GUÍA PARA LAS INSTALACIONES ELECTRICAS Incluye NTC2050 y RETIE
Alexander Castro Mendoza. Técnico en Electrónica Industrial - SENA http://electricitronica.blogspot.com
GUIA PARA LAS INSTALCIONES ELECTRICAS Alexander Castro Mendoza 72188284
GUÍA PARA LAS INSTALACIONES ELECTRICAS
Alexander Castro Mendoza. Técnico en Electrónica Industrial - SENA alexander_cm@hotmail.com CEL: 300-6337914
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PRESENTACIÓN A continuación presento este manual “Guía para las Instalaciones Eléctricas” Hacer este libro nació de la necesidad en mi de aprender más de la parte eléctrica, pues he trabajado la electrónica lo largo de mi trayectoria como técnico electrónico y mis mayores acercamientos a la parte eléctrica han sido trabajando como técnico en controles eléctricos y hacer puesta en marcha y reparaciones de variadores de frecuencia y arrancadores suaves. Es mi costumbre investigar cada área donde se que hay falencias y organizar los temas de tal manera que a la final termino haciendo pequeños libros o manuales que aunque manejan un lenguaje técnico junto con su correspondiente teoría son fáciles de entender, rápidos y directo al grano. La organización de los temas procuré hacerlo de la forma que me pareció más adecuada, dejando a un lado material de estudio profundo y tocando los aspectos más relevantes y básicos en un lenguaje común y fácil de entender. NOTA: Esta guía está fue hecha para personas que tienen previos conocimientos en electricidad.
Atentamente:
Alexander Castro M.
OTRAS PUBLICACIONES Generalidades en Sistemas de Alarmas Curso de CCTV Central Paradox (EVO), Mejor explicada Instalación de Geovision Electricidad Básica para principiantes Método completo para Guitarra Guita para el profesor de Guitarra Se pueden encontrar en el siguiente link http://electricitronica.blogspot.com/
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CONTENIDO CAPITULO 1 - Cajas tuberías y Cables. 1.1 NORMATIVAS - CAJAS Y CONDULETAS…………………………………………………………………………………………………….
8
1.1.1 Cuadro 370-16(b) Volumen de las cajas por cada conductor………………………………………………………………
8
1.1.2 Cuadro 370-16. Número de conductores en las cajas de salida………………………………………………………….
9
1.2 NORMATIVAS - TUBO CONDUIT………………………………………………………………………………………………………………
10
1.3 NORMATIVAS - CABLES Y ALAMBRES:……………………………………………………………………………………………………
11
1.4 AISLAMAIENTO DE LOS CONDUCTORES…………………………………………………………………………………………………
11
Significado de las siglas de algunos tipos de cables………………………………………………………………………………………
12
1.5 TABLAS ó CUADROS (capitulo 9 NTC 2050) …………………………………………………………………………………………
13
1.5.1 Capitulo 9 NTC.2050 (Tablas) ………………………………………………………………………………………………………………
13
1.5.2 Número máximo de conductores, en una tubería ………………………………………………………………………………
13
1.5.3
Cuadro C4. CAPITULO 9 NTC.2050. Dimensiones porcentajes de la selección de los tubos y tuberías ocupadas por las combinaciones de cables permitidas en el cuadro 1…………………
14
1.5.4 Cuadro C5. CAPITULO 9. Dimensiones de los conductores aislados y cables de aparatos .………………
15
1.6 CAPACIDAD DE CORRIENTE……………………………………………………………………………………………………………………
15
1.6.1 Cuadro 310-16 NTC.2050 (calibre de los cables según capacidad de manejo de corriente)………………
16
1.6.2 Factores De Ajuste NTC.2050 310-15 …………………………………………………………………………………………………
17
1.6.3 EL Calibre de los conductores. NTC.2050-110-6. …………………………………………………………………………………
19
1.7 CALCULO DE LOS CONDUCTORES POR CAIDA DE VOLTAJE……………………………………………………………………
20
1.7.1 Conductores: capacidad de corriente y sección transversal mínima. NTC.2050 210-19. .…………………
20
1.7.1.1 Impedancia…………………………………………………………………………………………………………………………………………
20
1.7.1.2. Fórmulas para el cálculo de porcentaje de caída de tensión utilizando el valor Z aplicable de la tabla de la página 21…………………………………………………………………………………………………………………………… 0
20
TABLA. Resistencia y Reactancia para cables de 600V, de 60Hz, 75 5C - 3 conductores por ducto………………
21
1.7.2 Grafica De Caída De Tensión. (Tomada Del manual Viakon) ………………………………………………………………
22
1.7.3 Otra tabla para calcular la caída de tensión. (Tomada del manual Selmec)……………………………………….
23
CAPITULO 2 - Protecciones Interruptores y Tomacorrientes. 2.1 PROTECCIÓN DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS………………………………………………………………………………………
25
2.1.1 PROTECCIÓN CONTRA CORTOCIRCUITOS……………………………………………………………………………………………
25
2.1.1.1 Fusibles o Cortacircuitos…………………………………………………………………………………………………………………….
25
2.1.1.2 Tipos De Cartuchos Fusibles………………………………………………………………………………………………………………
25
2.1.1.3 Interruptores Automáticos, Magnetotérmicos……………………………………………………………………………………
25
2.1.1.3.1 Valores comerciales de los dispositivos de protección NTC 2050 240-6a) …………………………………
26
2.1.2 Protección Contra Sobrecargas………………………………………………………………………………………………………………
26
2.1.3 Protección Contra Electrocución…………………………………………………………………………………………………………….
26
2.2. NORMATIVAS - INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS……………………………………………………………………………………
26
2.2.1 Requisitos de instalación (Interruptores automáticos) RETIE - Articulo 17.7.3.1……………………………….
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2.2.2 Requisitos de producto RETIE - Articulo 17.7.3.2. ……………………………………………………………………………….
26
2.3. NORMATIVAS - CLAVIJAS Y TOMACORRIENTES……………………………………………………………………………………..
27
2.3.1 Clavijas y tomacorrientes.(Requisitos de instalación) RETIE - 17.5.1…………………………………………………
27
2.3.2 Requisitos de producto RETIE - 17.5.2………………………………………………………………………………………………….
28
2.3.3 Tomacorrientes y conectores para cordones. NTC.5020 - 210-7…………………………………………………………
28
2.3.4 Protección de las personas mediante interruptores por falla a tierra.(GFCI): NTC.5020 210-8 …………
28
2.3.5 Dispositivos de salida. NTC.5020 - 210-21. …………………………………………………………………………………………
29
2.3.6 Salidas de tomacorriente en unidades de vivienda. NTC.5020 - Articulo 210-52. …………………………….
29
2.4. NORMATIVAS - INTERRUPTORES MANUALES…………………………………………………………………………………………
29
2.4.1 Requisitos de Instalación. RETIE - Articulo 17.7.1.1……………………………………………………………………………
29
2.4.2 Requisitos de producto. RETIE - Articulo 17.7.1.2……………………………………………………………………………….
29
CAPITULO 3 - Circuitos Ramales. 3.1 CARGA CONTINUA: NTC.2050 384-16 c) …………………………………………………………………………………………………
30
3.2 LOS CIRCUITOS RAMALES NTC.2050 - 210-3…………………………………………………………………………………………
31
3.3 SALIDAS DE TOMACORRIENTE NTC.2050 - 220-3C7………………………………………………………………………………
31
3.4 CARGAS INDUCTIVAS DE ALUMBRADO. NTC.2050 - 210-22b) ……………………………………………………………
32
3.5 PORTABOMBILLAS NTC.2050 - 210-2a). …………………………………………………………………………………………………
32
3.6 CARGAS CONTINUAS Y NO CONTINUAS. NTC.2050 220-3 a)…………………………………………………………………
34
3.7.1 Número de circuitos ramales. ………………………………………………………………………………………………………………
34
3.7.2 Circuitos Ramales para pequeños artefactos en unidades de vivienda………………………………………………
34
3.7.3 Circuitos para lavandería y planchado en unidades de vivienda. ………………………………………………………
34
3.7.4 Equilibrio de cargas entre ramas. …………………………………………………………………………………………………………
34
2
3.7.5 De la Tabla 220-3 de la NTC 2050 (32VA m )………………………………………………………………………………………
34
3.8 TENSIONES Y CODIGO DE COLORORES DE LOS ALIMENTADORES………………………………………………………
35
3.8.1 Consumo en Cargas trifásicas. ………………………………………………………………………………………………………………
35
3.8.2 Código de colores de los conductores (RETIE 11.4) …………………………………………………………………………….
36
3.9. NIVELES DE TENSIÓN NTC 5019…………………………………………………………………………………………………………….
36
3.9.1 Tabla 2. Clasificación, denominación y valores de la tensión nominal NTC 1340 ………………………………
37
CAPITULO 4 - Calculo de Acometidas. 4.1. CALIBRE MÍNIMO. ……………………………………………………………………………………………………………………………………
38
4.2. TIPO DE SERVICIO NTC 5019 4.1.5. ………………………………………………………………………………………………………
38
4.2.1 Servicio monofásico bifilar. ……………………………………………………………………………………………………………………
38
4.2.2 Servicio monofásico trifilar. …………………………………………………………………………………………………………………..
38
4.2.3 Servicio bifásico trifilar (Y) ……………………………………………………………………………………………………………………
38
4.2.4 Servicio trifásico trifilar (Y)ó (∆).……………………………………………………………………………………………………………
38
4.2.5 Servicio trifásico tetrafilar.…………………………………………………………………………………………………………………….
38
4.3 REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LOS SISTEMAS MONOFÁSICOS Y TRIFÁSICOS………………………….
39
4.4 CARGAS DE ALUMBRADO PARA OCUPACIONES LISTADAS. NTC.2050 220-3b) ………………………………….
40
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4.4.1 Factores de Demanda del circuito principal para cargas de iluminación NTC.2050 220-11……………… 4.5
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CARGAS PARA PEQUEÑOS ELECTRODOMÉSTICOS, PLANCHADO Y LAVANDERÍA EN UNIDADES DE VIVIENDA. NTC.2050 - 220-16……………………………………………………………………………………………………
41
4.5.1 Cargas del circuito de pequeños electrodomésticos. ……………………………………………………………………………
41
4.5.2 Carga del circuito de lavandería y planchado. ………………………………………………………………………………………
42
4.6 SECADORAS ELÉCTRICAS DE ROPA EN UNIDADES DE VIVIENDA. NTC.2050 - 220-18……………………….
42
4.7 ESTUFAS O EQUIPOS DE COCINA. ………………………………………………………………………………………………………….
43
4.8 OTROS APARATOS DIFERENTES A ESTUFA O SECADORAS ELÉCTRICAS……………………………………………….
43
4.8.1 Varios motores o un motor(es) y otra(s) carga(s). NTC.2050 430-24……………………………………………….
43
4.9 BALANCEO DE CARGAS……………………………………………………………………………………………………………………………..
43
4.9.1 Cargas no coincidentes. NTC.2050 220-21. …………………………………………………………………………………………
44
4.10 CALCULOS DE TUBERIA Y CALIBRE E LOS CONDUCTORES…………………………………………………………………..
44
4.11 OTRA FORMA DE CÁLCULO. ……………………………………………………………………………………………………………………
45
CAPITULO 5 - Diagrama Unifilar y cuadro de cargas. 5.1 DIAGRAMA UNIFILAR…………………………………………………………………………………………………………………………………
47
5.2 TABLEROS DE DISTRIBUCIÓN…………………………………………………………………………………………………………………..
49
5.3 SIMBOLOS ELÉCTRICOS (RETIE) …………………………………………………………………………………………………………….
49
5.4 CIRCUITOS BÁSICOS EN LAS VIVIENDAS………………………………………………………………………………………………..
50
5.4.1 Instalación de un tomacorriente…………………………………………………………………………………………………………….
50
5.4.2 Punto de luz, (dos luces en paralelo). ………………………………………………………………………………………………….
51
5.4.3 El Timbre. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….
52
5.4.4 Encender o apagar una lámpara desde 2 puntos (conmutador) …………………………………………………………
52
5.4.5 Encender o apagar una lámpara desde 3 puntos (conmutador de cruce) ………………………………………….
53
5.4.6 Distribución de circuitos en habitaciones. ……………………………………………………………………………………………
54
CAPITULO 6 - Motores. 6.1 DEFINICIÓN……………………………………………………………………………………………………………………………………………….
55
6.1.1 Clasificación de las máquinas eléctricas…………………………………………………………………………………………………
55
6.1.2 Máquinas rotativas de alterna…………………………………………………………………………………………………………………
55
6.1.3 Máquinas rotativas de continua………………………………………………………………………………………………………………
56
6.2 MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA………………………………………………………………………………………………………
56
6.2.1 Motor Serie………………………………………………………………………………………………………………………………………………
56
6.2.2 Motor Compound…………………………………………………………………………………………………………………………………….
56
6.2.3 Motor Shunt…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
57
6.3 MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA…………………………………………………………………………………………………………
57
6.3.1 Motores monofásicos………………………………………………………………………………………………………………………………
57
6.3.2 Motores Trifásicos……………………………………………………………………………………………………………………………………
57
6.3.2.1 Tipos de motores trifásicos…………………………………………………………………………………………………………………
58
6.3.2.2 Alimentación de un motor trifásico……………………………………………………………………………………………………
58
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6.4 CARACTERISTICAS LOS MOTORES……………………………………………………………………………………………………………
59
6.4.1 Rendimiento…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
59
6.4.2 Valores nominales…………………………………………………………………………………………………………………………………..
59
6.4.3 Placa De Características…………………………………………………………………………………………………………………………
59
6.4.3.1 Tensión Nominal………………………………………………………………………………………………………………………………….
59
6.4.3.2 Intensidad Nominal……………………………………………………………………………………………………………………………..
60
6.4.3.3 Potencia……………………………………………………………………………………………………………………………………………….
60
6.4.3.4 Carcasa…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
60
6.4.3.5 Factor de Potencia. ……………………………………………………………………………………………………………………………
60
6.5
CIRCUITOS DERIVADOS, ALIMENTADORES Y PROTECCIÓN DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS (Sección dedicada al arranque directo)………………………………………………………
62
6.5.1 Introducción……………………………………………………………………………………………………………………………………………
62
6.5.2 Los elementos de los circuitos derivados………………………………………………………………………………………………
62
6.5.2.1 Los conductores…………………………………………………………………………………………………………………………………..
62
6.5.2.2 Protección contra Sobre Corriente………………………………………………………………………………………………………
62
6.5.2.3 Dispositivo desconectador…………………………………………………………………………………………………………………..
62
6.5.2.4 Tabla 430-150, Corriente a plena carga de motores trifásicos de corriente alterna NTC 2050 ………
63
6.5.2.5 Intensidad máxima o admisible de disparo de los dispositivos de protección de los circuitos derivados de motores contra cortacircuitos y faltas a tierra. NTC 2050……………………………………………
63
6.5.3 Circuitos alimentadores para motores eléctricos. …………………………………………………………………………………
65
6.5.3.1 Cálculos de circuitos alimentadores para motores y otras cargas distintas de estos………………………
65
6.5.3.2 Tabla 430-148 Corriente a plena carga en A para motores monofásicos de c.a. NTC 2050…………..
67
6.5.3.3 Cuadro 430-22(a). Porcentajes a aplicar en el cálculo de intensidad máxima admisible de los conductores de los circuitos de motores. NTC 2050………………………………………………
68
6.5.3.4 cuadro 430-7(b). Letra de código de los motores a rotor frenado. NTC 2050. …………………………………
68
6.5.4 La protección contra sobre corriente…………………………………………………………………………………………………………
69
6.5.5
Tabla para la selección de interruptores tipo fusibles en la aplicación de protección a motores individuales………………………………………………………………………………………………………………………………………….
70
6.6 TIPOS DE ARRANQUE…………………………………………………………………………………………………………………………………
71
6.6.1 Arranque Directo…………………………………………………………………………………………………………………………………….
71
6.6.2 Arranques de Tensión reducida………………………………………………………………………………………………………………
71
6.6.2.1 Estrella triangulo………………………………………………………………………………………………………………………………….
72
6.6.2.2 Arranque por Resistencias Primarias………………………………………………………………………………………………….
72
6.6.2.3 Arranque por Autransformador……………………………………………………………………………………………………………
73
6.6.2.4 Arrancador suave…………………………………………………………………………………………………………………………………
73
6.6.2.5 Variador de frecuencia…………………………………………………………………………………………………………………………
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ANEXO 1. Retie Para Principiantes…………………………………………………………………………………………………. 75 ANEXO 2. Más tablas e información de utilidad……………………………………………………………………
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Código de Colores de las resistencias y Ley de ohm …………………………………………………………………………………….
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Divisor de Voltaje y Divisor de Corriente ………………………………………………………………………………………………………
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Formulas eléctricas para circuitos de corriente continua …………………………………………………………………………………… 84 Formulas eléctricas para circuitos de corriente alterna ……………………………………………………………………………………… 85 Factor de Potencia - Energía capacitiva - Energía inductiva………………………………………………………………………………. 86 Formulas Eléctricas ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 87 Alumbrado ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 88 Alumbrado ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 89 Intensidad a plena carga de Motores Trifásicos …………………………………………………………………………………………………… 90 Características de diversos métodos de arranque de motores …………………………………………………………………………… 91 Factores de servicio para motores de inducción …………………………………………………………………………………………………. 92 Letras Código kVA a rotor bloqueado ………………………………………………………………………………………………………………….. 92 Tamaños nema para arrancadores magnéticos trifásicos …………………………………………………………………………………… 92 Intensidad de régimen o de disparo máximo de los dispositivos protectores de derivaciones de motores, para motores marcados con una letra de código indicando los kVA con rotor bloqueado ……………………. 93 Par a rotor bloqueado, corriente y kVA HP para motores trifásicos jaula de ardilla …………………………………………. 94 Bandas de transmisión …………………………………………………………………………………………………………………………………………. 95 Bombas Centrífugas - Equivalencias de presiones ………………………………………………………………………………………………. 104 Equivalentes decimales y métricos de fracciones comunes de pulgada ……………………………………………………………… 105 Tabla de conversión de temperaturas ………………………………………………………………………………………………………………….. 106 Cálculo de presión - Fuerza centrípeta …………………………………………………………………………………………………………………. 107 Fuerza lineal - Ley de Hooke ………………………………………………………………………………………………………………………………… 108 Alfabeto griego - Cifras romanas - Múltiplos y submúltiplos de unidades…………………………………………………………… 109 Factores de Conversión ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 110 Funciones trigonométricas naturales …………………………………………………………………………………………………………………… 113
REFERENCIAS
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I - Cajas, Tuberías Y Cables
CAPITULO 1. - Cajas, Tuberías Y Cables
Caja de paso ovalada
Caja octogonal
Caja tipo dispositivo
Circular o redonda
Tubo conduit rígido o pesado
Niples
Conduit de Pared Gruesa (3 metros de longitud)
Tubería metálica Conduit liviana EMT
Uniones para cajas
Uniones
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Tubo conduit liviano EMT y uniones
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I - Cajas, Tuberías Y Cables
Conduit flexible
Conduit flexible de sección rectangular
1.1 NORMATIVAS - CAJAS Y CONDULETAS
No se permite la instalación de cajas rectangulares.
