 1

Date: Sheet of

L1

Fig. 46 Circuito para Interruptor Doble.

b. Esquema Multifilar

S3 c. Esquema Unifilar

L1

3 S

S3 S3

3 S

N L1 N

(40)

N

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1 1

Date: Sheet of

3 S L1 S3 4 S S3 N S4 L1

c. Esquema Unifilar

S3 S4 S3 3 S FIG N.-8

Fig. 48 Circuito con Interruptor Cuatro Vías.

S2P S2P L2 2P S L2

c. Esquema Unifilar L1

a. Diagrama de Conexiones. L1

(41)

Circuitos de Toma Corriente de Uso General.

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

Características de Toma Corriente de Uso General.

 Son circuitos de alimentación 120 V / 20 A (CEN 220-4b).

 El conductor mínimo a utilizar es TW Nº 12 AWG Cu, según

recomendación práctica.

 La canalización de estos circuitos se realiza por el piso.

 El CEN recomienda (220-16 a), que se asuma una potencia de 1500 W por

cada circuito de toma general. Por recomendaciones prácticas un máximo de 10 a 12 salidas, generalmente doble contacto.



(42)

 Las salidas de tomacorriente se colocan (210-52 c.5) a 0,46 m del piso

terminado y en caso especiales: 1,10 m para la mesa de la cocina, 2,20 m para ventiladores de pared, 1,80 m para calentadores y para tomas de la sala de baño se deben instalar a una altura de 1,20 m.

 El cajetín para tomas generales es de 2 x 4 x ”, donde  indica el orificio

del diámetro de la tubería. La posición correcta del cajetín al instalarlo, es el lado mas corto paralelo al eje.

 Pueden existir diferentes tipos de toma corriente: polarizado con tierra,

polarizado sin tierra, tipo americano.

 Para calcular el número de circuitos se deben tener en cuenta dos

aspectos: el número máximo de tomas por circuito y los distintos ambientes, cuidando de no alimentar un mismo ambiente con dos circuitos distintos.  Para el ambiente del lavandero el CEN ( Sec 220 4 c), establece que se

designe un circuito de 1500 W para esta área, donde se conectará la lavadora y es el sitio ideal para conectar la plancha.

(43)

Toma Doble 120 V Polarizado con Tierra Toma 208/120 V

Toma 208 V con Tierra Toma Trifásico con Tierra

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

 Por tener asignado el conductor TW Nº 12 AWG Cu, el cual maneja 20 A, la

protección de estos circuitos se realiza con un interruptor termo magnético monopolar de 20 A. Se deduce que la función de este elemento es proteger principalmente al conductor que alimenta el circuito ramal.

 Las tomas corrientes que se instalan en ambientes exteriores deben ser del

tipo intemperie, con tapa hermética.

Enchufe 120 V con Tierra Enchufe 208/120 V

(44)

Circuitos de Tomas Especiales.

Son básicamente circuitos de pocas salidas o tomas, conectados directamente al tablero principal exclusivos para cargas o electrodomésticos que reúnan las siguientes condiciones de uso:

 Alimentación de 120 V o 208 V, 60 Hz.

 Ubicación fija, es decir no son electrodomésticos portátiles. Estos pueden ser

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

 Electrodomésticos de mayor Consumo de energía (kWh), a nivel residencial.

Características de los circuitos de Tomas Especiales.

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

 Carga Continua: (carga cuya corriente máx. se mantiene durante 3 horas o más)

 Carga no continua (cargas de cortos intervalos de funcionamiento) En este libro se tomarán todas las cargas como continuas, para efectos prácticos de cálculo.

1. Cálculo de la corriente del conductor.

1.

1Circuito con un solo artefacto

.

(45)

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

EC 1

1.

2Circuito con dos o más artefactos.

Para la selección del calibre del conductor se debe tomar en cuenta las cargas servidas, teniendo presente la carga con la corriente nominal mayor. La siguiente relación tiene carácter general para calcular el conductor de un circuito ramal de tomas especiales con dos o más artefactos.

