INSTALACIÓN ELÉCTRICA

Definiciones Básicas

Descripción.

Se le llama instalación eléctrica al conjunto de elementos que permiten transportar y    distribuir la energía eléctrica, desde el punto de suministro hasta los equipos que la utilicen.

Las instalaciones eléctricas pueden ser abiertas (conductores visibles), aparentes (en ductos o tubos), ocultas, (dentro de paneles o falsos plafones), o ahogadas (en muros, techos o pisos). 
Objetivos de una instalación. 
Una instalación eléctrica debe de distribuir la energía eléctrica a los equipos conectados de una manera segura y eficiente.

Acometida

Son los conductores y equipos requeridos para entregar la energía eléctrica, desde el sistema eléctrico suplidor hasta el alambrado del edificio o estructuraa servirse.

Acometida Soterrada

Aquella cuya derivación se efectúa desde una red de distribución secundaria soterrada  y que cumple con los requisitos  de acometida soterrada establecidos en las  normas.

Acometida Aérea

Aquella cuya derivación se efectúa desde una red de distribución secundaria aérea y que cumple con los requisitos de acometida aérea establecidos en las normas.  

Acometida Aéreo Soterrada

Es aquella cuya derivación se efectúa desde una red  de distribución secundaria aérea y que mediante una protección adecuad desciende al subsuelo para cumplir, desde este punto, los requisitos de  una acometida soterrada.

Acometida Aéreo Soterrada 

SISTEMAS  DE  MEDICION

Toda instalación eléctrica tendrá un medidor colocado a la entrada de la acometida, en el caso residencial el tipo de medición será directa.
Fases de medición:
MONOFÁSICO BIFILAR: 
Conductor activo (fase)
Conductor no activo (neutro)
MONOFÁSICO TRIFILAR: 
Conductores activos (fases)
Conductor no activo (neutro)
TRIFÁSICO: 
Conductores activos (fases)
Conductor no activo (neutro)
CONEXIÓN A TIERRA DE LOS SISTEMAS Y EQUIPOS ELÉCTRICOS 
Toda instalación eléctrica deberá tener un conductor puesto a tierra y apropiadamente identificado; los sistemas eléctricos se ponen a tierra por diferentes razones:

·                           Limitar tensiones transitorias y de descargas atmosféricas

·                           Contactos accidentales de líneas

·                           Estabilizar la tensión a tierra durante la operación

·                            Facilitar la operación de las protecciones

Carga conectada o Potencia Instalada. 
Carga conectada: 
Carga eléctrica total (en vatios) de un sistema o circuito eléctrico si todos los aparatos se
ponen en funcionamiento a la vez. También llamada potencia instalada. 
Potencia instalada:
Carga eléctrica total (en vatios) de un sistema o circuito eléctrico si todos los aparatos se ponen en funcionamiento a la vez. También llamada carga conectada. Por su naturaleza las cargas que intervienen en una instalación pueden ser monofásicas o trifásicas, por su modo de operación permanente o transitoria.
Carga de iluminación. 
Esta la constituyen todas las luminarias instaladas en el proyecto, para la iluminación de áreas externas o interna.

Carga de iluminación. Carga de toma corriente de uso general.
Esta la constituyen todas las luminarias instaladas en el proyecto, para la iluminación de áreas externas o interna
Para conexión y uso de equipos no permanentes en una instalación eléctrica debemos proveer toma de corriente, en los diferentes ambientes de un proyecto.

Cuando se trata de una edificación con facilidades para cocinar, debemos proveer una toma de corriente sobre meseta estimada en 1500VA.        

La sumatoria de la carga de todos estos tomacorrientes constituye la carga de toma corriente de uso general.  

Cada una de las salidas para toma corriente en un proyecto será computada a 150 VA. (SEOPC).

Carga de alumbrado.

De acuerdo con SEOPC, es la suma de la carga de iluminación y la carga de toma corriente de uso general.

C_AL = C _I  + C_TCUG.

C_AL= Carga de alumbrado en VA.