En paredes o cielorrasos construidos material no combustible, las cajas deberán ser instaladas de modo que el borde frontal de dicha caja no se encuentre a mas de 15 mm de la superficie de acabado final.
En paredes o cielorrasos construidos en madera u otro material combustible, las cajas deberán quedar a ras o sobresalir de la superficie de acabado. RETIE Articulo - 17.12.1 Requisitos de instalación
Ser resistentes a la corrosión.
Por seguridad se han dispuestos parámetros respecto a la construcción de estas cajas tales como grosor de las láminas y material del que están hechas RETIE Articulo - 17.12.2 Requisitos de producto.
1.1.1 Cuadro 370-16(b) Volumen de las cajas por cada conductor
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I - Cajas, Tuberías Y Cables
1.1.2 Cuadro 370-16. Número de conductores en las cajas de salida.
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I - Cajas, Tuberías Y Cables
Ejemplo 1.A Que tamaño de caja tipo dispositivo se requiere para alojar 5 conductores AWG No. 14, uno de estos conductores pasa directamente a través de la caja; 2 mas se conectan a un tomacorriente doble y dos más rematan en la caja por medio de una conexión. SOLUCIÓN. 2 conductores 14 AWG. =2 2 conductores 14 AWG (neutros) =2 1 conductor que pasa a través de la caja =1 2 conductores al tomacorriente =2 TOTAL 7 conductores. Según cuadro 370-16(a)de la NTC 2050 Cajas metálicas, el número máximo de conductores en caja tipo dispositivo de conexión para 7 conductores 14 AWG = 3 x 2 x 2 3/4''.
1.2 NORMATIVAS - TUBO CONDUIT RETIE - Articulo 17.11.2 Canalizaciones En ambientes corrosivos, con humedad permanente o bajo tierra, no se aceptan elementos metálicos para alojamiento de conductores que no estén apropiadamente protegidos contra la corrosión o que no cumplan con la resistencia al impacto y al aplastamiento requeridas.
En edificaciones de más de tres pisos, las tuberías eléctricas no metálicas plegables, corrugadas de sección circular, deben ir ocultas dentro de cielorrasos, cielos falsos, pisos, muros o techos, siempre y cuando los materiales constructivos usados tengan una resistencia al fuego de mínimo 15 minutos, o menos si se tiene un sistema contra incendio de regaderas automáticas en toda la edificación.
Los
No usar tuberías no metálicas, donde por efectos de la carga eléctrica en los conductores, se tengan temperaturas por encima de las tolerables por la tubería.
No usar de tubería eléctrica no metálica, como soporte de aparatos, enterrada directamente en el suelo, ni para tensiones mayores de 600 V, a no ser que este certificada para ese uso.
No instalar canalizaciones en lugares expuestos a daños físicos o a la luz solar directa, si no están certificadas para ser utilizadas en tales condiciones y tipo de aplicación.
La resistencia al impacto o al aplastamiento transversal de tuberías no metálicas usadas en paredes o pisos de concreto, o enterradas no podrá ser menor a la especificada en normas internacionales o de reconocimiento internacional para ese producto y aplicaciones. Los instaladores deberán tener especial cuidado en que no se deformen o se obstruyan en el proceso de vaciado del concreto o enterramiento.
No usar canaletas no metálicas en: instalaciones ocultas (excepto cuando atraviesan muros o paredes), donde estén expuestas a daño físico, en los espacios vacios de ascensores, en ambientes con temperaturas superiores a las certificadas para la canalización o donde alojen conductores cuyos límites de temperatura del aislamiento excedan aquellos para los cuales se certifica la canaleta.
Las partes de canalizaciones que estén expuestas o a la vista, deben marcarse en franjas color naranja de al menos 10 cm para distinguirlas de otros usos.
En una misma canalización no instale conductores eléctricos con conductores o tuberías para otros usos.
espacios entre elementos que soporten tuberías no metálicas, no podrán ser mayores a: 1,2 m para tubería hasta de 19 mm (3/4'')de diámetro 1,5 m para tuberías entre 25mm (1'') y 51mm(2'') 1,8 m para tuberías entre 63mm (2 1/2'') y 76mm (3'') 2,1 m para tuberías entre 89mm (3 1/2'') y 102 mm.(4'')
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I - Cajas, Tuberías Y Cables
1.3 NORMATIVAS - CABLES Y ALAMBRES: Los cables y conductores deben cumplir con los requisitos del RETIE - Articulo 17.1
Los conductores eléctricos son los productos de mayor utilización en instalaciones eléctricas; estos deben presentar certificado de conformidad antes de su instalación.
Los requisitos esenciales para garantizar seguridad en los cables y alambras desnudos y aislados son: el rotulado, la resistencia eléctrica en corriente continua, la selección transversal, la denominación del conductor, la carga mínima de rotura, el espesor, la resistencia mínima de aislamiento y la tensión de prueba.
Los cables y alambres aislados deben ser rotulados en forma legible e indeleble con la siguiente información: Calibre del conductor Material del conductor Tipo de aislamiento Tensión nominal. Nombre del fabricante. Tipo de cable.
Los criterios básicos en la selección de materiales eléctricos son: Tensión nominal de operación Capacidad de corriente Frecuencia Corriente de cortocircuito Material a utilizar Tensión máxima de operación Factor de potencia, tipo de servicio, tipo de conexión Medio ambiente en el que se va a instalar
1.4 AISLAMAIENTO DE LOS CONDUCTORES El asilamiento A MI R SA T V X
de los conductores se designa como: = Aislamiento de asbesto = Aislamiento de mineral = Aislamiento de hule = Aislamiento de silicio - asbesto = Aislamiento de termoplástico = Aislamiento de cambray barnizado = Aislamiento de polímero sintético barnizado.
Los cables se designan por su medio de operación como: H Resistente al calor hasta 750C HH Resistente al calor hasta 900C Si no hay designación significa 600C W significa resistente a la humedad UF significa subterráneo Ejemplo 1.B Para los conductores L1 y L2, ¿Cuáles se recomiendan para 750C para trabajar en ambiente secos y húmedos? R/ THWN, THW y RHW ¿Cuáles para 90 en ambiente seco? R/ RHH y THHN
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I - Cajas, Tuberías Y Cables
1.5 TABLAS ó CUADROS El capítulo 9 de la NTC 2050, presenta un grupo de tablas o cuadros que nos ayudan a calcular, la cantidad de conductores según su tipo en la tubería correspondiente. Las tablas que se presentan a continuación son las más básicas y utilizadas, si se quiere investigar el resto de ellas, se pueden mirar en el Capitulo 9 de la NTC. 2050 A continuación el resumen del Capítulo 9 de la NTC 20.50 1.5.1 Capitulo 9 NTC.2050 (Tablas) Cuadro 1
NOTA: Esta Tabla 1 se basa en las condiciones más corrientes de instalación y alineación de los conductores, cuando la longitud de los tramos y el número de curvas de los cables caen dentro de límites razonables. Sin embargo, en determinadas condiciones se podrá ocupar una parte mayor o menor de los tubos conduit
Notas De Las Tablas NTC.2050
Para calcular el porcentaje de ocupación de tubería o conduit hay que incluir los conductores de puesta a tierra o de conexión equipotencial de los equipos, cuando se instalen. En los cálculos se debe utilizar las dimensiones reales de dichos conductores, tanto si están aislados como desnudos..
Tuberías cuya longitud máxima no supera 0,6 m, se permite ocupación de hasta el 60 % de su sección transversal total
Para conductores no incluidos en el Capitulo 9, como por ejemplo los cables multiconductores, se deben utilizar sus dimensiones reales.
Para combinaciones de conductores de diferentes secciones transversales, se aplican las Tablas 5 y 5A del Capítulo 9; la Tabla 4 del mismo Capítulo 9 se aplica para las dimensiones de las tuberías.
En tuberías. Si los cálculos del número máximo de conductores permitido dan con un resultado decimal de 0,8 o superior, se debe tomar el número inmediato superior
Para calcular el porcentaje de ocupación del conduit, un cable multiconductor de 2 o más conductores se considera como un solo conductor. Para cables de sección transversal elíptica, el cálculo de la sección transversal se hace tomando el diámetro mayor de la elipse como diámetro de un círculo.
1.5.2 Número máximo de conductores, en una tubería El número máximo de conductores en una tubería obedece a diferentes criterios donde se tienen en cuenta la facilidad de poder cablear determinado números de cables de cierto calibre en determinada tubería sin que se atoren y no se reduzca su ampacidad a mayor número de conductores. En la norma NTC.2050 Capitulo 9, Apéndice C, hay unas tablas donde podemos saber el número máximo de conductores de un mismo calibre que se pueden alojar en una misma tubería, donde además no solo se tiene en cuenta el calibre y diámetro de la tubería, sino también en material del recubrimiento del conductor y tipo de tubería. ¿Cuál tabla del Código Eléctrico se debe seleccionar? Normalmente los tubos conduit más utilizados son de PVC del cual se relacionan 3 tipos en el código eléctrico nacional, NTC 2050, tabla 4: a) Conduit de PVC rígido Schedule 80….Diámetro interno de 23,8 mm b) Conduit de PVC rígido Schedule 40….Diámetro interno de 26,1 mm c) Conduit de PVC rígido Tipo A……………Diámetro interno de 29,8 mm Dado que el tubo de PVC rígido que se comercializa en Colombia es el TIPO A la tabla que se debe usar es la C11, y que se presenta en la página a continuación.
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I - Cajas, Tuberías Y Cables
Ejemplo 1.C Qué tipo de tubo conduit PVC, se requiere para alojar 3 conductores THW No. 2 AWG. SOLUCIÓN De la Tabla C11, vemos que la tubería de 1'', puede alojar 2 conductores THW calibre 2 AWG. 1.5.3 Cuadro C4. CAPITULO 9 NTC.2050 Dimensiones porcentajes de la selección de los tubos y tuberías ocupadas por las combinaciones de cables permitidas en el cuadro 1.
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I - Cajas, Tuberías Y Cables
1.5.4 Cuadro C5. CAPITULO 9. Dimensiones de los conductores aislados y cables de aparatos NTC.2050
* Los tipos RHH, RHW y RHW-2 sin recubrimiento externo.
1.6 CAPACIDAD DE CORRIENTE La capacidad de manejo de corriente de un conductor también recibe el nombre de ampacidad. La capacidad de corriente o ampacidad viene determinada por cuatro factores
Material del conductor (Cobre ó Aluminio) Calibre del conductor Temperatura No. de conductores en la tubería
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1.6.1 Cuadro 310-16 NTC.2050 COBRE
Sección
AWG/kcmil
ALUMINIO o Aluminio recubierto de Cobre
60°C
75°C
TW*, UF*
FEPW*, RH*, RHW*, THHW*, THW*, THWN*, XHHW*, USE*, ZW*
16
,,,
90°C TBS, SA, SIS, FEP*, FEPB*, MI, RHH*, RHW-2, THHN*, THHW*, THW-2*, THWN-2*, USE-2, XHH, XHHW*, XHHW-2, ZW-2
,,,
14
15
20*
15
20*
12
20
60°C
75°C
TW*, UF*
RH*, RHW*, THHW*, THW*, THWN*, XHHW*, USE*
90°C TBS, SA, SIS, THHN*, THHW*, THW-2, THWN-2, RHH*, RHW-2, USE-2, XHH, XHHW, XHHW-2, ZW-2
Sección
AWG/kcmil
18
,,,
,,,
,,,
,,,
25
,,,
,,,
,,,
,,,
25*
20
25*
20
30*
20*
15
20*
15
25*
12
10
30
30
35*
30
40*
15
25
25
30*
25
35*
10
8
40
50
55
30
40
45
8
6
55
65
75
40
50
60
6
4
70
85
95
55
65
75
4
3
85
100
110
65
75
85
3
2
95
115
130
75
90
100
2
1
110
130
150
85
100
115
1
1/0
125
150
170
100
120
135
1/0
2/0
145
175
195
115
135
150
2/0
3/0
165
200
225
130
155
175
3/0
4/0
195
230
260
150
180
205
4/0
250
215
255
290
170
205
230
250
300
240
285
320
190
230
255
300
350
260
310
350
210
250
280
350
400
280
335
380
225
270
305
400
500
320
380
430
260
310
350
500
600
355
420
475
285
340
385
600
700
385
460
520
310
375
420
700
750
400
475
535
320
385
435
750
800
410
490
555
330
395
450
800
900
435
520
585
355
425
480
900
1000
455
545
615
375
445
500
1000
1250
495
590
665
405
485
545
1250
1500
520
625
705
435
520
585
1500
1750
545
650
735
455
545
615
1750
2000
560
665
750
470
560
630
2000
FACTORES DE CORRECIÓN DE TEMPERATURA AMBIENTE 0
C
Para temperaturas ambientes distintas de 30°C, multiplicar por el correspondiente factor de corrección
0
F
21-25
1,08
1,05
1,04
1,08
1,05
1,04
70-77
26-30
1
1
1
1
1
1
78-86
31-35
0,91
0,94
0,96
0,91
0,94
0,96
87-95
36-40
0,82
0,88
0,91
0,82
0,88
0,91
96-104
41-45
0,71
0,82
0,87
0,71
0,82
0,87
105-113
46-50
0,58
0,75
0,82
0,58
0,75
0,82
114-122
51-55
0,41
0,67
0,76
0,41
0,67
0,76
123-131
56-60
0,58
0,71
0,58
0,71
132-140
61-70
0,33
0,58
0,33
0,58
141-158
71-80 0,41 0,41 159-176 * No debe superar los 15 A para el número 14; 20A para el número 12 y 30 A para el número 10, todos de cobre; o 15 A para el número 12 y 25 A para el número 10 de aluminio o aluminio recubierto de cobre.
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1.6.2 Factores De Ajuste NTC.2050 310-15
Cuando los conductores sencillos o los cables multiconductores vayan juntos durante una distancia de más de 0,6 m sin mantener la separación y no vayan instalados en canalizaciones, las capacidades de corriente permisible de cada conductor se deben reducir como indica la Tabla anterior.
Ejemplo 1.D Calcular el tamaño del tubo conduit requerido para alojar: 4 conductores AWG No. 6 TWH 6 conductores AWG No. 10 TWH SOLUCIÓN Cuadro 5.
2
calibre 6 AWG = 0.0726 pul , entonces 4 x 0.0726 pul2 calibre 10 AWG = 0.0333 pul2, entonces 6 x 0.0333 pul2
= =
TOTAL =
0,2904 pul2 0,1998 pul2 0,5 pul2
Del Cuadro 4. para 0.5 pul2 equivale a tubería de 1 1/4''. Ejemplo 1.E Que corriente tienen 4 conductores de cobre THW calibre AWG 12 instalados en tubo conduit. SOLUCIÓN Según el cuadro 310-16 el conductor THW - AWG 12 = 25A y según tabla 1.3, como la reducción de 4 a 6 conductores es del 80% entonces, 25A x 0.8 = 20 Amperios Ejemplo 1.F Cuál es la corriente de tres conductores de cobre con aislamiento THWN AWG 1/0, que alimentan a un motor en un área con una temperatura ambiente de 1350F. SOLUCIÓN En el cuadro 310-6, del lado de corrección de temperatura la columna de la derecha se muestra en Fahrenheit, así la corriente se vería reducida al 0.58, y como son 3 conductores la corriente queda en 100%. por lo tanto la corriente de 3 cables THWN a 1350F se reduce en un 0.58 y como la corriente de este conductor es de 150. R/ 150 x 0.58 = 87A Ejemplo 1.G Cuál es la corriente de 4 conductores de cobre en paralelo del número 4/0 con aislamiento THW si se encuentran en el mismo tubo conduit. SOLUCIÓN En el cuadro 310-6, la corriente de THW AWG 4/0 es 230A. por ser 4 cables, 4 x 230 = 960A pero como esos cables van por la misma ducteria se veran reducidos en un 80% R/ 960 x 0.8 = 736A
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Ejemplo 1.H En un tubo conduit PVC rígido, se llevan los siguientes conductores: * Un alimentador trifásico de 3 conductores THHW (750C) que llevan una corriente de 125 A a 400C. * Un alimentador monofásico con 2 conductores TW que llevan una corriente de 30 A. SOLUCIÓN * Para THHW de 1 a 3 conductores la corrección de temperatura es: F= 0.88 Para el alimentador trifásico I400C = 125/0.88 = 142 A * Para TW de 1 a 3 conductores la corrección de temperatura es: F= 0.82 Para el alimentador monofásico I400C = 30/0.82 = 36.58 A
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1.6.3 EL Calibre de los conductores. NTC.2050-110-6. Se expresan en milímetros cuadrados (mm2), seguidos por su equivalente entre paréntesis en AWG (American Wire Gage) o en mils de circunferencia (kcmil).
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1.7 CALCULO DE LOS CONDUCTORES POR CAIDA DE VOLTAJE 1.7.1 Conductores: capacidad de corriente y sección transversal mínima. NTC.2050 210-19. Los conductores deben tener una sección que evite una caída de tensión superior al 3% en las salidas más lejanas de fuerza, calefacción, alumbrado o cualquier combinación de ellas y en los que la caída máxima de tensión de los circuitos alimentador y ramal hasta la salida más lejana no supere al 5%, ofrecen una eficacia razonable de funcionamiento. 1.7.1.1 Impedancia Es la resistencia que opone un conductor al paso de la corriente eléctrica. Su valor se da en Ohmios ( Ω ). La impedancia está compuesta por: resistencia eléctrica, reactancia inductiva XL y reactancia capacitiva Xc . En el cálculo de la impedancia de los conductores de un circuito, no se tiene en cuenta la reactancia capacitiva porque su valor es muy pequeño comparado con la resistencia y reactancia inductiva. En la página 21 se presenta la tabla de la impedancia Z, para calcular la caída de tensión de circuitos, de tres conductores en conduit. Los valores de resistencia y reactancia son válidos para cables 600 V, 75 °C, 60 Hz. 1.7.1.2. Fórmulas para el cálculo de porcentaje de caída de tensión utilizando el valor Z aplicable de la tabla de la página 21. -------------------------------------------------------------------------------------------------------Z = Impedancia tomada de la tabla | I = Corriente en amperios Vff = Voltaje ente fases | Vfn = Voltaje entre fase y neutro L = Longitud del Conductor en metros. | E% = Caída de en porcentaje -------------------------------------------------------------------------------------------------------Porcentaje de caída de tensión | Porcentaje de caída de tensión fase a fase en un sistema trifásico: | fase a neutro en un sistema Monofásico:
| | -------------------------------------------------------------------------------------------------------Ejemplo 1.I Un motor de 75 HP, tres fases 208 V, factor de potencia 0,85, intensidad de corriente 192 amperios, longitud del circuito 80 metros, - Calcular el calibre del cable a usa (Debe ser de Aluminio). - Calcular en (%) la caída de tensión. SOLUCIÓN El cable se sobredimensionara al 125%
->
192A × 1.25 = 240A
Según la tabla 310-16 NTC.2050 el conductor de aluminio que puede soportar 240 amperios a 750C <THW 350 kcmil>
= Ejemplo 1.J
El mismo ejemplo anterior pero utilizando ducto de acero.