EC 2

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

Para el caso de la selección de las protecciones (Breaker) de circuitos ramales de tomas especiales, debe considerarse la función específica del artefacto y la cantidad a conectar. En el código Eléctrico Nacional se señalan diferentes criterios de cálculo de protecciones de acuerdo a la función de los artefactos, es decir se agrupan por una parte los artefactos de refrigeración tales como neveras y acondicionadores de aire del tipo ventana sellado, motores para accionamiento de bombas de agua o herramientas de mecanizado del tipo artesanales (estas se agrupan como cargas inductivas), y por otra parte artefactos que disipan calor como las secadoras de ropa, cocinas eléctricas, hornos, calentadores de agua, entre otros. Estas últimas se denominarán en lo sucesivo cargas resistivas debido a que predomina en ellas el consumo de potencia activa.

IC ≥ IN x 1,25

(46)

Son las cargas que siempre demandan la misma cantidad de corriente de la red tanto al momento de energizarlas como en funcionamiento continuo, por tanto, para la selección de la corriente de protección (IP), se toma en cuenta la corriente nominal del conductor. Por consiguiente:

EC 3

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

Carga Resistiva: Un calentador de 50 litros consume 1100 W a una tensión de 120 V Calcular el calibre de los conductores de alimentación y la protección

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

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

V W IN

120 1100

 IN = 9,16 A IC ≥ 11,45 A

c.- Según recomendaciones prácticas para canalizaciones residenciales el conductor mínimo recomendado es el TW 12 AWG Cu, éste soporta hasta un máximo de 20 A Por tanto:

IP = IC

(47)

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

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

IP = IC IP =20 A El Nº de polos es uno. El interruptor a usar es 1X20

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

1 conductor para TIERRA TW 12 AWG Cu.

f.- Por último se ubica en la tabla 6, la tubería a utilizar de acuerdo al número y calibre de los conductores.

Como se trata de 3 cables TW 12 AWG, se emplea Conduit EMT de ½ pulgada.

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

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

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

(48)

V W IN

208 5000

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

c.- Según la tabla 3 para calibres, el conductor recomendado es el TW 10 AWG Cu, éste soporta hasta un máximo de 30 A. Para el neutro se toma el 70 % de la corriente nominal (CEN 220-22). Como recurso práctico se toma un calibre menor para el neutro, respecto al de las fases. Por tanto:

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

1 conductor NEUTRO TW 12 AWG Cu.

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

IP = IC IP = 30 A El Nº de polos es dos. El interruptor a usar es 2x30, enchufable.

1 conductor TIERRA TW 10 AWG Cu.

Como se trata de 4 cables: 3 de calibres TW 10 y uno calibre 12 AWG, se emplea Conduit EMT de ¾ de pulgada.

Carga Resistiva: La cocina eléctrica se alimenta de 208 V y poseen diferentes consumos de potencia de acuerdo al número de unidades de calor u hornillas (Ver

(49)

tabla 2). Puede disponerse de un horno incorporado o bien separado. La tensión mas utilizada para estos artefactos es 208 V AC (2 Fases + 1 Neutro + Tierra).

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

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

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

V W IN

208 4800

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

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

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

1 conductor NEUTRO TW 12 AWG Cu.

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

IP = IC IP = 30 A El Nº de polos es dos. El interruptor a usar es 2x30,enchufable.

(50)

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

2.2Cargas Inductivas.

Son las cargas que al momento de ser energizadas consumen altos picos de corriente o transitorios y en funcionamiento continuo demandan la corriente nominal. Por tanto para la selección de la protección se toma en cuenta un factor de seguridad recomendado por el C.E.N. según cada caso.

Equipos de refrigeración para uso doméstico (Neveras y Acondicionadores

de aire). Para éstos equipos, el factor de seguridad recomendado para determinar (IP) va a depender del numero de cargas a conectar en un mismo circuito Según se establece en CEN Sec 440.

 Para un solo aparato en un circuito.

EC 4

 Para dos o más aparatos de refrigeración en un circuito.

Para el cálculo del conductor se aplica la siguiente ecuación.

