taller fasiculo n° 9 de tablero general.pdf

GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL

MATERIAL MATERIAL DIDÁCTICO

CURSO MODULAR “INSTALACIONES “INST ALACIONES ELÉCTRICAS”

MÓDULO 3 FASCÍCULO Nº 9

INSTALAR TABLERO GENERAL Y DE DISTRIBUCIÓN ABRIL 2009

GERENTE DE FORMACIÓN PROFESIONAL • ARQ. MARIA DEL CARMEN DELGADO RAZURI

EQUIPO DE TRABAJO • COORDINACIÓ COORDINACIÓN

:

Ing. In g. Pa Patr tric icia ia Me Mest stan anza za Ac Acos osta ta

• ELABORACIÓ ELABORACIÓN

:

Inst In st.. Rica Ricard rdo o Hern Hernán ánde dez z Flor Flores es

• REVISIÓ REVISI ÓN

:

Prof Pr of.. Jo José sé Ba Barr rren enac ache hea a Sa Salin linas as

• DIAGRAMACIÓ DIAGRAMACIÓN

:

Sra. Sr a. Am Amel elia ia Hua Huama mani ni Al Aleg egrí ría a  Arq. Lizbeth Lizbeth Astrid Solís Solís Solís

GERENTE DE FORMACIÓN PROFESIONAL • ARQ. MARIA DEL CARMEN DELGADO RAZURI

EQUIPO DE TRABAJO • COORDINACIÓ COORDINACIÓN

:

Ing. In g. Pa Patr tric icia ia Me Mest stan anza za Ac Acos osta ta

• ELABORACIÓ ELABORACIÓN

:

Inst In st.. Rica Ricard rdo o Hern Hernán ánde dez z Flor Flores es

• REVISIÓ REVISI ÓN

:

Prof Pr of.. Jo José sé Ba Barr rren enac ache hea a Sa Salin linas as

• DIAGRAMACIÓ DIAGRAMACIÓN

:

Sra. Sr a. Am Amel elia ia Hua Huama mani ni Al Aleg egrí ría a  Arq. Lizbeth Lizbeth Astrid Solís Solís Solís

PRESENTACIÓN La Gerencia de Formación Formación Profesional ha elaborado elaborado el presente material impreso denominado fascículo, como documento de estudio para complementar y reforzar  el aprendizaje del participante para el logro de los objetivos previstos, de acuerdo a los procedimientos establecidos en la estrategia metodológica para la capacitación modular del SENCICO. Para tal propósito su contenido c ontenido está organizado en torno t orno a la Hoja de Tarea Tarea “ Instalar  Tablero Ta blero General y de Distrib uc ión”  , seguida de la información tecnológica y de ser necesario de la información complementaria referida principalmente a matemática aplicada y lectura de planos. Finalmente conforman el fascículo las operaciones cuyos procedimientos deben ser previamente aprendidos por el participante, hasta el dominio para ejecutar la tarea. Cabe señalar que los fascículos, como todo documento educativo serán motivo de reajustes cuando sea necesario actualizarlos para que cumplan su cometido. En tal sentido los aportes y sugerencias de los usuarios serán recibidos con el reconocimiento de la Gerencia de Formación Profesional del SENCICO. Lima, abril del 2009

GERENCIA DE FORMACIÓN PROFESIONAL

ORIENTACIONES PARA EL PARTICIPANTE

El presente documento corresponde a la Unidad de Competencia: “INSTAL AR TAB LERO  GENE RA L Y DE DISTRIBU CIÓN”,  del curso modular de Instalaciones Electricas. Contenido: 1. 2. 3. 4. 5.

Hoja (s) de Tarea, que corresponde al trabajo por ejecutar  Información tecnológica, referida a la tarea. Información sobre matemática aplicada en la ejecución de la tarea. Información sobre lectura de planos las Hojas de Operaciones (nuevas) necesarias para ejecutar la (s) tarea (s).

El estudio será realizado de preferencia en forma grupal y permitirá poner en práctica las capacidades y potencialidades personales. Para lograr los objetivos de aprendizaje se debe estudiar en el siguiente orden: 1. Analizar la (s) hoja (s) de tarea para lograr su interpretación y tener claro lo que se tiene que hacer. 2. Estudiar la información tecnológica de matemática aplicada y de lectura de planos, que permitirá explicar el por qué y para qué del trabajo a ejecutar. 3. Estudiar y analizar las hojas de operaciones, a fin de interpretar el proceso de su ejecución. El instructor demostrará la ejecución de cada una de las operaciones, especialmente las nuevas, y hará que el participante las repita hasta lograr el dominio. Cuando se haya concluido con esta etapa, se elaborará en forma escrita el procedimiento de ejecución de la tarea con apoyo del instructor quien lo revisará, y de ser aprobado se procederá a su ejecución. La evaluación será permanente mediante pruebas escritas respecto a los conocimientos y por observación para las habilidades manuales. La nota mínima aprobatoria es de doce (12).  Aprobada la presente Unidad de Competencia se continuará con el estudio de la siguiente y así sucesivamente, hasta concluir el modulo correspondiente.

INSTALAR TABLERO GENERAL Y DE DISTRIBUCIÓN

MÓDULO 3

TAREA Nº 12

DURACIÓN: 135 HRS

DURACIÓN : 21 HORAS

“INSTALAR TABLERO GENERAL Y DE DISTRIBUCIÓN” OPERACIONES

• • • • • • • • • • • • • • • • •

1.

MEDIR Y MARCAR

2.

TRAZAR

3.

CORRER NIVEL

4.

APLOMAR

5.

HACER NICHOS Y CANALETAS

6.

PREPARAR MORTERO

7.

FIJAR CAJAS

8.

NIVELAR

9.

COLOCAR INTERRUPTORES DE PROTECCION

10. EMPALMAR TUBERIAS 11. FIJAR TUBERIAS 12.

SONDEAR RED DE ELECTRODUCTOS

13.

REPARAR RED DE ELECTRODUCTOS

14. LIMPIAR RED DE ELECTRODUCTOS 15. PREPARAR CONDUCTORES 16.

PASAR CONDUCTORES

17.

EMPALMAR CONDUCTORES

18. MEDIR AISLAMIENTO 19. DISTRIBUIR SALIDAS

• •

20. CONECTAR CONDUCTORES A BORNE 21. MEDIR VOLTAJE 22. MEDIR INTENSIDAD DE CORRIENTE 23. INSTALAR INSTRUMENTO DE MEDICION

•

OPERACIÓN APRENDIDA OPERACIÓN NUEVA

HOJA DE TAREA

T  Í      T   U  L    O :   I  

N  S  T  A L  A R D T  I   A  S  B T  L  R E  I   B R  U  O  C  G I   E   Ó  N N E  R A L  Y  D E  F  E   C  H  A  :  

A B R -2   0   0   9  1   /   2 

 O  C   U  P  A   C  I      Ó   N  :   I  

N  S  T  . E  L  É   C  T  R I    C  A  S  E  N E  D I   F  I    C  A  C  I    O N E   S 

C-1

2 x 16 A

ALUMBRADO 2 – 2,5 mm2 TW - ? 15 mm PVC - L

C-2

CAJA DE PASE

3 x 40 A KWh

C-3

2 x 20 A

TOMACORRIENTES 2 – 4 mm2 TW + 1 – 4 mm2 (T) - ? 15 mm PVC - L

3 x 20 A

COCINA ELÉCTRICA 3 – 4 mm2 TW + 1 – 4 mm2 (T) - ? 15 mm PVC - L

2

3 – 10 mm  TW + 1 – 10 mm 2 (T) ? 20 mm PVC - L C-4

2 x 16 A

CALENTADOR ELÉCTRICO DE AGUA 2 – 2,5 mm2 TW - ? 15 mm PVC - L

C-5

2 x 20 A

ELECTROBOMBA 2 – 4 mm2 TW + 1 – 4 mm2 (T) - ? 15 mm PVC - L

C-6

RESERVA

R  E  F  :  

H T  1  2  I   E  P  A   G :  

TAREA Nº 12 - IE: “INSTALAR TABLERO GENERAL Y DE DISTRIBUCIÓN” DESCRIPCIÓN:

El ejercicio comprende la realización de operaciones básicas donde se introducirán los conceptos y aplicaciones de la electricidad en las edificaciones, a través de la instación de Tablero General y de Distribución, según las especificaciones e indicaciones de la hoja de tarea. INDICACIONES PARA EL PARTICIPANTE:

Los participantes deberán: 1. Con las orientaciones del instructor, los participantes analizar e interpretar el gráfico y las indicaciones técnicas, dibujando el esquema desarrollado, identificando claramente lo que tendrán que hacer, calculando los materiales, así como determinando las herramientas, instrumentos y equipos necesarios. 2. Luego en la hoja de pedidos añadir su requerimiento tanto de materiales como de herramientas, instrumentos y equipos necesarios para ejecutar la tarea. 3. Ejecutarán lo que sigue: a. Medir y marcar  b. Trazar 

TAREA Nº 12 - IE: “INSTALAR TABLERO GENERAL Y DE DISTRIBUCIÓN” DESCRIPCIÓN:

El ejercicio comprende la realización de operaciones básicas donde se introducirán los conceptos y aplicaciones de la electricidad en las edificaciones, a través de la instación de Tablero General y de Distribución, según las especificaciones e indicaciones de la hoja de tarea. INDICACIONES PARA EL PARTICIPANTE:

Los participantes deberán: 1. Con las orientaciones del instructor, los participantes analizar e interpretar el gráfico y las indicaciones técnicas, dibujando el esquema desarrollado, identificando claramente lo que tendrán que hacer, calculando los materiales, así como determinando las herramientas, instrumentos y equipos necesarios. 2. Luego en la hoja de pedidos añadir su requerimiento tanto de materiales como de herramientas, instrumentos y equipos necesarios para ejecutar la tarea. 3. Ejecutarán lo que sigue: a. Medir y marcar  b. Trazar  c. Correr Nivel d. Aplomar  e. Hacer Nichos y Canaletas f. Preparar Mortero g. Fijar cajas h. Nivelar  i. Colocar Interruptores de Protección  j. Empalmar Tuberías k. Fijar Tuberías l. Sondear Red de Electroductos m. Reparar Red de Electroductos n. Limpiar Red de Electroductos o. Preparar Conductores p. Pasar Conductores q. Empalmar Conductores r. Medir Aislamiento s. Distribuir Salidas t. Conectar Conductores a Borné u. Medir Voltaje v. Medir Intensidad de Corriente w. Instalar Instrumentos de Medición 4. Al término del ejercicio, devolver el equipamiento utilizado. OCUPACIÓN: INST. ELÉCTRICAS EN EDIFICACIONES TÍTULO:

INSTALAR TABLERO GENERAL Y DE DISTRIBUCIÓN

REF:

HT 12 - IE

FECHA:

ABR-2009

PAG:

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA

TECNOLOGÍA DEL OFICIO TÍTULO: TABLERO GENERAL Y DE DISTRIBUCIÓN

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El suministro de electricidad para una vivienda o comercio, se mide y controla desde un tablero ubicado en el exterior del local, siendo la compañía eléctrica la responsable de su instalación. En este tablero se instalan un contador de energía y un interruptor de protección termo magnético (automático), propiedad de la compañía eléctrica. En ningún caso un particular puede intervenir directamente sobre ellos. La instalación eléctrica interna para la vivienda o comercio, empieza en los bornes de salida del interruptor de protección ubicado en el tablero exterior de la compañía y desde allí parten dos o tres cables de fase, dependiendo del tipo de circuito: • Dos conductores de fase y uno de tierra para un sistema monofásico • Tres conductores de fase y uno de tierra para un sistema trifásico. Estos conductores eléctricos alimentan al tablero de distribución ubicado dentro del local que pertenece al propietario. TABLERO DE DISTRIBUCIÓN Todas las instalaciones eléctricas de viviendas y comercios, cuentan con uno o más tableros de distribución, siendo estos los encargados de alojar los dispositivos de protección y seguridad desde donde parten los distintos circuitos que suministran la energía eléctrica a toda la instalación. La función de estos dispositivos de alta sensibilidad, es proporcionar una protección a las personas en caso de contacto con la energía eléctrica, tanto de forma directa como indirecta por derivación a una parte metálica de algún cable del equipo y además de proteger a los conductores contra sobrecargas y cortocircuitos. En las viviendas, el tablero general normalmente está ubicado donde se concentra la mayor  cantidad de circuitos y de fácil acceso para su maniobra. En estos tableros se instalan los interruptores termo magnéticos para cada circuito derivado, el interruptor diferencial y el interruptor general. Es necesario tener una barra de conexión a tierra conectada al pozo de tierra. Los tableros pueden ser de distintos tamaños en función a la cantidad de dispositivos de protección. FUNCIONES Las principales funciones de los tableros de distribución son: 1. Distribuir la energía eléctrica a diversos circuitos o ramales, según las necesidades del   usuario. 2. Proteger en forma independiente cada circuito o ramal contra cortocircuitos y/o   sobrecargas. 3. Proveer a cada instalación eléctrica de circuitos independientes para su conexión o desconexión, sin afectar a otro circuito de la misma red o instalación. 4. Automatizar el funcionamiento de los distintos sistemas eléctricos. TIPOS En el mercado existe una diversidad de tipos, dependiendo de su aplicación y del material con que están fabricados; éstos pueden ser: a. Por su función • Tablero general • Tablero de distribución. • Tablero de servicios especiales. b. Por el tipo de fijación • Para instalaciones empotradas. • Montaje visible (superficiales). • Auto soportado (pedestal). c. Por el material • Metálicos. • De resina. • De madera. INST ALA CIONES INSTALA ALACIONES

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TÍTULO: TABLERO GENERAL Y DE DISTRIBUCIÓN

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ELEMENTOS QUE COMPONEN EL TABLERO DE DISTRIBUCIÓN Los tableros están compuestos de los siguientes elementos: 1. Un interruptor termo magnético general, de corte contra sobrecarga y cortocircuito. 2. Un interruptor diferencial de alta sensibilidad para protección contra contactos indirectos. 3. Interruptores termomagnéticos de corte contra sobrecarga y cortocircuito según la cantidad de circuitos a proteger como: Alumbrado, tomacorrientes, cocina eléctrica, bombas de agua, calentador de agua, etc. De cada uno de estos dispositivos, deben salir conductores hacia las diferentes cargas , cuya sección debe ser dimensionada acorde con la potencia de los aparatos alimentados y respetando las normas establecidas. 4. Regleta de cobre donde deben conectarse los distintos cables de tierra de los circuitos y el cable que viene del pozo de tierra.

Figura 1. Tablero de distribución para uso comercial.

CONEXIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN Los elementos que componen el tablero de distribución se conectan entre sí, tal como se muestra en la figura 2, donde el primer elemento que recibe la corriente eléctrica desde el exterior es el interruptor termo magnético general (ITG).  A continuación, la corriente pasa por el interruptor diferencial (ID) y la salida de éste, se conecta con los demás interruptores termo magnéticos pertenecientes a los diferentes circuitos derivados de la instalación (ITD). TALACIONES ELÉCTRICAS L1 Línea L2

L1 ITG

L1

L1

ID L2

ITD

ITD

L2

L2 L1

L1

L1 ITD

L2

ITD L2 L1

L2

Figura 2. Conexión de los dispositivos automático en un tablero.

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L2

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TÍTULO: TABLERO GENERAL Y DE DISTRIBUCIÓN

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Opcionalmente, puede “puentear” el último ITD con el primero para evitar caídas de tensión en las conexiones.  A la regleta de tierra, situado en el tablero de distribución, llega el conductor de protección del pozo de tierra y se conectan además el tercer conductor de los circuitos de tomacorriente, tal como se muestra en la figura 3.

C3 C2

C4 C5 C6

C1

Regleta de tierra

Figura 3. Borne de tierra.

En la figura 3. Se muestra un esquema de los circuitos de una instalación eléctrica al tablero de distribución.

Salida para tomacorrientes del primer piso 2 x 20 A

Interruptor general de3 x 40 A

Salida para tomacorrientes del 2do piso 20  A Salida para a lumbrado2do piso 2 x 16 A

Salida para alumbrado primer piso 2 x 16 A

Salida para bomba de agua 2 x 20 A

Salida para cocina eléctrica 3 x 20 A

Interruptor diferencial 4 0 A Salida para campana extractora 2 x 16 A

Salida para calentador de agua 3 x 20 A

Salida para reserva

Salida para lavadora 2 x 20 A

Salida para reserva Salida para reserva Espacios para futura expanción

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TÍTULO: TABLERO GENERAL Y DE DISTRIBUCIÓN

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SELECCIÓN DE TABLEROS Una instalación eléctrica mientras más necesidades tenga, más circuitos independientes serán necesarios. Cada circuito independiente debe tener su correspondiente interruptor  automático. Según lo que contratemos con la compañía eléctrica, dispondremos de mayores niveles de potencia. Normalmente, la instalación de una casa tiene cinco circuitos, aunque si necesitamos más energía, podemos incluir más, pactándolo previamente con la empresa que nos da el suministro. Para seleccionar un tablero de uso residencial o comercial será necesario tomar en cuenta: 1. Cantidad de circuitos a controlar, siendo suficiente con determinar la cantidad de polos de los dispositivos de protección monofásicos y trifásicos y con este valor ir a la tabla de fabricantes donde seleccionamos el modelo y tamaño, el que determina el número de polos. En otros casos la selección se realiza definiendo la cantidad de dispositivos monofásicos y trifásicos, luego en tablas se define el número de polos totales. 2. El tamaño de los interruptores a usar según su capacidad. 3. Dejar espacio para una eventual ampliación. En el siguiente ejemplo determinaremos el tablero que se requiere para una instalación eléctrica comercial compuesta de los circuitos que se indican en la Tabla 1. Circuito

Dispositivo de protección

Número de polos

Iluminación interior

Monofásico

2

Iluminación exterior

Monofásico

2

Tomacorriente-1

Monofásico

2

Tomacorriente-2

Monofásico

2

Calentador eléctrico de agua

Monofásico

2

Bomba de agua

Trifásico

3

Interruptor Diferencial

Trifásico

3

Reserva

Monofásico

2

Total

18

Tabla 1. Circuitos de una instalación eléctrica comercial.

Del cuadro anterior determinamos que se requieren 6 interruptores monofásicos y 2 interruptores trifásicos ó 18 polos en total.

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TECNOLOGÍA DEL OFICIO TÍTULO:

DISTRIBUCIÓN DE LINEAS Y FASES

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CARACTERÍSTICAS OPERATIVAS DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA Todo Tablero General y de Distribución debe tener características operativas para una buena instalación eléctrica, las cuales se detallan a continuación: ESTADO DE OPERACIÓN NORMAL Es el estado de funcionamiento de una instalación en el cual todos los parámetros del circuito (Tensión, Corriente, Frecuencia, Temperatura de los conductores, etc.) se encuentran dentro de los márgenes previstos. ESTADO DE OPERACIÓN ANORMAL Cuando uno o más parámetros de la instalación eléctrica exceden las condiciones previstas, ocurren situaciones como el sobre consumo, aumento de temperatura de los conductores, variaciones de voltaje, corto circuitos, etc. Según la gravedad que presentan las anormalidades, se clasifican en: • PERTURBACIONES Son anormalidades de breve duración que no constituyen riesgo para la instalación eléctrica. Estas pueden ser variaciones de voltaje momentáneos o las sobrecargas de corriente de breve duración. • FALLAS Son anormalidades en las cuales se pone en peligro la integridad de la instalación eléctrica, de los materiales y de la vida de las personas. Los tipos de fallas más comunes son las sobrecargas permanentes, los cortos circuitos y las fallas de aislamiento (fugas de corriente). * SOBRECARGA Se produce cuando la magnitud del voltaje o corriente supera el valor previsto como normal para la instalación (Llamado valor nominal). Estas se originan debido al exceso de consumo de la instalación eléctrica. * CORTO CIRCUITO Se produce cuando el nivel de corriente alcanza valores tan altos, que los conductores se funden en los puntos de falla, produciendo calor excesivo. * FALLA DE AISLAMIENTO Cuando la carcasa metálica de un artefacto o equipo se energiza, con el consiguiente riesgo para la vida de las personas. Se origina debido al envejecimiento del aislamiento de los conductores, corte de los conductores, malos empalmes, uso de artefactos en mal estado, etc.