= Ejemplo 1.K
Un circuito monofásico, 120 V, 30 amperios, 46 m de longitud (ida y retorno), 100% de factor de potencia, calcular la caída de tensión en % para un cable de cobre 10 AWG de cobre, instalado en ducto de aluminio.
=
, con 5.2% no se cumple el requisito máximo de
5% por lo que se tomara el cable calibre 8 AWG con una (Z=2.56) donde reemplazando (Z) en la fórmula tendremos una caída de tensión de 3.4% http://electricitronica.blogspot.com/
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1.7.2 Grafica De Caída De Tensión. (Tomada Del manual Viakon) Tomada del manual (Viakon)
El factor de potencia considerado en el cálculo de la gráfica es de 0,8. Los valores de corriente están tomados de la tabla 310-12 del N.E.C. para conductores aislados de cobre tipo RHW, THW y THWN a una temperatura ambiente de 30 C. Los valores de resistencia (están tomados a 750C)
Ejercicio 1.L Intentar nuevamente todos los ejercicios 1.I hasta el 1.K, esta vez con las tablas de esta página y la siguiente y hacer las respectivas comparaciones.
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1.7.3 Otra tabla para calcular la caída de tensión. (Tomada del manual Selmec)
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II- Protecciones, Interruptores y Tomacorrientes
CAPITULO 2 . - Protecciones, Interruptores y Tomacorrientes.
Fisible tipo Navaja
Fisible tipo Navaja
Interruptor Sencillo
neutro
tierra
fase
Tomacorriente Doble (120 V)
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Interruptor automรกtico (Breaker).
Interruptor Sencillo (Timbre)
neutro
fase
fase
Tomacorriente tipo Estufa (220 V)
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fase
fase
tierra
Tomacorriente de aire acondicionado (Mirada china) (220 V)
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II- Protecciones, Interruptores y Tomacorrientes
2.1 PROTECCIÓN DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS Introducción Toda instalación eléctrica tiene que estar dotada de una serie de protecciones que la hagan segura, tanto desde el punto de vista de los conductores y los aparatos a ella conectada, como de las personas que han de trabajar con ella. Existen
muchos tipos de protecciones, pero hay tres que deben usarse en todo tipo de instalación: Protección contra cortocircuitos. Protección contra sobrecargas. Protección contra electrocución.
2.1.1 Protección Contra Cortocircuitos I = V / Z( si Z es cero, I = infinito) Los dispositivos más empleados para la protección contra cortocircuitos son:
Fusibles. Interruptores automáticos magneto térmicos
2.1.1.1 Fusibles o Cortacircuitos En electricidad, se denomina fusible a un dispositivo, constituido por un soporte adecuado, un filamento o lámina de un metal o aleación de bajo punto de fusión que se intercala en un punto determinado de una instalación eléctrica para que se funda, por Efecto Joule, cuando la intensidad de corriente supere, por un cortocircuito o un exceso de carga, un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalación con el consiguiente riesgo de incendio o destrucción de otros elementos. 2.1.1.2 Tipos De Cartuchos Fusibles gF gT aM
Rápidos……………………… funden en un segundo para I = 2,5 If Lentos ……………………… funden en un segundo para I = 5 If De acompañamiento … funden en un segundo para I = 8 If
Los fusibles rápidos (gF) Se emplean para la protección de redes de distribución con cables aislados y para los circuitos de alumbrado generalmente. Los fusibles lentos (gT) Son los menos utilizados, empleándose para la protección de redes aéreas de distribución generalmente, debido a los cortocircuitos momentáneos que los árboles o el viento pueden hacer entre los conductores. Los fusibles de acompañamiento (aM) Son para la protección de motores, debido a que aguanten sin fundirse durante el arranque. Su nombre proviene de que han de ir acompañados de otros elementos de protección, como son generalmente los relés térmicos. Los cartuchos fusibles de los tipos gF y gT bien elegidos, en cuanto a intensidad de fusión, se emplean también como protección contra sobrecargas, principalmente en instalaciones de alumbrado y de distribución, pero nunca debe de emplearse el tipo aM. 2.1.1.3 Interruptores Automáticos, Magnetotérmicos Estos dispositivos, conocidos como (brakers), se emplean para, cortocircuitos y sobrecargas, No hay que sustituirlos como a los fusibles, solo se rearman nuevamente. Poseen un desconectador magnético, que protege la instalación contra cortocircuitos. También poseen un desconectador térmico, que protege la instalación contra sobrecargas .
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II- Protecciones, Interruptores y Tomacorrientes
Se velocidad de desconexión es inversamente proporcional a la sobrecarga. Cuando la desconexión es por efecto de una sobrecarga, debe de esperarse a que enfríe la bilámina y cierre su contacto, para que la corriente pase de nuevo a los circuitos protegidos. Los interruptores automáticos Magnetotérmicos, se emplean mucho domésticamente y para instalaciones de Baja Tensión en general y suelen fabricarse para intensidades entre 5 y 125 amperios Para intensidades mayores, en instalaciones industriales, de hasta 1.000 A o más. 2.1.1.3.1 Valores comerciales de los dispositivos de protección NTC 2050 240-6a) Las capacidades de corrientes nominales estándar de los fusibles e interruptores automáticos de circuito de tiempo inverso, son: 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 1.000, 1.200, 1.600, 2.000, 2.500, 3.000, 4.000, 5.000 y 6.000 A. 2.1.2 Protección Contra Sobrecargas Entendemos por sobrecarga al exceso de intensidad en un circuito, debido a un defecto de aislamiento o bien, a una avería o demanda excesiva de carga de la máquina conectada a un motor eléctrico. Los dispositivos más empleados para la protección contra sobrecargas son:
Fusibles calibrados, tipo gT o gF (nunca aM)
Interruptores automáticos magnetotérmico (breakers)
Relés térmicos Fusibles y breakers: Para circuitos domésticos, de alumbrado y para pequeños motores. Relés térmicos y breaker tripolares: Para los motores trifásicos.
2.1.3 Protección Contra Electrocución Se emplean principalmente dos tipos de protecciones diferentes, a saber:
Puesta a tierra de las masas
Relés de control de aislamiento, que a su vez pueden ser: o Interruptores diferenciales, para redes con neutro a tierra. o Relés de aislamiento, para redes con neutro aislado.
2.2. NORMATIVAS - INTERRUPTORES AUTOMÁTICOS 2.2.1 Requisitos de instalación (Interruptores automáticos) RETIE - Articulo 17.7.3.1 Un interruptor automático debe tener unas especificaciones de corriente y tensión, no menores a los valores nominales de los circuitos que controla.
Cada circuito ramal de un panel de distribución debe estar provisto de protección contra sobrecorriente.
No se debe conectar permanentemente en el conductor puesto a tierra de cualquier circuito, un dispositivo contra sobrecorriente, a menos que la apertura del dispositivo abra simultáneamente todos los conductores de ese circuito.
Las bombas contra incendio deben llevar protección contra cortocircuitos, pero no contra sobrecarga.
Los interruptores diferenciales contra riesgo de incendio, deberán tener una corriente nominal diferencial menor o igual a 300 mA, estos podrán ser de actuación instantánea o retardada.
En lugares clasificados como peligrosos se deben utilizar interruptores aprobados y certificados para uso en estos ambientes.
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II- Protecciones, Interruptores y Tomacorrientes
2.2.2 Requisitos de producto RETIE - Articulo 17.7.3.2. Debe tener alguna señalización que permita conocer el estado real de los contactos.
El interruptor general de una instalación debe tener tanto protección térmica, como protección magnética.
Los dispositivos de interrupción de corriente por fuga a tierra para protección de las personas contra contacto directo, deberán tener una corriente nominal diferencial menor o igual a 30 mA y su tiempo de operación deberá estar en concordancia con la Figura 1 del RETIE.
Los contactos móviles de todos los polos de los interruptores multipolares deben estar acoplados mecánicamente, de tal modo que abran y cierren conjuntamente, bien sea manual o automáticamente, incluso si la sobrecarga se presenta solamente en un polo protegido.
Las partes exteriores de los interruptores automáticos, hechas en material aislante, no deben ser susceptibles de inflamarse y propagar el fuego, cuando las partes conductoras en condiciones de falla o sobrecarga alcancen temperaturas elevadas.
Los interruptores automáticos deben realizar un número adecuado de ciclos a corriente y tensión nominales, de modo que resistan sin desgaste excesivo u otro efecto perjudicial, los esfuerzos mecánicos, dieléctricos y térmicos que se presenten en su utilización normal.
Marcado y etiquetado: El interruptor automático debe ser marcado sobre el mismo dispositivo de manera permanente y legible con los siguientes datos: o o o o o o o o o o o o o o
Razón social o marca registrada del fabricante Corriente nominal. Tensión de operación nominal. Capacidad de interrupción de cortocircuito, para cada valor de tensión nominal Terminales de línea y carga. Información adicional que debe estar disponible para el usuario en el catalogo: Su uso como seccionador, si es aplicable. Designación del tipo o numero serial. Frecuencia nominal, si el interruptor se ha diseñado para una sola frecuencia. Especificar instrucciones para instalación, operación y mantenimiento. Temperatura de referencia para dispositivos no compensados, si es diferente a 300C. Numero de polos. Tensión nominal del aislamiento. Indicar la corriente de cortocircuito. Es expresada como la máxima corriente pico esperada.
2.3. NORMATIVAS - CLAVIJAS Y TOMACORRIENTES 2.3.1 Clavijas y tomacorrientes.(Requisitos de instalación) RETIE - 17.5.1 Los tomacorrientes instalados en lugares húmedos, intemperie, lugares donde haya salpicadura deben tener un grado de encerramiento IP (o su equivalente NEMA).
En salacunas o jardines infantiles los tomacorrientes deben tener sobreprotección contra contacto a partes energizadas, tales como protección aumentada, tapas de protección o estar localizadas a una altura que no afecte la seguridad de los niños.
Se deben instalar los tomacorrientes de tal forma que el terminal de neutro quede arriba en las instalaciones horizontales.
En lugares clasificados como peligrosos se deben utilizar clavijas y tomacorrientes aprobados y certificados para uso en estos ambientes.
Los tomacorrientes deben instalarse de acuerdo con el nivel de tensión de servicio, tipo de uso y la configuración para el cual fue diseñado.
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II- Protecciones, Interruptores y Tomacorrientes
2.3.2 Requisitos de producto RETIE - 17.5.2 Los contactos macho (clavija) y hembra (tomacorriente) deben ser diseñados y fabricados de tal forma que garanticen una correcta conexión eléctrica y no haya partes energizadas expuestas.
Los tomacorrientes deben ser construidos con materiales que garanticen la permanencia de las características mecánicas, dieléctricas, térmicas y de flamabilidad del producto, sus componentes y accesorios, de modo que no exista la posibilidad de que como resultado del envejecimiento natural o del uso normal se altere su desempeño y se afecte la seguridad. Deben instalarse con su tapa que evita el contacto directo con partes energizadas. o Identificación de los tomacorrientes Los tomacorrientes polarizados bifásicos o trifásicos con polo a tierra, o neutro y polo a tierra se identifican con letras, colores o símbolos. En los tomacorrientes monofásicos el terminal plano más corto debe ser el de la fase. Las partes destinadas a la conducción de corriente deben ser fabricadas en cobre o sus aleaciones, pero nunca en materiales ferrosos.
o Tomacorrientes de protección contra electrocución Los tomacorrientes con tierra aislada para conexión a equipo sensible no conectados a pacientes, deben identificarse con un triangulo de color naranja. Los tomacorrientes “Grado Hospitalario” deben tener como identificación un punto verde en su exterior, y deben ser certificados para tal uso. Los dispositivos diseñados para interrumpir un circuito eléctrico, en un periodo de tiempo establecido, conocidos como interruptores de falla a tierra (GFCI, RCCB o RCBO), deben cumplir los siguientes requisitos, adaptados de las normas UL 943, IEC 61008 –1, IEC 61008 – 2-1, IEC 61008 – 2-2, IEC 61009 –1 e IEC 61009 –2: Poseer una señal que indique su funcionamiento y mecanismo que verifique su adecuada operación. Indicar la corriente nominal de disparo o de fuga o su equivalente en clase. 2.3.3 Tomacorrientes y conectores para cordones. NTC.5020 - 210-7 Los tomacorrientes instalados en circuitos ramales de 15 y 20 A deben tener polo a tierra. Los tomacorrientes con polo a tierra se deben instalar sólo en circuitos de la tensión y capacidad de corriente para las que estén destinados.
Tomacorrientes conectados a circuitos que tengan distintas tensiones en la misma edificación, deben estar diseñados de tal manera que las clavijas de conexión no sean intercambiables.
2.3.4 Protección de las personas mediante interruptores por falla a tierra. (GFCI): NTC.5020 210-8. Todos los tomacorrientes monofásicos de 15 A y 20 A 125 V, instalados en los lugares que se especifican a continuación, deben ofrecer protección a las personas mediante interruptor de circuito por falla a tierra: Baños Cocinas, garajes, en exteriores donde haya acceso fácil y directo, a no más de 1,9 m sobre el nivel del piso, desde el terreno, sótanos sin terminado, azoteas, duchas eléctricas.
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II- Protecciones, Interruptores y Tomacorrientes
2.3.5 Dispositivos de salida. NTC.5020 - 210-21. Los dispositivos de salida deben tener una corriente nominal no menor a la carga que van a servir y deben cumplir lo establecido en los siguientes apartados a) y b):
Portabombillas. Cuando estén conectados a un circuito ramal de más de 20 A nominales, los portabombillas deben ser del tipo de servicio pesado. Un portabombillas de servicio pesado debe tener una potencia nominal no menor a 600 W si es de tipo medio y no menor a 750 W si es de cualquier otro tipo.
Tomacorrientes. Un tomacorriente sencillo instalado en un circuito ramal individual, debe tener una capacidad de corriente no menor a la de dicho circuito.
2.3.6 Salidas de tomacorriente en unidades de vivienda. NTC.5020 - Articulo 210-52. En comedores, cuartos de estar, salas, salones, bibliotecas, cuartos de estudio, solarios, dormitorios, cuartos de recreo, habitaciones o zonas similares en unidades de vivienda, se deben instalar salidas de tomacorrientes de modo que ningún punto a lo largo de la línea del suelo en ninguna pared esté a más de 1,80 m de un tomacorriente en ese espacio, medidos horizontalmente, incluyendo cualquier pared de 0,6 m o más de ancho y el espacio de pared ocupado por paneles fijos en los muros exteriores, pero excluyendo los paneles corredizos en los muros exteriores.
2.4. NORMATIVAS - INTERRUPTORES MANUALES 2.4.1 Requisitos de Instalación. RETIE - Articulo 17.7.1.1 Los interruptores deben instalarse en serie con los conductores de fase.
En ambientes especiales (clasificados como peligrosos) deben utilizarse interruptores apropiados a la técnica de protección seleccionada.
La caja metálica que alberga al interruptor debe conectarse sólidamente a tierra.
2.4.2 Requisitos de producto. RETIE - Articulo 17.7.1.2 Para uso a la intemperie, los interruptores deben estar protegidos mediante encerramiento a prueba de intemperie.
Los interruptores se deben diseñar y construir de manera que, en su utilización normal, su funcionamiento sea confiable y libre de peligro para el usuario y para su entorno.
Los interruptores deben ser construidos con materiales que garanticen la permanencia de las características mecánicas, dieléctricas, térmicas y de flamabilidad del producto, sus componentes y accesorios, de modo que no exista la posibilidad que como resultado del envejecimiento natural o del uso normal se presenten alteraciones en su desempeño.
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III - Circuitos Ramales
CAPITULO 3. - Circuitos Ramales GENERALIDADES. (Definiciones tomadas de la NTC 2050). Circuito ramal: conductores de un circuito entre el dispositivo final de protección contra sobrecorriente y la salida o salidas. Circuito ramal de uso general: circuito ramal que alimenta diversas salidas para alumbrado y artefactos. Circuito ramal especial de conexión de artefactos eléctricos: circuito ramal que alimenta a una o más salidas a las que se pueden conectar los artefactos; tales circuitos no deben contener elementos de iluminación conectados permanentemente que no formen parte de un artefacto. Circuito ramal individual: circuito ramal que alimenta un solo equipo de utilización. Circuito ramal multiconductor: circuito ramal que consta de dos o más conductores no puestos a tierra y entre los cuales hay una diferencia de potencial, y un conductor puesto a tierra con la misma diferencia de potencial entre él y cada uno de los otros conductores del circuito, que está conectado al neutro o al conductor puesto a tierra de la instalación.
3.1 CARGA CONTINUA: NTC.2050 384-16 c) Se considera carga continua aquella que funciona sin ciclos intermitentes durante 3 horas o más. Y carga no continua es aquella que funciona por periodos inferiores a 3 horas. La carga continua de cualquier dispositivo de sobrecorriente situado en un panel de distribución no debe superar el 80 % de su capacidad de corriente nominal. Excepción. Se permite que un conjunto que incluya un dispositivo de sobrecorriente se pueda utilizar continuamente al 100% de su capacidad de corriente nominal cuando esté certificado para ese uso. NOTA: Decir que una carga no debe operar al 80%, equivale lo mimo sobredimensionar la carga al 125%, es decir: El 125% de 80 = 100 El 80% de 100 = 80 Ejemplo 3.A ¿Cuál es la carga continua máxima que puede soportar un dispositivo de protección de sobre corriente de 70 Amperios? Respuesta:
La carga continúa máxima que puede soportar un dispositivo de protección, es el 80% de la corriente del dispositivo. 70 A x 80% = 56 Amperios.
Ejemplo 3.B Escoja el dispositivo de protección de sobrecorriente para una carga que consume 56 Amperios, y que trabaja a ciclo continuo. Respuesta:
La manera de escoger el dispositivo para una carga que funciona en ciclo continuo es, escogiendo un dispositivo sobredimensionado al 125% de la carga que queremos proteger. 56 A x 125% = 70 Amperios.
Nótese que en los 2 anteriores ejercicios se demuestra la relación que hay entre 125% y el 80%.
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III - Circuitos Ramales
3.2 LOS CIRCUITOS RAMALES NTC.2050 - 210-3 Se clasifican según la capacidad de corriente máxima o según valor del dispositivo de protección contra sobrecorriente. Los circuitos ramales que no son individuales se clasifican en 15, 20, 30, 40 y 50 A. Ejemplo 3.C Calcular el número de ramales a 120 V, para alimentar una carga total de alumbrado de 60.000W, si las lámparas son de 150W, calcular el número de lámparas por circuito. a) a 20 Amperios b) a 50 Amperios SOLUCIÓN
a).
= 25 circuitos de (20A);
b).
= 10 Circuitos de (50A)
3.3 SALIDAS DE TOMACORRIENTE NTC.2050 - 220-3C7 Cada tomacorriente sencillo o múltiple de se debe considerar a no menos de 180 VA. Ejemplo 3.D Calcular el número de salidas o contactos permitidos en un ramal de 20 Amperios 120 voltios.
A
Ejemplo 3.E Cuantas salidas se permiten en un ramal de 15 A, a 120 V.
