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03/12/2010

U 2. Circuitos derivados y  alimentadores

Instalaciones Eléctricas Unidad 2

1. 2. 3. 4.

Normas de Instalaciones eléctricas NOM Selección de conductores y canalizaciones Selección de protecciones Censo de carga

Ing. Luigui Chulim Carballo

1. Normas de Instalaciones eléctricas • Definir los conceptos básicos de las  instalaciones eléctricas de acuerdo a la norma.

Que es una norma? • Las normas son documentos técnico‐legales con las  siguientes características: • Contienen especificaciones técnicas de aplicación  voluntaria.  • Son elaborados por consenso de las partes interesadas:  – Fabricantes. Fabricantes.  – Administraciones.  – Usuarios y consumidores.  – Centros de investigación y laboratorios.  – Asociaciones y Colegios Profesionales.  – Agentes Sociales, etc.  • Están basados en los resultados de la experiencia y el  desarrollo tecnológico. 

Continuación.

Tipos de normas

• Son aprobados por un organismo nacional, regional o  internacional de normalización reconocido.  • Están disponibles al público.  • Las normas ofrecen un lenguaje de punto común de  comunicación entre las empresas la Administración comunicación entre las empresas, la Administración  pública, los usuarios y consumidores. Las normas  establecen un equilibrio socioeconómico entre los  distintos agentes que participan en las transacciones  comerciales, base de cualquier economía de mercado,  y son un patrón necesario de confianza entre cliente y  proveedor.

• NOM (Norma Oficial Mexicana). De  observancia obligatoria • NMX (Norma Mexicana). De observancia  voluntaria • NMR (Norma de Referencia). Elaborada por  entidades de la administración pública Federal • Normas Internacionales. ISO, IEC, OIT, etc. 

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Normas en México • Se encuentran en la página de internet de la  Secretaria de Economía:

www.economia.gob.mx/?P=85

Capitulo 1.  Articulo 100. ‐ Definiciones TAREA 1. Realizar un Diccionario con todas las  d fi i i definiciones de la NOM 001‐ d l O 001 SEDE 2005 S 200

Elementos Las cantidades principales son: Potencia Voltaje y frecuencia Corrientes nominales y corrientes de corto  circuito ‐ Factor de potencia ‐ Tipo de servicio y características de la  demanda. • ‐ ‐ ‐

Conceptos básicos de las I. E. • Objetivo de la NOM: El objetivo de la NOM es establecer las especificaciones y  lineamientos de carácter técnico que deben satisfacer las  instalaciones destinadas a la utilización de la energía  eléctrica, a fin de que ofrezcan condiciones adecuadas de  seguridad para las personas y sus propiedades en lo seguridad para las personas y sus propiedades, en lo  referente a la protección contra: ‐ los choques eléctricos, ‐ los efectos térmicos, ‐ sobrecorrientes, ‐ las corrientes de falla y ‐ sobretensiones.

Elementos para el proyecto de las  Instalaciones Eléctricas • La parte inicial de un proyecto eléctrico es el  establecimiento de las características  generales del mismo desde el punto de vista  de sus componentes y de las funciones de de sus componentes y de las funciones de  esta.

Procedimiento • Se determina la potencia total que demanda  la instalación (Potencia absorbida) • Calcular los coeficientes de simultaneidad y de  utilización y se determina la potencia a utilización y se determina la potencia a  transmitir por cada alimentador en forma  individual. • Se selecciona el voltaje y sistema de  distribución interna

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Procedimiento (cont…) • Se reagrupan las cargas y se efectua el  dimensionamiento preliminar de la instalación  (selección del esquema) • Se verifican las corrientes de C.C. y el factor de  Se verifican las corrientes de C C y el factor de potencia

Factor de simultaneidad • Relación entre la suma de la potencia de una  carga en operación y la potencia total  instalada en la carga.

Coeficiente de utilización • La relación entre la potencia absorbida en  condiciones determinadas de operación, y la  potencia nominal de una carga.