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TECNOLOGÍA DEL OFICIO TÍTULO:

DISTRIBUCIÓN DE LINEAS Y FASES

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Para distr ibu ir líneas o fases s e debe ten er en c uenta la d eman da m áxim a (MD)  de cada vivienda c o n s i d e r a n d o e l t i p o d e c o n s u m o d e l s u m i n i s t r o d e ac u e r d o   a la c at eg o ría: D o m é s ti c o o Comercial. Con este c riterio se d otaráa la vivienda de un tablero general y los de dis tribu ción  dependiendo d e la previsión de su po tencia instalada.

TABLERO GENERAL Es un dispositivo cuyo fin es el de proteger los circuitos alimentadores a los tableros de distribución, por medio de un interruptor general o varios según necesidades y criterios de proyecto. Se representa de la siguiente manera:

TABLERO GENERAL

OBSERVACIÓN • Cada circuito del tablero general, llega a un tablero de distribución. TABLERO DE DISTRIBUCIÓN Conjunto de dispositivos de protección cuyo número es igual al de los circuitos derivados proyectados. Su representación gráfica es la siguiente

TABLERO DE DISTRIBUCIÓN

OBSERVACIÓN • Un tablero de distribución puede contar con un interruptor general.

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TECNOLOGÍA DEL OFICIO TÍTULO: DISTRIBUCIÓN DE LINEAS Y FASES

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TABLERO DE DISTRIBUCIÓN

DIAGRAMA UNIFILAR • El diagrama representativo representativo de un un tablero general general y de distribución, distribución, indica los los circuitos que conforman la Instalación eléctrica de una edificación con sus características. características.

C-1

C-2

CAJA DE PASE

3 x 40 A KWh

C-3

2 x 16 A 2 x 20 A 3 x 20 A

ALUMBRADO 2 – 2,5 mm2 TW -

Ф

15 mm PVC - L

TOMACORRIENTES 2 2 –4 m mm m 2 TW + 1 – 4 m mm m (T) -

2

C-4 C-5

2 x 16 A 2 x 20 A

Ф

15 mm PVC PVC - L

CALENTADOR ELÉCTRICO DE AGUA 2 – 2,5 mm2 TW -

Ф

15 mm PVC - L

ELECTROBOMBA 2 –4 m mm m 2 TW + 1 – 4 mm2 (T) -

C-6

15 mm PVC PVC - L

COCINA ELÉCTRICA 3 – 4 m m TW + 1 – 4 mm 2 (T) -

3 – 10 mm mm2 TW + 1 – 10 mm2 (T) Ф 20 mm PVC - L

Ф

Ф

15 mm mm PVC - L

RESERVA

En todo diagrama unifilar se observa: 1. Interruptores de protección: que protegen los conductores de cada circuito derivado y pueden ser bipolares o tripolares. 2 x 20 A 2 polos de 20 Amperios 3 x 60 A 3 polos de 60 Amperios 2. Circuitos: cada una de las derivaciones que se originan después del interruptor general. En toda obra generalmente existen: C 1: Alumbrado. C 2: Tomacorrientes C 3: Calentador de agua C 4: Cocina. C 5: Electro bomba.

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TECNOLOGÍA DEL OFICIO TÍTULO:

Página

DISTRIBUCIÓN DE LINEAS Y FASE FASES S

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3. Característica Característicass de los Conductores y Tuberías. Tuberías. Sobre  Sobre cada circuito se indica: • Nombre del circuito (Alumbrado). • Número de conductores que conforman el circuito (2). • Sección nominal del conductor (2,5 mm 2). • Tipo de aislamiento del conductor (T W ) • Diámetro Diámetro nominal nominal del del tubo ( Ô 15 mm). • Material y clase del tubo (PVC - SAP). Ejemplo: C -1 Alumbrado

2

x

Nombre del circuito circuit o

2,5 mm2

Sección Nominal

TW

15 mm

Tipo de aislamiento aislamient o

Diámetro nominal

PVC SEL

Material y clase de tubería

Nº de conductores

OBSERVACIÓN La derivación de reserva se representa con línea recta discontinua. 4. Puesta a Tierra: se indica con un achurado en forma de triángulo. USO Este diagrama se se usa para la instalación del tablero general general y/o de distribución de una edificación determinándose con él: • Número de circuitos. • Diámetro de los tubos de cada circuito. • Sección y tipo de los conductores de cada circuito. • Tipo de interruptor a usarse en cada circuito.

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA TÍTULO: INTERRUPTORES DE PROTECCIÓN

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Son dis pos itivos d e seccionam iento m ecánico c apaces de conectar e interrum pir  c o r r i e n t e s d e  c  c a r g a n o m i n a l o i n t e r r u m p i r a u t o m át i c a m e n t e c o r r i e n t e s   anormaless p roducidas p or un a falla anormale falla que pueden pueden ser sob reca recargas rgas o cortocircuitos.

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 ellos conectados, como de las personas que han de trabajar con ella. Existen muchos tipos de protecciones, que pueden hacer una instalación eléctrica completamente segura ante cualquier contingencia, pero hay tres que deben usarse en todo tipo de instalación: de alumbrado, domésticas,de fuerza, redes de distribución, circuitos auxiliares, etc., ya sea de baja o alta tensión. Estas tres protecciones eléctricas que describiremos con detalle a continuación son: a. Protección contra cortacircuitos b. Protección contra sobrecargas c. Protección contra electrocución. PROTECCIÓN CONTRA CORTOCIRCUITOS Se denomina cortocircuito a la unión de dos conductores o partes de un circuito eléctrico, con una diferencia de potencial o tensión entre sí, sin ninguna impedancia eléctrica entre ellos. Este efecto, según la ley de Ohm, al ser la impedancia cero, hace que la intensidad tienda a infinito, con lo cual peligra la integridad de los conductores y máquinas, debido al calor  generado por dicha intensidad, por efecto Joule. En la práctica, la intensidad producida por  un cortocircuito, siempre queda amortiguada por la resistencia de los propios conductores que, aunque muy pequeña, nunca es cero. Según reglamentos técnicos, «en « en el origen de todo circuido deberá colocarse un dispositivo de protección, protección, de acuerdo con la intensidad de cortocircuito que pueda presentarse en la instalación». instalación». No obstante, se admite una protección general contra cortocircuitos para varios circuitos derivados. Los dispositivos más empleados para la protección contra cortacircuitos son: · Fusibles calibrados calibrados (también llamados cortacircuitos), cortacircuitos), o · Interruptores automáticos magneto térmicos o termo magnéticos. magnéticos. FUSIBLES O CORTACIRCUITOS Los fusibles o cortacircuitos, según se ve en la figura, no son más que una sección de hilo fino que los conductores normales, colocado en la entrada del circuito a proteger proteger,, para que al aumentar la corriente, debido a un cortocircuito, sea la parte parte que más se caliente, caliente, y por  tanto la primera en fundirse. Una vez interrumpida la corriente, el resto del circuito ya no sufre daño alguno.

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA TÍTULO: INTERRUPTORES DE PROTECCIÓN

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 Antiguamente, los fusibles eran finos hilos de cobre o plomo, colocados al aire lo cual tenía el inconveniente de que al fundirse saltaban pequeñas partículas incandescentes, dando lugar a otras averías en el circuito. Actualmente la parte o elemento fusible suele ser un fino hilo de cobre o aleación de plata, o bien una lámina del mismo metal para fusibles de gran intensidad, colocados dentro de unos cartuchos cerámicos llenos de arena de cuarzo, con lo cual se evita la dispersión del material fundido; por tal motivo también se denomina cartuchos fusibles. Los cartuchos fusibles son protecciones desechables, cuando uno se funde se sustituye por otro en buen estado. Los cartuchos fusibles también pueden mejorarse aplicándoles técnicas de enfriamiento o rapidez de fusión, para la mejor protección de los diferentes tipos de circuitos que pueden haber en una instalación dentro de una misma intensidad. Los cartuchos fusibles se clasifican según la tabla 16.1 Tabla 16.1 Tipos de cartuchos fusibles Tipo

Según norma UNE

Otras denominaciones

Fusibles rápidos

gF

gl, gI, F, FN, Instanfus

Fusibles lentos

gT

T, FT, Tardofu s

Fusibles de acompañamiento

aM

 A,FA, Contanfus

Si llamamos If a la intensidad a la que ha de fundir un fusible, los tres tipos de la tabla se diferencian en la intensidad que ha de atravesarlos para que se fundan en un segundo. · Los fusibles lentos funden en un segundo para I = 5 IF · Los fusibles rápidos funden en un segundo para I = 2,5 IF · Los de acompañamiento funden en un segundo para I = 8 IF Los fusibles de acompañamiento (aM) se fabrican especialmente para la protección de motores, debido a que soportan sin fundirse las puntas de intensidad que estos absorben en el arranque. Su nombre proviene de su necesidad de ir acompañados de otros elementos de protección, como son generalmente los relés térmicos. Cada cartucho fusible tiene en realidad unas curvas de fusión, que pueden diferir algo de las definiciones anteriores, dadas por los fabricantes. En la figura vemos algunos tipos de cartuchos fusibles. Los fusibles lentos (gT) son los menos utilizados, empleándose generalmente para la protección de redes aéreas de distribución, debido a los cortocircuitos momentáneos que los árboles o el viento pueden hacer entre los conductores. Los fusibles rápidos (gF) se emplean para la protección de redes de distribución con cables aislados y para los circuitos de alumbrado. 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, ya que éstos, como ya se dijo, están diseñados especialmente para la protección contra cortacircuitos de los motores eléctricos. INST ALA CIONES INSTALA ALACIONES

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA TÍTULO:

INTERRUPTORES DE PROTECCIÓN

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INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS Son dispositivos de protección del tipo térmico y magnético, es decir, protegen al sistema contra sobrecargas y cortocircuitos, respectivamente. Se fabrican para redes tripolares o bipolares con poder de corte en carga, es decir, sus contactos y sus elementos de extinción del arco, han de ser capaces, no solamente de conectar la carga sin riesgo alguno, sino que han de poder cortarla eficazmente ante las peores condiciones que se puedan presentar en la red, como el caso de un cortocircuito trifásico que se origine en sus propios bornes de salida. Los interruptores termo magnéticos o también llamados automáticos para baja tensión, suelen fabricarse para tensiones que van desde 240 V a 1 000 V, con intensidades nominales que van desde 6 A hasta 125 A (los de uso doméstico y comercial), mientras que su poder  de corte en carga puede situarse entre 5 kA y 25 kA. Su forma constructiva suele ser compacta para las pequeñas potencias y modular en los de gran potencia, variando mucho de unos tipos a otros. Según el número de polos, se clasifican éstos en: unipolares, bipolares, tripolares y tetrapolares. Estos últimos se utilizan para redes trifásicas con neutro.