Ejemplo 3.F Calcular la máxima carga resistiva, que trabajando en ciclo continuo, se puede conectar en un circuito de 20 A monofásico. SOLUCION Una Carga es considerada resistiva cuando no contiene inductancias. Debido a que es para ciclo continuo el alimentador es al 125%, luego: 20 A / 1.25 = 16 A
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III - Circuitos Ramales
3.4 CARGAS INDUCTIVAS DE ALUMBRADO. NTC.2050 - 210-22b) Para los circuitos que alimenten equipos de alumbrado con balastos, transformadores o autotransformadores, la carga calculada se debe basar en la capacidad de corriente total de dichas unidades y no en la potencia total de las bombillas (en vatios). Normalmente las cargas inductivas, producen un desfase de atraso del voltaje respecto a la corriente, este desfase provoca que haya un mayor consumo en la carga, la forma de corregir el factor de potencia es mediante un condensador en paralelo a la carga que se va a alimentar. (El tema de factor de potencia será ampliado en el Capítulo 6 Motores. Ejemplo 3.G Calcular la ampacidad de un alimentador trifásico de 220 V que alimenta una carga de 115 200 watt con un factor de potencia de 0.9
=
La corriente del alimentador trifásico es:
=
=
= 335.9 A
Ejemplo 3.H Calcular la carga de alumbrado para un ramal que alimenta diez balastros de lámparas fluorescentes que operan en ciclo continuo. =
= 15A
Carga = I x 125% = 15 x 1.25 = 18.75 Amperios. Ejemplo 3.I Calcular el número de ramales de dos conductores requeridos para alimentar 30 balastros de 1.5 A, considerando que usan breakers de 20 Amperios. Operación ciclo no continuo.
=
= 45 A.
3 circuitos Ramales de 20 A.
Ejemplo 3.J ¿Cuál es el tamaño de ramal de 120 V, monofásico que usa conductores THWN, si se alimentan 12 salidas de alumbrado de 200 W?
3.5 PORTABOMBILLAS NTC.2050 - 210-2a). Cuando estén conectados a un circuito ramal de más de 20 A nominales, los portabombillas deben ser del tipo de servicio pesado. Un portabombillas de servicio pesado debe tener una potencia nominal no menor a 600 W si es de tipo medio y no menor a 750 W si es de cualquier otro tipo.
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III - Circuitos Ramales
Ejemplo 3.K ¿Calcular el tamaño de los conductores del ramal, si se usan conductores de cobre THHN. Calcular también el dispositivo de protección contra sobrecorriente, si se alimentan 12 salidas de alumbrado con ciclo no continuo? SOLUCIÓN Este problema no dice sin son bombillas, o portalámparas o balastros. Cuando se desconocen los V.A los valores serán los siguientes: Balastros o Vatios de Bombillas incandescentes Portalámparas de servicio medio Portalámparas de servicio pesado BALASTROS o BOMBILLAS
= = =
=
180 VA 600 VA 750 VA = 2160 VA
18 Amperios
De la nota debajo de la tabla 310-16 de la NTC.2050, el calibre que corresponde es el No. 12 AWG, y el dispositivo de protección es un breaker de 20 A. * Para portalámparas se aplica el mismo calculo Ejemplo 3.L Calcular el número de salidas que se pueden instalar en un ramal de 20 A, que alimenta cargas de alumbrado a 120 V en la vitrina de un comercio. SOLUCION En el comercio las salidas trabajan de manera continua
= 11 Salidas
Ejemplo 3.1M ¿Cuál es la carga que demandan 6 contactos a los cuales se van a conectar aparatos del hogar para enchufar? SOLUCIÓN Los aparatos para hogar (pequeños artefactos), son cargas no continuas ''100%''
=
= 1.080 VA
Ejemplo 3.N ¿Cuál es la carga que demandan 10 contactos a los cuales se conectaran equipos de oficina? SOLUCIÓN Los aparatos de oficina, son cargas continuas ''125%''
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=
= 2.250 VA
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III - Circuitos Ramales
Ejemplo 3.O Un pequeño edificio de departamentos tiene las siguientes cargas conectadas: a) Una carga de 10 KW para alumbrado incandescente. b) Una carga de 8 kW de alumbrado fluorescente que debe ser alimentada por circuitos de 30 Amperios c) 100 contactos dobles continuos. Si las cargas se consideran continuas, calcular el número de circuitos ramales necesarios, suponiendo que se usan circuitos de 20 amperios, excepto para la carga de alumbrado fluorescente que es de 30 amperios. SOLUCIÓN = 5 Circuitos para alumbrado incandescente
= 3 Circuitos de alumbrado fluorescente
= 9 Circuitos para contactos dobles continuos
3.6 CARGAS CONTINUAS Y NO CONTINUAS. NTC.2050 220-3 a) La capacidad nominal de los circuitos ramales para cargas continuas o no continuas es el consumo neto incrementada en un 125%. Es decir que el consumo de cualquier aparato (Lavavajillas, triturador de Basura, aire acondicionado, calefacción, calentador de agua) o cualquier otro aparato que consuma más de 3 amperios se debe instalar con un ramal independiente, y el cálculo del alimentador y del dispositivo de protección él su consumo en corriente x 125%. Esta por fuera de este cálculo la lavadora y la plancha, y debe ser como lo establece la NTC2050 en 220-4c)
3.7 CIRCUITOS RAMALES NECESARIOS NTC.2050 - 220-4. 3.7.1 Número de circuitos ramales. El número mínimo de circuitos ramales se debe establecer a partir de la carga total calculada y la capacidad nominal de los circuitos utilizados 3.7.2 Circuitos Ramales para pequeños artefactos en unidades de vivienda. Debe existir uno o más circuitos ramales de 20 A para pequeños artefactos 3.7.3 Circuitos para lavandería y planchado en unidades de vivienda. Debe existir al menos otro circuito ramal de 20 A para conectar las salidas de tomacorrientes para lavandería y planchado 3.7.4 Equilibrio de cargas entre ramas. Cuando se calcule la carga sobre la base de VA por metro cuadrado, la instalación hasta el panel o paneles de distribución de los circuitos ramales (inclusive) debe estar prevista para alimentar cargas no menores a las calculadas. 3.7.5 De la Tabla 220-3 de la NTC 2050 (32VA m2) La mínima carga de los circuitos de alumbrado para una vivienda es de 32VA por metro cuadrado
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III - Circuitos Ramales
Ejemplo 3.P Un circuito de 120 Voltios, tiene una capacidad de 15 A x 120 V = 1800 W, si el circuito es para 20 amperios a 120. ¿Cuál es su capacidad? su capacidad es: 20 A x 120 V = 2400 W Ejemplo 3.Q Un área de una vivienda tiene 500 m2. ¿Cuántos circuitos de 20 amperios deben haber? Carga total = (Área en m2) x 32VA
=
500 x 32VA
=
16.000 VA
= 6.66 = 7 Circuitos ramales de 20 Amperios.
Ejemplo 3.R Una plancha de 100VA y una lavadora de 500W, se conectaran en un circuito ramal, ¿Calcule el circuito ramal? Respuesta = No debe haber ningún cálculo, se establece que para lavandería y planchado el circuito ramal es de 20 Amperios
3.8 TENSIONES Y CODIGO DE COLORORES DE LOS ALIMENTADORES Tensiones. NTC.2050 - 220-2. Si no se especifican otras tensiones para el cálculo de cargas del alimentador y los circuitos ramales, se deben aplicar las tensiones nominales de 120, 120/240, 208Y/120, 220Y/127, 240, 347, 440Y/254, 480Y/277, 480, 600Y/347 y 600 V. Los valores de tensión de 220Y/127 V y 440Y/254 V son valores existentes en algunos sistemas, pero se recomienda que no se utilicen en la construcción futura de instalaciones nuevas. 3.8.1 Consumo en Cargas trifásicas. Vf-f = Voltaje fase - fase Vn-f = Voltaje neutro-fase El voltaje en una caga trifásica (Vf-f)no es doble de (Vn-f ) El voltaje en una caga trifásica (Vf-f) = Vn-f x Ejemplo 3.S Si Vn-f = 120 V,
Vf-f = 120 x 2 Vf-f = 120 x
= 240 voltios transformador monofásico = 208 voltios transformador trifásico (Y)
Calcular la ampacidad de un alimentador monofásico a 220 V, que alimenta una carga de 15 600 VA. La ampacidad es:
= 71 A
Ejemplo 3.T Calcular ampacidad de un alimentador trifásico a 220 V, que alimenta una carga de 28 800 VA. La ampacidad es:
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= 75.58 A
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III - Circuitos Ramales
3.8.2 Código de colores de los conductores (RETIE 11.4) Con el objeto de evitar accidentes por errónea interpretación de las tensiones y tipos de sistemas utilizados, se debe cumplir el código de colores para conductores aislados establecido en la Tabla 13. Se tomara como valido para determinar este requisito el color propio del acabado exterior del conductor o en su defecto, su marcación debe hacerse en las partes visibles con pintura, con cinta o rótulos adhesivos del color respectivo. Este requisito es también aplicable a conductores desnudos, que actúen como barrajes en instalaciones interiores. El código de colores establecido en la Tabla 13, no aplica para los conductores utilizados en instalaciones a la intemperie, diferentes a la acometida, tales como las redes, líneas y subestaciones tipo poste. TABLA 13. RETIE Articulo 11.4
3.9. NIVELES DE TENSIÓN NTC 5019 Los niveles de tensión se encuentran establecidos, así:
Extra alta tensión (EAT). Los de tensión nominal entre fases superior a 220 kV.
Alta tensión (AT). Los de tensión nominal mayor o igual a 57,5 kV y menor o igual a 220 kV
Media tensión (MT). Los de tensión nominal superior a 1 kV e inferior a 57,5 kV.
Baja tensión (BT). Los de tensión nominal mayor o igual a 25 V y menor o igual a 1 kV.
Muy baja tensión. Los de tensión nominal menor a 25 V.
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III - Circuitos Ramales
3.9.1 Tabla 2. Clasificaci贸n, denominaci贸n y valores de la tensi贸n nominal NTC 1340
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IV - CALCULO DE ACOMETIDAS
CAPITULO 4. - CALCULO DE ACOMETIDAS GENERALIDADES. (Definición tomada de la NTC 2050). La acometida (instalación eléctrica) es la parte de la instalación que une la red de distribución de la empresa
eléctrica con la caja general de protección del particular. Es propiedad de la empresa eléctrica y suele haber una por cada edificio. La acometida normal de una única vivienda es monofásica, de dos hilos, uno activo (fase) y el otro neutro, a 230 voltios, dependiendo del país. En el caso de un edificio de varias viviendas la acometida normal será trifásica, de cuatro hilos, tres activos o fases y uno neutro, siendo en este caso la tensión entre las fases 400 V y de 230 V entre fase y neutro.
4.1. CALIBRE MÍNIMO. Los conductores no deben tener una sección transversal menor a 8,36 mm2 (8 AWG) si son de cobre o a 13,29 mm2 (6 AWG) si son de aluminio o cobre revestido de aluminio. Excepciones: 1) Para pequeñas unidades de vivienda que no superen una superficie de planta de 53 m2, cuya carga total corresponda exclusivamente a carga de alumbrado general y tenga sustitutos de la electricidad para calefacción y cocción, los conductores no deben ser inferior a (10 AWG) si son de cobre o (8 AWG) si son de aluminio o cobre revestido de aluminio. 2) En instalaciones que tengan solamente cargas limitadas de un circuito ramal sencillo, como calentadores de agua controlados, pequeñas cargas polifásicas y similares, los conductores no deben ser de sección transversal menor a (12 AWG) de cobre endurecido en frío o equivalente.
4.2. TIPO DE SERVICIO NTC 5019 4.1.5. Es la característica de una instalación eléctrica relacionada con el número de fases y el número de hilos de una acometida eléctrica. Los tipos de servicio considerados en la presente norma son los siguientes: 4.2.1 Servicio monofásico bifilar. ACOMETIDA EN UNIDADES DE VIVIDENDA: 1 fase y neutro. La fase y el neutro pueden provenir de un transformador de potencia monofásico o trifásico. Circuitos a 120V 4.2.2 Servicio monofásico trifilar. ACOMETIDA EN UNIDADES DE VIVIENDA: 2 fases y neutro provenientes de un transformador de potencia monofásico. Circuitos a 120/240V 4.2.3 Servicio bifásico trifilar (Y) ACOMETIDA EN VIVIENDAS DENTRO DE UNA URBANIZACION O APARTAMENTO DE UN EDIFICIO: 2 fases y neutro provenientes de un transformador de potencia trifásico. Circuitos a 120/208V. 4.2.4 Servicio trifásico trifilar (Y)ó (∆). ACOMETIDA INDUSTRIAL: 3 fases provenientes de un transformador de potencia trifásico. (Y) Circuitos a 277/480V también en conexión (∆) Circuitos a 120/208/440/480V 4.2.5 Servicio trifásico tetrafilar. ACOMETIDA EN URBANIZACIONES O EDIFICIO DE APARTAMENTOS: 3 fases y neutro provenientes de un transformador de potencia trifásico. Circuitos a 120/208V ó 127/220V.
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IV - CALCULO DE ACOMETIDAS
4.3 REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LOS SISTEMAS MONOFÁSICOS Y TRIFÁSICOS
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IV - CALCULO DE ACOMETIDAS
4.4 CARGAS DE ALUMBRADO PARA OCUPACIONES LISTADAS. NTC.2050 220-3b) La carga mínima de alumbrado por metro cuadrado de superficie del suelo, no debe ser menor a la especificada en la Tabla 220-3.b) para las ocupaciones relacionadas. La superficie del suelo de cada planta se debe calcular a partir de las dimensiones exteriores de la edificación, unidad de vivienda u otras áreas involucradas. Para las unidades de vivienda, la superficie calculada del suelo no debe incluir los porches abiertos, los garajes ni los espacios no utilizados o sin terminar que no sean adaptables para su uso futuro. Tabla 220-3 NTC.2050
* Todas las salidas de tomacorriente de uso general de 20 A nominales o menos en unidades de vivienda unifamiliares, bifamiliares y multifamiliares y en las habitaciones de los de hoteles y moteles [excepto las conectadas a los circuitos de tomacorrientes especificados en el Artículo 220-4.b) y c)], se deben considerar como salidas para alumbrado general y en tales salidas no serán necesarios cálculos para cargas adicionales. ** Además se debe incluir una carga unitaria de 10 VA por metro cuadrado para salidas de tomacorriente de de uso general cuando no se sepa el número real de este tipo de tomas.
4.4.1 Factores de Demanda del circuito principal para cargas de iluminación NTC.2050 220-11
* Los factores de demanda de este cuadro no se aplican a la carga calculada de los circuitos de suministro a las zonas de hospitales, hoteles y moteles en las que es posible que se deba utilizar toda la iluminación al mismo tiempo, como quirófanos, comedores y salas de baile.
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IV - CALCULO DE ACOMETIDAS
Factor De Demanda. Es la relación entre la demanda máxima de una instalación o parte de una instalación y la
carga total conectada a la instalación o parte de la instalación considerada. Ejemplo 4.A Calcular la capacidad en VA de un alimentador trifásico que alimenta 220 V, una carga que demanda 81 A VA =
xVxI
VA = 1.7321 x 220 x 81
30 865 VA
El alimentador se calcula para el 125% de la carga es decir:
30 865 x 125% =
38581 VA
Ejemplo 4.B Calcular la corriente de una carga trifásica de 8640 VA que se alimenta a 220 V.
Ejemplo 4.C Calcular la ampacidad de un alimentador monofásico de 120 voltios, que alimenta una carga de 2 800 watts a un factor de potencia de 0.9 atrasado.
A Ejemplo 4.D Calcular la capacidad en VA para un circuito alimentador que alimenta 2 cargas no continuas con 12000 VA para alumbrado 8 000 VA para aparatos del hogar a un voltaje de 120 Voltios 12 000 VA x 100%
= 12 000 VA.
8 000 VA x 100% Capacidad en VA
= 8 000 VA. = 20 000
Ejemplo 4.E calcular el factor de demanda para 205 contactos de propósitos generales, que alimentan cargas no continuas en un edificio de oficinas. 205 x 180 VA = 36900 VA Se deben aplicar los factores de demanda así: primeros 3000 VA o menos el 100% de 3001 a 120000 el 35 % primeros 3000 VA el resto 36900-3000
= 3000 x 100% = = 33900 x 35% = TOTAL =
3 000 VA 11 865 VA 14 865 VA de factor de demanda
4.5 CARGAS PARA PEQUEÑOS ELECTRODOMÉSTICOS, PLANCHADO Y LAVANDERÍA EN UNIDADES DE VIVIENDA. NTC.2050 - 220-16 4.5.1 Cargas del circuito de pequeños electrodomésticos. En cada unidad de vivienda, la carga del alimentador se debe calcular a 1.500 VA por cada ramal. Se permite que estas cargas se incluyan con la carga de alumbrado general y se apliquen los factores de demanda permitidos en la Tabla 220-11 para las cargas de alumbrado general.
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IV - CALCULO DE ACOMETIDAS
4.5.2 Carga del circuito de lavandería y planchado. La carga del alimentador se debe calcular a no menos de 1.500 VA por cada circuito ramal bifilar para lavandería y planchado Ejemplo 4.F Calcular la carga de alumbrado y circuitos ramales de tomacorriente de uso general (pequeños artefactos) de 20 Amperios para una vivienda que tiene una área de 120m2. SOLUCIÓN
3840 VA
= 1.6 = 2 Circuitos de 20 A
pequeños artefactos
3000 VA
Pero como la plancha y la lavadora se consideran también pequeños artefactos, y como sabemos que debe haber un ramal exclusivo para lavandería y planchado de 20 Amperios. Entonces: Carga para lavandería y planchado = 1500VA Por lo tanto la carga total de alumbrado y pequeños artefactos será la siguiente:
Carga de alumbrado Carga de pequeños artefactos Carga de plancha y lavadora
3 + 3 1 TOTAL: 8
840 VA 000 VA 500 VA_ 340VA
Ejemplo 4.G Calcular el factor de demanda total del ejemplo anterior. SOLUCIÓN Basados en la tabla 220-11 usando los factores e demanda quedaría así. Primeros 3000 VA al 100%
………………………………………..
Resto de la carga 8 340 VA - 3000 = 5 340 VA al 35%
3 000 VA
…………………………...
+ 1 869VA_
CARGA TOTAL(Alumbrado y pequeños artefactos)……………
4 869 VA
4.6 SECADORAS ELÉCTRICAS DE ROPA EN UNIDADES DE VIVIENDA. NTC.2050 - 220-18. La carga para secadoras de ropa en unidades de vivienda, debe ser la mayor de las siguientes: 5.000 W (VA) o la potencia nominal según la placa de características, para cada secadora conectada. El factor de demanda es del 100% hasta 4 secadoras, para 5(80%), 6(70%),7(65%),8(60%),9(55%), 10(50%),11-13(45%),1419(40%),20-24(35%),25-29(32.5%),30-34(35%),35-39(27.5%) y de 40 secadoras en adelante 25%. Ejemplo 4.H Que factor de demanda tendrá una secadora de 6 kW RESPUESTA = Los Vatios equivaldrán a voltamperios y por ser solo una secadora la demanda es al 100 %, Por lo tanto tendrá un factor de demanda de 6 000 VA.
