DISEÑO ELECTRICAS

DISEÑO DE INSTALACIONES ELECTRICAS Instalaci Instalaciones ones Eléctric Eléctricas as Carrera profesional de Ingeniería Civil

Ing. SAULO ROMERO CASTILLO

DEFINICION DE UNA INSTALACION ELECTRICA Instalación de   alambrado y accesorios   en un terreno, edificación o predio, desde el punto o puntos donde el concesionario u otra entidad suministra la energía eléctrica hasta los puntos donde esta energía pueda ser utilizada por  algún   equipo; también incluye la conexión del alambrado a los mencionados equipos, así como  la modificación, ampliación y  reparación  del alambrado (Fuen Fuente te Códi Código go Naci Nacion onal al de Elec Electr tric icida idad d CNECNE-UT UTIL ILIZA IZACI CION ON,, secc secció ión n 010, 010, definiciones).

DEFINICION DE UNA INSTALACION ELECTRICA INTERIORES

PROYECTO DE INSTALACIONES ELECTRICAS

OBSERVACION. En la siguiente figura se muestra un plano de instalación eléctrica, consistente en un plano de arquitectura sobre el cual se ha representado la instalación eléctrica mediante símbolos gráficos normalizados. Este plano es parte de un proyecto de instalaciones eléctricas

Art. 5 RNE NORMA E.10 COMPONENTES DE UN PROYECTO DE I.E. INTERIOR Un proyecto consta de lo siguiente. 1. Memoria Descriptiva 2. Factibilidad y Punto de Entrega del Servicio Público 3. Memoria de Cálculo 4. Especificaciones Técnicas 5. Planos 6. Certificado de Habilitación de Proyectos

Art. 5 RNE NORMA E.10 COMPONENTES DE UN PROYECTO DE I.E. INTERIOR 1. Memoria Descriptiva: Descripción de la naturaleza del proyecto y la concepción del diseño de cada una de las instalaciones que conforman el sistema proyectado.

2. Factibilidad y Punto de Entrega del Servicio Público Cartas con la factibilidad y punto de entrega (suministro) para el servicio público de electricidad, otorgada por el respectivo concesionario.

3. Memoria de Cálculo Descripción y formulación de los parámetros de cálculo de los diferentes diseños, complementando con las respectivas hojas de cálculo.

4. Especificaciones Técnicas Descripción de las características específicas y normas de fabricación de cada uno de los materiales y equipos a utilizarse; así como, los métodos constructivos a seguirse.

5. Planos Los planos deben ser presentados en hojas de tamaño y formatos normalizados según la NTP 272.002 y NTP 833.001, doblados al tamaño A4 conforme a la NTP 833.002, debiendo quedar a la vista el rótulo respectivo donde debe figurar el nombre completo y número del Profesional Responsable(Ing. Electricista o Ing. Mecánico Electricista); así como su firma y sello oficial. De acuerdo a la naturaleza y magnitud del proyecto los planos pueden ser: - Planos Generales: Para que mediante aplicación de los símbolos

gráficos normalizados en electricidad, se haga la distribución de las salidas, diagramas unifilares y demás elementos de los diseños del proyecto. El Plano debe ser desarrollado en escala 1:50. - Planos de Conjunto: Para identificar la posición relativa de las distintas partes y/o elementos de un sistema, que por su tamaño sea necesario hacerlo. El plano debe ser desarrollado en escala 1:100, 1:200 o 1:500

6. Certificado de Habilitación de Proyectos Documento emitido por el Concejo Departamental del Colegio de Ingenieros del Perú, por lo que certifica que el Profesional se encuentra hábil y está autorizado para desarrollar un proyecto de su especialidad.

Art. 6 RNE NORMA E.10: DISEÑO DE LAS INSTALACIONES ELECTRICAS Deberá realizarse de acuerdo al  CNE. CNE UTILIZACION. Sección 010-

002 Generalidades. Los documentos y planos de proyectos eléctricos en su concepción general (proyectos, estudios, obras, inspecciones, etc.), de cualquier naturaleza, deben ser elaborados y firmados por un I ngeniero

electricista o Mecánico electricista colegiado.

