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1 REDES ELÉCTRICAS Y SUBESTACIONES (CLASE Nº 7) Redes de Baja Tensión  Empalmes en Baja Tensión  Elementos  Capacidad de los Empalmes  Monofásicos  Trifásicos medida directa  Sistema de Alumbrado Público EMPALMES ELECTRICOS Las cajas de empalmes se colocarán dentro de una zona comprendida en un semicirculo de 15 m. de radio, medido desde la puerta principal de acceso a la propiedad. Se montarán sobre la fachada exterior de la edificación, si ésta queda dentro de la zona indicada, en caso contrario se ubicarán en un punto próximo a la línea de cierre apoyadas sobre un muro o un poste montado con este propósito. En edificios de altura se dejarán previstos nichos o recintos cerrados con espacio suficiente para permitir el cómodo acceso de los alimentadores de la red de distribución, sus protecciones y las cajas de empalmes de las distintas dependencias, de modo que el borde de ninguna de estas cajas quede a una altura inferior a 0,80 m., ni el borde superior quede a una altura superior a 2,10 m., medidos sobre el nivel del piso terminado. Dentro de los nichos indicados en el punto anterior, no podrán colocarse los empalmes ni los equipos de medida de otros servicios, como por ejemplo, los de agua potable o de gas. El empalme está constituido por un conjunto de materiales y equipos eléctricos cuya finalidad es servir de interconexión entre la red de distribución y una instalación interior. Proporciona además un punto de medición de la energía eléctrica que dicha instalación consume, registrándose también en algunos casos contemplados en la estructura tarifaria fijada por la ley, la potencia que se demanda de la red. COMPONENTES : Acometida : Son los conductores y accesorios de canalización que van entre la red de distribución y el punto de soporte de la caja de empalme, el cual puede ser un poste o un muro de la edificación de la propiedad considerada. Dependiendo de las condiciones impuestas por la red de distribución y las correspondientes normativas municipales (ordenanzas), esta acometida puede ser aérea, subterránea o mixta. Bajada : Son los conductores y sus accesorios de canalización que van entre el muro de anclaje de la acometida y la caja de empalme y sirven para unir a aquella con los equipos de protección y medida. Se entiende este concepto aplicado sólo a los empalmes con acometida aérea. No sucede lo mismo en el caso de acometidas subterráneas en las cuales la canalización entre la red de distribución y la caja de empalme es única y continua. Caja de Empalme : Es una caja o gabinete metálico que contiene el o los equipos de medida, la protección del empalme y eventualmente una regleta de conexiones que permite, entre otras cosas, intercalar medidores patrón con el fin de efectuar calibraciones y mantenciones si se requieren (block de prueba).

2 CLASIFICACION DE LOS EMPALMES : Los empalmes se clasificarán según los siguientes criterios : a.- Según cantidad de fases  Monofásicos simples  Monofásicos pareados  Monofásicos colectivos  Trifásicos b.- Según su construcción (acometida)  Aéreos  Subterráneos  Mixtos c.- Según la tensión de conexión :  Alta Tensión  Baja Tensión d.- Según su forma de medición :  Con medición directa  Con medición Indirecta: A través de transformadores de medida (de corriente y/o voltaje)  Medición sólo de energía activa  Medición de energía activa y energía reactiva. e.- Según la tarifa aplicada :  Sólo medición de energía activa  Medición de energía y demanda contratada  Medición de energía y medición única de demanda  Medición de energía y medición diferenciada para la demanda en horas de punta y la demanda fuera de horas de punta. CAPACIDAD Y DESIGNACION DE LOS EMPALMES Los empalmes más utilizados son los que se indican en la tabla adjunta y su nomenclatura tiene el siguiente significado : A - Empalme Aéreo S - Empalme Subterráneo R - Empalme con medición de energía activa y reactiva. La ausencia de este índice indica que sólo se mide energía activa. Cifra Numérica : Sólo es una cifra de identificación cuyo monto corresponde al valor de la capacidad máxima del empalme expresada en KVA. Ejemplo : Un empalme SR-100, corresponde a un empalme subterráneo, con medición de energía activa y reactiva con una capacidad del orden de 100 KVA (el valor real es de 94,5 KVA). CALCULO DE CONSTANTE DE MEDIDA: Para efectuar las medidas de las variables eléctricas que tienen relación con los costos finales que debe pagar el cliente (energía, potencia, factor de potencia), se debe tener presente que muchos de los medidores leen en forma indirecta, es decir, a través de transformadores de corriente como es el