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IV - CALCULO DE ACOMETIDAS
Ejemplo 4.I ¿Qué factor demanda usaremos si no sabemos el valor del vatiaje de la secadora o no sabemos si se usará secadora? RESPUESTA = Se considerara 5000 VA, si no sabemos el valor de vatiaje que indica la placa, o no sepamos si se va a usar secadora.
4.7 ESTUFAS O EQUIPOS DE COCINA. El factor de demanda para estufas u hornos eléctricos será del 80% Ejemplo 4.J ¿Qué factor de demanda tendrá una estufa eléctrica de 14 kW? RESPUESTA = 14 000 x 80% = 11,2 kW Ejemplo 4.K ¿Qué factor demanda usaremos si sabemos que habrá estufa eléctrica pero no su valor? RESPUESTA = Se supondrá una estufa de 8 kW. al 80% su factor de demanda dará 6.4 kW Ejemplo 4.L Calcular la corriente de acometida de una estufa de 14 kW y una secadora de 6 KW, a 240 voltios, ESTUFA 12kW =
SOLUCIÓN 14 kVA x 80% ………………………………………..
11 200 VA ÷ 240 V
= 46.7 A
SECADORA 6kW =
6 kVA x 100% ...........................................
6 000 VA ÷ 240 V
= 25 A
4.8 OTROS APARATOS DIFERENTES A ESTUFA O SECADORAS ELÉCTRICAS. El factor de demanda para otros aparatos se hará al 100 %, (aire acondicionado, lavavajilla, triturador de basura, calefacción eléctrica, etc.) 4.8.1 Varios motores o un motor(es) y otra(s) carga(s). NTC.2050 430-24. Los conductores de suministro de varios motores o un motor(es) y otra(s) carga(s) deben tener una capacidad de corriente como mínimo igual a la suma de las corrientes a plena carga de todos los motores, más el 25 % de la capacidad de corriente del mayor motor del grupo, más la capacidad de corriente de todas las demás cargas. Ejemplo 4.M Los aparatos a continuación tienen motores (No se tienen en cuenta Secadoras eléctricas y lavadoras) ¿A cuál de los siguientes aparatos que se incluyen en la instalación de una vivienda incrementará el cálculo de acometida en un 25%?. Un lavavajilla de 10 amperios, un aire acondicionado de 12 amperios, un triturador de basura de 8 amperios, otro aire acondicionado de 6 amperios. RESPUESTA = Se le debe incrementar al aire acondicionado 12 amperios debido a que es el que presenta mayor consumo (12 A x 25% = 3A) , el aire acondicionado de 12 amperios incrementará la acometida en 3 amperios.
4.9 BALANCEO DE CARGAS Cuando una acometida lleva más de una fase, debemos tener la precaución de no sobrecargar más una fase que otra, para eso debemos tener en cuenta las demandas de corriente por cada ramal, es decir que se debe procurar el mayor equilibrio.
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IV - CALCULO DE ACOMETIDAS
4.9.1 Cargas no coincidentes. NTC.2050 220-21. Cuando no sea probable que se utilicen simultáneamente dos cargas distintas, se puede omitir la más pequeña de las dos en el neutro al calcular la carga total del alimentador Ejemplo 4.N En una vivienda que se está realizando el cálculo para una acometida de 240V, (cargas no coincidentes). Un aire acondicionado de 115 V a 12 amperios y un lavavajillas de 10 amperios nominales a 120V. las cargas quedarían así: Aire acondicionado a 115 V y lavavajillas a 120 V*………
Fase A 12
Neutro 12
Fase B 10
En este caso lo normal es que el neutro tuviera la suma de ambas fases es decir 12 + 10 = 22 A, pero como ambas cargas no fusionarán al tiempo, se toma únicamente la mayor de las 2 cargas.
4.10 CALCULOS DE TUBERIA Y CALIBRE E LOS CONDUCTORES Los ramales monofasicos son de 3 conductores (Linea, Neutro y Tierra). En el capitulo 1, estan los cuadros de cómo calcular las tuberias y calibre de los conductores. Aplicando esos principios se llegara a la tabla que se presenta a continuacion. La cual dependiendo del Ramal (Amperaje del dispositivo de protección), se conocerá la tuberia y el calibre del conductor a utilizar. Ramales 15 y 20 A
Calibre conductor 12 AWG
Diametro tuberia 1/2''
30 A
10 AWG
3/4''
40 y 50 A
8 AWG
1 ''
60 A
6 AWG
1''
70 A
4 AWG
1 1/4''
En el siguiente ejemplo se va a juntarlo todo, con los mismos valores de los ejemplos anteriores para hacerlo más práctico. Ejemplo 4.O El siguiente ejemplo los cálculos usarán valores para una acometida monofásica trifilar es decir (120/240) Una vivienda unifamiliar tiene una superficie en planta de 120 m² sin contar un sótano vacío, el ático sin terminar y los porches. Tiene instalada una estufa de 14 kW y una secadora de 6 kW a 240 voltios. La vivienda cuenta con los siguientes artefactos: un aparato de aire acondicionado de 6 amperios a 230 V, otro de 12 amperios a 115 V*, un triturador de basuras de 8 amperios nominales a 115 V y un lavavajillas de 10 amperios nominales a 120 V*. SOLUCIÓN Sótanos vacíos, ático sin terminar ó porches no se incluyen en los cálculos. 220-3b) de la NTC 2050
= 2.1
ñ
No. Circuitos lavandería y planchado
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2 Circuitos de 15 A, para alumbrado = 1.6
2 Circuitos de 20 A, tomacorriente uso general. 1 Circuitos de 20 A, para alumbrado
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IV - CALCULO DE ACOMETIDAS
Quiere decir que para alumbrado y pequeños aparatos tenemos en total 5 circuitos que consumen una carga de corriente tal como se calcula a continuación. Carga de corriente total = Carga de demanda total alumbrado pequeños artefactos (VA) / 120 V 4 869 VA / 120 V = 40,575 A Dividida esta corriente entre los 6 circuitos: 40,575 A / 5 = 8.115 = 8.1 Amperios por circuito La estufa consume 14 kW A la Estufa le corresponde
(14 kVA ÷240 V) x 80% = 1 cargas de 46.7 Amperios.
La secadora consume 6 kW A la secadora le corresponde
(6 kVA ÷240 V) x 100% = 1 cargas de 25 Amperios.
2 circuito Tomacorrientes de uso general 1 circuito Lavandería y planchado 2 circuitos alumbrado Estufa Secadora Aire acondicionado a 230 V Aire acondicionado a 115 V y lavavajillas a 120 V* (cargas no coincidentes) Triturador de basuras a 115 V 25 % de motor más grande (Artículo 430-24) TOTAL
Fase A 8.1 8.1 46.7 25
Neutro 16.2 8.1 16.2 -
Fase B 8.1 8.1 8.1 46.7 25
6 10
12
6 12
8 11.9
8 3 63,5 + 70% 107,95 A
3______ 117
Calculo del Neutro, se sobredimensiona a un 70% más. El 70% se tiene en cuenta por desbalances que puedan presentarse
De las 3 columnas se escoge la de mayor consumo. Para este caso FASE B es el de mayor valor (117 A), entonces se usara en los 3 conductores. Cable a 750C, THHW calibre AWG 1.
4.11 OTRA FORMA DE CÁLCULO. El siguiente ejemplo, cabe anotar que, esta es un forma personal que plantea el autor de esta ''Guía para las Instalaciones Eléctricas''. Nos basaremos en casos reales de cómo están las cosas hoy en día respecto a bombillas energéticas. Además hoy en día son muchas las casas en Colombia que la acometida para cocina es gas natural y no se usa la electricidad para cocinar los alimentos. Los factores nuevos a considerar serán los siguientes: 1. La Estufa solo se calculará cuando la casa no tiene acometida de gas natural, es decir que el sector o población no cuenta con este servicio. 2.
Las bombillas de ahorro energía por su bajo consumo se incluirán en los circuitos de pequeños artefactos (tomacorrientes de uso general).
Ejemplo 4.P Para los cálculos iremos a suponer la misma vivienda que hemos tratado, con la diferencia de que esta vivienda tiene acometida de gas natural y además debe usar bombillas de ahorro, debido a que las bombillas incandescentes no se venden ya. Los cálculos quedarán así:
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IV - CALCULO DE ACOMETIDAS
Carga de alumbrado y pequeños artefactos (32 VA x 120 m2) Carga de plancha y lavadora Primeros 3000 VA al 100% ……………………………………….. Resto de la carga 5340 VA - 3000 = 2340 VA al 35% …………………………... CARGA TOTAL(Alumbrado y pequeños artefactos)……………
3 840 VA + 1 500 VA_ 5 340 VA 3 000 VA + 819 VA_ 3 819 VA
Quiere decir que para alumbrado y pequeños aparatos tenemos 2 circuitos de 20 A ya calculados más otro de 20 A de lavadora y plancha son en total 3 circuitos que consumen una carga de corriente . Carga de corriente total = Carga de demanda total alumbrado pequeños artefactos (VA) / 120 V 3819 VA / 120 V = 31,825 A Dividida esta corriente entre los 3 circuitos:
31,825 / 3 = 10.6 Amperios por circuito
2 circuitos de tomacorriente y alumbrado 1 circuito Lavandería y planchado Secadora Aire acondicionado a 230 V Aire acondicionado a 115 V y lavavajillas a 120 V* (cargas no coincidentes) Triturador de basuras a 115 V 25 % de motor más grande (Artículo 430-24) TOTAL
Fase A 10.6 10.6 25 6 10
Neutro 21.2 10.6 12
Fase B 10.6 25 6 12
62,4
8 3 54,8 + 70% 93,2 A
8 3______ 63,6
Calculo del Neutro, se sobredimensiona a un 70% mas 70% se tiene en cuenta por desbalances que puedan presentarse
De las 3 columnas se escoge la de mayor consumo. Para este caso NEUTRO es el de mayor valor (93.2 A), entonces se usara en los 3 conductores. Cable a 750C, THHW calibre AWG 3. Ejemplo 4.Q Exactamente el caso anterior pero, suponiendo que no hay acometida de gas y la estufa a usar es la que ya conocemos que es de 12 kW. Fase A Neutro Fase B Total del ejercicio anterior 62.4 54.8 63.6 Estufa 46.7 46.7 109.1 55.4 110.3 + 70% Calculo del Neutro, se sobredimensiona a un 70% mas 93,2 A 70% se tiene en cuenta por desbalances que puedan presentarse De las 3 columnas se escoge la de mayor consumo. Para este caso FASE B es el de mayor valor (110.3 A), entonces se usara en los 3 conductores. Cable a 750C, THHW calibre AWG 2. OBSERVACIONES Al usar las bombillas energéticas, añadiéndolas dentro de los circuitos ramales de 20 A artefactos pequeños, el cableado de acometida cambio, también es un ahorro en tubería, cableado y breakers debido a que el numero de ramales es menor y el tablero eléctrico también será más pequeño.
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V - DIAGRAMA UNIFILAR Y CUADRO DE CARGAS
CAPITULO 5. - DIAGRAMA UNIFILAR y CUADRO DE CARGAS 5.1 DIAGRAMA UNIFILAR Es el esquema o diagrama de una línea (unifilar) que nos da una idea general de toda la instalación eléctrica, desde la acometida hasta los circuitos ramales, contiene los siguientes datos:
Cantidad y calibre de los conductores de la acometida Caja de medidor Diámetro de la tubería Número de circuitos del tablero Conexión a tierra
Se llama diagrama unifilar porque el dibujo es realmente una sola línea (unifilar), con pequeños trazos que indican si se utilizan dos, tres o cuatro conductores para alimentar la vivienda. Prácticamente son dos diagramas, uno general indicando la acometida y conexiones hasta el tablero y otro de esquema de conexión de los dispositivos de protección, que varía de acuerdo al sistema usado para alimentar la vivienda. veamos los siguientes diagramas:
Sistema Trifilar
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Sistema Trifásico Tetrafilar
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V - DIAGRAMA UNIFILAR Y CUADRO DE CARGAS
Ejemplo 5.A En base al Ejemplo 4.9 , Elaborar en un cuadro el proyecto donde se muestre por cada ramal su voltaje, dispositivo de protección, calibre de conductores, tubería, balance entre fases y aparatos que alimenta el ramal.
2 circuito Tomacorrientes de uso general 1 circuito Lavandería y planchado 2 circuitos alumbrado Estufa Secadora Aire acondicionado a 230 V Aire acondicionado a 115 V y lavavajillas a 120 V* (cargas no coincidentes) Triturador de basuras a 115 V 25 % de motor más grande (Artículo 430-24) TOTAL
Fase A 8.1 8.1 46.7 25
Neutro 16.2 8.1 16.2 -
Fase B 8.1 8.1 8.1 46.7 25
6 10
12
6 12
8 111.9
8 3 63,5 + 70% 107,95 A
3______ 117
Calculo del Neutro, se sobredimensiona a un 70% más. 70% se tiene en cuenta por desbalances que puedan presentarse
ACOMETIDA
Cable a 750C, THHW calibre AWG 1.
No. de Ramal
Voltaje (V)
Protección (A)
Calibre del conductor
Calibre Tuberia
Fase 1
Neutro
Fase 2
1y3 2y4
120 120
15 20
2 x 12 AGG 3 x 12 AGG
1/2'' 1/2''
8.1 8.1
16.2 16.2
8.1 8.1
5y7 6y8
120 240
60 30
3 x 6 AWG 3 x 10 AWG
1'' 3/4''
46.7 25
-
46.7 25
6 8 10 -
8 12* * 8.1 3
6
9 y 11 10 12 13 15 La mayor
240 10 3 x 12 AGG 1/2'' 120 3 x 12 AGG 1/2'' 120 15 3 x 12 AGG 1/2'' 120 10 3 x 12 AGG 1/2'' 120 20 3 x 12 AGG 1/2'' de las cargas al 25 % (artefactos con motor) Exepto lavadora y secadora TOTAL Neutro + 70% ACOMETIDA
Balance de Fases
12 8.1 3
Salida Artefacto
Alumbrado Tomacorriente uso general Estufa Secadora
Aire acondicionado 1 Triturado de Basura Aire acondicionado 2 Lavabajillas Lanvanderia y planchado
63,5 117 107,9 5 Cable a 750C, THHW calibre AWG 1
*
111.9
CARGAS NO COINCIDENTES: Cuando no sea probable que se utilicen simultáneamente dos cargas distintas, se puede omitir la más pequeña de las dos en el neutro al calcular la carga total del alimentador NTC 2050 220-21 (Ramales 12 y 13)
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5.2 TABLEROS DE DISTRIBUCIÓN Los tableros de distribución consisten en paneles sencillos o conjuntos de paneles diseñados para ser ensamblados en forma de un sólo panel que incluye: barrajes, elementos de conexión, dispositivos automáticos de protección contra sobrecorriente y que pueden estar equipados con interruptores para accionamiento de circuitos de alumbrado, calefacción o fuerza. Los tableros de distribución son diseñados para instalación en gabinetes o cajas o montados sobre la pared y son accesibles solo por su frente. 2.1 Panel de distribución para circuito ramal de alumbrado y artefactos. NTC 2050 384-14.. Un panel de distribución para circuito ramal de alumbrado y artefactos es el que tiene más de un 10 % de sus dispositivos de protección contra sobrecorriente de 30 A nominales o menos, con conexiones para el neutro. 2.2 Número de dispositivos de protección contra sobrecorriente en un panel de distribución. NTC.2050 384-15. En un armario o caja de corte no se deben instalar más de 42 dispositivos de sobrecorriente (además de los del alimentador) para circuitos ramales de alumbrado y artefactos. Todos los paneles de distribución para circuitos ramales de alumbrado y artefactos deben estar dotados de medios físicos que eviten la instalación de más dispositivos de sobrecorriente que aquéllos para los que el panel de distribución está diseñado, dimensionado y aprobado. 2.3 Protección contra sobrecorriente. NTC.2050 384-16a) y b) Los paneles de distribución equipados con interruptores de acción rápida de 30 A (Aquí se incluye los circuitos ramales de alumbrado y pequeños artefactos) nominales o menos deben tener un dispositivo de protección contra sobrecorriente que no supere los 200 A.
5.3 SIMBOLOS ELÉCTRICOS (RETIE)
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Símbolos Eléctricos (RETIE) CONTINUACION…
5.4 CIRCUITOS BÁSICOS EN LAS VIVIENDAS 5.4.1 Instalación de un tomacorriente Distancias: Todos los tomas se colocaran a 0.2 m por encima del piso, a excepción de los tomas de baños, cocina y algunos de la zona de ropas. Esto para evitar que el cordón del artefacto se desenchufe debido a su propio peso. Los tomacorrientes no deben estar a una distancia mayor de 1.80 m del donde comienza o termina una pared, y en una pared los tomacorrientes no deben estar a una distancia mayor de 3.6 m entre ellos, esta distancia incluye las paredes juntas por el ángulo de 90 0. Cada recinto tendrá al menos dos tomas dobles colocados en diferentes paredes y preferiblemente en sus extremos, ya que en el centro corren el riesgo de ser tapados con los muebles. En los baños se instalará al menos un tomacorriente doble (se acostumbra un toma-swiche) adyacente al lavamanos. No se deben instalar a 0.2 m del piso debido a la humedad. Tomas con protección de falla a tierra: se deben instalar para protección de las personas en los siguientes casos: baños, garajes, exteriores, en zona de cocina y de ropas.
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Esquema Multifilar
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Esquema unifilar
Esquema Topográfico
5.4.2 Punto de luz, (dos luces en paralelo). Alumbrado. El nivel de iluminación residencial se puede seleccionar sin obedecer a un estudio especializado. Esto aunque no es técnicamente adecuado, se debe a la facilidad de disponer en el mercado lámparas de diferentes lúmenes con el fin de encontrar el nivel de iluminación deseado. Interruptores (suiches) no deben conectarse al conductor neutro. El que debe interrumpirse es el conductor activo. Se coloca a una distancia de 0,1 a 0,2 m de las puertas o esquina de las paredes a una altura de 1,5 m del piso. Esquema Multifilar
Esquema Topográfico
Esquema unifilar
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V - DIAGRAMA UNIFILAR Y CUADRO DE CARGAS
5.4.3 El Timbre. No debe conectarse al conductor neutro. El que debe interrumpirse es el conductor activo. Se coloca a una distancia de 0,1 a 0,2 m de la puertas o esquina de la pared a una altura de 1,5 m del piso.
Esquema Multifilar
Esquema Topografico
Esquema unifilar
5.4.4 Encender o apagar una lámpara desde 2 puntos (conmutador) Cualquiera de los 2 conmutadores sirve para apagar o para encender la lámpara, su uso podría ser para largos pasillos, in interruptor se coloca al inicio y el otro al final del pasillo, o al principio y al final de una escalera.