EJEMPLO DE ESPECIFICACIONES TECNICAS 1. El tablero general será de metal con puerta del mismo material, con capacidad para 6 llaves térmicas monofásicas. 2. Todas las cajas de salida, rectangular y octagonal serán de fierro galvanizado pesado. 3. Los conductores eléctricos serán del tipo rígido TW 2,5 mm². 4. Los accesorios eléctricos serán del tipo para empotrar.

ESQUEMA CON LAS ALTURAS TÉCNICAMENTE RECONOCIDAS DE LOS PRINCIPALES ACCESORIOS ELÉCTRICOS

UBICACIÓN DE LAS SALIDAS DE ALUMBRADO SALA El alumbrado se hace preferentemente con luminarias instaladas en el techo para iluminar directamente el ambiente. Existe otro tipo de iluminación que es la indirecta, la cual requiere de una cornisa o falsa cornisa; también se puede usar lámparas halógenas que iluminan el techo y reflejan la luz; también existe la iluminación mediante lámparas de pie (alumbrado localizado).

En caso contrario, mediante un criterio flexible, colocamos una salida para artefacto de techo en el centro geométrico del ambiente .

COMEDOR Cada comedor o ambiente destinado a comedor en combinación con otro ambiente (generalmente sala), debe tener por lo menos un punto de luz o salida para artefacto, que normalmente debe estar en el techo y por lo general en el centro de la futura mesa para comer, con la finalidad de dirigir la mayor  cantidad de luz.

Cuando no se conozca la ubicación de la mesa, colocar el centro de luz en el centro geométrico del ambiente.

COCINA En los últimos años las áreas de las cocinas han crecido por la gran cantidad de artefactos electrodomésticos con el consiguiente mayor  consumo de energía y potencia. Los métodos típicos para iluminar una cocina, empleando desde un artefacto decorativo con pantallas   hasta el uso de fluorescentes

instalados en el centro del techo de la cocina, con artefactos que poseen difusores de plástico que cubran las lámparas fluorescentes.  Además de éste centro de luz se debe y se recomienda a manera de iluminación localizada , ejecutar otros, ya sea sobre las mesas de trabajo fijas o en caso de haber reposteros altos se colocará debajo de éstos lámparas fluorescentes dirigiendo los haces de luz sobre la mesa de trabajo.

 Así también se puede  colocar debajo y dentro de la pared interna de la

campana extractora, frente a la pared del ambiente, consiguiendo una iluminación localizada encima de la cocina eléctrica hacia la pared. También se puede ejecutar una iluminación perimetral.

PATIO Este ambiente está normalmente sin techo, por este motivo la única posibilidad factible de iluminar es la de colocar un centro de luz en la pared (braquete), se instala siempre en la parte superior de la pared donde se encuentra la puerta de entrada; cuando exista un lavadero deberá colocarse el centro de luz encima de éste.

BAÑO DE VISITAS La iluminación más importante es  donde está el espejo, el cual está encima

del lavatorio, la iluminación  debe llegar a la cara de a la persona y un poco sobre la cabeza. Esto se consigue colocando un centro de luz en la pared a manera de un braquete encima del espejo. En dicho braquete se puede colocar una lámpara fluorescente de 20 o 36 W. Existe otra alternativa, la de colocar un centro de luz en el techo, colocándolo encima del canto delantero del lavamanos.

HALL DE ENTRADA No existe una cantidad definida de lúmenes recomendada, es una iluminación decorativa, se emplea el SPOTLIGHT o braquetes con artefactos decorativos. Se recomienda 10 Lux.

¿Cómo se mide el consumo de Eléctrica Eléctrica ?

Consumo de Energía E.

La energía consumida por un dispositivo eléctrico se mide en vatios-hora (Wh), o en kilovatios-hora   (kWh). Normalmente las empresas que suministran energía eléctrica a la industria y los hogares, en lugar de facturar el consumo en vatios-hora, lo hacen en kilovatios-hora (kWh). La potencia en vatios (W) o kilovatios (kW) de todos los aparatos eléctricos debe figurar junto con la tensión de alimentación en una placa metálica ubicada, generalmente, en la parte trasera de dichos equipos. En los motores, esa placa se halla colocada en uno de sus costados y en el caso de las bombillas de alumbrado el dato viene impreso en el cristal o en su base.