C _I  = Cargas de iluminación en VA. 
C _{U G} = Carga de tomacorriente de uso general

 

Carga de iluminación y carga de toma corriente de uso general

    Carga de reserva
Se considera como aquella carga que es necesaria tomar en consideración para futuras expansiones del sistema.

·                     Una reserva excesiva representara una inversión que tal vez nunca se utilice.

·                     Una reserva escasa puede provocar un problema a corto plazo.

para seleccionar la carga de reserva es necesario pensar en lo expuesto anteriormente.

Este factor debe ser estimado de acuerdo a las extensiones previstas de la instalación, no obstante en caso de no disponerse de información precisa, se recomienda considerar un 20% de reserva para ampliaciones futuras.

Demanda máxima de carga de alumbrado. 
Cuando calculamos la carga de alumbrado de un sistema, sabemos que esta
no es una carga permanente en el mismo, por tal razón se aplica un factor de demanda para carga de alumbrado, el cual encontramos en la tabla 4-7 del reglamento de obras publica en su Segunda Edición 
(Este reglamento es una aplicacion resumida del NEC)

Cargas especiales

Cuando diseñamos un proyecto de una edificación y desconocemos la carga a instalar, debemos acogernos a lo pautado en el Reglamento para instalaciones Eléctricas de SEOPC.

VALORES PARA CARGAS ESPECIALES. (SEOPC).

CARGAS                              POTENCIA-KVA.

Aire Acondicionado.                                3.0

Cisterna (Motor: ¼, ½, 1HP).                  1.5

Nevera                                                       1.0

Freezer                                                      3.0                    

Calentador de agua.                                1.5

Lavadora                                                   1.5

Secadora                                                  5.0

Micro-onda                                                3.0

Tomacorriente sobre meseta                 1.5

Demanda Máxima Total.

Se conoce como la carga que será demandada a la instalación en un momento determinado.
Esta demanda no es necesariamente la sumatoria de todas las cargas instaladas.

Podemos decir entonces que esta es la suma de la demanda máxima de alumbrado y la carga de salidas especiales.

D_MAX  T   = D_{MAX AL} +  C_SE

D_{MAX T}    =     Demanda máxima total en VA.

D_{MAX AL} =     Demanda máxima de alumbrado en VA

C_SE.         =   Carga de Salidas Especiales en VA.

Carga de Diseño.

Es la que nos sirve para la selección de los conductores alimentadores principales del proyecto, y para la selección del transformador (es) del proyecto.

Tomando a esta como referencia podemos además seleccionar la planta de emergencia si el proyecto la requiere.

C_DIS = D_{MAX T}  + Cr.

Corriente de Diseño.

Es la corriente que alimentara la totalidad de los equipos del sistema.

Esta podrá ser monofásica o trifásica.

Monofásica:   
I_DIS.    =     C_DIS.
                    Vn

                                      

Trifásica:        
I_DIS..  =      C_DIS.
                √3 V

Corriente de Diseño Correjida.

Para seleccionar un conductor desde la tabla de ampacidades, es necesario corregir la corriente. Para efectuar dicha corrección debemos multiplicar el valor de corriente encontrado por un factor. Este factor es 1.25 o sea 125% de la corriente de corto circuito:

I_C = I_DIS ( 1.25 )
Con este valor de corriente es que ingresamos a la tabla de SEOPC para seleccionar el conductor.

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Plano elemental de una casa habitación pequeña, de un nivel mostrando algunas salidas eléctricas.

2.Calculo de circuitos ramales Alimentadores y protección

Circuito Ramal

Son los conductores del circuito entre el último dispositivo contra sobre corriente que protege el circuito y la salida.

ESQUEMA DE UN PANEL DE CARGA CON PROTECCION DIFERENCIAL

Podemos clasificar los circuitos como:

(a) Circuito ramal para artefacto.

(b) Circuito ramal individual.

(c) Circuito ramal multiconductor.

(d) Circuito ramal para uso general.

Selección de conductores del circuito ramal

Los conductores del circuito ramal tendrán una capacidad no menor que la capacidad del circuito y no menor que la carga máxima a servir (SEOPC)

De acuerdo al reglamento de SEOPC, estos no deberán ser cargados más de un 80% de su capacidad nominal

Su selección se hará en base a las siguientes ecuaciones y a las tablas de ampacidades permitidas para conductores.