Esquema Multifilar
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Esquema unifilar
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V - DIAGRAMA UNIFILAR Y CUADRO DE CARGAS
Esquema Topografico
5.4.5 Encender o apagar una lรกmpara desde 3 puntos (conmutador de cruce) Desde 3 o mรกs lugares podemos encender o apagar una lรกmpara La altura de los mecanismos podrรก ser entre 70 cm junto a las cabeceras de las camas y entre 80 cm y 120 cm para el resto de sitios. conmutador de cruce
Esquema Multifilar
Esquema unifilar
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V - DIAGRAMA UNIFILAR Y CUADRO DE CARGAS
Esquema Topográfico Conmutador de cruce
5.4.6 Distribución de circuitos en habitaciones. En una habitación pueden coexistir varios circuitos. Tomacorrientes de uso general y alumbrado. Por ello es una buena norma instalar tubos distintos para cada uno de los circuitos y tratarlos por separado. Sin embargo en ocasiones simplifica mucho la realización práctica de los circuitos la utilización de un mismo tubo por el que circulan dos líneas independientes. Un ejemplo de esto es el circuito del interruptor y el enchufe: Esquema Multifilar
Esquema Topográfico
Esquema unifilar
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VI - MOTORES
CAPITULO 6. - MOTORES 6.1 DEFINICIÓN Un motor eléctrico es esencialmente una máquina que convierte energía eléctrica en movimiento o trabajo mecánico, a través de medios electromagnéticos. Debido a que son muchos y variados los tipos de motores eléctricos, existen numerosas formas de catalogarlos. Este libro describe los aspectos más básicos y relevantes en cuanto a motores.
6.1.1
6.1.2
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VI - MOTORES
6.1.3
6.2 MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA 6.2.1 Motor Serie El motor serie o motor de excitación en serie, es un tipo de motor eléctrico de corriente continua en el cual el inducido y el devanado inductor o de excitación van conectados en serie. Por lo tanto, la corriente de excitación o del inductor es también la corriente del inducido absorbida por el motor.
Las principales características de este motor son: Se embala cuando funciona en vacío, debido a que la velocidad de un motor de corriente continua aumenta al disminuir el flujo inductor y, en el motor serie, este disminuye al aumentar la velocidad, puesto que la intensidad en el inductor es la misma que en el inducido.
La potencia es casi constante a cualquier velocidad.
Le afectan poco la variaciones bruscas de la tensión de alimentación, ya que un aumento de esta provoca un aumento de la intensidad y, por lo tanto, del flujo y de la fuerza contra-electromotriz, estabilizándose la intensidad absorbida
6.2.2 Motor Compound Un motor compound (o motor de excitación compuesta) es un Motor eléctrico de corriente continua cuya excitación es originada por dos bobinados inductores independientes; uno dispuesto en serie con el bobinado inducido y otro conectado en derivación con el circuito formado por los bobinados: inducido, inductor serie e inductor auxiliar. Los motores compuestos tienen un campo serie sobre el tope del bobinado del campo shunt. Este campo serie, el cual consiste de pocas vueltas de un alambre grueso, es conectado en serie con la armadura y lleva la corriente de armadura.
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VI - MOTORES
El flujo del campo serie varia directamente a medida que la corriente de armadura varía, y es directamente proporcional a la carga. El campo serie se conecta de manera tal que su flujo se añade al flujo del campo principal shunt. Los motores compound se conectan normalmente de esta manera y se denominan como compound acumulativo. Esto provee una característica de velocidad que no es tan “dura” o plana como la del motor shunt, ni tan “suave” como la de un motor serie. Un motor compound tiene un limitado rango de debilitamiento de campo; la debilitación del campo puede resultar en exceder la máxima velocidad segura del motor sin carga. Los motores de corriente continua compound son algunas veces utilizados donde se requiera una respuesta estable de par constante para un rango de velocidades amplio. El motor compound es un motor de excitación o campo independiente con propiedades de motor serie. El motor da un par constante por medio del campo independiente al que se suma el campo serie con un valor de carga igual que el del inducido. Cuantos más amperios pasan por el inducido mas campo serie se origina, claro está, siempre sin pasar del consumo nominal. 6.2.3 Motor Shunt El motor shunt o motor de excitación en paralelo es un motor eléctrico de corriente continua cuyo bobinado inductor principal está conectado en derivación o paralelo con el circuito formado por los bobinados inducido e inductor auxiliar. Al igual que en los dinamos shunt, las bobinas principales están constituidas por muchas espiras y con hilo de poca sección, por lo que la resistencia del bobinado inductor principal es muy grande. En el instante del arranque, el par motor que se desarrolla es menor que el motor serie, (también uno de los componentes del motor de corriente continua). Al disminuir la intensidad absorbida, el régimen de giro apenas sufre variación. Es el tipo de motor de corriente continua cuya velocidad no disminuye más que ligeramente cuando el par aumenta. Los motores de corriente continua en derivación son adecuados para aplicaciones en donde se necesita velocidad constante a cualquier ajuste del control o en los casos en que es necesario un rango apreciable de velocidades (por medio del control del campo). El motor en derivación se utiliza en aplicaciones de velocidad constante, como en los accionamientos para los generadores de corriente continua en los grupos moto generadores de corriente continua.
6.3 MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA 6.3.1 Motores monofásicos Motor de arranque a resistencia. Posee dos bobinas una de arranque y una bobina de trabajo.
Motor de arranque a condensador. Posee un condensador electrolítico en serie con la bobina de arranque la cual proporciona más fuerza al momento de la marcha y se puede colocar otra en paralelo la cual mejora la reactancia del motor permitiendo que entregue toda la potencia.
Motor de marcha.
Motor de doble condensador.
Motor de polos sombreados o polo sombra.
6.3.2 Motores Trifásicos Los motores trifásicos usualmente son más utilizados en la industria, Además, el sentido de la rotación del campo en un motor trifásico puede cambiarse, invirtiendo dos puntas cualesquiera del estator, lo cual desplaza las fases, de manera que el campo magnético gira en dirección opuesta.
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VI - MOTORES
Los motores trifásicos se usan para accionar máquinas-herramientas, bombas, elevadores, ventiladores, sopladores y muchas otras máquinas. Básicamente están construidos de tres partes esenciales: Estator, rotor y tapas. El estator consiste de un marco o carcasa y un núcleo laminado de acero al silicio, así como un devanado formado por bobinas individuales colocadas en sus ranuras. 6.3.2.1 Tipos de motores trifásicos Básicamente son de dos tipos:
De jaula de ardilla. De rotor devanado
El de jaula de ardilla es el más usado y recibe este nombre debido a que parece una jaula de ardilla de aluminio fundido. Ambos tipos de rotores contienen un núcleo laminado en contacto sobre el eje. El motor tiene tapas en ambos lados, sobre las cuales se encuentran montados los rodamientos sobre los que rueda el rotor. Estas tapas se fijan a la carcasa en ambos extremos por medio de tomillos de sujeción. Los rodamientos o chumaceras pueden ser de rodillos o de deslizamiento. Rotor Devanado El rotor devanado o bobinado, como su nombre lo indica, lleva unas bobinas que se conectan a unos anillos deslizantes colocados en el eje; por medio de unas escobillas se conecta el rotor a unas resistencias que se pueden variar hasta poner el rotor en corto circuito al igual que el eje de jaula de ardilla.
6.3.2.2 Alimentación de un motor trifásico Existen dos posibilidades de conectar el estator de un motor trifásico a una red trifásica: En conexión triángulo, si disponemos de una red trifásica cuyo valor nominal coincide con la máxima tensión que pueden soportar las bobinas del motor. En conexión estrella, si la tensión de la red es 3 veces superior a la tensión que soportan las bobinas del motor. Representamos ambas conexiones en la siguiente figura, junto a cada una de ellas colocamos la disposición gráfica que justifica su nombre. Por este motivo todo motor trifásico tiene siempre dos tensiones de alimentación en su placa de características. Por ejemplo, 220 V/380 V o 380/ 660 V.
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VI - MOTORES
Debemos tener muy en cuenta que la tensión nominal del motor es la menor de ellas, pero que existe la posibilidad de conectarlo a una red de tensión 3 veces mayor, conectándolo en estrella. Para realizar fácilmente uno u otro conexionado, se disponen los seis bornes de los devanados en posición alternada, como mostramos en la caja de bornes de la siguiente figura. Con unas simples platinas metálicas se puede realizar los puentes indicados.
6.4 CARACTERISTICAS LOS MOTORES 6.4.1 Rendimiento El rendimiento de una máquina eléctrica es el mismo que para cualquier otro sistema
=
η=
6.4.2 Valores nominales Son los Valores asignados a las diferentes magnitudes del diseñó y suelen estar relacionados con los valores máximos, definen el punto de funcionamiento normal de la máquina. 6.4.3 Placa De Características En ella aparecen los valores nominales: Tensiones nominales Potencia nominal Frecuencia nominal Intensidad nominal Velocidad nominal Factor de potencia nominal Rendimiento nominal También se añade información adicional Fabricante, modelo, No. de serie Modo de refrigeración (IC XxxXxx) Grado de protección IP xx Clase de aislamiento (Y, A, B, C, H) Clase de servicio (Interrumpido, Intermitente y Temporal) 6.4.3.1 Tensión Nominal Está relacionada con el nivel de aislamiento de la máquina y/o la intensidad o el flujo del campo magnético (=> Valor máximo) Es la tensión de la red de conexión
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VI - MOTORES
6.4.3.2 Intensidad Nominal Está relacionada con el calentamiento de la máquina y los conductores (=> Valor máximo) Indica la carga máxima soportada 6.4.3.3 Potencia Es la rapidez con la que se realiza un trabajo; en física la Potencia = Trabajo/tiempo, la unidad del Sistema Internacional para la potencia es el joule por segundo, y se denomina watt (W) Potencia (Aparente) Nominal Está expresada en kVA - En Monofásica: SN = UN x IN - En Trifásica: SN = UN x I N Potencia (Activa) Nominal En los motores, la potencia nominal es la potencia mecánica del eje cuando el motor esta a plena carga Se expresa en kW, HP o CV. 1 HP ≈ 746 W 6.4.3.4 Carcasa La carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor. El material empleado para su fabricación depende del tipo de motor, de su diseño y su aplicación. Así pues, la carcasa puede ser: a) b) c) d) e)
Totalmente cerrada Abierta A prueba de goteo A prueba de explosiones De tipo sumergible
6.4.3.5 Factor de Potencia. Es la relación entre la potencia activa (kW) y la potencia aparente (kVA), del mismo sistema, está definida como el coseno del ángulo de desfase entre voltaje y corriente. Por ejemplo si no hay desfase (0 grados), es decir Cos 0 0 = 1, por lo tanto el factor de potencia siempre es número mayor a cero y menor o igual a 1. Un dato importantísimo a tener en cuenta es que entre menor es el factor de potencia, hay más consumo de corriente en el motor. Para corregir el factor de potencia se hace el uso de condensadores, (debido a que hace lo opuesto que una bobina, es decir: en lugar de atrasar la corriente con respecto al voltaje, se atrasa el voltaje con respecto a la corriente, y el motor internamente son bobinas, por eso su opuesto para este caso sería condensadores) Ejemplo 6.A Tenemos un motor de 20 HP a 220 Voltios, con un factor de potencia de 0.7.
=
=
= 56 Amperios
Suponiendo que con condensadores el factor de potencia se corrigió a 0.98 el consumo de corriente será: = 40 Amperios La forma de conectar los condensadores para corregir el factor de potencia en un motor es en paralelo a su alimentación como lo indica la siguiente figura:
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De acuerdo a la tabla anterior, únicamente se requiere conocer el factor de potencia actual, el factor deseado y la demanda en Kilowatts. El cruce de los dos factores en la tabla señala el valor que se debe multiplicar por lo Kilowatts para obtener el capacitor necesario.
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6.5 CIRCUITOS DERIVADOS, ALIMENTADORES Y PROTECCIÓN ELÉCTRICOS (Sección dedicada al arranque directo).
DE
LOS
MOTORES
6.5.1 Introducción Las normas técnicas para instalaciones eléctricas (NTC 2050 y RETIE), dedican secciones dedicadas a los motores eléctricos de manera extensiva. Los requerimientos de diseño para los circuitos derivados de los motores son independientes del tipo de instalación. Los motores se designan por su potencia, expresada en Caballos de fuerza (HP) o kW. potencia que un motor eléctrico puede desarrollar depende de su potencia,
La cantidad de
Los distintos tipos de motores son protegidos con diseños apropiados para su instalación. Se incluyen: Los conductores del circuito derivado, controles, arrancadores, dispositivos de protección y los medios de desconexión. 6.5.2 Los elementos de los circuitos derivados 6.5.2.1 Los conductores Los conductores de los circuitos derivados para motores son de cobre o aluminio y deben estar suficientemente bien dimensionados, para soportar los arranques y paradas; así como la operación continua en el accionamiento de su cargas. Los conductores de circuitos derivados para motores se sobredimensionan al 125% de la corriente a plena carga del motor. 6.5.2.2 Protección contra Sobre Corriente La corriente de arranque o de inserción de un motor, se presenta cuando se le aplica la potencia y el motor arranca. La corriente de operación, es aquella que toma el motor mientras acciona la carga La corriente de arranque de la mayoría de los motores es de 4 a 6 veces la corriente nominal, basada en el código de letras de la tabla de motores con rotor bloqueado. La protección contra sobre corriente no debe sobrepasar los porcentajes indicados en la tabla 3.4, basada en la aplicación de los dispositivos de protección (fusibles e interruptores), si el cálculo con los valores de la tabla 3.4 da resultados da resultados de características de protección no estándares, entonces se escoge el valor inmediatamente estándar superior. En el caso de que con el valor de dispositivo seleccionado no pueda arrancar y acelerar su carga accionada, entonces se aplican por excepción los siguientes porcentajes. Para fusibles sin retardo de tiempo. No se debe exceder el 400% de la corriente a plena carga con valores hasta de 600 A Para fusibles con retardo de tiempo. No se debe exceder el 225% de la corriente a plena carga del motor. Interruptores. No se debe exceder el 400% de la corriente a plena carga con valores hasta de 100 A. Para corrientes mayores se toma el 300%. Interruptores de disparo instantáneo. No se debe exceder el 300% de la corriente a plena carga del motor. 6.5.2.3 Dispositivo desconectador Se debe incluir en el circuito derivado del motor un dispositivo desconectador, que facilite la desconexión del motor de la fuente de alimentación. Permitiendo que personal autorizado pueda tener acceso a este para cortar la energía en caso de mantenimiento. - Se instala a la vista a no más de 15 mts. - Debe poder ser bloqueado en la posición de abierto. (condenar su arranque).
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6.5.2.4 Tabla 430-150 Corriente a plena carga de motores trifásicos de corriente alterna NTC 2050
*Para factores de potencia del 90 y el 80 por 100, las cifras anteriores se deben multiplicar respectivamente por 1,1 y 1,25. 6.5.2.5 NTC 2050
Para ciertas excepciones a los valores especificados, véanse los Artículos 430-52 a 430-54. * Los valores de la última columna también cubren las corrientes nominales de los interruptores automáticos de tipo inverso y no ajustables, que pueden estar modificadas en el Artículo 430-52. ** Los valores de esta columna se aplican a fusibles de Clase CC con retardo de tiempo. # Los motores sincrónicos de bajo par y baja velocidad (usualmente 450 r.p.m. o menos), como los utilizados para accionar compresores alternativos (reciprocantes), bombas, etc. que arrancan sin carga, no requieren que la capacidad nominal de los fusibles o ajuste de los interruptores automáticos sea mayor al 200 % de la corriente a plena carga.
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Ejemplo 6.A Calcular el calibre del conductor de cobre tipo THWN requerido para alimentar un motor trifásico de inducción de 60 HP a 230 voltios. SOLUCION De la tabla 430-150 NTC 2050 para un motor de 60 HP a 230 V, la corriente es de 154 A. El conductor del circuito derivado se calcula para el 125% de esta corriente, es decir: 154 A x 125% = 192.5 A De la tabla 310-16 de la NTC 2050, el calibre requerido del conductor de cobre THWN (750C), es el 3/0 AWG Ejemplo 6.B Calcular el calibre de los conductores de cobre tipo THWN, y la capacidad del interruptor requeridos para permitir que un motor trifásico de inducción de 200 HP a 460 voltios, pueda arrancar y operar SOLUCION De la tabla 430-150 NTC 2050 para un motor de 200 HP a 460 V, la corriente es de 240 A. El calibre del conductor será:
240 A x 125% = 300 A
=>
AGW 350 KCM
De la tabla 430-152 de la NTC 2050 para motores de tipo jaula de ardilla, todos menos el tipo E, con arranque a pleno voltaje, sin letra de código, usando interruptor de tiempo inverso, el porcentaje de corriente a aplicar es: I x 300% => 240 x 300% = 720 A Los tamaños comerciales inmediatamente superior e inferior de los fusibles son: 700 A y 800 A. Ejemplo 6.C Para un motor trifásico de inducción de 25 HP a 230 voltios, se desea calcular el tamaño de los dispositivos de protección. a) b) c) d)
Si se trata de un fusible sin retardo de tiempo Para fusible con retardo de tiempo Para interruptor de tiempo inverso Para interruptor con disparo instantáneo.
a) Para un motor trifásico de 25 HP a 230 V, es:
SOLUCION 68 A
De la tabla 430-152 de la NTC 2050, para motores trifásicos y fusibles sin retardo de tiempo, se toma el 300% de la corriente nominal del motor, es decir: 68 A x 300% = 204 A. Los tamaños comerciales inmediatamente superior e inferior de los fusibles son: 200 A y 225 A. b) Usando fusible con retardo de tiempo, de la tabla 430-152 de la NTC 2050 corriente nominal del motor, es decir: 68 A x 175% = 119 A
se toma el 175% de la
Los tamaños comerciales inmediatamente superior e inferior de los fusibles son: 110 A y 125 A c) Usando un interruptor de tiempo inverso, la tabla 430-152 de la NTC 2050 corriente nominal del motor, es decir: 68 A x 250% = 170 A
se toma el 250% de la
Los tamaños comerciales inmediatamente superior e inferior de los fusibles son: 150 A y 175 A d) Usando un interruptor de disparo instantáneo, la tabla 430-152 de la NTC 2050 se toma el 800% de la corriente nominal del motor, es decir: 68 A x 800% = 544 El ajuste máximo del interruptor debe ser entonces de 544 A.