Densidad de carga • Relación entre la potencia demandada y el  área de la instalación en W/m². • Investigar: Densidad de carga para algunas  i id d d l industrias y Tabla de factores de  simultaneidad para distintos tipos de servicio.

Ejemplo

Capacidad del transfomador

• Estimar la carga y el voltaje de una fabrica de  aparatos electrónicos que tiene una superficie  construida de 450m². Densidad de carga=90W/m² Densidad de carga 90W/m

P I = 90 × 450 = 40500

Watts

= 40 . 5 kW

PT = P I × F S = 40 . 5 × 0 . 6 = 24 . 3 kW KVA =

PT=Pi x FD x FS Donde: PT= Capacidad del transformador (Potencia) PI= Potencia instalada FD= Factor de demanda (Coeficiente de  utilización) FS= Coeficiente o factor de simultaneidad.

kW 24 . 3 = = 28 . 58 kVA cos ϕ 0 . 85

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2. Selección de conductores y  canalizaciones • Definir criterios para la selección de  conductores y canalizaciones eléctricas. • Obtener el calibre del conductor y  canalización para diversas cargas de acuerdo a canalización para diversas cargas de acuerdo a  las normas vigentes.

Criterios para la selección de los  conductores • Se consideran los agentes que los afectan  durante su operación: ‐ Agentes Mecánicos á i ‐ Agentes Químicos ‐ Agentes Eléctricos

Agentes Mecánicos Se pueden dividir en cuatro clases: Presión mecánica Abrasión Elongación Doblez a 180º

• ‐ ‐ ‐ ‐

Agentes Químicos Se pueden identificar en cuatro tipos generales: ‐ ‐ ‐ ‐

Agua ó humedad Hidrocarburos Ácidos  Alcalísis

Resistencia de los conductores de B.T.  al ataque de agentes químicos TIPO COMERCIAL

ALCALISIS

ÁCIDOS

TW

MUY BUENO

MUY BUENO MUY BUENO BUENO

HUMEDAD

HIDROCARBUROS

VINANEL 900

MUY BUENO

MUY BUENO MUY BUENO BUENO

VINANEL NYLON

MUY BUENO

EXCELENTE

VULCANEL EP

MUY BUENO

VULVANEL XLP

MUY BUENO

Agentes eléctricos • Se mide por la rigidez dieléctrica del  aislamiento.

INERTE

IDENTIFICACIÓN COMERCIAL

MUY BUENO EXCELENTE

REGULAR

TW

12

40

MUY BUENO EXCELENTE

REGULAR

VINANEL 900

12

40

VINANEL NYLON

15

45

VULCANEL EP

18

45

VULCANEL XLP

20

60

EXCELENTE

KV/MM C.A.  / KW/MM C.D. / ELEVACIÓN RÁPIDA IMPULSO

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3. Selección de protecciones • Reconocer las características de los tipos de  protecciones eléctricas • Seleccionar la protección de una instalación  eléctrica (Corto circuito sobrecargas) eléctrica. (Corto circuito, sobrecargas).

Requisitos para su aplicación 1. Limite de tensión de aplicación (1000V) 2. Capacidad de conducción de corriente  eléctrica (Ampacidad)  ‐ Temperatura ‐ Capacidad de disipación de calor. 3. Máxima caída de voltaje permisible (3%) 

Número de conductores en tubo conduit • Relación entre la sección del tubo y la de los  conductores. FR =

AC AT

Donde: Fr= Factor de relleno At= Área interior del tubo en mm² o plg² Ac= Área total de los conductores en mm² o plg²

FACTOR DE RELLENO

No. DE CONDUCTORES

53%

Un conductor

31%

Dos conductores

43%

Tres conductores

40%

Cuatro o más conductores

Calibre de conductores • Dan una idea de la sección o diámetro de los  mismos. • Se designan utilizando el Sistema americano  de calibres (AWG American wire Gage)  de calibres (AWG, American wire Gage)

Cálculo de conductores • Perdidas de potencia eléctrica

W = I 2R

Donde: W= Potencia en Watts R= Resistencia eléctrica en Ohms I= Corriente eléctrica en Amperes.