3 caso de los de baja tensión y de corriente y de tensión , como es el caso de los de media tensión. Finalmente, todas las medidas que se realicen se deben multiplicar por esta constante para obtener los valores reales. BAJA TENSIÖN: Para determinar la constante de medida en los empalmes de baja tensión, se divide la corriente del primario del transformador de corriente, por la corriente del secundario. Ejemplo: Para un empalme SR-75, se utilizan transformadores de corriente con relación 200/5, por lo que la constante de medida equivale a 40. MEDIA TENSIÓN: Para el caso de los empalmes medidos en media tensión, se cuenta con dos constantes de medida (corriente y voltaje), que se obtienen de la misma forma que en el caso de baja tensión, es decir, dividiendo los valores del primario del transformador por los valores del secundario. Luego, se multiplican ambas constantes obteniéndose la constante final del empalme. Cabe señalar que en el caso de los transformadores de voltaje se tienen las siguientes relaciones: Para 12 KV: 12.000/120 Para 23 KV: 23.000/110 Ejemplo: Para un transformador particular de 150 KVA, de 12KV se tiene la constante: Ki= 10/5=2 Kv= 12000/120=100 Luego: Ke=100*2=200

2.- ESPACIOS REQUERIDOS PARA LAS CAJAS DE EMPALMES: Para emp. Tipo A-6, A-9 S-6, S-9 1 Cajas monof En Grupos

N° de cajas N° de filas por filas Horizont. ------

DIMENSIONES (CM) A B C 33

Tol. D +

50

20

130

10

50 90 130

20 20 20

130 90 50

10 5 5

N N N

1 2 3

------

------

40

95

34

100

10

------

------

90

95

34

100

10

AR-48/AR-75 AR-100,/AR-150 -----AR-225/AR-350

------

130

100

34

100

10

SR-48/SR-75 SR-100/SR-150 -----SR-225/SR-350

------

130

120

34

100

10

Bajo Techo A-18/A-27 S-18/S-27 Intemperie A-18/A-27 AR-18/AR-27 SR-18/SR-27

N*22)+11 N*22)+11 N*22)+11

D

4

B

C A D

PROTECCION DE EMPALMES MT DE 12 KV: A.- ALIMENTACION Y ACOMETIDAS SIMPLES AEREAS - Hasta 1500 KVA Se utilizan desconectadores fusibles con fusibles de hasta 65 Amp. CT. Los desconectadores fusibles se instalan antes del equipo de medida, generalmente en el punto inicial. Equipo medida

Linea de Edificación Fusible - Desde 1500 a 6000 KVA En este caso, se utiliza una combinación de dos elementos: - Un desconectador fusible puenteado mediante una lámina de 300 Amp. , el que quedará instalado preferentemente en el punto inicial de la acometida - Un equipo reconectador controlado electrónicamente, dotado de un accesorio que impida su apertura automática cuando haya voltaje en la línea. Este equipo se ajusta sólo para una operación y se ubica después del equipo de medida.

Eq. De medida Seccionalizador

Desc. Puent. Con lámina

Linea de Edificación

5 B.- ALIMENTACION Y ACOMETIDA SUBTERRANEA Se utilizan desconectadores fusibles encapsulados de hasta 175 Amp., que se instalan en la celda de medida. Redes Subterráneas Linea de Edificación Celda de Medida

S

Fusible encapsulado

Eq. de Medida

C.- ALIMENTACION AEREA Y ACOMETIDA SUBTERRANEA En este caso, se utiliza desconectador con fusible al comienzo de la acometida y Cuchillo en la celda de medida. Redes Subterráneas Linea de Edificación Fusible Celda de Medida

Red Aerea Cuchillo de Celda Eq Medida

DETERMINACION DE LA POTENCIA CONTRATADA En las opciones tarifarias que incluyen cargo por potencia contratada, la magnitud de ésta será establecida por el cliente. En este caso la empresa distribuidora podrá exigir la instalación de un limitador de potencia que cumpla con las normas técnicas vigentes, el que será de cargo del cliente. La potencia contratada se determinará como sigue: A la potencia conectada en el alumbrado se sumará la demanda del resto de la carga conectada, estimada de acuerdo con la siguiente tabla: Número de motores o artefactos conectados 1 2 3 4 5 o más

Demanda máxima en % de la carga conectada 100 90 80 70 60

6 NOTA: Cada aparato de calefacción se considerará como motor para los efectos de aplicar esta tabla. Los valores de la demanda máxima que resulten de aplicar esta tabla deberán modificarse, si es necesario, en forma que la demanda máxima estimada no sea en ningún caso menor que la potencia del motor o artefacto más grande, o que el 90% de la potencia sumada de los dos motores o artefactos más grandes, o que el 80% de la potencia sumada de los tres motores o artefactos más grandes. Se entiende como carga conectada en motores y artefactos, la potencia nominal de placa.