¿Qué es la potencia instalada ?

Es la capacidad instalada eléctrica que se requiere se cuente para el proyecto de instalaciones eléctricas.

Potencia Instalada

Es la suma de las potencias en watt (vatios) de todos los aparatos , artefactos eléctricos y electrodomésticos y todos aquellos que necesitan energía eléctrica y están contemplados dentro del proyecto de instalaciones eléctricas.

POTENCIA INSTALADA: SE CONSIDERA ASI A LA SUMA DE LAS CARGAS MAS LAS CARGAS MOVILES.

1.- CARGA DE ALUMBRADO (C.A): • SE CONSIDERA ASI, A LAS QUE TIENES POR FINALIDAD DOTAR DE ILUMINACION A

 AMBIENTES, VIAS O LUGARES PUBLICOS. 2.- CARGAS ESPECIALES (C.E): • SE CONSIDERA ASI, A LAS CARGAS QUE POR SU CARACTERISTICA DE CONSUMO

Y NO USO GENERALIZADO, NO PUEDEN SER CONSIDERADA COMO MOVILES NI DE ALUMNBRADO (COCINA ELECTRICA, THERMA, BOMBA DE AGUA, AIRE  ACONDICIONADO, LAVADORAS). 3.- CARGA MOVIL (C.M): •   SE CONSIDERAN ASI A LOS ELECTRODOMESTICOS TIPO MOVIL (PLANCHA,

LICUADORA, RADIO, VENTILADOR, REFRIGERADORA, TELEVISOR GRABADORA, EQUIPO DE SONIDO, BATIDORA, ASPIRADORA, WAFLERA, HERVIDOR ELECTRICO, EXTRACTOR, SECADORA DE PELO, ETC)

¿Qué es la Máxima Demanda Eléctrica ?

Máxima Demanda Es una parte la POTENCIA INSTALADA, en el que se toma en cuenta que en casos alternados y secuenciales o en casos muy especiales funcionan simultáneamente todos los artefactos y que normalmente esto no sucede en la practica ya que solo funciona un determinado numero de artefactos o luminarias es decir, un determinado porcentaje, al cual se denomina factor de máxima demanda.

¿Qué es el factor de Máxima Demanda Eléctrica ?

Factor de Máxima Demanda

Es un factor expresado en PORCENTAJE (%), que se castiga a la Potencia instalada con el fin de prever la operación simultánea de los artefactos.

¿Qué es la Máxima Demanda Eléctrica ?

Corriente de diseño de conductores.

Es un factor expresado en PORCENTAJE (%), en el que se toma en cuenta que en casos alternados y secuenciales o en casos muy especiales funcionan simultáneamente todos los artefactos y que normalmente esto no sucede en la practica ya que solo funciona un determinado numero de artefactos o luminarias es decir, un determinado porcentaje, al cual se denomina factor de máxima demanda.

TABLAS

CARGA DE ALUMBRADO

FACTOR DE DEMANDA

TABLA N° 9

TABLA N° 8 CAPACIDAD

CALIBRE METRICO

CALIBRE

(AMPERES)

(mm2)

#

61 - 90

16

6

41 - 60

10

8

26 - 40

6

10

16 - 25

4

12

15 A MENOS

2.5

14

DIAMETRO DE TUBERIA PVC SEGÚN NUMERO DE CONDUCTORES

CALCULO DE CONDUCTORES

¿Cómo se calcula la sección del Conductor ?

DETERMINACION DE LA CARGA INSTALADA SE DETERMINA, CON LA SUMATORIA DE CONSUMO DE CADA CIRCUITO

¿Cómo se calcula la sección del Conductor ?

DETERMINACION DE LA MAXIMA DEMANDA MD= CARGA INSTALADA x FACTOR DE DEMANDA

¿Cómo se calcula la sección del Conductor ?