Todos los dispositivos de protección tienen ciertas características de comportamiento de acuerdo a los conceptos que se detallan a continuación. 1. CORRIENTE NOMINAL (In) Es la corriente máxima que debe soportar determinado dispositivo en condiciones normales de funcionamiento. Es la corriente de diseño del dispositivo. 2. CORRIENTE DEL INTERRUPTOR (Ir) Se refiere a una corriente cualquiera que esté pasando por un determinado dispositivo y se utiliza para compararla con la corriente nominal, a fin de averiguar si el dispositivo trabaja en condiciones normales o no. 3. TENSIÓN NOMINAL (Un) Es la tensión máxima al cual puede funcionar un determinado dispositivo. También se le conoce como tensión de diseño. 4. TENSIÓN DE AISLAMIENTO Es la máxima tensión que puede aplicarse entre la carcasa del dispositivo y algún punto de tensión (Terminal o polo), sin que se produzca una corriente eléctrica entre éstos. 5. PODER DE INTERRUPCION O RUPTURA Es la máxima corriente de corto circuito que soporta un dispositivo al abrir sus contactos, sin que el dispositivo se funda o se queme. 6. COMPORTAMIENTO EN «CALIENTE» Se refiere al comportamiento del dispositivo luego de estar sometido a la energía eléctrica durante un tiempo determinado INST ALA CIONES INSTALA ALACIONES

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INFORMACIÓN TECNOLÓGICA TÍTULO:

INTERRUPTORES DE PROTECCIÓN

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7. NÚMERO DE POLOS Es la cantidad de terminales eléctricos de entrada / salida que tiene un determinado dispositivo. Por ejemplo, un aparato unipolar tiene un Terminal de entrada y un terminal de salida; un aparato bipolar tiene dos terminales de entrada y dos terminales de salida, y así sucesivamente. 8. PÉRDIDA DE POLO Se refiere a las pérdidas de corriente o potencia eléctrica existentes entre el contacto de entrada y salida de un polo determinado. Varía según la corriente nominal. 9. NÚMERO DE MANIOBRAS MECANICAS Máxima cantidad garantizable de movimientos de apertura y cierre que soporta el mecanismo de un dispositivo sin que afecte el comportamiento del mismo. 10. NÚMERO DE MANIOBRAS ELECTRICAS Máxima cantidad garantizable de disipaciones de arco eléctrico, en la cámara de arqueo del dispositivo sin que afecte su normal funcionamiento. 11. TEMPERATURA DE USO Rango de temperatura en el cual puede ser utilizado un dispositivo sin perjudicar  su normal funcionamiento. FUNCIONES PRINCIPALES Las funciones principales de los interruptores termo magnéticos son: · Conectar y desconectar un circuito eléctrico en condiciones normales de operación. · Desconectar un circuito en condiciones de falla, cuando se produce un cortocircuito o una sobrecarga. · Tener un elevado número de maniobras. A diferencia del fusible, cuando queda desconectado puede rearmarse nuevamente y siguen funcionando. Sus funciones y márgenes de maniobra son: • Disparador térmico: protege la línea y los motores contra sobrecargas. Su función la realizan los bimetales, que siguen la imagen de calentamiento térmico, desconectando el circuito para intensidades comprendidas entre 1,05 In y 1,3 In (In: corriente nominal en amperios). • Disparador magnético: protege los cables y motores contra cortocircuitos. Cuando la corriente de paso o corriente circulante sobrepasa un valor determinado, se excitan una o varias bobinas que provocan la desconexión instantánea del interruptor. El interruptor termo magnético realiza preferentemente la función de protección del aislamiento de los conductores frente a sobre intensidades, también se emplea para la protección de personas frente a contactos indirectos en el caso de redes con régimen de neutro aislado (red IT) o de puesta al neutro (red TN). En definitiva, el interruptor  termo magnético es el dispositivo básico de maniobra y protección en las instalaciones eléctricas de baja tensión. INST ALA CIONES INSTALA ALACIONES

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RECOMENDACIONES DE NORMAS Y REGLAMENTOS ELECTROTÉCNICOS Los reglamentos electrotécnicos de baja tensión dedican varias instrucciones a la protección de equipos y personas. En general, indican que: “Los sistemas de protección de las instalaciones para baja tensión impedirán los efectos de las sobre intensidades y sobre tensiones que por distintas causas cabe prever en las mismas. Asimismo, y a efectos de seguridad general, se determinarán las condiciones que deben cumplir dichas instalaciones para proteger de los contactos directos e indirectos”. VENTAJAS DE LOS INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS Los interruptores termo magnéticos presentan las siguientes ventajas: • RECUPERACIÓN AUTOMÁTICA Cuando se produce una sobrecarga o cortocircuito en la instalación, el mecanismo de disparo del interruptor termo magnético actúa interrumpiendo el servicio donde se ha producido la misma. Posteriormente, mediante un accionamiento manual o automático, se rearma el interruptor restableciéndose el servicio. Por tanto, no es necesario disponer  de repuestos. • MECANISMO DE DISPARO INDEPENDIENTE DEL MECANISMO DE MANDO MANUAL Una vez que ha disparado el interruptor termo magnético como consecuencia de la presencia de una anomalía en la instalación, es posible rearmar manualmente el mismo. Si a la hora de efectuar el rearme, la anomalía persiste, el mecanismo de disparo del interruptor actuará independiente del mecanismo de mando manual, interrumpiendo el servicio. TIPOS DE INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS. Se pueden clasificar: · Según el tipo de aplicación. · Según el tipo de disparadores para la protección. · Según su poder de corte. · Según el número de polos. · Según la categoría de empleo. · Según el modo de mando de mecanismo de maniobra. 1. CLASIFICACIÓN SEGÚN LA APLICACIÓN. Domésticos e industriales. Para instalaciones domésticas y comerciales los interruptores termo magnéticos son modulares, destinados a tableros de distribución. Los valores preferenciales de la corriente asignada son: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 y 125 A. Los valores normalizados de las tensiones asignadas son de 230 a 400 V, por lo que se pueden utilizar, también en las industrias.LÉCTRICAS Para instalaciones industriales, los interruptores termomagnéticos son de caja moldeada  que pueden fijarse en sistemas riel din o paneles. Los valores de corriente nominal son: 100, 125, 160, 250, 400, 630  A. Para tensiones nominales de 500 y 690 V.

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2. CLASIFICACIÓN SEGÚN EL TIPO DE LOS DISPARADORES PARA LA PROTECCIÓN. Los interruptores termo magnéticos son dispositivos que constan de un relé térmico bimetálico para la protección contra sobrecargas y de un relé magnético para la protección contra cortocircuitos

3. CLASIFICACIÓN SEGÚN EL NÚMERO DE POLOS. · Unipolar. · Bipolar. Margen Margen Tipo Aplicació Bim etal de detección inferior superior · Tripolar. Té rm ic a (sode b rec arg a)  B 3 In 5 In Protección líneas de gra · Tetrapolar. Protección de líneas con al C 5 In 10 In CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMIENTO TIEMPO-CORRIENTE incluido en la protección (il D 10 In 20 In Protección de equipos con I Las características de funcionamiento tiempo-corriente de los interruptores termo Bobina de detección Tiempo m ag n é tica magnéticos, expresan el tiempo de funcionamiento de los relés des disparo ens función de su t ≥ 0,1 t ≤ 0,1 límite (cortocircuito) corriente de actuación, de allí que se le denominan c u r v a s d e d i s p a r o  . Tienen, dos zonas de funcionamiento: Embolo móvil del · Una es la de característica inversa correspondiente al relé de sobrecargas; circuito y · La segunda zona de cortocircuitos fijada por el relé de ajuste más alto. Para los interruptores termo magnéticos, la zona de sobrecargas viene fijada por el Cámar a d e arq ueo comportamiento de un elemento bimetálico y es la misma para los distintos tipos de curvas. La zona de cortocircuitos está determinada por el comportamiento magnético de la bobina que constituye el relé. Las características de funcionamiento tiempo - corriente de los interruptores termo magnéticos para aplicaciones de baja potencia (alumbrado, tomacorrientes, entre otros) vienen dadas por la tabla siguiente donde se resumen los tipos de curvas y los parámetros que las definen.

Tabla 4.1 Aplicaciones para los tipos de interruptores termo magnéticos.

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Como indica la tabla anterior, los interruptores termo magnéticos se clasifican según la intensidad de disparo instantáneo: · Tipo B. · Tipo C. · Tipo D. La zona de sobrecargas es idéntica para los tres tipos definidos por la norma según se puede observar en la figura siguiente.

Figura 4.5 Curva característica tiempo - corriente

SELECCIÓN DE INTERRUPTORES TERMOMAGNÉTICOS La selección de interruptores termo magnéticos se basa en la determinación de la intensidad asignada y del poder de corte. Además de estas características, existen otras, como el “umbral de disparo magnético” y la “solicitación térmica”. · CALIBRE DEL INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO La intensidad asignada o calibre de un interruptor termo magnético debe cumplir: I OPERACIÓN CARGA 2 x I MÁX ADMISIBLE CONDUCTOR. ........... (1) Esta desigualdad garantiza que el interruptor termo magnético pueda soportar un servicio ininterrumpido, con sus contactos cerrados y circulando la corriente nominal de la carga, durante su tiempo de vida esperado, para una temperatura ambiente especificada. La determinación de la intensidad de operación de la carga exige conocer su potencia nominal y el factor de potencia. I DISPARO TÉRMICO INTERRUPTOR 1,45 x I MÁX ADMISIBLE CONDUCTOR. ........... (2)