EC 5

IP ≥ IN x 1,75

IP ≥ Σ IN(Cargas Conectadas)+ 0,75 x

(51)

Además de la protección contra cortocircuito, estos equipos (neveras y acondicionadores de aire), requieren de una protección adicional contra subidas y caídas de tensión, con tiempo de reposición. Dichas protecciones se ubican físicamente cerca del equipo. A continuación se presentan varios ejemplos típicos .

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

Suponiendo que se tiene una nevera de 16 pie cúbico, calcular el calibre de los conductores de alimentación y la protección.

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

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

V W IN

120 750

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

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

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

IP ≥ IN * 1,75 IP ≥ 13,66 A El Nº de polos es uno, interruptor a usar es

(52)

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

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

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

(53)

Un solo aparato (A.A.) en un circuito: Suponiendo que se tiene un A.A. de

36.000 BTU de baja eficiencia, calcular el calibre de los conductores de

alimentación y la protección.

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

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

V W IN

208 5800

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

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

IP ≥ IN *1,75 = IP ≥ 48,79 A Nº de polos dos. El interruptor a usar es 2x50,

enchufable.

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

(1 conductor TIERRA TW 10 AWG Cu).

(54)

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

Dos o más unidades (A.A.) en un solo circuito: Para este caso se tienen una

unidad de alta eficiencia de 36.000 BTU y una unidad de alta eficiencia de

13.000 BTU. Calcular el calibre de los conductores de alimentación, la

protección y la tubería.

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

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

V W IN

208 500 . 4

1 IN1 = 21,63 A

V W IN

208 170 . 1

2 IN2 = 5,62 A

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

(55)

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

El Nº de polos es dos. El interruptor a usar es 2x50, encufable.

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

2.3 Cargas Mixtas

Son circuitos ramales especiales, ya que alimentan dos o más artefactos de

cualquier naturaleza (inductiva o resistiva). A continuación se establece la ecuación general, por medio de la cual, se calcula la corriente de protección para cualquier circuito ramal de tomas especiales que alimente dos o más cargas de diferentes naturaleza.





 Ip(mayor) In(restantes)

Ip EC 6

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

TABLERO PRINCIPAL

(56)

soporte físico para la conexión de los interruptores de los distintos circuitos derivados a la red principal.

Designación e identificación de los Tableros, según COVENIN 1631:1999.

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

TR significa que el tablero es residencial.

La cifra después indica la tensión nominal: 2 se usa para 240 V. La segunda cifra designa el número de conductores del sistema:  2 una fase (1) dos hilos: neutro(N) y fase1(L1)

 3 dos fases (2) tres hilos: neutro (N) , Fase 1(L1) y Fase2 (L2)

 4 tres fases (3 ) cuatro hilos: neutro(N), Fase 1(L1) , Fase2 (L2) y Fase 3 (L3).

Las próximas dos cifras indican el número de circuitos ramales, desde 2 hasta 24. La letra que sigue indica si el tablero tiene interruptor principal (AB) o no, en este caso la letra es L.

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

Ejemplo de identificación.

TR 2 3 12 L 125

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

(57)

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

b. El tablero usado a nivel residencial debe ser TR

c. Se dejan algunos puestos de reserva para futuras instalaciones.

d. Se calcula el número total de circuitos y el interruptor principal, se selecciona el tablero principal, según la tabla Nº 7.

e. El tablero principal debe estar equilibrado en potencia en caso de los servicios a 3 hilos y 4 hilos.

f. Los tableros deben tener su diagrama esquemático, en el cual se debe indicar claramente cada uno de los circuitos, la carga que controlan y el conductor de alimentación

Tableros de Alumbrado NLAB

Se usan en instalaciones eléctricas residenciales e industriales, se basan en las normas americanas a continuación se explica su codificación.