POR CAPACIDAD Intensidad Nominal:

In=Máxima Demanda K. * V * COS Ø Donde: K: Factor que depende del tipo de Suministro

Calculo de alimentadores

Monofásico = 1 Trifásico =1.7321 K: Tensión del Servicio en voltios (220 V). CosØ: Factor de Potencia estimado Residencias =0.90.

¿Cómo se calcula la sección del Conductor ?

POR CAIDA DE TENSION

V= K . I . (Rcu . L/S) Calculo de alimentadores

Donde: K:

Monofásico = 1 Trifásico =1.73

I:

Intensidad .

Rcu:

Resistividad del Cobre =0.0175 Ohmios x mm2/ m.

L:

Longitud del conductor.

S:

Sección del Conductor

050-102

¿…? Que considera el C.N.E. Para la Caída e tensión.

Caída de Tensión

(1) Los conductores de los alimentadores deben ser dimensionados para que: (a) La caída de tensión no sea mayor del 2,5%; y (b) La caída de tensión total máxima en el alimentador y los circuitos derivados hasta la salida o punto de utilización más alejado, no exceda del 4%.

050-102

¿…? Que considera el C.N.E. Para la Caída e tensión.

Caída de Tensión

(2) Los conductores de los circuitos derivados deben ser dimensionados para que: (a) La caída de tensión no sea mayor del 2,5%; y (b) La caída de tensión total máxima en el alimentador y los circuitos derivados hasta la salido o punto de utilización más alejado, no exceda del 4%.

050-102

¿…? Que considera el C.N.E. Para la Caída e tensión.

Caída de Tensión

En la aplicación de la Subregla (1) anterior se debe emplear la carga conectada al circuito derivado, si ésta es conocida; en caso contrario, el 80% de la menor capacidad nominal de régimen de los dispositivos de protección del circuito derivado contra sobrecarga o sobrecorriente.

Circuito eléctrico

¿Qué Conceptos hay que aprender ? La tensión: La

tensión se puede comparar entonces con la presi ón del agua. Cuanto más grande sea la presi ón, más agua se podrá transportar en un mismo lapso de tiempo. Una tensi ón elevada permite pues hacer circular mejor la electricidad. La tensi ón se expresa en voltios (V) V=Trabajo/unidad de carga (Jouls/q) El voltaje se asemeja a la presión del agua, en los fluidos semejante a los electrones en el circuito eléctrico. La corriente eléctrica o intensidad eléctrica (en   amperes), en la misma analogía, es una medida del caudal de agua que fluye a través de un determinado punto

050 CARGAS DE CIRCUITOS Y FACTORES DE DEMANDA

CAIDA DE TENSION

CAIDA DE TENSION Disminución de voltaje. Cuanto más largo sea un conductor eléctrico mayor será la caída de tensión. Por esta razón deben evitarse vueltas o curvas en todos conductores eléctricos pero principalmente en los alimentadores generales. Es un fenómeno que se presenta en los conductores eléctricos cuando se alimenta a una carga a cierta distancia del punto de alimentación. Esto quiere decir que cuando se va a suministrar energía eléctrica por ejemplo a un foco (lámpara incandescente), no es lo mismo que el foco esté a tres metros del alimentador que a cincuenta.

CUATRO FORMAS DE CONECTAR UNA LÁMPARA INCANDESCENTE CONTROLADA POR UN  APAGADOR SENCILLO ¿CUÁL ES LA MEJOR?.

En los siguientes esquemas puedes observar cuatro formas de conectar  una lámpara incandescente controlada por un apagador sencillo. Las cuatro permiten encenderla y apagarla sin ningún problema, pero una de ellas presenta menor riesgo –y solo eso- para las personas al cambiar la lámpara cuando se funde, ¿Cuál es? Elegir una de las cuatro formas de conexión no quiere decir que las demás estén mal, es solo que una de ellas garantiza un poco más de seguridad para el usuario, aunque, cuando se trabaja con electricidad más vale no confiarse.