ALUMBRADO PUBLICO ELEMENTOS : BALLAST : Dispositivo destinado a proporcionar las condiciones de circuito (tensión, corriente y forma de onda) necesarias para el encendido y funcionamiento de las lámparas de descarga. CELDA FOTOELÉCTRICA(CFE): Dispositivo destinado a controlar el ancendido o apagado de luminarias, en forma individual o centralizada, cuando la iluminación natural del medio ambiente ha alcanzado niveles prefijados. Especificaciones :  Tensión Nominal : 220 V  Corriente Nominal : 6 Amp.  Frecuencia Nominal : 50 Hz  Temperatura de Trabajo : 5 a 70 °C.  Vida útil mínima : 6.000 operaciones.  Sobrecorriente : 50 In durante 0,1 seg.  Sobretensión : 2,5 Kv durante 1 minuto  Nivel ilum. para conect : Ec : 10 + 2 lux  Nivel ilum. Para desc. : Ed : 3 Ec BRAZO : Soporte destinado a sostener la luminaria en su posición de trabajo, fijándola al poste. LAMPARA : Fuente de emisión de radiación visible. LUMINARIA : Equipo destinado a contener una lámpara, a conectarla a la fuente de energía y a dirigir y controlar el haz luminoso, reflejándolo, refractándolo o difundiéndolo.  Abierta : La lámpara y el reflector quedan en contacto directo con el medio ambiente.  Cerrada : La lámpara y el reflector están contenidos dentro de una carcaza que las separa herméticamente del medio ambiente. El cierro hermético necesario lo proporciona en este caso el refractor, la carcaza y los elementos de ajuste adecuados. PORTALAMPARAS : Dispositivos destinados a conectar la lámpara a la fuente de energía y a fijarla dentro de la luminaria. REFLECTOR : Elemento de la luminaria destinada a dirigir hacia la zona que se desea iluminar, la parte de haz luminoso que no incide directamente sobre ella.

7 REFRACTOR : Elemento de la luminaria destinado a orientar y distribuir el haz luminoso sobre la zona que se desea iluminar. Puede servir también de difusor y los materiales más utilizados son de borosilicato y policarbonato, que son de alta resistencia al impacto.

SISTEMAS DE ALIMENTACIÓN DE LAS LUMINARIAS: 1.- Hilo Piloto: Conductor de fase que se utiliza cuando se tiene alimentación centralizada de las luminarias, a través de un equipo de control. En estos casos, se cobra por potencia contratada y energía contratada. 2.- Conexión Directa: En este caso, las luminarias van conectadas directamente desde la red de distribución (fase y neutro), a través de un interruptor termomagnético que sirve de protección. En estos casos, se cobra por potencia contratada y energía contratada. 3.- Red Independiente: La alimentación a las luminarias, se realiza a través de un equipo de medida (a una altura mínima de 2,70 mts), el que a su vez alimenta un circuito monofásico (fase y neutro) perteneciente a la municipalidad. Esta rede puede ser de tres tipos: - Fase y neutro entre 6 y 25 mm2 - Cable concentrico de 6 mm2 - Calpe de 2 x 16 mm2 En este caso, se cobra de acuerdo a la medida de energía y a la tarifa contratada. Neutro Fase 1 Fase 2 Fase 3 Fase AP

Forrada

Neutro AP

Desnudo

POSTES TUBULARES Para la alimentación de las luminarias, se utilizan tres tipos de postes tubulares: 6,50 metros : Para luminarias de 70 Na y 125 Hg - 10,50 metros : Para luminarias de 250-400 Hg y 150-250 Na - 12,00 metros : Para luminarias de 400 Na Notas: 1.-En las zonas radiales, la alimentación de las luminarias sale directamente desde la red, a partir de camaritas de AP o nichos. 2.- En postes de dos ganchos, se llevan dos alimentaciones, una para cada luminaria.

8 MODELACIÓN DEL SISTEMA DE ALUMBRADO PUBLICO Para poder modelar correctamente el alumbrado público de calles, avenidas, etc ; se debe tener presente las principales características que son : 1.- Clasificación de la calle o area 2.- Niveles de iluminación recomendados 3.- Uniformidad 4.- Criterios de ahorro de energía y utilización racional de los recursos económicos.

1.- CLASIFICACION DE LA CALLE O AREA : Para poder determinar los requerimientos de una iluminación específica, es necesario reconocer el tipo de vía y la zona que ella recorre, por lo siguiente : a) Según el tránsito de vehículos : Alto Medio Bajo Muy Bajo

: 1200 o más vehículos/hora : 500 a 1200 vehículos/hora : 150 a 500 vehículos/hora : Menor o igual a 150 vehículos/hora

b) Según el tránsito de peatones : Alto

: Se considera aquellos sectores de alto comercio, gran número de oficinas y en general con gran movimiento de personas (Centro de la ciudad, sector comercial de Providencia, Gran Avenida, etc.)