NLAB 3 18 L

NLAB tipo alumbrado 3 números de hilos 18 números de circuitos

L sin interruptor principal AB con principal

(58)

20 20 30 30 20 20 30 20 3 Reserva 13 TW 10 9 Cocina Electrica TW 10 C1 T i e r r a 1 TW10 C1 TW 12 4 TW10 Alumbrado Sup 2 TW 12 AA de 15000 BTU

12 TW 12 Horno Micoondas TW 12 C9/C11 5 Secadora Nevera 10 C7 16 C13/C15 11 TW 12 TW12

AA de 13000 BTU

TW 12

C8 Bomba de Agua

TW 12 TW 10 TW12 C2 L3 C4/C6 L2 TW12 8 TW 12 TW 12 TW 12 15 TW 12 7 TW 12

TW 12 C4/C6

6 L1 14 C3/C5 Neutro TW12 TW 10 Calentador

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

ALIMENTADOR PRINCIPAL

Definición: es el conductor principal cuya función es llevar la energía eléctrica desde el medidor hasta el tablero principal. Este conductor por ser la acometida principal debe ser TTU.

(59)

normalizadas y se aplica la fórmula dependiendo del tipo servicio que posea la residencia.

SISTEMA DE ATERRAMIENTO.

Es el sistema encargado de proveer una conexión física entre las partes no conductoras de un equipo eléctrico y tierra. Esto se hace con la finalidad de limitar las tensiones inducidas en las partes metálicas de los equipos para evitar que almacenen niveles peligrosos para la vida humana.

En caso de falla de carcaza del equipo, existe un camino de baja impedancia para drenar la corriente.

Para la puesta a tierra del sistema residencial en Venezuela se usan jabalinas de cobre – acero de 5/8 “ x 2,44 m.

El alambre que se utiliza desde el tablero principal de las barras es de cobre desnudo y se selecciona de acuerdo al dispositivo de interrupción principal tabla Nº 5.

El sitio mas adecuado para ubicar el sistema de aterramiento es el jardín, por ser un sitio húmedo.

(60)

MEDIDOR.

Contadores de Energía Eléctrica o Medidores.

Son aparatos integradores (totalizadores o sumadores) que indican el consumo total de energía durante un tiempo determinado. Es decir, que no indican los valores instantáneos de una magnitud eléctrica (en este caso la energía) sino la suma total de energía consumida por un periodo de tiempo.

Los medidores de energía eléctrica pueden ser electromecánicos o electrónicos. A nivel residencial se impone el uso del medidor electromecánico por su sencillez de instalación y costo , mientras que a nivel industrial el medidor electrónico cobra mayor fuerza debido a su capacidad de comunicación con un centro de medición digital. El tema que nos ocupa son las canalizaciones eléctricas residenciales, por ello en este trabajo se hace referencia al medidor electromecánico. En el mercado existen medidores de potencia reactiva y medidores de potencia activa o útil, estos últimos son los que se instalan a nivel residencial.

Tipos de Medidores.

Medidor Monofásico 2 Hilos 120 voltios 10 (30 ) Amperios: es utilizado para el registro directo de energía eléctrica a suscriptores con una carga instalada no mayor de 3 kV. Tensión de 120 V, y una corriente máxima por fase de 30 A.

(61)

Diagrama de Conexiones: la conexión usada en Venezuela es la cruzada, según la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC).

Fase

Neutro

1 3 4 ₆

Fig 56 Diagrama de Conexión del Medidor Monofásico. Norma IEC

(Cruzada).

La caja de medición esta normalizada y posee las siguientes dimensiones:

Alto: 40 cm Ancho: 30 cm Profundidad: 20 cm una sola puerta. Altura al Piso: 150 cm

Medidor Bifásico o Monofásico 3 Hilos 2X 120 /208 Voltios 20 (60) Amperios:

es utilizado para el registro directo de energía eléctrica a suscriptores con una carga instalada entre 3 kW y 11,5 kW , tensión de 2 x 120/208 V y una corriente máxima por fase de 60A.

Fase 1

9 6

4

Neutro

1 3 7

Fase 2

(62)

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

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

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

La Caja de Medición para un Medidor Trifásico 4 Hilos tiene las siguientes dimensiones:

Alto: 60 cm Ancho: 60 cm Profundidad: 25 cm Una Puerta Altura del piso: 150 cm

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

Fase 3 Neutro

3

Fase 1

9

1 4 6 7 10 12

Fase 2

Fig. 59 Diagrama de Conexión del Medidor Trifásico. Norma IEC Cruzada.