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Hay que tener en cuenta que el calibre del interruptor termo magnético viene dado para una temperatura ambiente, denominada temperatura de referencia, de 30°C. Si la temperatura ambiente es superior, por ejemplo, por un número elevado de interruptores termo magnéticos colocados unos junto a otros, cargados simultáneamente con su valor  nominal, el calibre de los mismos debe reducirse según tablas proporcionadas por los fabricantes. · PODER DE CORTE Para que un interruptor termo magnético colocado en un lugar determinado de una instalación eléctrica sea capaz de abrir cualquier intensidad que pueda circular a través suyo, debe cumplirse que su poder de corte último (o asignado) sea mayor que la intensidad de cortocircuito máxima que pueda producirse en ese punto de la instalación, es decir: I CU INTERRUPTOR I CC MÁX. (RED)............ (3) El cálculo de corrientes de cortocircuito es imprescindible realizarla en instalaciones alimentadas en media tensión debido a las altas intensidades de cortocircu ito que pueden darse en la parte de baja tensión. INTERRUPTOR DIFERENCIAL Dispositivo eléctrico que debe estar instalado en el tablero general de la vivienda; su función es desconectar la instalación eléctrica de forma rápida cuando exista una fuga a tierra, con lo que la instalación se desconectará antes que alguien toque el aparato averiado. En el caso que una persona toque una parte activa, el interruptor diferencial desconectará la instalación en un tiempo lo suficientemente corto como para no provocar daños graves a la persona. Los interruptores diferenciales se caracterizan por tener diferentes sensibilidades. La sensibilidad es el valor que aparece en catálogo y que identifica al modelo, sirve para diferenciar el valor de la corriente a la que se quiere que “salte” el diferencial, es decir, valor  de la corriente de fuga a tierra, que si se alcanza en la instalación, ésta se desconectará. Las diferentes sensibilidades son: . Muy alta sensibilidad: 10 mA · Alta sensibilidad: 30 mA · Sensibilidad normal: 100 y 300 mA · Baja sensibilidad: 0,5 y 1 A. El tipo de interruptor diferencial que se usa en las viviendas y comercios es de alta sensibilidad (30 mA) o de muy alta sensibilidad (10 mA), ya que son los que quedan por debajo del límite considerado peligroso para el cuerpo humano. Por regla general, en las viviendas no se utilizan interruptores diferenciales de 10 mA de sensibilidad, ya que se utiliza cuando los cables de instalación son cortos, por lo que en una vivienda lo único que provocaría es que el interruptor “saltara” constantemente. La sensibilidad en un interruptor diferencial, viene marcada como 0,030 A, tal y como se observa en la fotografía siguiente: Figura 4.6 Vista frontal del interruptor diferencial

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El grado de afectación en las personas, viene determinado por diferentes factores, en la siguiente gráfica se observa cómo afecta al organismo el paso de corriente en función del tiempo durante el que está pasando:

En el mismo interruptor diferencial observará que hay un pulsador de prueba, que simula un defecto en la instalación y, por lo tanto, al ser pulsado, la instalación deberá desconectarse. Es recomendable apretar el pulsador periódicamente (por ejemplo, una vez al mes).

CORRIENTE DIFERENCIAL:

Corriente a partir de la cual se garantiza el disparo por falla de aislamiento

CORRIENTE NOMINAL:

Máxima carga que

BOTON DE TEST:

Dispositivo que al ser presionado debe provocar el disparo del interruptor diferencial para comprobar su correcto estado

La instalación del interruptor diferencial no sustituye alguna de las otras medidas que se deben tomar para evitar contactos directos o indirectos

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COMPONENTES BÁSICOS DE UN INTERRUPTOR DIFERENCIAL Relé de alta sensibilidad

Contactos

Toroide de detección

Bobina principal Neutro (o Fase 2) Bobina principal Fase o Fase 1

Figura 1. Partes de un interruptor diferencial (Cortesía de BTICINO).

UBICACIÓN DE INTERRUPTORES EN TABLEROS PARA VIVIENDAS Según las Normas del Código Nacional de Electricidad – Utilización a) Cada circuito derivado debe estar protegido por un interruptor termo magnético. b) Se debe instalar al menos un interruptor diferencial o de falla a tierra, de 30 mA de   sensibilidad. c) El interruptor diferencial mencionado en (b) actuará como interruptor de cabecera, en instalaciones de hasta tres circuitos derivados. Seccionador

Interruptor termomagnético

Interruptor diferencial

30 mA

Interruptores termomagnéticoss

Tablero de distribución con 3 circuitos derivados

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En instalaciones con más de tres circuitos derivados, éstos pueden agruparse de a tres y poner a la cabeza de cada grupo un interruptor diferencial de 30 mA de sensibilidad

30 mA

30 mA

Tablero de distribución con seis circuitos derivados.

a) Para mejorar la continuidad de servicio de la instalación, es recomendable instalar un interruptor diferencial de 30 mA de sensibilidad en cada circuito derivado, aguas abajo del interruptor termo magnético respectivo.

30 mA

30 mA

30 mA

Tablero de distribución con tres interruptores diferenciales.

Por lo expuesto no se debe olvidar lo siguiente: • El interruptor termo magnético protege al conductor de la instalación de sobrecargas y cortocircuitos. • El interruptor diferencial protege a las personas de posibles electrocuciones y protege a la instalación de daños causados por fugas de corriente. INST ALA CIONES INSTALA ALACIONES

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INSTALACIÓN DE TABLEROS DE DISTRIBUCIÓN

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INSTALACIÓN DE UN TABLERO DE DISTRIBUCIÓN Red de distribución BT Hacia otros predios MT/BT Tablero General (interno)

Alimentador

Acometida

Medidor kw-h

IDa (30mA)

IDa (30mA)

Barra de tierra

Pozo de tierra

Tomacorrientes Iluminación

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BORNERA

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Es un disp ositiv o mecánico o c onector q ue sujeta y presiona los co ndu ctores  estableciendo co ntac tos elé ctr ico s s egur os . Está form ado p or un cu erpo d e  porc elana, baquelita o un material termo plástico , dentro del cu al se enc uentran  los bornes con tornillos de cobre.

TIPOS Existe gran variedad de borneras las que se designan por el número de bornes que tiene. Ejemplo: • Bornera de nueve bornes. • Bornera de doce bornes. USOS Se usan en los tableros generales y/o de distribución para dotar el fluido eléctrico a los diferentes circuitos de una edificación. Facilitan la detección de fallas. PRECAUCIONES • Siempre debe conectarse un borne a tierra. • No golpear los bornes, se quiebran fácilmente

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DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES ELÉCTRICOS En todo proyecto para el suministro de energía eléctrica de interiores, está contemplado el dimensionamiento del conductor de acometida, que va desde el medidor de energí a, ubicado al exterior de la vivienda o comercio, hasta el tablero general, ubicado dentro del local. Para seleccionarlo se requiere realizar cálculos relacionados con las dimensiones del local, tipos de cargas, formas de trabajo, etc., para ello es necesario recurrir a las normas que reglamentan los factores que serán utilizados en el dimensionamiento. Es importante señalar, que cada país cuenta con sus respectivas normas, las cuales deberán ser utilizadas para definir los factores y recomendaciones de diseño. 1. PARÁMETROS ELÉCTRICOS PARA LA SELECCIÓN DE CONDUCTORES  A continuación, definimos los principales parámetros eléctricos que intervienen en la selección de conductores de una instalación eléctrica de interiores: 1.1 POTENCIA INSTALADA (PI) Se define como Potencia Instalada (PI) o Carga Instalada, a la suma de todas las cargas conectadas en una instalación eléctrica. Ejemplo: En una instalación comercial se cuenta con las siguientes cargas instaladas cuyas potencias eléctricas se muestran en la siguiente tabla: Tipos de cargas Iluminación Tomacorrientes Bomba de agua Calefactor Sistema de refrigeración Potencia Instalada en W

Potencia en W 1 200 2 500 750 2 500 2 000 8 950

Tabla 2.1 Cuadro de cargas de una instalación comercial.

Para este ejemplo, se realiza la sumatoria de todas las cargas instaladas y al valor  resultante se le denomina Potencia Instalada de la instalación. PI = 8 950 W 1.2 MÁXIMA DEMANDA (MD) Se define como Máxima Demanda (MD), a la mayor carga que utiliza una instalación eléctrica en un período determinado. P(kW)

PI

120

MD

108

6

12

18

24 t(h)

Figura 1.1 Diagrama de carga de una instalación eléctrica.

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En la figura 1.1, observamos que la Potencia Instalada de una instalación eléctrica es 120 kW, sin embargo, la Máxima Demanda, en un período de 24 horas, sólo llegó a 108 kW. Todos los sistemas eléctricos tienen un comportamiento de trabajo que se define por  su diagrama de carga, tal como se muestra en la Figura 1.1, que dependerá de las condiciones de trabajo de las cargas durante un período que puede ser diario, mensual o anual. 1.3 FACTOR DE DEMANDA (fd) Es la relación que existe entre la Máxima Demanda y la Potencia Instalada. fd

MD =

PI

El Código Nacional de Electricidad (CNE) considera, para el cálculo del cable alimentador, los siguientes factores de demanda: Parte de la Potencia Instalada

Factor de Demanda (fd)

Primeros 2 000 W o menos

100%

Siguientes 118 000 W

35%

Sobre 120 000 W

25%

Tabla 2.2 Factores de demanda según CNE Tabla 3-V para instalaciones interiores .

3. CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE CONDUCTORES EN LAS INSTALACIONES   INTERIORES 3.1 CARGAS DE ALUMBRADO La potencia instalada para cargas de alumbrado, está definida por la Tabla 3-IV del Código Nacional de Electricidad, donde hace referencia a los diferentes tipos de locales, una carga unitaria en watts por metro cuadrado, los cuales deberán constituir la carga de alumbrado mínima por cada metro cuadrado de piso. La superficie del piso deberá calcularse en función a las dimensiones exteriores de la edificación, apartamento u otro local considerado. Las cargas unitarias indicadas en la Tabla 3-IV están basadas en condiciones de carga mínima y para un factor de potencia igual a 1. Para unidades de vivienda, la carga unitaria es 25 W/m 2 para áreas techadas y 5 W/m 2 para áreas no techadas. La máxima demanda se determinará aplicando los factores de demanda indicados en la Tabla 3-V del CNE.

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Carga unitaria W/m2

Tipo de Local  Auditorios Bancos Barberías, peluquerías y salones de belleza  Asociaciones o casinos Locales de depósito y almacenamiento Edificaciones comerciales e industriales Edificaciones para oficinas Escuelas Garajes comerciales Hospitales Hospedajes Hoteles, moteles, incluyendo apartamientos sin cocina (*) Iglesias Unidad(es) de vivienda (*) Restaurantes Tiendas Salas de audiencia

10 25 25 18 2,5 20 25 25 5 20 13 20 8 25 18 25 18

En cualquiera de los locales mencionados, con excepción de las viviendas unifamiliares y apartamentos individuales de viviendas multifamiliares, se aplicara l o siguiente: Espacios para almacenamiento Recibos, corredores y roperos Salas de reuniones y auditorios

2,5 5 10

Tabla 2.3 Cargas unitarias de alumbrado general según CNE Tabla 3-IV.