Alimentador monofásico:        I = P / V

Alimentador    :                      I=   P / √3 V

Ambas deberán ser corregidas, para luego seleccionar el conductor adecuado.

Protección del circuito ramal.

Los conductores de circuitos ramales y equipos serán protegidos con dispositivos contra

sobre corriente que tengan una capacidad nominal o ajuste que no exceda la capacidad de dichos conductores. (SEOPC).

Un dispositivo de protección breaker o fusible no deberá ser cargado más de un 80%  de su cpacidad nominal.

EJEMPLO: 1

1.-   ¿Cual es la carga máxima que puede soportar un breakers de 20 amp. una fase?

C _MAX / Bkr = V x  I  x  0.80

C_N = V x I   Capacidad Nominal del Bkr.

Datos:

V = 120V

 I = 20 A

Solución:

C_MAX / Bkr = 120V X  20 A X 0.80 = 1920 VA.

2.- ¿Cual es la carga máxima que puede soportar un breakers de 40 amp.

Dos fases.?

Solución.

C_MAX/ Bkr = 240V X 40 A X 0.80 = 7680 VA.

3.- ¿Cual es la carga máxima que puede soportar un breakers de 40 amp. tres fases?

C_MAX/ Bkr = V x   I x   3 x  0.80

C_MAX/ Bkr = 240V x  40 A x 1.73  x  0.80 =13286.4 VA.

L A S   T A B L A S  2-1 y 2-2.

  Del Reglamento para Instalaciones Eléctricas en Edificaciones, segunda Edición.

nos muestran las cargas máximas y mínimas para toma corriente en circuitos ramales.

n L A   T A B L A  4 – 4

Del mismo Reglamento nos da un sumario de requisitos para circuitos ramales. La correcta utilización de estas tablas, nos garantizara un diseño confiable y de acuerdo con los reglamentos en RD.

Numero de circuitos de carga de alumbrado.

 Después de calcular la Demanda Máxima de Alumbrado escogemos un breakers de 15 A 0 20 A y mediante la siguiente formula podemos calcular el numero de circuito para Carga de Alumbrado.

 No Circ. C _AL. = D_{EM. MAX. AL} / C_{MAX / BKR} 

EJEMPLO: 2

Supongamos que hemos calculado la Demanda Máxima de Alumbrado.

Datos:

D_{MAX. A}= 6100 VA.  Bkr =15 A                   

SOLUCION:    

C_{MAX / BKR} = 120 V x 15A X 0.80                                              

C_{MAX / BKR}= 1440VA.

LUEGO:                          

No Circ. C_AL= 6100 VA./ 1440 VA.= 4.2361
No Circ. C_AL= 4 Circuitos.
Alimentación y protección para salidas especiales.

Las salidas especiales para equipos conectados permanentementealsistema, serán protegidas atendiendo a la capacidad en VA del mismo, obtenida de su placa característica o lo pautado en el Reglamento de Obras Publicas.

Para la selección del conductor, usaremos los mismos criterios usados cuando seleccionamos un conductor de circuito ramal.

Si la salida especial que vamos a calcular es para equipo que posee un motor eléctrico debemos seleccionar la protección y el conductor atendiendo a la corriente de arranque de este

3. Método de calculo

DETERMINACION DELA CARGA DEALUMBRADO

POR EL METODO DE LOS WATT / M².Se va a construir una vivienda unifamiliar cuya área de construcción es de 25m, de profundidad y 14 m frontal, una futura expansión.Solución:



M e t o d o  de  l o s   Watt /m².
Por este método: 
CAL = AREA  X  VA / m2.
Reglamento de la SEOPC  Pág. No 24  dice:
“Vivienda  que no sean hoteles: 
30 VA / m2. 
DATOS.
Área = 25m X14m  = 350 m².
VA / m² = 30 (de Tabla 4-2)
CAL = 350m²  x  30 VA / m²= 10500 VA.