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Ejemplo 6.D Calcular el calibre de los conductores y el tamaño de los dispositivos de protección requeridos para permitir que arranque y opere un motor trifásico de inducción de 30 HP a 230 V. Se usaran conductores de cobre tipo THWN y los dispositivos de protección, son fusibles con retardo de tiempo. SOLUCIÓN Para un motor trifásico de inducción de 30 HP a 230 V, de la tabla 430-150 NTC 2050, la corriente nominal es de: 80 A. El calibre del conductor es el 25% mas: 80 x 125% = 100 A De la tabla 310-16 de la NTC 2050, para 100 Amperios el calibre requerido del conductor de cobre THWN (750C), es 3 AWG. Si se usa u fusible con retardo e tiempo, de la tabla 430-152 de la NTC 2050 , para motores trifásicos con motores a arranque directo, y sin letra de código, se toma el 175% de la corriente nominal, es decir: 80 x 175% = 140 A. Los tamaños comerciales inmediatamente superior e inferior de los fusibles son: 145 A y 150 A 6.5.3 Circuitos alimentadores para motores eléctricos. Los conductores que alimentan los motores eléctricos deben tener su capacidad normal en amperios para alimentar la corriente a plena carga del motor. Estos conductores de acuerdo a su aislamiento se pueden seleccionar para 600C, 750C o 900C. Considerando además que el impacto del medio ambiente en que están instalados los motores. Los conductores que los alimentan, están sometidos a altas corrientes de arranque (4 a 6 veces la nominal) Cuando se alimenta a un motor los conductores se dimensionan, y también las corrientes de los ciclos continuos de operación. Cuando se alimenta a un solo motor, los conductores se dimensional tomando el 125% de la corriente nominal. Los datos de la intensidad a plena carga que consumen los motores se consultan en las tablas 430147 a la 430-150 de la NTC 2050. 6.5.3.1 Cálculos de circuitos alimentadores para motores y otras cargas distintas de estos La capacidad de conducción de corriente de los conductores del alimentador se calcula al 125%, de la corriente a plena carga del motor mayor, mas la suma de las corrientes a plena carga de los motores restantes. Cargas adicionales o bien otros motores se agregan a esta sumatoria. I = 1.25 x I(motor mayor) + suma(I de los otros motores) + I(otras cargas) I(otras cargas) se calculan al 100% o al 125% si el ciclo es continuo o no continuo respectivamente. Ejemplo 6.E Calcular el calibre del conductor THWN del alimentador para los siguientes motores que trabajan a 460 Vac. Alimentador
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SOLUCIÓN De la tabla 430-150 NTC 2050, corriente a plena carga de motores trifásicos de inducción a 460V es: para:
30 HP = 40 A 40 HP = 52 A 50 HP = 65 A
De acuerdo al procedimiento, el calibre del conductor del alimentador se calcula así: I = 1.25 x I(motor mayor) + suma(I de los otros motores) I = 1.25 x 65A + (40A + 52A) I=
81.25A +
92A
= 173,25 A
De la tabla 310-16 de la NTC 2050, para 173,25 Amperios el calibre requerido del conductor de cobre THWN (750C), es 2/0 AWG. Ejemplo 6.F Calcular el calibre de los conductores de cobre tipo THWN que se requiere en el circuito alimentador para 4 motores, con los dato técnicos indicados, y que además alimenta oras cargas de 50 A (con ciclo no continuo) y de 35 A (con ciclo continuo). DATOS DE LOS MOTORES: MOTOR 1: 5 HP, 230V., 3 fases, factor de servicio 1.15, elevación de temperatura 400C, letra de código C. MOTOR 2: 7.5 HP, 230V., 3 fases, factor de servicio 1.15, elevación de temperatura 400C, letra de código C. MOTOR 3: 10 HP, 230V., 3 fases, factor de servicio 1.15, elevación de temperatura 400C, letra de código C. MOTOR 4: 15 HP, 230V., 3 fases, factor de servicio 1.15, elevación de temperatura 400C, letra de código C.
SOLUCIÓN De la tabla 430-150 NTC 2050, corriente a plena carga de motores trifásicos de inducción a 230V es: para:
5 HP 7.5 HP 10 HP 15 HP
= = = =
15.2 A 22 A 28 A 42 A
De acuerdo al procedimiento, el calibre del conductor del alimentador se calcula así: I = 1.25 x I(motor mayor)
+
I = 1.25 x
+
42A
I=
52,5
I=
211,45 A
+
suma(I otros motores) (15.2+22+28)A 65,2 A
+
[I(otras cargas)]
+
[(50 A x 100%)+ (35 A x 125%)]
+
[ 50 A + 43.75 A ]
De la tabla 310-16 de la NTC 2050, para 211,45 Amperios el calibre requerido del conductor de cobre THWN (750C), es 4/0 AWG.
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6.5.3.2 Tabla 430-148 Corriente a plena carga en A para motores monofásicos de c.a. NTC 2050
Ejemplo 6.G Calcular el tamaño del conductor THWN del alimentador requerido para alimentar una combinación de cargas de motores, aparatos y alumbrado de acuerdo a los datos de la siguiente figura:
SOLUCIÓN De la tabla 430-148 de la NTC 2050, corriente a plena carga de motores monofásicos es: para:
7.5 HP a 230 V = 40 A 2 HP a 115 V = 24 A 3 HP a 115 V = 34 A
De acuerdo al procedimiento, el calibre del conductor del alimentador se calcula así: I = 1.25 x I(motor mayor)
+
I = 1.25 x
+
I= I=
40A 50 A
+
suma(I otros motores) (40+24+34) A 98 A
+
I(otras cargas)
+
1.25 x (30 + 30 )
+
75 A
223 A
De la tabla 310-16 de la NTC 2050, para 223 Amperios el calibre requerido del conductor de cobre THWN (750C), es 4/0 AWG.
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6.5.3.3 NTC 2050
Ejemplo 6.H Calcular el tamaño del alimentador de cobre THWN para cuyo ciclo de trabajo se indica a continuación. para: 3 HP = 5 HP = 10 HP =
alimentar a los siguientes motores trifásicos a 230 V, 15 minutos, ciclo intermitente 5 minutos, ciclo intermitente ciclo continuo
SOLUCIÓN De la tabla 430-150 NTC 2050, corriente a plena carga de motores trifásicos de inducción a 230V es: para:
3 HP = 9.6 A 5 HP = 15.2 A 10 HP = 28 A
I = 1.25 x I(motor ciclo continuo) + 0.85(motor ciclo periódico) + 0.85(motor ciclo intermitente) I = 1.25 x
28A
I=
35
I=
56.8 A
+ +
(0.85 x 15.2)A
12.92 A
+
+
(0.85 x 9.6)A
8.16
De la tabla 310-16 de la NTC 2050, para 56.8 Amperios el calibre requerido del conductor de cobre THWN (750C), es 6 AWG. 6.5.3.4. NTC 2050
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1) Los motores de velocidades múltiples deben estar rotulados con la letra de código que designe los k VA por kilovatio o caballo (kW o HP) con rotor bloqueado, a la máxima velocidad a la cual se puede arrancar el motor. Excepción. Los motores de múltiples velocidades y potencia constante deben ir rotulados con la letra código indicativa del número máximo de kVA por kilovatio o caballo con rotor bloqueado.
de
2) Los motores de una sola velocidad que arrancan conectados en estrella (Y) y funcionan conectados en delta (∆), deben ir rotulados con la letra de código correspondiente a los kVA por kilovatio o caballo con rotor bloqueado para la conexión en estrella. 3) Los motores de tensión dual que tengan distintos kVA por vatio o caballo con rotor bloqueado para cada tensión, deben ir rotulados con la letra de código correspondiente a la tensión que produzca el número máximo de kVA por kilovatio o caballo con rotor bloqueado: 4) Los motores a frecuencia nominal de 60 y 50 Hz deben ir rotulados con una letra de código que indique los kVA por kilovatio o caballo con rotor bloqueado a 60 Hz. 5) Los motores con arranque a devanado parcial deben ir rotulados con la letra de código que designe los kVA por kilovatio o caballo con rotor bloqueado a la corriente a rotor bloqueado correspondiente a todo el devanado del motor. Ejemplo 6.I Calcular la corriente a rotor bloqueado para un motor con los siguientes datos: HP
-
50
Voltaje -
440 volt, 3 fases.
factor de servicio 1.15 Elevación de temperatura 40 0C, letra de Código K SOLUCIÓN De la tabla 430-7de la NTC 2050, letra de código de motores a rotos bloqueado. Para un motor con letra código K, los KVA/HP a rotor bloqueado, son de 8.0 a 8.99, tomaremos elmayor valor por seguridad, de manera que la corriente a rotor bloqueado se puede calcular así:
=
589,83
6.5.4 La protección contra sobre corriente Los dispositivos de protección contra sobrecorriente se seleccionan con una capacidad lo suficientemente grande para permitir las corrientes de arranque de un motor. La corriente de arranque puede estar entre 4 y 10 veces la corriente nominal, por lo que dependiendo de la aplicación se dimensionan los dispositivos de protección contra sobrecorriente. También se debe proporcionar una protección contra sobre carga para proteger los devanados del motor de las condiciones de sobrecarga que se presenten. El calor en el motor es otro factor que se debe de censar para poder disparar un mecanismo de protección cuando el motor este sobrecalentado.
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6.5.5
El fusible de doble elemento es el primer fusible que garantiza, no solamente un largo retardo de tiempo para tolerar las corrientes temporales de arranque de motor, sino que también garantizan una muy rápida velocidad de respuesta (limitación de corriente) para protección de corto circuito. ya que combina las características de retardo de tiempo, con una muy alta limitación de corriente. No es necesario sobre dimensionar la capacidad de los fusibles para evitar aperturas no deseadas, puesto que estos tienen dos elementos distintos. Eléctricamente, los dos elementos están conectados en serie.
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NOTA: Todo el material tratado en la sección 5 del presente capitulo '' circuitos derivados, alimentadores y protección de los motores eléctricos'', fue hecho pensando en el arranque directo, se dice que un motor arranca en forma directa, cuando a sus bornes se aplica directamente la tensión nominal a la que se va a trabajar. En la siguiente sección: TIPOS DE ARRANQUE se enseñara otras formas de arranque. 6.6 TIPOS DE ARRANQUE Existen diferentes formas de arrancar los motores, incluso obtener el control de su velocidad y par (torque), escoger una forma u otra está sujeta a 2 factores (aplicación y costo del dispositivo arrancador VS ahorro energético), esto último es muy tenido en cuenta, debido a que el tipo de arranque requiere de uno u otro dispositivo y cada tipo. Los tipos de arranque son: 6.6.1 Arranque Directo Cuando se realiza un arranque en condiciones de tensión nominal, los motores de inducción A.C. Primero absorben la corriente de rotor bloqueado (LRC) y producen un par de rotor bloqueado (LRT). A medida que el motor acelera, la intensidad disminuye y el par aumenta hasta su punto de ruptura antes de caer a niveles de velocidad máxima. La magnitud y la forma de las curvas de la corriente y del par dependen del diseño del motor.
Limitaciones del arranque directo: 1. Transientes de corriente 2. Magnitud de corriente 3. Transientes de torque 4. Magnitud de torque
* El arranque por tensión reducida intenta minimisar estas limitaciones por la aplicación gradual de tensión.
6.6.2 Arranques de Tensión reducida Existen diferentes métodos de aranque por tensión reducida, dependiedo de lo que se quiere lograr y costos se pueden elegir estas. Arranque Electromecánico
Arranque electrónico
- Estrella / Triángulo
- Arrancador suaves
- Auto-transformador
- Variador de frecuencia
- Resistencias Primarias
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6.6.2.1 Estrella triangulo El arranque estrella-triángulo es una forma de arranque de tensión reducida económica, sin embargo, su rendimiento es limitado. ¿Porqué se utiliza el sistema de arranque estrella-triangulo…? Los motores para arrancar necesitan más intensidad que cuando están funcionando. Por ejemplo: Un motor de intensidad a plena carga de 10 A, necesitara de 5 a 7 veces de intensidad para arrancar, es decir para el motor de nuestro ejemplo, entre 50 y 70 A, luego de entrar en funcionamiento bajara a 10 A nuevamente, esto provoca calentamiento, caídas de tensión etc. Con el arranque estrella-triangulo. Primero entra en estrella, es decir que las bobinas están en serie y por lo tanto consumirá menos corriente, una vez se encuentre en marcha, por medio de un temporizador entrará en triangulo que es la potencia máxima, debido a que ya se venció la inercia el motor no sufrirá el golpe excesivo de amperaje al arrancar.
El resultado es una intensidad de hasta dos veces la intensidad de rotor bloqueado y cuatro veces el par de rotor bloqueado.
NOTA: La forma de escoger los dispositivos de protección para este tipo de arranque, es tal cual como se explicó en la sección 6.5 del presente capitulo. (arranque directo). Con la di referencia que el tamaño del dispositivo escogido será se dividirá entre raíz de 3 = (1.7321) Valor del dispositivo de protección arranque ( Y - ∆) = Valor en arranque directo ÷ 6.6.2.2 Arranque por Resistencias Primarias Esta forma de arranque de motores, se utiliza para la puesta en marcha de motores de mediana y gran potencia cuyo par resistente en el arranque es bajo. Este tipo de arranque no presenta algunos de los inconvenientes que se dan en la conexión Y-D, y ofrecen un mayor control de arranque que los arrancadores estrella-triángulo. La intensidad de arranque puede llegar hasta 4,5 veces la In. - Al pasar de un punto de resistencia a otro, no hay cortes de la corriente que alimenta al motor. - El par de arranque crece más rápidamente con la velocidad. - Los picos de intensidad también son más reducidos. Limitaciones: - Límite del número de arranques por hora. - Largos períodos de refrigeración entre arranques. - Precio elevado. - No proporciona arranque eficaz para cargas variantes. Por ejemplo, una cinta transportadora. - Duración media del arranque: de 7 a12 segundos.
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6.6.2.3 Arranque por Autransformador El arranque por autotransformador ofrece mayor control que el método estrella-triángulo y resistencias primarias, sin embargo, la tensión se sigue aplicando por pasos. Limitaciones: - Límite de Taps de tensión. - Límite del número de arranques por hora. - Transientes de par. - Precio elevado. - No proporciona arranque eficaz para cargas variantes. Por ejemplo, una cinta transportadora.
6.6.2.4 Arrancador suave Es un arrancador electrónico para el control de arranque y parada de motores de CA asíncronos. Beneficios…… - Total control del arranque y la parada del Motor - Simple instalación - Protección al Motor accionado - Relés programables disponibles para indicaciones - Reducción del mantenimiento y aumento de la vida útil del Motor - Ahorro de energía - Algunos muy avanzados tienen, Comunicación serial disponible y display para visualizar corriente, temperatura etc. 6.6.2.5 Variador de frecuencia Es una unidad electrónica para el control de velocidad en motores de corriente alterna asíncronos. El control de la velocidad se logra variando la frecuencia, tal como lo indica la formula a continuación:
Como se puede ver en la formula, a mayor frecuencia mayor velocidad El otro control que ejerce un variador de frecuencia es el par (torque), y este se logra variando la amplitud, a mayor amplitud hay mayor torque o fuerza, y a mayor frecuencia hay mayor velocidad, esto permite que el arranque en un motor con un variador de frecuencia consuma una mínima corriente. El uso de un variador de frecuencia es útil en aplicaciones de variación de velocidad, tales como control de bombas, ventiladores, bandas transportadoras, grúas etc.
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Estructura interna de un variador de frecuencia
Beneficios Total control de velocidad del Motor Automatización del sistema Partida y parada en rampa Ahorro de energía Real KWH Aplicaciones de control en lazo cerrado - PID Protecciones avanzadas al Motor accionado Reducción del mantenimiento y aumento de la vida útil del Motor - Factor de potencia ~= 1 (ahorro energético). -
NOTA: Para estos aparatos electrónicos, tanto arrancadores suaves como variadores de frecuencia, no se le debe hacer un cálculo para dimensionamiento del cable o el dispositivo de protección. Estos se deben escoger de acuerdo a como lo indica el fabricante.
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ANEXO 1. RETIE para principiantes
ANEXO 1. TOMADO DE INFORMACIÓN TÉCNICA - (PROCABLES - INFOCABLES)
RETIE para principiantes El objetivo de este artículo es hacer un recuento, de manera sencilla, sobre el desarrollo que ha tenido el RETIE y algunos aspectos principales que pueden orientar a aquellas personas que recientemente han empezado a interactuar con el reglamento. Para esto hemos entrevistado a varias fuentes que nos dan sus diferentes puntos de vista. David Aponte El Ing. David Aponte Gutiérrez*, de la Dirección de Energía del Ministerio de Minas y Energía, responde a continuación algunos de los interrogantes más comunes, referentes al Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas – RETIE. Infocables: ¿Qué es el Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas? David Aponte: El Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas conocido por su sigla RETIE, es un instrumento técnico y legal, de obligatorio cumplimiento en todo el País, el cual establece los requisitos que deben cumplir las instalaciones eléctricas, desde la central de generación hasta la instalación para el uso final de la electricidad, incluyendo los de algunos productos de mayor uso en las instalaciones eléctricas. IC: ¿Cuándo se empieza a hablar de la necesidad de dicho reglamento y por qué? D.A.: El Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas –RETIE-, tiene sus orígenes en dos aspectos fundamentales: El primero de orden externo, a través del acuerdo de eliminación de obstáculos al comercio, conocido como acuerdo de Marruecos, firmado en 1994 y protocolizado en el país con la Ley 170 de 1994; por medio de éste, los países se comprometen a eliminar cualquier obstáculo técnico al comercio, como se podría presentar con las normas oficiales obligatorias.
El segundo, fue el cambio de la Constitución Política, donde se establece que los servicios públicos los puede prestar tanto el Estado como los particulares.
Para ello, se estructuraron las leyes 142 (Servicios Públicos Domiciliarios) y 143 (Eléctrica) de 1994. Dicho marco regulatorio, ayudó a generar un cambio radical en la composición del sector eléctrico, pasando en un alto porcentaje a ser propiedad de particulares, esto lo ubica en el régimen del derecho privado, incluyendo a las empresas de economía mixta, que antes eran oficiales y como tal hacían parte del Estado y tenían facultades reguladoras al establecer normas técnicas de obligatorio cumplimiento en sus jurisdicciones. Al pasar a ser empresas de derecho privado, la facultad reguladora desaparece, ya que es exclusiva del Estado y éste tiene la obligación de defender la vida de sus asociados, con la subcontratación de servicios, se incrementaron los accidentes de origen eléctrico al no aplicar las normas de seguridad por parte de algunos contratistas de empresas del Sector. IC: ¿Qué modificaciones o adiciones ha tenido desde su entrada en vigencia en el primer semestre de 2005? D.A.: Las principales modificaciones que ha sufrido el Reglamento de Instalaciones Eléctricas, desde su adopción con la Resolución 180364 de abril 7 de 2004, están orientadas a perfeccionar las formas de demostrar el cumplimiento del mismo y hacer claridad en aquellos requisitos que podrían tener dificultades de interpretación y por ende de poder probar su cumplimiento o incumplimiento. Por esto se han expedido las resoluciones, 180468 de abril 25 de 2005 (fija la fecha de entrada en vigencia del reglamento, el primero de mayo del 2005), 181419 de noviembre 1 de 2005 y la 180466 de abril 2 de 2007, la cual se encuentra actualmente vigente.