3.2  

3.3  

3.4 3.5

(*) En viviendas unifamiliares, multifamiliares y habitaciones de huéspedes, de hoteles y moteles, todas las salidas de tomacorrientes de 20 A o menores (excepto aquellos para artefactos pequeños en viviendas, indicadas en 3.3.2.2 b) deberán ser considerados como salidas para iluminación general y no se requerirá incluir cargas adicionales para tales salidas. SALIDAS DE TOMACORRIENTES EN VIVIENDAS UNIFAMILIARES Y MULTIFAMILIARES Todas las salidas de los tomacorrientes de 20 A o menores deberán ser consideradas como salidas para iluminación general y no se requerirá incluir cargas adicionales para tales salidas. CARGAS DE ARTEFACTOS PEQUEÑOS Y DE LAVANDERÍA EN UNIONES DE VIVIENDA En cada unidad de vivienda, la carga del alimentador debería ser calcula en 1 500 W por cada circuito derivado de dos conductores para artefactos pequeños. Se consideran artefactos pequeños alimentados por tomacorrientes de 10, 15 ó 20 A instalados en cocina, repostería, comedor, sala, lavandería. SALIDA PARA UN ARTEFACTO ESPECÍFICO Se considera la corriente nominal del artefacto o carga servida ARTEFACTOS DE COCCIÓN EN UNIDADES DE VIVIENDA La demanda máxima del alimentador para cocina eléctrica de uso doméstico, hornos empotrados, cocinas de mostrador y otros artefactos de cocción de uso doméstico mayores de 2 kW pueden ser calculadas de acuerdo a la tabla del C.N.E. INST ALA CIONES INSTALA ALACIONES

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4. EJEMPLO DE CÁLCULOS DE CONDUCTORES EN INSTALACIONES DE   INTERIORES  A continuación se presentará una aplicación de cálculo para seleccionar los conductores de una instalación de interiores residencial.  Área techada (At) =  Área no techada (Ant) = Longitud del cable de acometida = Temperatura ambiente =

120 m² 80 m² 15 m 32 oC

Tipo Carga

Potencia en W

Cocina eléctrica

8 000

Calentador de agua

1 500

Bomba de agua

373

Secador de ropa

3 000

Cargas de artefactos pequeños

1 500

Tabla 2.4 Cuadro de carga de una instalación residencial interior.

CÁLCULO DE LA POTENCIA INSTALADA Se determinará la potencia instalada de los diferentes circuitos del sistema eléctrico según cuadro de cargas: 4.1 CÁLCULO DE LA POTENCIA INSTALADA DEL CIRCUITO DE ALUMBRADO Y   TOMACORRIENTES La potencia instalada del circuito de alumbrado y tomacorrientes que no alimentan cargas de artefactos pequeños (PI 1) se determina según las recomendaciones del CNE, donde considera como cargas unitaria de 25 W/m 2 para áreas techadas y de 5 W/m 2 para áreas no techadas. PI1 = At (25 W/m²) + Ant (5 W/m²) PI1 = 120 m² (25 W/m²) + 80 m² (5 W/m²) PI1 = 3 400 W 4.2 CÁLCULO DE LA POTENCIA INSTALADA DE CARGAS DE ARTEFACTOS PEQUEÑOS (PI2) Según el CNE, se considera 1 500 W/circuito. Se considera 1 circuito para esta aplicación. PI2 = 1 500 W a.Potencia Instalada para la Cocina Eléctrica (Pi 3) : PI3 = 8 000 W, con horno b.Potencia Instalada para el Calentador de Agua (Pi 4) : PI4 = 1 500 W, 130 lt. c.Potencia Instalada para el circuito de Bomba de Agua (Pi 5) :PI5 = 373 W d.Potencia Instalada para el Circuito de Secadora de Ropa (Pi 6) :PI6 = 3 000 W Luego: PI = PI1 + PI2 + PI3 + PI4 + PI5 + PI6 PI = 3 400 + 1 500 + 8 000 + 1 500 + 373 + 3 000 PI = 17 773 18 kW ≈

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4.3 CÁLCULO DE LA MÁXIMA DEMANDA a.Máxima demanda del circuito de alumbrado (MD1). De acuerdo a la Tabla 2, los primeros 2 000 W tendrá un factor de demanda de 1, los restantes, hasta 118 000 W, de 0,35. MD1 = 1 (2 000) + 0,35 (1 400) MD1 = 2 510 W b.Máxima demanda de artefactos pequeños (MD2). MD2 = 1 500 W x 1 MD2 = 1 500 W c.Máxima demanda de la cocina eléctrica (MD3). MD3 = 8 000 W x 0,8 MD3 = 6 400 W d.Máxima demanda del calentador de agua (MD4). MD4 = 1 500 W x 1 MD4 = 1 500 W e.Máxima demanda para el circuito de bomba de agua (MD5). MD5 = 373 W x 1 MD5 = 373 W f. Máxima demanda para el circuito de la secadora de ropa (MD6). MD6 = 3 000 W x 1 MD6 = 3 000 W Luego: MD = MD1 + MD2 + MD3 + MD4 + MD5 + MD6 MD = 2 510 + 1 500 + 6 400 + 1 500 + 373 + 3 000 MD = 15 783 W 4.4 CÁLCULO DEL CONDUCTOR ALIMENTADOR a.Cálculo por Capacidad de Corriente MD In

=

3 U Cos ϕ 

In

15783 =

3 220. 0,9

In = 46 A Considerando un factor del 25% de reserva Id = 1,25 x In Id = 1,25 x 46 Id = 57,5 A Con este valor (Id), vamos a la Tabla de conductores y elegimos el conductor calibre 16 mm2 con aislamiento TW o el conductor calibre 10 mm 2 si el aislamiento es THW:

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b.Cálculo por Caída de Tensión. In

K. ϕ . L . Id .Cos φ  =

Up

Donde: K = 2 para circuitos monofásicos K = √ 3 para circuitos trifásicos φ = resistividad L = longitud del alimentador  Id = corriente de diseño Cos φ = factor de potencia UP = máxima caída de tensión permitida S  =

3 . 0,0175. 15 . 57,5 . 0,9 0,025 . 220

S = 4,83 mm2 De ambos cálculos determinamos el calibre mayor, es decir: TW en ducto : 3 x 16 mm2 (63 A) THW en ducto: 3 x 10 mm2 (55 A) · CÁLCULO DEL CONDUCTOR PARA EL CIRCUITO DE ALUMBRADO. Según el CNE, se debe utilizar como mínimo el conductor de 2,5 mm 2 - TW para alimentar como mínimo a 16 salidas para iluminación. · CÁLCULO DEL CONDUCTOR PARA EL CIRCUITO DE TOMACORRIENTES   MONOFÁSICOS. Según el CNE, se debe utilizar el conductor de 4mm 2 – TW par alimentar como máximo a 16 salidas de tomacorrientes. · CÁLCULO DEL CONDUCTOR PARA EL CIRCUITO DE LA COCINA ELÉCTRICA. P

In =

3 U Cos ϕ 

In

8 000 =

3 . 220 . 1

In = 20,995 A Id = 1,25 x In Id = 1,25 x 20,995 Id = 26, 24 A De acuerdo a la Tabla 2 del CNE-Utilización se obtiene el conductor 3 x 4 mm 2 – THW en ducto.

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4.5 CÁLCULO DEL CONDUCTOR PARA EL CIRCUITO DEL CALENTADOR DE AGUA. P In

=

U . Cos ϕ  1 500 In

=

220 . 1

In = 6,818 A Id = 1,25 x In Id = 1,25 x 6,818 A Id = 8,5 A De la tabla se obtiene el conductor 2 x de 2,5 mm2 – TW en ducto. 4.6 CÁLCULO DEL CONDUCTOR PARA EL CIRCUITO DE LA BOMBA DE AGUA. In

MD =

3 .U. Cos ϕ .η  In

373 =

3 . 220. 0,8 . 0,8

In = 1,529 A Id = 1,25 x In Id = 1,25 x 1,529 A Id = 2 A Luego: ⇒ corresponde al conductor 2 x Nº 20 AWG – TW Pero según el CNE, el calibre mínimo para circuitos de motores eléctricos es de 2,5 mm2 – THW en ducto. 4.7 CÁLCULO DEL CONDUCTOR PARA EL CIRCUITO DE LA SECADORA DE ROPA. P In

=

U . Cos ϕ  1 500 In

=

220 . 1

In = 6,818 A Id = 1,25 x In Id = 1,25 x 6,818 Id = 8,523 A De acuerdo a la tabla se obtiene 2 x de 2,5 mm 2 – THW INST ALA CIONES INSTALA ALACIONES

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CÁLCULO PARA DETERMINAR LA CAPACIDAD DE LOS INTERRUPTORES DE PROTECCIÓN. Para determinar la capacidad de los interruptores de protección, primero se debe hallar  la sección de los conductores que depende de la potencia instalada de la vivienda y de cada circuito derivado. Ejemplo: La potencia instalada de una vivienda es de 11Kw, para hallar la sección del conductor  se calcula la intensidad nominal que pasará por el conductor, mediante la siguiente fórmula: PI In

=

 K  . U. Cos ϕ 

Donde: P.I. = Potencia Instalada K = Constante:  Para sistema monofásico K = 1  Para Sistema Trifásico K = V3 U = Tensión de servicio (220V) Cos φ = 0,9

In

11 000 =

3 . 220 . 0,9

In = 32 A.  Al valor de la intensidad nominal según C.N.E se le añade hasta un 25% más de la In. como reserva o factor de seguridad. ID = l, 25 x In ID = l.25 x 32 ID = 40 A Con el valor obtenido para determinar la sección del conductor recurrimos a la tabla de “INTENSIDAD DE CORRIENTE PERMISIBLE EN AMPERIOS DE LOS CONDUCTORES DE COBRE AISLADO” y vemos que el conductor de 10 mm2 TW admite una intensidad hasta de 45 Amperios; por lo tanto podemos decir que el conductor  es el correcto por capacidad. De acuerdo a esta capacidad el interruptor de protección a utilizar será de 40 Amperios.