Pruebas que se realizan al Medidor.

(63)

Estas fallas se deben normalmente a una falla de aislamiento del conductor, contacto accidental de una fase con tierra o un aparato dañado.

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

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

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

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

Calcular la potencia consumida por fase.

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

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

Calcular la energía consumida en kWh, como:

tp Pp Ep 

Donde: Ep es la energía consumida durante la prueba Pp es la potencia total consumida durante la prueba

Tp es el tiempo que tarda el disco en dar una vuelta

(64)

En los datos de placa debe aparecer el valor de Kn= X rev/kWh, esto quiere decir que el medidor da X rev, si se le deja conectada una carga de 1 kW durante 1h.

t P rev Kn  

Para obtener la constante de prueba (Kp)

tp Pp rev Kp 

 1 Kp debe ser aproximadamente igual al valor de Kn en

placa.

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

Ejemplo: un medidor tiene un valor de Kn=187,5 rev/kWH. Se le realizó una prueba con una carga resistiva de 2 kW. Se cronometró un tiempo promedio de 20 s por vuelta. Determinar si el medidor esta girando cerca de su velocidad nominal. h x s h s

tp 2,77 10 3 3600

1 *

20 _ 



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

Kp 180,50

(65)

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

¿Como Estimar el Consumo de su Vivienda?

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

Tabla 2.1 Vivienda Clase Media.

Artefactos Potencia Tiempo Energía / Mes

Plancha Normal 1 kW 6 h quincenal 12 kWh 5 Bombillo Incandescentes (100 W/cu) 500 W 4 h diario 60 kWh Refrigerador de 16 pie3 0,75 kW 8 h diario 180 kWh 3Ventiladores (75 W/cu) 225 W 6 h diario 40,5 kWh Lavadora de 8 kg 790 W 8 h semanal 25,28 kWh

Televisor 19” 90 W 5 h diario 13,5 kWh

Equipo de Sonido 100 W 2 h diario 6 kWh

Licuadora 250 W 2 h semanal 2 kWh

Total de Energía Consumida al Mes 339 kWh

Tabla 2.2 Vivienda Clase Alta.

Artefactos Potencia Tiempo Energía / Mes

Plancha Normal 1 kW 8 h quincenal 16 kWh 6 Bombillo Incandescentes (100 W/cu) 600 W 4 h diario 72 kWh Refrigerador de 16 pie3 0,75 kW 10 h diario 225 kWh 2Ventiladores (75 W/cu) 150 W 6 h diario 27 kWh Lavadora de 8 kg 790 W 12 h semanal 37,92 kWh

Televisor 19” 90 W 6 h diario 16,2 kWh

Equipo de Sonido 150W 3 h diario 13,5 kWh Aire Acondicionado de 13000 BTU 1.170 W 4 h diario 140,4 kWh Horno Microondas 1,2 pie3 1100 W 4 h semanal 17,6 kWh Secadora de Ropa 5000 W 8 h quincenal 80 kWh

Computador 70 W 3 h diarias 6,3 kWh

(66)

Facturación de Energía.

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

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

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

Tabla2.3 Tarifa 1.

Consumo de energía mensual Monto a pagar en Bs.

Hasta 200 kWh 1770 (total)

Exceso de 200 kWh 71.24 por kWh

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

Tabla 2.4 Tarifa 2

Hasta 100 kWh 2622 (total)

Siguientes 200 kWh 79,78 por kWh

Siguientes 200 kWh 89,52 por kWh

Exceso de 500 kWh 97,95 por kWh

(67)

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

A partir de 501 kWh/mes.

Tabla 2.5 Tarifa 3.

Hasta 500 kWh 41.202 (total)

Exceso de 500 kWh 111,16 por kWH

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

Tabla 2.6 Ejemplo de consumo para un suscriptor Tarifa 2.

Consumo de energía mensual Monto a pagar en Bs. Subtotal

Hasta 100 kWh 2622 Bs Mensual 2622,0

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

Total 22606,4

ACOMETIDA.