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ANEXO 1. RETIE para principiantes
En esta última resolución se adopta como anexo general del reglamento, un documento con requisitos mucho más claros, bien identificados y se incorporan nuevos productos que deben demostrar el cumplimiento del RETIE mediante certificado de producto. IC: ¿Quiénes deben tenerlo en cuenta y aplicarlo? D.A.: Por ser de obligatorio cumplimiento, el RETIE deben tenerlo en cuenta y aplicarlo, los fabricantes de productos que son objeto del mismo reglamento, así como los correspondientes organismos de certificación, los comercializadores y los usuarios. Igualmente, los diseñadores, constructores, interventores inspectores de instalaciones eléctricas. Los órganos de vigilancia y control como las Superintendencias de Industria y Comercio y Servicios Públicos Domiciliarios, los consejos profesionales de técnicos, tecnólogos e ingenieros competentes para actuar en las instalaciones eléctricas, las curadurías y oficinas de planeación municipal responsables de las licencias de construcción, también deben tenerlo en cuenta y exigir su cumplimiento. IC: ¿Cómo está estructurado? D.A.: El RETIE está estructurado, en unos requisitos generales para todas las instalaciones y unos requisitos particulares para las instalaciones de cada proceso: Generación, transmisión, trnsformación, distribución y uso final de la energía. Igualmente contempla requisitos de algunos productos de mayor uso en las instalaciones eléctricas , para demostrar la conformidad, prohibiciones, regímenes sancionatorios y forma de modificaciones. IC: ¿Cuáles temas retoma de la Norma Técnica Colombiana NTC – 2050, más conocida como Código Eléctrico Nacional? D.A.: La NTC 2050, conocida como Código Eléctrico Nacional, se convierte con el RETIE en norma técnica obligatoria en sus primeros 7 capítulos y su alcance está en las instalaciones de uso final de la electricidad, más conocidas como instalaciones domiciliarias. IC: ¿Cuáles son los aspectos principales a tener en cuenta del RETIE en materia de cables? Para fabricantes, para instaladores o técnicos electricistas, ¿Qué permite y qué prohíbe? D.A.: Por parte del fabricante o comercializador: la resistencia eléctrica para cada calibre y tipo de conductor; las dimensiones área de la sección transversal, los diámetros, el cableado, las características del aislamiento (si es aislado), la tensión mecánica si es para uso aéreo, el número de hilos, el rotulado. Todos estos parámetros deben ser verificados en la certificación. Por su parte, el instalador debe cerciorarse que: El conductor tenga el certificado de producto de conformidad con el RETIE; que la información sea la correcta, que se aplique el tipo de conductor y las dimensiones o capacidad de corriente, de acuerdo con los requerimientos determinados en el diseño y la necesidad de trabajo del conductor, nivel de aislamiento, tipo de materiales, flexibilidad requerida y en general los requerimientos técnicos de conductores que demande la obra. El reglamento no hace prohibiciones de ciertos tipos de cables pero sí especifica algunos materiales para determinadas aplicaciones, como las puestas a tierra, donde no se permite el aluminio enterrado por la corrosión, pero sí el uso de con-ductores de acero galvanizado u otros materiales como acero o aluminio cobrizados. IC: ¿Qué consecuencias puede traer si no se aplica correctamente? (a nivel de seguridad, implicaciones para una empresa, un fabricante, un usuario, para el País, etc.) D.A.: Las consecuencias de no aplicar correctamente los conductores, ya sea por su dimensión, el tipo de material o su instalación, en lo que respecta a la seguridad, podrían estar relacionadas con potencializar riesgos de origen eléctrico, como sobrecargas, cortocircuitos, fallas a tierra, contacto de personas con elementos energizados que causen electrocución, incendios o explosiones. Las implicaciones para el fabricante podrán ser de tipo legal o económico, cuando el producto no cumple los requisitos del reglamento, en especial cuando se suministra información no cierta que pueda inducir al usuario a cometer algún error: por ejemplo, al marcar conductores con calibres o aislamientos que no corresponden, usar otros tipos de materiales que alteren sus condiciones y en general cualquier tipo de fraude.
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ANEXO 1. RETIE para principiantes
Las implicaciones para el usuario, serán principalmente las de la seguridad de su instalación, el mayor costo por reposición de conductores cuando no se cumple el reglamento, las posibilidades de cortocircuitos, incendios, explosiones o electrocuciones por conductores defectuosos o inapropiados. Para el País, las consecuencias se pueden reflejar en la pérdida de vidas o afectaciones de la salud o del patrimonio de las personas, lo cual implica mayores costos en el sistema de salud, sobrecostos en la justicia y en general deterioro de la calidad de vida de la población. IC: ¿Qué beneficios implica su correcta aplicación? D.A.: Los beneficios de una correcta selección y aplicación de conductores se reflejan en la seguridad de las personas; en menores costos en el largo plazo por la disminución de pérdidas de energía, incendios, reposiciones tempranas de conductores; en una mejor calidad de vida, al tener conciencia que la instalación no va a generar riesgos graves para la salud, la vida, o la seguridad de los bienes. IC: ¿Cuál es el balance del impacto del Reglamento en su tiempo de vigencia? D.A.: El balance en la aplicación del reglamento en estos dos años y medio, es positivo, ya que se está generando una cultura de hacer las instalaciones eléctricas bien, con materiales certificados. Vale la pena resaltar que los fabricantes o comercializadores ilegales de materiales, están perdiendo mercados y muy pronto, cuando se les aplique las sanciones (tanto del Estado, como las sanciones morales por parte de los usuarios al no comprarles o no permitir el montaje de esos productos que incumplen y denunciarlos a las autoridades competentes) tendrán que someterse al reglamento o cambiar de actividad. IC: ¿Cómo ha sido el proceso de divulgación y capacitación a nivel nacional? D.A.: Considero que la divulgación del reglamento, ha sido exitosa, especialmente en los técnicos, tecnólogos e ingenieros responsables de las instalaciones. Creo que falta mucho en el usuario y en algunos comercializadores y pequeños fabricantes. IC: ¿Se esperan nuevas modificaciones o adiciones? D.A.: Como toda norma técnica, debe evolucionar con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, así como en la madurez de la aplicación, por lo cual en el 2008 deben introducirse algunos ajustes. I.C.: ¿Cuáles son las entidades autorizadas para dictar cursos y capacitaciones sobre el RETIE? D.A.: En la actualidad, no existe un organismo oficial de capacitación sobre el RETIE. Esta labor la han venido adelantando de manera importante varias entidades, que han aportado a la divulgación del Reglamento. En la divulgación se destaca las acciones a nivel gremial como las Asociaciones de Ingenieros, los gremios de la construcción, las empresas prestadoras del servicio público de electricidad y los gremios que las agrupan, algunos fabricantes o comercializadores de los productos objeto del reglamento, los organismos de certificación de productos o inspección de instalaciones, las universidades que tienen programas de Ingeniería Eléctrica, los Consejos Profesionales de ingenieros y técnicos electricistas y de hecho el Ministerio de Minas y Energía que ha dictado muchas charlas sobre el tema. *Las respuestas del Ing. Aponte, son de su absoluta responsabilidad y en nada comprometen al Ministerio de Minas y Energía. Juan Felipe Toro Como complemento a la entrevista anterior consultamos la opinión del Ing. Juan Felipe Toro*, Gerente General de Reticertificamos, compañía de inspección acreditada por la Superintendencia de Industria y Comercio para Instalaciones eléctricas; quien a continuación hace un balance de lo que ha sido la implementación del RETIE y sus ventajas para garantizar una buena instalación. InfoCables: ¿Cuál ha sido la experiencia de Reticertificamos en materia de inspección de instalaciones eléctricas? Juan Felipe Toro: Somos una empresa que se ha posicionado en el mercado, con un reconocimiento nacional por la calidad en la prestación del servicio, contando con profesionales calificados y con una alta fidelidad de clientes. En este proceso impulsamos la obligatoriedad del RETIE en la certificación de los materiales que se instalan en las obras eléctricas. De esta forma se eliminan del mercado materiales de mala calidad. IC: ¿Cómo y cuándo se lleva a cabo un proceso de inspección para una instalación eléctrica? J.F.T.: El proceso de inspección consta de tres etapas: caracterización, inspección visual y ensayos.
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ANEXO 1. RETIE para principiantes
Los requisitos y prescripciones técnicas de este Reglamento serán de obligatorio cumplimiento para todas las instalaciones nuevas, remodelaciones o ampliaciones de corriente alterna o continua, con valor de tensión nominal mayor o igual a 25 V y menor o igual a 500 kV de corriente alterna (c.a.), con frecuencia de servicio nominal inferior a 1000 Hz y mayor o igual a 48 V en corriente continua (c.c.), en todo el territorio Colombiano. (Este Reglamento también rige a todas las empresas autogeneradoras.) IC: ¿Cuáles son las fallas más comunes que se presentan en una instalación? J.F.T.: Las fallas más comunes en las instalaciones corresponden a la señalización de seguridad e identificación de acometidas, la mala instalación y poco conocimiento en puestas a tierra y la falta de análisis de protección contra rayos. IC: ¿Qué medidas correctivas debe tomar un instalador para corregir las inconsistencias de la instalación? J.F.T.: Analizar toda su instalación correcciones.
de
acuerdo
al RETIE y basarse en éste para sus respectivas
IC: ¿Por qué es tan importante la certificación en una instalación eléctrica? ¿Qué se debe hacer para obtenerla? J.F.T.: El objetivo del Reglamento Técnico es garantizar la seguridad de la vida humana, de la vida animal y vegetal, la preservación del medio ambiente y evitar la inducción de prácticas que lleven al usuario a cometer errores. Para obtener la certificación de un proyecto, es necesario que una vez la instalación se haya construido de acuerdo al RETIE, el propietario o delegado de la instalación solicite el servicio de inspección a un organismo acreditado por la SIC, el cual se encargará de revisar la instalación y dictaminar si cumple o no con el RETIE. IC: ¿Cuáles son los mitos que se han generado en torno al RETIE? ¿Cuáles de ellos son ciertos y cuáles conceptos se han malinterpretado? J.F.T.: A través de nuestra experiencia, hemos recibido los siguientes comentarios por parte de nuestros clientes: “El RETIE es sólo una norma y no es de carácter obligatorio”. Este comentario es falso porque el RETIE es un reglamento técnico expedido por el Ministerio de Minas y Energía por resolución, por tal motivo es de obligatorio cumplimiento. La vinculación de Colombia a la Organización Mundial del Comercio (OMC), estableció la obligatoriedad para los países miembros de adoptar Reglamentos Técnicos en aspectos que velen por la seguridad de la vida humana, solicitando a los países la derogación de las Normas Técnicas para adoptar dichos reglamentos.
“El operador de red (OR) es quien realiza la inspección y determina el cumplimiento del RETIE en las instalaciones”. Es obligación por parte del OR, exigir que todas sus obras cumplan con dicho reglamento. Pero las únicas empresas que pueden realizar las inspecciones son los Organismos de Inspección acreditados por la Superintendencia de Industria y Comercio SIC bajo la norma NTC-ISOIEC 17020.
El personal de Reticertificamos S.A. encargado de llevar a cabo las inspecciones, es independiente de las partes involucradas. Por tal motivo, aseguramos confidencialidad y confianza a de los servicios prestados a nuestros clientes. Cumplimos como organismo de inspección tipo A. IC: ¿Qué aspectos se deben tener en cuenta al momento de una instalación, que no estén contemplados en el RETIE? J.F.T.: Nuestra labor como organismo de inspección es verificar exclusivamente el cumplimiento del Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas. IC: ¿Qué consecuencias puede traer si no se aplica correctamente? J.F.T.: A nivel de seguridad: Se presentan accidentes laborales por falta de información al trabajador en cuanto a distancias y señalización de seguridad.
Implicaciones para una empresa, un fabricante o un usuario: Los accidentes generan lucro cesante, pérdida de las instalaciones, disminución de la vida útil de máquinas, equipos, responsabilidad civil por daños a terceros.
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ANEXO 1. RETIE para principiantes
Para el País: el ejercicio de la ingeniería eléctrica es una práctica comercial importante en el País y su reglamentación permite mayor competitividad, de ahí la importancia de cumplir con todos los artículos del RETIE.
Otras: Consecuencias de tipo cultural, porque el constructor y el sector eléctrico no incluyan estatutos de calidad y seguridad al momento de llevar a cabo sus proyectos.
IC: ¿Qué beneficios implica su correcta aplicación? J.F.T.: Es garantía, seguridad y confianza para nuestro País. De esta forma se pueden reducir los índices de accidentes de tipo eléctrico. IC: ¿Cuál es el balance del impacto del Reglamento en estos dos años de vigencia? J.F.T.: Desde cualquier punto de vista y pese al rechazo inicial, el reglamento ha mejorado la práctica de la ingeniería eléctrica, ha culturizado a los constructores para asegurar sus proyectos y ha permitido a los usuarios finales ser los más beneficiados. Es por esto que recomendamos a las Universidades enfatizar más en el RETIE y en la NTC 2050 a los futuros ingenieros de nuestro País. *Ingeniero Civil de la Escuela Colombiana de Ingeniería, especialista en finanzas de la Universidad del Rosario. Diplomado en Negociación Profesional en el INCOLDA - CESA y en Sistemas de Gestión de la Calidad en Ingeniería de la Construcción e Ingeniería de Consulta. Auditor Interno de Calidad certificado por ICONTEC. PREGUNTAS FRECUENTES: ¿Dónde puedo encontrar todos los documentos del RETIE? Todos los documentos relacionados con el Reglamento de Instalaciones Eléctricas – RETIE, los puede encontrar en la página de internet del Ministerio de Minas y energía www.minminas.gov.co y también en www.procables.com.co en la sección servicios en línea/descargas/RETIE. ¿Dónde puedo encontrar las empresas acreditadas por la Superintendencia de Industria y comercio – SIC, para inspeccionar instalaciones eléctricas? Los organismos de Inspección, autorizados por la Superintendencia de Industria y Comercio los puede encontrar ingresando al enlace http://www.sic.gov.co/Informacion_Interes/Entidades%20 acreditadas/Directorio%20-%20Area2.php. Allí encontrará el listado en la sección Instalaciones Eléctricas. ¿Qué entes en Colombia pueden certificar los productos de conformidad con el RETIE? Los organismos que pueden certificar los productos eléctricos de conformidad con el RETIE, autorizados por la Superintendencia de industria y comercio 1 son:
Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación - ICONTEC Corporación Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico - CIDET S.G.S. Colombia S.A. BVQI Colombia Ltda.
Procables tomó la decisión de trabajar con el CIDET para la obtención de sus certificaciones técnicas y del cumplimiento del RETIE, por su gran trayectoria en el sector eléctrico. CIDET es una entidad sin ánimo de lucro, fundada en 1995; desde entonces se ha convertido en un garante de la calidad de los productos eléctricos en Colombia; su misión es impulsar y fomentar el desarrollo de las empresas del sector eléctrico, mediante la promoción de la investigación, la certificación de productos y de los sistemas de calidad, la capacitación y transferencia tecnológica. ¿Cómo deben ir marcados los cables que están certificados de conformidad con el RETIE? “Deben ser rotulados en forma indeleble y legible, según criterio adoptado de la NTC-1332, con la siguiente información: Calibre del conductor en Kcmil, AWG, o mm 2 , material del que está hecho el conductor, tipo de aislamiento, tensión nominal, razón social o marca registrada del fabricante” Retie. Artículo 17 /1. Alambres y Cables./ 1.1. Rotulado. El rotulo se debe repetir a intervalos no mayores de 63 cm.
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ANEXO 1. RETIE para principiantes
¿Cómo puedo tener la certeza de que estoy instalando un cable fabricado de conformidad con el RETIE? Los conductores eléctricos son un componente importante al realizar una instalación eléctrica, razón por la cual tienen una gran demanda en el desarrollo de proyectos. Lo más importante, es que el instalador pueda constatar que el producto cumple con los requisitos exigidos por el RETIE y con los estándares nacionales e internacionales, a través del respaldo de una certificación que demuestre el buen desempeño del conductor. El instalador debe identificar el nivel de tensión al cual corresponde la instalación que va a realizar (Alta, media o baja tensión) debido a que los ensayos que se hacen para garantizar el correcto funcionamiento de los conductores, dependen de esta variable y de los componentes del conductor: Aislamiento, conductor, chaqueta y otros. El RETIE establece unos requisitos para los conductores eléctricos en el numeral 17.1.1. Para losconductores a utilizar en instalaciones de alta y media tensión, se debe demostrar que son aptos para dichos usos, mediante un certificado de producto, cumpliendo los requisitos exigidos por la norma técnica internacional o norma técnica colombiana que les aplique. Para conductores de baja tensión, los requisitos generales son: la resistencia eléctrica en corriente continua a 20°C, el área mínima, la carga mínima de rotura (aplica para algunos productos), el número de hilos de acuerdo con el calibre y el tipo de cableado. Los conductores aislados deben cumplir con los siguientes requisitos: Resistencia mínima de aislamiento, espesores mínimos de aislamiento y ensayo de tensión aplicada. Para los conductores aislados es importante tener en cuenta el rotulado, tal como se especificó en la pregunta anterior. ¿Dónde puedo encontrar los certificados de conformidad con el RETIE de los productos de Procables? En la dirección de internet www.procables.com.co podrá encontrar cada uno de los certificados, ingresando a la sección Servicios en línea/descargas/CERTIFICACIONES/RETIE-BOGOTA y RETIEBARRANQUILLA. Además, en la sección Calidad/Certificaciones podrá encontrar el listado de todas nuestras certificaciones, incluyendo las del RETIE. ¿Qué resistencia se ha originado en torno al RETIE? Desafortunadamente, en muchas zonas del país aún se desconoce el contenido, la entrada en vigencia del RETIE y la obligatoriedad para acatarlo. En algunas visitas realizadas por conocedores del tema a algunas regiones del territorio nacional, se puede evidenciar el desconocimiento del reglamento y de las normas como tal, mientras los encargados de ejecutar los proyectos se muestran más preocupados por los costos de los materiales y por otros aspectos menos relevantes. Es importante destacar que al utilizar productos certificados se está cumpliendo con el objeto del RETIE: “Establecer medidas que garanticen la seguridad de las personas, de la vida animal y vegetal y de la prevención del medio ambiente, previniendo los riesgos de origen eléctrico”. Antes de la entrada en vigencia del RETIE cualquier persona construía, diseñaba y ponía en operación una instalación eléctrica. No existía un control estricto sobre el sector eléctrico y se utilizaban equipos y productos sin certificación alguna, lo cual generaba muy poca confiabilidad y se presentaban muchos accidentes de tipo eléctrico. Anteriormente, no había penalizaciones para quien contraviniera lo expresado en los primeros 7 capítulos de la norma técnica colombiana NTC 2050. Con la entrada en vigencia del RETIE la gente ha tomado conciencia del tema y se está asesorando a través de profesionales del sector eléctrico. Por eso es importante que ellos actualicen sus conocimientos de prácticas seguras, utilicen materiales certificados y apliquen el código de ética profesional. ¿Qué otros aspectos que no contempla el RETIE se deben tener en cuenta respecto al tema? Es importante mencionar que además de los requisitos establecidos por el RETIE, en la normas de fabricación de conductores eléctricos se realizan una serie de ensayos tipo, los cuales garantizan seguridad y confiabilidad en las instalaciones eléctricas, como por ejemplo: Prueba de propagación de la llama (en algunos aislamientos de PVC y XLPE-FR), envejecimiento del aislamiento y de las chaquetas, choque térmico, absorción acelerada de agua, capacitancia y capacidad específica inductiva, doblado en frío,
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ANEXO 1. RETIE para principiantes
deformación térmica, flexibilidad a baja temperatura, impacto a baja temperatura, resistencia a la compresión, resistencia al impacto, “hot creep”, agrietamiento al ambiente y flexibilidad a temperatura ambiente. Con estos ensayos y los de rutina se pretende cumplir con todas las actividades relacionadas con los procesos de revisión, inspección, verificación y cumplimiento, para garantizar un producto que cumple con todos los requisitos para obtener la respectiva certificación.
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ANEXO 2 M谩s tablas e informaci贸n de utilidad
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Universidad Nacional http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4040007/html/contenido.html
PLC Madrid - Automatización avanzada y formación http://www.plcmadrid.es/.
Procables (Infocables).
http://procables.com.co/index.php?option=com_flippingbook&view=book&id=40&Itemid=144&lang=es
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