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Existe una infinidad de instrumentos para medir magnitudes eléctricas, como pueden ser, Intensidad, tensión, frecuencia, energía, potencia, etc. El funcionamiento de la mayor parte de ellos, se fundamenta en los efectos electromagnéticos, electrostáticos y electrotérmicos que tiene la corriente eléctrica. De acuerdo a su construcción y uso, se clasifican en aparatos de medida fijos (de panel) y portátiles. Los fijos se emplean, en los tableros de control de las instalaciones eléctricas, mientras que los portátiles son los que emplean los electricistas y técnicos para trabajos en campo. TRANFORMADORES DE MEDIDA Cuando se tienen que medir altas tensiones o grandes intensidades, no se pueden conectar  directamente los instrumentos de medida, debido a sus inconvenientes de orden práctico y de seguridad, por lo cual se recurre a conectarlos por intermedio de pequeños transformadores denominados transformadores de medida. Con estos transformadores lo que se pretende es que por el instrumento de medida (voltímetro, amperímetro, contador de energía, etc.) solamente pase una fracción de la magnitud o magnitudes que se miden. La escala de los aparatos de medida, que han de ser acordes con el transformador empleado, está ya multiplicada por la relación de transformación de su transformador y, por tanto, aunque por el instrumento no pase toda la magnitud que se mide, su indicador si nos da su valor real, o sea el que en ese momento pasa por el primario del transformador de medida; por tanto, se decide que estos instrumentos tiene una escala ficticia. Los instrumentos fabricados para acoplar a transformadores de medida, ya lo indican en su carátula, normalmente con la relación de transformación que ha de tener su transformador (ejemplo 100/5A; 5000/100 V; etc.). La potencia nominal de los transformadores de medida es la potencia máxima expresada en VA, a la que puede cargarse dicho transformador, sin sobrepasar los límites de error  admisibles, es necesario tener en cuenta cuando a un transformador de medida se le conectan varios instrumentos, en serie o paralelo. Existen dos tipos de transformadores de medida, a saber: · De tensión · De intensidad TRANSFORMADORES DE TENSIÓN Se denominan así a los transformadores de medida empleados para conectar voltímetros o instrumentos con conexión voltimétrica a una red de alta tensión. La tensión secundaria de los transformadores de tensión, está normalizada en la actualidad a 110 V. Por ejemplo: 3.000/110 V; 5.000/110 V; 30.000/110 V, etc. Estos transformadores, que suelen ser siempre monofásicos, constan, como cualquier  otro, de una bobina primaria y otra secundaria, por lo general metidas en un recipiente lleno de aceite o resina aislante, y conectadas a unos bornes de entrada y salida apropiados a su tensión, tal como se ve en la figura 1. Sus bornes se denominan U y V los primarios, y u y v los secundarios.

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El primario de los transformadores de tensión se conecta en paralelo con la línea, bien sea en monofásico, bien en conexión V o en estrella o triángulo, cuando se desea medir una magnitud trifásica. En la figura 2 vemos gráficamente estos tipos de conexión.

FIG. 2. CONEXIÓN DE LOS TRANSFORMADORES DE TENSIÓN

Como medida de seguridad, ya que son circuitos completamente independientes del resto de la instalación, los secundarios de los transformadores de tensión deben llevar uno de los bornes conectado a tierra se recomienda que éste sea el borne marcado v, para seguir un mínimo orden en todas las instalaciones. TRANSFORMADORES DE INTENSIDAD El otro tipo de transformador de medida, muy empleado tanto en alta como en baja tensión, es el denominado transformador de intensidad, se emplea siempre que la intensidad sea lo suficientemente grande como para que no sea práctico hacerla pasar totalmente por  los amperímetros o aparatos de medida amperímétricos. En la práctica a partir de corrientes de 25 a 50 amperios ya se suelen acoplar los instrumentos de medida por medio de este tipo de transformadores.  Al igual que en cualquier otro transformador, este tipo de transformadores de medida también consta de un primario y de un secundario, además del núcleo magnético correspondiente. Pero la mayoría de las veces el primario no es más que el propio conductor de la fase o una platina de cobre que, al estar acoplado en serie con una fase, forma, a través del cierre de las otras, una sola espira, como vemos en un dibujo y en el propio símbolo de la figura 3. La relación de transformación de los transformadores de intensidad podría ser de cualquier  valor, pero los más utilizados actualmente, casi podríamos decir que los únicos, son los que tienen el secundario de 5 A, cualquiera que sea la intensidad primaria. osea: X m

=

5

Lo cual quiere decir que cuando por el primario circula la máxima intensidad nominal, por el secundario circularán 5 A solamente, que son los que pasan realmente por el instrumento de medida. Lo que se hace, al igual que con el empleo de transformadores de medida de tensión, es graduar la escala del instrumento con los valores de la intensidad primaria, para que de ese modo la lectura sea directa.Como ejemplo podemos decir que existen t ransformadores de medida de intensidad de: 50/5 A; 40/5 A; 100/5 A; 300/5 A; 1.000/5 A; etc. INST ALA CIONES INSTALA ALACIONES

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Fig. 3. Transformadores de Intensidad

La forma constructiva y el aislamiento de estos transformadores es muy variada, dependiendo tanto de su intensidad, como de la tensión de la línea donde están conectados. Si se emplean en alta tensión suelen estar sus bobinados aislados con resina o bien con aceite aislante y con aisladores de conexión apropiados a la tensión nominal de la red. La denominación de sus bornes, tal como vemos en la figura 4, es la de K - L para los bornes primarios y k - l (en minúscula), para los bornes secundarios. Al igual que los transformadores de tensión también han de llevar uno de sus bornes secundarios conectados a tierra, como medida de seguridad. En la figura 4, vemos las diferentes formas de conexión de este tipo de transformadores de medida, tanto para medir valores monofásicos como trifásicos.

Fig. 4. Conexión de los transformadores de intensidad

Dado que los transformadores de intensidad tienen más espiras en el secundario que en el primario (son por tanto elevadores), sería muy peligroso tocar sus bornes secundarios estando en circuito abierto, por lo cual siempre que un transformador de intensidad no esté acoplado a ningún instrumento de medida deben cortocircuitarse sus bornes secundarios (fig.4.). Cuando el transformador está conectado a un amperímetro o instrumento de medida amperimétrico no representa peligro alguno, ya que prácticamente está cortocircuitado por el propio instrumento cuya resistencia interna es de pocos m Ω

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CONEXIÓN DE LOS APARATOS DE MEDIDA CONEXIÓN DE AMPERIMETROS Los amperímetros pueden conectarse a la red de muy diversas formas, aunque siempre en serie sobre una fase, pero dependiendo del tipo de corriente y de la magnitud de la intensidad medida, como vemos gráficamente en la figura 4. Así tendremos: · Para pequeñas corrientes * Conexión directa, en serie con una fase · Para corrientes elevadas * Con transformador de intensidad, en corriente alterna * Con shunt, en redes de corriente contínua En las instalaciones trifásicas de potencia, los amperímetros suelen conectarse siempre por medio de transformadores de medida de intensidad, pero entre éstos y los amperímetros se pueden conectar de muy diversas formas, como son: directos uno a cada transformador, en estrella o en conexión V, como vimos en la figura 4.

CONEXIÓN DE VOLTÍMETROS Los voltímetros, que junto con los amperímetros son los instrumentos de medida más utilizados, se conectan siempre en paralelo, sobre la línea cuya tensión se desea medir. Si la línea es de baja tensión los voltímetros se conectan directamente, entre los puntos cuya tensión se quiere medir, mientras que si esta es de alta tensión (superior a 1.000 V generalmente), se deben conectar con un transformador de tensión, como vemos en la figura 5. Cuando se desea medir la tensión entre cada fase de una red trifásica, en vez de poner tres voltímetros, resulta más cómodo y barato emplear un solo voltímetro conectado a través de un conmutador voltimétrico, que no es más que un conmutador que va poniendo a los bornes del voltímetro dos fases distintas en cada una de sus tres posiciones, tal como se ve también en la figura 5. Algunos conmutadores de voltímetro tienen incluso otras tres posiciones, con las cuales pueden medir la tensión entre fases y tierra, así como un punto de puesta a cero o desconexión.

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CONEXIÓN DE FRECUENCÍMETROS Los frecuencímetros son instrumentos de medida, de aguja o de láminas vibrantes, que se emplean para medir la frecuencia de la red, se conectan en paralelo sobre dos fases de la red cuya frecuencia se desea conocer. Para baja tensión se pueden conectar bien sea directamente, o intercalando unas resistencia reductoras de tensión, y para redes de alta tensión se conectan por intermedio de transformadores de medida de tensión, según vemos en la figura.

También se pueden conectar los frecuencímetros con un conmutador voltímetro, en redes trifásicas, para poder medir posibles desequilibrios de frecuencia entre las fases. CONEXIÓN DE VATÍMETROS Los vatímetros son los instrumentos empleados para medir las potencias eléctricas, consumidas en una máquina o instalación eléctrica general. En la práctica se emplean vatímetros para la medida de la potencia activa (P) y también para la medida de la potencia reactiva (Q). Los vatímetros suelen ser aparatos de medida de bobina giratoria, pero con electroimán, en lugar de imán permanente, y en corriente monofásica: · La potencia activa es igual P = U • I • cos. ø · La potencia reactiva es igual Q = U • I • sen. ø Los instrumentos de medida han de tener sobre sus agujas un par de giro proporcional a dichas expresiones. Por tal motivo los vatímetros han de tener dos circuitos por fase, uno de hilo grueso y pocas espiras o amperimétrico y otro de hilo fino y muchas espiras o voltimétrico. Los vatímetros, tanto de potencia activa como de potencia reactiva, se construyen para corrientes monofásicas y trifásicas, y en este último tipo para corrientes equilibradas y desequilibradas. Suelen fabricarse para acoplar a transformadores de medida, cuando se emplean para tensiones superiores a 500 V y corrientes superiores a 15 A Muchas veces la bobina o bobinas de tensión se conectan a la red, intercalando unas resistencias reductoras de tensión, de igual forma que vimos en la conexión de frecuencímetros. Los tipos de conexión más empleados, para medir potencias activas o reactivas, tanto monofásicas como trifásicas, son los que se ven en la figura 5, unos conectados directamente y otros por medio de transformadores de medida, tanto de intensidad como de tensión.