Medio : Se considera las calles que conforman los sectores comerciales de barrios y ciertas zonas industriales de importancia. Bajo o muy bajo : Es el que existe en calles tipo residencial, carreteras y autopistas en sectores rurales, etc. Esta clasificación se ha estipulado considerando el tránsito de vehículos y peatones durante el período con iluminación artificial. 2.- NIVELES DE ILUMINACIÓN RECOMENDADOS : Como criterio general, para elegir el tipo de iluminación que debe usarse, se debe considerar el cuadro resumen con los casos más frecuentes : Ancho Calzada

Peatones

Vehículos

Tipo Instalación

7 a 9 mts 9 a 12 mts 12 a 15 mts 15 a 20 mts Más de 20 mts

Bajo o muy bajo Medio Alto Medio o Alto Medio o Alto

Bajo o muy bajo Medio o Bajo Alto Alto Alto

125 Hg o 100 Na 250 Hg o 150 Na 400 Hg o 250 Na (2 lados) 400 Na 400 Na (2 lados)

Nivel Ilum.(Lux) 4-6 6 - 10 10 - 13 13 - 15 15 - 22

9 3.- UNIFORMIDAD : Se define como el cuociente entre el valor de Iluminación mínimo y el valor promedio de la iluminación del area bajo análisis. El valor recomendado para la uniformidad en los proyectos es de 0,8 como mínimo. El valor promedio se puede mediante el cálculo de iluminación punto por punto. En este caso, se deberán tomar como mínimo un total de 21 puntos uniformemente distribuidos en la via entre dos luminarias consecutivas y en una misma línea. Especial cuidado se debe tener en las zonas de curva a fin de mantener los niveles de iluminación y uniformidad indicados. Los pasos de cebra deberán contar con niveles de iluminación entre 1,5 y 2 veces los indicados en el cuadro para cada caso. 4.- CRITERIOS DE AHORRO DE ENERGIA Y USO RACIONAL DE LOS RECURSOS ECONOMICOS : AHORRO DE ENERGÍA : Las lámparas de vapor de sodio de alta presión han sido especialmente diseñadas para iluminar grandes espacios tales como avenidas, calles, autopistas, plazas, estacionamientos y zonas industriales. En la siguiente tabla podemos ver algunos ejemplos del ahorro aproximado que significa el cambio de tipo de iluminación :

TABLA DE REEMPLAZO DE LUMINARIAS LAMPARA EXISTENTE 100 Inc 200 Inc 125 Hg 250 Hg 400 Hg

LAMPARA DE REEMPLAZO 70 Na 70 Na 70 Na 150 Na 250 Na

AHORRO ENERGIA 18% 59% 41% 36% 33%

USO RACIONAL DE LOS RECURSOS ECONÓMICOS : Si bien es cierto, el ahorro de energía eléctrica es significativo, tenemos que considerar un factor importante en la toma de decisión correspondiente a cambiar la instalación existente por lámparas de sodio de alta presión. Este factor es el mayor costo inicial y el costo de reposición de las lámparas. En sectores o poblaciones marginales de bajo factor socioeconómico, debido al alto índice de vandalismo contra las instalaciones de alumbrado público, no es recomendable cambiar a sistema de sodio, ya que el costo aproximado de una lámpara de sodio es 4 veces superior al valor de una lámpara de vapor de mercurio de alta presión.

10 CORRIENTES MAXIMAS POR CFE Y CORRIENTES DE PARTIDA DE LAS LÁMPARAS.

Tipo Lámp. 100 in 200 in 125 Hg 250 Hg 400 Hg 70 Na 100 Na 150 Na 250 Na 400 Na

Corrientes Nominal Part. 0,45 0,91 1,15 1,48 1,90 2,8 3,50 4,56 0,60 0,85 0,64 1,20 1,36 1,70 2,11 2,88 3,48 4,50

Cant. Por CFE 13 7 5 3 1 10 9 4 2 1

Nota : Las lámparas de Haluro Metálico se asimilan a las lámparas de Mercurio para efectos de cálculo. CÁLCULO DE INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS: Para el cálculo del Interruptor termomagnético, se debe considerar la corriente de partida de las lámparas y no la de régimen permanente. Esto es para evitar la operación del mismo en el encendido del circuito. ITM = (I part.) x (N° Lámp.) x 1,25 Donde 1,25 representa un margen de seguridad, para evitar la operación de los interruptores durante la partida de las lámparas de descarga.