• Resistencia a una temperatura diferente de  60ºC

RT = R60 ºC [1 + α (T − 60)]

Donde Rt= Resistencia a la temperatura deseada T= Temperatura considerada α= Coef. De corrección en Ohms/ºC en el caso del cobre su valor es  de 0.00385

Tarea • Investigar tipos de cables comercialmente  disponibles y sus características (THW, TW,  THHN, etc, etc.) • Imprimir las siguientes tablas de la NOM: 10‐1, 10‐4, 10‐5, 10‐8, A‐310‐1, C1, C2, C2A, C3,  C3A, C4

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Calculo de circuitos derivados y  alimentadores para alumbrado y  motores eléctricos • Las instalaciones eléctricas comerciales e  industriales básicamente consisten en  elementos para alimentar, controlar y  proteger dos tipos de cargas, alumbrado y  fuerza.

Tablero de alumbrado

Tableros de alumbrado • La alimentación se hace normalmente  utilizando un sistema trifásico, para lo cual se  utilizan tableros que consisten básicamente de  tres barras de cobre montadas en una caja tres barras de cobre montadas en una caja  aislada usando un neutro como referencia. • A veces pueden alimentar cargas pequeñas  que se conectan a contactos.

Circuito derivado • Conjunto de conductores y demás elementos  de cada uno de los circuitos que se extienden  desde los últimos dispositivos de protección  contra sobrecorriente en donde termina el  contra sobrecorriente en donde termina el circuito alimentador, hacia las cargas 

Identificación de conductores

Colores normales de identificación

• General. El conductor a tierra se identifica  continuamente a lo largo del sistema de color  blanco o gris. • Terminales. Terminales La identificación se debe realizar  La identificación se debe realizar por medio de un baño de metal blanquecino  como niquel o zinc.

• Circuitos trifilares: uno negro, un blanco y un  rojo. • Circuitos tetrafilares: Uno negro, un azul, uno  y j blanco y uno rojo. • Circuitos pentafilares. Uno negro, uno blanco,  uno rojo, uno azul y uno amarillo. Todos los conductores del mismo color deberan conectarse al mismo conductor alimentador a todo lo  largo de la instalación.

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Circuitos derivados para distintas  clases de carga.

Calculo de la carga

• Se recomienda que se instalen circuitos  derivados separados para las cargas  siguientes: y p p q , a)) Alumbrado y aparatos pequeños, como  relojes, radios, etc. b) Aparatos de mas de 3 Amperes, como  planchas, parillas, refrigeradores, etc. Cargas  individuales mayores de 50 A, se conectan en  circuitos derivados individuales. 

a) Alumbrado y aparatos pequeños. Por cada m²  del área del piso, una carga no menor que la  indicada en la tabla siguiente. b) Aparatos de más de 3A. Por cada contacto  destinado a conectar aparatos de más de 3A, se  considera una carga no menor a 5A. Cuando en  un mismo cuarto se instalen varios contactos  que no se usen simultaneamente, se podra calcular una carga no menor a 5A por cada 3  contactos.

Conductores de circuitos derivados

Circuitos derivados para alumbrado

a) Capacidad de conducción. Serán de calibre  suficiente para conducir la corriente del  circuito derivado y deberán cumplir con las  disposiciones de caída de voltaje y capacidad  térmica b) Sección mínima. No deben ser menor al  calibre 14AWG para alumbrado y aparatos  pequeños, ni menor a 12AWG en circuitos  que alimenten aparatos de más de 3A.

• La NOM solo permiten el uso de circuitos  derivados de 15A ó 20A*. • El número de circuitos derivados se determina  por: No. de circuitos =

Carga total en Watts Capacidad de cada circuito en Watts

• Un circuito de 15A a 127V=1905Watts • Un circuito de 20A a 127V= 2540W

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