•   CASO 1.  Si por descuido o negligencia el interruptor está en posición de encendido entonces el conductor (R, Retorno) que va a dar al casquillo del socket estará energizado lo cual significa que al tocarse directamente con la mano o a través de la base roscada del foco al colocarlo, pase corriente a la persona.

•   CASO 2. En este caso la fase está conectada directamente al casquillo del socket, por  lo tanto existe riesgo potencial de que al colocar el foco la persona lo tocara con su mano o bien tocara la base roscada del foco al colocarlo y recibir una descarga eléctrica. El neutro no tiene ningún efecto si el interruptor está abierto o cerrado.

•   CASO 3.  La fase está en el punto más lejano del socket, lo cual garantiza cierta seguridad para el usuario aunque el interruptor estuviese en posición de encendido, solo que (ya lo he visto) a veces el portalámparas hace contacto accidental con alguna parte considerada como “tierra”   dando como consecuencia que la lámpara se encienda independientemente del accionamiento del apagador (focos que se encienden y apagan sin causa aparente).

CASO 4.   Si por descuido o negligencia el interruptor está en la posición de encendido entonces el conductor (R) que va a dar al punto central del socket estará energizado, aunque es el punto más lejano del portalámparas de cualquier manera significa un riesgo. Por otra parte el casquillo del socket está conectado al neutro lo cual garantiza un poco más de seguridad. Si el interruptor está en posición  “abierto”  esta conexión es completamente segura para el usuario en cualquier momento a la hora de cambiar un foco

CALIBRES DE CONDUCTORES ELÉCTRICOS UTILIZADOS COMÚNMENTE EN INSTALACIONES QUE NO REBASAN LOS 5,000 WATTS.

C A S A S DE INTE R É S S OC IA L O PE QUE ÑAS R E S IDENCIAS . Para Alimentadores Generales el mínimo calibre a utilizarse es # 12 - Para contactos el mínimo calibre a utilizarse es # 12 - Para retornos en apagadores de 3 y de 4 vías generalmente se utiliza calibre # 14 - Se utiliza alambre (un solo hilo) tipo THW en lugar de cable. - Ocasionalmente (en instalaciones visibles) se utiliza alambre o cable duplex (dos conductores unidos y aislados). - En este tipo de instalaciones la acometida tiene conductores calibre # 8 - Los puentes en contactos (tomas de corriente, receptáculos o enchufes) se realizan del mismo calibre que los alimenta (por lo general # 12). Si se trata de un contacto especial, puede utilizarse calibre # 10.

INTERRUPTORES

INTERRUPTOR  TERMOMAGNETICO

EL

INTERRUPTOR

TERMOMAGNETICO,

SIRVE

PARA

PROTEGER

LA

INSTALACIÓN ANTE CORTOCIRCUITOS (CONTACTO DIRECTO ENTRE DOS CONDUCTORES DE LA INSTALACIÓN), YA QUE CUANDO TIENE LUGAR UNO DE ELLOS LA INTENSIDAD AUMENTA DE FORMA BRUTAL (EN TEORÍA SE HACE INFINITA) Y LA BOBINA A LA QUE ME REFERÍA ANTES ENTRA EN ACCIÓN INSTANTÁNEAMENTE ABRIENDO EL CIRCUITO Y CORTANDO, POR TANTO, EL PASO DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA.

INTERRUPTOR  DIFERENCIAL

EL INTERRUPTOR DIFERENCIAL, PROTEGE LAS VIDAS HUMANAS DE UNA DESCARGA ELECTRICA, POR TAL MOTIVO ES DE VITAL IMPORTANCIA INSTALARLAS.

POZO A TIERRA

LA   PUESTA

A

TIERRA

ES

UN   MECANISMO DE SEGURIDAD QUE FORMA PARTE DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS   Y

QUE

CONSISTE

EN   CONDUCIR   EVENTUALES DESVÍOS DE LA CORRIENTE HACIA LA  TIERRA, IMPIDIENDO QUE EL USUARIO ENTRE EN CONTACTO CON LA ELECTRICIDAD.

GRADOS DE ELECTRIFICACION