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MEDIDAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA Los instrumentos empleados para medir la energía eléctrica, denominados generalmente contadores de energía, son aparatos similares a los vatímetros pero con un sistema totalizador que va sumando las potencias instantáneas, según se ve en el esquema de la figura 6 dado que la energía es igual a la potencia por el tiempo (W = P.t = U.I.t), las bobinas amperimétricas y voltimétricas, cuyos flujos están desfasados 90", inducen sobre un disco de aluminio giratorio un flujo proporcional a V.I., y debido a las corrientes inducidas en el mismo por los dos flujos, se produce un momento de giro que hace que el disco comience a girar como el rotor de un motor, con un número de vueltas proporcional a la potencia que pasa por la línea. Seguidamente el disco hace girar el eje que acciona el totalizador y éste completa el valor V.I.t. El imán fijo actúa como freno de corrientes parásitas, sobre el disco, de tal forma que la velocidad del disco sea siempre proporcional a la potencia que pasa por las bobinas, que es la misma que la de la línea. El sistema totalizador va sumando las vueltas del disco, de tal forma que éste marque directamente kilovatios/ hora.  Aparte de esto el contador cuenta con otros sistemas de ajuste y regulación, así como de un mecanismo que impide la marcha en vacío y en sentido contrario al exigido por el totalizador. Las características principales de un contador de energía, son las reseñas en la carátula de la figura 6, a saber: · Intensidad · Tensión · Número de fases, y · Constante de medida (vatios/hora por vuelta del disco) Los contadores para corrientes trifásicas poseen dos o tres grupos de bobinas de tensión e intensidad, sean líneas con neutro o sin neutro distribuido, que actúan simultáneamente sobre el totalizados del contador, para obtener un desplazamiento del disco proporcional a: 3 .U  . I .Cos ϕ .t  · Energía activa = W =

· Energía reactiva =

Wr

=

3 .U  . I .Cos ϕ .t 

Fig. 6 CONTADOR DE ENERGÍA MONOFÁSICO

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FUNCIONAMIENTO El flujo magnético que aparece en el núcleo de tensión (en un contador de inducción) es proporcional a la tensión aplicada, en la misma forma que el flujo en el núcleo de corriente lo es a la corriente del consumidor. Los flujos mencionados atraviesan el disco del rotor por  lugares recíprocamente desplazados e inducen en él tensiones que generan corrientes. Esta corriente generada por el flujo de tensión y el flujo de corriente conforman un par de giros, al igual que lo conforman también la corriente del dis co inducida por el flujo de corriente y el flujo de tensión; ambos momentos de giro producen un movimiento de rotación del disco del rotor, con una velocidad angular proporcional a la potencia consumida. El disco del rotor actúa a modo de disco de freno, y es frenado por un imán, lo que permite que la velocidad angular del rotor del contador sea proporcional a la carga. Un sistema totalizador va contabilizando las vueltas del rotor, pero su mecanismo de transmisión está dimensionado de manera que se indiquen directamente los kilowatioshoras. El número de vueltas por Kwh. es la constante del medidor.

Flujos de tensión e intensidad en un contador de inducción Momentos de rotación de freno de disco de Al

TIPOS DE CONTADORES DE ENERGÍA  Al igual que los vatímetros los contadores, principalmente los trifásicos, pueden ser para medir energía activa (KWh) o energía reactiva (KVArh), ambos tipos se conectan igual externamente, solamente son algo diferentes en su construcción interna, por lo cual cuando los descubrimos nos referimos genéricamente a los dos tipos de contadores. Pero a su vez los contadores pueden ser: · Monofásicos · Trifásicos  A su vez los contadores trifásicos pueden ser: · A tres hilos · A cuatro hilos (tres fases más neutro) En los contadores de cuatro hilos el punto común de las tres bobinas se conectará siempre al neutro de la red, y cuando se ha de medir grandes potencias en redes de baja o alta tensión se emplean los transformadores de medida necesarios bien de corriente o de tensión. En la figura 7 se ven algunos ejemplos de conexión de contadores de energía, que completan el ejemplo del contador monofásico de la figura 6.

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CONTADORES ESPECIALES  Además de los contadores de energía ya mencionados: monofásicos, trifásicos, de energía activa y de energía reactiva, existen otros muchos tipos de contadores, con funciones muy especificas y que se pueden emplear tanto industrial como domésticamente, los tres más utilizados los describimos a continuación, aunque sin entrar en detalles sobre su funcionamiento y conexión. Estos son: * Contadores de doble tarifa. constan de dos mecanismos totalizadores, con el fin de medir el consumo separadamente, según las horas del día, ya que las compañías fac turan más barata la energía a unas horas que otras, según sea la demanda de la misma. Como máximo existen tres precios distintos de la energía eléctrica, denominados horas punta, llano y valle, pero que no siempre se aplican igual, en cuanto a número de horas y tarifas. Estos contadores han de instalarse junto con un interruptor horario, que es el encargado de hacer el cambio de totalizador de tarifa. Los contadores de doble tarifa suelen ser obligatorios en industrias con una potencia superior a 50 KW, y en la actualidad se emplean mucho domésticamente, para la llamada tarifa nocturna, que suele constar de una tarifa de 16 horas, correspondiente a las horas punta y llano, y de otra tarifa mucho más barata, de 8 horas, correspondiente a las horas valle. * Contadores de triple tarifa. estos contadores sin similares a los anteriores, pero con tres totalizadores, para medir separadamente los consumos de las horas punta, llano y valle. También han de instalarse acompañados de un interruptor horario, que es el encargado del cambio de tarifa. Estos contadores solamente se emplean industrialmente, y para muy grandes consumidores. INST ALA CIONES INSTALA ALACIONES

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MATEMÁTICA APLICADA

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Es el trabajo desarrollado en un circ uito elé ctric o d urante u n tiem po  determinado.

Se obtiene mediante la siguiente fórmula: E = P. t E = Energía P = Potencia t = Tiempo J = Joule W = Vatio S = Segundo

en W. S

1J = 1W.1S

Como la unidad es muy pequeña, se emplea el Kilovatio-hora (Kw - h) y viene a ser la unidad que miden los contadores de energía. Kw -h = 1000 W x 3600 s = 3,6 x 10 6 joules

El costo de la energía es el resultado de multiplicar su valor por el precio unitario (Pu). Costo = E x Pu E = energía en Kw-h Pu= Precio unitario Ejemplo: Hallar la energía consumida por una plancha a una tensión de 220 v y circula una corriente de 3 Amp. durante un tiempo de 3 horas y media. Solución: E = P.t

E = U. I. t

P=U.I P = 220 . 3 A P = 660 w Puesto que la energía se mide en Kw-h, la potencia se expresa en Kw y el tiempo en horas. 660 W = 0,66 Kw E = 0,66 Kw x 3,5

t = 3,5 h E = 2,31 Kw-h

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OPERACIONES

OPERACIÓN:

  COLOCAR INTERRUPTORES DE PROTECCIÓN

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Operación que tiene como finalidad colocar interruptores de protección en el  tablero de acuerdo al tipo de interrupto r y al sistem a de alimentación 

PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Prepare el tablero de barras de conexión • Ajustando los tornillos que sujetan a la barra con la caja • Aflojando las uñas de sujeción

2. Fije el interruptor de protección • Ajustando los tornillos del interruptor a las barras de conexión del tablero • Ajustando las uñas de sujeción

NOTA Si el interruptor de protección es de engrampe, presione hasta lograr un buen contacto

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OPERACIÓN:

COLOCAR INTERRUPTORES DE PROTECCIÓN

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3. Conecte las líneas de alimentación • Identificando el interruptor general • Asegurando en los bornes del interruptor y ajustando los tornillos para obtener un buen contacto eléctrico con el conductor.

OBSERVACIONES: • Tenga presente el sistema de alimentación (monofásico o trifásico) y el número de polos para la elección del tablero. • En caso de tableros para el sistema trifásico asegúrese de equilibrar las cargas

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OPERACIÓN: DISTRIBUIR SALIDAS

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Operación que tiene por finalidad distribuir las c argas para circuitos d e una  in s tal ac ión e lé ct ri c a en un tablero general y/o de distribu ción 

PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Identifique el sistema de alimentación • Observando si el sistema es monofásico o trifásico 2. Distribuya las cargas • Identificando los interruptores de cada circuito de distribución

3. Conecte los conductores • Asegurando en los bornes del interruptor y ajustando los tornillos

OBSERVACIÓN Cuando el tablero es monofásico, los circuitos son monofásicos y no se producen desequilibrio de cargas INST ALA CIONES INSTALA ALACIONES

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OPERACIÓN:

MEDIR INTENSIDAD DE CORRIENTE

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Operac ión que tiene po r finalid ad m edir la inten sid ad de co rrient e elé ctr ica qu e  c ir c u la a t r av é s d e u n c o n d u c t o r c o n e c t a d o a l a s c a r g a s ( r ec e p t o r e s ) d e u n a   in s tala ci ón elé ct ri c a.

PROCESO DE EJECUCIÓN CASO I: CON PINZA DE MEDICIÓN 1. Prepare la pinza • Girando el selector de rango a la magnitud requerida (AC-A) • Colocando a la mayor escala de corriente

2. Realice la medición • Presionando la palanca abre pinza • Pasando el conductor entre la pinza y soltando la palanca

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OPERACIÓN:

MEDIR INTENSIDAD DE CORRIENTE

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3. Lea la magnitud • Observando el valor indicado en la escala

OBSERVACIÓN • La pinza permite medir corriente eléctrica sin necesidad de interrumpir el circuito • Si la lectura obtenida está debajo del valor de la escala, llevar el selector a un rango menor hasta obtener una buena lectura. • Cuando no se pueda obtener una lectura en los puntos de medición, es necesario asegurar con el mecanismo del traba del instrumento el valor indicado, retirar la pinza y efectuar la lectura

CASO II MEDIR CON AMPERÍMETRO DE PANEL 1. Prepare el instrumento • Colocando los conductores en cada borne del instrumento

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OPERACIÓN:  

MEDIR INTENSIDAD DE CORRIENTE

2. Conecte el instrumento • Desconectando la línea de alimentación • Enseriando con la línea a medir 

3. Lea la magnitud • Conectando la línea de alimentación • Observando la indicación de la aguja en la escala

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OPERACIÓN:

INSTALAR INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

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Operación que tiene por finalidad conectar los ins trum entos de medic ión  utilización en un tablero y/o de distrib ución.

PROCESO DE EJECUCIÓN 1. Fije instrumentos en panel de tablero • Atornillando en la base del panel metálico

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